惯性传感器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种惯性传感器包括MEMS装置和盖体，所述MEMS装置包括MEMS结构和第一键合面，所述盖体包括第二键合面，所述第一键合面包括第一介质部和第一金属部，所述第二键合面包括第二介质部和第二金属部，且所述第一介质部围绕所述第一金属部的侧壁设置，所述第二介质部围绕所述第二金属部的侧壁设置，所述第一介质部和所述第二介质部的材料为氧化硅或硅，所述第一介质部和所述第二介质部中的至少一个的材料为氧化硅；所述第一介质部与所述第二介质部键合，所述第一金属部与所述第二金属部键合。本实用新型专利技术有效保证了MEMS结构的密封性，实现了MEMS结构的高可靠性。实现了MEMS结构的高可靠性。实现了MEMS结构的高可靠性。

【技术实现步骤摘要】
惯性传感器


[0001]本技术涉及传感器
，尤其涉及一种惯性传感器。

技术介绍

[0002]微机电系统(Micro
‑
Electro
‑
Mechanical System，MEMS)，也叫做微电子机械系统、微系统、微机械等，指尺寸在几毫米乃至更小的高科技装置。目前很多的MEMS传感器包含可动部件，因此需要键合一个含有腔体的硅片以对可动结构进行保护。目前比较通用的键合方式包括玻璃烧结(Glass frit)，金属键合，如Al
‑
Ge键合，Au
‑
Au键合等。玻璃烧结一般键合区域的宽度较大，不易实现小型化。金属键合宽度可以减小，但是生产效率比较低，一般都是单片晶圆进行键合，而且金属的融化容易导致金属共晶键合时发生外溢。
[0003]而常规的键合方法，如熔融键合(Fusionbonding)，可以在低压低温的条件下实现二氧化硅与硅或二氧化硅的高质量键合，但是键合面之间无电连接，通常需要再额外做些金属通孔来实现电导通，增加了工艺难度。
[0004]因此，有必要提供一种新型的惯性传感器以解决现有技术中存在的上述问题。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种惯性传感器，有效保证了MEMS结构的密封性，实现了MEMS结构的高可靠性。
[0006]为实现上述目的，本技术的所述惯性传感器包括MEMS装置和盖体，所述MEMS装置包括MEMS结构和第一键合面，所述盖体包括第二键合面，所述第一键合面包括第一介质部和第一金属部，所述第二键合面包括第二介质部和第二金属部，且所述第一介质部围绕所述第一金属部的侧壁设置，所述第二介质部围绕所述第二金属部的侧壁设置，所述第一介质部和所述第二介质部的材料为氧化硅或硅，所述第一介质部和所述第二介质部中的至少一个的材料为氧化硅；所述第一介质部与所述第二介质部键合，所述第一金属部与所述第二金属部键合。
[0007]本技术的所述惯性传感器的有益效果在于：通过所述第一介质部围绕所述第一金属部的侧壁设置，所述第二介质部围绕所述第二金属部的侧壁设置，即使位于所述第一键合面的所述第一金属部的表面裸露，使位于所述第二键合面的所述第二金属部的表面裸露，从而减少了所述第一金属部和所述第二金属部在热处理工艺中外溢的风险，而且也便于在封装工艺中使所述第一金属部和所述第二金属部对准吸附实现永久键合；通过所述第一介质部和所述第二介质部的材料为氧化硅或硅，所述第一介质部和所述第二介质部中的至少一个的材料为氧化硅，有利于将所述第一键合面和所述第二键合面贴合吸附在一起，从而使所述第一介质部与所述第二介质部在室温下通过氢键(
‑
H)或羟基键(
‑
OH)等悬挂键即可进行快速预键合；所述惯性传感器有效保证了MEMS结构的密封性，实现了MEMS结构的高可靠性。
[0008]可选的，所述第一金属部和所述第二金属部的材料均为铜。
[0009]可选的，所述第一键合面和所述第二键合面的粗糙度均小于0.5nm。其有益效果在于：即保证所述第一键合面和所述第二键合面的光滑度，以有利于使所述第一键合面和所述第二键合面贴合吸附在一起，从而使所述第一介质部与所述第二介质部能更好更快速的通过氢键(
‑
H)或羟基键(
‑
OH)等悬挂键实现预键合。
[0010]可选的，所述第一键合面中的所述第一金属部的高度低于所述第一介质部的高度，所述第二键合面中的所述第二金属部的高度低于所述第二介质部的高度。其有益效果在于：有利于使所述第一键合面和所述第二键合面贴合吸附在一起，从而使所述第一介质部与所述第二介质部能更好更快速的通过氢键(
‑
H)或羟基键(
‑
OH)等悬挂键实现预键合，而且所述第一键合面中的所述第一金属部的高度低于所述第一介质部的高度，所述第二键合面中的所述第二金属部的高度低于所述第二介质部高度，有利于减少所述第一金属部和所述第二金属部在热处理工艺中外溢的风险。
