[发明专利]用于三层芯片级MEMS器件的系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年11月23日提交的、美国临时申请No.61/416,485的优先权利益，在此引入其公开作为参考。

技术领域

本发明涉及用于三层芯片级MEMS器件的系统和方法。

背景技术

惯性测量单元(IMU)能够获得用于确定像位置、方向、和姿势这样的导航信息的运动信息。例如，在例如车辆或飞机导航的高性能应用中、以及例如飞行器姿势和方向识别、个人导航、或导弹制导的低性能应用中使用MU。在结合有IMU的一些应用中，对于放置IMU存在受限空间。因为典型的IMU通过使用三个陀螺仪、三个加速计以及支撑电极和互连来提供运动信息，在保持所需性能的同时将IMU集成在具有受限空间的应用中是一个挑战。

发明内容

本发明的实施例提供了用于三层芯片级MEMS器件的系统和方法且通过阅读和研究下述说明书来对其进行理解。

提供了用于微机电系统(MEMS)器件的系统和方法。在一个实施例中，系统包括第一外部层和包括第一组MEMS器件的第一器件层，其中第一器件层接合到第一外部层。系统也包括第二外部层和包括第二组MEMS器件的第二器件层，其中第二器件层接合到第二外部层。此外，系统包括具有第一侧和与第一侧相对的第二侧的中央层，其中第一侧接合到第一器件层且第二侧接合到第二器件层。

附图说明

应当明白，图仅仅用来描述示例性实施例且因而不能理解为限定其范围，通过使用附图利用附加特征和细节来描述示例性实施例，其中：

图1是根据一实施例的三层芯片级MEMS器件的示图。

图2是示出制造根据一实施例的三层芯片级MEMS器件的示图。

图3是示出制造根据一实施例的三层芯片级MEMS器件的示图。

图4A-4D是示出三层MEMS器件中的腔结构的不同实施例的示图。

图5是用于构造根据一实施例的三层MEMS器件的实例方法的流程图。

图6是用于构造根据一实施例的三层MEMS器件的实例方法的流程图。

图7是用于构造根据一实施例的三层MEMS器件的实例方法的流程图。

图8A-8D是示出用于三层MEMS器件的安装结构的不同实施例的示图。

图9是用于构造根据一实施例的三层MEMS器件的实例方法的流程图。

根据常用实践，各种所描述的特征并不是根据比例来绘制的，而是画出以强调与示例性实施例相关的具体特征。

具体实施方式

在以下的具体描述中，参考形成本具体描述一部分的附图，且其中借助于说明示出了具体的说明性实施例。但是应当理解，可利用其他实施例且可进行逻辑、机械和电的改变。而且，不认为附图和说明书中提出的方法限制其中可以执行单个步骤的顺序。因此不认为以下的具体描述是限制意义的。

本公开的实施例提供了用于制造保持高性能的小IMU的系统和方法。为了整合IMU的多个组件和电子器件，将微机电系统(MEMS)陀螺仪和加速计封闭在支撑玻璃的三个不同层之间。MEMS陀螺仪和加速计放置在三层玻璃晶片之间允许在保持所需性能的同时减少IMU占有的体积。

图1是三层芯片级MEMS系统100的一个实施例的示图。MEMS系统100包括包围多个MEMS器件的三个堆叠层。例如，MEMS系统100的三个堆叠层包括第一外部层102、第二外部层106和中央层104，这三层包围第一器件层108和第二器件层110。第一外部层102、第二外部层106和中央层104的堆叠取向降低了MEMS系统100的面积与厚度比，这增加了MEMS系统100的刚性。刚性的增加能减小应变，该应变会使得易受由外部冲击、震动、或MEMS系统与周围材料之间的热膨胀失配所引起的错误影响的MEMS器件的性能退化。为了进一步增加刚性，第一外部层102、第二外部层106和中央层104由刚性材料制造，例如玻璃、或其它刚性非导电材料。