[发明专利]传感器芯片的空腔形成方法、制造方法、芯片及电子设备

说明书

技术领域

本发明涉及微机电系统(MEMS)压力传感器芯片，更具体地，涉及一种用于形成微机电系统压力传感器芯片中的空腔的方法、一种用于制造微机电系统压力传感器芯片的方法、一种微机电系统压力传感器芯片以及电子设备。

背景技术

微机电系统压力传感器芯片已广泛应用于生物、汽车等工业领域。一般来说，微机电系统压力传感器芯片包括空腔，以便感测外界的压力变化。

在现有的微机电系统压力传感器芯片设计中，主要有两种形成空腔的方式。一种是研磨方式，另一种是使用SOI(绝缘体上硅)晶圆的方式。

在第一种方式中，首先在衬底上形成沟槽，然后形成键合层。键合层可以是氧化物。键合层可以形成在衬底上，也可以形成在用于覆盖沟槽的上层膜晶圆上。沟槽表面可以具有键合层(氧化物层)，也可以不具有键合层。接着，上层膜晶圆通过键合层键合到衬底上，以覆盖并密封所述沟槽，从而形成空腔。最后，对上层膜晶圆进行研磨，以减薄上层膜晶圆的厚度。在这种方式中，由于研磨工艺的限制，上层膜晶圆所形成的薄膜的厚度不能低于10微米。

第二种方式与第一种方式基本相同。它们的区别在于，上层膜晶圆是SOI晶圆。SOI晶圆包括薄膜层、绝缘层和上面的硅层。以及在将SOI晶圆键合到衬底上之后，从绝缘层执行去除处理，以去除所述上面的硅层。使用SOI晶圆可以实现较薄的结构，但是，它的成本比较高。

因此，需要针对现有技术中的至少一个方面进行改进。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于形成微机电系统压力传感器芯片中的空腔的新技术方案。

根据本发明的一个实施例，提供了一种用于形成微机电系统压力传感器芯片中的空腔的方法，包括：在衬底上形成第一凹槽；将覆盖层键合到衬底上，以覆盖第一凹槽，从而形成空腔；以及对覆盖层进行蚀刻，以降低覆盖层厚度。

优选地，将覆盖层键合到衬底上的步骤还包括：通过熔融键合将覆盖层键合到衬底上。

优选地，将覆盖层键合到衬底上的步骤还包括：通过键合层将覆盖层键合到衬底上。优选地，键合层是氧化物层。

优选地，第一凹槽的表面具有氧化物层。

优选地，键合层被形成在衬底上或者在覆盖层上。

优选地，所述覆盖层是纯硅晶圆或者磊晶圆。

优选地，对覆盖层进行蚀刻的步骤包括：对覆盖层进行湿法蚀刻。

优选地，所述湿法蚀刻包括电化学蚀刻。

优选地，对覆盖层进行蚀刻的步骤包括：对覆盖层进行构图，以便蚀刻覆盖层中与空腔相对的部分。

优选地，经蚀刻的覆盖层的厚度小于10微米。优选地，经蚀刻的覆盖层的厚度小于5微米。

优选地，所述衬底是硅衬底。

优选地，在对覆盖层进行蚀刻之前，对覆盖层进行研磨，以降低覆盖层厚度。

优选地，所述方法还包括：在覆盖层的经蚀刻的表面上再次形成热氧化物层后，将该热氧化物层去除，再降低覆盖层的厚度。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种用于制造微机电系统压力传感器芯片的方法，包括使用根据本发明的用于形成微机电系统压力传感器芯片中的空腔的方法形成微机电系统压力传感器芯片中的空腔。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种微机电系统压力传感器芯片，它使用根据本发明的用于制造微机电系统压力传感器芯片的方法被制造。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种电子设备，包括根据本发明的微机电系统压力传感器芯片。

本发明的技术方案的一个优点在于，可以通过较低的成本来形成高性能的微机电系统压力传感器芯片中的薄膜。

本发明的发明人发现，在现有技术中，通过研磨的方式来减薄微机电系统压力传感器芯片中的空腔上的薄膜的厚度，或者，通过SOI晶圆来实现薄的空腔薄膜。本发明使用不同的方式。在本发明中，使用蚀刻工艺进一步减薄薄膜的厚度，而不是去除某一层。因此，本发明所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本发明是一种新的技术方案。

另外，本领域技术人员应当理解，尽管现有技术中存在许多问题，但是，本发明的每个实施例或权利要求的技术方案可以仅在一个或几个方面进行改进，而不必同时解决现有技术中或者背景技术中列出的全部技术问题。本领域技术人员应当理解，对于一个权利要求中没有提到的内容不应当作为对于该权利要求的限制。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明