[实用新型]微机电系统与集成电路的集成芯片

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种微机电系统与集成电路的集成芯片。

背景技术

微机电系统（Micro-Electro-Mechanical Systems，简写MEMS）技术是近年来高速发展的一项高新技术。与由传统技术制作的对应器件相比，微机电系统技术制作的器件在体积、功耗、重量及价格方面都有十分明显的优势，而且其采用先进半导体制造工艺，可以实现微机电系统器件的批量制造，目前在市场上，微机电系统器件的主要应用实例包括压力传感器、加速度计、陀螺仪、及硅麦克风等。

微机电系统器件需要与驱动、检测、信号处理等集成电路（CMOS/Bipolar）连接集成在一起以成为一个具有完整独立功能的系统。目前已有的集成方案种类繁多，电路与微机电系统器件制作在同一芯片上称为单片集成，单片集成按制作器件的先后顺序可分为Pre－CMOS及POST－CMOS。Pre－CMOS指先制作微机电系统器件后制作集成电路，该种方案的缺点是微机电系统器件会对后续集成电路工艺有污染问题，且可能污染制造设备，导致后续加工的集成电路失效；POST-CMOS则是在制作完成集成电路后再加工微机电系统器件，但加工微机电系统器件一般需要高温工艺，而高温工艺又将导致已加工完毕的电路失效。上述各问题虽可采取一定方法解决，但一般又会导致工艺复杂化，成本增加，因此单片集成工艺的使用范围受到限制，所以造成相当部分的器件不能采用该种方法。

另一种集成化方案是将微机电系统器件与集成电路封装在同一管壳内的多芯片模块集成化。该方案首先将微机电系统器件和集成电路分别单独进行制造，然后将两者相邻地安装在同一基板上，并通过引线键合将两者进行电气连接，再进行陶瓷或金属封装以完成集成，该种方案的缺点一是由于两者之间的电连接由较长引线实现，会引入较多干扰信号，进而导致整体性能下降，二是由于微机电系统器件一般是大小在微米数量极的可动部件，而这些部件较为脆弱，因此封装集成时不能采用塑料封装，而需采用陶瓷或金属封装，这样增加了成本，通常微机电系统器件的封装成本是微机电系统器件本身成本的10~100倍。

因此，如何解决现有技术存在的缺点以实现低成本集成化方案已成为本领域技术人员亟待解决的技术课题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可提高灵敏度的微机电系统与集成电路的集成芯片。

为实现前述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种微机电系统与集成电路的集成芯片，包括第一芯片，所述第一芯片包括衬底、设置在所述衬底上且具有可动敏感部的微机电系统器件层、设置在所述可动敏感部下方的第一引线层、以及设置在所述微机电系统器件层上的第一电气键合点，所述微机电系统与集成电路的集成芯片还包括设置在第一芯片上且具有IC集成电路的第二芯片、以及设置在第一芯片上的电气连接层，所述第二芯片包括第二引线层、以及与所述第一电气键合点键合的第二电气键合点，所述第二引线层和第一引线层对称设置在所述可动敏感部的两侧，所述第一芯片还包括用以将第一电气键合点与电气连接层电气连接的电气连接部。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一芯片还包括设置于所述衬底内且围设在电气连接部外围的隔离部。

作为本实用新型的进一步改进，所述隔离部包括贯通衬底的通孔、位于所述通孔内的多晶硅层和围设在所述多晶硅层外围的氧化硅层。

作为本实用新型的进一步改进，所述隔离部包括贯通衬底的通孔和填充所述通孔的氧化硅。

作为本实用新型的进一步改进，所述衬底包括朝向所述第二芯片的正面和相对所述正面设置的背面，所述电气连接层设置在所述衬底的背面。

作为本实用新型的进一步改进，所述隔离部自所述衬底的正面朝所述衬底的背面延伸贯通所述衬底。 

作为本实用新型的进一步改进，所述隔离部呈环形。

作为本实用新型的进一步改进，所述第二电气键合点位于所述可动敏感部的外侧。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一芯片上还包括设置于所述微机电系统器件层上且位于所述第一电气键合点外侧的第一封装环，所述第二芯片还包括与所述第一封装环键合并位于所述第二电气键合点外侧的第二封装环。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一电气键合点和第一封装环由锗材料所形成，与由锗材料所形成的第一电气键合点和第一封装环分别键合的所述第二电气键合点和第二封装环由铝材料所形成；或者，所述第一电气键合点和第一封装环由金材料所形成，与由金材料所形成的第一电气键合点和第一封装环分别键合的所述第二电气键合点和第二封装环由多晶硅材料所形成。