[发明专利]一种晶圆级封装结构、制备方法及其吸气剂的激活方法

说明书

本发明属于微机电领域，公开了一种晶圆级封装结构、制备方法及其吸气剂的激活方法，所述晶圆级封装结构包括读出电路衬底以及设置于所述读出电路衬底上表面且与所述读出电路衬底电连接的像元和盲元，所述晶圆级封装结构还包括设置于所述读出电路衬底上表面且位于所述像元底部的第一吸气剂和/或设置于所述盲元上表面的第二吸气剂；所述晶圆级封装结构的制备方法包括通过光刻工艺和物理气相沉积工艺在读出电路衬底上表面制备第一吸气剂和/或通过光刻工艺和物理气相沉积工艺在盲元上表面制备第二吸气剂；所述晶圆级封装结构内吸气剂的激活方法包括电激活和热激活。

技术领域

本发明属于微机电领域，更具体地，涉及一种晶圆级封装结构、制备方法及其吸气剂的激活方法。

背景技术

晶圆级封装(Wafer Level Package，简称为WLP)就是在硅片上依照类似半导体前段的工艺，通过薄膜、光刻、电镀、干湿法蚀刻等工艺来完成封装和测试，最后进行切割，制造出单个封装成品的一种先进的封装技术。

晶圆级封装结构主要包括两个部分，即读出电路衬底和封盖晶圆，通过键合技术将读出电路衬底和封盖晶圆结合在一起，形成一个闭合空间或一个可透光的气密视窗，所述读出电路衬底为器件芯片。

晶圆级封装除了能够保护器件芯片免于受到空气、灰尘和湿气等的影响，同时还可以避免器件芯片受到机械力和辐射的影响，以及避免气密空间内灌注的保护气体外泄或真空状态的破坏。由于许多微机电系统器件都要求高键合强度、高气密性(如真空)，因此，晶圆级封装结构维持高真空度的能力很重要，部分微机电系统器件的真空度要求如下表所示：

目前现有技术的晶圆级封装结构中的吸气剂的位置在封盖晶圆的背面，一般通过刻蚀方法在封盖晶圆的背面形成一个深腔，将吸气剂设计在深腔内部，深腔在键合后形成密闭空间，热激活上述深腔内部吸气剂后形成真空环境。

现有技术的晶圆级封装结构中的吸气剂的缺点主要有三点：(1)由于现有技术中只能在封盖晶圆背面的部分区域设置吸气剂，所以现有技术中晶圆级封装结构中的吸气剂的设置受限于深腔的大小空间限制；(2)激活方法单一，只能热激活，热激活方法费时费力；(3)热激活的温度要求在300度以上，对敏感的器件芯片有较大的热影响，过高的温度可能会降低器件芯片的性能，而过低的温度则吸气剂可能激活不完全，从而影响真空度。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种晶圆级封装结构、制备方法及其吸气剂的激活方法，其目的在于通过在晶圆级封装结构中的多个位置处设置吸气剂以及增加晶圆级封装结构中吸气剂的激活方式，由此解决目前晶圆级封装结构中吸气剂不足、激活方式单一以及对器件芯片的影响大的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种晶圆级封装结构，包括读出电路衬底以及设置于所述读出电路衬底上表面且与所述读出电路衬底电连接的像元和盲元，还包括设置于所述读出电路衬底上表面且位于所述像元底部的第一吸气剂和/或设置于所述盲元上表面的第二吸气剂。

优选地，所述第一吸气剂在所述读出电路衬底上表面的投影与所述像元在所述读出电路衬底上表面的投影重合。

优选地，所述第二吸气剂在所述读出电路衬底上表面的投影与所述盲元在所述读出电路衬底上表面的投影重合。

优选地，所述晶圆级封装结构还包括封盖晶圆以及设置于所述封盖晶圆下表面的第三吸气剂，所述封盖晶圆与所述读出电路衬底构成密闭封装结构，所述像元和所述盲元在所述密闭封装结构内，所述第三吸气剂在所述读出电路衬底上表面的投影与所述像元在所述读出电路衬底上表面的投影不重合。

优选地，所述晶圆级封装结构还包括与读出电路衬底电连接的激活电极，所述第一吸气剂和/或所述第二吸气剂电连接所述读出电路衬底。