校準用在片電容標準件及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種校準用在片電容標準件及其制備方法，涉及測試用計量裝置技術(shù)領(lǐng)域。所述標準件包括絕緣襯底，所述絕緣襯底的上表面設(shè)有若干個電容值不同的標準電容和一個標準開路器。本發(fā)明所述在片電容標準件，可以實現(xiàn)對整體校準MEMS晶圓片測量系統(tǒng)在片電容參數(shù)的整體計量校準，實現(xiàn)量值溯源，確保MEMS生產(chǎn)過程中的晶圓片級測量結(jié)果準確、一致。該標準件能夠提供具有溯源性的電容值（1pF～100pF，測試頻率1kHz～100kHz），可以根據(jù)需要在上述量值范圍內(nèi)進行設(shè)計。
【專利說明】
校準用在片電容標準件及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及測試用計量裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種校準用在片電容標準件及其 制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] MEMS晶圓片測試系統(tǒng)是各MEMS研制生產(chǎn)單位用于批量、快速測試忍片特征參數(shù)、 評價忍片性能、剔除不合格忍片的專用測試設(shè)備，主要用于測試MEMS器件的極板電容值(電 容參數(shù)）的特性，準確測量運些參數(shù)對于保證MEMS產(chǎn)品準確可靠和保障成品率有著極其重 要的意義。
[0003] MEMS晶圓片測試系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)如圖1所示，由電容測量儀器、矩陣開關(guān)、電源模 塊、探針臺系統(tǒng)構(gòu)成。其中，探針臺系統(tǒng)主要包括連接線纜，探針臺、探針卡(或探針座)等部 件。
[0004] 電容測量的目的在于通過測量梳齒電容中固定齒或者活動齒之間的微小電容值， 根據(jù)電參數(shù)進而推導出對應的物理參數(shù)如加速度值，從而完成加速度計的設(shè)計工作。因此， 電容參數(shù)的準確測量對晶圓片尤其是對最終產(chǎn)品的質(zhì)量有重要意義。
[0005] 下面WMEMS電容加速度計產(chǎn)品的晶圓片測試為例，電容參數(shù)測試過程及其重要 性。典型的MEMS電容加速度計結(jié)構(gòu)如圖2所示，為梳齒結(jié)構(gòu)。即敏感元件為一雙側(cè)梳齒結(jié)構(gòu)， 固定齒與活動齒可將外界非電量的變化(如外界的加速度)轉(zhuǎn)換成電容量的變化，用于加速 度等物理量的測量。質(zhì)量塊為H型，四根細梁(如a、b兩點)將質(zhì)量塊固定于水平方向，質(zhì)量塊 隨外界加速度的變化而沿著水平方向自由運動?；顒育X從質(zhì)量塊向兩側(cè)伸出，與固定齒(如 c、d兩點）形成電容的兩個電極，若干組電極交錯配置，形成差動檢測電極，從而測量外界加 速度信號的變化。
[0006] 在理論設(shè)計時，梳齒電容的值是經(jīng)過設(shè)計的，實際加工出來的忍片希望電容值盡 量符合設(shè)計值。加速度計產(chǎn)品的最終特性直接與電容值相關(guān)，因此為了獲得加速度計的特 性，必須精確測量固定齒之間、活動齒之間，或者固定齒與活動齒之間的電容值。鑒于在 MEMS晶圓片測試系統(tǒng)電容參數(shù)準確度對產(chǎn)品質(zhì)量的重要意義，需要對該類系統(tǒng)進行整體計 量校準，運樣也避免了由于頻繁拆卸系統(tǒng)中各類儀器(如矩陣開關(guān)、LCR測量儀、電源模塊） 可能引起的系統(tǒng)整體性能不一致的情況，從而實現(xiàn)在片電容量值的整體溯源，確保量值準 確、一致，保障了前道工藝環(huán)節(jié)和后道測試封裝環(huán)節(jié)的順利開展，避免了封裝成本的浪費， 提高了生產(chǎn)效率。
