本發(fā)明屬于傳感器領(lǐng)域，具體涉及一種無線鍵合壓電tof傳感器制作方法。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的壓電tof傳感器如倒車?yán)走_(dá)，采用壓電塊材超聲換能器，體積大，功耗大。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，市面上出現(xiàn)了采用壓電式微機(jī)械超聲換能器(pmut)制作的tof傳感器，其中的pmut采用mems工藝制備，體積小、功耗小、一致性好、成本低。近幾年，還出現(xiàn)了將pmut和asic芯片封裝在一起的tof傳感器芯片，進(jìn)一步降低了傳感器的體積和成本。

2、但是，現(xiàn)在的即使是最先進(jìn)的壓電tof傳感器，也是采用錫封、wire?bonding等方式，將pmut和asic簡(jiǎn)單組合，并未真正做到無引線鍵合、一體化封裝，這樣帶來的問題是，錫封可靠性差，傳感器焊接時(shí)溫度過高或者焊接時(shí)間過長(zhǎng)，都會(huì)導(dǎo)致傳感器解體；引線鍵合帶來的寄生參數(shù)，會(huì)影響超聲換能器收發(fā)性能；引線鍵合會(huì)占用比較大的空間尺寸，導(dǎo)致tof傳感器芯片體積無法進(jìn)一步縮小，因此無法體現(xiàn)出更多的體積方面的優(yōu)勢(shì)(相比光學(xué)等其他原理tof傳感器)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決以上現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提出了一種無線鍵合壓電tof傳感器制作方法，該方法包括：

2、s1、在硅基片底部刻蝕一個(gè)圓形小孔；

3、s2、在具有圓形小孔的硅基片的正面刻蝕一個(gè)圓形空腔，且圓形空腔的圓心與圓形小孔的圓心同軸；

4、s3、采用硅-硅鍵合方式在圓形空腔后鍵合覆蓋一個(gè)硅片；

5、s4、對(duì)新鍵合后的硅片進(jìn)行減薄拋光處理；

6、s5、在減薄拋光后的硅片上依次生長(zhǎng)第一鉬層、壓電層以及第二鉬層；

7、s6、對(duì)生成的第一鉬層、壓電層以及第二鉬層的硅片上設(shè)置圖形；

8、s7、在設(shè)置圖形上引出壓電層的上電極和下電極，并在下電極上生長(zhǎng)金球；

9、s8、搭建asic電路，將asic電路通過金球與壓電層的上電極和下電極連接，形成無線鍵合壓電tof傳感器。

10、本發(fā)明的有益效果：

11、本發(fā)明在pmut和aisc之間采用金金鍵合連接，耐受溫度可以達(dá)到350℃以上，解決了現(xiàn)有錫封等技術(shù)可靠性差，以及傳感器焊接時(shí)溫度過高或者焊接時(shí)間過長(zhǎng)，都會(huì)導(dǎo)致傳感器解體失效的問題；本發(fā)明的整個(gè)封裝未采用wire?bonding工藝，消除了引線鍵合帶來的寄生參數(shù)；本發(fā)明的傳感器芯片空間尺寸進(jìn)一步減小。

技術(shù)特征：

1.一種無線鍵合壓電tof傳感器制作方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線鍵合壓電tof傳感器制作方法，其特征在于，硅基片采用高阻硅片，其厚度為300～600μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無線鍵合壓電tof傳感器制作方法，其特征在于，硅基片中刻蝕的圓形小孔的直徑為40～100μm，深度為100～200μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線鍵合壓電tof傳感器制作方法，其特征在于，圓形空腔的直徑為500～1500μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線鍵合壓電tof傳感器制作方法，其特征在于，鍵合的硅片為高阻硅片，經(jīng)過減薄拋光處理后的硅片厚度為5～10μm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線鍵合壓電tof傳感器制作方法，其特征在于，第一鉬層厚度為200～400nm，壓電層的厚度為1～3μm，第二層厚度為200～400nm。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于傳感器領(lǐng)域，具體涉及一種無線鍵合壓電TOF傳感器制作方法，包括：在硅基片底部刻蝕一個(gè)圓形小孔；在具有圓形小孔的硅基片的正面刻蝕一個(gè)圓形空腔，且圓形空腔的圓心與圓形小孔的圓心同軸；采用硅?硅鍵合方式在圓形空腔后鍵合覆蓋一個(gè)硅片；對(duì)新鍵合后的硅片進(jìn)行減薄拋光處理；在減薄拋光后的硅片上依次生長(zhǎng)第一鉬層、壓電層以及第二鉬層；在硅片上設(shè)置圖形；在設(shè)置圖形上引出壓電層的上電極和下電極，并在下電極上生長(zhǎng)金球；搭建ASIC電路，將ASIC電路通過金球與壓電層的上電極和下電極連接，形成無線鍵合壓電TOF傳感器；本發(fā)明解決了現(xiàn)有錫封等技術(shù)可靠性差的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：王露,楊靖,王登攀,王飛,金中,劉文怡
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中電科芯片技術(shù)（集團(tuán)）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19