[发明专利]利用多晶锗硅通孔形成MEMS晶圆电连接的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种利用多晶锗硅通孔形成MEMS(Micro-Electro-Mechanic System)晶圆电连接的方法。

背景技术

微机电系统MEMS是将微电子技术与机械工程融合到一起的一种工业技术，它的操作范围在微米范围内。一方面，MEMS技术采用了半导体技术中的光刻、腐蚀、薄膜等一系列的现有技术和材料。但另一方面，MEMS更侧重于超精密机械加工，并要涉及微电子、材料、力学、化学、机械学诸多学科领域。而且，MEMS的学科面也扩大到微尺度下的力、电、光、磁、声、表面等物理学的各分支。

在实现对MEMS晶圆的电连接的时候，在现有技术中，当前的运动MEMS晶圆(Motion MEMS wafer)设计需要双切片工艺实现的焊盘打开，这种工艺流程周期较长而且成本较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够简化工艺并降低成本的利用多晶锗硅通孔形成MEMS晶圆电连接的方法。

为了实现上述技术目的，根据本发明，提供了一种利用多晶锗硅通孔形成MEMS晶圆电连接的方法，包括：在具有隔离凹槽的MEMS硅晶圆上形成上部硅层，其中MEMS硅晶圆与上部硅层之间通过第一氧化层隔开，而且在上部硅层表面形成有凹进部；在所述凹进部中填充氧化物；沉积第一光刻胶层，并且对第一光刻胶层进行光刻从而在所述凹进部区域上方形成光刻胶开口；利用形成光刻胶开口的第一光刻胶层进行刻蚀，从而形成进入MEMS硅晶圆的盲孔，随后去除第一光刻胶层，所述盲孔的深度大于隔离凹槽的深度；执行氧化物生长，从而在暴露的表面上形成第三氧化层；在第三氧化层上生长掺杂的多晶锗硅层，其中掺杂的多晶锗硅层填充了盲孔的空间；对掺杂的多晶锗硅层进行研磨，在第三氧化层处停止研磨，仅仅留下处于盲孔空间的多晶锗硅填充部分；对第三氧化层进行研磨，直到露出上部硅层；沉积合金层；形成合金层的合金层图案，合金层图案包含覆盖所述多晶锗硅填充部分的合金部分；对MEMS硅晶圆的隔离凹槽上方的上部硅层进行刻蚀；提供目标晶圆，目标晶圆形成有处于金属互连层的金属互连，而且金属互连连接至重布线层；使得MEMS硅晶圆的形成有合金部分的一面与目标晶圆的形成有重布线层的一面相对并接触，使得所述合金部分接触重布线层；将MEMS硅晶圆的与形成有合金部分的一面相对的相对面减薄，以便从所述相对面暴露所述多晶锗硅填充部分；将目标晶圆的与形成有重布线层的一面相对的一面布置在电路板上，并且将暴露的所述多晶锗硅填充部分从所述相对面电连接至电路板上露出的连接点。

优选地，所述是MEMS晶圆的运动MEMS晶圆。

优选地，所述第一氧化层是氧化硅层。

优选地，在所述凹进部中填充氧化物的步骤包括：在上部硅层上沉积第二氧化物层，并且对第二氧化物层进行化学机械研磨从而仅保留所述凹进部中的第二氧化物层。

优选地，第二氧化物层是氧化硅层。

优选地，所述合金层是锗膜。

优选地，目标晶圆是CMOS晶圆。

优选地，所述电路板是印制电路板。

优选地，采用引线实现暴露的所述多晶锗硅填充部分与电路板上露出的连接点之间的连接，在引线的两端分别形成焊点。

优选地，所述合金层是共晶合金层。

在根据本发明的利用多晶锗硅通孔形成MEMS晶圆电连接的方法中，由于采用掺杂的多晶锗硅作为MEMS晶圆至外部的互连，实现了通孔中的更低的电阻，而且填充的掺杂的多晶锗硅的掺杂是可以调节，实现了互连参数设置的灵活性；此外，硅通孔实现了MEMS晶圆裸片尺寸的收缩，无需连接至外部的附加焊盘开口触点。并且，根据本发明优选实施例的利用多晶锗硅通孔形成MEMS晶圆电连接的方法实现了倒装芯片(Flip chip)。

附图说明

结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：

图1示意性地示出了根据本发明优选实施例的利用多晶锗硅通孔形成MEMS晶圆电连接的方法的第一步骤。

图2示意性地示出了根据本发明优选实施例的利用多晶锗硅通孔形成MEMS晶圆电连接的方法的第二步骤。

图3示意性地示出了根据本发明优选实施例的利用多晶锗硅通孔形成MEMS晶圆电连接的方法的第三步骤。

图4和图5示意性地示出了根据本发明优选实施例的利用多晶锗硅通孔形成MEMS晶圆电连接的方法的第四步骤。