[发明专利]MEMS组件及其制造方法

说明书

本申请公开了MEMS组件及其制造方法。所述方法包括：在传感器芯片上形成凹槽；在器件芯片上形成焊盘；将所述传感器芯片与所述器件芯片键合，以形成键合组件；在所述传感器芯片的第一位置执行第一划片，以穿透所述传感器芯片到达所述凹槽；以及在所述传感器芯片的第二位置执行第二划片，以穿透所述传感器芯片和所述器件芯片，将所述键合组件分离成单个MEMS组件，其中，所述凹槽与所述焊盘的位置相对应，并且在所述第二划片的同时，在所述传感器芯片中形成开口，以暴露所述焊盘。该方法采用两次不同深度的划片暴露传感器芯片的焊盘和切割MEMS组件，从而提高良率和可靠性。

技术领域

本发明涉及微电子领域，更具体地，涉及MEMS组件及其制造方法。

背景技术

MEMS组件是在微电子技术基础上发展起来的采用微加工工艺制作的微电子机械器件，已经广泛地用作传感器和执行器。例如，MEMS组件可以是加速度计、陀螺仪、硅电容麦克风。

MEMS惯性传感器是利用质量块的惯性力测量物理量的传感器，包括质量块(传感元件)和检测电路。根据传感原理不同，主要有压阻式、电容式、压电式、隧道电流式、谐振式、热电耦合式和电磁式等结构。MEMS惯性传感器可以用于构成低成本的INS/GPS组合导航系统，在众多的民用和军用领域具有广阔的应用前景。

MEMS惯性传感器例如包括组装在一起的传感器芯片和电路芯片，从而形成MEMS组件。其中，在传感器芯片中形成机械结构。在电路芯片中形成保护腔，用于保护机械结构，以及形成检测电路。

在MEME组件的制造方法中，先制造传感器芯片，然后通过芯片键合技术，把传感器芯片和电路芯片键合在一起，形成MEMS组件。传感器芯片的机械结构密封在电路芯片的保护腔中，并且暴露焊盘用于外部电连接。

该制造方法的基础技术主要包括晶片刻蚀技术、电路芯片和传感器芯片键合技术等。在芯片切割步骤中，堆叠的MEMS组件的切割是一个技术难点，在划片操作时，既要暴露传感器芯片的焊盘用于引线焊接，又要避免划片损伤传感器芯片。

因此，期望进一步改进MEMS组件的结构以便于划片操作，从而提高MEMS组件的良率和可靠性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供MEMS组件及其制造方法，其中，将传感器芯片和电路芯片键合形成MEMS组件，然后采用两次不同深度的划片暴露传感器芯片的焊盘和切割MEMS组件，从而提高良率和可靠性。

根据本发明的一方面，提供一种制造MEMS组件的方法，包括：在传感器芯片上形成凹槽；在器件芯片上形成焊盘；将所述传感器芯片与所述器件芯片键合，以形成键合组件；在所述传感器芯片的第一位置执行第一划片，以穿透所述传感器芯片到达所述凹槽；以及在所述传感器芯片的第二位置执行第二划片，以穿透所述传感器芯片和所述器件芯片，将所述键合组件分离成单个MEMS组件，其中，所述凹槽与所述焊盘的位置相对应，并且在所述第二划片的同时，在所述传感器芯片中形成开口，以暴露所述焊盘。

优选地，所述凹槽的横向尺寸大于所述焊盘的横向尺寸。

优选地，所述焊盘包括彼此相对的第一边缘和第二边缘，所述凹槽的边缘距离所述第一边缘和所述第二边缘大于等于20微米。

优选地，所述第一划片的第一位置距离所述第一边缘的垂直距离大于等于20微米，所述第二划片的第二位置距离所述第二边缘的垂直距离大于等于20微米。

优选地，所述凹槽的深度为50微米至100微米。

优选地，在所述第一划片之前，还包括对所述传感器芯片的第一衬底和所述器件芯片的第二衬底至少之一进行减薄，使得所述键合组件的厚度之和为400微米至500微米。

优选地，所述传感器芯片还包括传感器，所述键合步骤形成用于容纳所述传感器的封闭空腔。