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公开(公告)号：CN111115555B
公开(公告)日：2023-08-29
申请号：CN201911329252.8
申请日：2019-12-20
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
Abstract: 本发明涉及一种用于MEMS晶圆级共晶键合封装的硅槽结构及制备方法，分布于硅盖板片正面键合环内侧及外侧的环状硅槽为防溢出硅槽，其宽度w1与键合环的宽度w2之比为R满足1/20≤R≤1/10；分布于键合环内部的方形硅槽为收纳硅槽，其边长为L，在键合环上横向、纵向等间距排布，间距d和边长L满足20μm≤d＝L≤w2/10；所述硅槽结构在共晶键合过程中被溢出的合金熔液填充，固化后形成楔形键合层结构。本发明采用深反应离子刻蚀技术，直接在硅盖板片正面键合环两侧及内部刻蚀出横截面为等腰倒梯形的硅槽结构，通过这些沟槽结构收纳在共晶键合过程中溢出的合金熔液，并通过合金熔液固化后形成的楔形的键合层结构来提高键合强度和密封效果。
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公开(公告)号：CN112158797B
公开(公告)日：2023-08-01
申请号：CN202010880769.2
申请日：2020-08-27
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
Abstract: 本发明公开了一种晶片键合过程中对准检测方法，包括：在上晶片非键合面制作上晶片辅助对准标记和上晶片主对准标记；在下晶片键合面制作下晶片辅助对准标记和下晶片主对准标记；利用主对准标记进行上下晶片的对准后上下晶片错开，露出下晶片辅助对准标记，测量露出的下晶片辅助对准标记与上晶片辅助对准标记的横纵向的位置偏差，计算出对准标记偏差，合理控制对准偏差范围。本发明可以加工出对准精度高的敏感芯片，实现非透明晶片键合前对准的定量测试，本发明能确保芯片的质量和成品率。
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公开(公告)号：CN111908418A
公开(公告)日：2020-11-10
申请号：CN202010675643.1
申请日：2020-07-14
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
Abstract: 本发明涉及一种高均匀性的大质量块MEMS结构与制备方法，通过衬底层和结构层晶圆键合与刻蚀技术，形成由固定锚区支撑的可动质量块结构。首先在衬底层或结构层晶圆上经光刻、刻蚀形成锚区，通过晶圆键合的方式形成键合片，减薄键合片至所需厚度，刻蚀形成可动质量块结构。为满足大质量块MEMS结构厚度高均匀性加工要求，在质量块底部设计减薄支撑锚区，晶圆键合后该锚区对质量块起到支撑作用。刻蚀时将对应位置处结构层去除，释放质量块。与传统的MEMS可动质量块结构加工方式相比，该结构在质量块底部设计有支撑锚区，避免了在减薄过程中，由于晶圆内外气压差和所施加的压力造成悬空的可动质量块处减薄厚度不均匀的问题。
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公开(公告)号：CN108529550B
公开(公告)日：2019-12-20
申请号：CN201810401013.8
申请日：2018-04-28
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
Abstract: 本发明涉及一种基于晶圆键合工艺的圆片级封装MEMS芯片结构及其制造方法，MEMS芯片包括衬底层、器件层、盖帽层三层结构，三层结构键合在一起，形成一个可供器件层上的梳齿微结构移动的空腔结构；衬底层上布有电极图形，并采用共面电极实现空腔结构内的器件层结构与空腔外电极焊盘的互联；在器件层与衬底的键合面上，具有阵列凹坑结构。并且在器件层的键合密封环上有贯通于密封腔内外的凹槽结构，凹槽结构在晶圆键合后将被键合介质与硅的共晶体所填充。该结构有助于提高金‑硅键合强度，并能够有助于提高真空密封的真空度。在该结构的制造工艺中，使用气态HF对键合表面进行处理，去除表面的二氧化硅，保障金‑硅键合强度的同时避免微结构的粘连。
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公开(公告)号：CN110467148A
公开(公告)日：2019-11-19
申请号：CN201910730860.3
申请日：2019-08-08
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
Abstract: 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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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN108328570A
