一种惯性传感器及其制备方法、电子设备与流程

本公开属于惯性微机电系统，具体涉及一种惯性传感器及其制备方法、电子设备。

背景技术：

1、惯性传感器是一种惯性仪表以及应用惯性仪表的惯性测量装置、惯性测量系统的组成。惯性传感器例如包括加速度计、陀螺仪、以及由加速度计和陀螺仪组成的惯性测量单元(inertial measurement unit，imu)等。对于六轴imu是微机电系统(micro-electro-mechanical systems，mems)中惯性器件的主流发展方向，其核心是将加速度计和陀螺仪集成在单个晶圆上，并进行晶圆级键合封装。而在键合过程中，器件层容易受到压应力导致晶圆翘曲。

技术实现思路

1、本公开旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种惯性传感器及其制备方法、电子设备。

2、第一方面，解决本公开技术问题所采用的技术方案是一种惯性传感器，其划分为至少一个器件单元，所述器件单元具有功能区和围绕所述功能区的键合区；所述惯性传感器包括介质基板、盖板和设置在所述介质基板和所述盖板之间的器件层；

3、所述介质基板具有沿其厚度方向相对设置的第一表面和第二表面；所述盖板具有沿其厚度方向相对设置的第三表面和第四表面；所述第二表面和所述第三表面相对设置；

4、所述介质基板具有贯穿其部分厚度的第一凹槽，且所述第一凹槽的第一开口位于所述第一表面；所述盖板具有贯穿其部分厚度的第二凹槽，且所述第二凹槽的第二开口位于所述第四表面；所述第一凹槽和所述第二凹槽均位于所述键合区。

5、在一些实施例中，所述盖板的材料和/或所述介质基板的材料为硼硅玻璃的材料。

6、在一些实施例中，所述介质基板包括贯穿其部分厚度的第一腔室槽，且所述第一腔室槽的第三开口位于所述第二表面；所述盖板包括贯穿其部分厚度的第二腔室槽，且所述第二腔室槽的第四开口位于所述第三表面；所述第一腔室槽和所述第二腔室槽均位于所述功能区。

7、在一些实施例中，所述器件层包括惯性器件；所述第一腔室槽和所述第二腔室槽相对设置，形成容纳腔室；所述容纳腔室位于所述功能区；所述惯性器件被限定在所述容纳腔室内。

8、在一些实施例中，所述惯性传感器还包括吸气剂薄膜；所述吸气剂薄膜设置在所述第二腔室槽内，且贴附于所述第二腔室槽的槽底。

9、在一些实施例中，所述惯性传感器还包括底电极；所述底电极设置在所述第一腔室槽内，且贴附于所述第一腔室槽的槽底，并从一端延伸至所述键合区。

10、在一些实施例中，所述第一凹槽和/或所述第二凹槽为环绕所述功能区的环形凹槽。

11、在一些实施例中，所述盖板具有沿其厚度方向贯穿的多个通孔；所述通孔位于所述键合区，且相较于所述第二凹槽更靠近所述功能区。

12、在一些实施例中，所述通孔内壁上设置有导电层。

13、在一些实施例中，所述介质基板的厚度与所述第一凹槽的深度之间的比值在50～100之间；和/或，

14、所述盖板的厚度与所述第二凹槽的深度之间的比值在50～100之间。

15、在一些实施例中，所述第一凹槽和所述第二凹槽中的至少一者的轮廓形状包括四边形、六边形或八边形。

16、在一些实施例中，所述第一凹槽的深度与宽度相同；所述第二凹槽的的深度与宽度相同。

17、第二方面，本公开实施例还提供了一种惯性传感器的制备方法，其中，包括：

18、提供一介质基板原材和一盖板原材；

19、在所述介质基板原材上形成第一凹槽，以得到介质基板；所述介质基板具有沿其厚度方向相对设置的第一表面和第二表面；所述第一凹槽的第一开口位于所述第一表面；

20、在所述盖板原材上形成第二凹槽，以得到盖板；所述盖板具有沿其厚度方向相对设置的第三表面和第四表面；所述第二凹槽的第二开口位于所述第四表面；

21、在所述介质基板的第二表面上形成器件层，并在所述器件层背离所述介质基板的一侧形成所述盖板，得到惯性传感器；所述惯性传感器包括至少一个器件单元；所述器件单元具有功能区和围绕所述功能区的键合区；所述第一凹槽和所述第二凹槽均位于所述键合区。

