[发明专利]一种具有TSV结构的MEMS芯片及其圆片级气密性封装方法

权利要求书

1.具有TSV结构的MEMS芯片，由盖板、MEMS结构层和底板组成，盖板、MEMS结构层和底板的材料都是单晶硅，底板上至少有一个上凹腔，盖板上至少有一个下凹腔，上凹腔与下凹腔共同形成密封腔，MEMS结构层的MEMS结构位于密封腔中，并可在密封腔中自由活动；底板通过底板绝缘层与MEMS结构层机械连接，底板绝缘层的材料是SiO₂，盖板通过键合金属层与MEMS结构层键合，其特征在于：

所述的盖板由盖板密封区、TSV隔离槽、TSV导电柱和下凹腔区组成，TSV隔离槽位于盖板密封区与TSV导电柱以及TSV导电柱与下凹腔区之间，所述的TSV隔离槽由氧化深槽以及氧化深槽内填充的深槽多晶硅组成，所述的氧化深槽由盖板上蚀刻的深槽以及深槽内壁上覆盖的绝缘氧化层组成；

所述的MEMS结构层包括MEMS密封区、第一MEMS键合柱、第二MEMS键合柱和MEMS结构；

所述的键合金属层包括金属密封环、第一键合金属块、第二键合金属块和金属导线，其中密封金属环与MEMS密封区共晶键合，第一键合金属块与第一MEMS键合柱共晶键合，第二键合金属块与第二MEMS键合柱共晶键合，金属导线同时连接第二键合金属块和深槽多晶硅；

盖板上有绝缘层，绝缘层上蚀刻有接触孔，接触孔中露出TSV导电柱和深槽多晶硅；绝缘层及接触孔内淀积有顶层金属图形，MEMS结构的电信号一路通过第一键合金属块、TSV导电柱和接触孔中的顶层金属图形引出，另一路通过第二键合金属块、金属导线、深槽多晶硅和接触孔中的顶层金属图形引出。

2.根据权利要求1所述的具有TSV结构的MEMS芯片，其特征在于：所述的键合金属层的材料是在低于500℃温度下与Si共晶键合的金属。

3.根据权利要求1或2所述的具有TSV结构的MEMS芯片，其特征在于：盖板的下凹腔表面也覆盖有绝缘氧化层，所述的第二键合金属块位于下凹腔的绝缘氧化层上。

4.根据权利要求3所述的具有TSV结构的MEMS芯片，其特征在于：所述的金属密封环、第一键合金属块和第二键合金属块处于同一平面上。