MEMS制造技术

本申请公开一种

【技术实现步骤摘要】
MEMS传感器结构的形成方法


[0001]本申请涉及
MEMS
传感器结构制备领域，具体涉及
MEMS
传感器结构的形成方法
。

技术介绍

[0002]MEMS
传感器是采用微电子和微机械加工技术制造出来的新型传感器
。
它具有体积小
、
质量轻
、
成本低
、
功耗低
、
可靠性高
、
技术附加值高，适于批量化生产
、
易于集成和实现智能化等特点
。MEMS
传感器包括：压力传感器
、
热学传感器
、
力学传感器
、
化学传感器
、
磁学传感器
、
辐射传感器和电学传感器等
。
[0003]陀螺仪
MEMS
传感器结构是高新技术产品，具有体积小
、
功耗低等多种优势，在民用消费领域和现代国防领域具有广泛的应用前景，并且成本低
。
所述陀螺仪
MEMS
传感器结构需要使用所述叉指结构来检测方位的变化
。
在这些实施例中，各个梳齿可以作为梳齿电极，在受到垂直所述梳齿电极的长度方向上的力后，所述梳齿电极会发生运动，并引起所述梳齿电极与固定电极之间电容的变化，从而获取一个可以被专用电路检测到的电参量
。
[0004]所述
MEMS
传感器还包括角速度计
、
加速度计
、
流量计
、
磁性
MEMS
传感器
、
气体
MEMS
传感器等
。
[0005]使用
MEMS
传感器结构前，需要对
MEMS
传感器结构进行封装，以保护所述
MEMS
传感器结构，并且对有助于实现对
MEMS
传感器结构的应用
。
[0006]现有技术中常用的
MEMS
传感器结构形成方法包括在
MEMS
传感器结构的第一晶圆第一表面使用一个封盖晶圆盖住所述第一晶圆的第一表面，所述第一晶圆第一表面可以形成功能器件，所述封盖晶圆与所述第一晶圆相对的表面通常也设置有第一空腔，用于实现对所述第一晶圆的隔热等
。
[0007]现有技术中，所述的
MEMS
传感器结构中，所述第一晶圆与封盖晶圆之间的第一空腔内经常出现不被期望的杂质，影响器件的使用效果
。
[0008]亟需提出一种优化设计来避免或缓解上述问题
。

