[发明专利]一种真空封装的CMOS和MEMS芯片及其加工方法

权利要求书

1.一种真空封装的CMOS和MEMS芯片，其特征在于，包括：

集成电路衬底层，在所述集成电路衬底层的表面设置有集成电路功能模块，在集成电路功能模块的表面设置有多个衬底锚点、用于增加真空封装稳定性的金属框架、使衬底层接地的电连接通孔以及外接引脚；

结构层，在结构层的表面刻蚀有凹槽，并设置多个用于与衬底锚点电连接的结构锚点以及用于分解外力、划片对准标记的支撑锚点；

以及封盖层，其上刻蚀有封盖凹槽，在所述封盖凹槽内生长有氧化硅材料层，在封盖层的两端设置有图形化的玻璃浆；

结构层通过结构锚点与衬底层的衬底锚点电连接，所述封盖层通过玻璃浆与所述衬底层真空封装一体。

2.如权利要求1所述的真空封装的CMOS和MEMS芯片，其特征在于，所述结构层的表面刻蚀有0～60um深的凹槽。

3.如权利要求1所述的真空封装的CMOS和MEMS芯片，其特征在于，所述金属框架上图形化出多个矩形排列的凸起。

4.如权利要求3所述的真空封装的CMOS和MEMS芯片，其特征在于，所述凸起为矩形或圆形或菱形。

5.如权利要求3或4所述的真空封装的CMOS和MEMS芯片，其特征在于，所述凸起的面积为20～40μm²。

6.一种真空封装的CMOS和MEMS芯片加工方法，该方法包括如下步骤：

1）选取100～400μm标准晶圆材料作为MEMS芯片的集成电路衬底层；

2）在集成电路衬底层上制作集成电路功能模块，完成集成电路制作后，通常直接利用集成电路的顶层金属层作为连接MEMS结构层的电连接层和走线层，然后通过沉积工艺制作一层氧化硅材料层，并图形化、沉积金属层制作走线，再根据需要沉积钝化层保护，在集成电路功能模块的表面设置多个衬底锚点、用于增加真空封装稳定性的金属框架、使衬底层接地的电连接通孔以及外接引脚；

3）选取100～400μm标准晶圆材料作为MEMS芯片的结构层，在结构层上沉积金属层并图形化，然后根据设计需要直接刻蚀0～60um深的凹槽，并设置多个用于与衬底锚点电连接的结构锚点、用于分解外力以及划片对准标记的支撑锚点；

4）利用金-金，或者金-锗，金-锡等金属键合方法将上述的集成电路衬底层和结构层进行键合，键合时将集成电路衬底层上的衬底锚点与结构层上的结构锚点电连接；

5）将结构层的另一面通过研磨和CMP（化学机械抛光）将其减薄至10μm～100μm；

6）利用DRIE（深度反应离子）刻蚀工艺将结构层刻蚀出传感器结构；

7）选取厚度为100μm～400μm的标准晶圆材料作为MEMS芯片的封盖层，利用湿法或DRIE刻蚀制备封盖层0～60um深的凹槽，并在凹槽内通过溅射或热氧化工艺生长氧化硅材料层，再利用丝网印刷的相关技术，将玻璃浆图形化到封盖层；

8）利用稳定的玻璃浆真空封装工艺完成片级封装；

9）通过在预留的划片槽位置划片得到单个芯片。

7.如权利要求6所述的真空封装的CMOS和MEMS芯片加工方法，其特征在于，所述步骤2）和3）中沉积的金属材料为铝或铜或金或锗。

8.如权利要求6所述的真空封装的CMOS和MEMS芯片加工方法，其特征在于，所述金属框架上图形化出多个凸起。

9.如权利要求8所述的真空封装的CMOS和MEMS芯片加工方法，其特征在于，所述凸起为面积相近的矩形或圆形或菱形或者十字形。