[发明专利]释放孔位于封装空间内的MEMS器件的封装

说明书

本发明涉及一种MEMS器件组件，包括：MEMS器件，包括空气隙结构；和封装薄膜，形成封闭所述MEMS器件的封装空间，其中：所述MEMS器件设置有与所述空气隙结构相通的第一释放孔，所述第一释放孔位于所述封装空间内；所述封装薄膜设置有第二释放孔，第二释放孔中填充有密封材料；且在垂直投影中，至少一个所述第二释放孔与对应的第一释放孔之间的水平间距小于20um。本发明还涉及一种具有上述MEMS器件组件的电子器件，具有上述MEMS器件组件或者电子器件的电子设备，以及一种MEMS器件的封装方法。

技术领域

本发明的实施例涉及半导体领域，尤其涉及一种MEMS器件组件、一种具有该MEMS器件组件的电子器件，一种具有该MEMS器件组件或者该电子器件的电子设备，以及一种MEMS器件的封装方法。

背景技术

小型化、高性能的薄膜体声波(FBAR，film bulk acoustic resonator)带通滤波器在移动无线通讯系统中广泛应用。薄膜体声波带通滤波器是基于高Q值的谐振器，该薄膜体声波谐振器是利用压电氮化铝(AlN)薄膜的厚度延伸模式。薄膜体声波谐振器主要有以下三种结构：

(1)硅反面刻蚀型。此种采用的体硅微制造工艺，从硅片反面刻蚀去除大部分的硅材料,以在压电振荡堆的下表面形成空气交界面,从而将声波限制于压电振荡堆之内。由于大面积的硅衬底被去除,势必影响了器件的机械牢度,并大幅降低成品率。

(2)空气隙型。此种采用的表面微制造工艺，在硅片的上表面形成一个空气隙以限制声波在压电振荡堆之内。空气隙可以采用去除部分硅片表面形成的下沉型，也可以是不去除硅直接在硅表面之上形成的上凸形。这一类FBAR不但能很好地将声波限制于压电振荡堆之内,获得很高的Q值,同时因为采用了表面微制造工艺,不需去除大部分硅衬底,故其与硅片反面刻蚀型相比机械牢度要好很多；此外，不需要对硅衬底的反面进行加工使得这一方法可以与传统的硅集成电路工艺相兼容,有集成的可能性。

(3)固态装配型(SMR，solidly mounted resonator)。与前两者不同，SMR采用布拉格反射层将声波限制在压电振荡堆之内,布拉格反射层一般采用W和SiO₂作高低阻抗的声学层,因为W和SiO₂之间的声学阻抗相差较大,且这两种材料都是标准CMOS工艺之中的材料。它的最大优点是机械牢度强、集成性好,且不需要借助工艺,这使得许多不具备工艺的半导体厂商业也可以方便地加入进来。但其缺点是需要制备多层薄膜,工艺成本比空气隙型的要高,且布拉格反射层的声波反射效果终不及空气来得好,故SMR的Q值一般比空气隙型的FBAR要低一些。

图1、图2分别为典型的空气隙型FBAR的俯视图和沿俯视图中A-A相切的截面图。其中10为谐振器的空气隙结构，11为空气隙的释放孔，12为谐振器的底电极，13为谐振器的压电层，14为谐振器的顶电极。

通常，薄膜体声波谐振器在不同的应用环境下，具有特定的封装要求。例如，某些体声波谐振器可以在特定环境状态中最优地工作，如特定范围的湿度或压力或在惰性气体中。此外，特定的体声波谐振器可能对特定污染敏感。

图3A-3E示出了现有技术中谐振器的薄膜封装流程。如图所示：

已知的薄膜封装流程如下：

1)：如图3A所示为性能良好的空气隙型薄膜体声波谐振器；

2)：在谐振器上方沉积牺牲层30，如图3B所示；

3)：在牺牲层上方形成封装薄膜31，如图3C所示；

4)：在封装薄膜上31形成开孔32并将牺牲层30释放掉，形成封装空腔33，如图3D所示；

5)：在封装薄膜31上形成密封层35，将封装薄膜31中的开孔32密封，从而将封装空腔33密封住，如图3E所示。