[發明專利]MEMS晶圓級封裝結構及其工藝

在審

• 申請號: 201710512422.0
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN107285271A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 靖向萌;陳峰;戴風偉;張文奇
• 申請（專利權）人: 華進半導體封裝先導技術研發中心有限公司
• 主分類號: B81B7/00
• 分類號: B81B7/00;B81B7/02;B81C1/00
• 代理公司: 上海智晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙)31313
• 代理人: 張東梅

1.一種MEMS封裝結構，包括：

第一基底，在所述第一基底的第一表面上形成有一個或多個MEMS器件和一個或多個金屬焊盤；

與所述金屬焊盤連接并延伸到所述第一基底的第二表面的通孔，所述第二表面與所述第一表面相對；

設置在所述通孔側壁以及所述第二表面上的多層結構；

設置在所述多層結構以及所述金屬焊盤上的重布線層；

設置在所述重布線層上的焊球；以及

在所述第一基底的器件上方形成的蓋帽。

2.如權利要求1所述的封裝結構，其特征在于，所述多層結構包括：

絕緣層，所述絕緣層用于使所述重布線層與所述第一基底電隔離；以及

應力調整層，所述應力調整層用于調節施加到所述第一基底材料上的應力大小。

3.如權利要求2所述的封裝結構，其特征在于，所述多層結構還包括：

緩沖層，所述緩沖層用于減少應力調整層與阻擋層之間的不匹配引起的各種缺陷；以及

阻擋層，所述阻擋層用于阻止重布線層中的金屬原子擴散進入第一基底材料之中。

4.如權利要求2所述的封裝結構，其特征在于，所述絕緣層是氧化硅或氮化硅，所述應力調整層是鍺硅合金。

5.如權利要求1所述的封裝結構，其特征在于，所述蓋帽包括：

設置在所述第一基底的第一表面上的框架；以及

覆蓋在所述框架上的第二基底，所述第二基底上具有至少一個IC器件，

其中所述框架的第一面具有與第一基底上的金屬焊盤連接的結構，所述框架的與所述第一面相對的第二面具有外接焊盤，所述外接焊盤與所述第二基底上的IC器件電連接。

6.如權利要求1所述的封裝結構，其特征在于，還包括填充所述通孔并覆蓋所述重布線層的絕緣保護層。

7.一種制造MEMS封裝結構的方法，包括：

在第一基底的MEMS器件上方形成蓋帽，在所述第一基底的第一表面上具有一個或多個MEMS器件和一個或多個金屬焊盤；

將所述第一基底減薄到所需要的厚度；

從所述第一基底的第二表面朝向第一表面刻蝕金屬焊盤通孔，以便暴露所述一個或多個金屬焊盤的至少一部分，其中所述第二表面與所述第一表面相對；

通過共形沉積在所述通孔和所述第二表面上形成多層結構；

選擇性去除所述金屬焊盤表面上的多層結構；

在所述通孔和所述第二表面上形成金屬重布線層；

在所述通孔和所述第二表面上形成絕緣保護層；

在所述絕緣保護層上鉆孔，以便暴露所述重布線層的至少一部分作為焊盤；以及

在所述焊盤上形成焊球。

8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，在所述通孔和所述第二表面上形成多層結構包括：

在所述通孔和所述第二表面上形成絕緣層，所述絕緣層用于使所述重布線層與所述第一基底電隔離；以及

在所述絕緣層上形成應力調整層，所述應力調整層用于調節施加到所述第一基底材料上的應力大小。

9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，在所述通孔和所述第二表面上形成多層結構還包括：

在所述應力調整層上形成緩沖層，所述緩沖層用于減少應力調整層與阻擋層之間的不匹配引起的各種缺陷；以及

在所述緩沖層上形成阻擋層，所述阻擋層用于阻止重布線層中的金屬原子擴散進入第一基底材料之中。

10.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述絕緣層是氧化硅或氮化硅，所述應力調整層是鍺硅合金。