CN113644191B 超声波飞行传感器及其制作方法 （上海思立微电子科技有限公司）

US2019255568A1,2019.08.22本发明提供一种超声波飞行传感器及其制设置于所述支撑层表面的弹性膜以及设置于所述内洞内并附着于所述弹性膜朝向内洞的表面声波传感器的电子设备的体积实现微型化和轻2所述激励层呈图案化设计，所述激励层的主体部分设置在所述内洞内3至所述支撑层部分的弹性膜以及激励层上制作第一电接触19.根据权利要求18所述的制作方法，其特征在于，所述晶圆上设置有对应的驱动电所述第二电接触孔分别与所述第一接触垫和所述第二接触垫4[0015]可选的，所述激励层图案化的主体部分围绕所述内洞的中央区域或所述开孔设5电接触孔和所述第二电接触孔分别与所述支肋中的所述第一电极层和所述第二电极层电和第二电接触孔填有导电材料将所述第一电接触孔和所述第二电接触孔分别与所述第一6了所述支撑层与所述弹性膜键合处发生形变对超声波飞行传[0052]图6a至图6k为本发明实施例二提供的超声波飞行传感器的制作方法的相应步骤[0053]图7a至图7j为本发明实施例三提供的超声波飞行传感器的制作方法的相应步骤[0054]图8a至图8l为本发明实施例四提供的超声波飞行传感器的制作方法的相应步骤7[0057]以下结合附图和具体实施例对本发明的超声波飞行传感器及其制作方法做进一得本文所述的本发明实施例能够以不同于本文所述的或所示的其他顺序来操作。类似的，这些步骤的唯一顺序，且一些所述的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其他步骤可被[0061]参考图1、图2a及图2b所示，本实施例提供的超声波飞行传感器包括半导体衬底一电极层103和所述第二电极层105之间的[0062]所述激励层101呈图案化设计，所述激励层110b包括一主体部分110a和至少两个支肋110b，所述激励层110图案化的主体部分110a围绕所述内洞120中央区域或所述开孔预设频率的振动而产生超声波。该预设频率与内洞半径的关系大体成如下公式(1)所表征D是激励层与弹性膜组成振动隔膜抗弯刚声波飞行传感器所产生的超声波能发射至预期射程范围内，其工作频率一般在10khz~8积会略大于第二电极层105的面积。由于内洞120是在支撑层107上形成的开孔后倒扣于另[0068]在此实施例中，内洞120的高度大于激励层110的厚度，激励层110设置于内洞之[0069]所述支肋110b围绕所述激励层110的主体部分110a对称设置，所述支肋110b自所述主体部分110a向所述内洞120的外围部分延伸，且至少一个所述支肋110b延伸至所述内110b延伸至所述内洞120外围部分进入所述支撑层107，其余支肋110b可以与激励层110的[0071]本实施例提供的超声波飞行传感器还包括设置于所述内洞120外围的第一电接触9触孔108b内填充有导电材料109以实现与所述支肋110b中的所述第一电极层103和所述第述第一电接触孔108a和所述第二电接触孔108b内的接触衬垫(Pad)140与外[0072]本实施例中图1所示意的超声波飞行传感器是通过一个支肋110b将激励层110中[0075]本实施例提供的超声波飞行传感器中，采用半导体工艺制作该超声波飞行传感[0078]参考图3及图4a至图4c所示，本实施例提供的超声波飞行传感器包括半导体衬底一电极层103和所述第二电极层105之间的[0080]在此介绍的实施例二中例举的超声波飞行传感器的结构大体上和实施例一介绍例一中图1所介绍的一些并未与激励层中电极层进行连接相对内洞对称分布的支肋结构。极层105以及所述压电层104呈环状分布在内洞120中心[0083]本实施例提供的超声波飞行传感器中，所述激励层110还包括延伸至所述支撑层107内的所述第一电极层103和所述第二电极层105。所述第一电接触孔108a和所述第二电[0093]图6a至图6k为本实施例提供的超声波飞行传感器的制作方法的相应步骤的结构示意图。以下结合图5和图6a至图6k对本实施例提供的超声波飞行传感器的制作方法做进激励层110上还可以形成钝化层106对激第二电极层105表面有覆盖。