[发明专利]一种MEMS传感芯片、电路板和电子装置

说明书

本发明涉及一种基于SOI技术的MEMS传感芯片、电路板和电子装置。所述基于SOI技术的MEMS传感芯片具有从下至上依次布置和彼此连接的背衬(6)、衬底(5)、绝缘层(4)和顶硅层(3)，其中，电路器件制作于顶硅层(3)上。本发明中通过绝缘层(4)可实现顶硅层(3)上的电路器件与衬底的介质隔离，从而从根本上解决MEMS传感芯片内部的电荷泄漏问题。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及到一种基于SOI技术的MEMS传感芯片、电路板和电子装置。

背景技术

随着科技进步和社会发展，各类半导体技术快速发展，MEMS传感芯片及其器件、装置或设备等已经获得了广泛应用，例如需要利用它们来测量诸如压力、温度、速度等参数。然而，现有技术在此方面仍然存在着一些缺陷和不足之处。

举例来讲，MEMS压力传感芯片在市场中得到广泛应用，但由于芯片层面的电荷泄漏的存在，影响产品稳定性并不得不放大允许误差范围，导致最终产品性能等级受到极大限制，难以应用于高端市场，甚至在某些情况下直接导致产品失效。虽然后期有新的设计技术进行弥补，可改善电荷泄漏程度，但需提高成本并对芯片的应用提出限制性要求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于SOI技术的MEMS传感芯片、电路板和电子装置。本发明采用IC芯片领域的SOI技术应用于MEMS传感芯片：在芯片衬底表面增加绝缘层，并在其上布置顶硅层及器件，从而有效解决或缓解了现有技术中存在的以上这些问题和其他方面问题中的一个或多个。

首先，根据本发明的第一方面，它提供了基于SOI技术的MEMS传感芯片，其具有从下至上依次布置和彼此连接的背衬、衬底、绝缘层和顶硅层，该绝缘层位于顶硅与衬底之间，电路器件制作于顶硅层上。在此，所谓SOI技术(Silicon-On-Insulator)，即绝缘衬底上的硅，就是在顶层硅和衬底之间引入了一层预埋氧化层。

在本发明中，衬底一侧与顶硅层通过绝缘层连接，从而实现顶硅层上的电路器件与衬底的介质隔离。可选地，背衬用作为对外连接的机械接口，与衬底的另一侧通过Si-Si或Si-Glass键合连接。

在根据本发明的MEMS传感芯片中，可选地，所述传感芯片采用平膜片结构。

在根据本发明的MEMS传感芯片中，可选地，所述传感芯片的衬底与背衬之间构成一个空腔，该空腔为方形或圆形结构，该空腔优选充满气体或保持真空。

在根据本发明的MEMS传感芯片中，可选地，所述传感芯片在所述背衬上的布置区域内设置有至少一个贯穿所述背衬的通孔，所述通孔被设置在所述布置区域的中心位置。

在根据本发明的MEMS传感芯片中，可选地，所述传感芯片在所述背衬上的布置区域内无通孔。

在根据本发明的MEMS传感芯片中，可选地，所述传感芯片在所述顶硅层上的电路器件包括采用惠斯顿电桥的电路。电路器件例如可以是差压芯片模块、绝压芯片模块、温度芯片模块等等。

其次，根据本发明的第二方面，它提供了电路板，所述电路板上设置有一个或多个如以上任一项所述的感芯片。

另外，根据本发明的第三方面，它还提供了电子装置，所述电子装置包括一个或多个如以上任一项所述的传感芯片、或者一个或多个如以上所述的电路板。

从与附图相结合的以下详细描述中，将会清楚地理解根据本发明的各技术方案的原理、特点、特征以及优点等。例如，将会明白的是，与现有技术相比较，采用根据本发明提供的传感芯片可以有效实现器件与衬底的介质隔离，从而解决体硅器件的电荷泄漏问题，使得传感芯片性能产生实质性的提升。

附图说明