[发明专利]基于晶圆键合工艺的圆片级封装MEMS芯片结构及其加工方法有效
| 申请号： | 201810401013.8 | 申请日： | 2018-04-28 |
| 公开（公告）号： | CN108529550B | 公开（公告）日： | 2019-12-20 |
| 发明（设计）人： | 刘福民;张乐民;梁德春;刘宇;张树伟;李男男;庄海涵;邢朝洋;徐宇新 | 申请（专利权）人： | 北京航天控制仪器研究所 |
| 主分类号： | B81B7/00 | 分类号： | B81B7/00;B81C1/00 |
| 代理公司： | 11009 中国航天科技专利中心 | 代理人： | 徐辉 |
| 地址： | 100854 北京*** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | 本发明涉及一种基于晶圆键合工艺的圆片级封装MEMS芯片结构及其制造方法，MEMS芯片包括衬底层、器件层、盖帽层三层结构，三层结构键合在一起，形成一个可供器件层上的梳齿微结构移动的空腔结构；衬底层上布有电极图形，并采用共面电极实现空腔结构内的器件层结构与空腔外电极焊盘的互联；在器件层与衬底的键合面上，具有阵列凹坑结构。并且在器件层的键合密封环上有贯通于密封腔内外的凹槽结构，凹槽结构在晶圆键合后将被键合介质与硅的共晶体所填充。该结构有助于提高金‑硅键合强度，并能够有助于提高真空密封的真空度。在该结构的制造工艺中，使用气态HF对键合表面进行处理，去除表面的二氧化硅，保障金‑硅键合强度的同时避免微结构的粘连。 | ||
| 搜索关键词： | 器件层 晶圆键合 键合 圆片级封装 凹槽结构 空腔结构 三层结构 衬底层 硅键合 微结构 外电极焊盘 凹坑结构 电极图形 二氧化硅 共面电极 键合表面 键合介质 真空密封 制造工艺 盖帽层 共晶体 密封环 密封腔 粘连 衬底 空腔 去除 梳齿 填充 贯通 互联 移动 加工 制造 | ||
【主权项】：
1.一种基于晶圆键合工艺的圆片级封装MEMS芯片结构，其特征在于，包括衬底层(1)、器件层(2)和盖帽层(3)，三层结构依次键合，形成一个可供器件层上的梳齿微结构(4)移动的空腔结构(5)；/n所述衬底层(1)在键合面上硅片从内到外依次布有第一二氧化硅层(14)、金属电极层(15)、第二二氧化硅层(16)和键合介质层(17)；所述第二二氧化硅层上具有过孔，使得金属电极层(15)与键合介质层(17)相连通；/n键合介质层(17)沿器件层(2)背面的外缘形成键合密封环(12)；/n所述键合密封环(12)上有数条沿贯通于键合密封环(12)内外的凹槽结构(20)，凹槽结构在晶圆键合后将被键合介质(17)与硅的共晶体填充；/n在器件层(2)与衬底层(1)的所有键合面上分布有阵列凹坑结构(13)；/n衬底层的背面具有二氧化硅层，该层的厚度与第一二氧化硅层(14)和第二二氧化硅层(16)的厚度之和相同。/n
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