[發明專利]一種光MEMS器件封裝結構及其制備方法

有效

• 申請號: 202011162993.4
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112265954B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 陳博;何凱旋;王鵬;趙娟;劉磊;王文婧
• 申請（專利權）人: 華東光電集成器件研究所
• 主分類號: B81B7/00
• 分類號: B81B7/00;B81C1/00
• 代理公司: 安徽省蚌埠博源專利商標事務所(普通合伙) 34113
• 代理人: 楊晉弘

1.一種光MEMS器件封裝結構，其特征在于，包括玻璃蓋板層、器件結構層與TSV蓋板層；

所述玻璃蓋板層包括玻璃片，玻璃片底部設有環形的硅密封框，硅密封框的框底設有漿料鍵合密封環；

所述器件結構層包括可動結構，可動結構頂面設有鏡面金屬層，可動結構底面設有下金屬鍵合密封環以及下鍵合錨點；

所述TSV蓋板層包括硅片，硅片中心設有與可動結構形成配合的凹腔，凹腔兩側分別設有通孔，通孔內填充有鍵合金屬，通孔的頂部設有與鍵合金屬相接的上鍵合錨點，通孔的底部設有與鍵合金屬相接的焊盤；通孔的頂部的外周設有上金屬鍵合密封環；上鍵合錨點與下鍵合錨點相對應形成配合，上金屬鍵合密封環與下金屬鍵合密封環相對應形成配合；

所述玻璃蓋板層通過漿料鍵合密封環與器件結構層的頂部相鍵合；所述TSV蓋板層頂部與器件結構層底部通過上、下鍵合錨點以及上、下金屬鍵合密封環相鍵合。

2.如權利要求1所述的一種光MEMS器件封裝結構的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、選取100晶向硅片，通過氧化、光刻、刻蝕工藝制備密封框圖形，再通過KOH腐蝕或干法刻蝕工藝形成硅密封框；

S2、取玻璃片，將硅密封框晶圓鍵合在玻璃片底部；

S3、在硅密封框的框底，絲網印刷玻璃漿料，然后進行燒結，在硅密封框的框底形成漿料鍵合密封環，完成玻璃蓋板層的制作；

S4、選取雙拋硅片，通過光刻、深硅刻蝕、氧化工藝在雙拋硅片上制備兩個通孔；

S5、采用金屬填充工藝，在兩個通孔內填充鍵合金屬；在通孔的頂部制備上鍵合錨點，在通孔的底部制備焊盤，上鍵合錨點與焊盤均與鍵合金屬相接；在兩個通孔的外周制備上金屬鍵合密封環；

S6、采用光刻、腐蝕、深硅刻蝕工藝，在雙拋硅片的兩個通孔之間制備凹腔，形成TSV蓋板層；

S7、選取SOI硅片，在SOI硅片的頂層硅底部制備下鍵合錨點與下金屬鍵合密封環；

S8、將TSV蓋板層與SOI硅片的頂層硅進行晶圓鍵合，上鍵合錨點與下鍵合錨點相對應形成配合，上金屬鍵合密封環與下金屬鍵合密封環相對應形成配合；

S9、通過機械減薄、濕法腐蝕去除SOI硅片的襯底硅和埋氧層；

S10、在SOI硅片的頂層硅頂面濺射鏡面金屬層；

S11、通過光刻、深硅刻蝕工藝在SOI硅片的頂層硅制備可動結構，完成帶有TSV結構的器件結構層制作；

S12、將玻璃蓋板層與帶有TSV結構的器件結構層進行晶圓鍵合，得到光MEMS器件封裝結構。