[发明专利]一种MEMS芯片及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及传感器测量领域，特别涉及一种MEMS芯片及制备方法。

背景技术

消费类电子产品集成的传感器的发展方向之一是小型化与多功能化，传感器组合是一种很好的发展方向。目前，传感器的组合形式仅限于把两种或两种以上的MEMS芯片组合封装在一起，如将压力传感器和气体传感器组合形成气体压力组合MEMS芯片。

大多数气体压力组合MEMS芯片在同一块硅片上制备而成，即压力传感器和气体传感器分别制备在同一块硅片的正反面，用以同时测量气压和气体。这种组合传感器对封装技术具有较高要求，常规的平面贴装技术难以满足这种组合传感器的封装要求，需要倒装焊(Flip Chip，简称FC)等高级的封装技术，增加了封装难度，且这种正反面结构也使得两种传感器无法共用一个 ASIC芯片(特殊应用电路)，给客户的电路设计带来不便。

发明内容

基于本发明的一个目的，本发明提供了一种MEMS芯片，以解决现有组合传感器封装难度大，给客户的电路设计带来不便的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一方面，本发明提供了一种MEMS芯片，集成了气压传感部和气体传感部，气压传感部和气体传感部共用衬底1，气压传感部包括下电极3、支撑部 4和对气压敏感的上电极5，气体传感部包括测量电极12和对气体敏感的敏感材料膜13；

下电极3和测量电极12互不接触地设置在衬底1的上端面上，上电极5 通过支撑部4支撑在下电极3上，下电极3、支撑部4和上电极5形成用于测量气压的平板电容传感器；

测量电极12上设置裸露在外的敏感材料膜13，测量电极12和敏感材料膜13形成用于测量气体浓度的电阻传感器。

另一方面，本发明提供了一种MEMS芯片的制备方法，集成了气压传感部和气体传感部，该方法包括：

在衬底的上端面的一部分区域上沉积导电材料作为气压传感部的下电极，在上端面的另一部分区域上沉积制备气体传感部的测量电极；

在下电极上沉积并刻蚀氧化层作为气压传感部的支撑部，并在支撑部上键合气压敏感膜作为气压传感部的上电极，形成位于下电极和上电极之间的空腔，使下电极、支撑部和上电极形成用于测量气压的平板电容传感器；

在测量电极上沉积制备裸露在外且对气体浓度敏感的敏感材料膜，使测量电极和敏感材料膜形成用于测量气体种类和浓度的电阻传感器。

本发明的有益效果是：本发明通过在共用衬底的同一侧端面设置平板电容传感器和电阻传感器，使得可以在同一芯片上制备平板电容传感器和电阻传感器，从而减小MEMS芯片的尺寸，提高集成度，并方便该MEMS芯片上的两个传感器共用一个ASIC芯片，便于封装。

附图说明

图1为本发明实施例提供的MEMS芯片的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的MEMS芯片的制备方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。

本发明提供了一种MEMS芯片，该MEMS芯片为气压传感部和气体传感部的组合MEMS芯片，包括共用的衬底以及形成在衬底同一侧的气压传感部和气体传感部，使得可以在同一芯片上制备气压传感部和气体传感部，从而减小MEMS芯片的尺寸，提高集成度，并方便该MEMS芯片上的两个传感器共用一个ASIC芯片，便于封装。

图1为本发明实施例提供的MEMS芯片的结构示意图，如图1所示，该 MEMS芯片集成了气压传感部和气体传感部，气压传感部和气体传感部共用衬底1，气压传感部包括下电极3、支撑部4和对气压敏感的上电极5；气体传感部包括测量电极12和对气体敏感的敏感材料膜13；

下电极3和测量电极12互不接触地设置在衬底1的上端面上，上电极5 通过支撑部4支撑在下电极3上，下电极3、支撑部4和上电极5形成用于测量气压的平板电容传感器；

测量电极12上设置裸露在外的敏感材料膜13，测量电极12和敏感材料膜13形成用于测量气体浓度的电阻传感器。