[发明专利]一种全硅环境隔离MEMS器件的制备方法

摘要

本发明公开一种全硅环境隔离MEMS器件的制备方法，包括以下步骤：在第一单晶硅片顶面中部刻蚀加热电阻图形、在顶面四周刻蚀悬臂梁图形；在第一SOI硅片的衬底硅四周刻蚀形成预埋空腔；第一SOI与第一单晶硅片硅硅直接键合；在第一SOI硅片的顶层硅上制备MEMS底部电极晶圆；在第二SOI硅片上制备MEMS敏感可动结构；第一SOI与第二SOI硅片硅硅直接键合；在第二单晶硅片顶面集成MEMS结构处理电路与温度控制电路；制备盖帽，盖帽与MEMS底部电极晶圆玻璃浆料键合，形成晶圆级真空封装；对第一单晶硅片底面减薄，形成加热电阻与悬臂梁；划片使加热电阻露出引线键合区；在引线键合区制备加热电阻PAD；划片露出MEMS器件PAD，完成所述全硅环境隔离MEMS器件的制备；整个器件可实现高性能指标，极大提高了环境适应性。

主权项

1.一种全硅环境隔离MEMS器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、取第一单晶硅片，利用光刻与深硅刻蚀工艺，在第一单晶硅片顶面中部刻蚀加热电阻图形、在第一单晶硅片顶面四周刻蚀悬臂梁图形；S2、取第一SOI硅片，利用光刻、二氧化硅刻蚀及深硅刻蚀工艺，在第一SOI硅片的衬底硅四周刻蚀形成预埋空腔；S3、第一SOI硅片的衬底硅底部与第一单晶硅片顶面硅硅直接键合；S4、利用光刻与刻蚀工艺在第一SOI硅片的顶层硅上制备MEMS可动结构浅腔、引线图形以及保护氧化层，构成MEMS底部电极晶圆；S5、取第二SOI硅片，第二SOI硅片与第一SOI硅片硅硅直接键合；S6、通过减薄、光刻、刻蚀释放以及PAD金属化工艺，在第二SOI硅片上制备MEMS敏感可动结构以及温度传感电阻；S7、取第二单晶硅片，在第二单晶硅片顶面集成MEMS结构处理电路与温度控制电路，在第二单晶硅片底部通过光刻与刻蚀形成空腔，使第二单晶硅片构成盖帽，盖帽键合环上设置有玻璃浆料；S8、盖帽与MEMS底部电极晶圆玻璃浆料键合，形成晶圆级真空封装；S9、对第一单晶硅片底面减薄，形成加热电阻与悬臂梁；S10、划片使加热电阻露出引线键合区；S11、在引线键合区制备加热电阻PAD；S12、划片露出MEMS器件PAD，完成所述全硅环境隔离MEMS器件的制备。