[0007] 國內(nèi)已有公開的技術(shù)手段和產(chǎn)品均無法實現(xiàn)對MEMS晶圓片測試系統(tǒng)電容的計量 校準，儀器廠家采取的校準方案是將系統(tǒng)的組成儀器單臺進行校準，單臺儀器的準確不能 保證探針端面的準確，運是因為探針端面的測量結(jié)果受外界電磁干擾和探針系統(tǒng)的影響量 較大，運樣無法消除由于引線、探針卡、探針臺帶來的影響量;MEMS廠家常采用被測產(chǎn)品作 為驗證件，運種做法的弊端是操作者沒有手段保證驗證件的長期穩(wěn)定性，況且無法測量其 準確度。上述兩種手段一是無法校準至探針端面，二是無法保證其準確度，因此無法實現(xiàn)電 容參數(shù)的溯源，無法達到量值準確、一致的目的。
[0008] 國外公開報道的文獻無針對中測環(huán)節(jié)的在片標準件的相關(guān)報道。NIST僅對MEMS最 終產(chǎn)品（如M E M S加速度計、M E M S巧螺儀等）的測試系統(tǒng)所應用的五合一參考標準物質(zhì) (RM8096和RM8097)進行了相關(guān)闡述并作為產(chǎn)品出售。此種標準物質(zhì)可W測量MEMS產(chǎn)品的八 大技術(shù)特性(楊氏模量、臺階高度、殘余應變、應變梯度、平面長度、殘余應力、應力梯度、橫 梁厚度）。但是，運些參數(shù)是最終產(chǎn)品的特性參數(shù)，而非本文所提及的"中測環(huán)節(jié)"晶圓片測 試階段所需。
[0009] 綜上，現(xiàn)有的公開技術(shù)和商品化的標準樣片或標準物質(zhì)均無法解決MEMS晶圓片測 試系統(tǒng)在片直流電阻、電容參數(shù)的整體校準問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種校準用在片電容標準件及其制備方法，所 述標準件可W解決在片電容參數(shù)的在片校準問題，實現(xiàn)MEMS工藝中常用的MEMS晶圓片測試 系統(tǒng)的在片電容參數(shù)的溯源，確保量值準確、一致。
[0011] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:一種校準用在片電容標準件， 其特征在于:包括絕緣襯底，所述絕緣襯底的上表面設(shè)有若干個電容值不同的標準電容和 一個標準開路器。
[0012] 進一步的技術(shù)方案在于:所述標準電容所述包括襯底，所述襯底上設(shè)有梳齒電容， 所述梳齒電容包括若干個并聯(lián)連接的分立電容，其中梳齒電容的負極位于兩行電容的內(nèi) 側(cè)，且電容的負極上設(shè)有兩個負極板，所述電容的正極位于兩行電容的外側(cè)，且電容的正極 上設(shè)有兩個正極板，所述極板設(shè)置一列，且正極板位于所述標準電容的后側(cè)，所述負極板位 于所述標準電容的前側(cè)，與所述極板一列的襯底上設(shè)有接地極板，所述的兩個正極板和兩 個負極板用于與LCR測量儀連接，實現(xiàn)對所述標準電容的測量，其中的兩個正極板分別用于 連接LCR測量儀的Ih端和扣端，兩個負極板分別用于連接LCR測量儀的Il端和Pl端。
[0013] 進一步的技術(shù)方案在于:所述標準電容還包括與所述正極極板、負極極板W及接 地極板左右對稱的五個分立的第一預留極板。
[0014] 進一步的技術(shù)方案在于：同一側(cè)兩個電極之間的距離為200皿-400皿，水平方向兩 個電極之間的距離為
[0015] 進一步的技術(shù)方案在于:所述標準開路器包括襯底，所述襯底的左側(cè)或右側(cè)設(shè)有 一列五行極板，其中位于后側(cè)的兩個第一極板用于通過金屬引線與梳齒電容的正極連接， 中間的兩個第二極板用于通過金屬引線與梳齒電容的負極連接，最前側(cè)的一個第=極板用 于接地。
[0016] 進一步的技術(shù)方案在于:與所述第一至第=電極板左右對稱的另一側(cè)設(shè)有五個分 立的第二預留極板。
[0017] 進一步的技術(shù)方案在于:所述標準電容設(shè)有S個，容值分別為lpF、10pF和l(K)pF。
