[发明专利]封装方法及相关的封装结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种封装方法及相关的封装结构。

背景技术

在微机电系统(MEMS)与微电子领域中，时常需要将晶片接合在一起，用以于真空空腔或是具有受控气压的凹物中封装结构。此结构可必须能操作非常长的时间，最经常为数十年。理想是还可经由密封而在晶片之间提供电连接。

当然绝对需要将晶片处理/接合在一起并且提供所述空腔的实际密合的接点(joint)会提供足够好的密封，不会随时间而退化。然而，随着现代半导体结构越来越精巧，整体热预算紧缩，因而现有的共晶接合材料的接合温度变得令人无法接受。特别地，在共晶接合工艺过程中所施加的处理力还随着高级工艺的演进而降低，所述高级工艺例如MEMD结构。

因此，半导体制造产业迫切需要新的接合机制以满足上述问题。

发明内容

本发明的一些实施例提供一种封装方法，其包含提供第一半导体衬底；在所述第一半导体衬底上形成接合区，其中所述第一半导体衬底的所述接合区包括第一接合金属层以及第二接合金属层；提供半导体衬底，其具有接合区，其中所述第二半导体衬底的所述接合区包括第三接合金属层；以及通过使所述第一半导体衬底的所述接合区接触所述第二半导体衬底的所述接合区，将所述第一半导体衬底接合到所述第二半导体衬底；其中所述第一与第三接合金属层包括铜(Cu)，且所述第二接合金属层包括锡(Sn)。

本发明的一些实施例提供一种封装方法，其包含提供第一半导体衬底；在所述第一半导体衬底上形成接合区，其中所述第一半导体衬底的所述接合区包括第一接合金属层；提供第二半导体衬底，其具有接合区，其中所述第二半导体衬底的所述接合区包括第二接合金属层；通过使用辅助接合金属，接合所述第一半导体衬底的所述接合区与所述第二半导体衬底的所述接合区；以及施加按压力，其为每单位面积约1MPa到约2MPa或以下，以使所述第一与第二半导体衬底向彼此按压。

本发明的一些实施例提供一种封装结构，其包含第一半导体衬底，其上具有第一接合区；以及第二半导体衬底，其上具有第二接合区；其中所述第一接合区接合所述第二接合区，且所述第一与第二接合区之间的接合界面包括Cu₃Sn。

附图说明

为协助读者达到最佳理解效果，建议在阅读本发明时同时参考附件图示及其详细文字叙述说明。请注意，为遵循业界标准作法，本专利说明书中的图式不一定按照正确的比例绘制。在某些图式中，尺寸可能刻意放大或缩小，以协助读者清楚了解其中的讨论内容。

图1到11为说明制造CMOS-MEMS装置结构的处理步骤的一系列剖面图。

具体实施方式

本发明提供了数个不同的实施方法或实施例，可用于实现本发明的不同特征。为简化说明起见，本发明也同时描述了特定零组件与布置的范例。请注意，提供这些特定范例的目的仅在于示范，而非予以任何限制。举例来说，在以下说明第一特征如何在第二特征上或上方的叙述中，可能会包含某些实施例，其中第一特征与第二特征直接接触，而叙述中也可能包含其它不同实施例，其中第一特征与第二特征中间另有其它特征，以致于第一特征与第二特征并不直接接触。此外，本发明中的各种范例可能使用重复的参考数字和/或文字注记，以使文件更加简单化和明确，这些重复的参考数字与注记不代表不同的实施例与配置之间的关联性。

另外，本发明在使用与空间相关的叙述词汇，如“在…之下”，“低”，“下”，“上方”，“之上”，“下”，“顶”，“底”和类似词汇时，为便于叙述，其用法均在于描述图示中一个元件或特征与另一个(或多个)元件或特征的相对关系。除了图示中所显示的角度方向外，这些空间相对词汇也用来描述所述装置在使用中以及操作时的可能角度和方向。所述装置的角度方向可能不同(旋转90度或其它方位)，而在本发明所使用的这些空间相关叙述可以同样方式加以解释。