[发明专利]一种晶圆级真空封装的IR FPA器件及其制造方法

摘要

本发明公开了一种晶圆级真空封装的IRFPA器件及其制造方法，采用2片晶圆键合的方式来实现红外探测器的制作及实现其晶圆级封装，把CMOSIC与MEMS器件分开制作，既实现与CMOSIC的集成，又增加MEMS红外探测器器件制作的灵活性，又能同时实现晶圆级封装。本发明的优点是：通过在一片晶圆上制作CMOS读出电路和共振吸收结构的反光板，利用另外一片晶圆制造IRFPA的MEMS结构部分，同时利用这片晶圆做IRFPA的红外光窗，既利用共振吸收结构提供了红外IRFPA器件的红外吸收效率，同时实现IRFPA器件的晶圆级封装，有利于减小IRFPA器件的尺寸和降低制作成本。

主权项

晶圆级真空封装的IR FPA器件，包括第一片晶圆（101）和第二片晶圆（201），其特征是：所述第一片晶圆（101）为常规的硅片，采用常规IC制作工艺制作出IR FPA的读出电路，同时以第一片晶圆（101）最上层金属制作出IR FPA器件所需要的共振吸收的反光板（104）；在第一片晶圆（101）有反光板（104）的一面淀积有介质材料（102），贯穿所述第一片晶圆（101）和介质材料（102）制有TSV结构（103）用于电连接及实现贴片式封装，在TSV结构（103）和介质材料（102）的电连接点制作第一低温焊接材料（105）；在第二片晶圆（201）的硅衬底上，制作出用于IR FPA器件的微结构，包括：所述第二片晶圆（201）正面制作有阻挡氧化层（202），在阻挡氧化层（202）上制作有金属连线（203），形成MEMS结构的电连线（204），热隔离悬臂梁（206）中的金属与所述电连线（204）相连，热隔离悬臂梁（206）中的金属与敏感层（205）中的敏感电阻材料相连，在阻挡氧化层（202）上还制作有用于真空封装的吸气剂（207）以及用于两片晶圆焊接的第二低温焊接材料（208），第二低温焊接材料（208）与电连线（204）相连，所述敏感层（205）、热隔离悬臂梁（206）、吸气剂（207）、第二低温焊接材料（208）之间形成真空腔（210），在第二片晶圆（201）的上下两面还制作有红外光窗所需的抗反射材料；由所述第一片晶圆（101）与第二片晶圆（201）的键合实现晶圆级真空封装。