[发明专利]MEMS芯片圆片级封装方法及其单片超小型MEMS芯片

摘要

本发明公开了一种MEMS芯片圆片级封装方法及其单片超小型MEMS芯片，该方法包括硅穿孔圆片形成、第一键合圆片形成、盖板圆片形成、第二键合圆片形成、MEMS圆片形成和单片超小型MEMS芯片形成几个步骤。本方法通过缩小上腔体的深度，从而将部分硅穿孔层直接用作垂直电极，工艺简单，本发明还增加了屏蔽金属层，从而减小环境干扰信号对MEMS芯片性能的影响。本发明制得的单片超小型MEMS芯片体积小，成品率高，芯片上的屏蔽金属层还能够减小环境干扰信号和封装应力对MEMS器件性能的影响。

主权项

MEMS芯片圆片级封装方法，步骤为：（1）硅穿孔圆片形成：在第一圆片上蚀刻出槽，槽中填入绝缘材料；在第一圆片上蚀刻出上腔体，上腔体深度为1～5 µm，制得硅穿孔圆片；（2）第一键合圆片形成：将硅穿孔圆片与第二圆片键合在一起，磨削第二圆片形成MEMS层，并在MEMS层上蚀刻出MEMS结构，形成第一键合圆片；（3）盖板圆片形成：在第三圆片上蚀刻出下腔体，并在第三圆片上制作密封材料层，形成盖板圆片；（4）第二键合圆片形成：将制得的第一键合圆片与盖板圆片通过密封材料层键合在一起，MEMS结构位于上腔体与下腔体围成的密封腔内；磨削硅穿孔圆片，露出槽，形成隔离沟，隔离沟将硅穿孔层分为密封区、垂直电极和导电柱，MEMS结构通过键合块与导电柱电连接，从而形成第二键合圆片；（5）MEMS圆片形成：在第二键合圆片上淀积绝缘层，绝缘层上蚀刻出通孔，在绝缘层上淀积并图形化金属导线层，同时，通孔中也淀积有金属导线；然后在金属导线层上淀积绝缘材料作为钝化层，在钝化层上淀积金属层作为屏蔽金属层，蚀刻屏蔽金属层和钝化层形成压焊窗口，形成MEMS圆片；（6）单片超小型MEMS芯片形成：切割MEMS圆片，形成单片超小型MEMS芯片。