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公开(公告)号：CN114234949A
公开(公告)日：2022-03-25
申请号：CN202111357289.9
申请日：2021-11-16
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
IPC: G01C19/5733 , B81B3/00 , B81B7/02
Abstract: 本发明公开了一种具有应变自抵消的抗过载MEMS可动结构，包括：第一可动质量块、第二可动质量块、第一结构单元、第二结构单元、第三结构单元、第四结构单元、第一抗过载固定锚区、第二抗过载固定锚区、第一抗过载应变梁、第二抗过载应变梁、第一抗过载支撑梁和第二抗过载支撑梁；其中，第一结构单元、第二结构单元、第三结构单元和第四结构单元的结构相同，均包括质量块梳齿、驱动梳齿、驱动梳齿锚区、转动振动梁、转动调整梁、弯曲振动梁固定锚区、弯曲振动梁、应力释放梁。本发明避免可动MEMS结构在运动方向受到大冲击时，由于结构位移过大造成结构断裂，可应用于MEMS陀螺结构设计中，提高结构抗过载特性，提高谐振频率稳定性，降低驱动检测正交耦合。
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公开(公告)号：CN110658149B
公开(公告)日：2021-10-08
申请号：CN201911042266.1
申请日：2019-10-30
Applicant: 北京航天控制仪器研究所 , 华中科技大学
IPC: G01N21/3504 , G01N21/03
Abstract: 本发明公开了一种用于硅基红外气体传感器的硅基气室，属于红外气体传感器领域，具体包括上层硅片和下层硅片；上层硅片和下层硅片通过键合方式连接；上层硅片包括红外光源窗口和红外探测器窗口；下层硅片上设置气室腔体和气体扩散槽；红外光源窗口和红外探测器窗口为贯穿上层硅片的通孔；气室腔体为棱台型结构；气体扩散槽位于下层硅片与上层硅片交界面的四周；棱台型两端的斜面为反射面，气室腔体与上层硅片的下表面反射面构成红外光的反射腔室；气体扩散槽用于使外界气体进入气室腔体的内部。本发明公开的硅基气室便于与红外光源、探测器和其他电路模块在外部集成，提高集成设计自由度。
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公开(公告)号：CN111908418A
公开(公告)日：2020-11-10
申请号：CN202010675643.1
申请日：2020-07-14
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
Abstract: 本发明涉及一种高均匀性的大质量块MEMS结构与制备方法，通过衬底层和结构层晶圆键合与刻蚀技术，形成由固定锚区支撑的可动质量块结构。首先在衬底层或结构层晶圆上经光刻、刻蚀形成锚区，通过晶圆键合的方式形成键合片，减薄键合片至所需厚度，刻蚀形成可动质量块结构。为满足大质量块MEMS结构厚度高均匀性加工要求，在质量块底部设计减薄支撑锚区，晶圆键合后该锚区对质量块起到支撑作用。刻蚀时将对应位置处结构层去除，释放质量块。与传统的MEMS可动质量块结构加工方式相比，该结构在质量块底部设计有支撑锚区，避免了在减薄过程中，由于晶圆内外气压差和所施加的压力造成悬空的可动质量块处减薄厚度不均匀的问题。
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公开(公告)号：CN110467148A
公开(公告)日：2019-11-19
申请号：CN201910730860.3
申请日：2019-08-08
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
Abstract: 本发明涉及一种圆片级封装MEMS芯片结构及其加工方法，通过盖帽层、器件层和衬底层依次键合，形成一个可供器件层的梳齿微结构移动的空腔结构。封装腔体内电学信号首先通过衬底层上布置的双层金属引线的第一层引线跨越衬底键合密封环从结构侧面引出，在完成金属共晶键合圆片级真空封装后，通过在衬底晶圆背面金属电极对应位置进行深硅刻蚀形成通孔，利用导电材料填充通孔或形成导电硅柱，在背面进行电极引出。该结构可采用倒装焊的方式实现与信号处理电路集成，与从封装腔室内制作TSV通孔进行电学引出方式相比，避免了由于绝缘介质填充空洞造成的封装气密性问题，也避免了由于填充材料与硅材料热膨胀系数失配造成的温度稳定性和可靠性问题。
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公开(公告)号：CN111115567B
公开(公告)日：2023-07-14
申请号：CN201911358919.7
申请日：2019-12-25
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
IPC: B81C1/00
