[发明专利]微电子器件的真空腔内部气密性监测结构的制作方法

说明书

本发明提供一种用于微电子器件的真空腔内部气密性监测结构的制作方法，其包括：提供第一基板；提供第二基板，接着于所述第二基板的第二主面上形成膜层；于所述第二基板的第一主面上形成底部显露出所述膜层一部分的凹部，所述第二基板的第二主面上还形成有用于容纳微电子器件的空腔；使所述第二基板的第一主面与所述第一基板键合，以使所述空腔与所述第一基板形成气密性空腔，同时使所述凹部由所述膜层与周围环境气密性阻隔，所述膜层配置为根据所述密封室与周围环境的气压差发生凸起或凹陷变形。通过本发明所述的制作方法，可以在将微电子器件键合封装的同时形成该气密性监测结构，可解决现有技术中真空腔内MEMS器件的可信度较低等问题。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种用于微电子器件的真空腔内部气压监测结构的制作方法。

背景技术

在微电子技术的基础上发展而来的微机电系统(Micro Electro MechanicalSystems；MEMS)技术是一个新兴的多学科交叉的高科技领域。出于保护内部的MEMS器件的目的，一般要求MEMS封装是气密性的，特别是诸如MEMS陀螺仪、压力计之类的微机电系统器件在真空环境下工作才能获得期望的工作性能，需要对这些MEMS器件进行真空封装，而诸如红外传感器的MEMS器件，也需要把敏感器件封装在比较稳定的真空中。

MEMS器件对封装的环境极为敏感，一些关键指标会造成MEMS器件失效。然而，MEMS器件的应用要求长期保持气密性，但实际中封装MEMS器件所形成的微小空间的内部真空度常随着时间而降低，这往往会造成这些器件的性能劣化，也就是随着用于封装MEMS器件的微小空间的内部真空度的变化，这些器件的输出值会发生变化，使得量测结果不能真实地反映所量测的物理量。换而言之，器件的使用寿命时常会受到封装这些器件形成的微小空间的内部真空度的劣化的限制。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于微电子器件的真空腔内部气密性监测结构的制作方法，用于解决现有技术中用于封装微机电系统的微小空间的内部真空度难以保持，真空腔内MEMS器件的可信度较低，以及器件的使用寿命等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种用于微电子器件的真空腔内部气密性监测结构的制作方法，所述制作方法包括：提供第一基板；提供第二基板，所述第二基板包括相对的第一主面和第二主面，接着于所述第二基板的第二主面上形成膜层；于所述第二基板的第一主面上形成底部显露出所述膜层一部分的凹部，所述第二基板的第二主面上还形成有用于容纳微电子器件的空腔；使所述第二基板的第一主面与所述第一基板键合，以使所述空腔与所述第一基板形成气密性空腔，同时使所述凹部由所述膜层与周围环境气密性阻隔，所述膜层配置为根据所述密封室与周围环境的气压差发生凸起或凹陷变形。

可选地，所述膜层与所述第二基板一体化形成，通过光刻工艺和刻蚀工艺于所述第二基板的第一主面的表面形成所述凹部。

可选地，于所述第二基板的第二主面上形成所述膜层的步骤之前，通过光刻工艺和刻蚀工艺于所述第二基板上形成贯穿孔，所述贯穿孔和所述膜层的一部分构成所述凹部。

可选地，所述膜层与所述第二基板具有不同的材料，其中所述膜层是通过低压化学气相沉积工艺沉积的选自以下材料中的一种构成的单层或者它们的复合层：多晶硅、氧化硅和氮化硅。

可选地，所述膜层形成为圆形形状且具有在1微米-20微米的厚度。

可选地，所述制作方法还包括：在所述第二基板的第一主面上形成第一材料层；通过光刻工艺和刻蚀工艺使所述第一材料层形成为第一图形化层。

可选地，在使所述第二基板的第一主面与所述第一基板键合的步骤之前，所述制作方法还包括：于所述第一基板的第一主面上形成第二材料层；通过光刻工艺和刻蚀工艺使所述第二材料层形成为第二图形化层，所述第一图形化层与所述第二图形化层逐个对准并发生键合以形成键合层，其中所述键合层为Al-Ge共晶键合层。