[0018] 本發(fā)明還公開了一種校準用在片電容標準件制備方法，其特征在于包括如下步 驟：
[0019] 1)在兩個晶圓片上分別制備電容和開路器，其中的一個晶圓片包括若干個不同容 值的電容，另一個晶圓片上包括若干個開路器；
[0020] 2)對晶圓片進行劃片處理，形成若干個分立的電容和開路器，采用MEMS忍片圓片 級封裝工藝對分立的電容進行封裝；
[0021] 3)使用LCR測量儀對分立的電容和開路器進行測試，選取出符合要求的電容和開 路器作為標準電容和標準開路器；
[0022] 4)采用石英塊作為載體，將標準電容和標準開路器粘附在石英塊上，形成電容標 準件。
[0023] 進一步的技術(shù)方案在于:所述的在晶圓片上制備電容的方法如下：
[0024] 1)在晶圓片上完成標識、劃片道制備；
[0025] 2)通過光刻、刻蝕完成腐蝕窗口的制備；
[0026] 3)通過光刻、金屬化工藝完成金屬布線；
[0027] 4)通過光刻、刻蝕工藝完成鍵合塊制備；
[0028] 5)通過光刻、刻蝕工藝完成梳齒電容結(jié)構(gòu)制備；
[0029] 6)完成所有結(jié)構(gòu)的鍵合；
[0030] 7)通過光刻、刻蝕工藝完成探針測試窗口的制作，使極板露出。
[0031] 進一步的技術(shù)方案在于:所述的梳齒電容的制備方法如下：
[0032] 1)通過在頂層娃和背襯底之間引入一層埋氧化層，制備SOI結(jié)構(gòu)；
[0033] 2)用光刻膠做掩膜層，利用ICP深槽刻蝕方法將SOI結(jié)構(gòu)的下層娃基底部分刻蝕 掉；
[0034] 3)利用Rffi反應離子刻蝕方法將二氧化娃層的中間刻蝕掉；
[0035] 4)利用瓣射工藝在上述二氧化娃的位置瓣射一層金屬膜W克服Nothing效應：
[0036] 5)在SOI結(jié)構(gòu)的頂層娃上涂一層光刻膠，并進行光刻制作出齒狀圖形；
[0037] 6)利用ICP深槽刻蝕方法刻蝕出所需的質(zhì)量塊圖形；
[0038] 7)利用腐蝕方法將SOI結(jié)構(gòu)中間的金屬膜腐蝕掉；
[0039] 8)利用腐蝕方法將SOI結(jié)構(gòu)最上面的光刻膠去除，釋放器件結(jié)構(gòu)。
[0040] 采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:本發(fā)明所述在片電容標準件，可W實 現(xiàn)對整體校準MEMS晶圓片測量系統(tǒng)在片電容參數(shù)的整體計量校準，實現(xiàn)量值溯源，確保 MEMS生產(chǎn)過程中的晶圓片級測量結(jié)果準確、一致。該標準件能夠提供具有溯源性的電容值 (IpF~10化F，測試頻率化化~IOOk化），可W根據(jù)需要在上述量值范圍內(nèi)進行設(shè)計。該標準 件采用MEMS忍片圓片級封裝，使得標準件不受外界塵埃、溫濕度、電磁干擾等因素的影響， 具有良好的重復性和長期穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0041] 圖1是典型的在MEMS晶圓片測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042] 圖2是典型的電容加速度計結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043] 圖3是梳齒電容的原理示意圖；
[0044] 圖4是光刻版版圖設(shè)計示意圖；
[0045] 圖5是本發(fā)明實施例中所述標準電容的制備流程圖；
[0046] 圖6a-圖化是梳齒電容的制備圖；
[0047] 圖7是本發(fā)明實施例中所述標準電容的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048] 圖8是本發(fā)明實施例中所述標準開路器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049] 圖9是電容定標過程連接示意圖；
