度之上的熔化或软化温度。使用干反应离子蚀刻工艺(DRIE)，在层500中蚀刻图案。这种图案包括空隙502和岛504。岛504也被称为上面定义的牺牲特征。联合空隙502，牺牲特征起到模具的作用，该模具用于此后形成下面更具体地描述的应力隔离特征。
[0021]在准备好了牺牲层500之后，就准备好了形成带有其嵌入式应力隔离特征的MEMS结构的底部玻璃层510。在接近真空的气氛下将玻璃晶片506结合到牺牲层100，如图12所示。图12中的结构被加热超过玻璃软化点。在真空中对玻璃晶片504的这种加热形成了 MEMS结构的底部玻璃层510，因为玻璃晶片504的玻璃熔化或软化并且被拉到牺牲层500中的空隙502的图案内并围绕岛或牺牲特征504，从而形成结构512，如图13所示。结构512被从侧面514和516抛光以去除操作材料并且形成光滑玻璃基底。因此，牺牲特征504被嵌入到或一体化到底部玻璃层510中，如图14所示。在这个实施例中，牺牲特征504限定了玻璃框架530，该框架围绕着MEMS结构的外缘延伸。玻璃框架530围绕中心玻璃板532并且通过多个玻璃悬挂装置534联接到玻璃框架530。
[0022]—旦被形成，就使用合适的管芯附接方法将MEMS设备540插入到封装内，如图15所示。例如，在一个实施例中，MEMS设备540在被制造在玻璃中的应力隔离结构上被隆起结合到封装542。例如，隆起结合538被形成在框架530上以将MEMS设备540安装在封装542中，如图15中所示。在图16中示出了 MEMS设备540的俯视图。在其它的实施例中，其它的管芯附接方法被使用，例如，使用环氧树脂或其它粘合剂、共晶焊、软焊料或者其它管芯附接方法将MEMS设备540固定在封装542内。
[0023]示例实施例
示例1包括用于制造微电子机械(MEMS)结构的方法，该方法包括:在牺牲材料层中蚀刻至少一个牺牲特征；将所述牺牲材料层在真空中结合到玻璃晶片；加热该玻璃晶片超过玻璃软化点以将所述玻璃真空成形到所述牺牲层中，从而在所述玻璃晶片中留下所述至少一个牺牲特征；对所述玻璃晶片进行抛光以建立包含所述至少一个牺牲特征的玻璃基底；在所述玻璃基底中形成用于金属化的凹部；在所述玻璃基底上形成半导体设备层；将包含组成图案的金属化和凹部的上玻璃晶片结合到所述半导体设备层；去除所述至少一个牺牲特征以形成所述玻璃晶片中的应力隔离特征。
[0024]示例2包括示例1的方法，其中蚀刻至少一个牺牲特征包括在半导体材料层中蚀刻至少一个牺牲特征。
[0025]示例3包括示例1-2中任一个的方法，其中蚀刻至少一个牺牲特征包括在牺牲材料层中蚀刻至少一个牺牲特征，所述牺牲材料具有高于玻璃的软化温度的软化温度。
[0026]示例4包括示例1-3中任一项的方法，其中去除所述至少一个牺牲特征形成所述玻璃晶片中的至少一个梁。
[0027]示例5包括示例1-4中任一项的方法，其中去除所述至少一个牺牲特征形成梁，所述梁从形成在所述玻璃晶片中的玻璃垫延伸，所述玻璃垫被用于将所述MEMS结构附接在壳体中。
[0028]示例6包括示例1-5中任一项的方法，其中去除所述至少一个牺牲特征形成玻璃框架，所述玻璃框架通过多个玻璃悬挂装置被联接到中心玻璃块。
[0029]示例7包括示例1-6中任一项的方法，其中加热所述玻璃晶片包括加热所述玻璃晶片到高于所述玻璃软化温度且低于所述牺牲材料的软化温度。
[0030]示例8包括如示例1-7中任一项的方法，还包括:在所述应力隔离特征上形成多个隆起结合；并且将所述隆起结合联接到壳体。
