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公开(公告)号：CN110467148B
公开(公告)日：2022-12-27
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：CN111115566A
公开(公告)日：2020-05-08
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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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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公开(公告)号：CN112551474B
公开(公告)日：2022-05-24
申请号：CN202011449368.8
申请日：2020-12-09
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
Abstract: 本发明涉及一种具有面内止挡的MEMS可动结构，包括固定锚区、可动结构弹性梁、质量块框架、质量块、止挡弹性梁、止挡块、质量块梳齿、驱动梳齿以及驱动梳齿锚点。采用弹性梁支撑止挡块，当质量块位移过大与弹性梁碰撞时，弹性梁形变提供缓冲，避免结构损伤。止挡块与质量块连接在相同的固定锚区上，具有相同的电位，不会发生电学短路。在弹性梁不同位置设计不同尺寸的止挡块，质量块位移过大时首先与伸长量最大的止挡块接触，位移继续增大时，质量块才与其他止挡块接触，使大冲击下止挡块弹性梁刚度提高，降低冲击位移，满足不同大小冲击止挡需求，避免结构损伤。降低止挡结构与质量块间接触面积，避免结构在清洗过程中由于液体表面张力造成吸附粘连。
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公开(公告)号：CN108645397B
公开(公告)日：2020-08-14
申请号：CN201810291497.5
申请日：2018-04-03
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
IPC: G01C19/5769
Abstract: 本发明公开了一种石英盘式谐振微机械陀螺谐振子的制造方法，包括如下步骤：刻蚀碳化硅晶圆，制作与盘式谐振子微结构相对应的刻蚀槽；对刻蚀完成的碳化硅晶圆和石英玻璃进行键合；以高于石英玻璃软化点的温度对晶圆键合结构进行加热，直至石英玻璃均匀灌入碳化硅晶圆的刻蚀槽内，停止加热；对灌入石英玻璃的碳化硅晶圆进行减薄抛光，去除刻蚀槽以外石英玻璃；采用干法刻蚀工艺去除碳化硅，完成石英盘式谐振子结构释放。本发明解决了石英盘式微结构制造工艺难度大的问题，实现了石英盘式谐振微机械陀螺谐振子的高精度批量制造。
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Patent Agency Ranking
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：CN108281349A
公开(公告)日：2018-07-13
申请号：CN201810093853.2
申请日：2018-01-31
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
IPC: H01L21/027
Abstract: 一种实现高陡直度深硅刻蚀结构的光刻工艺方法，涉及硅微机械加工技术领域；包括如下步骤：步骤(一)、在待刻蚀晶圆上表面涂覆光刻胶；步骤(二)、采用热板对涂覆有光刻胶的晶圆进行烘烤；步骤(三)、在光刻胶的上表面进行曝光显影，形成预先设计图形的光刻胶掩膜；步骤(四)、采用氩等离子体对光刻胶掩膜的外表面进行轰击处理；步骤(五)、在光刻胶掩膜的上表面，采用氧等离子体对光刻胶掩膜进行边角削除；得到最终图形成型的光刻胶掩膜；步骤(六)、通过最终图形成型的光刻胶掩膜，对待刻蚀晶圆进行深硅刻蚀；本发明使光刻胶掩膜具有更强的抗刻蚀能力、更高的图形符合度，有利于实现高陡直度深硅刻蚀结构。
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公开(公告)号：CN116953284A
公开(公告)日：2023-10-27
申请号：CN202310734210.2
申请日：2023-06-20
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
IPC: G01P15/097
Abstract: 本发明公开了一种基于多级差分输出的高精度硅基MEMS谐振加速度计，包括上层盖帽层、中层敏感模块、下层衬底层。中层敏感模块包括左右对称分布、相互隔离的两个相同敏感结构，敏感结构包括质量块、杠杆放大结构、热应力释放结构、谐振器，谐振器包括谐振梁与连接在谐振梁上的滑膜梳齿结构，滑膜梳齿结构连接外部驱动电路产生静电力驱动谐振梁振动，并输出检测信号。本发明通过多级差分检测设计，有效降低电路噪声、温度漂移等误差对硅基MEMS谐振加速度计的精度干扰，实现硅基谐振MEMS加速度计在全温环境下可保持较高的加速度测量精度。
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公开(公告)号：CN111115555B
公开(公告)日：2023-08-29
申请号：CN201911329252.8
申请日：2019-12-20
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
Abstract: 本发明涉及一种用于MEMS晶圆级共晶键合封装的硅槽结构及制备方法，分布于硅盖板片正面键合环内侧及外侧的环状硅槽为防溢出硅槽，其宽度w1与键合环的宽度w2之比为R满足1/20≤R≤1/10；分布于键合环内部的方形硅槽为收纳硅槽，其边长为L，在键合环上横向、纵向等间距排布，间距d和边长L满足20μm≤d＝L≤w2/10；所述硅槽结构在共晶键合过程中被溢出的合金熔液填充，固化后形成楔形键合层结构。本发明采用深反应离子刻蚀技术，直接在硅盖板片正面键合环两侧及内部刻蚀出横截面为等腰倒梯形的硅槽结构，通过这些沟槽结构收纳在共晶键合过程中溢出的合金熔液，并通过合金熔液固化后形成的楔形的键合层结构来提高键合强度和密封效果。
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公开(公告)号：CN112158797B
公开(公告)日：2023-08-01
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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