[发明专利]与金属锗硅材料接合的衬底

说明书

技术领域

本发明大体上涉及一种半导体器件，并且更具体地涉及一种用于接合半导体器件封装的技术。

背景技术

对于诸如微电子机械系统(MEMS)器件等的某些类型的半导体器件，期望将器件(例如气密地)密封，以使得器件能够随着时间适当地操作。例如，对于某些类型的MEMS加速计，希望在腔中密封MEMS加速计，以防止在随后工艺期间对MEMS加速计的移动部分的污染。

密封MEMS器件的一种方法是将帽盖晶片接合到包括MEMS器件的第二晶片。该帽盖晶片和第二晶片形成用于MEMS器件的空腔。帽盖晶片可包括在压力和温度下接合到第二晶片的、位于空腔附近的引线玻璃料(lead glass frit)。

需要一种改进的技术，用于将两个晶片接合到一起，以密封诸如MEMS器件的半导体器件。

附图说明

通过参考附图，可更容易理解本发明，且其多个目的、特征和优势对本领域技术人员是显而易见的。

图1是根据本发明一个实施例的一个制造阶段中的器件晶片的部分剖面侧视图。

图2是根据本发明一个实施例的一个制造阶段中的器件晶片的部分顶视图。

图3是根据本发明一个实施例的一个制造阶段中的帽盖晶片的部分剖面侧视图。

图4是根据本发明一个实施例的另一制造阶段中的帽盖晶片的部分剖面侧视图。

图5是根据本发明一个实施例的一个制造阶段中被设置成与器件晶片相对的帽盖晶片的部分剖面侧视图。

图6是根据本发明一个实施例的另一制造阶段中的被压向器件晶片的帽盖晶片的部分剖面侧视图。

除非另外说明，在不同图中使用相同参考标记来指示相同项目。附图不必按比例画出。

具体实施方式

下文列出用于实施本发明的模式的具体描述。该描述意在说明本发明而并非对其进行限制。

通过金属多晶硅锗材料，将帽盖晶片接合到器件晶片，以在半导体器件周围形成密封腔。在一个晶片上，形成硅(Si)、多晶硅锗(SiGe)和多晶锗(Ge)的叠层。金属结构形成在第二晶片上。通过将金属结构和锗结构设置成相互接触，并施加热量(在一些实施例中还施加压力)，从而形成金属硅锗材料。

图1是包括将与帽盖晶片(例如，图3中的301)密封的半导体器件105的器件晶片101的侧视图。在一个实施例中，器件105是MEMS器件，诸如加速计或者开关。在MEMS器件的一个实例中，器件105包括由多晶硅制成的校验质量(proof mass)(未示出)，其由弹簧支撑且可相对于衬底103移动。在这种实施例中，器件105包括电容结构，其电容可被测量以检测校验质量的移动。但是，在其他实施例中，器件105可是其他类型的半导体器件。例如，在一个实施例中，器件105可以是转换器(transducer)。

晶片101包括衬底103，在一个实施例中，该衬底由体单晶硅制成。绝缘层107(例如SiO₂)形成在衬底103上。在所示实施例中，层107由硅的局部氧化(LOCOS)工艺形成，但是在其他实施例中可通过其他方法形成。在一个实施例中，可研磨和抛光晶片101的背面侧(未示出)。层107形成有在随后形成的半导体器件105的位置附近的开口111。在其他实施例中，开口111可由图形化层107形成。在一个实施例中，层107厚度为25K埃，但是在其他实施例中可以是其他厚度。

在形成层107之后，多晶硅层113和120(硅的多晶层)和金属层122形成在层107之上。在一个实施例中，分离地形成层113、120和122且之后，在形成下一层之前将其图形化，以形成这些层的所需结构。在一些实施例中，在形成多晶硅层113和120之后或之前形成电介质层，诸如层118，以用于隔离由这些层形成的各个结构。而且，可使用牺牲层(未示出)，用于形成在随后工艺中稍后去除的所需结构。在一个实施例中，层118可以是富硅的氮化物材料。

在所示实施例中，器件105包括层113、118、120、122。在这种器件中，可图形化这些器件，以在器件中各位置处，去除层的一部分。但是，为了简化，示出器件105具有这些层，所述层位于一直跨越器件105的虚线中。在其他实施例中，包括器件105的晶片101可包括其他半导体层和金属层。

晶片101包括围绕器件105的密封环117。环117位于开口111之上，其中，层113的多晶硅材料与开口111处衬底103的硅材料接触。