的硅玻璃阳极或硅-硅共熔结合过程兼容。
[0016]d.在本发明的一些实施方式中，可以使用传感器基板的金属层(该金属层被有意地铺设在传感器基板的密封区域上)作为密封材料。这消除了在封帽基板上构图附加密封材料的需要，不过假定密封材料导电，则如果希望仍然可以使用不同的密封材料。
[0017]e.本发明与几乎任何传感器基板(MEMS部件的密封区域和导电引线相对于彼此以相同偏移水平(公差小于±lum)放置在该基板上)兼容。这对于通过CMOS或类似过程制造并包含集成电路的传感器基板同样有效。
[0018]f.本发明允许使用亚微米密封材料，因为所公开的方法确保在密封区域中没有台阶高度。
[0019]g.本发明不需要为了形成焊线结合焊盘而沉积的金属层来进行附加构图步骤。这是通过分别利用封帽基板的硅层和氧化物层作为阴影掩模和分离层而实现的。
[0020]h.在本发明的一个实施方式中，封装在气密密封空腔中的悬置MEMS部件的完成制造仅仅需要三个光刻步骤。
[0021]1.通过本发明的方法，不同于公知的MEMS沉积/蚀刻/结合过程，过程步骤数量的减少和复杂过程的消除增加了可靠性和成品率，并且降低了制造气密密封的MEMS部件的成本。
[0022]j.本发明与用作传感器基板或封帽基板或这二者的CMOS晶片兼容。
[0023]k.本发明与在过孔内进行的导体重填过程兼容，不过对于本发明来说，这并不是从垂直馈穿部获得电接触的唯一途径。而且，对于本发明来说，导体重填过程不需要气密地填充过孔，这是因为对于所公开的方法来说，重填过程不影响密封腔室的气密性。
【附图说明】
[0024]为了更详细地描述本发明，已经准备了如下附图并将这些附图附于该说明书之后。下面给出附图列表和定义。
[0025]图1、2、3和4分别描述了在该发明中呈现的方法的四个不同实施方式。
[0026]图1A示出了第一基板2，该第一基板2具有MEMS部件4、MEMS部件4的金属引线6、引线支撑件8和锚固件10以及密封区域12和铺设在密封区域12上的密封材料14;
[0027]图1B示出了第二基板16，该第二基板16用来造用于图1A中的MEMS部件4的封帽基板；
[0028]图1C示出了简单地通过蚀刻图1B的封帽基板16的第一硅层18—直到达埋设氧化层20来同时对密封壁26和垂直馈穿部28进行构图；
[0029]图1D示出了使用密封材料14并且以将MEMS部件4完全封装在封闭空腔30内的方式被结合至封帽基板16的密封壁26的传感器基板2的密封区域12;
[0030]图2A示出了第一传感器基板2，该第一传感器基板2具有MEMS部件4、MEMS部件4的金属引线6、引线支撑件8和锚固件10、屏蔽金属42以及密封区域12;
[0031]图2B示出了第二基板16即封帽基板，该第二基板与图1C中的基板几乎一样，不过该第二基板包含有附加牺牲导体层44;
[0032]图2C示出了没有使用任何密封材料并且以将MEMS部件4完全封装在封闭空腔30内的方式被阳极地结合至封帽基板16的密封壁26的传感器基板2的密封区域12;
[0033]图2D示出了将图2C的牺牲导体层44移除、将过孔24内的埋设氧化物移除、并且最终在垂直馈穿部28的暴露表面36上形成焊线结合焊盘38(焊线40连接至该焊线结合焊盘38)之后的图2C的结合晶片对；
[0034]图3A示出了第一传感器基板2，该第一传感器基板2具有MEMS部件4、MEMS部件4的金属引线6、硅引线46和锚固件10以及密封区域12;
[0035]图3B示出第二基板16即封帽基板，该第二基板16与图1C的封帽基板几乎一样，不过该第二基板16包含附加密封材料48，该附加密封材料48被沉积在密封壁26和垂直馈穿部28 二者的底表面上；
[0036]图3C示出了使用密封材料48并以将MEMS部件4完全封装在封闭空腔30内的方式被结合至彼此的传感器基板2和封帽基板16;
[0037]图4A示出了第一基板50，该第一基板50具有MEMS部件4、MEMS部件4的硅引线46以及密封区域12;
[0038]图4B示出了与图1C的封帽基板一样并通过密封壁26和垂直馈穿部28结合至传感器基板50的密封区域12和硅引线46的第二基板16;
[0039]图5示出了应用于本发明的包装方法的过孔重填技术，该过孔填充技术是用来从垂直馈穿部28获得电接触的焊线技术的另选方案。
[0040]附图中的元件(特征/部件/部分)的定义
[0041]附图中覆盖的为了更好地说明本发明而准备的特征/部件/零件的定义分开编号并按如下给出:
[0042]2-由玻璃基底制成的第一(传感器)基板；
