惯性传感器的制作方法

本申请涉及传感器，尤其涉及一种惯性传感器。

背景技术：

1、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。

2、而常规的键合方法，如熔融键合(fusion bonding)，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，如图1所示第一晶圆100上的第一二氧化硅部101与第二晶圆200上的第二二氧化硅部通过熔融的方式键合，从而使第一晶圆100与第二晶圆200实现密闭，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。

技术实现思路

1、在本实用新型中，通过第一金属部以及第二金属部实现电连接，无需再额外做些金属通孔来实现电导通，降低了工艺难度，第一介质部和第二介质部键合保证了惯性传感器的密封性，实现了mems结构的高可靠性，具体方案如下：

2、一种惯性传感器，包括mems装置和盖体，所述mems装置包括mems结构和位于所述mems结构的端面的第一键合结构，所述盖体包括主体以及位于所述主体的端面的第二键合结构；

3、所述第一键合结构包括第一介质部和第一金属部，所述第二键合结构包括第二介质部和第二金属部；所述第一金属部嵌入所述第一介质部内，并在所述第一介质部的厚度方向上贯穿所述第一介质部；所述第二金属部嵌入所述第二介质部内，并在所述第二介质部的厚度方向上贯穿所述第二介质部；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；

4、所述第一金属部的键合面设置有第一增强结构，第二金属部的键合面设置有第二增强结构。

5、进一步地，所述第一金属部和所述第二金属部的材质均为铜。

6、进一步地，所述第一介质部和所述第二介质部的材质均为sio2，或者，所述第一介质部和所述第二介质部中一个材质为si，另一个材质为sio2。

7、进一步地，所述第一增强结构和所述第二增强结构均为阵列排布的凸起，所述凸起的宽度为0.1～0.5um，所述凸起的高度为10nm～100nm。

8、进一步地，所述第一键合结构的宽度为第一宽度，所述第一介质部包括远离所述mems结构的中心的第一侧表面，所述第一金属部包括远离所述mems结构的中心的第一侧壁，所述第一侧壁到所述第一侧表面的距离为第一距离；

9、所述第一宽度为所述第一距离的n倍，其中n大于10。

10、进一步地，所述第二键合结构的宽度为第二宽度，所述第二介质部包括远离所述盖体的中心的第二侧表面，所述第二金属部包括远离所述盖体的中心的第二侧壁，所述第二侧壁到所述第二侧表面的距离为第二距离；

11、所述第二宽度为所述第二距离的m倍，其中m大于10。

12、进一步地，所述第一宽度和所述第二宽度均在50μm～200μm之内。

13、进一步地，所述第一金属部为多个，且多个所述第一金属部以阵列的方式排布；所述第二金属部为多个，且多个所述第二金属部以阵列的方式排布。

14、进一步地，所述第一金属部和所述第二金属部均为环状结构。

15、进一步地，所述第一金属部为多个，所述第二金属部位多个，多个所述第一金属部同心设置，多个所述第二金属部同心设置。

16、在本实用新型中，通过第一金属部以及第二金属部实现电连接，无需再额外做些金属通孔来实现电导通，降低了工艺难度，第一介质部和第二介质部键合保证了惯性传感器的密封性，实现了mems结构的高可靠性；第一金属部嵌入第一介质部内，并在第一介质部的厚度方向上贯穿第一介质部，第二金属部嵌入第二介质部内，并在第二介质部的厚度方向上贯穿第二介质部，使第一金属部的表面以及第二金属部的表面裸露，第一金属部与第二金属部键合，从而减少了第一金属部和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第一金属部和第二金属部对准吸附实现永久键合，从而提高了惯性传感器的mems结构和盖体之间的键合力，并且第一金属部与第二金属部键合，由于存在金属键合区域，因此，即是在第一介质部与第二介质部中存在裂纹，那么金属键合区域会阻止裂纹继续向内延伸至腔体内，因此，能够有效降低划片崩边的概率从而提高了惯性传感器的密封性以及可靠性；并且，第一金属部的键合面包括第一增强结构，第二金属部的键合面包括第二增强结构，从而增强了金属键合区域的键合接触，达到更好的电学连通。

技术特征：

1.一种惯性传感器，其特征在于，包括mems装置(10)和盖体(20)，所述mems装置(10)包括mems结构(11)和位于所述mems结构(11)的端面的第一键合结构(12)，所述盖体(20)包括主体(21)以及位于所述主体(21)的端面的第二键合结构(22)；

2.如权利要求1所述的惯性传感器，其特征在于，所述第一金属部(122)和所述第二金属部(222)的材质均为铜。

3.如权利要求2所述的惯性传感器，其特征在于，所述第一介质部(121)和所述第二介质部(221)的材质均为sio2，或者，所述第一介质部(121)和所述第二介质部(221)中一个材质为si，另一个材质为sio2。

4.如权利要求1所述的惯性传感器，其特征在于，所述第一增强结构(1221)和所述第二增强结构(2221)均为阵列排布的凸起，所述凸起的宽度为0.1～0.5um，所述凸起的高度为10nm～100nm。

5.根据权利要求1所述的惯性传感器，其特征在于，所述第一键合结构(12)的宽度为第一宽度，所述第一介质部(121)包括远离所述mems结构(11)的中心的第一侧表面(1211)，所述第一金属部(122)包括远离所述mems结构(11)的中心的第一侧壁(1222)，所述第一侧壁(1222)到所述第一侧表面(1211)的距离为第一距离；

6.根据权利要求5所述的惯性传感器，其特征在于，所述第二键合结构(22)的宽度为第二宽度，所述第二介质部(221)包括远离所述盖体(20)的中心的第二侧表面(2211)，所述第二金属部(222)包括远离所述盖体(20)的中心的第二侧壁(2222)，所述第二侧壁(2222)到所述第二侧表面(2211)的距离为第二距离；

7.如权利要求6所述的惯性传感器，其特征在于，所述第一宽度和所述第二宽度均在50μm～200μm之内。

8.根据权利要求1所述的惯性传感器，其特征在于，所述第一金属部(122)为多个，且多个所述第一金属部(122)以阵列的方式排布；所述第二金属部(222)为多个，且多个所述第二金属部(222)以阵列的方式排布。

9.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(122)和所述第二金属部(222)均为环状结构。

10.根据权利要求9所述的惯性传感器，其特征在于，所述第一金属部(122)为多个，所述第二金属部(222)位多个，多个所述第一金属部(122)同心设置，多个所述第二金属部(222)同心设置。

技术总结本技术涉及一种惯性传感器，包括MEMS装置和盖体，MEMS装置包括MEMS结构和位于MEMS结构的端面的第一键合结构，盖体包括主体以及位于主体的端面的第二键合结构；第一键合结构包括第一介质部和第一金属部，第二键合结构包括第二介质部和第二金属部；第一金属部嵌入第一介质部内，并在第一介质部的厚度方向上贯穿第一介质部；第二金属部嵌入第二介质部内，并在第二介质部的厚度方向上贯穿第二介质部；第一介质部与第二介质部键合，第一金属部与第二金属部键合；第一金属部的键合面设置有第一增强结构，第二金属部的键合面设置有第二增强结构，第一金属部以及第二金属部实现电连接，第一介质部和第二介质部键合保证了惯性传感器的密封性。技术研发人员：朱启发受保护的技术使用者：苏州敏芯微电子技术股份有限公司技术研发日：20230322技术公布日：2024/1/13