本申請涉及mems領(lǐng)域，特別是涉及一種mems電容傳感器及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、mems(micro-electro-mechanical?system，微電子機械系統(tǒng))電容傳感器通過檢測電容量的變化來探測外界物理量的變化。

2、三明治式mems電容傳感器由上蓋板、中間結(jié)構(gòu)板和下蓋板三層材料鍵合而成，上蓋板和中間結(jié)構(gòu)板之間，以及下蓋板和中間結(jié)構(gòu)板之間設(shè)有絕緣鍵合層，用于形成電容間隙以及構(gòu)成電絕緣。絕緣鍵合層會引入寄生電容，寄生電容不僅會降低傳感器的檢測靈敏度，同時由于寄生電容的漂移量不同于傳感器中敏感結(jié)構(gòu)電容的漂移量，從而降低電容傳感器的溫度穩(wěn)定性和長期穩(wěn)定性。

3、因此，如何解決上述技術(shù)問題應(yīng)是本領(lǐng)域是人員重點關(guān)注的。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請的目的是提供一種mems電容傳感器及其制備方法，以避免寄生電容的影響，提升傳感器的穩(wěn)定性。

2、為解決上述技術(shù)問題，本申請?zhí)峁┮环Nmems電容傳感器，包括：

3、第一絕緣體、第二絕緣體、絕緣鍵合層以及由下至上依次層疊的第一基板、夾層基板和第二基板，所述絕緣鍵合層位于所述第一基板和所述夾層基板之間，以及所述夾層基板和所述第二基板之間；

4、所述第一基板包括第一電極體和第二電極體，所述第一絕緣體設(shè)于所述第一基板中，用于隔離所述第一電極體和所述第二電極體；所述第二基板包括第三電極體和第四電極體，所述第二絕緣體設(shè)于所述第二基板中，用于隔離所述第三電極體和所述第四電極體；

5、所述絕緣鍵合層與所述第二電極體、所述第四電極體接觸，所述第二電極體和所述第四電極體接地。

6、可選地，還包括：

7、多個電極引出體，所述第一電極體、所述第二電極體、所述第三電極體、所述第四電極體、所述夾層基板分別與一個所述電極引出體連接。

8、可選地，所述第一絕緣體圍繞在所述第二電極體的周圍，所述第一電極體圍繞在所述第一絕緣體的周圍；

9、所述第二絕緣體圍繞在所述第三電極體的周圍，所述第四電極體圍繞在所述第二絕緣體的周圍。

10、可選地，所述夾層基板包括固定體、可動結(jié)構(gòu)體和彈性連接體，所述固定體呈中空狀，所述可動結(jié)構(gòu)體和所述彈性連接體位于所述固定體的中空區(qū)域，所述彈性連接體的一端與所述固定體連接，另一端與所述可動結(jié)構(gòu)體連接。

11、可選地，所述第一基板、所述夾層基板和所述第二基板中至少一個為單晶硅片。

12、本申請還提供一種mems電容傳感器的制備方法，包括：

13、在第一基板上形成溝槽；所述溝槽兩側(cè)為第一電極體的前驅(qū)體和第二電極體的前驅(qū)體；

14、在所述第一基板的溝槽內(nèi)形成第一絕緣體；

15、在第二基板上形成溝槽；所述溝槽兩側(cè)為第三電極體的前驅(qū)體和第四電極體的前驅(qū)體；

16、在所述第二基板的溝槽內(nèi)形成第二絕緣體；

17、通過絕緣鍵合層將夾層基板、所述第一基板和所述第二基板鍵合；所述絕緣鍵合層與所述第二電極體的前驅(qū)體、所述第四電極體的前驅(qū)體接觸；

18、減薄所述第一基板和所述第二基板至露出所述第一絕緣體和所述第二絕緣體，以使所述第一電極體的前驅(qū)體、所述第二電極體的前驅(qū)體、所述第三電極體的前驅(qū)體和所述第四電極體的前驅(qū)體對應(yīng)形成第一電極體、第二電極體、第三電極體、第四電極體，得到mems電容傳感器；所述第二電極體和所述第四電極體接地。

19、可選地，減薄所述第一基板和所述第二基板至露出所述第一絕緣體和所述第二絕緣體之后，還包括：

20、在所述夾層基板、所述第一基板和所述第二基板上沉積金屬層，形成電極引出體；

21、其中，所述第一電極體、所述第二電極體、所述第三電極體、所述第四電極體、所述夾層基板分別與一個所述電極引出體連接。

22、可選地，在第一基板上形成溝槽包括：

23、在所述第一基板上旋涂光刻膠；

24、對所述光刻膠進行曝光、顯影，形成圖形化光刻膠；

25、以所述圖形化光刻膠作為掩膜，刻蝕所述第一基板形成溝槽。

26、可選地，在所述第一基板的溝槽內(nèi)形成第一絕緣體包括：

27、在所述第一基板上沉積絕緣層，所述第一基板的溝槽中具有所述絕緣層；

28、在所述絕緣層上旋涂光刻膠；

29、對所述光刻膠進行曝光、顯影，形成圖形化光刻膠；

30、以圖形化光刻膠作為掩膜，刻蝕所述絕緣層，去除位于所述溝槽以外的所述絕緣層，形成所述第一絕緣體。

31、可選地，通過絕緣鍵合層將夾層基板、所述第一基板和所述第二基板鍵合之前，還包括：

32、對所述夾層基板的上表面和下表面分別進行刻蝕形成第一凹槽和第二凹槽；其中，所述第一凹槽和所述第二凹槽在水平面上的上投影重合且不貫通；

33、對所述夾層基板的上表面和下表面分別再次進行刻蝕，使所述第一凹槽和所述第二凹槽貫通，并形成第三凹槽和第四凹槽；

34、其中，所述第三凹槽和所述第四凹槽在水平面上的上投影重合且不貫通，所述第三凹槽和所述第四凹槽未貫通區(qū)域作為彈性連接體，所述彈性連接體與貫通的第一凹槽和第二凹槽之間為可動結(jié)構(gòu)體，其余未被刻蝕區(qū)域為固定體。

