MEMS圆片级真空封装结构及方法

摘要

本发明公开了一种MEMS圆片级真空封装结构及方法，所述封装结构包括绝缘衬底、MEMS芯片结构层和盖板，三者通过圆片级键合方式连接成一体，形成真空腔室。本发明在第一键合环中心设计有不完全闭合的第二键合环，同时利用阳极键合与金硅共晶键合、热压键合或粘着键合的键合温度相近的特点，在同一工艺条件下完成两种键合，实现真空封装和金属引线的横向互连。另外，设计的第二键合环略高于第一键合环可保证键合时两键合环都能充分接触，且第二键合环不完全闭合形状设计一方面可以实现金属引线的横向互连，另一方面将真空腔室与外界环境隔开，保证真空腔室的密封性。本发明降低了工艺难度，提高了器件的可靠性和成品率，促进了MEMS圆片级真空封装技术的规模化应用。

主权项

MEMS圆片级真空封装结构，其特征在于，包括绝缘衬底、MEMS芯片结构层和盖板，三者通过圆片级键合方式连接成一体，形成真空腔室；所述MEMS芯片结构层设置在绝缘衬底和盖板之间，包括闭合环状的支撑结构和位于支撑结构环内部的敏感单元；支撑结构上端面设置有与支撑结构适形的第三键合环，下端面设置有与支撑结构适形的第四键合环；所述绝缘衬底包括设置在绝缘衬底上同时与第三键合环键合的第一、第二键合环和设置在第一键合环内部的金属电极，以及设置在第一键合环外部的焊盘；所述第二键合环为不完全闭合结构，在金属引线处设置有开口，所述金属电极与焊盘通过设置在开口处的金属引线连通；所述绝缘衬底上设置有与第一键合环适形的环状凹槽I，所述环状凹槽I延伸穿过第一键合环；所述第二键合环包括填充于凹槽I中的电绝缘层和位于电绝缘层之上的键合层；所述键合层高于第一键合环；所述盖板上设置有与第四键合环键合的第五键合环和给敏感单元提供运动空间的凹槽II；所述凹槽II底部设有薄膜吸气剂。