对封装应力不敏感的MEMS芯片的制造方法及其MEMS芯片

摘要

本发明公开了一种对封装应力不敏感的MEMS芯片的制造方法，步骤如下：取SOI圆片，其顶层Si制作下电极，蚀刻顶层Si形成下电极图形；取单晶Si圆片，光刻、Si蚀刻形成底板圆片；将SOI圆片与底板圆片对准，进行硅-二氧化硅键合、退火，形成键合圆片，键合圆片中SOI圆片的底层Si研磨形成MEMS活动结构层；在MEMS活动结构层上淀积金属层，形成金属压焊块；蚀刻MEMS活动结构层，释放MEMS活动结构；取单晶Si圆片，光刻、Si蚀刻形成盖板圆片；将盖板圆片与键合圆片对准键合，退火，形成密封圆片；工艺切割盖板圆片与密封圆片得到MEMS芯片。该方法流程短、成品率高，制造出的MEMS芯片对封装应力不敏感。

主权项

一种对封装应力不敏感的MEMS芯片的制造方法，包括以下步骤：（1）形成蚀刻出下电极的SOI圆片：取一个SOI圆片，其从上至下依次为第一氧化层、顶层Si、中间氧化层、底层Si，顶层Si用于制作下电极，在第一氧化层上涂胶、光刻形成导电井、凸块井图形，蚀刻导电井内中间氧化层至完全除去、凸块井内中间氧化层至部分除去；去胶清洗后在第一氧化层上淀积重掺杂多晶Si，导电井和凸块井被填充，通过返蚀刻工艺去除表面的重掺杂多晶Si及第一氧化层，保留导电井与凸块井中的多晶Si，分别形成导电塞与凸块塞；蚀刻顶层Si形成下电极图形；（2）形成底板圆片：取一个重掺杂双面抛光单晶Si圆片，通过光刻、Si蚀刻形成下空腔、底板键合柱、底板密封区，然后高温热氧化在底板圆片表面形成第二氧化层；（3）形成键合圆片：将经过步骤（1）的SOI圆片翻转，使其下电极层对准经过步骤（2）后的底板圆片，进行硅‑二氧化硅键合、退火，形成键合圆片；然后将键合圆片中SOI圆片的底层Si研磨至10~100μm，形成MEMS活动结构层；（4）形成金属压焊块：在经过步骤（3）的键合圆片的MEMS活动结构层上淀积金属层，蚀刻金属层，形成金属压焊块图形，退火后形成金属压焊块；（5）形成键合圆片上的MEMS图形：蚀刻经过步骤（4）的键合圆片，将MEMS活动结构层分割为MEMS活动结构、导电区、第一密封槽、第二密封槽、分隔槽、锚区；然后通过光刻用光刻胶保护第一密封槽，湿法腐蚀中间氧化层，从而释放MEMS活动结构；去胶后用干法蚀刻工艺将第一密封槽内的中间氧化层及第二氧化层除去形成密封区隔离沟；（6）形成盖板圆片：取一个重掺杂双面抛光单晶Si圆片，通过光刻、Si蚀刻形成上空腔、密封墙、压焊腔图形，然后在密封墙的端面通过丝网印刷刷上低温玻璃密封层图形；（7）形成密封圆片：将经过步骤（6）的盖板圆片翻转与经过步骤（5）的键合圆片对准键合，退火，形成密封圆片；（8）形成MEMS芯片：切割盖板圆片中覆盖金属压焊块的部分至漏出金属压焊块，再进行工艺切割密封圆片，得到MEMS芯片。