[发明专利]一种加速度计、环境传感器的集成芯片及其制造方法

说明书

本发明公开了一种加速度计、环境传感器的集成芯片，包括支撑部，以及通过悬臂梁连接在所述支撑部上的质量块；在悬臂梁上设置有第一压敏电阻；第一压敏电阻被配置为检测质量块在受到加速度影响时悬臂梁的形变程度；质量块上具有凹槽；还包括设置在质量块上且覆盖所述凹槽的敏感膜；在敏感膜上设置有第二压敏电阻；第二压敏电阻被配置为检测敏感膜受到环境变化发生形变的程度。根据本公开的一个实施例，将加速度计和环境传感器集成在同一芯片内，可以大大降低了芯片占用的空间，利于电子器件的小型化发展。

技术领域

本发明涉及集成芯片领域，更具体地，涉及一种加速度计和环境传感器集成在一起的芯片；本发明还涉及该集成芯片的制造方法。

背景技术

近年来，随着科学技术的发展，电子产品的体积在不断减小，而且人们对这些便携电子产品的性能要求也越来越高，这就要求与之配套的电子零部件的体积也必须随之减小。

随着工业数字化、智能化发展，传感器已经不再局限于手机的应用，而且在可穿戴设备、智能家居、智慧交通、工业制造等领域中得到了广泛的应用。

但是在现有的工艺结构中，惯性器件和环境传感器大多采用不同的工艺流程，所以只能通过两颗不同的芯片来分别实现惯性信号和环境信号的检测，这不但增加了制造的成本，同时也增大了芯片的使用面积。而且现在各传感器的制造工艺已经比较成熟，工艺能力已经接近极限，很难再根据系统厂商的要求进一步缩减芯片的尺寸。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种加速度计、环境传感器的集成芯片的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种加速度计、环境传感器的集成芯片，包括支撑部，以及通过悬臂梁连接在所述支撑部上的质量块；在所述悬臂梁上设置有第一压敏电阻；所述第一压敏电阻被配置为检测质量块在受到加速度影响时悬臂梁的形变程度；

所述质量块上具有凹槽；还包括设置在质量块上且覆盖所述凹槽的敏感膜；所述敏感膜对环境敏感；在所述敏感膜上设置有第二压敏电阻；所述第二压敏电阻被配置为检测敏感膜受到环境变化发生形变的程度。

可选地，所述悬臂梁设置有多个，分布在质量块的周向上；每个悬臂梁上对应至少一个第一压敏电阻；多个第一压敏电阻构成惠斯通电桥。

可选地，所述第二压敏电阻设置有多个，均匀分布在敏感膜上，该多个第二压敏电阻构成惠斯通电桥。

可选地，所述第一压敏电阻设置在悬臂梁与支撑部连接的位置，所述第一压敏电阻的一部分位于悬臂梁位置，另一部分位于支撑部上。

可选地，所述第二压敏电阻的一部分设置在敏感膜上对应凹槽的位置，另一部分设置在敏感膜上对应质量块的位置。

可选地，所述悬臂梁与敏感膜采用相同的材质，且通过相同的工艺制造。

可选地，所述敏感膜对压力敏感，所述敏感膜与凹槽围成的腔体为真空腔。

可选地，还包括衬底，所述支撑部的底端连接在所述衬底上，并与衬底围成了用于容纳质量块的空间。

根据本发明的另一方面，还提供了一种上述集成芯片的制造方法，包括以下步骤：

在第一晶圆上通过刻蚀形成凹槽；

将第二晶圆键合在第一晶圆上且覆盖所述凹槽；

研磨第二晶圆至预定的厚度，形成薄膜；

在薄膜上相应的位置通过离子注入的方式形成第一压敏电阻、第二压敏电阻；

对薄膜相应的位置进行刻蚀，形成悬臂梁和敏感膜；

对第一晶圆的背面进行刻蚀，从而形成位于中部的质量块，位于质量块外侧的支撑部，并将质量块、悬臂梁释放。