[发明专利]一种MEMS加速度计及制造方法

权利要求书

1.一种MEMS加速度计，采用玻璃-硅-玻璃三层电容式结构，包括依次设置的第一玻璃层、硅层和第二玻璃层，硅层包括硅框架、质量块、和支撑梁；第一玻璃层包括第一玻璃基底、在第一玻璃基底的一个面上形成的第一槽、和在第一槽的表面上形成的第一玻璃层金属电极，第二玻璃层包括第二玻璃基底、在第二玻璃基底的一个面上形成的第二槽、和在第二槽的表面上形成的第二玻璃层金属电极；其特征在于，所述硅层还包括第一硅岛和第二硅岛，所述硅岛形成在硅框架的内部，并与硅框架通过间隙间隔开；其中第一硅岛与第一玻璃层的金属电极接触，第二硅岛与第二玻璃层的金属电极接触；第一玻璃层还包括在第一玻璃基底上形成的第一金属电极引出通孔、第二金属电极引出通孔和硅层电极引出通孔；所述第一金属电极引出通孔与第一硅岛的位置相对应，所述第二金属电极引出通孔与第二硅岛的位置相对应，在第一硅岛和第二硅岛上分别形成金属焊点；在硅框架与硅层电极引出通孔对应的位置上形成金属焊点。

2.如权利要求1所述的MEMS加速度计，其特征在于，第一玻璃层包括在第一槽表面上形成的吸气剂。

3.如权利要求1所述的MEMS加速度计，其特征在于，第二玻璃层包括在第二槽表面上形成的吸气剂。

4.一种MEMS加速度计的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)形成第一玻璃层

在第一玻璃基底上制作出第一槽、第一金属电极引出通孔、第二金属电极引出通孔和硅层电极引出通孔；然后在第一槽上形成第一玻璃层金属电极；

(2)形成第二玻璃层

在第二玻璃基底上形成第二槽，然后在第二槽上形成第二玻璃层金属电极；

(3)在硅片上形成支撑梁；

(4)将硅片与第一玻璃层和第二玻璃层的其中一玻璃层在常压下进行键合，形成键合片；

(5)在键合片上形成硅质量块、第一硅岛和第二硅岛；

(6)将键合片与另一玻璃层在真空条件下进行键合，形成三层键合片；

(7)在第一金属电极引出通孔、第二金属电极引出通孔和硅层电极引出通孔相对应的位置进行金属焊点制作，形成MEMS加速度计圆片。

(8)对MEMS加速度计圆片进行切割，获得加速度计芯片，对加速度计芯片进行封装获得MEMS加速度计。

5.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，在第一玻璃层的第一槽和第二玻璃层的第二槽上形成吸气剂薄膜。

6.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述键合采用玻璃-硅直接键合或玻璃-金属-硅键合。

7.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述步骤(6)进一步包括如下步骤：将三层键合片放置在真空(100mBar到1E-6mBar)100℃至550℃温度中退火10分钟至10小时，然后风冷至常温。

8.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述玻璃采用与硅热膨胀系数相当的键合专用玻璃。

9.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述吸气剂的材料是TiZrV。

10.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述硅片为双面抛光硅片，其为电阻率0.1Ω·cm至0.001Ω·cm的P型或N型硅片。