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公开(公告)号：CN114234949B
公开(公告)日：2023-04-14
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：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：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：CN108529550B
公开(公告)日：2019-12-20
申请号：CN201810401013.8
申请日：2018-04-28
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
Abstract: 本发明涉及一种基于晶圆键合工艺的圆片级封装MEMS芯片结构及其制造方法，MEMS芯片包括衬底层、器件层、盖帽层三层结构，三层结构键合在一起，形成一个可供器件层上的梳齿微结构移动的空腔结构；衬底层上布有电极图形，并采用共面电极实现空腔结构内的器件层结构与空腔外电极焊盘的互联；在器件层与衬底的键合面上，具有阵列凹坑结构。并且在器件层的键合密封环上有贯通于密封腔内外的凹槽结构，凹槽结构在晶圆键合后将被键合介质与硅的共晶体所填充。该结构有助于提高金‑硅键合强度，并能够有助于提高真空密封的真空度。在该结构的制造工艺中，使用气态HF对键合表面进行处理，去除表面的二氧化硅，保障金‑硅键合强度的同时避免微结构的粘连。
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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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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN105253853B
公开(公告)日：2017-04-05
申请号：CN201510701040.3
申请日：2015-10-26
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
IPC: B81C1/00
Abstract: 一种SOG‑MEMS芯片中防止ICP过度刻蚀的方法，对于同时刻蚀掉多个矩形和刻蚀透多个同一线宽或不同线宽组成的线形，将光刻板上要刻掉多个矩形中的每个矩形设置中心非暴露区域(12)，使中心非暴露区域(12)与该矩形的边框，即外部非暴露区域(11)，中间形成待刻蚀的暴露区域(14)，且待刻蚀的暴露区域的宽度等于要刻穿的最小线形的线宽；该方法保证刻蚀条宽间的均一性，解决具有不同条宽结构刻蚀过程中Lag效应的问题，同时，当刻蚀完成时，中心非暴露区域(12)会掉到下面的支撑层(1)上，可以准确判断刻蚀已经完成。此项发明有效的防止具有不同刻蚀条宽的MEMS结构在ICP刻蚀中造成严重过度刻蚀。
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公开(公告)号：CN105329848A
公开(公告)日：2016-02-17
申请号：CN201510632791.4
申请日：2015-09-29
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
CPC classification number: B81C1/00539 , G01P15/0802
Abstract: 本发明MEMS三明治加速度计敏感芯片的湿法腐蚀加工方法，通过对硅晶圆上生长单层氧化层，对单层氧化膜层进行3次双面光刻腐蚀，精确控制每次腐蚀深度，将单层氧化膜层分成不同结构的3层氧化膜层。在60～80℃温度条件下对硅晶圆进行湿法腐蚀，第一次腐蚀硅时间为20～30分钟，腐蚀掉第1层氧化膜层；第二次腐蚀硅为150～160分钟，腐蚀掉第2层氧化膜层；第三次腐蚀在30～40℃温度条件下对硅晶圆进行湿法腐蚀，时间为30～40分钟，腐蚀掉第3层氧化膜层。本发明能加工出表面光滑、尺寸精度满足要求的敏感芯片，本方法的改进使敏感芯片的质量和成品率得到很大的提高。
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公开(公告)号：CN114236177B
公开(公告)日：2024-05-31
申请号：CN202111402085.2
申请日：2021-11-19
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
IPC: G01P15/125 , G01P15/08
Abstract: 一种阵列式扭摆加速度计，包含由4个或6个或8个敏感质量单元组成的阵列式敏感结构，其中，每两个相邻的敏感质量单元排布方向相反；每两个相间的敏感质量单元排布方向相同，且通过连接横梁形成刚性连接，连接横梁两端布置有应力释放结构。每个敏感质量单元中的敏感质量块采用三锚点四扭转梁结构，包含四条扭转梁和三个锚点，其中位于敏感质量块内部的锚点通过两条弹性扭转梁连接到敏感质量块，位于敏感质量块两侧的两块锚点分别通过一条弹性扭转梁连接到敏感质量块。敏感结构外侧布置有等电位锚点，在加速度计的阵列式敏感结构与电极间形成电学连接。
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公开(公告)号：CN111908419B
公开(公告)日：2024-05-03
申请号：CN202010676881.4
申请日：2020-07-14
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
Abstract: 本发明涉及一种三明治式MEMS器件结构，包括衬底电极层、结构层、盖板层。衬底电极层通过第一键合层与结构层键合，结构层通过第二键合层与盖帽层键合；衬底电极层上加工若干衬底电极，盖帽层上加工若干盖板电极，结构层上加工质量块、锚区及弹簧梁、激励电极、拾振电极；衬底电极层包括绝缘层等，质量块通过锚区及弹簧梁和质量块电极引线引出，激励电极、拾振电极分别通过衬底电极层上的对应的激励电极引线和拾振电极引线引出；本发明中质量块上下双侧电极结构即三明治式结构的设计，能避免质量块在其与衬底电极间的静电力以及应力的作用下，偏离平衡位置，从而使器件具有更好的一致性和温度稳定性。
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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
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
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。
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