[发明专利]带腔体器件的气密封装结构和制造方法

说明书

本发明提供一种带腔体器件的气密封装结构和制造方法，带腔体器件的气密封装结构包括：半导体部件；盖板；键合层，其位于半导体部件和盖板之间；第一腔体，其位于半导体部件和盖板之间且被部分密封；第二腔体，其位于半导体部件和盖板之间且被部分密封；若干第一通孔，其贯穿盖板至第一腔体；若干第二通孔，其贯穿盖板至第二腔体；第一密封层，其设置于盖板远离所述半导体部件的一侧表面，以密封所述若干第一通孔；第二密封层，其设置于所述第一密封层远离所述盖板的一侧表面，以密封所述若干第二通孔。与现有技术相比，本发明可以为带腔体器件提供更高的真空度，且不同芯片气压的均匀度好，进而提高带腔体器件的性能，改善良率。

【技术领域】

本发明属于MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微机电系统)器件领域，尤其涉及一种带腔体器件的气密封装结构和制造方法，其可以将不同工作气压要求和/或不同气体成分要求的MEMS封装在同一片晶圆上。

【背景技术】

微惯性传感器的可动结构均需要一定空腔提供可动空间，空腔通常由两个或多个晶圆在工艺制造过程中键合形成。现有的消费级惯性IMU(Inertial Measurement Uni，即惯性测量单元)将加速度计和陀螺仪在同一个晶圆上加工制作，而它们对封装气压要求又不同，陀螺仪所需的封装气压低于加速度计的封装气压，如何实现双腔体不同气压的封装是工艺制造中的一个难点。

【发明内容】

本发明的目的之一在于提供一种带腔体器件的气密封装结构和制造方法，其可以为带腔体器件提供更高的真空度(极低的气压)，且不同芯片气压的均匀度好，进而提高带腔体器件的性能，改善良率。

根据本发明的一个方面，本发明提供一种带腔体器件的气密封装结构，其包括：半导体部件；盖板；键合层，其位于所述半导体部件和盖板之间，以将所述半导体部件和盖板键合在一起；第一腔体，其位于所述半导体部件和盖板之间，且被所述键合层围绕并被部分密封；第二腔体，其位于所述半导体部件和盖板之间，且所述第二腔体位于所述第一腔体的一侧，所述第二腔体被所述键合层围绕并被部分密封；若干第一通孔，其贯穿所述盖板至第一腔体；若干第二通孔，其贯穿所述盖板至第二腔体；第一密封层，其设置于所述盖板远离所述半导体部件的一侧表面，以密封所述若干第一通孔，使所述第一腔体完全密封；第二密封层，其设置于所述第一密封层远离所述盖板的一侧表面，以密封所述若干第二通孔，使所述第二腔体完全密封。

根据本发明的另一个方面，本发明提供一种带腔体器件的气密封装结构的制造方法，其包括：提供半导体部件和盖板，所述盖板中设置有贯穿所述盖板的若干第一通孔和若干第二通孔；将所述半导体部件和盖板通过键合层键合在一起，此时，在所述半导体部件和盖板之间形成第一腔体和第二腔体，所述第一腔体被所述键合层围绕以被部分密封，且所述第一腔体通过所述若干第一通孔与外界相连通；所述第二腔体被所述键合层围绕以被部分密封，且所述第二腔体通过所述若干第二通孔与外界相连通；在第一封装环境下，在所述盖板远离所述半导体部件的一侧表面沉积第一密封层，以密封所述若干第一通孔，使所述第一腔体完全密封；在第二封装环境下，在所述第一密封层远离所述盖板的一侧表面沉积第二密封层，以密封所述若干第二通孔，使所述第二腔体完全密封。

与现有技术相比，本发明采用体硅工艺加工制作带腔体器件的气密封装结构，其盖板上刻蚀有贯穿所述盖板的通孔，先通过键合方式得到收容有第一微机电系统器件的第一腔体和收容有第二微机电系统器件的第二腔体，然后，在盖板上依次覆盖两层密封层，第一层密封层用于密封与第一腔体连通的通孔，以使第一腔体完全密封；第二层密封层用于密封与第二腔体连通的通孔，以使第二腔体完全密封。这样，本发明可以为带腔体器件提供更高的真空度(极低的气压)，且不同芯片气压的均匀度好，进而提高带腔体器件的性能，改善良率。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：