[0050] 圖10是本發(fā)明實施例中所述標準件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0051] 其中：1、質(zhì)量塊2、固定齒3、活動齒4、正極板5、負極板6、梳齒電容7、探針測 試窗口 8、腐蝕窗口 9、電容結(jié)構(gòu)10、金屬布線11、劃片道
【具體實施方式】
[0052] 下面結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整 地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0053] 在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)W便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可W 采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可W在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的 情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。
[0054] 如圖10所示，本發(fā)明公開了一種校準用在片電容標準件，包括絕緣襯底，所述絕緣 襯底的上表面設(shè)有若干個電容值不同的標準電容和一個標準開路器，在本實施例中所述標 準電容設(shè)有S個，容值分別為IpF、1 OpF和10化F，需要指出的是，標準電容的容值并不局限 于上述類型，本領(lǐng)域技術(shù)人員可W根據(jù)實際需要進行選定和設(shè)置。
[0055] 在本發(fā)明的一個實施例中，如圖7所示，所述標準電容所述包括襯底，所述襯底上 設(shè)有梳齒電容，所述梳齒電容包括若干個并聯(lián)連接的分立電容，其中梳齒電容的負極位于 兩行電容的內(nèi)側(cè)，且電容的負極上設(shè)有兩個負極板，所述電容的正極位于兩行電容的外側(cè)， 且電容的正極上設(shè)有兩個正極板，所述極板設(shè)置一列，且正極板位于所述標準電容的后側(cè)， 所述負極板位于所述標準電容的前側(cè)，與所述極板一列的襯底上設(shè)有接地極板，所述的兩 個正極板和兩個負極板用于與LCR測量儀連接，實現(xiàn)對所述標準電容的測量，其中的兩個正 極板分別用于連接LCR測量儀的Ih端和Ph端，兩個負極板分別用于連接LCR測量儀的Il端和 Pl端。
[0056] 進一步的為了 W后擴展方法，所述標準電容還包括與所述正極極板、負極極板W 及接地極板左右對稱的五個分立的第一預留極板。
[0057] 在本發(fā)明的一個實施例中，如圖8所示，所述標準開路器包括襯底，所述襯底的左 側(cè)或右側(cè)設(shè)有一列五行極板，其中位于后側(cè)的兩個第一極板用于通過金屬引線與梳齒電容 的正極連接，中間的兩個第二極板用于通過金屬引線與梳齒電容的負極連接，最前側(cè)的一 個第=極板用于接地，與所述第一至第=電極板左右對稱的另一側(cè)設(shè)有五個分立的第二預 留極板。
[005引本發(fā)明還公開了一種校準用在片電容標準件制備方法，包括如下步驟：
[0059] 1)在兩個晶圓片上分別制備電容和開路器，其中的一個晶圓片包括若干個不同容 值的電容，另一個晶圓片上包括若干個開路器；
[0060] 2)對晶圓片進行劃片處理，形成若干個分立的電容和開路器，采用MEMS忍片圓片 級封裝工藝對分立的電容進行封裝；
[0061] 3)使用LCR測量儀對分立的電容和開路器進行測試，選取出符合要求的電容和開 路器作為標準電容和標準開路器；
[0062] 4)采用石英塊作為載體，將標準電容和標準開路器粘附在石英塊上，形成電容標 準件。
[0063] 下面結(jié)合具體理論對W上結(jié)構(gòu)進行說明：
[0064] 本發(fā)明制作的梳齒電容采用N組電容并聯(lián)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，如圖3所示。運種結(jié)構(gòu)可W 在有限的空間內(nèi)，將若干極板面積較小的電容并聯(lián)起來而形成較大的電容，從而能獲得較 大容值和分辨力。
