[發明專利]封閉的MEMS器件的內部電接觸

有效

• 申請號: 201410044191.1
• 申請日: 2014-01-30
• 公開（公告）號: CN103964366B
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發明（設計）人: 克剛·黃;申鐘禹;馬丁·利姆;邁克爾·朱利安·達內曼;約瑟夫·西格
• 申請（專利權）人: 因文森斯公司
• 主分類號: B81B7/00
• 分類號: B81B7/00;B81C1/00
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司11262
• 代理人: 白云,鄭霞

技術領域

本發明總體上涉及MEMS器件，并且更確切地涉及提供MEMS器件封閉構造(enlosure)的電接觸。

背景技術

MEMS器件被用于多種環境中。在此類器件中，通常要求將一個操作層(handle layer)電接地，以便提供一種電屏蔽來獲得低的噪聲性能。與該操作層的電連接是由一種導線接合來提供的。然而，這種導線接合要求縱向空間，并且在封裝后會增大該MEMS器件的總厚度。因此，令人希望的是不需要導線接合的一種MEMS器件及方法。

這種用于提供到操作層上的電連接的MEMS器件和方法應該簡單、容易實施、而且能夠適應現有的環境。本發明著手解決了此類需要。

發明內容

在此披露了一種MEMS器件。這種MEMS器件包括一個MEMS襯片。這種MEMS襯片包括一個第一半導體層(操作層)，該第一半導體層通過一個介電層連接到一個第二半導體層(器件層)上，而該介電層位于這兩個層之間。由該第二半導體層形成了多個MEMS結構并且這些

MEMS結構包括多個第一導電墊片。這種MEMS器件進一步包括一個基底襯片，該基底襯片包括在其上的多個第二導電墊片。這些第二導電墊片被連接到第一導電墊片上。最后，這種MEMS器件包括一個導電連接件，這個導電連接件是穿過該MEMS襯片的介電層而形成的，以便提供在該第一半導體層與該第二半導體層之間的電偶聯。該基底襯片被電連接到該第二半導體層以及第一半導體層上。在其他實施例中，該基底襯片可包括CMOS電路。

因此，根據一個實施例的MEMS器件提供了一種內部電連接并且消除了對于在常規MEMS器件中所需的外部導線接合的需要，并且能夠減小該器件的厚度。本發明的其他方面和優點將通過以下結合附圖并舉例說明本發明原理的詳細描述而變得清楚。

附圖說明

圖1是一個圖解，它示出了根據第一實施例的具有一種內部直接電耦聯的接合的MEMS基底襯片器件的截面。

圖2A-2E是多個圖解，它們示出了一系列截面，來展示從操作層到MEMS器件層準備就緒用于接合到圖1的器件的基底襯片上的建立這種電耦聯的多個加工步驟。

圖3是一個圖解，它示出了根據第二實施例的具有一個內部直接電耦聯的接合的MEMS基底襯片器件的截面。

圖4是一個圖解，它示出了根據第三實施例的具有一個內部直接電耦聯的接合的MEMS基底襯片器件的截面。

圖5A-5G是多個圖解，它們示出了一系列截面，來展示從操作層到MEMS器件層準備就緒用于接合到圖4的器件的基底襯片上的建立這種電耦聯的多個加工步驟。

具體實施方式

本發明總體上涉及MEMS器件，并且更確切地是涉及用于封閉的CMOS-MEMS器件的電耦聯。在此提出的以下說明是要使得本領域的普通技術人員能夠制作和使用本發明，并且是在專利申請及其要求的背景中提供的。對所描述的優選實施例和通用原理以及在此描述的特征的各種修改對本領域的技術人員而言是非常清楚的。因此，本發明并非旨在局限于所示實施例，而是應對其賦予同在此描述的這些原理和特征相一致的最廣闊的范圍。

在所說明的實施例中，微機電系統(MEMS)是指利用類似于半導體工藝制造的并且展現出諸如移動和變形能力的機械特性的一類結構或者器件。MEMS經常(但并非總是)與電信號相互作用。MEMS器件包括但是不限于回轉儀、加速表、磁強計、壓力傳感器、以及射頻部件。包含MEMS結構的硅晶片被稱為MEMS晶片。

在所描述的這些實施例中，MEMS器件可以是指被實施為微機電系統的半導體器件。MEMS結構可以是指能夠成為大型MEMS器件一部分的任何特征。工程化絕緣體上的硅(ESOI)晶片可以是指在硅器件層或者是襯片之下具有多個空穴的SOI晶片。操作晶片典型地是指一種較厚的襯片，該襯片被用作絕緣體上的硅晶片中較薄的硅器件襯片的載體。操作襯片和操作晶片可以互換。

在所描述的實施例中，空穴可以是指襯片晶片上的開口或者凹陷，而封閉構造可以是指一種全封閉的空間。

為了更詳細地描述本發明的這些特征：在此披露了無需金屬線接合而實現MEMS器件的操作層、器件層和基底襯片的直接電耦聯的裝置和制造方法。