[发明专利]微机电系统器件的封装结构及方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体封装技术领域，特别是涉及一种微机电系统器件的封装结构及方法。

背景技术

微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)传感器是采用微电子和微机械加工技术制造出来的新型传感器。与传统的传感器相比，它具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化的特点。

由于大部分MEMS器件都有气密性要求，如红外传感器中的一种微测热辐射计(Micro-bolometer)，现有技术中，MEMS传感器的封装方式通常采用一形成有密闭空间的盖帽，盖帽上形成有硅通孔，以实现MEMS的电连接和达到气密性要求，但是传统的封装方式需要额外加工该盖帽，存在工艺难度高，气密性低和成本高等问题。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种新的微机电系统器件的封装结构及方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种微机电系统器件的封装结构及方法，可提高其封装的密封性，降低其封装的生产成本。

为解决上述技术问题，本发明提供的微机电系统器件的封装结构，包括：

第一晶圆，所述第一晶圆具有第一中央区域和围绕在所述第一中央区域周围的第一边缘区域，在所述第一中央区域形成有微机电系统器件，在所述第一边缘区域形成有第一键合结构和接触孔，且所述第一键合结构至少包括一第一键合环，所述接触孔位于所述第一键合环的外侧；

第二晶圆，所述第二晶圆具有第二中央区域和围绕在所述第二中央区域周围的第二边缘区域，在所述第二边缘区域形成有第二键合结构，所述第二键合结构至少包括一第二键合环，所述第二键合结构与第一键合结构相对应键合在一起，在所述第一中央区域和第二中央区域间形成一密闭空间；以及

用于连接所述接触孔的连接结构。

可选的，在所述微机电系统器件的封装结构中，所述微机电系统器件为红外传感器，所述红外传感器包括一微桥结构和被所述微桥结构顶起的光敏材料层。

进一步的，在所述微机电系统器件的封装结构中，所述第二晶圆的中央区域的材料为红外线能够穿透的材料。

可选的，在所述微机电系统器件的封装结构中，所述红外线能够穿透的材料为硅、锗、氟化钙或者硫化锌中任意一种。

可选的，在所述微机电系统器件的封装结构中，所述第一键合结构和第二键合结构的键合方式为共晶键合。

可选的，在所述微机电系统器件的封装结构中，所述共晶键合的共晶材料为金-铟、铜-锡、金-锡、金-锗、金-硅或者硅-锗中任意一组合材料。

可选的，在所述微机电系统器件的封装结构中，所述第一键合结构还包括一第一支撑键合结构，所述第一支撑键合结构位于所述第一键合环的外侧。

进一步的，在所述微机电系统器件的封装结构中，所述第二键合结构还包括一第二支撑键合结构，所述第二支撑键合结构位于所述第二键合环的外侧。进一步的，在所述微机电系统器件的封装结构中，在所述第二边缘区域上还包括一空腔，所述空腔贯穿所述第二晶圆，且所述空腔位于所述第二键合环和第二支撑键合结构之间。

可选的，在所述微机电系统器件的封装结构中，所述连接结构包括连接托架、连接线以及通孔，所述连接线的一端与所述通孔相连，所述连接线的另一端与所述接触孔相连。

根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种微机电系统器件的封装方法，包括：提供一第一晶圆，所述第一晶圆具有第一中央区域和围绕在所述第一中央区域周围的第一边缘区域，所述第一中央区域形成有微电机系统器件，所述第一边缘区域形成有第一键合结构和接触孔，且所述第一键合结构至少包括一第一键合环，所述接触孔位于所述第一键合环的外侧；

提供一第二晶圆，所述第二晶圆具有第二中央区域和围绕在所述第二中央区域周围的第二边缘区域，所述第二边缘区域形成有第二键合结构，所述第二键合结构至少包括一第二键合环，且所述第二键合结构与第一键合结构相互对应；

将所述第一键合结构和第二键合结构相键合，在所述第一中央区域和所述第二中央区域间形成一密闭空间；

通过一连接结构连接所述接触孔。

可选的，在所述微电机系统器件的封装方法中，所述微电机系统器件为红外传感器。