[发明专利]一种基于阳极键合的全硅MEMS圆片级真空封装方法

摘要

本发明公开了一种基于阳极键合的全硅MEMS圆片级真空封装方法，在MEMS圆片级真空封装工艺中采用2次阳极键合实现了盖板、MEMS器件结构、衬底之间的机械和电信号连接，并形成了压力可控的MEMS密封腔体，和现有的基于硅‑硅焊料键合、硅‑硅熔融键合等全硅键合工艺相比工艺难度低、成品率高；对盖板玻璃片进行减薄至10～50微米及对衬底玻璃片进行减薄至10～50微米，而现有的全硅键合工艺介质层厚度最大不超过3微米，由于越薄的介质层引入的寄生电容越大，因此，本发明引入的寄生电容小，使得MEMS器件输出的信噪比提高。

主权项

1.一种基于阳极键合的全硅MEMS圆片级真空封装方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)制作硅盖板：选择掺杂类型为n型或者p型的单晶硅圆片，对单晶硅圆片待键合面进行90°垂直刻蚀，形成带电极隔离槽的单晶硅圆片；在带电极隔离槽的单晶硅圆片表面上与盖板玻璃片进行键合，对盖板玻璃片进行减薄至10～50微米，并在其上图形化刻蚀形成电极接触孔及盖板密封环，在电极接触孔中制作金属接触电极；对单晶硅圆片的另一面进行90°垂直刻蚀，形成硅引线柱，使其仅与金属接触电极有电学互联关系；(2)硅盖板与中间层硅片进行定压阳极键合：对中间层硅片进行减薄至40～100微米，对减薄后的中间层硅片进行90°垂直刻蚀，形成MEMS器件结构(23)、电引出端子和硅密封环(26)，使盖板密封环和硅密封环密封接触，电引出端子与金属接触电极形成电学连接；(3)制作衬底：将衬底硅片(31)和衬底玻璃片(30)进行键合，对衬底玻璃片(30)进行减薄至10～50微米，并在其上图形化刻蚀形成衬底密封环；(4)在步骤(2)中形成的MEMS器件结构(23)、电引出端子和硅密封环(26)上，与步骤(3)的衬底进行定压阳极键合，使衬底密封环和硅密封环密封接触，形成MEMS器件封装结构圆片；(5)电极蒸镀和切割：对MEMS器件封装结构圆片的盖板面进行电极蒸镀，使得盖板面完全覆盖电极金属，沿MEMS器件封装结构圆片的器件外围进行切割成独立单元，形成MEMS器件封装结构。