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堆疊式MEMS傳感器封裝體、芯片及其制作方法與流程

文檔序號:12157244閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種堆疊式MEMS傳感器封裝體,其特征在于:包括

蓋板,用于封裝;

一片或多片采集晶圓,其上形成有采集電路和MEMS結(jié)構(gòu),所述采集電路配合MEMS結(jié)構(gòu)實現(xiàn)傳感器采集信號的功能;

一片或多片處理晶圓,其上形成有處理電路,用于控制采集電路和MEMS結(jié)構(gòu)采集信號并將采集到的信號進行處理并輸出;

所述一片或多片處理晶圓、一片或多片采集晶圓以及蓋板是采用晶圓級鍵合工藝自下而上鍵合而成,其中,蓋板與采集晶圓或者采集晶圓與采集晶圓之間形成MEMS結(jié)構(gòu)的封裝腔體,所有晶圓片之間通過導(dǎo)電橋墩實現(xiàn)電性互聯(lián)。

2.如權(quán)利要求1所述的一種堆疊式MEMS傳感器封裝體,其特征在于:所述蓋板下表面具有用于實現(xiàn)封裝腔體內(nèi)真空環(huán)境的吸氣劑材料層。

3.如權(quán)利要求1中所述的一種堆疊式MEMS傳感器封裝體,其特征在于:所述采集電路是采用0.13μm~0.5μm集成電路工藝制成;所述處理電路是采用14nm~180nm的集成電路工藝制成。

4.如權(quán)利要求1中所述的一種堆疊式MEMS傳感器封裝體,其特征在于:所述導(dǎo)電橋墩是金屬橋墩。

5.如權(quán)利要求1至4中任意一項所述的一種堆疊式MEMS傳感器封裝體,其特征在于:所述采集電路是前端處理電路AFE;所述處理電路包括具有控制、計算、分析功能的中央處理器CPU或微處理器MPU;配合CPU或MPU進行數(shù)字信號處理的數(shù)字信號處理電路DSP;接收CPU或MPU信號控制并向采集電路傳輸控制信號的數(shù)?;旌想娐稟D以及接口電路。

6.一種堆疊式MEMS傳感器芯片,其特征在于:所述堆疊式MEMS傳感器芯片由權(quán)利要求1至5中任意一項所述的一種堆疊式MEMS傳感器封裝體進行切片形成。

7.一種堆疊式MEMS傳感器芯片的制作方法,其特征在于:包括

步驟S1:準(zhǔn)備一片或多片形成有處理電路的處理晶圓和一片或多片形成有采集電路的采集晶圓,其中,所述處理電路用于控制采集電路并將采集到的信號進行處理并輸出;

步驟S2:將一片或多片處理晶圓與一片采集晶圓通過晶圓級鍵合工藝自下而上鍵合起來,所有晶圓片之間通過導(dǎo)電橋墩實現(xiàn)電性互聯(lián);

步驟S3:若采集晶圓為一片,則在所述采集晶圓上生長MEMS結(jié)構(gòu),所述采集電路配合MEMS結(jié)構(gòu)完成傳感器采集信號的功能;若采集晶圓為多片,則在所述采集晶圓生長MEMS結(jié)構(gòu)以后再將下一片采集晶圓鍵合至所述采集晶圓上,并在下一片采集晶圓上繼續(xù)生長MEMS結(jié)構(gòu),重復(fù)上述動作直至將所有采集晶圓鍵合完畢,所述多片采集晶圓之間形成MEMS結(jié)構(gòu)的封裝腔體,所述采集電路配合MEMS結(jié)構(gòu)完成傳感器采集信號的功能,所有晶圓片之間通過導(dǎo)電橋墩實現(xiàn)電性互聯(lián);

步驟S4:準(zhǔn)備蓋板,將蓋板通過晶圓鍵合工藝鍵合至采集晶圓上,所述蓋板與采集晶圓之間形成MEMS結(jié)構(gòu)的封裝腔體;

步驟S5:將封裝后的晶圓片進行切片,形成獨立的堆疊式MEMS傳感器芯片。

8.如權(quán)利要求7中所述的一種堆疊式MEMS傳感器芯片的制作方法,其特征在于:在步驟S4中所述蓋板下表面具有用于實現(xiàn)封裝腔體內(nèi)真空環(huán)境的吸氣劑材料層,步驟S4為:準(zhǔn)備蓋板,在真空環(huán)境下激活吸氣劑材料層,再將蓋板通過晶圓鍵合工藝鍵合至采集晶圓上,所述蓋板與采集晶圓之間形成MEMS結(jié)構(gòu)的封裝腔體。

9.如權(quán)利要求7所述的一種堆疊式MEMS傳感器芯片的制作方法,其特征在于:在步驟S1中所述采集電路是采用0.13μm~0.5μm集成電路工藝制成;所述處理電路是采用14nm~180nm的集成電路工藝制成。

10.如權(quán)利要求7至9中任意一項所述的一種堆疊式MEMS傳感器芯片的制作方法,其特征在于:在步驟S1中所述采集電路是前端處理電路AFE;所述處理電路包括具有控制、計算、分析功能的中央處理器CPU或微處理器MPU;配合CPU或MPU進行數(shù)字信號處理的數(shù)字信號處理電路DSP;接收CPU或MPU信號控制并向采集電路傳輸控制信號的數(shù)模混合電路AD以及接口電路。

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