具有容差沟槽的加固的晶圆级MEMS力传感器的制作方法

背景技术：

1、常规技术微机电(mems)力裸片基于将施加的力连接到感测隔膜的中心，该感测薄膜上形成有四个压阻式应变仪。接触焊盘围绕隔膜定位，这使常规mems力裸片相对较大。此外，常规mems力裸片易碎、缺乏其它力感测技术(例如力敏电阻器)的稳健性，并且易受来自外部环境的碎屑的影响。因此，在相关领域中需要小型、低成本的硅力传感器，该硅力传感器可被密封并且对于机械过载具有稳健性。

技术实现思路

1、在本文中描述了示例mems力传感器。mems力传感器可包括用于接收施加的力的盖以及粘结至盖的传感器。沟槽和腔可形成在传感器中。沟槽可沿着传感器的周边边缘的至少一部分形成。腔可限定外壁和柔性感测元件，并且外壁可布置在沟槽和腔之间。腔可被密封在盖和传感器之间。传感器还可包括形成在柔性感测元件上的传感器元件。传感器元件可响应于柔性感测元件的挠曲而更改电特性。

2、另外，外壁的至少一部分的厚度可任选地由沟槽的尺寸或宽度确定。另选地或除此之外，外壁部分的厚度可任选地被构造成提供预定水平的力测量灵敏度。另选地或除此之外，沟槽可任选地被构造成将外壁的部分与划片刀隔离。

3、任选地，可从传感器蚀刻沟槽和腔，并且沟槽的深度和腔的深度可大致相等。

4、另选地或除此之外，传感器和盖可任选地沿着外壁的至少一部分粘结。

5、任选地，腔可限定凸出部，该凸出部从外壁向内朝向传感器的中心延伸。另外，传感器和盖可任选地沿着凸出部的至少一部分粘结。

6、另选地或除此之外，mems力传感器可包括形成在盖或传感器中的至少一者中的间隙。任选地，间隙的深度可被构造成限制柔性感测元件的挠曲量。

7、另选地或除此之外，传感器可具有与周边边缘间隔开的中心，并且间隙可与传感器的中心重叠。

8、另选地或除此之外，腔可包括整个包封在盖和传感器之间的体积。

9、另选地或除此之外，腔可限定多个柔性感测元件。

10、在本文还描述了用于制造mems力传感器的方法。该方法可包括：提供基底，该基底具有第一表面以及与第一表面相背对的第二表面；在基底的第一表面上形成至少一个传感器元件；以及倒置基底以暴露基底的第二表面。该方法还可包括蚀刻基底的第二表面以形成腔，其中腔限定外壁以及至少一个柔性感测元件；以及蚀刻基底的第二表面以形成沟槽。该方法还可包括将基底的第二表面粘结到保护性基底，其中腔密封在粘结的基底和保护性基底之间；以及沿着与沟槽相交的线切割粘结的基底和保护性基底。沟槽可被构造成将外壁的一部分与划片刀隔离。

11、对本领域技术人员而言，通过审阅以下附图和详细说明，其他系统、方法、特征和/或优点将会或可以变得显而易见。旨在将所有此类附加系统、方法、特征和/或优点包括在此说明内并且它们受到所附权利要求书的保护。

技术特征：

1.一种微机电mems力传感器，包括：

2.根据权利要求1所述的mems力传感器，其中所述外壁的至少一部分的厚度由所述沟槽的尺寸确定。

3.根据权利要求2所述的mems力传感器，其中所述外壁的所述部分的厚度被构造成提供预定水平的力测量灵敏度。

4.根据权利要求1-3中的任一项所述的mems力传感器，其中所述沟槽被构造成将所述外壁的所述部分与划片刀隔离。

5.根据权利要求1-4中的任一项所述的mems力传感器，其中所述沟槽和所述腔从所述传感器蚀刻，并且其中所述沟槽的深度和所述腔的深度大致相等。

6.根据权利要求1-5中的任一项所述的mems力传感器，其中所述腔还限定从所述外壁朝向所述传感器的中心向内延伸的至少一个凸出部。

7.根据权利要求6所述的mems力传感器，其中所述传感器和所述盖沿着所述至少一个凸出部的至少一部分粘结。

8.根据权利要求1-7中的任一项所述的mems力传感器，还包括形成在所述盖或所述传感器中的至少一者中的间隙，其中所述间隙的深度被构造成限制所述至少一个柔性感测元件的挠曲量。

9.根据权利要求8所述的mems力传感器，其中所述传感器包括中心和所述周边边缘，并且其中所述间隙与所述传感器的所述中心重叠。

10.根据权利要求1-9中的任一项所述的mems力传感器，其中所述腔包括完全包封在所述盖和所述传感器之间的体积。

11.根据权利要求1-10中的任一项所述的mems力传感器，其中所述腔还限定多个柔性感测元件。

12.一种用于制造微机电mems力传感器的方法，包括：

13.根据权利要求12所述的方法，其中蚀刻所述基底的所述第二表面以形成腔以及蚀刻所述基底的所述第二表面以形成沟槽在所述制造过程的相同或不同步骤期间执行。

14.根据权利要求12所述的方法，其中所述外壁的至少一部分的厚度由所述沟槽的尺寸确定。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述外壁的所述部分的厚度被构造成提供预定水平的力测量灵敏度。

16.根据权利要求14所述的方法，其中所述外壁的所述部分的厚度随着所述沟槽的尺寸减小而增大。

17.根据权利要求14所述的方法，还包括基于划片刀的尺寸、所述切割过程的精度、所述外壁的所需厚度、所述mems力传感器的所需测量灵敏度或它们的组合来选择所述沟槽的尺寸。

18.根据权利要求12所述的方法，还包括在所述基底或保护性基底中的至少一者中蚀刻间隙，其中所述间隙的深度被构造成限制所述至少一个柔性感测元件的挠曲量。

19.根据权利要求12所述的方法，其中所述腔还限定从所述外壁延伸的至少一个凸出部。

技术总结本公开涉及具有容差沟槽的加固的晶圆级MEMS力传感器。本文描述了一种示例MEMS力传感器。MEMS力传感器可包括用于接收施加的力的盖以及粘结至盖的传感器。沟槽和腔可形成在传感器中。沟槽可沿着传感器的周边边缘的至少一部分形成。可密封在盖和传感器之间的腔可限定外壁和柔性感测元件，并且外壁可布置在沟槽和腔之间。传感器还可包括形成在柔性感测元件上的传感器元件。传感器元件可响应于柔性感测元件的挠曲而更改电特性。技术研发人员：I·凯姆贝尔,R·戴斯特儿霍斯特,D·本杰明,S·S·纳斯理受保护的技术使用者：触控解决方案股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/2/6