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公开(公告)号：CN113702664B
公开(公告)日：2023-03-10
申请号：CN202110820823.9
申请日：2021-07-20
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
IPC: G01P15/125
Abstract: 本发明涉及一种宽频带MEMS加速度计及其制备方法，该方法包括如下步骤：从系统函数波特图得出宽频加速度计需要的带宽对应的谐振频率和Q值，通过梁结构控制谐振频率，在圆片级封装键合阶段控制腔内气体压力来控制Q值。结构的加工是在SOI片上进行活动腔体的加工，再干法加工出梳齿结构，电极片采用底层连线，中间绝缘层，上层键合金属区分布。本发明可以加工出一种宽频梳齿加速度计敏感芯片，实现宽带宽加速度计的应用，本发明能确保芯片的质量和成品率。
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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
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
IPC: B81C1/00
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。
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公开(公告)号：CN113376403A
公开(公告)日：2021-09-10
申请号：CN202110518255.7
申请日：2021-05-12
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
Abstract: 本发明公开了一种有冗余功能的MEMS加速度计检测模块及其制作方法，其中，该模块包括电路板、四个定位孔、金属底座、四个定位柱、三个固定块、垫片、MEMS芯片、ASIC芯片、电源管理芯片和盖板；其中，金属底座的四个角上分别设置有定位柱；电路板的四个角上开设有与每个定位柱相对应的定位孔，电路板通过定位孔套设于每个定位孔相对应的定位柱；电路板的一个对角线上设置有三个固定块；每个固定块的上表面设置有垫片，垫片的上表面设置有MEMS芯片，MEMS芯片的上表面设置有ASIC芯片；电源管理芯片设置在电路板上；盖板与金属底座的顶部相连接。本发明提高了单通道检测的可靠性，又隔离了来自金属外壳的应力，还提供了均匀的温度环境。
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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
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
IPC: B81C1/00
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。
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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
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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Patent Agency Ranking
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
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
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。
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公开(公告)号：CN111908419A
公开(公告)日：2020-11-10
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：CN111115567A
公开(公告)日：2020-05-08
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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公开(公告)号：CN108529550A
公开(公告)日：2018-09-14
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：CN105293428A
公开(公告)日：2016-02-03
申请号：CN201510679727.1
申请日：2015-10-19
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
Abstract: 本发明涉及一种MEMS器件的全硅化圆片级真空封装方法及封装器件。采用平面电极引出方案，仅采用单个密封金属环即实现了器件的真空密封。采用平面电极的电信号引出方式有效的避免了全硅圆片封装工艺中常见的引入较大寄生电容的问题。本发明采用硅引线实现电互连，因此整体封装工艺具有更高的工艺兼容温度，从而可以在引线上制备更高密度更高质量的绝缘介质层，从而提高了器件的加工成品率和长期使用的可靠性。
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