[发明专利]双压力MEMS芯片圆片级封装方法及其双压力MEMS芯片

权利要求书

1.双压力MEMS芯片圆片级封装方法，步骤为：

（1）盖板圆片形成：在盖板圆片衬底上表面蚀刻出第一上腔体和第二上腔体，并生长盖板绝缘层；

（2）待键合MEMS圆片形成：将步骤（1）形成的盖板圆片与MEMS圆片键合，在盖板圆片下表面加工盖板凹腔，磨削MEMS圆片，形成MEMS结构层，在MEMS结构层上分别蚀刻出第一密封区、第一MEMS结构、第二密封区、第二MEMS结构和第三密封区，在第三密封区上蚀刻出通气槽，形成待键合MEMS圆片；

（3）底板圆片形成：在底板圆片衬底上表面蚀刻出第一下腔体、第二下腔体和底板凹腔，生长底板绝缘层，在位于底板凹腔的底板绝缘层上形成压焊块，在除第一下腔体、第二下腔体和底板凹腔的底板绝缘层上形成焊料层，将压焊块与焊料层电连接；

（4）键合MEMS圆片形成：将底板圆片的焊料层分别对准待键合MEMS圆片的第一密封区、第二密封区和第三密封区，在设定压力的键合室中进行键合，形成键合MEMS圆片；

（5）通气口形成：蚀刻键合MEMS圆片的盖板，形成盖板表面和盖板斜侧面，露出盖板绝缘层，然后清洗，再蚀刻除去盖板绝缘层，露出通气槽外端，形成通气口；

（6）双压力MEMS圆片形成：在设定压力的密封室中，在键合MEMS圆片的盖板表面覆盖密封层，密封住通气口，切割压焊块上方的MEMS结构层，露出压焊块，形成双压力MEMS圆片；

（7）双压力MEMS芯片形成：切割双压力MEMS圆片，形成双压力MEMS芯片。

2.根据权利要求1所述的双压力MEMS芯片圆片级封装方法，其特征在于：步骤（4）所述的键合室的压力小于步骤（6）所述密封室的压力。

3.根据权利要求1或2所述的双压力MEMS芯片圆片级封装方法，其特征在于：步骤（1）中所述的盖板绝缘层是由盖板氧化生成的。

4.根据权利要求1或2所述的双压力MEMS芯片圆片级封装方法，其特征在于：步骤（2）中盖板圆片与MEMS圆片键合方式是Si-SiO₂键合。

5.根据权利要求1或2所述的双压力MEMS芯片圆片级封装方法，其特征在于：步骤（3）中压焊块与焊料层电连接方式为：在底板绝缘层内穿有导线，压焊块与焊料层通过导线电连接。

6.根据权利要求1或2所述的双压力MEMS芯片圆片级封装方法，其特征在于：步骤（5）中键合MEMS圆片的盖板蚀刻方式为无掩模异方性蚀刻。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的双压力MEMS芯片圆片级封装方法制得的双压力MEMS芯片，由盖板、MEMS结构层和底板组成，盖板包括盖板表面和盖板斜侧面，盖板表面和盖板斜侧面上有密封层密封，盖板上至少有一个第一上腔体和一个第二上腔体，底板上至少有一个第一下腔体和一个第二下腔体，第一上腔体和第一下腔体形成第一密封腔，第二上腔体和第二下腔体形成第二密封腔，MEMS结构层至少分为第一密封区、第一MEMS结构、第二密封区、第二MEMS结构和第三密封区，第一密封腔与第二密封腔由第二密封区隔离，第一MEMS结构位于第一密封腔内，第二MEMS结构位于第二密封腔内，第三密封区内有通气槽，通气槽的内端位于第二密封腔内，可与第二密封腔通气，从而使第二密封腔内压力大于第一密封腔内压力，通气槽的外端位于MEMS结构层外露区，由密封层覆盖密封；盖板与MEMS结构层间有盖板绝缘层隔离，MEMS结构层与底板之间有底板绝缘层，底板绝缘层通过焊料层与MEMS结构层连接，焊料层密封住通气槽的外端，底板上至少有一个底板凹腔，底板凹腔的底板绝缘层上至少有一个压焊块，压焊块与MEMS结构电连接。

8.根据权利要求7所述的双压力MEMS芯片，其特征在于：压焊块与MEMS结构层通过导线电连接，所述导线位于底板绝缘层内。