一种晶圆级压电振动能量收集器真空封装结构的制作方法

摘要

本发明公开了一种晶圆级压电振动能量收集器真空封装结构的制作方法，该方法包括：以SOI基片作为基底材料，双面生长顶层SiO₂层和底层SiO₂层；在顶层SiO₂层上生长下电极层、压电层、上电极层、Ge层并分别图形化；ICP刻蚀功能层Si至夹层SiO₂层；在硅层上依次生长SiO₂层及Al层并图形化，ICP刻蚀至要求深度形成浅腔；第一晶圆和第二晶圆进行共晶键合；第二晶圆背面生长Al层并图形化，ICP刻蚀第二晶圆的底层Si层，形成质量块图形，RIE去除底层SiO₂层；第三晶圆和第二晶圆进行共晶键合，最终形成晶圆级压电振动能量收集器真空封装结构。本发明以硅圆片为单元进行圆片级的真空封装，实现单个MEMS器件的真空封装，可在拓宽器件频谱的同时，提高其能量输出密度。

主权项

一种晶圆级压电振动能量收集器真空封装结构的制作方法，所述晶圆级压电振动能量收集器真空封装结构包括第一晶圆、第二晶圆和第三晶圆，三者通过共晶键合方式连接成一体，形成真空腔室；所述第二晶圆设置于第一晶圆与第三晶圆之间，所述第二晶圆包括固定架、悬臂梁、质量块、上电极和下电极，其特征在于：该方法包括以下步骤：S1.第二晶圆制作：S11.以SOI基片作为基底材料，双面分别生长顶层SiO₂层和底层SiO₂层，SOI基片包括顶层Si层、中间夹层SiO₂层和底层Si层；S12.在顶层SiO₂层上生长下电极层并图形化；S13.在下电极层上生长压电层并图形化；S14.在压电层上生长上电极层并图形化；S15.在上电极层上生长Ge层并图形化；S16.ICP刻蚀功能层Si至夹层SiO₂层；通过步骤S11～S16形成第二晶圆；S2.第一晶圆和第三晶圆作制；S21.分别在硅层上依次生长SiO₂层及Al层并图形化，ICP刻蚀至要求深度形成浅腔；S3.第一晶圆和第二晶圆进行共晶键合；S4.第二晶圆背面生长Al层并图形化，ICP刻蚀第二晶圆的底层Si层，形成质量块图形，RIE去除底层SiO₂层；S5.第三晶圆和第二晶圆进行共晶键合，最终形成晶圆级压电振动能量收集器真空封装结构。