一种多MEMS传感器的单芯片加工方法

摘要

一种多MEMS传感器的单芯片加工方法，首先在第一衬底的背面加工第二处理电路模块与第二传感结构模块所需的腔体、键合区，在正面制作第一传感结构模块、金属焊盘和通孔；然后在第二衬底圆片的正面制作第二处理电路模块、第二传感结构模块、金属焊盘和键合区，在背面加工腔体；最后将集成了第一传感结构模块的第一衬底与集成了第二传感结构模块和第二处理电路模块的第二衬底在真空环境中进行硅-金属-硅键合形成键合片，按照划片道进行划片，形成多个片上微系统单芯片。本发明方法采用了双衬底方式，对传感器种类和电路种类几乎没有限制，集成度高，并且工艺兼容性强，非常适合用于微型传感器系统单芯片集成领域。

主权项

一种多MEMS传感器的单芯片加工方法，其特征在于包括如下步骤：(1)在第一衬底的背面使用微纳加工工艺加工第二处理电路模块(201)所需的腔体结构(101)和第二传感结构模块(202)所需的腔体结构(102)，然后在第一衬底的背面制作金属薄膜形成第一键合区(107)，其中，第二处理电路模块(201)所需的腔体结构(101)的长和宽比第二处理电路模块(201)的长和宽大，第二传感结构模块(202)所需的腔体结构(102)的长和宽比第二传感结构模块(202)的长和宽大；(2)在第一衬底的正面使用微纳加工工艺制作第一传感结构模块(103)和第一金属焊盘(106)，在第二处理电路模块(201)所需的腔体结构(101)和第二传感结构模块(202)所需的腔体结构(102)对应的正面加工第一通孔(104)和第二通孔(105)；所述第一传感结构模块(103)包括陀螺、加速度计、RF MEMS、谐振器、压力传感器、温度传感器、湿度传感器、声传感器中的一个或任意组合；(3)在第二衬底的正面使用半导体工艺制作第二处理电路模块(201)，使用微纳加工技术制作第二传感结构模块(202)，使用微电子技术在第二处理电路模块(201)与第二传感结构模块(202)上制作第二金属焊盘(203)和第二键合区(205)，其中第二处理电路模块(201)的位置与第一衬底背面第二处理电路模块(201)所需的腔体结构(101)对应，第二传感结构模块(202)的位置与第一衬底背面第二传感结构模块(202)所需的腔体结构(102)对应；所述第二处理电路模块(201)为微电子电路，包括集成电路或分立电路；所述第二传感结构模块(202)包括陀螺、加速度计、RF MEMS、谐振器、压力传感器、温度传感器、湿度传感器、声传感器中的一个或任意组合；(4)在第二传感结构模块(202)的背面使用微纳加工技术加工腔体(204)；(5)将集成了第一传感结构模块(103)的第一衬底的背面与集成了第二传感结构模块(202)和第二处理电路模块(201)的第二衬底的正面在真空环境中进行硅‑金属‑硅键合，形成片上微系统单芯片(301)。