参考图1，背腔5的下端被第一衬底I封装起来。由此，将背腔5围成一密闭的腔室，该密闭的腔室可作为第一敏感结构4的盖体，可以防止异物进入至第一敏感结构4中，且可提供真空环境，以减小第一敏感结构4运动的阻尼。
[0029]本实用新型的传感器集成装置，第一衬底和第一敏感结构构成了第一传感器，第二衬底和第二敏感结构构成了第二传感器，该第一传感器、第二传感器可以是加速度计、陀螺仪或压力传感器等本领域技术人员所熟知的传感器结构。将两个传感器在垂直方向上进行集成，不但减小了整体封装的横向尺寸；而且，第二传感器中的第二衬底作为第一传感器的封装盖体，可以对第一敏感结构起到很好的防护作用；同时也降低了整个封装的高度，减小了整体封装的尺寸，满足了现代电子产品的小型化发展。
[0030]在本实用新型另一具体的实施结构中，参考图5，所述背腔5为上端封闭的梯形槽，在所述第二衬底3的上端设置有下端封闭的容腔8，也就是说，背腔5和容腔8之间相互隔开，并不连通在一起。第二敏感结构6设置在第二衬底3的上端，并悬置在容腔8的上方；第一敏感结构4设置在第一衬底I的上端，并位于第二衬底3的背腔5内，从而将第一敏感结构4和第二敏感结构6完全隔离开，起到更好的防护作用。
[0031]本实用新型还提供了一种传感器集成装置的生产方法，包括以下步骤:
[0032]a)首先，在所述第一衬底I的上表面设置第一敏感结构层，并将第一敏感结构层构造为第一敏感结构4，参考图2 ;具体地，首先可在例如由单晶硅片构成的第一衬底I的上面沉积键合层2，并将该键合层2刻蚀成所需的形状；然后通过该键合层2将第一敏感结构层键合在第一衬底I上，并根据实际需要将第一敏感结构层刻蚀成预定的第一敏感结构4，形成第一传感器的测量器件；
[0033]b)在第二衬底3的上表面设置第二敏感结构层，并将第二敏感结构层构造为第二敏感结构6 ;在第二衬底3上刻蚀形成背腔5，参考图3、图4 ;实际应用中，在第二衬底3和第二敏感结构层之间还设置有二氧化硅层7，其中，第二衬底3、第二敏感结构层均采用单晶硅材料，二者通过二氧化硅层7键合在一起，并相互绝缘。第二衬底3、二氧化硅层7、第二敏感结构层整体构成现有技术中的SOI硅片。将SOI硅片上层的第二敏感结构层构造为预定的第二敏感结构6，并在SOI硅片下层的第二衬底3上刻蚀形成背腔5。
[0034]例如，当第二敏感结构为压敏电阻膜层时，可在第二敏感结构层上通过重掺杂、轻掺杂的方式注入杂质，例如注入硼元素，以形成P+、P-，最终将第二敏感结构层构造为压敏电阻膜层。
[0035]c)最后，可通过键合层2将第二衬底3的下表面键合在第一衬底I的上表面，并将第一衬底I上的第一敏感结构4封装在第二衬底3的背腔5中。
[0036]在上述生产方法的步骤a)、步骤b)中，首先是在第一衬底I上形成第一敏感结构4，之后在第二衬底3上形成第二敏感结构6。然而，对于本领域的技术人员来说，也可以是首先在第二衬底3上形成第二敏感结构6、背腔5，之后再在第一衬底I上形成第一敏感结构4，这种步骤顺序的改变对最终得到的传感器集成装置没有实质影响。
[0037]本实用新型还提供了另一种传感器集成装置的生产方法，其与上述生产方法基本相同，唯一的区别在于步骤b)，在本实施例中，所述步骤b)如下:
[0038]在第二衬底3的下表面刻蚀形成上端封闭的背腔5，在第二衬底3的上表面刻蚀形成下端封闭的容腔8，其中背腔5和容腔8相互隔离开；
[0039]在第二衬底3的上表面设置悬置在容腔8上方的第二敏感结构层，并将第二敏感结构层构造为第二敏感结构6，参考图6、图7。
[0040]在该实施例中，首先是在第一衬底I上形成第一敏感结构4，之后在第二衬底3上形成第二敏感结构6、背腔5、容腔8等。然而，对于本领域的技术人员来说，也可以是首先在第二衬底3上形成容腔8、第二敏感结构6、背腔5，之后在第一衬底I上形成第一敏感结构4，这种步骤顺序的改变对最终得到的传感器集成装置没有实质影响。
[0041]虽然已经通过例子对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。
【主权项】
1.传感器集成装置，其特征在于:包括第一衬底(I)以及具有背腔(5)的第二衬底(3)，所述第二衬底(3)具有背腔(5)的一侧连接在第一衬底(I)的上方；其中，所述第一衬底(I)上端设有位于背腔(5)中的第一敏感结构(4)，所述第二衬底(3)的上端设置有第二敏感结构(6)。2.根据权利要求1所述的传感器集成装置，其特征在于:所述第一敏感结构(4)为惯性测量传感器的可动质量块结构。3.根据权利要求1或2所述的传感器集成装置，其特征在于:所述第二敏感结构(6)为压力传感器的压敏电阻膜层。4.根据权利要求1所述的传感器集成装置，其特征在于:所述背腔(5)贯通第二衬底(3)的上下两端，所述第二敏感结构(6)悬置在背腔(5)的上方。5.根据权利要求1所述的传感器集成装置，其特征在于:所述背腔(5)为上端封闭的梯形槽，在所述第二衬底(3)的上端设置有下端封闭的容腔(8)，所述第二敏感结构(6)悬置在容腔(8)的上方。6.根据权利要求1所述的传感器集成装置，其特征在于:所述第一衬底(I)、第二衬底(3)为单晶硅材料，二者通过键合层(2)键合在一起。
【专利摘要】本实用新型公开了一种传感器集成装置，包括第一衬底以及具有背腔的第二衬底，所述第二衬底具有背腔的一侧连接在第一衬底的上方；其中，所述第一衬底上端设有位于背腔中的第一敏感结构，所述第二衬底的上端设置有第二敏感结构。本实用新型的传感器集成装置，第一衬底和第一敏感结构构成了第一传感器，第二衬底和第二敏感结构构成了第二传感器，将两个传感器在垂直方向上进行集成，不但减小了整体封装的横向尺寸；而且，第二传感器中的第二衬底作为第一传感器的封装盖体，可以对第一敏感结构起到很好的防护作用；同时也降低了整个封装的高度，减小了整体封装的尺寸，满足了现代电子产品的小型化发展。
【IPC分类】G01D21/02
【公开号】CN204881683
【申请号】CN201520364077
【发明人】孙艳美
【申请人】歌尔声学股份有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年5月29日