MEMS传感器的制备方法及传感器与流程

mems传感器的制备方法及传感器
技术领域
1.本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种mems传感器的制备方法及传感器。


背景技术：

2.mems(micro electro mechanical systems，微电子机械系统)传感器是一种微型机电系统，具有高精度、高灵敏度和低功耗等特点,广泛应用于移动设备、智能家居、汽车、医疗和工业等领域。根据测量物理量和应用领域的不同，mems传感器可分为陀螺仪、加速度计、压力传感器、温度传感器等。
3.相关技术中，提供了一种mems传感器，包括依次键合的第一晶圆层、第二晶圆层和第三晶圆层，第一晶圆层为固定电极晶圆层，第一晶圆层上形成有多个功能电极。第二晶圆层为质量块晶圆层，包括质量块，质量块通过锚点结构悬挂第一晶圆层上，且质量块可绕锚点结构在凹槽内沿平行或垂直于第二晶圆层的方向振动。第三晶圆层为封盖晶圆层，第三晶圆层的与第二晶圆层键合的一面上具有凹槽，以为质量块的振动提供振动空间。
4.但是，在第三晶圆层的与第二晶圆层键合的一面上形成凹槽，会导致第三晶圆层与第二晶圆层之间的结构强度较差。同时，在上述mems传感器结构中，各个功能电极均位于第一晶圆层上，而第一晶圆层的空间有限，无法满足mems传感器对功能电极的设置需求。


技术实现要素：

5.鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种mems传感器的制备方法及传感器，通过在第三晶圆层的凹槽内设置凸起支撑结构，可以起到加强第二晶圆层和第三晶圆层之间的结构强度的作用。同时，通过在第二晶圆层和第三晶圆层之间设置绝缘层，在第三晶圆层上形成第二功能电极，充分利用第三晶圆层，可以进一步满足mems传感器对功能电极的设置需求。
6.一方面，提供了一种mems传感器的制备方法，所述制备方法包括：
7.提供一第一晶圆层，所述第一晶圆层上具有垂直于所述第一晶圆层的多个第一功能电极，所述多个第一功能电极之间相互绝缘；
8.提供一第二晶圆层，所述第二晶圆层包括至少一个质量块；
9.提供一第三晶圆层，所述第三晶圆层上具有垂直于所述第三晶圆层的至少一个第二功能电极，所述第三晶圆层的用于与所述第二晶圆层键合的一面上具有第一凹槽；
10.在所述第一凹槽内形成至少一个凸起支撑结构；
11.在所述第三晶圆层的用于与所述第二晶圆层键合的一面上形成第二绝缘层；
12.在所述至少一个凸起支撑结构的用于与所述第二晶圆层键合的一面上形成第三绝缘层；
13.依次键合所述第一晶圆层、所述第二晶圆层和所述第三晶圆层，并使每个所述质量块均通过锚点结构悬挂于所述第一晶圆层上，且所述质量块可绕所述锚点结构沿平行或垂直于所述第二晶圆层的方向振动。
14.可选的，所述依次键合所述第一晶圆层、所述第二晶圆层和所述第三晶圆层之前，所述制备方法还包括：
15.在所述第一晶圆层上形成垂直于所述第一晶圆层的隔离槽，将所述第一晶圆层划分为相互绝缘隔离的内晶圆层和外晶圆层，其中，所述多个第一功能电极位于所述内晶圆层上；
16.在所述第二绝缘层上形成第二导电孔，并在所述第二导电孔内形成导电材料。
17.可选的，所述依次键合所述第一晶圆层、所述第二晶圆层和所述第三晶圆层之后，所述制备方法还包括：
18.在所述第一晶圆层的远离所述第二晶圆层的一面上形成第一绝缘层；
19.在所述第一绝缘层的与所述内晶圆层对应的区域形成多个第一导电孔，所述多个第一导电孔与所述多个第一功能电极一一对应；
20.在所述多个第一导电孔内形成用于与对应的所述第一功能电极电连接的电极pad。
21.可选的，所述制备方法还包括：
22.在所述第一绝缘层的与所述外晶圆层对应的区域形成第三导电孔；
