[发明专利]用于三明治结构MEMS硅电容压力传感器侧墙保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种用于玻璃-硅-玻璃或硅-硅-玻璃三明治结构的MEMS电容式压力传感器侧墙保护方法。具体地说是一种用于防止三明治结构MEMS电容式压力传感器制作工艺过程中灰尘、水对电容间隙污染的工艺方法。属于MEMS电容式压力传感器制作技术领域。

背景技术

在玻璃-硅-玻璃或硅-硅-玻璃三层结构组成的三明治结构硅MEMS电容压力传感器的制作工艺过程中的灰尘和水是影响该传感器的可靠性和成品率的主要因素。工艺过程中的灰尘和水会通过导气孔进入电容间隙，而进入电容间隙的灰尘和水，很难在完成工艺后去除。进而影响硅电容式压力传感器的可靠性和成品率。

发明内容

本发明提出的是一种用于玻璃-硅-玻璃或硅-硅-玻璃三明治结构的MEMS电容式压力传感器侧墙保护方法。其目的旨在玻璃-硅-玻璃或硅-硅-玻璃三层硅电容式压力传感器制作工艺过程中阻止灰尘、水进入电容间隙。

本发明的技术解决方案：其特征是在MEMS电容式压力传感器制作过程中，在导气孔前引入辅助侧墙，用于阻止在工艺过程中灰尘、水进入电容间隙，辅助侧墙与底层玻璃之间设置氮化硅薄膜，防止辅助侧墙与底层玻璃键合，使在芯片分离后，侧墙自动脱离芯片。

本发明的优点：由于在导气孔前引入辅助侧墙，有效地阻止了在工艺过程中灰尘、水进入电容间隙，由于在辅助侧墙与底层玻璃之间设置氮化硅薄膜，防止辅助侧墙与底层玻璃键合，使在芯片分离后，侧墙自动脱离芯片。从而提高了硅电容式压力传感器的可靠性和成品率。

附图说明

图1是硅电容式压力传感器侧墙与芯片脱离前剖视图。

图2是硅电容式压力传感器侧墙与芯片脱离后剖视图。

图3是底层玻璃及其上电极示意图。

图4是硅结构底面及底面空腔示意图。

图5是硅结构顶面及顶部空腔示意图。

图6是三层结构示意图。

图中的1是顶层玻璃，2是电容式压力传感器的敏感硅膜结构，3是底层玻璃，4是电容的电极和压焊盘，5是氮化硅膜结构，6是真空腔体，7是电容间隙，8是导气孔，9是硅辅助侧墙。

具体实施方式

对照附图1，其结构是顶层玻璃1与电容式压力传感器的敏感硅膜结构2间是顶层玻璃6，底层玻璃3上是电容的电极和压焊盘4，导气孔8前是引入的硅辅助侧墙9，硅辅助侧墙9与底层玻璃3之间设置氮化硅膜结构5，电容式压力传感器的敏感硅膜结构2与氮化硅膜结构5间是电容间隙7。

在玻璃-硅-玻璃或硅-硅-玻璃三层MEMS电容式压力传感器制作过程中，在导气孔8前引入硅辅助侧墙9，用于阻止在工艺过程中灰尘、水进入电容间隙7，硅辅助侧墙9与底层玻璃3之间设置氮化硅膜结构5，防止硅辅助侧墙9与底层玻璃3键合，使在芯片分离后，硅辅助侧墙9自动脱离芯片(如图2)。

对照附图3，在制作底层玻璃及其上电极的过程中，制作氮化硅薄膜结构5，用于阻止阳极键合过程中，硅辅助侧墙9与底层玻璃3之间发生键合；

对照附图4，在制作硅结构过程中，利用ICP或湿法刻蚀工艺，在电容式压力传感器的敏感硅膜结构2底面制作硅辅助侧墙9，用于阻止在工艺过程中，灰尘或水对电容间隙7的污染；在完成键合工艺后，对圆片进行划片。在划片过程中，控制划片深度，保持硅辅助侧墙9结构，如图1所示，使硅辅助侧墙9在划片过程中继续防止灰尘、水进入电容间隙7。当完成划片后，进行圆片裂片、分离芯片时，由于硅辅助侧墙9并未与底层玻璃3键合，硅辅助侧墙9在芯片分裂的应力作用下，与芯片自动分离，如图2、图6所示，实现导气孔与外部气体的连通。

玻璃-硅-玻璃或硅-硅-玻璃三层结构硅MEMS电容式压力传感器是一种精度高、灵敏度好、长期稳定性好的压力传感器结构，主要通过干湿法刻蚀工艺、金属化工艺、玻璃-硅-玻璃或硅-硅-玻璃三层键合工艺实现，在工艺过程中具有工艺简单、易实现的优点，广泛应用于气象、真空计、高度计等领域。