Mems和cmos集成芯片及传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微机电系统技术领域，更为具体的说,涉及一种MEMS和CMOS集成芯片及传感器。
【背景技术】
[0002]微机电系统(Micro Electro Mechanical System, MEMS)是近年来高速发展的一项高新技术，采用先进的半导体工艺技术，将整个机械结构形成在一块芯片中，其在体积、重量、价格和功耗上具有十分明显的优势。
[0003]其中，MEMS传感器因其体积小、成本低、集成性能高等优点，被广泛应用于智能手机、平板电脑等智能终端中。随着市场的不断发展，对更加便携和轻薄的智能终端的需求日益迫切，因此，更加小型化的MEMS传感器，已成为现今科研人员关注的焦点之一。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明提供了一种MEMS和CMOS集成芯片及传感器，通过优化设计，使得CMOS结构占用面积减小，使得MEMS和CMOS集成芯片的面积更加的小型化。
[0005]下面为本发明提供的技术方案:
[0006]一种MEMS和CMOS集成芯片，包括:第一衬底、第二衬底、至少一个连接端子，以及，位于所述第一衬底和第二衬底之间的机械结构层；其中，
[0007]在所述第一衬底朝向所述机械结构层一侧形成有第一 CMOS结构,在所述第二衬底朝向所述机械结构层一侧形成有第二 CMOS结构，所述机械结构层形成有第一 MEMS结构，且所述第一 CMOS结构、第二 CMOS结构和MEMS结构之间电性连接；
[0008]在所述第一衬底中形成有至少一个第一过孔，所述第一过孔的一端与所述第一CMOS结构电性连接，且所述第一过孔的另一端与相应的所述连接端子电性连接，和/或，在所述第二衬底中形成有至少一个第二过孔，所述第二过孔的一端与所述第二 CMOS结构电性连接，且所述第二过孔的另一端与相应的所述连接端子电性连接。
[0009]优选的，所述第一 CMOS结构和第二 CMOS结构均与所述MEMS结构之间通过键合方式电性连接。
[0010]优选的，所述键合方式为共晶键合或熔融键合。
[0011]优选的，位于所述第一衬底朝向所述机械结构层的一侧形成有第一凹槽；
[0012]其中，所述第一 MEMS结构位于所述第一凹槽和第二衬底之间围成的密封腔内。
[0013]优选的，所述第一 CMOS结构形成于所述第一衬底朝向所述机械结构层一侧、且环绕所述第一凹槽的表面。
[0014]优选的，位于所述第二衬底朝向所述机械结构层一侧还包括第二凹槽；
[0015]其中，所述第一 MEMS结构位于所述第一凹槽和第二凹槽之间围成的密封腔内。
[0016]优选的，所述第二 CMOS结构形成于所述第二衬底朝向所述机械结构层一侧、且环绕所述第二凹槽的表面。
[0017]优选的，所述机械结构层还包括第二 MEMS结构至第nMEMS结构，且所述第二 MEMS结构至第nMEMS结构、第一 CMOS结构和第二 CMOS结构之间电性连接，其中，η至少为2。
[0018]—种传感器,所述传感器包括权利要求1?8任意一项所述的MEMS和CMOS集成
-H-* I I心斤。
[0019]优选的，所述传感器为磁传感器、压力传感器、加速度传感器、陀螺仪传感器中的一种或多种的集合。
[0020]与现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下优点:
[0021]本发明提供的一种MEMS和CMOS集成芯片及传感器，包括:第一衬底、第二衬底、至少一个连接端子，以及，位于第一衬底和第二衬底之间的机械结构层；其中，在第一衬底朝向机械结构层一侧形成有第一 CMOS结构,在第二衬底朝向机械结构层一侧形成有第二CMOS结构，机械结构层形成有第一 MEMS结构，且第一 CMOS结构、第二 CMOS结构和MEMS结构之间电性连接；在第一衬底中形成有至少一个第一过孔，第一过孔的一端与第一 CMOS结构电性连接，且第一过孔的另一端与相应的连接端子电性连接，和/或，在第二衬底中形成有至少一个第二过孔，第二过孔的一端与第二 CMOS结构电性连接，且第二过孔的另一端与相应的连接端子电性连接。
[0022]由上述内容可知，本发明提供的技术方案将CMOS结构分为两部分，分别形成于第一衬底和第二衬底上，而后通过微机械结构层将两部分的CMOS结构电性连接，有效的缩小了 CMOS结构占用集成芯片的面积，进而缩小了 MEMS和CMOS集成芯片的面积；另外，通过在第一衬底和/或第二衬底中形成过孔的方式，设置MEMS和CMOS集成芯片与外界相连的连接端子，避免了出现现有的通过增加第一衬底和/或第二衬底的面积的手段，以设置连接端子的情况，进一步的缩小了 MEMS和CMOS集成芯片的体积。
【附图说明】
[0023]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0024]图1a为本申请实施例提供的一种MEMS和CMOS集成芯片的结构示意图；
[0025]图1b为本申请实施例提供的另一种MEMS和CMOS集成芯片的结构示意图；
[0026]图1c为本申请实施例提供的又一种MEMS和CMOS集成芯片的结构示意图
[0027]图2为本申请实施例提供的又一种MEMS和CMOS集成芯片的结构示意图。
【具体实施方式】
[0028]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029]正如【背景技术】所述，更加小型化的MEMS传感器，已成为现今科研人员关注的焦点之一。但是，现有的MEMS传感器中，需要将CMOS结构形成在一衬底上，但是由于现今技术的限制，CMOS结构很难大幅度的压缩占用芯片的面积，因此使得现有的MEMS传感器芯片的面积和体积缩小变得更加困难。
[0030]基于此，本申请实施例提供了一种MEMS和CMOS集成芯片，提供了一种使现有的MEMS传感器芯片更加小型化的解决方案，下面结合图1a?2，对本申请实施例提供的MEMS和CMOS集成芯片的结构进行详细说明。
[0031]结合图1a?Ic所示，其中，图1a为本申请实施例提供的一种MEMS和CMOS集成芯片的结构不意图，图1b为本申请实施例提供的另一种MEMS和CMOS集成芯片的结构TK意图，图1c为本申请实施例提供的又一种MEMS和CMOS集成芯片的结构示意图，其中，MEMS和CMOS集成芯片包括:
[0032]第一衬底1、第二衬底2、至少一个连接端子4，任意一连接端子4设置于第一衬底I背离机械结构层3 —侧或设置于第二衬底2背离机械结构层3 —侧，
[0033]以及，位于所述第一衬底I和第二衬底2之间的机械结构层3 ；
[0034]其中，在所述第一衬底I朝向所述机械结构层3 —侧形成有第一 CMOS结构100，在所述第二衬底2朝向所述机械结构层3