[发明专利]电容式三轴微陀螺仪的硅外延制造方法

摘要

本发明公开了一种电容式三轴微陀螺仪的加工制造方法，提供两片硅基板及厚多晶硅外延技术，可实现多晶硅可动结构底层电极板检测，可以实现密封腔体内部电性结构和腔体外部电性外连结构的连接及单层金属电性互连和信号传导。互连线路交叉区域，运用表层多晶硅层电性搭桥避开单层金属互连的短接，此电性搭桥通过接地锚点，腔体内外电性连接层、电性外连结构支撑结构实现。本发明相比较传统的SOI工艺及硅玻璃键合工艺成本优势明显，可以在节约一片做结构层的晶圆的基础上，实现圆片级的真空封装。并且多晶硅厚度控制简单，可以实现多种不同的厚度要求。同时减少一层光罩及多步工艺步骤，提升产品稳定性及信赖性。

主权项

一种电容式三轴微陀螺仪的硅外延制造方法，其特征在于：其可动结构及基板包括硅基板（1）、氧化硅绝缘层（2）、第一电性通孔（3）、锚点电性连接金属层（4）、氧化硅牺牲层（5）、第二电性通孔（6）、接地锚点（7）、金属压合结构层（8）、悬空梳齿（9）、可带电锚点（10）、第一空腔（11）、绝缘锚点（12）、下极板（13）、电性外连结构pad（14）、腔体内外电性连接层（15）和电性外连结构支撑结构（16）；其可动结构及基板的制造步骤包括：以硅基板（1）作为基板层，在硅基板（1）上生长出氧化绝缘层（2），氧化绝缘层（2）经过光刻做出结构形成第一电性通孔（3），并在氧化绝缘层（2）上生长出一层金属并结构图形化，分别生成锚点电性连接金属层（4）下极板（13）腔体内外电性连接层（15），其中第一电性通孔（3）与锚点电性连接金属层（4）相连，锚点电性连接金属层（4）和氧化硅牺牲层（5）第二电性通孔（6）相连，下极板（13）和绝缘锚点（12）及可带电锚点（10）相连，腔体内外电性连接层（15）与接地锚点（7）和电性外连结构支撑结构（16）相连，最终在接地锚点(7)上生长金属压合结构层（8），在电性外连结构支撑结构（16）上生长电性外连结构（14）, 并且经过氧化硅牺牲层（5）的释放，形成第一空腔（11）及悬空梳齿（9）；其真空盖板包括薄硅基板（a）、第一氧化绝缘层（b）、绝缘层开口（c）、硅开口（d）、第一热氧化层（e）、第二绝缘层（f）、空腔（g）、金属压合结构层（h）、第二热氧化层（i）和吸附剂（j）；其真空盖板的制造步骤包括：以薄硅基板（a）为衬底，背面生长第一氧化层（b），其后形成绝缘层开口（c），经过刻蚀形成硅开口（d），其后在硅开口（d）上生长第一热氧层（e）；正面生长第二绝缘层（f），并图形化，基于图形蚀刻出空腔（h），其后在空腔架构上生长第二热氧化层（i），并在正面第二氧化层（f）上生长金属压合结构层（h）及吸附剂（j）；最终，将可动结构及基板和真空盖板实现对压，生成金属共晶层（k）。