公开(公告)日：2018-07-27
申请号：CN201810093882.9
申请日：2018-01-31
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
IPC: B81C99/00
Abstract: 本发明公开了一种带有薄膜背腔结构的MEMS芯片裂片方法及支撑工装，所述方法包括以下步骤：1)在晶圆正面进行MEMS芯片加工工艺，完成MEMS芯片正面工艺的制备；2)将晶圆正面与玻璃陪片贴在一起，在晶圆背面进行背腔的刻蚀，刻蚀的同时完成刻蚀槽的制备；3)将刻蚀完成的晶圆与玻璃陪片分离，然后将刻蚀完成的晶圆背面贴在UV膜，将晶圆正面朝下放置在支撑工装上，在UV膜面用球形滚动装置顺着刻蚀槽的方向按压滚动，使芯片沿刻蚀槽分开；4)对完成步骤3)的晶圆上粘贴的UV膜进行扩膜，得到MEMS芯片单元。本发明具有成品率高、成本低、效率高、操作简单的特点。
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公开(公告)号：CN107311103A
公开(公告)日：2017-11-03
申请号：CN201710509651.7
申请日：2017-06-28
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
CPC classification number: B81C1/00015 , B81C3/001
Abstract: 本发明公开了一种微型石英玻璃原子气室的制造方法，包括如下步骤：将碱金属原子封装到玻璃微腔中，并充入惰性气体；制造下层封装块、中层封装块和上层封装块；组装下层封装块、中层封装块、上层封装块和玻璃微腔，并密封，形成一个密闭的腔体；以高于玻璃微腔软化点的温度加热多个密闭的腔体，直至玻璃微腔结构被破坏后，停止加热；以中层封装块为基准，切割停止加热后的多个密闭的腔体，形成微型石英玻璃原子气室。本发明通过设置玻璃微腔，确保了原子气室的纯净度，解决了传统微型原子气室制造工艺难度大且腔室纯净度差的问题；通过同步加热多个密闭腔体，实现了原子气室的量产，弥补了传统微型原子气室制造设备要求高且不易批量生产的缺陷。
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公开(公告)号：CN105253853B
公开(公告)日：2017-04-05
申请号：CN201510701040.3
申请日：2015-10-26
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
IPC: B81C1/00
Abstract: 一种SOG‑MEMS芯片中防止ICP过度刻蚀的方法，对于同时刻蚀掉多个矩形和刻蚀透多个同一线宽或不同线宽组成的线形，将光刻板上要刻掉多个矩形中的每个矩形设置中心非暴露区域(12)，使中心非暴露区域(12)与该矩形的边框，即外部非暴露区域(11)，中间形成待刻蚀的暴露区域(14)，且待刻蚀的暴露区域的宽度等于要刻穿的最小线形的线宽；该方法保证刻蚀条宽间的均一性，解决具有不同条宽结构刻蚀过程中Lag效应的问题，同时，当刻蚀完成时，中心非暴露区域(12)会掉到下面的支撑层(1)上，可以准确判断刻蚀已经完成。此项发明有效的防止具有不同刻蚀条宽的MEMS结构在ICP刻蚀中造成严重过度刻蚀。
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公开(公告)号：CN105329848A
公开(公告)日：2016-02-17
申请号：CN201510632791.4
申请日：2015-09-29
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
CPC classification number: B81C1/00539 , G01P15/0802
Abstract: 本发明MEMS三明治加速度计敏感芯片的湿法腐蚀加工方法，通过对硅晶圆上生长单层氧化层，对单层氧化膜层进行3次双面光刻腐蚀，精确控制每次腐蚀深度，将单层氧化膜层分成不同结构的3层氧化膜层。在60～80℃温度条件下对硅晶圆进行湿法腐蚀，第一次腐蚀硅时间为20～30分钟，腐蚀掉第1层氧化膜层；第二次腐蚀硅为150～160分钟，腐蚀掉第2层氧化膜层；第三次腐蚀在30～40℃温度条件下对硅晶圆进行湿法腐蚀，时间为30～40分钟，腐蚀掉第3层氧化膜层。本发明能加工出表面光滑、尺寸精度满足要求的敏感芯片，本方法的改进使敏感芯片的质量和成品率得到很大的提高。
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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
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
IPC: B81C1/00
Abstract: 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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