[发明专利]一种微机电系统器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及微机电系统领域，具体涉及一种微机电系统器件及其制造方法。

背景技术

微机电系统技术是近年来高速发展的一项高新技术。与由传统技术制作的对应器件相比，微机电系统技术制作的器件在体积、功耗、重量及价格方面都有十分明显的优势，而且其采用先进半导体制造工艺，可以实现微机电系统器件的批量制造，目前在市场上，微机电系统器件的主要应用实例包括压力器件、加速度计及硅麦克风等。

微机电系统器件一般通过电容、电阻等来感知器件所受压力、加速度与角速度等的大小，而电容、电阻的改变主要由器件内部的弹簧等效系统来产生，因此此类微机电系统器件均具有敏感的可动结构，通常通过将器件与一个类似帽子的盖子密封在一起来形成对器件内部可动结构的保护。

在电子元件制造发展过程中，晶片级封装(WLP)是一种技术趋势，微机电系统器件的封装步骤在切片之前完成。利用传统的工艺制成的微机电系统结构的真空密封性差，微机电系统器件的封装体积较大。另外，在传统的封装形式中，IC集成电路芯片和微机电系统传感器芯片通过打线的方式封装在一起，后续做成LGA封装，占用空间比较大。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例致力于提供一种微机电系统器件及其制造方法，减小微机电系统器件最终封装体积。

本发明实施例提供了一种微机电系统器件，包括：第一芯片和第二芯片，第一芯片和第二芯片之间设置有密封腔体，第一芯片为微机电系统传感器芯片，第二芯片为IC集成电路芯片，第一芯片和第二芯片通过键合的方式连接。

在一个实施例中，第一芯片包括第一基底和顺序设置在第一基底上的氧化层、引线层、牺牲层、微机电系统器件层、外部电气连接层和止挡层。

在一个实施例中，第二芯片包括靠近第一芯片的第一表面和远离第一芯片的第二表面，第二芯片包括第二芯片、设置在第二芯片上的导电通孔、顺序设置在第二芯片的第一表面上的第一金属层和第二金属层以及顺序设置在第二芯片的第二表面上的第二氧化层、第三金属层、钝化层和金属球，第一芯片的外部电气连接层和第二芯片的第二金属层连接，第一芯片和第二芯片通过连接键合在一起。

在一个实施例中，第一芯片的微机电系统器件层为活动层，包括活动部分和固定部分。

在一个实施例中，第一芯片的外部电气连接层包括第一电气连接层和第二电气连接层，第二芯片的第二金属层包括第三电气连接层和第四电气连接层，第一电气连接层和第三电气连对接，形成第一芯片和第二芯片之间的密封腔体，第二电气连接层和第四连接层对接，完成第一芯片和第二芯片的电气连接。

在一个实施例中，第一芯片的止挡层设置在第一芯片的电气连接层的外围。

本发明实施例还提供了一种微机电系统器件的制造方法，该制造方法包括以下步骤：

形成第一芯片，第一芯片为微机电系统传感器芯片；

形成第二芯片，第二芯片为IC集成电路芯片；

键合第一芯片和第二芯片，在第一芯片和第二芯片之间设置密封腔体。

在一个实施例中，形成第一芯片包括提供第一基底并在第一基底上顺序设置氧化层、引线层、牺牲层、微机电系统器件层、外部电气连接层和止挡层。

在一个实施例中，第二芯片包括靠近第一芯片的第一表面和远离第一芯片的第二表面，形成第二芯片包括设置在第二芯片中形成导电通孔；在第二芯片中形成导电通孔；在第二芯片的第一表面上顺序形成第一金属层和第二金属层。

在一个实施例中，微机电系统器件的制造方法还包括：

减薄键合后的第二芯片的第二表面；

对减薄后的第二芯片的第二表面进行氧化，通过淀积氧化硅形成第二氧化层；

去除第二氧化层上的部分氧化硅，露出导电通孔，然后淀积第三金属层，使得第三金属层和导电通孔相连接；

调整布线，然后淀积一层钝化层；

光刻钝化层以暴露第三金属层中需要与外界对接的部分，在与外界对接的部分上植金属球。

在一个实施例中，第二氧化层覆盖导电通孔。

本发明实施例的微机电系统器件兼具了第一芯片传感器芯片和第二芯片信号处理芯片的功能，但第一芯片和第二芯片通过键合的方式连接，与传统的通过打线等方式连接的微机电系统器件相比，明显地缩小了微机电系统器件的最终封装体积。

附图说明

图1为本发明实施例的微机电系统器件的键合前的结构示意图。

图2为本发明实施例的微机电系统器件的结构示意图。

图3为本发明实施例的制作微机电系统器件的流程图。