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公开(公告)号：CN110467148B
公开(公告)日：2022-12-27
申请号：CN201910730860.3
申请日：2019-08-08
申请人： 北京航天控制仪器研究所
摘要： 本发明涉及一种圆片级封装MEMS芯片结构及其加工方法，通过盖帽层、器件层和衬底层依次键合，形成一个可供器件层的梳齿微结构移动的空腔结构。封装腔体内电学信号首先通过衬底层上布置的双层金属引线的第一层引线跨越衬底键合密封环从结构侧面引出，在完成金属共晶键合圆片级真空封装后，通过在衬底晶圆背面金属电极对应位置进行深硅刻蚀形成通孔，利用导电材料填充通孔或形成导电硅柱，在背面进行电极引出。该结构可采用倒装焊的方式实现与信号处理电路集成，与从封装腔室内制作TSV通孔进行电学引出方式相比，避免了由于绝缘介质填充空洞造成的封装气密性问题，也避免了由于填充材料与硅材料热膨胀系数失配造成的温度稳定性和可靠性问题。
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公开(公告)号：CN112591705B
公开(公告)日：2022-10-28
申请号：CN202011507448.4
申请日：2020-12-18
申请人： 北京航天控制仪器研究所
摘要： 本发明提供了一种SOI型MEMS结构及其加工方法，包括上层器件层底层衬底层和中间的锚区层，通过衬底层和器件层晶圆键合与刻蚀技术，形成由锚区支撑的可动质量块结构。首先在器件层晶圆上加工形成锚区，在衬底层晶圆上加工形成电极焊盘和电极引线，通过硅‑硅直接键合的方式形成键合片，减薄键合片至所需厚度，刻蚀形成带电极引出的可动质量块结构。与传统SOG结构的带电极引出的可动质量块结构相比，本发明采用薄顶层硅的SOI晶圆作为衬底层，电极引线采用低阻硅材料，通过硅‑硅直接键合形成键合片，具有更高的键合强度和更好的机械可靠性；结构主要材料为硅材料，具有相同的热膨胀系数，避免了材料间的热失配，从而使所加工的产品具有更好的温度稳定性。
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公开(公告)号：CN113023663A
公开(公告)日：2021-06-25
申请号：CN202110194398.7
申请日：2021-02-20
申请人： 北京航天控制仪器研究所
摘要： 本发明提供了一种全硅结构MEMS微流道散热器及其加工方法，由下至上包括依次键合的第一硅结构层(1)、第二硅结构层(2)和第三硅结构层(3)；在硅结构内部加工有微流孔和微流道，形成微流道通路，液体在微流道内部循环流动，将热量从待散热元件带走。整个微流道散热器均由高热导率的单晶硅材料构成，能够实现良好的散热效果；各层之间无中间层，避免了由于各层材料热膨胀系数不匹配造成的不同温度条件下结构弯曲形变，降低结构内部应力；单晶硅具有很高的杨氏模量，三层结构通过硅‑硅直接键合结合起来，具有很高的键合强度，提高结构可靠性。采用MEMS工艺加工，能够显著降低微流道散热器尺寸，实现批量化加工，降低生产成本。
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公开(公告)号：CN111115566A
公开(公告)日：2020-05-08
申请号：CN201911358916.3
申请日：2019-12-25
申请人： 北京航天控制仪器研究所
摘要： 本发明公开了一种用于MEMS晶圆级封装的应力补偿方法，加工封帽层硅片时，在其背面加工出与正面完全镜像对称的二氧化硅图形结构；再将封帽层硅片和器件层硅片通过Si-SiO2键合在一起形成SOI片，然后完成器件层的加工；加工衬底层硅片时，在其背面加工出与正面完全镜像对称的SiO2/W/SiO2/Au膜层结构；最后将背面镜像膜层结构加工的SOI片与衬底层硅片键合在一起，完成封装。本发明利用镜像对称补偿法，平衡待键合片两侧的薄膜应力，解决MEMS晶圆级键合封装工艺过程中晶圆挠曲过大导致的键合对准偏差大、键合强度低的问题。
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公开(公告)号：CN115078768B
公开(公告)日：2024-07-09
申请号：CN202210555211.6
申请日：2022-05-19
申请人： 北京航天控制仪器研究所
IPC分类号： G01P15/125 , B81B7/00 , B81B7/02
摘要： 本发明涉及一种具有应力释放的双质量MEMS陀螺敏感结构，采用四周支撑结构支撑整个可动结构，并在四周支撑结构上下两侧中心和左右两侧中心放置应力释放梁和应力释放梁固定锚区。应力释放梁弯曲刚度远小于四周支撑结构的框架刚度，可显著降低四周支撑结构内的中心敏感结构上在环境温度变化过程中所受的热应力，提高传感器输出特性的温度稳定性。四周支撑框架可是两侧质量块运动过程中的产生弹性力相互抵消，从而极大幅度的降低了整个可动结构的支撑锚区所受弹性力，显著降低了锚区疲劳损耗，提高了传感器的可靠性。