当然在其他制作方法的实施例中，可以在刻蚀完第二电极层铅镁_钛酸铅(PMN_PT)或KNN基陶瓷等。所述钝化层106的材料可以选择氮化铝(AlN)、硅(Si)、二氧化硅(SiO2)或氮化硅(Si3N4)。本实施例中，所述弹性膜101的材料为二氧化硅[0104]参考图6e和图6f所示，执行步骤S04和步骤S05，在制作有激励层110的所述基底撑层107可以为一干膜(Dryfilm)，其为一种用于半导体芯片封装或印刷电路板制造时所采用的具有粘性的光致抗蚀膜，通常为一种光敏性聚合物材料，可以为聚酰亚胺(PI:以不同；接着，如图6g所示，形成有内洞120的支撑层107所在的基底100倒扣于所述晶圆所述第一电接触孔108a电性连接至所述第一电极层103，所述第二电接触孔108b电性连接电接触孔108a和所述第二电接触孔108b的底部和侧壁，以实现与所述第一电极层103和所在所述弹性膜101覆盖所述内洞120的部分制作开孔130，使内洞120和外部空气气压相同。制作所述开孔130可以在制作所述第一电接触孔108a和所述第二电接触孔108b后进行；这的超声波飞行传感器的制作方法或者结构中有省去层与层之间必要或者非必要的过例如在弹性膜101和第一电极层103之间还形成有一电接触孔108a和第二电接触孔108b贯穿支撑层107；第一电接触孔108a和第二电接触孔108b填有的导电材料109，以将第一电接触孔108a和第二电接触孔108b分别与第一接触垫105分别与所述第一接触垫140a和所述第二接触垫140b电性连通，这样一来将超声波飞行单颗芯片通过wirebond的方式进行电性连接，从而减小整个超声波飞行传感器模块的横[0117]图7a至图7j为本实施例提供的超声波飞行传感器的制作方法的相应步骤的结构[0119]接着，参考图7e和图7f所示，在制作有激励层110的基底100的表面制作支撑层及所述第二开口108b9的位置与后续键合的晶圆(半导体衬底)200上的驱动电路中第一接触垫140a和第二接触垫140b一一对应。当然，在其他的制作方法的实施例中，第一开口[0120]接着，参考图7i和图7j所示，在延伸至所述支撑层部分的弹性膜101以及激励层制作第一电接触孔108a和第二电接触孔108b，并暴露出部分所述第一电极层103和部分所性连接至所述第二电极层105，进而通过所述导电材料109使所述第一电极层103和所述第在所述弹性膜101覆盖所述内洞120的部分制作开孔130，使内洞120和外部空气气压相同。所述开孔130的制作可以在制作所述第一电接触孔108a和所述第二电接触孔108b后进行，[0124]本实施例提供一种超声波飞行传感器及其制作例二的区别在于，所述内洞120接触所述弹性膜101的支撑层107的边缘位置朝向所述支撑制作工序极易出现形变。若最终超声波飞行传感器的弹性膜101覆盖内洞120的边缘部分，因内洞120边缘部分形状的不规则，极易使同一片晶圆内形成的超声波飞行传感器之间工[0125]图8a至图8l为本实施例提供的超声波飞行传感器的制作方法的相应步骤的结构[0130]接着，参考图8j和图8k所示，在延伸至所述支撑层部分的弹性膜101以及激励层110上制作第一电接触孔108a和第二电接触孔108b,暴露出部分所述第一电极层103和部分孔108b，而使所述第一电接触孔108a电性连接至所述第一电极层103，所述第二电接触孔在所述弹性膜101覆盖所述内洞120的部分制作开孔130，使内洞120和外部空气气压相同。制作所述开孔130可以在制作所述第一电接触孔108a和所述第二电接触孔108b后进行，也101的支撑层107的边缘位置朝向所述支撑层107内凹预设距离而形成规则形状的洞檐施例四中仅是示意中给出了超声波飞行传感器及其模块对应的一种结构的一种制作方法超声波传感器的电子设备的体积实现微型化了所述支撑层与所述弹性膜键合处发生形变对超声波飞行传间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。