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具有多刺激感测的mems传感器器件及其制作方法

具有多刺激感测的mems传感器器件及其制作方法

本发明涉及具有多刺激感测的MEMS传感器器件及其制作方法。器件包括感测了不同物理刺激的传感器。制作包含形成器件结构以包括传感器并且将帽结构和所述器件结构耦合,以便传感器置于帽结构和器件结构的衬底层之间。制作还包含在衬底层内形成端口,以便一个端口将传感器的感测元件暴露于外部环境,以及另一个端口将传感器暂时暴露于外部环境。密封结构被附着于衬底层,以便一个端口被密封结构密封并且密封结构的外部端口与端口对齐。

相比于压力传感器30的腔56和角速率传感器32的腔58,一旦端口40被形成为完全延伸穿过器件衬底28和绝缘层96,腔60便被破坏。因此,加速计34的腔60的标记为PC的腔压力164将从真空压力改变到环境中的环境压力,其中MEMS传感器器件20(图1)当前位于该环境压力中。也就是说,即使腔压力160、162保持于真空或接近真空,加速计34的腔60的腔压力164将不同于,并且更具体地,将显著大于腔压力160、162。在加速计34的最佳操作所需的压力水平不同于压力传感器30或角速率传感器32的最佳操作所需的压力水平的情况下,这种能力对于连通到特定设计压力的排气腔60是有用的。

图2根据另一个实施例,示出了用于制造多刺激MEMS传感器器件(例如MEMS传感器器件20)的MEMS器件制作过程90的流程图。过程90大体上描述了用于同时形成横向间隔开的传感器元件30、32、34的方法。制作过程90实施已知的以及在开发中的MEMS微加工技术以经济有效地产生具有多刺激感测能力的MEMS传感器器件20。在下面结合单一MEMS传感器器件20的制作描述制作过程90。然而,本领域技术人员应了解,以下过程允许同时晶片级地制作多个MEMS传感器器件20。单个器件20然后可以以常规的方式被分离、切割或切片,以提供可以被封装并且集成到最终应用的个体MEMS传感器器件20。

图5示出了在后续处理阶段102的图4的器件结构22的截面侧视图。在阶段102,材料层104形成于绝缘层96上和开口100中。材料层104可以例如通过化学气相沉积、物理气相沉积、或任何其它合适的方法被形成。材料层104可以例如是多晶体娃(polycrystallinesilicon),也被称为多晶娃(polysilicon)或简单地被称为多晶(poly),虽然其它合适的材料可以被替代地用于形成材料层104。

再次参考图2所描述的MEMS器件制作过程90,在任务166之后,过程90继续任务168。在任务168,密封结构26(图1)附着于器件结构22(图1)。因此,附着任务168在耦合任务150以及端口形成任务156之后被执行,以便腔56、58和60内的腔压力160、162、164(图16)对于相关压力传感器30、角速率传感器32和加速计34的操作是最佳的。

再次参考图2,在耦合任务132以及在任务138形成导电通孔64之后,MEMS器件制作过程90继续任务152。在任务152,导电互连68(图1)(例如,引线接合盘、导电迹线)等等形成于帽结构24上。

图17示出了根据图2的过程制作的MEMS传感器器件的密封结构的截面侧视图。

具体实施方式