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公开(公告)号：CN111115567B
公开(公告)日：2023-07-14
申请号：CN201911358919.7
申请日：2019-12-25
申请人： 北京航天控制仪器研究所
IPC分类号： B81C1/00
摘要： 本发明公开了一种用于MEMS晶圆级封装的应力补偿方法，利用台阶仪测量已完成器件层加工的SOI片的挠曲程度，并根据SOI片挠曲程度在其背面生长相应的应力薄膜，将挠曲程度控制在‑5μm≤h2≤5μm；利用台阶仪测量已完成正面结构加工的衬底层硅片的挠曲程度，并根据衬底层硅片的挠曲程度在其背面生长相应的应力薄膜，将挠曲程度控制在‑5μm≤r2≤5μm；最后将平衡好两侧应力的SOI片和衬底层硅片键合在一起。本发明利用介质或金属薄膜的残余应力，对待键合片进行应力补偿，解决MEMS晶圆级键合封装工艺过程中晶圆挠曲过大导致的键合对准偏差大和键合强度低的问题。
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公开(公告)号：CN115571846A
公开(公告)日：2023-01-06
申请号：CN202211035768.3
申请日：2022-08-26
申请人： 北京航天控制仪器研究所
摘要： 本发明涉及一种带屏蔽的MEMS器件电极引出结构，属于微机电系统制造技术领域。包括电极引线、电极屏蔽线、电极焊盘、衬底、屏蔽连接线、屏蔽线焊盘、衬底层键合锚区、梳齿层键合锚区和梳齿结构，在衬底上有金属层，在金属层上加工出多组电极引线、电极屏蔽线、电极焊盘、屏蔽连接线、屏蔽线焊盘；在衬底上有多组衬底层键合锚区；衬底层键合锚区与梳齿层键合锚区通过晶圆键合在一起；在梳齿层键合锚区上连接有梳齿结构。本发明有效降低电磁干扰与信号串扰，降低信号噪声水平，提升MEMS器件的性能。
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公开(公告)号：CN112624031B
公开(公告)日：2022-10-21
申请号：CN202011507466.2
申请日：2020-12-18
申请人： 北京航天控制仪器研究所
摘要： 本发明提供了一种带有过刻蚀阻挡层的MEMS结构及其制备方法，包括上层器件层、底层衬底层和中间的锚区层，通过衬底层和器件层晶圆键合与刻蚀技术，形成由锚区支撑的可动质量块结构。与传统SOG结构的带电极引出的可动质量块结构相比，本发明在器件层底部生长过刻蚀阻挡金属层，当刻蚀深度达到器件层厚度时，过刻蚀阻挡层能阻挡进一步刻蚀，避免损伤衬底层，且不会产生反溅。与在衬底电极层表面生长刻蚀阻挡层相比，该过刻蚀阻挡层具有更好的阻挡效果，且能避免刻蚀聚合物沉积在结构底部；完成结构加工后通过湿法腐蚀等方式选择性去除过刻蚀阻挡层，即可得到最终需要的MEMS产品结构。
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公开(公告)号：CN115078768A
公开(公告)日：2022-09-20
申请号：CN202210555211.6
申请日：2022-05-19
申请人： 北京航天控制仪器研究所
IPC分类号： G01P15/125 , B81B7/00 , B81B7/02
摘要： 本发明涉及一种具有应力释放的双质量MEMS陀螺敏感结构，采用四周支撑结构支撑整个可动结构，并在四周支撑结构上下两侧中心和左右两侧中心放置应力释放梁和应力释放梁固定锚区。应力释放梁弯曲刚度远小于四周支撑结构的框架刚度，可显著降低四周支撑结构内的中心敏感结构上在环境温度变化过程中所受的热应力，提高传感器输出特性的温度稳定性。四周支撑框架可是两侧质量块运动过程中的产生弹性力相互抵消，从而极大幅度的降低了整个可动结构的支撑锚区所受弹性力，显著降低了锚区疲劳损耗，提高了传感器的可靠性。
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公开(公告)号：CN115078767A
公开(公告)日：2022-09-20
申请号：CN202210554601.1
申请日：2022-05-19
申请人： 北京航天控制仪器研究所
IPC分类号： G01P15/125 , B81B7/02
摘要： 本发明公开了一种具有应力释放的MEMS加速度计传感器敏感结构，采用四周支撑结构支撑整个可动结构，并在四周支撑结构上下两侧中心和左右两侧中心放置应力释放梁和应力释放梁固定锚区。应力释放梁弯曲刚度远小于四周支撑结构的框架刚度，传感器所处温度变化时，由于材料热膨胀系数失配产生的热应力可通过应力释放梁释放，可显著降低中心敏感结构上所受的热应力，提高传感器输出特性的温度稳定性。
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