技术实现思路

[0009]鉴于此，本申请提供一种
MEMS
传感器结构的形成方法，能够避免或缓解封装晶圆的第一空腔内出现不被期望的杂质
、
影响器件的使用效果的问题
。
[0010]本申请提供的一种
MEMS
传感器结构的形成方法，包括以下步骤：提供第一晶圆，所述第一晶圆用于形成
MEMS
传感器的功能层，所述第一晶圆具有相对的第一表面和第二表面；在所述第一晶圆的第一表面形成阻挡层；提供封盖晶圆，所述封盖晶圆表面形成有第一空腔；将所述封盖晶圆与阻挡层键合，密封所述第一空腔；自所述第二表面对所述第一晶圆进行第一刻蚀，形成凸台，所述凸台包括上台面和下台面；自所述第二表面对所述第一晶圆进行第二刻蚀，在下台面形成贯穿所述第一晶圆的初始沟槽；刻蚀所述初始沟槽底部的阻挡层形成一个或多个沟槽，所述沟槽位于第一空腔上方，且与第一空腔连通，所述沟槽分离的第一晶圆部分形成为功能层的悬浮结构和
/
或叉指结构；提供第三晶圆，所述第三晶圆内
中未示出所述第一晶圆
101
内部功能层的器件结构
。
[0023]提供封盖晶圆
103
，所述封盖晶圆
103
表面形成有第一空腔
104
，此处可以参阅图
4。
[0024]将所述封盖晶圆
103
与阻挡层
102
键合，密封所述第一空腔
104
，此处可以参阅图
5。
[0025]自所述第二表面
1012
对所述第一晶圆
101
进行第一刻蚀，形成凸台
108
，所述凸台
108
包括上台面和下台面，此处可参阅图7；
[0026]自所述第二表面
1012
对所述第一晶圆
101
进行第二刻蚀，在下台面形成贯穿所述第一晶圆
101
的初始沟槽
106
，此处可以参阅图9；
[0027]刻蚀初始沟槽
106
底部的阻挡层
102
形成一个或多个沟槽
107
，所述沟槽
107
位于第一空腔
104
上方，且与第一空腔
104
连通，此处可以参阅图
10
，所述沟槽
107
分离的第一晶圆
101
部分形成为功能层的悬浮结构或者叉指结构；
[0028]提供第三晶圆
109
，所述第三晶圆
109
内具有控制电路
140
，将所述第一晶圆
101
的凸台
108
和第三晶圆
109
键合形成第二空腔
130
，所述第一空腔
104
和第二空腔
130
在第三晶圆
109
表面的投影部分或全部重叠，此处可以参阅图
12。
[0029]本申请的
MEMS
传感器结构的形成方法在所述第一晶圆
101
的第一表面
1011
设置所述阻挡层
102
，且所述阻挡层
102
至少分布在所述第一晶圆
101
的第一表面
1011
与所述第一空腔
104
对应的区域，因此，在所述第一晶圆
101
的上方形成所述初始沟槽
106
的过程中，所述阻挡层
102
可以挡在所述第一空腔
104
与所述初始沟槽
106
之间，用于阻挡刻蚀过程中物体进入所述第一空腔
104
，避免了刻蚀第一晶圆
101
形成初始沟槽
106
过程中的聚合物等副产物以及后续工艺流程中使用的材料或工艺流程中产生的副产物等等进入所述第一空腔
104
的问题，提高了所形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
MEMS
传感器结构的形成方法，其特征在于，包括以下步骤：提供第一晶圆，所述第一晶圆用于形成
MEMS
传感器的功能层，所述第一晶圆具有相对的第一表面和第二表面；在所述第一晶圆的第一表面形成阻挡层；提供封盖晶圆，所述封盖晶圆表面形成有第一空腔；将所述封盖晶圆与阻挡层键合，密封所述第一空腔；自所述第二表面对所述第一晶圆进行第一刻蚀，形成凸台，所述凸台包括上台面和下台面；自所述第二表面对所述第一晶圆进行第二刻蚀，在下台面形成贯穿所述第一晶圆的初始沟槽；刻蚀初始沟槽底部的阻挡层形成一个或多个沟槽，所述沟槽位于第一空腔上方，且与第一空腔连通，所述沟槽分离的第一晶圆部分形成为功能层的悬浮结构和
/
或叉指结构；提供第三晶圆，所述第三晶圆内具有控制电路，将所述第一晶圆的凸台和第三晶圆键合形成第二空腔，所述第一空腔和第二空腔在第三晶圆表面的投影部分或全部重叠
。2.
根据权利要求1所述的
MEMS
传感器结构的形成方法，其特征在于，所述沟槽与第一空腔连通后，还包括以下步骤：去除所述第一空腔顶部剩余的阻挡层
。3.
根据权利要求1或2所述的
MEMS
传感器结构的形成方法，其特征在于，通过各向异性的干法刻蚀工艺去除所述阻挡层
。4.
根据权利要求1所述的
MEMS
传感器结构的形成方法，其特征在于，所述凸台的形成方法包括：在所述第一晶圆的第二表面形成第一掩膜层；图形化所述第一掩膜层，以部分暴露所述第一晶圆的第二表面；沿垂直所述第一晶圆的第二表面的方向，刻蚀所述第一晶圆的第二表面上的暴露区域至第一深度，以形成凸台
。5.
根据权利要求1所述的
MEMS
传感器结构的形成方法，其特征在于，自所述第二表面对所述第一晶圆进行第二刻蚀的方法包括：在所述凸台的上台面和下台面表面形成图形化的第二掩膜层，以部分暴露所述凸台的下台面；以所述第二掩膜层为掩膜，刻蚀所述第一晶圆和阻挡层以形成所述沟槽
。6.
根据权利要求5所述的
MEMS
传感器结构的形成方法，其特征在于，以所述第二掩膜层为掩膜，刻蚀所述第一晶圆和阻挡层以形成所述沟槽的步骤包括：以所述第二掩膜层为掩膜刻...

【专利技术属性】
技术研发人员：石虎，刘孟彬，向阳辉，
申请(专利权)人：中芯集成电路宁波有限公司，
类型：发明
国别省市：