[发明专利]封闭的MEMS器件的内部电接触

说明书

技术领域

本发明总体上涉及MEMS器件，并且更确切地涉及提供MEMS器件封闭构造(enlosure)的电接触。

背景技术

MEMS器件被用于多种环境中。在此类器件中，通常要求将一个操作层(handle layer)电接地，以便提供一种电屏蔽来获得低的噪声性能。与该操作层的电连接是由一种导线接合来提供的。然而，这种导线接合要求纵向空间，并且在封装后会增大该MEMS器件的总厚度。因此，令人希望的是不需要导线接合的一种MEMS器件及方法。

这种用于提供到操作层上的电连接的MEMS器件和方法应该简单、容易实施、而且能够适应现有的环境。本发明着手解决了此类需要。

发明内容

在此披露了一种MEMS器件。这种MEMS器件包括一个MEMS衬片。这种MEMS衬片包括一个第一半导体层(操作层)，该第一半导体层通过一个介电层连接到一个第二半导体层(器件层)上，而该介电层位于这两个层之间。由该第二半导体层形成了多个MEMS结构并且这些

MEMS结构包括多个第一导电垫片。这种MEMS器件进一步包括一个基底衬片，该基底衬片包括在其上的多个第二导电垫片。这些第二导电垫片被连接到第一导电垫片上。最后，这种MEMS器件包括一个导电连接件，这个导电连接件是穿过该MEMS衬片的介电层而形成的，以便提供在该第一半导体层与该第二半导体层之间的电偶联。该基底衬片被电连接到该第二半导体层以及第一半导体层上。在其他实施例中，该基底衬片可包括CMOS电路。

因此，根据一个实施例的MEMS器件提供了一种内部电连接并且消除了对于在常规MEMS器件中所需的外部导线接合的需要，并且能够减小该器件的厚度。本发明的其他方面和优点将通过以下结合附图并举例说明本发明原理的详细描述而变得清楚。

附图说明

图1是一个图解，它示出了根据第一实施例的具有一种内部直接电耦联的接合的MEMS基底衬片器件的截面。

图2A-2E是多个图解，它们示出了一系列截面，来展示从操作层到MEMS器件层准备就绪用于接合到图1的器件的基底衬片上的建立这种电耦联的多个加工步骤。

图3是一个图解，它示出了根据第二实施例的具有一个内部直接电耦联的接合的MEMS基底衬片器件的截面。

图4是一个图解，它示出了根据第三实施例的具有一个内部直接电耦联的接合的MEMS基底衬片器件的截面。

图5A-5G是多个图解，它们示出了一系列截面，来展示从操作层到MEMS器件层准备就绪用于接合到图4的器件的基底衬片上的建立这种电耦联的多个加工步骤。

具体实施方式

本发明总体上涉及MEMS器件，并且更确切地是涉及用于封闭的CMOS-MEMS器件的电耦联。在此提出的以下说明是要使得本领域的普通技术人员能够制作和使用本发明，并且是在专利申请及其要求的背景中提供的。对所描述的优选实施例和通用原理以及在此描述的特征的各种修改对本领域的技术人员而言是非常清楚的。因此，本发明并非旨在局限于所示实施例，而是应对其赋予同在此描述的这些原理和特征相一致的最广阔的范围。

在所说明的实施例中，微机电系统(MEMS)是指利用类似于半导体工艺制造的并且展现出诸如移动和变形能力的机械特性的一类结构或者器件。MEMS经常(但并非总是)与电信号相互作用。MEMS器件包括但是不限于回转仪、加速表、磁强计、压力传感器、以及射频部件。包含MEMS结构的硅晶片被称为MEMS晶片。

在所描述的这些实施例中，MEMS器件可以是指被实施为微机电系统的半导体器件。MEMS结构可以是指能够成为大型MEMS器件一部分的任何特征。工程化绝缘体上的硅(ESOI)晶片可以是指在硅器件层或者是衬片之下具有多个空穴的SOI晶片。操作晶片典型地是指一种较厚的衬片，该衬片被用作绝缘体上的硅晶片中较薄的硅器件衬片的载体。操作衬片和操作晶片可以互换。

在所描述的实施例中，空穴可以是指衬片晶片上的开口或者凹陷，而封闭构造可以是指一种全封闭的空间。

为了更详细地描述本发明的这些特征：在此披露了无需金属线接合而实现MEMS器件的操作层、器件层和基底衬片的直接电耦联的装置和制造方法。