硅基共晶键合结构、微机械器件、封装结构及制备方法

本发明涉及微机械器件、封装结构及制备方法，具体涉及一种硅基共晶键合结构、微机械器件、封装结构及制备方法。

背景技术：

微机电系统(microelectromechanicalsystem，mems)是通过半导体工艺和微纳加工技术在硅或其他介质晶圆上形成微机械元件并最终与信号处理电路集成于一体的统称。晶圆键合技术是mems器件制造和封装的关键技术，主要的晶圆键合技术包括硅硅熔融键合、硅玻璃阳极键合、玻璃浆料键合、聚合物键合、共晶键合、扩散键合等。不同的键合技术都有其局限性，但与硅硅键合(键合温度高约600～1200℃，晶圆表面质量要求高)、阳极键合(～450℃，须施加高电压、难与ic兼容，晶圆表面质量要求高)、玻璃浆料键合(～450℃，丝网印刷工艺复杂，丝网印刷引入污染且键合对准精度差，密封环宽占几百微米，难与ic兼容)、聚合物键合(存在气密泄漏)相比，以金硅共晶键合(共晶温度点363℃)为代表的共晶键合技术限制因素较少，具有低温键合(仅需略高于共晶温度点)、高强度、可同/异质键合集成、可气密/真空封装的优势，同时其共晶键合层的电学导通性也为mems器件的电互连结构设计提供了新思路。

在共晶键合技术中，常用的共晶反应体系有au-sn、al-ge、au-ge、au-si、al-si等。对于au-sn、al-ge、au-ge等共晶键合技术，它们都是金属与金属之间的共晶反应，因此其相应的键合介质只需要沉积一层金属膜即可完成，同时也容易构建出共晶键合金属与硅晶圆本体的局部电学接触(如形成金属/半导体接触)与局部电学隔离区域而用于形成共晶键合层的电互连结构。然而，au-si、al-si等作为一种基于硅基共晶反应原理的共晶键合技术，它们都是金属与硅半导体之间的共晶反应，因此其需要硅晶圆的硅本体提供共晶反应中硅的来源。在此情况下，如果au-si、al-si等硅基共晶键合技术也需要构建出共晶键合金属与硅晶圆本体的局部电学接触(如形成金属/半导体接触)与局部电学隔离区域而用于形成共晶键合层的电互连结构，就会在硅基共晶反应的键合金属介质与硅本体之间产生由绝缘层引入的台阶而形成一定的高度差，而高度差的存在使得金属/体硅共晶反应形成的液态相流动通道限制在由绝缘层引入的台阶边沿，这将阻碍基于硅基共晶反应的键合结构的可靠形成。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述存在的问题，提供一种硅基共晶键合结构、以及采用这种硅基共晶键合结构的微机械器件、封装结构及制备方法，该硅基共晶键合结构、微机械器件、封装结构及制备方法在键合结构中提供硅来源的硅晶圆一侧形成硅局部氧化层所包裹的硅凸台，通过两次硅局部氧化层的厚度调控实现硅凸台与硅局部氧化层表面保持同一高度或者硅凸台表面略高于硅局部氧化层表面，从而有效兼顾基于硅基共晶反应原理的共晶键合结构对局部电学接触与局部电学隔离的要求以及键合金属介质与硅本体之间充分接触和共晶反应的要求，提升基于硅基共晶反应原理的共晶键合结构的机械键合可靠性及电学互连接触可靠性，并拓宽硅基共晶反应键合结构在mems的器件制造、封装与互连应用范围。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种硅基共晶键合结构，位于两个硅片之间，两个硅片上均设有绝缘层和键合金属层，其中一个硅片上设置有硅凸台结构，该侧壁硅凸台四周被绝缘层所包裹，该绝缘层延伸至硅凸台的底部；所述硅凸台的表面高度等于或高于位于硅凸台底部的绝缘层的表面高度；

