本技術(shù)涉及電子,尤其涉及一種芯片、芯片的制造方法及電子設(shè)備。
背景技術(shù):
1、微機(jī)電系統(tǒng)(micro-electro-mechanical?system,mems),也叫做微電子機(jī)械系統(tǒng)、微系統(tǒng)、微機(jī)械等,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)一般在微米甚至納米量級(jí),是一個(gè)獨(dú)立的智能系統(tǒng)。微機(jī)電系統(tǒng)是在微電子技術(shù)(半導(dǎo)體制造技術(shù))基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,融合了光刻、腐蝕、薄膜、liga、硅微加工、非硅微加工和精密機(jī)械加工等技術(shù)制作的高科技電子機(jī)械器件。常見的微機(jī)電系統(tǒng)產(chǎn)品包括:mems加速度計(jì)、mems麥克風(fēng)、微振子、mems光學(xué)傳感器、mems壓力傳感器、mems陀螺儀、mems濕度傳感器、mems氣體傳感器等,以及這些器件的集成產(chǎn)品,其中,mems加速度計(jì)、mems陀螺儀等為mems慣性器件,這類mems慣性器件的芯片體積小,可以被集成至手機(jī)、電腦、車載設(shè)備或穿戴設(shè)備中,用于測(cè)量加速度和角速度等。
2、在相關(guān)技術(shù)中,一般來說,對(duì)mems慣性器件芯片的期望是其僅對(duì)加速度和角速度信號(hào)敏感,對(duì)環(huán)境中其他影響均不敏感。但實(shí)際中,mems慣性器件芯片中所有的結(jié)構(gòu)均會(huì)因溫度變化而產(chǎn)生應(yīng)力,或受到外界直接的應(yīng)力,這些應(yīng)力干擾,容易造成對(duì)加速度或角速度信號(hào)的誤讀,導(dǎo)致應(yīng)用端獲取的慣性數(shù)據(jù)(包括加速度、角速度等)存在較大誤差。
3、如圖1所示,為相關(guān)技術(shù)中的一種mems慣性器件受外界應(yīng)力時(shí),應(yīng)力的傳輸路徑,可以看出,應(yīng)力經(jīng)過印刷電路板傳輸?shù)揭r底,并最終傳輸至mems慣性器件芯片的敏感結(jié)構(gòu)上,導(dǎo)致信號(hào)誤讀,且還可以看出,應(yīng)力垂直路徑是應(yīng)力影響傳輸?shù)闹饕窂健?/p>
4、因此,現(xiàn)在亟需重新設(shè)計(jì)一種芯片,以及克服上述缺陷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本技術(shù)實(shí)施例提供一種芯片、芯片的制造方法及電子設(shè)備,用以降低應(yīng)力對(duì)器件的影響,提高器件工作的準(zhǔn)確性。
2、第一方面,本技術(shù)實(shí)施例提供一種芯片,所述芯片中包含主器件層、襯底層、緩沖層,所述襯底層上設(shè)置有襯底凹槽,以及與所述襯底凹槽處于同一側(cè)面的襯底鍵合區(qū),所述緩沖層的第一緩沖表面上具有第一緩沖鍵合區(qū),以及第二緩沖表面上具有第二緩沖鍵合區(qū);所述第一緩沖鍵合區(qū)與所述襯底鍵合區(qū)鍵合連接,且所述襯底凹槽與所述第一緩沖表面形成緩沖空腔;所述第二緩沖鍵合區(qū)與所述主器件層鍵合連接,所述主器件層中包含至少一個(gè)具有特定功能的器件,所述第一緩沖鍵合區(qū)和所述第二緩沖鍵合區(qū)的位置相對(duì)應(yīng);其中,所述主器件層中包含加速度計(jì)、陀螺儀、溫度傳感器、濕度傳感器、微機(jī)電諧振器、微機(jī)電振鏡、微機(jī)電開關(guān)器件中的任一種或多種器件。
3、可選的,所述芯片中還包含副器件層,所述副器件層的第一器件表面具有第一器件鍵合區(qū),第二器件表面具有第二器件鍵合區(qū),所述副器件層中包含至少一個(gè)具有特定功能的器件;所述第一器件鍵合區(qū)與所述襯底鍵合區(qū)鍵合連接,所述襯底凹槽與所述第一器件表面形成緩沖空腔;所述第二器件鍵合區(qū)與所述第一緩沖鍵合區(qū)鍵合連接,所述第一緩沖鍵合區(qū)、所述第二緩沖鍵合區(qū)、所述第一器件鍵合區(qū)和所述第二器件鍵合區(qū)位置相對(duì)應(yīng);其中,所述副器件層中包含加速度計(jì)、陀螺儀、溫度傳感器、濕度傳感器、微機(jī)電諧振器、微機(jī)電振鏡、微機(jī)電開關(guān)器件中的任一種或多種器件。
4、可選的,所述主器件層中包含加速度計(jì)和/或陀螺儀,和/或,所述副器件層中包含加速度計(jì)和/或陀螺儀;所述加速度計(jì)和所述陀螺儀中均設(shè)置有電極結(jié)構(gòu)和敏感結(jié)構(gòu),所述敏感結(jié)構(gòu)與所述電極結(jié)構(gòu)之間的相對(duì)位置變化用于獲取慣性相關(guān)參數(shù)。
5、可選的,所述主器件層中器件的器件類型與所述副器件層中相對(duì)應(yīng)的器件的器件類型相同;或所述主器件層中器件的器件類型與所述副器件層中相對(duì)應(yīng)的器件的器件類型不相同。