23.在所述第三导电孔内形成用于与所述外晶圆层电连接的电极pad。
24.可选的，所述制备方法还包括：
25.在所述第三晶圆层的远离所述第二晶圆层的一面上形成导电层，所述导电层与所述至少一个第二功能电极电连接。
26.可选的，所述制备方法还包括：
27.在所述第二晶圆层的与所述第一晶圆层键合的一面上形成第二凹槽。
28.第二方面，提供了一种mems传感器，其特征在于，所述mems传感器采用上述第一方面所述的制备方法制备而成，所述mems传感器包括依次键合的第一晶圆层、第二晶圆层和第三晶圆层；
29.所述第一晶圆层上具有垂直于所述第一晶圆层的多个第一功能电极，所述多个第一功能电极之间相互绝缘；
30.所述第二晶圆层包括至少一个质量块，每个所述质量块均通过锚点结构悬挂于所述第一晶圆层上，且所述质量块可绕所述锚点结构沿平行或垂直于所述第二晶圆层的方向振动；
31.所述第三晶圆层的与所述第二晶圆层键合的一面上具有第一凹槽，所述第一凹槽内具有至少一个凸起支撑结构，所述第三晶圆层上具有垂直于所述第三晶圆层的至少一个第二功能电极；
32.所述mems传感器还包括位于所述第三晶圆层和所述第二晶圆层之间的第二绝缘层、以及位于所述凸起支撑结构与所述第二晶圆层之间的第三绝缘层。
33.可选的，所述第一晶圆层包括内晶圆层以及位于所述内晶圆层外侧的外晶圆层，所述内晶圆层和所述外晶圆层之间具有垂直于所述第一晶圆层的隔离槽，所述内晶圆层和所述外晶圆层之间通过所述隔离槽相互绝缘隔离，所述多个第一功能电极位于所述内晶圆层上；
34.所述第二绝缘上开设有第二导电孔，所述第二导电孔内具有导电材料，所述外晶
圆层、所述第二晶圆层通过所述第二导电孔内的导电材料与所述第三晶圆层上的所述至少一个第二功能电极电连接。
35.可选的，所述mems传感器还包括位于所述第一晶圆层的远离所述第二晶圆层的一面上的第一绝缘层；
36.所述第一绝缘层上开设有与所述多个第一功能电极一一对应的多个第一导电孔，所述多个第一导电孔内设有用于与对应的所述第一功能电极电连接的电极pad。
37.可选的，所述第一绝缘层上开设有与所述外晶圆层相对应的第三导电孔，所述第三导电孔内设有用于与所述外晶圆层电连接的电极pad。
38.本发明实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
39.本发明实施例提供的一种mems传感器的制备方法及传感器，通过在第三晶圆层的第一凹槽内设置至少一个凸起支撑结构，该凸起支撑结构可以起到支撑作用，加强第三晶圆层与第二晶圆层之间的结构强度。同时，通过在第三晶圆层和第二晶圆层之间形成第二绝缘层、在凸起支撑结构与第二晶圆层之间形成第三绝缘层，以实现第三晶圆层与第二晶圆层的电绝缘。此时，可以利用第三晶圆层的空间，在第三晶圆层上设置至少一个第二功能电极，进一步满足mems传感器对功能电极的设置需求。
40.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
41.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。
42.在附图中：
43.图1是本发明实施例提供的一种mems传感器的制备方法流程图；
44.图2是本发明实施例提供的一种mems传感器的剖面图；
45.图3是本发明实施例提供的一种mems传感器的部分结构示意图。
具体实施方式
46.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。
47.图1是本发明实施例提供的一种mems传感器的制备方法流程图，如图1所示，该制备方法包括：