22、在一些实施例中，在所述盖板原材上形成第二凹槽之后，形成盖板，包括：

23、在形成所述第二凹槽的盖板原材上，沿所述盖板原材的厚度方向形成贯穿所述盖板原材的通孔，得到盖板。

24、在一些实施例中，所述惯性传感器包括吸气剂薄膜；

25、在所述盖板原材上形成第二凹槽之后，还包括：

26、在形成所述第二凹槽的盖板原材上，在所述第二凹槽内形成吸气剂薄膜；所述吸气剂薄膜贴附于第二腔室槽的槽底。

27、第三方面，本公开实施例还提供了一种电子设备，其中，包括如上述实施例中任一项所述的惯性传感器。

技术特征：

1.一种惯性传感器，其划分为至少一个器件单元，所述器件单元具有功能区和围绕所述功能区的键合区；所述惯性传感器包括介质基板、盖板和设置在所述介质基板和所述盖板之间的器件层；

2.根据权利要求1所述的惯性传感器，其中，所述盖板的材料和/或所述介质基板的材料为硼硅玻璃的材料。

3.根据权利要求1所述的惯性传感器，其中，所述介质基板包括贯穿其部分厚度的第一腔室槽，且所述第一腔室槽的第三开口位于所述第二表面；所述盖板包括贯穿其部分厚度的第二腔室槽，且所述第二腔室槽的第四开口位于所述第三表面；所述第一腔室槽和所述第二腔室槽均位于所述功能区。

4.根据权利要求3所述的惯性传感器，其中，所述器件层包括惯性器件；所述第一腔室槽和所述第二腔室槽相对设置，形成容纳腔室；所述容纳腔室位于所述功能区；所述惯性器件被限定在所述容纳腔室内。

5.根据权利要求3所述的惯性传感器，其中，所述惯性传感器还包括吸气剂薄膜；所述吸气剂薄膜设置在所述第二腔室槽内，且贴附于所述第二腔室槽的槽底。

6.根据权利要求3所述的惯性传感器，其中，所述惯性传感器还包括底电极；所述底电极设置在所述第一腔室槽内，且贴附于所述第一腔室槽的槽底，并从一端延伸至所述键合区。

7.根据权利要求1所述的惯性传感器，其中，所述第一凹槽和/或所述第二凹槽为环绕所述功能区的环形凹槽。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的惯性传感器，其中，所述盖板具有沿其厚度方向贯穿的多个通孔；所述通孔位于所述键合区，且相较于所述第二凹槽更靠近所述功能区。

9.根据权利要求8所述的惯性传感器，其中，所述通孔内壁上设置有导电层。

10.根据权利要求1～7中任一项所述的惯性传感器，其中，所述介质基板的厚度与所述第一凹槽的深度之间的比值在50～100之间；和/或，

11.根据权利要求1～7中任一项所述的惯性传感器，其中，所述第一凹槽和所述第二凹槽中的至少一者的轮廓形状包括四边形、六边形或八边形。

12.根据权利要求1～7中任一项所述的惯性传感器，其中，所述第一凹槽的深度与宽度相同；所述第二凹槽的的深度与宽度相同。

13.一种惯性传感器的制备方法，其中，包括：

14.根据权利要求13所述的惯性传感器的制备方法，其中，在所述盖板原材上形成第二凹槽之后，形成盖板，包括：

15.根据权利要求13所述的惯性传感器的制备方法，其中，所述惯性传感器包括吸气剂薄膜；

16.一种电子设备，其中，包括如权利要求1～12中任一项所述的惯性传感器。

技术总结本公开提供一种惯性传感器及其制备方法、电子设备，属惯性微机电系统技术领域，其中，惯性传感器被划分为至少一个器件单元，器件单元具有功能区和围绕功能区的键合区；惯性传感器包括介质基板、盖板和设置在介质基板和盖板之间的器件层；介质基板具有沿其厚度方向相对设置的第一表面和第二表面；盖板具有沿其厚度方向相对设置的第三表面和第四表面；第二表面和第三表面相对设置；介质基板具有贯穿其部分厚度的第一凹槽，且第一凹槽的第一开口位于第一表面；盖板具有贯穿其部分厚度的第二凹槽，且第二凹槽的第二开口位于第四表面；第一凹槽和第二凹槽均位于键合区。技术研发人员：张韬楠,李月,魏秋旭,王立会,任艳飞,郭伟龙,常文博,丁丁受保护的技术使用者：北京京东方光电科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/4/17