[发明专利]一种用于微机电系统器件的密封结构及其方法

说明书

本申请是中国专利申请200410086332.2的分案申请。

技术领域

本发明一般地涉及产品制造。具体而言，本发明提供了用于将透明罩气密地接合到半导体衬底的一种方法和结构。仅作为示例，本发明被应用于被气密地接合到包含了微机电系统的半导体晶片的透明玻璃罩。该方法和结构可以被应用于显示技术以及，例如电荷耦合显示照相阵列和红外阵列。

背景技术

硅集成电路的封装已经达到了一个较高的成熟水平。图1图示了传统硅集成电路封装件的简化示图。硅集成电路管芯110被安装在具有球栅阵列120的基座115上。线接合125被连接(attach)至硅管芯110以提供至基座115的电连接。一般地，硅管芯110和线接合125被用塑料包封物130包封。得到的封装件坚固耐用而且便宜。

图1所图示的封装件在应用中存在几个缺点，这些缺点通常需要更多的硅集成电路的电操作。这种应用的一个示例就是从微镜阵列或者其它微机电系统(MEMS)结构的光反射。例如，这些应用一般需要用光能量照射硅集成电路的顶部并然后以高效率从硅集成电路的顶部反射光能量的能力。塑料包封物的光学特性，包括透明度不足、折射率不均一以及表面粗糙度，使得这些封装件不适合用于这样的应用。另外，很多MEMS经常需要位于硅集成电路的表面上方的开放空间，以使得微机电结构能够沿平行于MEMS平面的方向以及垂直于MEMS的平面的方向移动。因此，塑料包封物与集成电路表面的物理接触使得该封装件不适合于很多MEMS应用。

发明内容

本发明一般地涉及产品制造。具体而言，本发明提供了气密地将透明罩接合到半导体衬底上的方法和结构。仅作为示例，本发明被应用于被气密地接合到半导体晶片上的透明玻璃罩，所述半导体晶片包含微机电系统。该方法和结构可以应用于显示技术以及，例如电荷耦合显示照相阵列和红外阵列。

在根据本发明的具体实施例中，提供了一种用于微机电系统器件的密封结构，包括：衬底，包括多个个体芯片，每个所述个体芯片包括多个微机电系统器件，所述个体芯片以空间方式布置成第一阵列构造，所述第一阵列构造包括多个第一迹道区域和多个第二迹道区域，所述第二迹道区域与所述第一迹道区域相交以形成所述第一阵列构造；以及密封构件，接合到所述衬底，所述密封构件具有预定厚度，并包括：在所述预定厚度内的多个凹入区域，所述凹入区域以空间方式布置成与所述第一阵列构造对应的第二阵列构造，其中每个所述凹入区域以支座区域为边界，所述支座区域接合到所述第一迹道区域和所述第二迹道区域，以将每个所述个体芯片包围在所述凹入区域中一个内；以及光学过滤装置，布置于所述密封构件上并用于遮挡入射到所述密封构件上的部分光束。

在替代的具体实施例中，本发明提供了一种用于将微机电系统器件密封在密封结构中的方法，包括：提供衬底，所述衬底包括多个个体芯片，每个所述个体芯片包括多个微机电系统器件，所述个体芯片以空间方式布置成第一阵列构造，所述第一阵列构造包括多个第一迹道区域和多个第二迹道区域，所述第二迹道区域与所述第一迹道区域相交以形成所述第一阵列构造；提供预定厚度的密封构件，所述密封构件包括：在所述预定厚度内的多个凹入区域，所述凹入区域以空间方式布置成与所述第一阵列构造对应的第二阵列构造，其中每个所述凹入区域以支座区域为边界；以及光学过滤装置，布置于所述密封构件上并用于遮挡入射到所述密封构件上的部分光束；以每个所述凹入区域中和所述个体芯片中对应一个对准的方式将所述密封构件和所述衬底对准，其中所述支座区域接合到所述第一迹道区域和所述第二迹道区域，以将每个所述个体芯片包围在所述凹入区域中一个内；以及至少使用接合工艺，通过将所述密封构件的所述支座区域接触到所述第一迹道区域和所述第二迹道区域，将所述个体芯片密封在所述凹入区域中一个内，以将每个所述个体芯片隔离在所述凹入区域中一个内。