Abstract: 本发明公开了一种用于MEMS晶圆级封装的应力补偿方法，利用台阶仪测量已完成器件层加工的SOI片的挠曲程度，并根据SOI片挠曲程度在其背面生长相应的应力薄膜，将挠曲程度控制在‑5μm≤h2≤5μm；利用台阶仪测量已完成正面结构加工的衬底层硅片的挠曲程度，并根据衬底层硅片的挠曲程度在其背面生长相应的应力薄膜，将挠曲程度控制在‑5μm≤r2≤5μm；最后将平衡好两侧应力的SOI片和衬底层硅片键合在一起。本发明利用介质或金属薄膜的残余应力，对待键合片进行应力补偿，解决MEMS晶圆级键合封装工艺过程中晶圆挠曲过大导致的键合对准偏差大和键合强度低的问题。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN112624031B
公开(公告)日：2022-10-21
申请号：CN202011507466.2
申请日：2020-12-18
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
Abstract: 本发明提供了一种带有过刻蚀阻挡层的MEMS结构及其制备方法，包括上层器件层、底层衬底层和中间的锚区层，通过衬底层和器件层晶圆键合与刻蚀技术，形成由锚区支撑的可动质量块结构。与传统SOG结构的带电极引出的可动质量块结构相比，本发明在器件层底部生长过刻蚀阻挡金属层，当刻蚀深度达到器件层厚度时，过刻蚀阻挡层能阻挡进一步刻蚀，避免损伤衬底层，且不会产生反溅。与在衬底电极层表面生长刻蚀阻挡层相比，该过刻蚀阻挡层具有更好的阻挡效果，且能避免刻蚀聚合物沉积在结构底部；完成结构加工后通过湿法腐蚀等方式选择性去除过刻蚀阻挡层，即可得到最终需要的MEMS产品结构。
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公开(公告)号：CN110190025B
公开(公告)日：2022-05-24
申请号：CN201910380598.4
申请日：2019-05-08
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
IPC: H01L21/768
Abstract: 本发明公开了一种单层硅衬底的通孔刻蚀方法。具体加工步骤如下：将硅片进行标准清洗；在清洗后的硅片背面制备支撑层；在硅片的正面制备刻蚀掩膜层并进行图形化；将硅片放入硅刻蚀机中进行正面的硅通孔刻蚀，加工至硅材料刻蚀完成；去除硅片正面剩余的掩膜层；去除背面的支撑层材料，并进行标准清洗。该方法通过在硅片背面制备支撑层，解决刻蚀终点时由于硅片背部氦气漏率大导致静电卡盘结构的刻蚀机刻蚀工艺无法正常运行的问题。
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公开(公告)号：CN110927094B
公开(公告)日：2021-04-20
申请号：CN201911161561.9
申请日：2019-11-20
Applicant: 华中科技大学 , 北京航天控制仪器研究所
IPC: G01N21/3504
Abstract: 本发明公开了一种微型化全集成NDIR气体传感器及其制备方法，属于红外气体传感器技术领域。该传感器包括光电探测器、MEMS红外光源、上层硅片、下层衬底和信号处理ASIC芯片；所述上层硅片和下层衬底键合形成气室，气室内蒸镀有反射层，硅片键合面上分布有气体扩散槽；所述光电探测器、MEMS红外光源和信号处理ASIC芯片设于所述气室上部，在所述上层硅片上开设有分别对准所述光电探测器和MEMS红外光源的光电探测器窗口和红外光源窗口，MEMS红外光源发出的光从红外光源窗口入射至所述反射层，发生多次反射后进入光电探测器。本发明利用MEMS工艺实现了NDIR气体传感器的进一步微型化、全集成，并提高了灵敏度。
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公开(公告)号：CN112158797A
公开(公告)日：2021-01-01
申请号：CN202010880769.2
申请日：2020-08-27
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
Abstract: 本发明公开了一种晶片键合过程中对准检测方法，包括：在上晶片非键合面制作上晶片辅助对准标记和上晶片主对准标记；在下晶片键合面制作下晶片辅助对准标记和下晶片主对准标记；利用主对准标记进行上下晶片的对准后上下晶片错开，露出下晶片辅助对准标记，测量露出的下晶片辅助对准标记与上晶片辅助对准标记的横纵向的位置偏差，计算出对准标记偏差，合理控制对准偏差范围。本发明可以加工出对准精度高的敏感芯片，实现非透明晶片键合前对准的定量测试，本发明能确保芯片的质量和成品率。
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公开(公告)号：CN112048707A
公开(公告)日：2020-12-08
申请号：CN202010322657.5
申请日：2020-04-22
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
Abstract: 一种薄膜图形化夹具工装及其应用方法，属于微电子机械加工技术领域。本发明方法包括如下步骤：制备硅基掩模；调整掩模翘曲使掩模调整为凹形；在掩模边缘制备固定切边；将掩模和基底对准，并在固定切边处将掩模和基底固定；将掩模和基底用薄膜图形化夹具工装固定，进行薄膜的沉积。通过该工装和技术方法，可不通过光刻工艺薄膜沉积的过程中即可实现薄膜图形化，同时避免了薄膜沉积过程中向图形外扩散、均匀性差等问题。
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