[0065] 根據(jù)極板電容器計算公式：
[0066]
[0067] (其中e :介質(zhì)的介電常數(shù);1:極板的寬度:h:極板的高度;d:極板的間距;N:電容的 組數(shù)）。本發(fā)明采用的介質(zhì)為空氣，通過固定e、l、h和d值，調(diào)節(jié)N的個數(shù)，即改變并聯(lián)電容的 組數(shù)，從而達到目標電容制備。
[0068] 為了實現(xiàn)標準電容的制備，襯底材料選擇單晶娃，主要原因有6個方面:a)力學性 能穩(wěn)定，并且可被集成到相同襯底的電子器件上;b)娃幾乎是一個理想的結(jié)構(gòu)材料，它具有 幾乎與鋼相同的楊氏模量，但卻與侶一樣輕;C)娃材料的質(zhì)量輕，密度為不誘鋼的1/3,而彎 曲強度卻為不誘鋼的3.5倍，它具有高的強度密度比和高的剛度密度比;d)它的烙點為1400 °C，約為侶的兩倍;e)它的熱膨脹系數(shù)比鋼小倍，比侶小10倍;f)單晶娃具有優(yōu)良的機械、物 理性質(zhì)，其機械品質(zhì)因數(shù)可高達106數(shù)量級，滯后和蠕變極小，幾乎為零，機械穩(wěn)定性好，是 理想的傳感器和執(zhí)行器的材料。因此，娃襯底在設(shè)計和制造中具有更大的靈活性，作為電容 標準樣片的襯底。
[0069] 標準電容進行了版圖設(shè)計，如圖4所示。一共分為6個步驟:1)標識、劃片道制備，位 于忍片最外側(cè)的劃片道，主要是為了電容圓片制作完成后切割為一個一個的小單元而制備 的；2)開腐蝕窗口，所有需要有結(jié)構(gòu)的窗口都需要通過干法腐蝕的手段將結(jié)構(gòu)形貌刻蝕出 來;3)金屬布線制備，版圖中所有的需要走信號的區(qū)域都需要實用金屬Au進行金屬布線，如 電容的正極、電容的負極W及兩者與探針測試窗口 PAD的連線;4):鍵合塊制備，本發(fā)明采用 的復合鍵合中的"金-娃鍵合"技術(shù)，原理是利用金娃互烙點低的特點；5):電容結(jié)構(gòu)制備，灰 色的區(qū)域為電容器的梳齒結(jié)構(gòu)，是由若干個高深寬比的齒并聯(lián)而成的;6):探針測試窗口制 備，位于忍片的左右兩側(cè)各5個PAD, PAD制作的過程中設(shè)計采用的是干法腐蝕中的禪合反應 離子體刻蝕，整體工藝流程如圖5所示。
[0070] 其中，梳齒電容的制備方法是關(guān)鍵，采用如圖6a-6h所示的工藝，包括如下步驟：1) 在SOI器件結(jié)構(gòu)的下層進行ICP體娃刻蝕;2)對二氧化娃層進行RIE刻蝕;3)金屬膜瓣射:4) 娃膜上光刻;5)ICP質(zhì)量塊刻蝕;6)金屬膜腐蝕;7)器件結(jié)構(gòu)釋放。
[0071] 通過電容模型的計算公式，按照工藝流程，遵循版圖設(shè)計原則，在6寸Si圓片上實 現(xiàn)了 lpF、10pF、100pFS只電容值的制備，并且進行了分布設(shè)計，目的在于從一系列產(chǎn)品中 篩選出重復性、穩(wěn)定性良好的樣片作為最終的標準件。忍片的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖7所示。
[0072] 其中左側(cè)為5個PAD內(nèi)部與梳齒電容連接，外部作為測試端子，前四個作為測試端 口與探針(或者探卡)連接作為信號測試端子，最下面一個PAD作為外殼地端;右側(cè)5個PAD內(nèi) 部為空，是為了配合對稱結(jié)構(gòu)的探卡使用而?？谠O(shè)計的。
[0073] 根據(jù)MEMS產(chǎn)品的典型尺寸，對PAD(電極）間距和大小進行了設(shè)計：同一側(cè)逐個PAD 垂直方向間隔約為300皿，水平方向兩個PAD之間的尺寸為10mm，每個PAD的規(guī)格為（12.3* 4.1) Mi，外側(cè)劃片道的寬度為40]im，詳細的PAD坐標位置如表所示。
[0074] 表1-PAD位置對應坐標