所述硅凸台的表面由硅基共晶键合反应中的金属反应介质所覆盖，该硅凸台结构作为硅基共晶键合反应中的硅本体反应介质。

一种硅基互连结构，包括互连硅柱和硅基共晶键合结构，所述硅基共晶键合结构设置在互连硅柱上，所述互连硅柱的外围设有由硅片刻蚀穿透得到的绝缘沟槽。

一种微机械器件，包括衬底单元和器件单元，所述衬底单元包括衬底硅片，所述器件单元包括器件硅片；

所述器件硅片上设有硅基互连结构，其中，所述衬底硅片的电极通过所述硅基互连结构的键合金属层与硅凸台结构引出至器件硅片外侧的器件侧金属层上。

所述器件硅片上设有器件可动结构，该器件可动结构通过刻蚀穿透未覆盖有绝缘层和键合金属层的硅凸台得到。

所述器件硅片上设有位于器件绝缘层上方的器件刻蚀停止区域；在器件可动结构刻蚀释放的同时，在器件刻蚀停止区域进行刻蚀，并在器件绝缘层处刻蚀停止，形成器件硅片不同体硅电极引出区域的独立硅岛结构，所述独立硅岛结构四周则被刻蚀停止或刻蚀穿透所形成的环形绝缘沟槽所包围而形成独立的硅本体电气连接通路，实现不同体硅电极区域的彼此电学隔离。

所述器件硅片的顶侧依次设有器件绝缘层和器件侧金属层，所述器件绝缘层设有器件顶侧绝缘层窗口，所述器件侧金属层通过器件顶侧绝缘层窗口与器件硅片电学接触。

一种采用硅基共晶键合结构的微机械封装结构，包括微机械器件和盖板封装互连结构单元，所述盖板封装互连结构单元包括盖板硅片，该盖板硅片通过所述硅基共晶键合结构与微机械器件的器件硅片键合连接；其中，所述器件硅片的电极通过所述硅基共晶键合结构引出至盖板硅片的盖板顶侧金属层上。

所述盖板硅片和盖板顶侧金属层上设有环绕在盖板绝缘层的窗口四周的绝缘沟槽，位于绝缘沟槽内侧的盖板硅片形成硅柱垂直互连结构；所述盖板绝缘层实现键合金属层与硅柱垂直互连结构以外的盖板硅片的电学隔离。

一种采用硅基共晶键合结构的微机械器件的制备方法，包括以下步骤：

(1)准备衬底硅片，在衬底硅片上沉积衬底绝缘层，并对衬底绝缘层进行光刻腐蚀，形成衬底绝缘层窗口，作为衬底硅片的电极引出窗口；

(2)在衬底硅片的顶侧沉积衬底侧键合金属层，并进行光刻腐蚀，在衬底绝缘层窗口的位置处形成金属与半导体接触结构；

(3)准备器件硅片，在器件硅片上沉积器件氮化硅层，并对器件氮化硅层处光刻腐蚀或刻蚀，形成氮化硅窗口；其中，所述氮化硅窗口作为下一步的硅热氧化区域，而剩余的器件氮化硅层作为下一步形成硅凸台的保护层；

(4)将包含器件氮化硅层图形的器件硅片进行一次高温热氧化工艺，形成器件第一氧化硅层；其中，在器件硅片上，未覆盖器件氮化硅层的部位被氧化形成器件第一氧化硅层，覆盖有器件氮化硅层的部位形成硅凸台；所述器件第一氧化硅层的表面高度高于覆盖有器件氮化硅层的器件硅片的表面高度；

(5)通过湿法腐蚀工艺将器件硅片上氧化形成的器件第一氧化硅层腐蚀干净；

(6)将包含器件氮化硅层图形的器件硅片进行二次高温热氧化工艺，形成器件第二氧化硅层，作为器件硅片底侧的器件绝缘层；其中，覆盖有器件氮化硅层的器件硅片的表面高度高于或等于器件第二氧化硅层的表面高度；

