[发明专利]微机电系统及其MEMS惯性传感器、制造方法

权利要求书

1.一种微机电系统MEMS惯性传感器，其特征在于，所述MEMS惯性传感器包括：

第一晶圆，所述第一晶圆的正面设有第一凹槽；

第二晶圆，所述第二晶圆包括晶圆框架和质量块，所述晶圆框架与所述质量块之间设有弹簧；所述质量块，所述弹簧与所述第一凹槽形成空腔；所述第二晶圆的背面与所述第一晶圆的正面直接键合；

其中，所述质量块包括第二凹槽，所述第二凹槽中填充密度大于硅的金属层。

2.如权利要求1所述的MEMS惯性传感器，其特征在于，所述金属层的材质为单质金属材料。

3.如权利要求1所述的MEMS惯性传感器，其特征在于，所述金属层的材质为合金材料。

4.一种MEMS惯性传感器的制造方法，其特征在于，所述制造方法用于制造如上述权利要求1-3任一权项所述的MEMS惯性传感器，包括：

在第一晶圆的正面制备第一凹槽；

在所述第一晶圆的正面旋涂牺牲层材料，获得旋涂后的第一晶圆；其中，所述第一凹槽内形成牺牲层；

将所述旋涂后的第一晶圆的正面与第二晶圆的背面直接键合，获得第一键合晶圆；所述第一键合晶圆的正面为所述第二晶圆的正面，所述键合晶圆的背面为所述旋涂后的第一晶圆的背面；

对所述第一键合晶圆的正面进行减薄，获得第二键合晶圆；

在所述第二键合晶圆的正面制备第二凹槽，并在所述第二凹槽中填充密度大于硅的金属层，获得第三键合晶圆；

蚀刻所述第三键合晶圆的预设位置至所述牺牲层，获得包括弹簧和质量块的第四键合晶圆；

蚀刻所述第四键合晶圆内的牺牲层，获得所述MEMS惯性传感器。

5.如权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述在第一晶圆的正面制备第一凹槽，包括：

通过第一蚀刻方法，在所述第一晶圆的正面制备具有预设形状的所述第一凹槽。

6.如权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述在所述第一晶圆的正面旋涂牺牲层材料，获得旋涂后的第一晶圆之后，所述制造方法还包括：

通过第一化学机械研磨方法，对所述旋涂后的第一晶圆的正面进行研磨，获得研磨后的第一晶圆；

通过第二化学机械研磨方法，对所述第二晶圆的背面进行研磨，获得研磨后的第二晶圆；

所述将所述旋涂后的第一晶圆的正面与第二晶圆的背面直接键合，获得第一键合晶圆，包括：

通过硅-硅直接键合的方法，将所述研磨后的第一晶圆的正面与所述研磨后的第二晶圆的背面直接键合，获得所述第一键合晶圆。

7.如权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述在所述第二键合晶圆的正面制备第二凹槽，包括：

通过第二蚀刻方法，在所述第二键合晶圆的正面制备所述第二凹槽。

8.如权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述在所述第二凹槽中填充密度大于硅的金属层，获得第三键合晶圆，包括：

通过磁控溅射方法，在所述第二凹槽中制作金属种子层；

通过电镀方法，在所述第二凹槽中填充金属材料，获得包括所述金属层的所述第三键合晶圆。

9.如权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述牺牲层材料为玻璃上硅SOG材料。

10.一种微机电系统，其特征在于，所述微机电系统包括如权利要求1～3中任一权项所述的MEMS惯性传感器。