[0043]4-MEMS 部件
[0044]6-MEMS部件的金属引线
[0045]8-用于MEMS部件的引线支撑件
[0046]10-MEMS部件的锚固件
[0047]12-密封区域
[0048]14-铺设在传感器基板上的密封材料
[0049]16-第二 (封帽)基板
[0050]18-第二 (封帽)基板的第一硅层
[0051]20-第二 (封帽)基板的埋设氧化物层
[0052]22-第二 (封帽)基板的第二硅层
[0053]24-过孔
[0054]26-密封壁
[0055]28-垂直馈穿部
[0056]30-空腔
[0057]32-空腔的顶盖
[0058]34-吸气材料
[0059]36-过孔内的垂直馈穿部的暴露表面
[0060]38-焊线结合焊盘[0061 ]40-焊线
[0062]42-屏蔽金属层
[0063]44-牺牲导体层
[0064]46-硅引线
[0065]48-铺设在封帽基板上的密封材料
[0066]50-由SOI晶片制成的第一(传感器)基板
[0067]52-第一(传感器)基板的埋设氧化物层
[0068]54-偏移间隙
[0069]56-第一(传感器)基板的基底硅层
[0070]58-第二 (封帽)基板上的隔离层
[0071 ]60-填充在过孔内的用于引线转移的电导体
【具体实施方式】
[0072]本发明的目标是提供一种可应用于MEMS结构的可容易地重复的、高生产率、高可靠性的和低成本晶片级气密包装方法。本发明通过一些示例性实施方式来描述，不过本发明的范围和精神不限于由这些实施方式公开的具体形式。
[0073]图1A示出了第一基板2，该第一基板2具有MEMS部件4、MEMS部件4的金属引线6、引线支撑件8和锚固件10，以及密封区域12和铺设在密封区域12上的密封材料14。基板2的基底可以由诸如硼硅酸盐或派热克斯玻璃之类的玻璃制成，同时通过使用本领域技术人员已知的合适的掩模层和蚀刻剂蚀刻基板表面而形成锚固件10、引线支撑件8和密封区域12。锚固件10在MEMS部件4的一些部分和基板的被蚀刻表面之间产生大约若干微米的偏移。这样，MEMS部件4的不接触基板2的表面的一些部分可以被认为是悬置的。金属引线6和密封材料14可以使用相同类型的材料在同一个制造步
[0016]d.在本发明的一些实施方式中，可以使用传感器基板的金属层(该金属层被有意地铺设在传感器基板的密封区域上)作为密封材料。这消除了在封帽基板上构图附加密封材料的需要，不过假定密封材料导电，则如果希望仍然可以使用不同的密封材料。
[0017]e.本发明与几乎任何传感器基板(MEMS部件的密封区域和导电引线相对于彼此以相同偏移水平(公差小于±lum)放置在该基板上)兼容。这对于通过CMOS或类似过程制造并包含集成电路的传感器基板同样有效。
[0018]f.本发明允许使用亚微米密封材料，因为所公开的方法确保在密封区域中没有台阶高度。
[0019]g.本发明不需要为了形成焊线结合焊盘而沉积的金属层来进行附加构图步骤。这是通过分别利用封帽基板的硅层和氧化物层作为阴影掩模和分离层而实现的。
[0020]h.在本发明的一个实施方式中，封装在气密密封空腔中的悬置MEMS部件的完成制造仅仅需要三个光刻步骤。
[0021]1.通过本发明的方法，不同于公知的MEMS沉积/蚀刻/结合过程，过程步骤数量的减少和复杂过程的消除增加了可靠性和成品率，并且降低了制造气密密封的MEMS部件的成本。
[0022]j.本发明与用作传感器基板或封帽基板或这二者的CMOS晶片兼容。
[0023]k.本发明与在过孔内进行的导体重填过程兼容，不过对于本发明来说，这并不是从垂直馈穿部获得电接触的唯一途径。而且，对于本发明来说，导体重填过程不需要气密地填充过孔，这是因为对于所公开的方法来说，重填过程不影响密封腔室的气密性。
【附图说明】
[0024]为了更详细地描述本发明，已经准备了如下附图并将这些附图附于该说明书之后。下面给出附图列表和定义。
[0025]图1、2、3和4分别描述了在该发明中呈现的方法的四个不同实施方式。
[0026]图1A示出了第一基板2，该第一基板2具有MEMS部件4、MEMS部件4的金属引线6、引线支撑件8和锚固件10以及密封区域12和铺设在密封区域12上的密封材料14;
[0027]图1B示出了第二基板16，该第二基板16用来造用于图1A中的MEMS部件4的封帽基板；
[0028]图1C示出了简单地通过蚀刻图1B的封帽基板16的第一硅层18—直到达埋设氧化层20来同时对密封壁26和垂直馈穿部28进行构图；
