[发明专利]MEMS晶圆级封装结构及其工艺

权利要求书

1.一种MEMS封装结构，包括：

第一基底，在所述第一基底的第一表面上形成有一个或多个MEMS器件和一个或多个金属焊盘；

与所述金属焊盘连接并延伸到所述第一基底的第二表面的通孔，所述第二表面与所述第一表面相对；

设置在所述通孔侧壁以及所述第二表面上的多层结构；

设置在所述多层结构以及所述金属焊盘上的重布线层；

设置在所述重布线层上的焊球；以及

在所述第一基底的器件上方形成的盖帽。

2.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述多层结构包括：

绝缘层，所述绝缘层用于使所述重布线层与所述第一基底电隔离；以及

应力调整层，所述应力调整层用于调节施加到所述第一基底材料上的应力大小。

3.如权利要求2所述的封装结构，其特征在于，所述多层结构还包括：

缓冲层，所述缓冲层用于减少应力调整层与阻挡层之间的不匹配引起的各种缺陷；以及

阻挡层，所述阻挡层用于阻止重布线层中的金属原子扩散进入第一基底材料之中。

4.如权利要求2所述的封装结构，其特征在于，所述绝缘层是氧化硅或氮化硅，所述应力调整层是锗硅合金。

5.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述盖帽包括：

设置在所述第一基底的第一表面上的框架；以及

覆盖在所述框架上的第二基底，所述第二基底上具有至少一个IC器件，

其中所述框架的第一面具有与第一基底上的金属焊盘连接的结构，所述框架的与所述第一面相对的第二面具有外接焊盘，所述外接焊盘与所述第二基底上的IC器件电连接。

6.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，还包括填充所述通孔并覆盖所述重布线层的绝缘保护层。

7.一种制造MEMS封装结构的方法，包括：

在第一基底的MEMS器件上方形成盖帽，在所述第一基底的第一表面上具有一个或多个MEMS器件和一个或多个金属焊盘；

将所述第一基底减薄到所需要的厚度；

从所述第一基底的第二表面朝向第一表面刻蚀金属焊盘通孔，以便暴露所述一个或多个金属焊盘的至少一部分，其中所述第二表面与所述第一表面相对；

通过共形沉积在所述通孔和所述第二表面上形成多层结构；

选择性去除所述金属焊盘表面上的多层结构；

在所述通孔和所述第二表面上形成金属重布线层；

在所述通孔和所述第二表面上形成绝缘保护层；

在所述绝缘保护层上钻孔，以便暴露所述重布线层的至少一部分作为焊盘；以及

在所述焊盘上形成焊球。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述通孔和所述第二表面上形成多层结构包括：

在所述通孔和所述第二表面上形成绝缘层，所述绝缘层用于使所述重布线层与所述第一基底电隔离；以及

在所述绝缘层上形成应力调整层，所述应力调整层用于调节施加到所述第一基底材料上的应力大小。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述通孔和所述第二表面上形成多层结构还包括：

在所述应力调整层上形成缓冲层，所述缓冲层用于减少应力调整层与阻挡层之间的不匹配引起的各种缺陷；以及

在所述缓冲层上形成阻挡层，所述阻挡层用于阻止重布线层中的金属原子扩散进入第一基底材料之中。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述绝缘层是氧化硅或氮化硅，所述应力调整层是锗硅合金。