48.步骤s101、提供一第一晶圆层，第一晶圆层上具有垂直于第一晶圆层的多个第一功能电极，多个第一功能电极之间相互绝缘。
49.其中，第一晶圆层为硅晶圆层。具体可以为高掺杂的单晶硅层。相邻的第一功能电极之间具有垂直于第一晶圆层的隔离通孔，多个第一功能电极之间通过隔离通孔相互绝缘隔离。多个第一功能电极均为硅材料电极，隔离通孔可以采用硅通孔技术(through silicon via，tsv)形成。
50.可选的，多个第一功能电极可以包括第一调频电极、质量块电极、驱动电极、驱动检测电极、反馈电极和检测电极等。
51.步骤s102、提供一第二晶圆层，第二晶圆层包括至少一个质量块。
52.其中，第二晶圆层为硅晶圆层。具体可以为高掺杂的单晶硅层。
53.步骤s103、提供一第三晶圆层，第三晶圆层上具有垂直于第三晶圆层的至少一个第二功能电极，第三晶圆层的用于与第二晶圆层键合的一面上具有第一凹槽。
54.其中，第三晶圆层为硅晶圆层。具体可以为高掺杂的单晶硅层。至少一个第二功能电极为硅材料电极。在本实施例的一种实现方式中，至少一个第二功能电极可以为第二调频电极，第二调频电极与第一调频电极均可以用于调整mems传感器的检测频率。在其它实现方式中，至少一个第二功能电极也可以为驱动电极、驱动检测电极、反馈电极或检测电极等其它功能电极，本实施例对此不作限定。在垂直于第二晶圆层的方向上，至少一个第二功能电极的高度小于第一凹槽的深度。
55.在具体实现时，可以在第三晶圆层上刻蚀形成第一凹槽。
56.步骤s104、在第一凹槽内形成至少一个凸起支撑结构。
57.可选的，至少一个凸起支撑结构与第三晶圆层的材料相同，均为单晶硅材料。
58.在本实施例的一种实现方式中，至少一个凸起支撑结构可以形成在第二晶圆层的各个质量块的锚点结构与第三晶圆层之间。在本实施例的其他实现方式中，至少一个凸起支撑结构也可以设置在第二晶圆层的除各个质量块的其它区域与第三晶圆层之间，以防止各个质量块振动时与凸起支撑结构接触。
59.步骤s105、在第三晶圆层的用于与第二晶圆层键合的一面上形成第二绝缘层。
60.步骤s106、在至少一个凸起支撑结构的用于与第二晶圆层键合的一面上形成第三绝缘层。
61.步骤s107、依次键合第一晶圆层、第二晶圆层和第三晶圆层，并使每个质量块均通过锚点结构悬挂于第一晶圆层上，且质量块可绕锚点结构沿平行或垂直于第二晶圆层的方向振动。
62.在具体实现时，可以通过键合层依次键合第一晶圆层、第二晶圆层和第三晶圆层。键合层可以为例如au-si层、或是si-sio2层。或者，也可以采用si-si直接键合的方式键合第一晶圆层、第二晶圆层和第三晶圆层。本实施例对此不作限定。
63.可选的，在执行步骤s107之前，该制备方法还可以包括：
64.在第一晶圆层上形成垂直于第一晶圆层的隔离槽，将第一晶圆层划分为相互绝缘隔离的内晶圆层和外晶圆层，其中，多个第一功能电极位于内晶圆层上；在第二绝缘层上形成第二导电孔，并在第二导电孔内形成导电材料。
65.此时，外晶圆层、第二晶圆层可以通过第二导电孔内的导电材料与第三晶圆层上的至少一个第二功能电极电连接。通过将外晶圆层与外部电路连接，即可实现至少一个第二功能电极与外部电路的连接。
66.可选的，在执行步骤s107之后，该制备方法还可以包括：
67.在第一晶圆层的远离第二晶圆层的一面上形成第一绝缘层；在第一绝缘层的与内晶圆层对应的区域形成多个第一导电孔，多个第一导电孔与多个第一功能电极一一对应；在多个第一导电孔内形成用于与对应的第一功能电极电连接的电极pad。
68.此时，多个第一功能电极均可以通过对应的电极pad与不同电压的外部电路电连接，以分别实现不同的功能。
69.可选的，该制备方法还可以包括：
70.在第一绝缘层的与外晶圆层对应的区域形成第三导电孔；在第三导电孔内形成用于与外晶圆层电连接的电极pad。
