[发明专利]一种全覆盖吸气剂晶圆级电子元件及其封装方法

权利要求书

1.一种全覆盖吸气剂晶圆级电子元件，其基本构成单元包含下述几个部分：器件晶圆(1)、腔体晶圆(2)；其二者通过键合工艺键合成为一体，键合工艺通过键合层(5)来实现；在器件晶圆(1)、腔体晶圆(2)二者之间还设置有腔体(3)；其特征在于：在腔体(3)内的腔体晶圆(2)内表面或是在器件晶圆(1)表面全部覆盖有一层有活性的覆盖层即吸气层结构(4)；吸气层结构(4)的成分包括且不限于下述几种元素之一或其组合以及其氧化物：Ti，Co，Zr，Fe；吸气层结构(4)的厚度范围在500nm-2um；

吸气层结构(4)的制备应用下述的物理气相沉积工艺：溅射或蒸发或二者的组合。

2.按照权利要求1所述全覆盖吸气剂晶圆级电子元件，其特征在于：腔体(3)具体为在腔体晶圆(2)上腐蚀形成的单腔体或者双腔体或者多腔体；当为双腔体或者多腔体时各个腔体(3)为相同深度腔体或不同深度腔体；腐蚀方法采用湿法腐蚀、干法刻蚀或者是二者组合方法刻蚀。

3.按照权利要求1或2所述全覆盖吸气剂晶圆级电子元件，其特征在于：腔体(3)内的腔体晶圆(2)内表面或是器件晶圆(1)表面覆盖的吸气层结构(4)，腔体晶圆(2)和器件晶圆(1)之间存在有键合层(5)；其键合工艺为以下几种之一或其组合：金属共晶键合、阳极键合，高温键合，低温键合，金属焊接键合，玻璃浆料键合，键合金属为金、铬、铝、锡、铟、铝、锗等其中之一或其组合。

4.按照权利要求3所述全覆盖吸气剂晶圆级电子元件，其特征在于：所述全覆盖吸气剂晶圆级电子元件中，腔体(3)具体为将腔体晶圆(2)腐蚀形成的双腔体；其中：低压腔的腔体晶圆(2)内侧腔体(3)内壁上设置有吸气层结构(4)；高压腔的腔体晶圆(2)内侧腔体(3)内壁上首先设置有吸气层结构(4)，吸气层结构(4)外侧还设置有键合层(5)。

5.按照权利要求4所述全覆盖吸气剂晶圆级电子元件，其特征在于：所述全覆盖吸气剂晶圆级电子元件中，采用研磨或是化学机械剖光的方法或是二者组合的方法，将深腔顶部去掉，形成开口(12)，露出引线键合焊盘(13)；采用不同高度的腔体设计，在减薄的过程中将焊盘露出；

所述全覆盖吸气剂晶圆级电子元件中的器件晶圆(1)和腔体晶圆(2)之间还设置有键合层(5)，其具体应用键合金属或者焊接剂；键合金属是以下几种之一或其组合：金、铬、铝、锡、铟、铝、锗、铜等；使用低温键合；焊接剂具体为光刻焊接剂；腔体晶圆(2)具体是红外滤光片；其材质为硅、锗或其二者的组合。

6.一种权利要求1所述全覆盖吸气剂晶圆级电子元件的真空封装方法，所述全覆盖吸气剂晶圆级电子元件的基本构成单元包含下述几个部分：器件晶圆(1)、腔体晶圆(2)；其二者固定装配为一体，在二者之间还设置有腔体(3)；其特征在于：在腔体(3)内的腔体晶圆(2)表面覆盖一层有活性的覆盖层即吸气层结构(4)；吸气层结构(4)的成分为下述几种元素之一或其组合：Ti，Co，Zr，Fe；吸气层结构(4)的厚度范围在500nm-2um。

7.按照权利要求6所述全覆盖吸气剂晶圆级电子元件的真空封装方法，其特征在于：吸气层结构(4)的制备应用下述的物理气相沉积(PVD)工艺：溅射或蒸发或二者的组合；具体是利用电子束加热或是电子束在磁场下偏转轰击靶材，将金属蒸发或是轰击出来，附着在晶圆表面。溅射，蒸发属于物理气相沉积(PVD)方法。

8.按照权利要求7所述全覆盖吸气剂晶圆级电子元件的真空封装方法，其特征在于：腔体(3)具体为将腔体晶圆(2)腐蚀形成的单腔体或者双腔体或者多腔体。针对腔体(3)的腐蚀方法具体采用湿法腐蚀、干法刻蚀或者是二者组合方法刻蚀。

9.按照权利要求8所述全覆盖吸气剂晶圆级电子元件的真空封装方法，其特征在于：腔体(3)内的腔体晶圆(2)内表面或是器件晶圆(1)表面覆盖的吸气层结构(4)，腔体晶圆(2)和器件晶圆(1)之间存在有键合层(5)；其键合工艺为金属共晶键合、阳极键合，高温键合，低温键合，金属焊接键合，玻璃浆料键合其中之一或其组合，键合金属为金、铬、铝、锡、铟、铝、锗等其中之一或其组合。

10.按照权利要求8所述全覆盖吸气剂晶圆级电子元件的真空封装方法，其特征在于：所述全覆盖吸气剂晶圆级电子元件中，腔体(3)具体为将腔体晶圆(2)腐蚀形成的双腔体；其中：低压腔的腔体晶圆(2)内侧腔体(3)内壁上设置有吸气层结构(4)；高压腔的腔体晶圆(2)内侧腔体(3)内壁上首先设置有吸气层结构(4)，吸气层结构(4)外侧还设置有键合层(5)；

所述全覆盖吸气剂晶圆级电子元件的真空封装方法要求如下：器件晶圆(1)、腔体晶圆(2)；其二者通过键合工艺键合成为一体，键合工艺通过键合层(5)来实现；在器件晶圆(1)、腔体晶圆(2)二者之间还设置有腔体(3)；在腔体(3)内的腔体晶圆(2)内表面或是在器件晶圆(1)表面全部覆盖有一层有活性的覆盖层即吸气层结构(4)；由减薄或是化学机械剖光工艺将深腔顶部去掉，形成开口(12)，对外露出引线键合焊盘(13)的局部结构；引线键合焊盘(13)经过引线键合工艺引出金属导线，与其他部件相连。