[发明专利]一种集成晶圆级真空封装的MEMS器件及其制造方法

权利要求书

1.一种集成晶圆级真空封装的MEMS器件制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

在单晶硅晶圆衬底上形成MEMS结构；

在所述MEMS结构上形成第一牺牲层；

在所述第一牺牲层上形成图形化的电极层；

在所述图形化的电极层上形成第二牺牲层；

在所述单晶硅晶圆衬底上形成密封空腔，其中所述密封空腔位于MEMS结构下方，所述密封空腔由形成在所述第二牺牲层上的第三牺牲层密封；

图形化所述第二牺牲层和第三牺牲层，在所述第二牺牲层和第三牺牲层上形成开口结构；

在所述图形化的第三牺牲层上形成覆盖层，所述覆盖层与所述电极层通过所述第二牺牲层和第三牺牲层上的开口相连接；

图形化所述覆盖层，在所述覆盖层上形成开口结构，并通过所述覆盖层的开口结构去除所述第一牺牲层的部分结构、所述第二牺牲层的部分结构和所述第三牺牲层的部分结构，使MEMS结构得到释放；

在所述覆盖层上形成密封结构，在所述密封结构上有用于金属接触的开口结构；

在所述密封结构上形成金属引线；

低温退火。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单晶硅晶圆衬底的晶向为<111>。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述MEMS结构上形成第一牺牲层还包括图形化所述第一牺牲层，在所述第一牺牲层上得到开口结构，其中所述第一牺牲层的开口结构用于确定所述MEMS结构的锚定位置。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述单晶硅晶圆衬底上形成密封空腔包括：

在所述第一牺牲层、第二牺牲层和单晶硅晶圆衬底上形成至少一个连通所述第一牺牲层、第二牺牲层和单晶硅晶圆衬底的开口，用于暴露部分所述单晶硅晶圆衬底；

通过所述开口，在所述单晶硅晶圆衬底上形成一个空腔，其中所述空腔位于MEMS结构下方，在所述单晶硅晶圆衬底上形成空腔的方法是硅的各向异性刻蚀方法；

在所述第二牺牲层上形成第三牺牲层，密封所述开口，使得所述空腔形成一个密封空腔。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述第一牺牲层、第二牺牲层和单晶硅晶圆衬底上形成至少一个连通所述第一牺牲层、第二牺牲层和单晶硅晶圆衬底的开口包括：

在所述第一牺牲层、第二牺牲层和单晶硅晶圆衬底上形成至少一个连通所述第一牺牲层、第二牺牲层和单晶硅晶圆衬底的第一开口，其中在所述单晶硅晶圆衬底上的第一开口的深度小于所述MEMS结构的高度；

在所述第一开口的内表面形成保护层，并去除位于所述第一开口下表面的所述保护层；

在所述第一开口上继续形成第二开口，其中在所述单晶硅晶圆衬底上的第一开口深度与第二开口深度之和大于所述MEMS结构的高度。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述保护层的厚度小于第一牺牲层与第二牺牲层的厚度之和。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，去除位于所述第一开口下表面的所述保护层的方法是自对准各向异性刻蚀方法。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述覆盖层上形成密封结构包括：

在所述覆盖层上形成绝缘层，图形化所述绝缘层形成开口结构，其中所述绝缘层的开口结构用于金属接触。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述电极层和覆盖层都是外延生长的多晶硅层，且掺杂类型相同。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述覆盖层上形成密封结构包括：

在所述覆盖层上形成密封层，图形化所述覆盖层和密封层形成开口结构，其中所述开口结构与未去除的所述第二牺牲层和第三牺牲层相对准；

在所述密封层上形成绝缘层，图形化所述绝缘层形成开口结构，其中所述绝缘层的开口结构用于金属接触。

11.如权利要求1或10所述的方法，其特征在于，所述电极层、覆盖层和密封层都是外延生长的多晶硅层，且掺杂类型相同。