71.此时，由于至少一个第二功能电极与外晶圆层电连接，因此，至少一个第二功能电极可以通过第三导电孔内的电极pad与外部电路电连接。
72.在本实施例中，电极pad411可以为金、银、铂、铝等金属电极pad，也可以为其它可导电的合金材料等，本发明对此不作限定。
73.可选的，该制备方法还包括：
74.在第三晶圆层的远离第二晶圆层的一面上形成导电层，导电层与至少一个第二功能电极电连接。通过形成导电层以便于封装后，第二功能电极能通过该导电层与外部电路电连接。
75.可选的，该制备方法还包括：
76.在第二晶圆层的用于与第一晶圆层键合的一面上形成第二凹槽。
77.在具体实现时，可以在第二晶圆层上刻蚀形成第二凹槽。通过设置第二凹槽，可以增大质量块的振动空间，使得质量块可以在第二凹槽和第一凹槽内沿平行或垂直于第二晶圆层的方向振动。
78.需要说明的是，在本实施例中，上述制备方法可以用于制备mems陀螺仪。在其它实现方式中，上述制备方法也可以用于制备加速度计、压力计、谐振器、温度计等其它mems传感器。本发明对此不作限定。
79.本发明实施例还提供了一种mems传感器，采用上述实施例所述的制备方法制备而成。图2是本发明实施例提供的一种mems传感器的剖面图，如图2所示，该mems传感器包括依次键合的第一晶圆层10、第二晶圆层20和第三晶圆层30。
80.第一晶圆层10上具有垂直于第一晶圆层10的多个第一功能电极11，多个第一功能电极11之间相互绝缘。
81.第二晶圆层20包括至少一个质量块21，每个质量块21均通过锚点结构22悬挂于第一晶圆层10上，且质量块21可绕锚点结构22沿平行或垂直于第二晶圆层20的方向振动。
82.第三晶圆层30的与第二晶圆层20键合的一面上具有第一凹槽30a，第一凹槽30a内具有至少一个凸起支撑结构31。第三晶圆层30上具有垂直于第三晶圆层30的至少一个第二功能电极32。
83.需要说明的是，在本实施例中，mems传感器为mems陀螺仪。在其它实现方式中，mems传感器还可以为加速度计、压力计、谐振器、温度计等传感器，本发明对此不作限定。
84.该mems传感器还包括位于第三晶圆层30和第二晶圆层20之间的第二绝缘层42、以及位于凸起支撑结构31与第二晶圆层20之间的第三绝缘层43。
85.在本实施例中，第一晶圆层10、第二晶圆层20和第三晶圆层30均为硅晶圆层。具体可以为高掺杂的单晶硅层。相邻的第一功能电极11之间具有垂直于第一晶圆层10的隔离通孔10a，多个第一功能电极11之间通过隔离通孔10a相互绝缘隔离。多个第一功能电极11均为硅材料电极，隔离通孔10a可以为绝缘硅通孔。至少一个第二功能电极32位于第一凹槽
30a内，且在垂直于第二晶圆层20的方向上，至少一个第二功能电极32的高度小于第一凹槽30a的深度。
86.示例性的，至少一个第二功能电极32的高度与第一凹槽30a的深度的差值大于设定值。设定值为质量块21沿垂直于第二晶圆层20的方向上振动时，在第一凹槽30a内的最大振动幅度，以此保证在质量块32振动时，第二功能电极32不会与质量块21相接触。
87.在本实施例的一种实现方式中，至少一个凸起支撑结构31与第三晶圆层30的材料相同，均为单晶硅材料。至少一个凸起支撑结构31可以设置在第二晶圆层20的各个质量块21的锚点结构22与第三晶圆层30之间。在本实施例的其他实现方式中，至少一个凸起支撑结构31也可以设置在第二晶圆层20的除各个质量块21的其它区域与第三晶圆层30之间，以防止各个质量块21振动时与凸起支撑结构31接触。
88.可选的，第一晶圆层10包括内晶圆层s1以及位于内晶圆层s1外侧的外晶圆层s2，内晶圆层s1和外晶圆层s2之间具有垂直于第一晶圆层10的隔离槽10b，内晶圆层s1和外晶圆层s2之间通过隔离槽10b相互绝缘隔离。多个第一功能电极11位于内晶圆层s1上。
