[发明专利]双轴MEMS陀螺仪的制造方法

权利要求书

1.一种双轴MEMS陀螺仪的制造方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤一、提供一个底部晶圆，通过化学气相淀积工艺在底部晶圆上淀积氮化硅，通过光刻和进行各向异性腐蚀后形成底部空腔，在底部空腔上淀积第一层氧化硅；

步骤二、在底部晶圆上淀积第一层金属，对第一层金属进行光刻和刻蚀工艺后形成第一层金属下电极和第一层金属连线，通过化学气相淀积工艺淀积第二层氧化硅，通过光刻和刻蚀工艺后形成第一层金属和第二层金属之间的通孔；

步骤三、在底部晶圆的第二层氧化硅上淀积第二层金属，对第二层金属进行光刻和刻蚀工艺后形成第二层金属密封环和第二层金属导电块，然后对第二层氧化硅进行光刻和刻蚀工艺后使第一层金属下电极暴露出来；

步骤四、提供一个顶部晶圆，通过干法工艺或湿法工艺在顶部晶圆上形成顶部空腔，通过化学气相淀积工艺在顶部空腔上淀积第三层氧化硅；

步骤五、提供一个MEMS晶圆，通过熔化键合工艺将MEMS晶圆与顶部晶圆键合在一起，形成硅和氧化硅之间的熔化键合面并形成硅与氧化硅之间的熔化键合面，MEMS晶圆与顶部晶圆形成了第一组合晶圆；

步骤六、利用化学机械抛光工艺将第一组合晶圆中的MEMS晶圆的厚度减小至设计要求的厚度，再进行光刻后用干法工艺刻蚀出MEMS结构，厚度减小后的MEMS晶圆与底部晶圆形成了第二组合晶圆；

步骤七、采用共晶键合的方法将第二组合晶圆与底部晶圆键合在一起，同时形成第二层金属密封环、第二层金属导电块与MEMS晶圆的共晶键合面，这样就完成双轴MEMS陀螺仪的制造。

2.如权利要求1所述的双轴MEMS陀螺仪的制造方法，其特征在于，所述步骤一为底部晶圆形成底部空腔步骤，步骤二为底部晶圆形成第一层金属下电极和连线步骤，步骤三为底部晶圆形成第二金属密封环和导电块步骤，步骤四为顶部晶圆形成顶部空腔步骤，步骤五为形成第一组合晶圆，步骤六为形成MEMS结构步骤，步骤七为第二组合晶圆与底部晶圆键合步骤。

3.如权利要求1所述的双轴MEMS陀螺仪的制造方法，其特征在于，所述MEMS晶圆的材料采用两面均抛光的硅基片。

4.如权利要求1所述的双轴MEMS陀螺仪的制造方法，其特征在于，所述底部晶圆和顶部晶圆的材料采用硅基片或者玻璃基片。

5.如权利要求1所述的双轴MEMS陀螺仪的制造方法，其特征在于，所述第一层金属和第二层金属为铝、金、镍、铜或钨或者是这些金属的合金。

6.如权利要求1所述的双轴MEMS陀螺仪的制造方法，其特征在于，所述顶部晶圆的顶部空腔形成是通过湿法工艺的各向异性腐蚀或者干法工艺的各向异性腐蚀。

7.如权利要求1所述的双轴MEMS陀螺仪的制造方法，其特征在于，所述MEMS晶圆与顶部晶圆的熔化键合工艺为高温熔化键合、低温熔化键合或阳极键合工艺。

8.如权利要求1所述的双轴MEMS陀螺仪的制造方法，其特征在于，所述MEMS结构包括MEMS器件的质量块和弹簧，MEMS器件的质量块通过弹簧与周围的MEMS晶圆连接，质量块的侧面和下面均有电极结构。

9.如权利要求1所述的双轴MEMS陀螺仪的制造方法，其特征在于，所述双轴MEMS陀螺仪包括XY双轴陀螺仪，XZ双轴陀螺仪或者YZ双轴陀螺仪。

10.如权利要求1所述的双轴MEMS陀螺仪的制造方法，其特征在于，所述双轴MEMS陀螺仪为一种MEMS惯性传感器。