6、可選的,所述緩沖層的敏感區(qū)域和鍵合區(qū)域之間設(shè)置有凹槽或貫通槽,所述敏感區(qū)域?yàn)榕c所述主器件層和/或所述副器件層中敏感結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的區(qū)域,所述鍵合區(qū)域?yàn)榕c所述第一緩沖鍵合區(qū)和所述第二緩沖鍵合區(qū)對(duì)應(yīng)的區(qū)域。第二方面,本技術(shù)實(shí)施例提供一種電子設(shè)備,所述電子設(shè)備中包含上述第一方面中任一所述的芯片。
7、第三方面,本技術(shù)實(shí)施例提供一種芯片的制造方法,包括:
8、基于沉積和刻蝕工藝,制備襯底層和緩沖層,所述襯底層上設(shè)置有襯底凹槽,以及與所述襯底凹槽處于同一側(cè)面的襯底鍵合區(qū),所述緩沖層的第一緩沖表面上具有第一緩沖鍵合區(qū),以及第二緩沖表面上具有第二緩沖鍵合區(qū);基于鍵合工藝,將所述第一緩沖鍵合區(qū)與所述襯底鍵合區(qū)鍵合處理以形成鍵合連接,并在所述緩沖層的第二緩沖表面上制備主器件層,令所述第二緩沖鍵合區(qū)與所述主器件層形成鍵合連接,所述襯底凹槽與所述第一緩沖表面形成緩沖空腔,所述主器件層中包含至少一個(gè)具有特定功能的器件,所述第一緩沖鍵合區(qū)和所述第二緩沖鍵合區(qū)的位置相對(duì)應(yīng);其中,所述主器件層中包含加速度計(jì)、陀螺儀、溫度傳感器、濕度傳感器、微機(jī)電諧振器、微機(jī)電振鏡、微機(jī)電開關(guān)器件中的任一種或多種器件。
9、可選的,在所述緩沖層的第二緩沖表面上制備主器件層之后,所述將所述第一緩沖鍵合區(qū)與所述襯底鍵合區(qū)鍵合處理以形成鍵合連接,包括:基于鍵合工藝,在所述第一緩沖表面上制備副器件層,令所述第一緩沖鍵合區(qū)與所述副器件層的第二器件表面的第二器件鍵合區(qū)形成鍵合連接,所述副器件層中包含至少一個(gè)具有特定功能的器件;將所述副器件層的第一器件表面的第一器件鍵合區(qū)與所述襯底鍵合區(qū)鍵合處理以形成鍵合連接,所述襯底凹槽與所述第一器件表面形成緩沖空腔,所述第一緩沖鍵合區(qū)、所述第二緩沖鍵合區(qū)、所述第一器件鍵合區(qū)和所述第二器件鍵合區(qū)位置相對(duì)應(yīng);其中,所述副器件層中包含加速度計(jì)、陀螺儀、溫度傳感器、濕度傳感器、微機(jī)電諧振器、微機(jī)電振鏡、微機(jī)電開關(guān)器件中的任一種或多種器件。
10、可選的,所述主器件層中包含加速度計(jì)和/或陀螺儀,和/或,所述副器件層中包含加速度計(jì)和/或陀螺儀;在所述緩沖層的第二緩沖表面上制備主器件層,包括:基于沉積和刻蝕工藝,在所述緩沖層的第二緩沖表面上制備包含電極結(jié)構(gòu)和敏感結(jié)構(gòu)的所述加速度計(jì)或所述陀螺儀;在所述第一緩沖表面上制備副器件層,包括:基于沉積和刻蝕工藝,在所述第一緩沖表面上制備包含電極結(jié)構(gòu)和敏感結(jié)構(gòu)的所述加速度計(jì)或所述陀螺儀,所述敏感結(jié)構(gòu)與所述電極結(jié)構(gòu)之間的相對(duì)位置變化用于獲取慣性相關(guān)參數(shù)。
11、可選的,基于鍵合工藝,在所述緩沖層的第二緩沖表面上制備主器件層之后,還包括:在所述緩沖層的敏感區(qū)域和鍵合區(qū)域之間進(jìn)行刻蝕處理,獲得所述緩沖層上的凹槽或貫通槽;所述敏感區(qū)域?yàn)榕c所述主器件層和/或所述副器件層中敏感結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的區(qū)域,所述鍵合區(qū)域?yàn)榕c所述第一緩沖鍵合區(qū)和所述第二緩沖鍵合區(qū)對(duì)應(yīng)的區(qū)域。
12、本技術(shù)有益效果如下:
13、本技術(shù)實(shí)施例提供的一種芯片,該芯片包含主器件層、襯底層、緩沖層,襯底層與緩沖層的第一緩沖表面連接,緩沖層的第二緩沖表面與主器件層連接,且襯底層上設(shè)置有襯底凹槽,在緩沖層與襯底層連接處,該襯底凹槽與緩沖層的第一緩沖表面形成空腔,在應(yīng)力傳輸路徑中,該空腔可以將垂直方向上的應(yīng)力傳遞隔斷,有效降低應(yīng)力對(duì)器件的敏感結(jié)構(gòu)的影響,相比于相關(guān)技術(shù)中的mems慣性器件芯片結(jié)構(gòu),本技術(shù)中的芯片結(jié)構(gòu)可以獲取更準(zhǔn)確的加速度和角速度信號(hào)。另外,第一緩沖鍵合區(qū)和第二緩沖鍵合區(qū)對(duì)應(yīng)設(shè)置,則保證鍵合過程中,受力區(qū)沒有“踩空”的受力點(diǎn),保證鍵合可靠性。
14、本技術(shù)的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述,并且,部分地從說明書中變得顯而易見,或者通過實(shí)施本技術(shù)而了解。本技術(shù)的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。