89.第二绝缘层42上开设有第二导电孔42a，第二导电孔42a内具有导电材料。外晶圆层s2、第二晶圆层20通过第二导电孔42a内的导电材料与第三晶圆层30上的至少一个第二功能电极32电连接。
90.可选的，该mems传感器还包括位于第一晶圆层10的远离第二晶圆层20的一面上的第一绝缘层41。
91.第一绝缘层41上开设有与多个第一功能电极11一一对应的多个第一导电孔41a，多个第一导电孔41a内设有用于与对应的第一功能电极11电连接的电极pad411。多个第一功能电极11可以通过对应电极pad411与外部电路电连接，以实现不同的功能。
92.在本实施例中，电极pad411可以为金、银、铂、铝等金属电极pad，也可以为其它可导电的合金材料等，本发明对此不作限定。
93.可选的，第一绝缘层41上开设有与外晶圆层s2相对应的第三导电孔41b，第三导电孔41b内设有用于与外晶圆层s2电连接的电极pad411。
94.在上述实现方式中，至少一个第二功能电极32和多个第一功能电极31均可以通过电极pad411与不同电压的外部电路电连接，以分别实现不同的功能。
95.在本实施例的一种实现方式中，第二晶圆层20和第三晶圆层30之间通过键合层50键合连接，键合层50为导电层。第二导电孔42a内的导电材料可以为键合层50，以同时起到导电和键合作用。具体的，键合层50可以为au-si层、或是si-sio2层。
96.在本实施例的其它实现方式中，第二晶圆层20和第一晶圆层10之间也通过键合层50键合连接。或者，第一晶圆层、第二晶圆层20和第三晶圆层30之间也可以采用si-si直接键合的方式键合连接。本实施例对此不作限定。
97.可选的，第三晶圆层30的远离第二晶圆层20的一面上设有与至少一个第二功能电极22电连接的导电层60。通过设置导电层60以便于封装时，第二功能电极22能通过导电层60与外部电路电连接。
98.需要说明的是，本实施例中，至少一个第二功能电极32即可以通过导电层60与外部电路电连接，也可以通过第三导电孔41b内的电极pad411与外部电路电连接，以实现调频功能。
99.可选的，第二晶圆层20的与第一晶圆层10键合的一面上具有第二凹槽20a。质量块21在第二凹槽20a和第一凹槽30a内沿平行或垂直于第二晶圆层20的方向振动，以保证质量块能够具有足够的移动空间。
100.在本实施例的一种实现方式中，多个第一功能电极11包括第一调频电极11a，至少一个第二功能电极32包括第二调频电极，第一调频电极11a和第二调频电极用于调整mems传感器的检测频率。
101.在本实施例的其它实现方式中，多个第一功能电极11还包括质量块电极11b、驱动电极、驱动检测电极、反馈电极和检测电极(图中未示出)。第二功能电极32还可以包括驱动电极、驱动检测电极、反馈电极或检测电极等其它功能电极。
102.上述各个功能电极可以通过对应的电极pad与外部电路连接。当传感器工作时，由外部电路向驱动电极施加差分驱动电压激发mems传感器的驱动模态，驱动检测电极可以差分检测驱动模态的运动状态并通过外部电路将检测结果反馈给驱动电极，实现闭环驱动。检测电极可以差分检测mems传感器在检测模态的运动状态，并通过外部电路将检测结果反馈给反馈电极，形成闭环检测。
103.图3是本发明实施例提供的一种mems传感器的部分结构示意图，如图3所示，第二晶圆层20包括沿传感器的中心对称布置的四个质量块21，分别记为第一质量块21a、第二质量块21b、第三质量块21c和第四质量块21d。其中，第一质量块21a与第三质量块21c关于x轴负方向轴对称布置；第二质量块21b与第四质量块21d关于x轴正方向轴对称布置；第一质量块21a与第二质量块21b关于y轴正方向轴对称布置；第三质量块21c与第四质量块21d关于y轴负方向轴对称布置；第一质量块21a与第四质量块21d中心对称布置；第三质量块21c与第二质量块21b中心对称布置。各个质量块之间通过耦合弹性梁连接。