[0011]可选的，所述第一金属部与所述第一介质部的高度差为0A～200A，所述第二金属部与所述第二介质部的高度差为0A～200A。其有益效果在于：有利于使所述第一键合面和所述第二键合面贴合吸附在一起，而且在后续热处理工艺过程中，介质部与金属部因受热其膨胀系数不同，介质部与金属部之间设置0A～200A的高度差有利于膨胀后，两者处于同一高度，让键合后形成的所述惯性传感器不存在缝隙，优化产品质量，提高良率。
[0012]可选的，所述第一金属部和所述第二金属部的表面分别设置有第三金属部，且所述第三金属部的熔点低于所述第一金属部的熔点和所述第二金属部中任意一种的熔点。
[0013]可选的，所述第一键合面设置有若干所述第一金属部，且若干所述第一金属部以阵列的方式设置于所述第一键合面；所述第二键合面设置有若干所述第二金属部，且若干所述第二金属部以阵列的方式设置于所述第二键合面。
[0014]可选的，所述第一键合面设置有至少N圈环形结构的所述第一金属部，所述第二键合面设置有至少N圈环形结构的所述第二金属部，且所述N为大于等于1的正整数。
[0015]可选的，当所述N为大于等于2的正整数时，至少N圈的所述第一金属部为同心环结构，至少N圈的所述第二金属部为同心环结构。
[0016]可选的，所述第一金属部的面积大于所述第二金属部的面积，或所述第二金属部的面积大于所述第一金属部的面积。其有益效果在于：提高了所述第一金属部与所述第二金属部的贴合几率，使得在所述第一键合面与所述第二键合面贴合时容错率更高，减少了对器件的影响。
[0017]可选的，所述第一金属部的面积与所述第二金属部的面积的比为2:1～4:1，或所述第一金属部的面积与所述第二金属部的面积的比为1:2～1:4。其有益效果在于：提高了所述第一金属部与所述第二金属部的贴合几率，使得在所述第一键合面与所述第二键合面贴合时容错率更高，减少了对器件的影响。
[0018]可选的，所述第一金属部于所述第一键合面的最大宽度为1μm～10μm，所述第二金属部于所述第二键合面的最大宽度为1μm～10μm。
[0019]可选的，所述环形结构的所述第一金属部于所述第一键合面上的环的宽度为1μm～10μm，所述环形结构的所述第二金属部于所述第二键合面上的环的宽度为1μm～10μm。
[0020]可选的，相邻所述第一金属部之间的间距为5μm～20μm，相邻所述第二金属部之间的间距为5μm～20μm。
[0021]可选的，所述第一金属部和所述第二金属部为圆形结构、椭圆形结构和多边形结构中的至少一种，所述多边形结构包括长方形结构和正方形结构。
[0022]可选的，所述第一金属部和所述第二金属部为圆形环结构、椭圆形环结构和多边形环结构中的至少一种，所述多边形环结构包括长方形环结构和正方形环结构。
附图说明
[0023]图1为现有技术中惯性传感器的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种惯性传感器，其特征在于，包括MEMS装置和盖体，所述MEMS装置包括MEMS结构和第一键合面，所述盖体包括第二键合面，所述第一键合面包括第一介质部和第一金属部，所述第二键合面包括第二介质部和第二金属部，且所述第一介质部围绕所述第一金属部的侧壁设置，所述第二介质部围绕所述第二金属部的侧壁设置，所述第一介质部和所述第二介质部的材料为氧化硅或硅，所述第一介质部和所述第二介质部中的至少一个的材料为氧化硅；所述第一介质部与所述第二介质部键合，所述第一金属部与所述第二金属部键合。2.根据权利要求1所述的惯性传感器，其特征在于，所述第一金属部和所述第二金属部的材料均为铜。3.根据权利要求1所述的惯性传感器，其特征在于，所述第一键合面和所述第二键合面的粗糙度均小于0.5nm。4.根据权利要求1所述的惯性传感器，其特征在于，所述第一键合面中的所述第一金属部的高度低于所述第一介质部的高度，所述第二键合面中的所述第二金属部的高度低于所述第二介质部的高度。5.根据权利要求4所述的惯性传感器，其特征在于，所述第一金属部与所述第一介质部的高度差为0A～200A，所述第二金属部与所述第二介质部的高度差为0A～200A。6.根据权利要求1所述的惯性传感器，其特征在于，所述第一金属部和所述第二金属部的表面分别设置有第三金属部，且所述第三金属部的熔点低于所述第一金属部和所述第二金属部中任意一种的熔点。7.根据权利要求1所述的惯性传感器，其特征在于，所述第一键合面设置有若干所述第一金属部，且若干所述第一金属部以阵列的方式设置于所述第一键合面；所述第二键合面设置有若干所述第二金属部，且若干所述第二金属部以阵列的方式设置于所述第二键合面。8.根据权利要求1所述的惯性传感器，其特征在于，所述第一键合面设置有至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：安力佳，庄瑞芬，张沛，
申请(专利权)人：苏州敏芯微电子技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：