[发明专利]一种中心支撑准悬浮式MEMS芯片封装结构的制作方法

摘要

本发明公开了中心支撑准悬浮式MEMS芯片封装结构的制作方法，采用高温氧化的方法在芯片硅结构表面上形成一层二氧化硅保护层，然后对芯片底部的二氧化硅保护层进行图形化，形成刻蚀掩膜。采用各向异性刻蚀工艺在MEMS芯片的衬底上刻蚀出一个面积较大的中心支撑结构和若干个面积较小的辅助支撑结构，然后将MEMS芯片粘胶或键合固定到陶瓷管壳腔体内进行金属引线键合，将含MEMS芯片的陶瓷管壳整体放入刻蚀腔体内，再采用各向同性刻蚀气体进行刻蚀,将辅助支撑结构完全刻蚀去除，保留一部分的中心支撑结构不被刻蚀去除。通过在硅衬底上加工出中心支撑结构，将MEMS芯片支撑近似悬浮于封装管壳内，大幅减小MEMS芯片上的封装应力，实现MEMS芯片的低应力封装。该方法具有封装工艺简单、不显著增加封装成本，易于实现的优点。

主权项

1.一种中心支撑准悬浮式MEMS芯片封装结构的制作方法，其特征是，包括以下步骤：步骤1：在标准SOI晶圆片A的硅电极层上加工出多组锚点结构、敏感结构腔体、位于敏感结构下腔体周围的键合密封区、相邻两个键合密封区之间的划片区和位于敏感结构腔体内的下电极结构；步骤2：采用键合工艺将另一片标准SOI晶圆片B的硅电极层键合到标准SOI晶圆片A的键合密封区上；步骤3：去除标准SOI晶圆片B的硅衬底和二氧化硅隔离层；步骤4：在标准SOI晶圆片B的硅电极层上加工出敏感结构；步骤5：采用键合工艺，将具有导电通孔的硅帽键合到SOI晶圆片B的硅电极层上，将敏感结构密封到硅帽的腔体与敏感结构腔体形成的空间中；步骤6：在标准SOI晶圆片A划片区的硅衬底上的两侧边缘位置，刻蚀出深度直至二氧化硅隔离层的深槽；步骤7：采用高温氧化工艺对上述步骤形成的芯片暴露的外表面进行氧化，在芯片外表面形成一层二氧化硅保护层；步骤8：将覆盖在硅帽的导电通孔上的二氧化硅保护层刻蚀去除，溅射金属，形成焊盘；步骤9：在标准SOI晶圆片A的硅衬底外的二氧化硅保护层上刻蚀出中心支撑结构和辅助支撑结构图形；步骤10：利用中心支撑结构和辅助支撑结构图形作为掩膜，采用各向异性刻蚀工艺，在硅衬底上刻蚀形成设定深度的中心支撑结构和辅助支撑结构；步骤11：在划片区对芯片进行划片分割，形成多片相同且独立的MEMS芯片，将任一MEMS芯片通过粘胶或键合固定到陶瓷管壳腔体内，通过键合金属引线使焊盘与陶瓷管壳引脚之间电连接；步骤12：将含MEMS芯片的陶瓷管壳整体放入刻蚀设备中，采用各向同性刻蚀气体对MEMS芯片暴露出的硅进行刻蚀，完全刻蚀去除辅助支撑结构，同时保留部分中心支撑结构不被刻蚀；步骤13：最后采用可伐合金盖板密封陶瓷管壳。