104.其中，以第二晶圆层20的中心点为原点建立包含有x轴、y轴、z轴的三维空间坐标系，x轴、y轴均与第二晶圆层20的端面相平行，z轴与第二晶圆层20的端面相垂直。
105.在本实施例中，第三晶圆层30上具有与每个质量块对应布置的第二调频电极，第一晶圆层10上具有与每个质量块对应布置的第一调频电极11a、质量块电极、驱动电极、驱动检测电极、反馈电极和检测电极(图中未示出)，以分别实现对各个质量块进行驱动、检测等功能。
106.本发明实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
107.本发明实施例提供的一种mems传感器的制备方法及mems传感器，通过在第三晶圆层的第一凹槽内设置至少一个凸起支撑结构，该凸起支撑结构可以起到支撑作用，加强第三晶圆层与第二晶圆层之间的结构强度。同时，通过在第三晶圆层和第二晶圆层之间形成第二绝缘层、在凸起支撑结构与第二晶圆层之间形成第三绝缘层，以实现第三晶圆层与第二晶圆层的电绝缘。此时，可以利用第三晶圆层的空间，在第三晶圆层上设置至少一个第二功能电极，进一步满足mems传感器对功能电极的设置需求。
108.在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
109.类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施
例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
110.应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

技术特征：
1.一种mems传感器的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：提供一第一晶圆层，所述第一晶圆层上具有垂直于所述第一晶圆层的多个第一功能电极，所述多个第一功能电极之间相互绝缘；提供一第二晶圆层，所述第二晶圆层包括至少一个质量块；提供一第三晶圆层，所述第三晶圆层上具有垂直于所述第三晶圆层的至少一个第二功能电极，所述第三晶圆层的用于与所述第二晶圆层键合的一面上具有第一凹槽；在所述第一凹槽内形成至少一个凸起支撑结构；在所述第三晶圆层的用于与所述第二晶圆层键合的一面上形成第二绝缘层；在所述至少一个凸起支撑结构的用于与所述第二晶圆层键合的一面上形成第三绝缘层；依次键合所述第一晶圆层、所述第二晶圆层和所述第三晶圆层，并使每个所述质量块均通过锚点结构悬挂于所述第一晶圆层上，且所述质量块可绕所述锚点结构沿平行或垂直于所述第二晶圆层的方向振动。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述依次键合所述第一晶圆层、所述第二晶圆层和所述第三晶圆层之前，所述制备方法还包括：在所述第一晶圆层上形成垂直于所述第一晶圆层的隔离槽，将所述第一晶圆层划分为相互绝缘隔离的内晶圆层和外晶圆层，其中，所述多个第一功能电极位于所述内晶圆层上；在所述第二绝缘层上形成第二导电孔，并在所述第二导电孔内形成导电材料。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述依次键合所述第一晶圆层、所述第二晶圆层和所述第三晶圆层之后，所述制备方法还包括：在所述第一晶圆层的远离所述第二晶圆层的一面上形成第一绝缘层；在所述第一绝缘层的与所述内晶圆层对应的区域形成多个第一导电孔，所述多个第一导电孔与所述多个第一功能电极一一对应；在所述多个第一导电孔内形成用于与对应的所述第一功能电极电连接的电极pad。