[发明专利]基于硅通孔技术的硅晶圆直接键合的微机械加速度传感器

权利要求书

1.一种基于硅通孔技术的硅晶圆直接键合的微机械加速度传感器，其特征在于：其包括硅-硅直接键合的三层硅晶圆层，所述的三层硅晶圆层依次为固定电极晶圆层、质量块晶圆层、封盖晶圆层；

所述的固定电极晶圆层为通孔硅晶圆层，其具有多个垂直于所述的通孔硅晶圆层的第一固定电极，相邻的第一固定电极之间具有垂直于所述的通孔硅晶圆层的第一绝缘层；

所述的质量块晶圆层通过单锚点硅-硅直接键合方式悬挂于所述的通孔硅晶圆层的下方；其包括对称的悬于所述的单锚点两侧的两个可动质量块，两个所述的可动质量块的大小相同、质量不同，其形成质量块电极，所述的质量块电极的大小相同；

所述的质量块电极与所述的第一固定电极为可变电容的两个极。

2.根据权利要求1所述的基于硅通孔技术的硅晶圆直接键合的微机械加速度传感器，其特征在于：所述的三层硅晶圆层的材料均为高掺杂单晶硅，所述的第一固定电极由所述的高掺杂单晶硅形成。

3.根据权利要求1或2所述的基于硅通孔技术的硅晶圆直接键合的微机械加速度传感器，其特征在于：所述的第一固定电极的宽度为300-600μm，长度为500-1000μm。

4.根据权利要求1所述的基于硅通孔技术的硅晶圆直接键合的微机械加速度传感器，其特征在于：所述的第一绝缘层由二氧化硅形成，所述的第一绝缘层的厚度即相邻的所述的第一固定电极之间的距离为10-20μm。

5.根据权利要求1所述的基于硅通孔技术的硅晶圆直接键合的微机械加速度传感器，其特征在于：所述的质量块晶圆层的与所述的通孔硅晶圆层相键合的上表面具有第一浅坑，所述的质量块电极位于所述的第一浅坑中，所述的第一浅坑的深度为所述的可变电容的两个极的距离；所述的封盖晶圆层的与所述的质量块晶圆层相键合的表面具有第二浅坑。

6.根据权利要求1所述的基于硅通孔技术的硅晶圆直接键合的微机械加速度传感器，其特征在于：一个所述的可动质量块为实心，另一个所述的可动质量块为空心；所述的质量块晶圆层与所述的固定电极晶圆层和所述的封盖晶圆层直接硅-硅键合而被密封于中间。

7.根据权利要求1所述的基于硅通孔技术的硅晶圆直接键合的微机械加速度传感器，其特征在于：所述的封盖晶圆层为与所述的固定电极晶圆层结构相同的通孔硅晶圆层，其具有多个垂直于所述的封盖晶圆层的第二固定电极，相邻的所述的第二固定电极之间具有垂直于所述的封盖晶圆层的第二绝缘层。

8.根据权利要求7所述的基于硅通孔技术的硅晶圆直接键合的微机械加速度传感器，其特征在于：所述的质量块晶圆层与所述的固定电极晶圆层和封盖晶圆层直接硅-硅键合而被密封于中间，所述的质量块晶圆层与所述的第一固定电极和所述的第二固定电极上下对称，间距相等。