基于阳极键合工艺的热式风速风向传感器及其制备方法

摘要

本发明公开一种基于阳极键合工艺的圆片级封装热式风速风向传感器，包括以下步骤：第一步，硅芯片的制备，利用标准CMOS工艺制作加热元件、热传感测温元件和电引出焊盘，并利用MEMS干法刻蚀工艺刻蚀掉硅芯片正表面阳极键合区域的氧化层，露出硅基。第二步，封装玻璃基板的制备，利用湿法腐蚀工艺制备阳极键合用凸台，并利用激光刻蚀工艺制备电引出用通孔；第三步，利用阳极键合技术将硅芯片和封装玻璃基板实现键合封装；第四步，利用减薄工艺对硅芯片衬底进行减薄；第五步，将陶瓷传感基板贴封至减薄后的对芯片背面；第六步，划片，完成传感器的制备。整个传感器的制备过程，所使用的制备工艺与标准CMOS工艺兼容，后处理工艺简单，封装阳极键合技术实现对传感用硅芯片的正面保护，陶瓷基本贴封至减薄后的硅芯片背面一方面作为热敏感材料感知外界环境中风的变化，另一方面用于保护硅芯片。传感器的实现了圆片级封装，具有工艺一致性高，兼容性好，后续工艺简单，低成本的特点。

主权项

一种基于阳极键合工艺的热式风速风向传感器，包括减薄硅芯片(15)，所述减薄硅芯片(15)的背面通过导热胶(16)连接有陶瓷传感基板(17)，在减薄硅芯片(15)的正面设有氧化层(6)，在氧化层(6)的中部设有4个多晶硅加热元件(4)及4个热传感测温元件(7)，在氧化层(6)的边缘区域设有电引出焊盘(10)，4个多晶硅加热元件(4)及4个热传感测温元件(7)分别通过金属引线与电引出焊盘(10)连接，其特征在于，在氧化层(6)上设有能够露出减薄硅芯片(15)的键合用空腔(11)，在键合用空腔(11)中露出的减薄硅芯片(15)上键合有封装玻璃基板(12)且由设在封装玻璃基板(12)的键合用凸台(13)与所露出的减薄硅芯片(15)键合，在封装玻璃基板(12)设有能使电引出焊盘(10)露出的电引出用通孔(14)。