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：在所述第一绝缘层的与所述外晶圆层对应的区域形成第三导电孔；在所述第三导电孔内形成用于与所述外晶圆层电连接的电极pad。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：在所述第三晶圆层的远离所述第二晶圆层的一面上形成导电层，所述导电层与所述至少一个第二功能电极电连接。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：在所述第二晶圆层的与所述第一晶圆层键合的一面上形成第二凹槽。7.一种mems传感器，其特征在于，所述mems传感器采用如上述权利要求1至6任一项所述的制备方法制备而成，所述mems传感器包括依次键合的第一晶圆层、第二晶圆层和第三晶圆层；所述第一晶圆层上具有垂直于所述第一晶圆层的多个第一功能电极，所述多个第一功能电极之间相互绝缘；所述第二晶圆层包括至少一个质量块，每个所述质量块均通过锚点结构悬挂于所述第一晶圆层上，且所述质量块可绕所述锚点结构沿平行或垂直于所述第二晶圆层的方向振
动；所述第三晶圆层的与所述第二晶圆层键合的一面上具有第一凹槽，所述第一凹槽内具有至少一个凸起支撑结构，所述第三晶圆层上具有垂直于所述第三晶圆层的至少一个第二功能电极；所述mems传感器还包括位于所述第三晶圆层和所述第二晶圆层之间的第二绝缘层、以及位于所述凸起支撑结构与所述第二晶圆层之间的第三绝缘层。8.根据权利要求7所述的mems传感器，其特征在于，所述第一晶圆层包括内晶圆层以及位于所述内晶圆层外侧的外晶圆层，所述内晶圆层和所述外晶圆层之间具有垂直于所述第一晶圆层的隔离槽，所述内晶圆层和所述外晶圆层之间通过所述隔离槽相互绝缘隔离，所述多个第一功能电极位于所述内晶圆层上；所述第二绝缘上开设有第二导电孔，所述第二导电孔内具有导电材料，所述外晶圆层、所述第二晶圆层通过所述第二导电孔内的导电材料与所述第三晶圆层上的所述至少一个第二功能电极电连接。9.根据权利要求8所述的mems传感器，其特征在于，所述mems传感器还包括位于所述第一晶圆层的远离所述第二晶圆层的一面上的第一绝缘层；所述第一绝缘层上开设有与所述多个第一功能电极一一对应的多个第一导电孔，所述多个第一导电孔内设有用于与对应的所述第一功能电极电连接的电极pad。10.根据权利要求9所述的mems传感器，其特征在于，所述第一绝缘层上开设有与所述外晶圆层相对应的第三导电孔，所述第三导电孔内设有用于与所述外晶圆层电连接的电极pad。

技术总结
本发明公开了一种MEMS传感器的制备方法及传感器，属于传感器技术领域。方法包括：提供一第三晶圆层，第三晶圆层上具有垂直于第三晶圆层的至少一个第二功能电极，第三晶圆层的用于与第二晶圆层键合的一面上具有第一凹槽；在第一凹槽内形成至少一个凸起支撑结构；在第三晶圆层和至少一个凸起支撑结构的用于与第二晶圆层键合的一面上分别形成第二绝缘层和第三绝缘层。通过在第一凹槽内形成凸起支撑结构可以起到加强第二晶圆层和第三晶圆层之间的结构强度的作用。且第三晶圆层上形成有至少一个第二功能电极，可以充分利用第三晶圆层的空间，满足MEMS传感器对功能电极的设置需求。满足MEMS传感器对功能电极的设置需求。满足MEMS传感器对功能电极的设置需求。


技术研发人员：裘进 王鹏辉 杨云春 王飞飞 张向超
受保护的技术使用者：赛莱克斯微系统科技（北京）有限公司
技术研发日：2023.05.24
技术公布日：2023/8/21