[发明专利]MEMS器件圆片级真空封装方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种封装方法，尤其是一种用于MEMS(微电子机械系统)器件的圆片级真空封装方法。 

背景技术

MEMS封装技术是MEMS研究领域中的一个重要研究方向，一方面封装可使MEMS产品避免受到灰尘、潮气等对可动结构的影响，另一方面通过真空或气密封装还可改变MEMS产品内部阻尼情况，提高产品的性能。 

圆片级封装技术是实现MEMS器件高性能、低成本和批量化的主要解决途径，圆片级封装是采用键合技术在MEMS器件的圆片上加装盖板来完成封装，因此具有批量的优点，并且由于可以省去昂贵的封装外壳，可使封装成本降到最低。实现圆片级封装的键合技术，主要包括阳极键合(硅-玻璃键合)、硅熔融键合、Glass frit键合、金硅共晶键合、聚合物键合等，其中金硅共晶键合技术具有工艺简单、成品率高、气密性能好等优点，是真空封装键合技术的首选。另外，可用来作为封装盖板的材料有多种，例如陶瓷、石英、玻璃、硅等材料，综合考虑工艺兼容性、工艺难度、加工成本、气密性等这些因素选取硅材料作为封装盖板层是目前的一个主流趋势，这主要是因为目前大多数MEMS器件都是制造在硅基上，工艺成熟兼容性好，而且硅具有好的机械性能与气密性，能够对MEMS器件结构实现良好保护与真空封装。 

目前滞后的封装技术与高昂的封装成本严重制约了MEMS器件的产业化发展，MEMS器件的封装成本最多已经占到了产品总成本的95％，因此，需要优化加工技术与真空封装技术，降低封装成本，提高MEMS器件性能，这对于MEMS技术最终产业化的实现具有重要意义。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种MEMS器件圆片级真空封装方法，以解决MEMS器件加工工艺复杂及制作过程中受到污染的问题。 

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种MEMS器件圆片级真空封装方法，该方法的步骤包括：1)在MEMS器件上淀积金硅键合用金属薄膜，2)双面抛光封装盖板，3)封装盖板双面淀积绝缘介质，4)刻蚀电极引出通孔，5)采用金硅共晶键合技术对封装盖板与MEMS器件进行键合封装，6)通过淀积、光刻、刻蚀在电极引出通孔对应的MEMS器件表面制备出MEMS器件引出电极；关键在于：省略上述步骤1)并在上述步骤3)和步骤4)之间增加下述步骤：在封装盖板上沉积金硅键合用金属薄膜。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：将金硅键合用金属薄膜沉积在封装盖板上，省去了MEMS器件加工过程中制作金硅键合用金属薄膜的工艺，减少了金属对MEMS器件在制作过程中产生的污染，提高了工艺兼容性，进而提高了MEMS器件的性能。 

作为本发明进一步改进的技术方案：在双面抛光封装盖板之后增加在封装盖板上制作电自动隔离台阶的步骤，其效果在于：在后续的圆片键合工艺后要对封装盖板进行整体金属化，在生长金属薄膜时由于有电自动隔离台阶的遮挡作用，使MEMS器件引出电极的金属薄膜与周围的金属薄膜自动分开，达到电自动隔离的作用，这种工艺利用自对准技术省去了一次金属薄膜电极的光刻工艺。 

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。 

图1是采用本发明制作的MEMS器件封装结构示意图； 

图2-1～图2-12为本发明的具体工艺流程示意图； 

图2-1材料抛光；图2-2封装盖板正面光刻；图2-3封装盖板正面体硅刻蚀；图2-4淀积绝缘介质；图2-5沉积金属薄膜；图2-6光刻金属薄膜；图2-7刻蚀金属薄膜；图2-8封装盖板背面光刻；图2-9刻蚀绝缘介质；图2-10封装盖板体硅刻蚀；2-11封装盖板与MEMS器件金硅共晶键合；图2-12表面金属化； 

图中，1-封装盖板，1a-封装盖板正面，1b-封装盖板背面，2-金硅键合用金属薄膜，3-电自动隔离台阶，4-绝缘介质，5-电极引出通孔，6-MEMS器件引出电极，7-金属薄膜，8-MEMS器件，100、200、300-光刻胶。 

具体实施方式

图1是一个MEMS器件单元封装结构示意图，由上至下依次为封装盖板1和MEMS器件8，封装盖板1与MEMS器件8通过金硅共晶键合粘接在一起。 

下面结合图2-1～图2-12对本发明进行具体实施方式说明。