一种微型化全集成NDIR气体传感器及其制备方法

    公开(公告)号:CN110927094A

    公开(公告)日:2020-03-27

    申请号:CN201911161561.9

    申请日:2019-11-20

    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。

    一种单层硅衬底的通孔刻蚀方法

    公开(公告)号:CN110190025A

    公开(公告)日:2019-08-30

    申请号:CN201910380598.4

    申请日:2019-05-08

    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。

    一种用于MEMS晶圆级封装的应力补偿方法

    公开(公告)号:CN111115566B

    公开(公告)日:2023-07-14

    申请号:CN201911358916.3

    申请日:2019-12-25

    Abstract: 本发明公开了一种用于MEMS晶圆级封装的应力补偿方法,加工封帽层硅片时,在其背面加工出与正面完全镜像对称的二氧化硅图形结构;再将封帽层硅片和器件层硅片通过Si‑SiO2键合在一起形成SOI片,然后完成器件层的加工;加工衬底层硅片时,在其背面加工出与正面完全镜像对称的SiO2/W/SiO2/Au膜层结构;最后将背面镜像膜层结构加工的SOI片与衬底层硅片键合在一起,完成封装。本发明利用镜像对称补偿法,平衡待键合片两侧的薄膜应力,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、键合强度低的问题。

    一种带有硅通孔的硅MEMS微结构的加工工艺

    公开(公告)号:CN112758888B

    公开(公告)日:2022-12-27

    申请号:CN202110193837.2

    申请日:2021-02-20

    Abstract: 本发明提供了一种带有硅通孔的硅MEMS微结构的加工工艺,用于在硅结构内加工形成硅槽和硅通孔,包括在硅结构晶圆一侧制作光刻胶和第一铝或钛金属膜,加工后分别作为硅通孔和硅槽的刻蚀工艺图形掩模,同时在硅结构晶圆另一侧淀积第二铝或钛金属膜作为刻蚀阻挡层。本发明中,采用的铝或钛金属膜与硅具有良好的黏附性,且在硅刻蚀过程中具有很高的刻蚀选择比;在硅硅结构晶圆单侧制作刻蚀图形掩模,并在另一侧制备刻蚀阻挡层,从单侧进行硅刻蚀能够避免通孔刻蚀穿通后晶圆背面气体漏率增大,造成由于刻蚀均匀性需继续刻蚀时,刻蚀速率异常和图形陡直度变差问题;采用金属膜作为刻蚀阻挡层,能够避免通孔底部电荷积累造成的刻蚀结构底部损伤问题。

    一种带有硅通孔的硅MEMS微结构的加工工艺

    公开(公告)号:CN112758888A

    公开(公告)日:2021-05-07

    申请号:CN202110193837.2

    申请日:2021-02-20

    Abstract: 本发明提供了一种带有硅通孔的硅MEMS微结构的加工工艺,用于在硅结构内加工形成硅槽和硅通孔,包括在硅结构晶圆一侧制作光刻胶和第一铝或钛金属膜,加工后分别作为硅通孔和硅槽的刻蚀工艺图形掩模,同时在硅结构晶圆另一侧淀积第二铝或钛金属膜作为刻蚀阻挡层。本发明中,采用的铝或钛金属膜与硅具有良好的黏附性,且在硅刻蚀过程中具有很高的刻蚀选择比;在硅硅结构晶圆单侧制作刻蚀图形掩模,并在另一侧制备刻蚀阻挡层,从单侧进行硅刻蚀能够避免通孔刻蚀穿通后晶圆背面气体漏率增大,造成由于刻蚀均匀性需继续刻蚀时,刻蚀速率异常和图形陡直度变差问题;采用金属膜作为刻蚀阻挡层,能够避免通孔底部电荷积累造成的刻蚀结构底部损伤问题。

    一种带有过刻蚀阻挡层的MEMS结构及其制备方法

    公开(公告)号:CN112624031A

    公开(公告)日:2021-04-09

    申请号:CN202011507466.2

    申请日:2020-12-18

    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。

    一种SOI型MEMS结构及其加工方法

    公开(公告)号:CN112591705A

    公开(公告)日:2021-04-02

    申请号:CN202011507448.4

    申请日:2020-12-18

    Abstract: 本发明提供了一种SOI型MEMS结构及其加工方法,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。首先在器件层晶圆上加工形成锚区,在衬底层晶圆上加工形成电极焊盘和电极引线,通过硅‑硅直接键合的方式形成键合片,减薄键合片至所需厚度,刻蚀形成带电极引出的可动质量块结构。与传统SOG结构的带电极引出的可动质量块结构相比,本发明采用薄顶层硅的SOI晶圆作为衬底层,电极引线采用低阻硅材料,通过硅‑硅直接键合形成键合片,具有更高的键合强度和更好的机械可靠性;结构主要材料为硅材料,具有相同的热膨胀系数,避免了材料间的热失配,从而使所加工的产品具有更好的温度稳定性。

    一种用于MEMS晶圆级封装的应力补偿方法

    公开(公告)号:CN111115567A

    公开(公告)日:2020-05-08

    申请号:CN201911358919.7

    申请日:2019-12-25

    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。

    一种用于硅基红外气体传感器的硅基气室

    公开(公告)号:CN110658149A

    公开(公告)日:2020-01-07

    申请号:CN201911042266.1

    申请日:2019-10-30

    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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