[发明专利]一种加速度传感器及其制作方法

说明书

本发明公开了一种加速度传感器及其制作方法，所述方法包括：在衬底中形成空腔和位于所述空腔上方的与衬底绝缘并依次相互绝缘连接的第一悬空薄膜、第二悬空薄膜和第三悬空薄膜；在所述第一悬空薄膜上形成与之电连接的第一电极，在所述第二悬空薄膜上形成与之电连接的第二电极，在所述第三悬空薄膜上形成与之电连接的第三电极，以及在衬底上方形成与之电连接的第四电极；形成扭转梁结构，所述第一悬空薄膜、第二悬空薄膜和第三悬空薄膜通过所述扭转梁结构与所述衬底连接，且所述第一悬空薄膜和第二悬空薄膜沿所述扭转梁结构对称；所述第一悬空薄膜和第二悬空薄膜与所述衬底形成差分电容式检测结构；所述第三悬空薄膜与所述衬底构成晶圆级检测电容结构,实现了晶圆级自检测功能，避免采用离心机测试，降低了由于加速度传感器失效造成的成本损失。

技术领域

本发明实施例涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种加速度传感器及其制作方法。

背景技术

目前大多数压阻式加速度传感器的标定与检测都很困难，需要在离心机或振动台上进行，通常只能在封装成模块产品以后利用测试台做模块级的检测。一旦出现加速度传感器失效，那么损失的不仅包括加速度传感器，还包括模块的封装成本以及模块内集成的其他器件，例如控制IC。因此产业界急需一种可以进行晶圆级的测试、标定的加速度传感器，在封装成模块之前就剔除不良产品，降低由于加速度传感器失效造成的成本损失。

中国专利文献CN10275936A采用两次硅-硅键合技术实现加速度传感器的制造，通过输入加速度引起质量块的振动，引起质量块与上电极以及质量块与下电极形成的差分电容的变化，来测量输入加速度的大小。

中国专利文献CN102046514A采用表面微机械加工工艺，制作出“跷跷板”式电容加速度计，当有加速度输入时,活动部件由于惯性力作用而绕扭转轴旋转,导致活动部件形成的与扭转轴对称分布的活动电极与固定电极之间的差分电容发生变化,从而检测输入加速度的大小。

上述两篇专利文献公开的电容式加速度计芯片本身都不具备晶圆级自检测功能，需要封装成模块以后才能标定、测试，导致生产的风险和成本较高。

现有技术还公开了一种晶圆级的压阻式加速度传感器检测方法。其中加速度传感器里内嵌压力传感器。由于其加速度传感器支撑结构不是悬臂梁而是一层薄膜，因此可以通过在薄膜两侧施加不同的压力让薄膜产生变形，从而检测、标定压阻式加速度传感器。上述加速度传感器自检测方案是基于在加速度传感器两边施加不同的压力值，利用压力差造成加速度传感器支撑薄膜的变形，这种检测方式需要采用额外的加压设备，与现有的晶圆级探针测试台不兼容，并不利于实际的测试。

发明内容

本发明提供一种加速度传感器及其制作方法，以实现晶圆级自检测功能，避免采用离心机测试，降低由于加速度传感器失效造成的成本损失。

第一方面，本发明实施例提供了一种加速度传感器的制作方法，包括：

在衬底中形成空腔和位于所述空腔上方的与所述衬底绝缘并依次相互绝缘连接的第一悬空薄膜、第二悬空薄膜和第三悬空薄膜；

在所述第一悬空薄膜上形成与之电连接的第一电极，在所述第二悬空薄膜上形成与之电连接的第二电极，在所述第三悬空薄膜上形成与之电连接的第三电极，以及在衬底上方形成与之电连接的第四电极；

形成扭转梁结构，所述第一悬空薄膜、第二悬空薄膜和第三悬空薄膜通过所述扭转梁结构与所述衬底连接，且所述第一悬空薄膜和第二悬空薄膜沿所述扭转梁结构对称。

第二方面，本发明实施例还提供了一种加速度传感器，包括：

位于衬底中的空腔；

位于所述空腔上方的与所述衬底绝缘并依次相互绝缘连接的第一悬空薄膜、第二悬空薄膜、和第三悬空薄膜；