[0076] 根據(jù)MEMS產(chǎn)品的典型晶圓片布局，將預設(shè)計的3只標準件在晶圓片上進行分布排 列，按照lpF(3行）、10pF(2行）、l(K)pF(2行）的原則進行布局，一共排布了4組，共約230~250 個忍片。
[0077] 本發(fā)明設(shè)計在片開路器的主要目的是，消除梳齒電容核屯、器件之外的所有引線、 PAD、測試線纜、探針系統(tǒng)等因素帶來的影響，準確定義設(shè)計的樣片的電容值。設(shè)計思路是在 原有版圖設(shè)計的基礎(chǔ)上，將輸出電容的部分去掉，其它保持不變，如圖8所示。
[0078] 封裝是利用某種材料將忍片保護起來，并與外界隔離的方式和加工方法。封裝的 作用:具有保護和隔離作用;為忍片提供合適的外引線結(jié)構(gòu);為忍片提供散熱和電磁屏蔽條 件;提高忍片的機械強度和抗外界沖擊的能力。
[0079] MEMS器件要和測試環(huán)境之間形成一個接觸界面而獲取非電信號，而外部環(huán)境對靈 敏度極高的MEMS敏感元件來說都是非常苛刻的，它要有承受各方面環(huán)境影響的能力，比如 機械的（應力，擺動，沖擊等）、化學的（氣體，溫度，腐蝕介質(zhì)等）、物理的(溫度壓力，加速度 等)等。由于MEMS器件都包含有可活動的元件，由于MEMS器件體積小，因此都必須采用特殊 的技術(shù)和封裝。本發(fā)明中的標準電容采取晶圓級封裝的設(shè)計方案。W適應其懸浮、可動結(jié)構(gòu) 的特殊性，防止它遭到損壞、粘附潮氣、灰塵，達到避免失效的目的。
[0080] 遵循參數(shù)設(shè)計并按照版圖設(shè)計，通過相關(guān)工藝流程，在6寸Si圓片上實現(xiàn)了 IpF、 lOpFUOOpFS只電容值的制備，并且進行了分布設(shè)計，目的在于從一系列產(chǎn)品中篩選出重 復性、穩(wěn)定性良好的樣片作為最終的標準件。
[0081] 定標裝置進行定標時采用的是電容四線測量法，具體連接如圖9所示。利用定標裝 置對初次考核的數(shù)據(jù)進行篩選，選擇工藝偏差在20% W內(nèi)的作為待考核標準件，對初次篩 選完成的樣片進行考核，間隔3個月考核一次，最終制作的標準件如圖10所示。采用40mm* 40mm的2mm厚度的石英塊作為載體，在其上通過激光打標機將單位、名稱、編號、容值等信息 可在上面，將電容、開路器劃片后粘附在石英塊上，其中開路器為前文中MEMS工藝研制的電 容開路結(jié)構(gòu)。標準件重復性優(yōu)于0.05%，其年穩(wěn)定性優(yōu)于0.1 %，定標準確度1 %，可W開展 MEMS晶圓片測試系統(tǒng)的在片整體校準工作。
[0082] 本發(fā)明所述在片電容標準件，可W實現(xiàn)對整體校準MEMS晶圓片測量系統(tǒng)在片電容 參數(shù)的整體計量校準，實現(xiàn)量值溯源，確保MEMS生產(chǎn)過程中的晶圓片級測量結(jié)果準確、一 致。該標準件能夠提供具有溯源性的電容值（IpF~10化F，測試頻率化化~100曲Z )，可W根 據(jù)需要在上述量值范圍內(nèi)進行設(shè)計。該標準件采用MEMS忍片圓片級封裝，使得標準件不受 外界塵埃、溫濕度、電磁干擾等因素的影響，具有良好的重復性和長期穩(wěn)定性。
【主權(quán)項】
1. 一種校準用在片電容標準件，其特征在于:包括絕緣襯底，所述絕緣襯底的上表面設(shè) 有若干個電容值不同的標準電容和一個標準開路器。2. 如權(quán)利要求1所述的校準用在片電容標準件，其特征在于:所述標準電容所述包括襯 底，所述襯底上設(shè)有梳齒電容，所述梳齒電容包括若干個并聯(lián)連接的分立電容，其中梳齒電 容的負極位于兩行電容的內(nèi)側(cè)，且電容的負極上設(shè)有兩個負極板，所述電容的正極位于兩 行電容的外側(cè)，且電容的正極上設(shè)有兩個正極板，所述極板設(shè)置一列，且正極板位于所述標 準電容的后側(cè)，所述負極板位于所述標準電容的前側(cè)，與所述極板一列的襯底上設(shè)有接地 極板，所述的兩個正極板和兩個負極板用于與LCR測量儀連接，實現(xiàn)對所述標準電容的測 量，其中的兩個正極板分別用于連接LCR測量儀的Ih端和P H端，兩個負極板分別用于連接LCR 測量儀的II端和a端。