35、本申請所提供的一種mems電容傳感器，包括：第一絕緣體、第二絕緣體、絕緣鍵合層以及由下至上依次層疊的第一基板、夾層基板和第二基板，所述絕緣鍵合層位于所述第一基板和所述夾層基板之間，以及所述夾層基板和所述第二基板之間；所述第一基板包括第一電極體和第二電極體，所述第一絕緣體設(shè)于所述第一基板中，用于隔離所述第一電極體和所述第二電極體；所述第二基板包括第三電極體和第四電極體，所述第二絕緣體設(shè)于所述第二基板中，用于隔離所述第三電極體和所述第四電極體；所述絕緣鍵合層與所述第二電極體、所述第四電極體接觸，所述第二電極體和所述第四電極體接地。

36、可見，本申請的mems電容傳感器中包括第一基板、夾層基板、第二基板、第一絕緣體、第二絕緣體和絕緣鍵合層，第一基板和夾層基板之間的間隙可以等效形成第一電容，第二基板和夾層基板之間的間隙可以等效形成第二電容，絕緣鍵合層可以等效形成寄生電容。第一絕緣體設(shè)置在第一基板中，使得第一電極體和第二電極體為相互獨立的電極區(qū)域，第二絕緣體設(shè)置在第二基板中，使得第三電極體和第四電極體為相互獨立的電極區(qū)域。絕緣鍵合層與第二電極體、第四電極體接觸，第二電極體和第四電極體接地，所以寄生電容接地，不會對mems電容傳感器的輸出造成影響，避免寄生電容參與后續(xù)的電容檢測，從而提升mems電容傳感器的檢測靈敏度、溫度穩(wěn)定性和長期穩(wěn)定性。

37、此外，本申請還提供一種具有上述優(yōu)點的制備方法。

技術(shù)特征：

1.一種mems電容傳感器，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的mems電容傳感器，其特征在于，還包括：

3.如權(quán)利要求1所述的mems電容傳感器，其特征在于，所述第一絕緣體（5）圍繞在所述第二電極體（72）的周圍，所述第一電極體（71）圍繞在所述第一絕緣體（5）的周圍；

4.如權(quán)利要求1所述的mems電容傳感器，其特征在于，所述夾層基板（8）包括固定體、可動結(jié)構(gòu)體和彈性連接體，所述固定體呈中空狀，所述可動結(jié)構(gòu)體和所述彈性連接體位于所述固定體的中空區(qū)域，所述彈性連接體的一端與所述固定體連接，另一端與所述可動結(jié)構(gòu)體連接。

5.如權(quán)利要求1至4任一項所述的mems電容傳感器，其特征在于，所述第一基板（7）、所述夾層基板（8）和所述第二基板（9）中至少一個為單晶硅片。

6.一種mems電容傳感器的制備方法，其特征在于，包括：

7.如權(quán)利要求6所述的mems電容傳感器的制備方法，其特征在于，減薄所述第一基板（7）和所述第二基板（9）至露出所述第一絕緣體（5）和所述第二絕緣體（6）之后，還包括：

8.如權(quán)利要求6所述的mems電容傳感器的制備方法，其特征在于，在第一基板（7）上形成溝槽（11）包括：

9.如權(quán)利要求6所述的mems電容傳感器的制備方法，其特征在于，在所述第一基板（7）的溝槽（11）內(nèi)形成第一絕緣體（5）包括：

10.如權(quán)利要求6至9任一項所述的mems電容傳感器的制備方法，其特征在于，通過絕緣鍵合層（4）將夾層基板（8）、所述第一基板（7）和所述第二基板（9）鍵合之前，還包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及MEMS領(lǐng)域，公開了一種MEMS電容傳感器及其制備方法，包括：第一絕緣體、第二絕緣體、絕緣鍵合層以及依次層疊的第一基板、夾層基板和第二基板，絕緣鍵合層位于第一基板和夾層基板之間，以及夾層基板和第二基板之間；第一基板包括第一電極體和第二電極體，第一絕緣體設(shè)于第一基板中，用于隔離第一電極體和第二電極體；第二基板包括第三電極體和第四電極體，第二絕緣體設(shè)于第二基板中，用于隔離第三電極體和第四電極體；絕緣鍵合層與第二電極體、第四電極體接觸，第二電極體和第四電極體接地。第一絕緣體和第二絕緣體將第一基板和第二基板分為兩個獨立的電極區(qū)，絕緣鍵合層接觸的電極區(qū)接地，從而將寄生電容接地，避免影響傳感器。

技術(shù)研發(fā)人員：許蔚,侯斐
受保護的技術(shù)使用者：睿創(chuàng)微納（無錫）技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/14