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[發(fā)明專利]具有多功能蓋板的芯片級(jí)封裝的MEMS芯片及其制造方法有效

專利信息
申請(qǐng)?zhí)枺?/td> 201610070994.3 申請(qǐng)日: 2016-01-28
公開(kāi)(公告)號(hào): CN105668501B 公開(kāi)(公告)日: 2017-03-08
發(fā)明(設(shè)計(jì))人: 華亞平 申請(qǐng)(專利權(quán))人: 安徽北方芯動(dòng)聯(lián)科微系統(tǒng)技術(shù)有限公司
主分類(lèi)號(hào): B81B7/00 分類(lèi)號(hào): B81B7/00;B81B7/02;B81C1/00;B81C3/00;B81C99/00
代理公司: 蚌埠鼎力專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司34102 代理人: 王琪,王玲霞
地址: 233042*** 國(guó)省代碼: 安徽;34
權(quán)利要求書(shū): 查看更多 說(shuō)明書(shū): 查看更多
摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 具有 多功能 蓋板 芯片級(jí) 封裝 mems 芯片 及其 制造 方法
【權(quán)利要求書(shū)】:

1.具有多功能蓋板的芯片級(jí)封裝的MEMS芯片,包括蓋板、MEMS結(jié)構(gòu)層和至少有一個(gè)下凹腔的底板襯底,底板襯底上有上底板絕緣層,所述的MEMS結(jié)構(gòu)層包括MEMS結(jié)構(gòu)、空隙和MEMS信號(hào)導(dǎo)出部,所述的蓋板包括蓋板襯底,蓋板襯底上表面覆蓋有上蓋板絕緣層,上蓋板絕緣層上有第一金屬層圖形,金屬間絕緣層覆蓋在上蓋板絕緣層和第一金屬層圖形上,金屬間絕緣層中開(kāi)有通孔,第二金屬層圖形分布在金屬間絕緣層上并填充在通孔中,從而將第一金屬層圖形與第二金屬層圖形電連接,第二金屬層圖形的一部分還作為第二壓焊塊;蓋板襯底下表面具有密封環(huán),蓋板通過(guò)密封環(huán)與MEMS結(jié)構(gòu)層和上底板絕緣層鍵合,底板襯底、上底板絕緣層、密封環(huán)和蓋板襯底共同圍成密封腔,MEMS結(jié)構(gòu)位于所述的密封腔中,MEMS信號(hào)導(dǎo)出部固定在上底板絕緣層上,第一壓焊塊位于MEMS信號(hào)導(dǎo)出部上表面,第一壓焊塊上方無(wú)蓋板和密封環(huán)覆蓋;

所述的第一金屬層圖形的材料是重?fù)诫s多晶硅、硅化物、鉑、鎢、鉬、鈦或兩種以上的組合,第二金屬層圖形的材料是鋁、金、鉑或銅,且第一金屬層圖形的材料與第二金屬層圖形的材料的Seebeck系數(shù)不同,其特征在于:

所述的蓋板上挖有檢漏空腔,熱對(duì)流加速度計(jì)的熱電偶正極位于檢漏空腔中央,與蓋板襯底無(wú)接觸,加熱電阻位于檢漏空腔中央,與蓋板襯底無(wú)接觸,所述的熱電偶從下到上依次由上蓋板絕緣層、第一金屬層圖形、金屬間絕緣層和第二金屬層圖形組成,熱電偶的厚度為2~10 μm,所述的加熱電阻從下到上依次由上蓋板絕緣層、第一金屬層圖形和金屬間絕緣層組成。

2.具有多功能蓋板的芯片級(jí)封裝的MEMS芯片的制造方法,其特征在于:包括以下步驟:

(1)底板圓片制作:在底板襯底上表面生長(zhǎng)上底板絕緣層,同時(shí)下表面生長(zhǎng)下底板絕緣層,光刻上底板絕緣層和部分底板襯底,形成下凹腔,完成底板圓片的制作,所述的底板襯底的材料是重?fù)诫s單晶硅;

(2)MEMS結(jié)構(gòu)圓片制作:將重?fù)诫s單晶硅圓片鍵合到底板圓片上表面上,磨削單晶硅圓片到厚度為20~100 μm,形成SOI圓片,磨削后的單晶硅圓片作為MEMS結(jié)構(gòu)層;在MEMS結(jié)構(gòu)層上淀積金屬層,蝕刻金屬層,形成第一壓焊塊;然后再蝕刻MEMS結(jié)構(gòu)層,形成MEMS結(jié)構(gòu)、空隙和MEMS信號(hào)導(dǎo)出部,所述的第一壓焊塊位于MEMS信號(hào)導(dǎo)出部上方,完成MEMS結(jié)構(gòu)圓片的制作;

(3)蓋板圓片形成:在蓋板襯底上表面生長(zhǎng)上蓋板絕緣層,同時(shí)下表面生長(zhǎng)下蓋板絕緣層,上蓋板絕緣層上淀積第一金屬層,圖形化第一金屬層形成第一金屬層圖形;再在上蓋板絕緣層和第一金屬層圖形上淀積金屬間絕緣層,蝕刻金屬間絕緣層形成通孔,然后在金屬間絕緣層上淀積第二金屬層,同時(shí),通孔內(nèi)也被第二金屬層填充,圖形化第二金屬層形成第二壓焊塊和第二金屬層圖形;最后除去下蓋板絕緣層,并在蓋板襯底下表面印刷并預(yù)燒結(jié)形成玻璃漿料環(huán),即完成蓋板圓片的制作,所述的蓋板襯底的材料是重?fù)诫s單晶硅;

(4)具有多功能蓋板的芯片級(jí)封裝的MEMS圓片形成:將蓋板圓片的密封環(huán)與MEMS結(jié)構(gòu)圓片的MEMS信號(hào)導(dǎo)出部鍵合,形成具有多功能蓋板的芯片級(jí)封裝的MEMS圓片;

(5)具有多功能蓋板的芯片級(jí)封裝的MEMS芯片形成:切割具有多功能蓋板的芯片級(jí)封裝的MEMS圓片的蓋板圓片,露出第一壓焊塊,再切割具有多功能蓋板的芯片級(jí)封裝的MEMS圓片的MEMS結(jié)構(gòu)圓片,得到具有多功能蓋板的芯片級(jí)封裝的MEMS芯片。

3.如權(quán)利要求2所述的具有多功能蓋板的芯片級(jí)封裝的MEMS芯片的制造方法,其特征在于:所述的第一壓焊塊的材料是鋁、金、鉑或銅;第一金屬層的材料是重?fù)诫s多晶硅、硅化物、鉑、鎢、鉬、鈦或兩種以上的組合;金屬間絕緣層的材料是PECVD生長(zhǎng)的SiO2、氮化硅或它們的組合,金屬間絕緣層的厚度為0.5~3 μm;第二金屬層的材料是鋁、金、鉑或銅,第二金屬層材料的Seebeck系數(shù)與第一金屬層材料的seebeck系數(shù)不同。

4.如權(quán)利要求2或3所述的具有多功能蓋板的芯片級(jí)封裝的MEMS芯片的制造方法,其特征在于:步驟(3)中還在第二金屬層上制作保護(hù)層,然后在蓋板圓片與MEMS結(jié)構(gòu)圓片鍵合后將所述的保護(hù)層除去,所述的保護(hù)層的材料是聚酰亞胺、光刻膠或PECVD SiN。

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