[0029]图1D示出了使用密封材料14并且以将MEMS部件4完全封装在封闭空腔30内的方式被结合至封帽基板16的密封壁26的传感器基板2的密封区域12;
[0030]图2A示出了第一传感器基板2，该第一传感器基板2具有MEMS部件4、MEMS部件4的金属引线6、引线支撑件8和锚固件10、屏蔽金属42以及密封区域12;
[0031]图2B示出了第二基板16即封帽基板，该第二基板与图1C中的基板几乎一样，不过该第二基板包含有附加牺牲导体层44;
[0032]图2C示出了没有使用任何密封材料并且以将MEMS部件4完全封装在封闭空腔30内的方式被阳极地结合至封帽基板16的密封壁26的传感器基板2的密封区域12;
[0033]图2D示出了将图2C的牺牲导体层44移除、将过孔24内的埋设氧化物移除、并且最终在垂直馈穿部28的暴露表面36上形成焊线结合焊盘38(焊线40连接至该焊线结合焊盘38)之后的图2C的结合晶片对；
[0034]图3A示出了第一传感器基板2，该第一传感器基板2具有MEMS部件4、MEMS部件4的金属引线6、硅引线46和锚固件10以及密封区域12;
[0035]图3B示出第二基板16即封帽基板，该第二基板16与图1C的封帽基板几乎一样，不过该第二基板16包含附加密封材料48，该附加密封材料48被沉积在密封壁26和垂直馈穿部28 二者的底表面上；
[0036]图3C示出了使用密封材料48并以将MEMS部件4完全封装在封闭空腔30内的方式被结合至彼此的传感器基板2和封帽基板16;
[0037]图4A示出了第一基板50，该第一基板50具有MEMS部件4、MEMS部件4的硅引线46以及密封区域12;
[0038]图4B示出了与图1C的封帽基板一样并通过密封壁26和垂直馈穿部28结合至传感器基板50的密封区域12和硅引线46的第二基板16;
[0039]图5示出了应用于本发明的包装方法的过孔重填技术，该过孔填充技术是用来从垂直馈穿部28获得电接触的焊线技术的另选方案。
[0040]附图中的元件(特征/部件/部分)的定义
[0041]附图中覆盖的为了更好地说明本发明而准备的特征/部件/零件的定义分开编号并按如下给出:
[0042]2-由玻璃基底制成的第一(传感器)基板；
[0043]4-MEMS 部件
[0044]6-MEMS部件的金属引线
[0045]8-用于MEMS部件的引线支撑件
[0046]10-MEMS部件的锚固件
[0047]12-密封区域
[0048]14-铺设在传感器基板上的密封材料
[0049]16-第二 (封帽)基板
[0050]18-第二 (封帽)基板的第一硅层
[0051]20-第二 (封帽)基板的埋设氧化物层
[0052]22-第二 (封帽)基板的第二硅层
[0053]24-过孔
[0054]26-密封壁
[0055]28-垂直馈穿部
[0056]30-空腔
[0057]32-空腔的顶盖
[0058]34-吸气材料
[0059]36-过孔内的垂直馈穿部的暴露表面
[0060]38-焊线结合焊盘[0061 ]40-焊线
[0062]42-屏蔽金属层
[0063]44-牺牲导体层
[0064]46-硅引线
[0065]48-铺设在封帽基板上的密封材料
[0066]50-由SOI晶片制成的第一(传感器)基板
[0067]52-第一(传感器)基板的埋设氧化物层
[0068]54-偏移间隙
[0069]56-第一(传感器)基板的基底硅层
[0070]58-第二 (封帽)基板上的隔离层
[0071 ]60-填充在过孔内的用于引线转移的电导体
【具体实施方式】
[0072]本发明的目标是提供一种可应用于MEMS结构的可容易地重复的、高生产率、高可靠性的和低成本晶片级气密包装方法。本发明通过一些示例性实施方式来描述，不过本发明的范围和精神不限于由这些实施方式公开的具体形式。
[0073]图1A示出了第一基板2，该第一基板2具有MEMS部件4、MEMS部件4的金属引线6、引线支撑件8和锚固件10，以及密封区域12和铺设在密封区域12上的密封材料14。基板2的基底可以由诸如硼硅酸盐或派热克斯玻璃之类的玻璃制成，同时通过使用本领域技术人员已知的合适的掩模层和蚀刻剂蚀刻基板表面而形成锚固件10、引线支撑件8和密封区域12。锚固件10在MEMS部件4的一些部分和基板的被蚀刻表面之间产生大约若干微米的偏移。这样，MEMS部件4的不接触基板2的表面的一些部分可以被认为是悬置的。金属引线6和密封材料14可以使用相同类型的材料在同一个制造步
再多了解一些
本文用于企业家、创业者技术爱好者查询，结果仅供参考。
