一种器件芯片中凹槽及间隙的加工方法技术

本发明专利技术涉及微观机械系统的技术领域，公开了一种器件芯片，其包括基衬底、盖衬底以及器件层，其中，盖衬底与基衬底间隔设置，器件层设置在基衬底和盖衬底之间；器件层包括电极、连接部以及致动部，连接部分别与基衬底和盖衬底固定连接，电极与基衬底固定连接并与盖衬底电连接，致动部与连接部耦合；致动部与电极之间设置有间隙，以使在致动部和电极之间形成电容；电极用于接收电信号，并根据电信号驱动致动部；电极上设置有凹槽，凹槽沿电极的厚度方向延伸，且凹槽的开口朝向盖衬底。在电极上沿厚度方向设置有凹槽，解决了现有技术中器件层受挤压后电学性能变差而影响致动部动作的问题，并通过本发明专利技术中的加工方法对所述凹槽及间隙进行加工。隙进行加工。隙进行加工。

【技术实现步骤摘要】
一种器件芯片中凹槽及间隙的加工方法
[0001]本申请是2022年12月07日提交的、申请号为202211565009.8、专利技术名称为“一种器件芯片、微机电系统及其封装结构”的分案申请。


[0002]本专利技术涉及微观机械系统
，尤其是一种器件芯片中凹槽及间隙的加工方法。

技术介绍

[0003]微机电系统（MEMS, Micro
‑
Electro
‑
Mechanical System），也叫做微电子机械系统、微系统、微机械等，指尺寸在几毫米乃至更小的高科技装置。
[0004]微机电系统是使用半导体技术制造的并以形成机械和电子部件的器件。常见的微机电系统有谐振器、加速器、压力传感器、致动器、反射镜、加热器以及打印机喷头等。
[0005]相关的微机电系统由器件芯片（MEMS芯片）和控制芯片（CMOS芯片，CMOS是Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体的缩写。它是指制造大规模集成电路芯片用的一种技术或用这种技术制造出来的芯片）组成，其中，器件芯片主要包括基衬底、盖衬底以及器件层，盖衬底与基衬底对应间隔设置，器件层设于基衬底和盖衬底之间；器件层包括电极、相互连接的连接部和致动部，其中，连接部分别与基衬底和盖衬底固定连接，电极与基衬底固定连接并和盖衬底电性耦合连接；电极靠近致动部设置，以驱动致动部动作。
[0006]上述器件芯片的器件层，特别是电极部分，受到基衬底和盖衬底的挤压，容易导致电学性能变差，从而影响致动部的动作。