[0031]示例9包括用于制造MEMS结构的方法，该方法包括:蚀刻半导体材料层以形成至少一个牺牲特征，所述至少一个牺牲特征限定了用于所述MEMS结构的至少一个应力隔离特征的模具；将所述半导体材料层在接近真空的气氛下结合到玻璃晶片；加热所述玻璃晶片超过玻璃软化点以将所述玻璃真空成形到所述半导体材料层中，从而将所述至少一个牺牲特征嵌入到所述玻璃晶片，所述玻璃晶片具有第一和第二的相对两侧；在所述第一和第二侧上对所述玻璃晶片进行抛光以建立包含所述至少一个牺牲特征的光滑玻璃基底；在所述玻璃基底中形成凹部以进行金属化；在所述玻璃基底上形成半导体设备层；将包含组成图案的金属化和凹部的上玻璃晶片结合到所述半导体设备层；以及去除所述至少一个牺牲特征以在所述玻璃基底中形成所述至少一个应力隔离特征。
[0032]示例10包括示例9的方法，其中蚀刻半导体材料层包括蚀刻所述半导体材料层使得所述至少一个牺牲特征通过所述玻璃晶片中的空隙限定所述至少一个应力隔离特征，所述空隙沿着所述至少一个应力隔离特征的至少一部分。
[0033]示例11包括示例9的方法，其中去除所述至少一个牺牲特征形成至少一个梁，所述至少一个梁支撑所述半导体设备层。
[0034]示例12包括示例9的方法，其中去除所述至少一个牺牲特征形成至少一个梁，所述至少一个梁从形成在所述玻璃晶片中的玻璃垫延伸，所述玻璃垫用于附接到封装。
[0035]示例13包括示例9的方法，其中去除所述至少一个牺牲特征形成玻璃框架，所述玻璃框架通过多个玻璃悬挂装置被联接到中心玻璃块。
[0036]不例14包括微电子机械(MEMS)结构，包括:包含至少一个嵌入式应力隔离特征的玻璃基底层，所述玻璃基底还包括至少一个部位，所述至少一个部位被构造用于将所述MEMS结构联接到封装；半导体设备层，其形成在所述玻璃基底层上，并且包括MEMS传感器；设置在所述半导体设备层上的顶部玻璃层。
[0037]示例15包括示例14的MEMS结构，其中所述至少一个嵌入式应力隔离特征包括至少一个梁，所述至少一个梁支撑所述半导体设备层。
[0038]示例16包括示例14的MEMS结构，其中所述至少一个嵌入式应力隔离特征包括至少一个梁，所述至少一个梁从形成在所述玻璃基底晶片中的玻璃垫延伸，所述玻璃垫被用于隆起结合、环氧树脂、焊料或共晶结合。
[0039]示例17包括示例14的MEMS结构，其中所述至少一个嵌入式应力隔离特征包括玻璃框架，所述玻璃框架通过多个玻璃悬挂装置被联接到中心玻璃块。
[0040]示例18包括示例14的MEMS结构，并且还包括将所述玻璃基底联接到所述封装的多个结合。
[0041 ] 示例19包括示例18的MEMS结构，并且还包括联接到所述玻璃基底中的玻璃框架的多个隆起结合。
[0042]示例20包括示例18的MEMS结构，并且还包括多个隆起结合，每个隆起结合被联接到与所述至少一个嵌入式应力隔离特征中的其中一个一体形成的垫。
[0043]尽管本文已经图示和描述了具体实施例，但是本领域技术人员应该意识到，目的在于实现同样目的的任何布置都可代替示出的具体实施例。因此，显然的是，本发明仅由权利要求及其等同方式限制。
【主权项】
