一种MEMS传感器及其制作方法与流程

【】本发明涉及mems(micro-electro-mechanical system，即微机电系统)，尤其涉及一种mems传感器及其制作方法。

背景技术

0、背景技术：

1、常见的mems结构使用绝缘体氧化物如氧化硅作为阻挡块以限制mems运动，但绝缘体在碰撞过程中将积累大量电荷并产生静电力，静电力将牵引mems传感器可活动部件，进而影响元件输出信号或造成活动部件卡死。

2、请参考图1所示，其为现有技术中一种常见的电容式加速度计z轴结构的截面图。

3、其中，盖帽层110与mems层120通过第一键合层130键合固定，键合区域由盖帽层110的第一连接部112提供。第一键合层130通常为氧化物熔融键合，但不限于此。

4、衬底层140与mems层120通过第二键合层150键合固定，键合区域由mems层120的第二连接部122以及衬底层140上方的金属层160提供，第二键合层150通常为铝锗共晶键合，但不限于此。

5、mems层120中的锚定结构123同时连接盖帽层110，mems层120以及衬底层140，为mems层120提供支撑。

6、mems层120中的正质量块124、负质量块126通过mems扭转弹簧127连接至锚定结构123，由于质量不对称，在元件受到z方向加速度时，正质量块124和负质量块126将做跷跷板式上下转动。

7、金属层160中的正感应电极162和负感应电极164分别位于正质量块124和负质量块126下方，质量块124、126位移时，与感应电极162、164间距改变，因此感应电极162、164与质量块124、126的板间电容变化，从而输出电信号，达到检测加速度的目的。

8、氧化硅阻挡块170位于质量块124、126下方，当质量块124、126上下摆动时将与氧化硅阻挡块170撞击并限制其位移，防止摆幅过大造成损伤。但由于氧化硅为绝缘体，过多的碰撞将积累大量电荷从而产生静电力，静电力吸引质量块124、126将造成偏移或卡死，影响元件工作。

9、因此，有必要提出一种新的技术方案来解决上述问题。

技术实现思路

0、技术实现要素：

1、本发明的目的之一在于提供一种mems传感器及其制作方法，其在mems层上设置阻挡块，以替代氧化物阻挡块，从而在限制mems层中的可活动部件位移的同时避免产生静电力。

2、根据本发明的一个方面，本发明提供一种mems传感器，，其包括：衬底层；mems层，其位于所述衬底层的一侧表面，所述mems层中形成有mems传感器结构；盖帽层，其位于所述mems层远离所述衬底层的一侧表面；底部阻挡块，其位于所述mems层邻近所述衬底层的一侧表面，所述底部阻挡块与所述衬底层相互间隔，以对所述mems传感器结构中的可活动部件的运动进行限位。

3、根据本发明的另一个方面，本发明提供一种mems传感器的制作方法，其包括：提供衬底晶圆、盖帽晶圆和mems晶圆；将所述盖帽晶圆的第一表面与所述mems晶圆的第一表面键合；自所述mems晶圆远离所述盖帽晶圆的第二表面，对所述mems晶圆进行背部刻蚀，以在所述mems晶圆中形成mems传感器结构、第二连接部和底部阻挡块；在形成有所述mems传感器结构、第二连接部和底部阻挡块的所述mems晶圆远离所述盖帽晶圆的第二表面沉积第二键合层；图形化所述第二键合层，以去除所述mems传感器结构区域和底部阻挡块表面的第二键合层；所述mems晶圆的第二连接部通过所述第二键合层与所述衬底晶圆键合。

4、与现有技术相比，本发明在mems层上设置阻挡块，以替代氧化物阻挡块，从而在限制mems层中的可活动部件位移的同时避免产生静电力。

技术特征：

1.一种mems传感器，其特征在于，其包括：

2.根据权利要求1所述的mems传感器，其特征在于，所述底部阻挡块与所述mems层的可活动部件为一体结构；

3.根据权利要求2所述的mems传感器，其特征在于，所述盖帽层包括凹槽，

4.根据权利要求1-3任一所述的mems传感器，其特征在于，其还包括：

5.根据权利要求4所述的mems传感器，其特征在于，其还包括金属层，

6.根据权利要求5所述的mems传感器，其特征在于，

7.一种mems传感器的制作方法，其特征在于，其包括：

8.根据权利要求7所述的mems传感器的制作方法，其特征在于，

9.根据权利要求8所述的mems传感器的制作方法，其特征在于，所述mems传感器的制作方法还包括在所述衬底晶圆的第一表面沉积并图形化以形成金属层，

10.根据权利要求9所述的mems传感器的制作方法，其特征在于，

技术总结本发明提供一种MEMS传感器及其制作方法，MEMS传感器包括：衬底层；MEMS层，其位于所述衬底层的一侧表面，所述MEMS层中形成有MEMS传感器结构；盖帽层，其位于所述MEMS层远离所述衬底层的一侧表面；底部阻挡块，其位于所述MEMS层邻近所述衬底层的一侧表面，所述底部阻挡块与所述衬底层相互间隔，以对所述MEMS传感器结构中的可活动部件的运动进行限位。与现有技术相比，本发明在MEMS层上设置阻挡块，以替代氧化物阻挡块，从而在限制MEMS层中的可活动部件位移的同时避免产生静电力。技术研发人员：苏云鹏,姜萍,金羊华,储莉玲受保护的技术使用者：美新半导体（绍兴）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/20