3. 如權(quán)利要求2所述的校準用在片電容標準件，其特征在于:所述標準電容還包括與所 述正極極板、負極極板以及接地極板左右對稱的五個分立的第一預留極板。4. 如權(quán)利要求3所述的校準用在片電容標準件，其特征在于：同一側(cè)兩個電極之間的距 離為200μηι-400μηι，水平方向兩個電極之間的距離為5. 如權(quán)利要求1所述的校準用在片電容標準件，其特征在于：所述標準開路器包括襯 底，所述襯底的左側(cè)或右側(cè)設(shè)有一列五行極板，其中位于后側(cè)的兩個第一極板用于通過金 屬引線與梳齒電容的正極連接，中間的兩個第二極板用于通過金屬引線與梳齒電容的負極 連接，最前側(cè)的一個第三極板用于接地。6. 如權(quán)利要求5所述的校準用在片電容標準件，其特征在于:與所述第一至第三電極板 左右對稱的另一側(cè)設(shè)有五個分立的第二預留極板。7. 如權(quán)利要求1所述的校準用在片電容標準件，其特征在于:所述標準電容設(shè)有三個， 容值分別為1 pF、1 OpF和1 OOpF。8. -種校準用在片電容標準件制備方法，其特征在于包括如下步驟： 1) 在兩個晶圓片上分別制備電容和開路器，其中的一個晶圓片包括若干個不同容值的 電容，另一個晶圓片上包括若干個開路器； 2) 對晶圓片進行劃片處理，形成若干個分立的電容和開路器，采用MEMS芯片圓片級封 裝工藝對分立的電容進行封裝； 3) 使用LCR測量儀對分立的電容和開路器進行測試，選取出符合要求的電容和開路器 作為標準電容和標準開路器； 4) 采用石英塊作為載體，將標準電容和標準開路器粘附在石英塊上，形成電容標準件。9. 如權(quán)利要求8所述的校準用在片電容標準件制備方法，其特征在于，所述的在晶圓片 上制備電容的方法如下： 1) 在晶圓片上完成標識、劃片道制備； 2) 通過光刻、刻蝕完成腐蝕窗口的制備； 3) 通過光刻、金屬化工藝完成金屬布線； 4) 通過光刻、刻蝕工藝完成鍵合塊制備； 5 )通過光刻、刻蝕工藝完成梳齒電容結(jié)構(gòu)制備； 6) 完成所有結(jié)構(gòu)的鍵合； 7) 通過光刻、刻蝕工藝完成探針測試窗口的制作，使極板露出。10.如權(quán)利要求9所述的校準用在片電容標準件制備方法，其特征在于，所述的梳齒電 容的制備方法如下： 1) 通過在頂層硅和背襯底之間引入一層埋氧化層，制備SOI結(jié)構(gòu)； 2) 用光刻膠做掩膜層，利用ICP深槽刻蝕方法將SOI結(jié)構(gòu)的下層硅基底部分刻蝕掉； 3) 利用RIE反應離子刻蝕方法將二氧化硅層的中間刻蝕掉； 4) 利用濺射工藝在上述二氧化硅的位置濺射一層金屬膜以克服Nothing效應： 5) 在SOI結(jié)構(gòu)的頂層硅上涂一層光刻膠，并進行光刻制作出齒狀圖形； 6) 利用ICP深槽刻蝕方法刻蝕出所需的質(zhì)量塊圖形； 7) 利用腐蝕方法將SOI結(jié)構(gòu)中間的金屬膜腐蝕掉； 8) 利用腐蝕方法將SOI結(jié)構(gòu)最上面的光刻膠去除，釋放器件結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】B81C1/00GK106098582SQ201610628267
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月3日 公開號201610628267.4, CN 106098582 A, CN 106098582A, CN 201610628267, CN-A-106098582, CN106098582 A, CN106098582A, CN201610628267, CN201610628267.4
【發(fā)明人】喬玉娥, 劉巖, 翟玉衛(wèi), 吳愛華, 丁晨, 梁法國, 丁立強, 杜蕾, 范雅潔
【申請人】中國電子科技集團公司第十三研究所