[发明专利]一种MEMS惯性传感器件及其制造方法

摘要

本发明涉及一种MEMS惯性传感器件，其结构包括依次通过硅硅键合的硅盖帽层、器件结构层以及硅柱垂直导通层，所述硅盖帽层上具有供所述器件结构层动作的空腔；所述器件结构层上蚀刻有梳齿结构以及与部分所述梳齿结构连接的锚区结构；所述硅柱垂直导通层上蚀刻有分别与各所述锚区结构键合的导通硅柱，以及分别位于各所述导通硅柱周围的绝缘空槽，所述硅柱垂直导通层的密封绝缘层上设有分别与各所述导通硅柱接触的金属联线焊盘。本发明的MEMS惯性传感器件使用SOI衬底制作硅柱，实现硅柱间空腔隔离以及密封绝缘，通过硅硅直接键合实现晶圆级真空封装。

主权项

一种MEMS惯性传感器件的制造方法，其特征在于：所述MEMS惯性传感器件包括依次通过硅硅键合的硅盖帽层、器件结构层以及硅柱垂直导通层，所述硅盖帽层上具有供所述器件结构层动作的空腔；所述器件结构层上蚀刻有梳齿结构以及与部分所述梳齿结构连接的锚区结构；所述硅柱垂直导通层上蚀刻有分别与各所述锚区结构键合的导通硅柱，以及分别位于各所述导通硅柱周围的绝缘空槽，所述硅柱垂直导通层的密封绝缘层上设有分别与各所述导通硅柱接触的金属联线焊盘，所述硅盖帽层与所述器件结构层为硅晶圆，所述硅柱垂直导通层为SOI晶圆中的顶层硅；(1)制作硅柱垂直导通层：取SOI晶圆，将顶层硅高浓度离子掺杂后，使用光刻、蚀刻工艺，蚀刻顶层硅至密封绝缘层，蚀刻出导通硅柱以及绝缘空槽；(2)制作器件结构层：取硅晶圆并在其上使用光刻、蚀刻工艺，蚀刻出锚区结构；(3)制作硅盖帽层：取硅晶圆并对其进行氧化，在硅晶圆表面形成氧化硅膜作为氧化绝缘层，然后使用光刻、蚀刻工艺在硅晶圆上蚀刻出空腔；(4)器件结构层与硅柱垂直导通层的键合：(41)使用硅硅直接键合工艺，将器件结构层的锚区结构与硅柱垂直导通层的导通硅柱键合在一起，以及将器件结构层的主键合面与硅柱垂直导通层的主键合面键合在一起；(42)使用光刻、蚀刻工艺在器件结构层上蚀刻出梳齿结构；(5)键合硅盖帽层：使用硅硅键合工艺，将硅盖帽层的主键合面与器件结构层的主键合面键合在一起；(6)使用减薄工艺，将硅柱垂直导通层减薄至密封绝缘层，在密封绝缘层上，使用光刻、蚀刻工艺，蚀刻出用于金属联线焊盘与导通硅柱接触的金硅接触区域；(7)在金硅接触区域上沉积金属，光刻、蚀刻出金属连接焊盘，并将金属合金化。