技术实现思路

[0007]本专利技术所提供的器件芯片，致动部与电极之间设置有间隙，以使致动部和所述电极之间形成电容；通过在电极上沿厚度方向设置有凹槽，解决了现有技术中器件层受挤压后电学性能变差而影响致动部动作的问题。通过下述之方法能够对凹槽及间隙进行加工。
[0008]一种器件芯片中凹槽及间隙的加工方法，其中，所述器件芯片包括：基衬底、盖衬底以及器件层，其中，所述盖衬底与所述基衬底间隔设置，所述器件层设置在所述基衬底和所述盖衬底之间；所述器件层包括电极、连接部以及致动部，所述连接部分别与所述基衬底和所述盖衬底固定连接，所述电极与所述基衬底固定连接并与所述盖衬底电连接，所述致动部与所述连接部耦合；所述致动部与所述电极之间设置有间隙，以使所述致动部和所述电极之间形成电容；所述电极用于接收电信号，并根据所述电信号驱动所述致动部；所述电极上设置有凹槽，所述凹槽沿所述电极的厚度方向延伸，且所述凹槽的开口朝向所述盖衬底；所述凹槽及间隙一次成型，其加工方法如下：根据所述器件层的厚度设计凹槽和间隙的宽度，其中，所述间隙的宽度大于所述
凹槽的宽度；所述凹槽的宽度在0.7~2.0um之间，所述间隙的宽度在1~3um之间；在器件层的晶圆上涂覆凹槽光刻胶；进行DRIE刻蚀。
[0009]一种器件芯片中凹槽及间隙的加工方法，其中，所述器件芯片包括：基衬底、盖衬底以及器件层，其中，所述盖衬底与所述基衬底间隔设置，所述器件层设置在所述基衬底和所述盖衬底之间；所述器件层包括电极、连接部以及致动部，所述连接部分别与所述基衬底和所述盖衬底固定连接，所述电极与所述基衬底固定连接并与所述盖衬底电连接，所述致动部与所述连接部耦合；所述致动部与所述电极之间设置有间隙，以使所述致动部和所述电极之间形成电容；所述电极用于接收电信号，并根据所述电信号驱动所述致动部；所述电极上设置有凹槽，所述凹槽沿所述电极的厚度方向延伸，且所述凹槽的开口朝向所述盖衬底；所述凹槽及间隙分别加工成型，其加工方法如下：在所述器件层的晶圆上涂覆凹槽光刻胶；进行所述凹槽的刻蚀，其中，所述凹槽的宽度在0.7~2.0um之间，刻蚀16um深度；冲洗掉所述凹槽光刻胶；在刻蚀出所述凹槽的晶圆上再次涂覆间隙光刻胶；进行所述间隙的刻蚀，其中，所述间隙的宽度大于所述凹槽的宽度，所述间隙的宽度在1~3um之间，将晶圆刻穿。
[0010]优选的，所述凹槽的宽度为0.8um，所述间隙的宽度为3um。
[0011]优选的，所述基衬底和盖衬底为硅基衬底。
[0012]优选的，所述器件层的材质为单晶硅。
[0013]本专利技术所提供的器件芯片，致动部与电极之间设置有间隙，以使致动部和所述电极之间形成电容；通过在电极上沿厚度方向设置有凹槽，解决了现有技术中器件层受挤压后电学性能变差而影响致动部动作的问题。通过上述之方法能够对凹槽及间隙进行加工。
附图说明
[0014]图1是本专利技术实施例提供的器件芯片的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的DRIE刻蚀法的深度与宽度比图；图3a和图3b是本专利技术实施例提供的一种器件层中凹槽和间隙的DRIE刻蚀法的示意图；图4a至图4d是本专利技术实施例提供的另一种器件层中凹槽和间隙的DRIE刻蚀法的示意图；图5是本专利技术实施例提供的微机电系统和封装结构的结构示意图；图6是是本专利技术实施例提供的封装结构的数据；图7是本专利技术实施例提供的器件芯片与未设置凹槽的器件芯片的对比实验数据。
[0015]附图标记：1
‑
器件芯片、11
‑
基衬底、12
‑
盖衬底、13
‑
器件层、131
‑
电极、132
‑
连接部、133
‑
致动部、134
‑
锚点、135
‑
凹槽、136
‑
间隙、121
‑
硅通孔、2
‑
控制芯片、3
‑
引线、4
‑
基板、5
‑
封装胶、a
‑
凹槽光刻胶、b
‑
间隙光刻胶。
具体实施方式
[0016]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0017]本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本专利技术的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0018]以下结合具体实施例对本专利技术的实现进行详细的描述。
[0019]参阅图1所示一种器件芯片1，包括：基衬底11（Handle wafer）、盖衬底12（Cap wafer）以及器件层13（Device layer）。
[0020]其中，基衬底11位于下方，盖衬底12位于上方并与基衬底11间隔对置，器件层13设置在基衬底11和盖衬底12之间。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种器件芯片中凹槽及间隙的加工方法，其特征在于，所述器件芯片包括：基衬底、盖衬底以及器件层，其中，所述盖衬底与所述基衬底间隔设置，所述器件层设置在所述基衬底和所述盖衬底之间；所述器件层包括电极、连接部以及致动部，所述连接部分别与所述基衬底和所述盖衬底固定连接，所述电极与所述基衬底固定连接并与所述盖衬底电连接，所述致动部与所述连接部耦合；所述致动部与所述电极之间设置有间隙，以使所述致动部和所述电极之间形成电容；所述电极用于接收电信号，并根据所述电信号驱动所述致动部；所述电极上设置有凹槽，所述凹槽沿所述电极的厚度方向延伸，且所述凹槽的开口朝向所述盖衬底；所述凹槽及间隙一次成型，其加工方法如下：根据所述器件层的厚度设计凹槽和间隙的宽度，其中，所述间隙的宽度大于所述凹槽的宽度；所述凹槽的宽度在0.7~2.0um之间，所述间隙的宽度在1~3um之间；在器件层的晶圆上涂覆凹槽光刻胶；进行DRIE刻蚀。2.一种器件芯片中凹槽及间隙的加工方法，其特征在于，所述器件芯片包括：基衬底、盖衬底以及器件层，其中，所述盖衬底与所述基衬底间隔设置，所述器件层设置在所述基衬底和所述盖衬底之间；...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷永庆，谢国伟，李明，
申请(专利权)人：麦斯塔微电子深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：