[發明專利]倒置裝配可應力釋放的MEMS芯片封裝結構制作方法

有效

• 申請號: 201710702619.0
• 申請日: 2017-08-16
• 公開（公告）號: CN107416760B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 鳳瑞
• 申請（專利權）人: 北方電子研究院安徽有限公司
• 主分類號: B81B7/02
• 分類號: B81B7/02;B81C3/00;G01D5/24
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 耿英;董建林

1.一種倒置裝配可應力釋放的MEMS芯片封裝結構制作方法，其特征是，包括以下步驟：

步驟1：在標準的SOI晶圓片A的硅襯底上加工出導電通孔，然后對SOI晶圓片A進行氧化，形成二氧化硅保護層；

步驟2：去除SOI晶圓片A上硅電極層表面的二氧化硅保護層，在硅電極層上加工出錨點結構和敏感結構腔體；

步驟3：在敏感結構腔體內加工出電極結構；

步驟4：采用鍵合工藝將另一片SOI晶圓片B的硅電極層鍵合到SOI晶圓片A的硅電極層上；

步驟5：去除標準的SOI晶圓片B的硅襯底和二氧化硅隔離層；

步驟6：在SOI晶圓片B的硅電極層上加工出敏感結構；

步驟7：采用鍵合工藝，將硅帽鍵合到SOI晶圓片B的硅電極層上，將敏感結構密封到硅帽的腔體與敏感結構腔體形成的空間中；

步驟8：劃片形成MEMS裸芯片，然后通過將硅帽表面粘膠或鍵合固定到陶瓷管殼腔體底面，將MEMS裸芯片倒置裝配，使導電通孔通過鍵合金屬引線與陶瓷管殼引腳之間電連接，最后采用可伐合金蓋板密封陶瓷管殼；

在SOI晶圓片A的硅襯底上還刻蝕有應力釋放槽。

2.根據權利要求1所述的倒置裝配可應力釋放的MEMS芯片封裝結構制作方法，其特征是，應力釋放槽位于SOI晶圓片A的電極結構與腔體側壁結構之間空隙區域背面的SOI晶圓片A的硅襯底上。

3.根據權利要求1所述的倒置裝配可應力釋放的MEMS芯片封裝結構制作方法，其特征是，步驟1中，先對標準SOI晶圓片A的硅襯底進行減薄，然后再采用TSV工藝在硅襯底上加工出導電通孔。

4.根據權利要求1所述的倒置裝配可應力釋放的MEMS芯片封裝結構制作方法，其特征是，步驟1中，所述導電通孔從硅襯底層一直延伸到SOI晶圓片A的硅電極層。

5.根據權利要求1所述的倒置裝配可應力釋放的MEMS芯片封裝結構制作方法，其特征是，錨點結構、敏感結構腔體和/或電極結構采用干法或濕法刻蝕工藝加工而成。

6.根據權利要求1所述的倒置裝配可應力釋放的MEMS芯片封裝結構制作方法，其特征是，步驟5中，采用CMP和刻蝕工藝去除SOI晶圓片B的硅襯底和二氧化硅隔離層。

7.根據權利要求1所述的倒置裝配可應力釋放的MEMS芯片封裝結構制作方法，其特征是，步驟6中，采用深槽刻蝕工藝在SOI晶圓片B的硅電極層上加工出敏感結構。

8.根據權利要求1所述的倒置裝配可應力釋放的MEMS芯片封裝結構制作方法，其特征是，制備硅帽的步驟為：將單晶硅晶圓片C首先進行氧化形成二氧化硅層，刻蝕去除部分二氧化硅層，僅保留硅帽鍵合區域的二氧化硅層，再采用濕法刻蝕工藝，加工出硅帽腔體。

9.根據權利要求1所述的倒置裝配可應力釋放的MEMS芯片封裝結構制作方法，其特征是，還包括設置金屬焊盤的步驟：

去除導電通孔表面的二氧化硅保護層，暴露出焊盤區域，在焊盤區域加工出金屬焊盤；

金屬焊盤通過鍵合金屬引線與陶瓷管殼引腳之間電連接。