1.一种用于制造微电子机械(MEMS)结构的方法，该方法包括: 在牺牲材料层(100、500)中蚀刻至少一个牺牲特征(104、504)； 将所述牺牲材料层在真空中结合到玻璃晶片(106,506); 加热所述玻璃晶片超过玻璃软化点以将所述玻璃真空成形到所述牺牲层中，从而在所述玻璃晶片(110、510)中留下所述至少一个牺牲特征(104、504); 对所述玻璃晶片进行抛光以建立包含所述至少一个牺牲特征的玻璃基底； 在所述玻璃基底中形成凹部(111)以进行金属化； 在所述玻璃基底中形成半导体设备层(120); 将包含组成图案的金属化和凹部的上玻璃晶片(122)结合到所述半导体设备层； 去除所述至少一个牺牲特征以在所述玻璃晶片中形成应力隔离特征。2.如权利要求1的方法，其中蚀刻至少一个牺牲特征包括在牺牲材料层中蚀刻至少一个牺牲特征，所述牺牲材料具有高于玻璃的软化温度的软化温度。3.一种微电子机械(MEMS)结构，包括: 包含至少一个整块嵌入式应力隔离特征(105、530)的玻璃基底层(110、510)，所述玻璃基底还包括至少一个部位(107、530)，所述至少一个部位构造成将所述MEMS结构联接到封装(130、542)； 半导体设备层(120)，其形成在所述玻璃基底层上并包括MEMS传感器。
【专利摘要】本申请涉及微电子机械系统（MEMS）结构中的应力隔离特征的整块式一体化。提供了一种微电子机械（MEMS）结构。在一个实施例中，该MEMS结构包括玻璃基底层，该玻璃基底层包含至少一个嵌入式应力隔离特征。该玻璃基底还包括至少一个隆起结合部位，该隆起结合部位被构造成用于将该MEMS结构联接到封装。该MEMS结构还包括形成在该玻璃基底层上的半导体设备层，该半导体设备层包括MEMS传感器。该MEMS结构还包括设置在该半导体设备层上的顶部玻璃层。
【IPC分类】B81B7/02, B81C3/00, B81B7/00, B81C1/00
【公开号】CN105366632
【申请号】CN201510473172
【发明人】G.H.罗登, R.苏皮诺
【申请人】霍尼韦尔国际公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年8月5日
【公告号】EP2982643A1, US20160039664
[0021]在准备好了牺牲层500之后，就准备好了形成带有其嵌入式应力隔离特征的MEMS结构的底部玻璃层510。在接近真空的气氛下将玻璃晶片506结合到牺牲层100，如图12所示。图12中的结构被加热超过玻璃软化点。在真空中对玻璃晶片504的这种加热形成了 MEMS结构的底部玻璃层510，因为玻璃晶片504的玻璃熔化或软化并且被拉到牺牲层500中的空隙502的图案内并围绕岛或牺牲特征504，从而形成结构512，如图13所示。结构512被从侧面514和516抛光以去除操作材料并且形成光滑玻璃基底。因此，牺牲特征504被嵌入到或一体化到底部玻璃层510中，如图14所示。在这个实施例中，牺牲特征504限定了玻璃框架530，该框架围绕着MEMS结构的外缘延伸。玻璃框架530围绕中心玻璃板532并且通过多个玻璃悬挂装置534联接到玻璃框架530。
[0022]—旦被形成，就使用合适的管芯附接方法将MEMS设备540插入到封装内，如图15所示。例如，在一个实施例中，MEMS设备540在被制造在玻璃中的应力隔离结构上被隆起结合到封装542。例如，隆起结合538被形成在框架530上以将MEMS设备540安装在封装542中，如图15中所示。在图16中示出了 MEMS设备540的俯视图。在其它的实施例中，其它的管芯附接方法被使用，例如，使用环氧树脂或其它粘合剂、共晶焊、软焊料或者其它管芯附接方法将MEMS设备540固定在封装542内。
[0023]示例实施例
示例1包括用于制造微电子机械(MEMS)结构的方法，该方法包括:在牺牲材料层中蚀刻至少一个牺牲特征；将所述牺牲材料层在真空中结合到玻璃晶片；加热该玻璃晶片超过玻璃软化点以将所述玻璃真空成形到所述牺牲层中，从而在所述玻璃晶片中留下所述至少一个牺牲特征；对所述玻璃晶片进行抛光以建立包含所述至少一个牺牲特征的玻璃基底；在所述玻璃基底中形成用于金属化的凹部；在所述玻璃基底上形成半导体设备层；将包含组成图案的金属化和凹部的上玻璃晶片结合到所述半导体设备层；去除所述至少一个牺牲特征以形成所述玻璃晶片中的应力隔离特征。
[0024]示例2包括示例1的方法，其中蚀刻至少一个牺牲特征包括在半导体材料层中蚀刻至少一个牺牲特征。
[0025]示例3包括示例1-2中任一个的方法，其中蚀刻至少一个牺牲特征包括在牺牲材料层中蚀刻至少一个牺牲特征，所述牺牲材料具有高于玻璃的软化温度的软化温度。
[0026]示例4包括示例1-3中任一项的方法，其中去除所述至少一个牺牲特征形成所述玻璃晶片中的至少一个梁。
[0027]示例5包括示例1-4中任一项的方法，其中去除所述至少一个牺牲特征形成梁，所述梁从形成在所述玻璃晶片中的玻璃垫延伸，所述玻璃垫被用于将所述MEMS结构附接在壳体中。
[0028]示例6包括示例1-5中任一项的方法，其中去除所述至少一个牺牲特征形成玻璃框架，所述玻璃框架通过多个玻璃悬挂装置被联接到中心玻璃块。
[0029]示例7包括示例1-6中任一项的方法，其中加热所述玻璃晶片包括加热所述玻璃晶片到高于所述玻璃软化温度且低于所述牺牲材料的软化温度。
[0030]示例8包括如示例1-7中任一项的方法，还包括:在所述应力隔离特征上形成多个隆起结合；并且将所述隆起结合联接到壳体。
[0031]示例9包括用于制造MEMS结构的方法，该方法包括:蚀刻半导体材料层以形成至少一个牺牲特征，所述至少一个牺牲特征限定了用于所述MEMS结构的至少一个应力隔离特征的模具；将所述半导体材料层在接近真空的气氛下结合到玻璃晶片；加热所述玻璃晶片超过玻璃软化点以将所述玻璃真空成形到所述半导体材料层中，从而将所述至少一个牺牲特征嵌入到所述玻璃晶片，所述玻璃晶片具有第一和第二的相对两侧；在所述第一和第二侧上对所述玻璃晶片进行抛光以建立包含所述至少一个牺牲特征的光滑玻璃基底；在所述玻璃基底中形成凹部以进行金属化；在所述玻璃基底上形成半导体设备层；将包含组成图案的金属化和凹部的上玻璃晶片结合到所述半导体设备层；以及去除所述至少一个牺牲特征以在所述玻璃基底中形成所述至少一个应力隔离特征。
[0032]示例10包括示例9的方法，其中蚀刻半导体材料层包括蚀刻所述半导体材料层使得所述至少一个牺牲特征通过所述玻璃晶片中的空隙限定所述至少一个应力隔离特征，所述空隙沿着所述至少一个应力隔离特征的至少一部分。
[0033]示例11包括示例9的方法，其中去除所述至少一个牺牲特征形成至少一个梁，所述至少一个梁支撑所述半导体设备层。
[0034]示例12包括示例9的方法，其中去除所述至少一个牺牲特征形成至少一个梁，所述至少一个梁从形成在所述玻璃晶片中的玻璃垫延伸，所述玻璃垫用于附接到封装。
[0035]示例13包括示例9的方法，其中去除所述至少一个牺牲特征形成玻璃框架，所述玻璃框架通过多个玻璃悬挂装置被联接到中心玻璃块。
[0036]不例14包括微电子机械(MEMS)结构，包括:包含至少一个嵌入式应力隔离特征的玻璃基底层，所述玻璃基底还包括至少一个部位，所述至少一个部位被构造用于将所述MEMS结构联接到封装；半导体设备层，其形成在所述玻璃基底层上，并且包括MEMS传感器；设置在所述半导体设备层上的顶部玻璃层。
[0037]示例15包括示例14的MEMS结构，其中所述至少一个嵌入式应力隔离特征包括至少一个梁，所述至少一个梁支撑所述半导体设备层。
[0038]示例16包括示例14的MEMS结构，其中所述至少一个嵌入式应力隔离特征包括至少一个梁，所述至少一个梁从形成在所述玻璃基底晶片中的玻璃垫延伸，所述玻璃垫被用于隆起结合、环氧树脂、焊料或共晶结合。
[0039]示例17包括示例14的MEMS结构，其中所述至少一个嵌入式应力隔离特征包括玻璃框架，所述玻璃框架通过多个玻璃悬挂装置被联接到中心玻璃块。
[0040]示例18包括示例14的MEMS结构，并且还包括将所述玻璃基底联接到所述封装的多个结合。
[0041 ] 示例19包括示例18的MEMS结构，并且还包括联接到所述玻璃基底中的玻璃框架的多个隆起结合。
[0042]示例20包括示例18的MEMS结构，并且还包括多个隆起结合，每个隆起结合被联接到与所述至少一个嵌入式应力隔离特征中的其中一个一体形成的垫。
[0043]尽管本文已经图示和描述了具体实施例，但是本领域技术人员应该意识到，目的在于实现同样目的的任何布置都可代替示出的具体实施例。因此，显然的是，本发明仅由权利要求及其等同方式限制。
【主权项】
1.一种用于制造微电子机械(MEMS)结构的方法，该方法包括: 在牺牲材料层(100、500)中蚀刻至少一个牺牲特征(104、504)； 将所述牺牲材料层在真空中结合到玻璃晶片(106,506); 加热所述玻璃晶片超过玻璃软化点以将所述玻璃真空成形到所述牺牲层中，从而在所述玻璃晶片(110、510)中留下所述至少一个牺牲特征(104、504); 对所述玻璃晶片进行抛光以建立包含所述至少一个牺牲特征的玻璃基底； 在所述玻璃基底中形成凹部(111)以进行金属化； 在所述玻璃基底中形成半导体设备层(120); 将包含组成图案的金属化和凹部的上玻璃晶片(122)结合到所述半导体设备层； 去除所述至少一个牺牲特征以在所述玻璃晶片中形成应力隔离特征。2.如权利要求1的方法，其中蚀刻至少一个牺牲特征包括在牺牲材料层中蚀刻至少一个牺牲特征，所述牺牲材料具有高于玻璃的软化温度的软化温度。3.一种微电子机械(MEMS)结构，包括: 包含至少一个整块嵌入式应力隔离特征(105、530)的玻璃基底层(110、510)，所述玻璃基底还包括至少一个部位(107、530)，所述至少一个部位构造成将所述MEMS结构联接到封装(130、542)； 半导体设备层(120)，其形成在所述玻璃基底层上并包括MEMS传感器。
【专利摘要】本申请涉及微电子机械系统（MEMS）结构中的应力隔离特征的整块式一体化。提供了一种微电子机械（MEMS）结构。在一个实施例中，该MEMS结构包括玻璃基底层，该玻璃基底层包含至少一个嵌入式应力隔离特征。该玻璃基底还包括至少一个隆起结合部位，该隆起结合部位被构造成用于将该MEMS结构联接到封装。该MEMS结构还包括形成在该玻璃基底层上的半导体设备层，该半导体设备层包括MEMS传感器。该MEMS结构还包括设置在该半导体设备层上的顶部玻璃层。
【IPC分类】B81B7/02, B81C3/00, B81B7/00, B81C1/00
【公开号】CN105366632
【申请号】CN201510473172
【发明人】G.H.罗登, R.苏皮诺
【申请人】霍尼韦尔国际公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年8月5日
【公告号】EP2982643A1, US20160039664
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