(7)通过湿法腐蚀工艺将器件氮化硅层腐蚀干净，暴露出硅凸台的表面，作为器件硅片的底侧电极引出窗口和刻蚀释放窗口、硅基共晶反应中的硅平面；

在器件硅片的底侧沉积器件侧键合金属层，并进行光刻腐蚀，在器件硅片的底侧电极引出窗口处形成金属与半导体接触结构和刻蚀释放窗口、硅基共晶反应的共晶键合平面；

(8)将器件硅片与衬底硅片的键合金属一侧进行面对面的对准键合工艺，实现器件硅片与衬底硅片之间的机械和电学连接；

(9)在器件硅片的顶侧沉积器件绝缘层，并对器件绝缘层进行刻蚀，形成器件顶侧绝缘层窗口和顶侧体硅刻蚀暴露窗口，作为器件硅片的顶侧电极引出窗口；

(10)在器件硅片的顶侧沉积器件侧金属层，并对器件侧金属层进行刻蚀；

(11)在顶侧体硅刻蚀暴露窗口处对器件硅片进行光刻腐蚀，将器件硅片刻蚀穿透形成器件可动结构，该器件可动结构由器件硅片的硅凸台对应的共晶键合结构进行支撑；同时在器件硅片底侧的器件绝缘层处刻蚀停止，形成不同电极引出区域的独立硅岛结构。

在步骤(2)中，在衬底硅片的顶侧刻蚀形成衬底空腔蚀刻窗口，并通过干法刻蚀或湿法腐蚀形成衬底空腔结构。

一种采用硅基共晶键合结构的微机械封装结构的制备方法，包括以下步骤：

(1)准备盖板硅片，在盖板硅片上沉积盖板氮化硅层，并对盖板氮化硅层进行刻蚀，形成氮化硅窗口；其中，所述氮化硅窗口作为下一步的硅热氧化区域，而剩余的器件氮化硅层作为下一步形成硅凸台的保护层；

(2)将包含盖板氮化硅层图形的盖板硅片进行一次高温热氧化工艺，形成盖板第一氧化硅层；在盖板硅片上，未覆盖盖板氮化硅层的部位被氧化形成盖板第一氧化硅层，覆盖有盖板氮化硅层的部位形成硅凸台，该硅凸台分别为环形键合密封环结构和硅柱互连键合电极引出结构；所述盖板第一氧化硅层的表面高度高于覆盖有盖板氮化硅层的盖板硅片的表面高度；

(3)通过湿法腐蚀工艺将盖板硅片上氧化形成的盖板第一氧化硅层腐蚀干净；

(4)将包含盖板氮化硅层图形的盖板硅片进行二次高温热氧化工艺，形成盖板第二氧化硅层，作为盖板硅片底侧的盖板绝缘层；其中，覆盖有盖板氮化硅层的盖板硅片的表面高度高于或等于盖板第二氧化硅层的表面高度；

(5)通过湿法腐蚀工艺将盖板氮化硅层腐蚀干净，暴露出硅凸台的表面，作为盖板硅片的底侧电极引出窗口；

在盖板硅片的底侧沉积盖板侧键合金属层，并进行光刻腐蚀，在盖板硅片的底侧电极引出窗口处形成金属与半导体接触结构；

(6)将上述制备好的盖板硅片与待晶圆级封装的微机械器件进行面对面的对准键合工艺，实现封装结构与微机械器件之间的机械和电学连接；

(7)在盖板硅片顶侧沉积盖板顶侧金属层，并对盖板顶侧金属层进行刻蚀；对盖板顶侧金属层所暴露出来的盖板硅片体硅区域进行刻蚀，于盖板绝缘层处终止，形成环状盖板绝缘沟槽；位于绝缘沟槽内侧的盖板硅片构成独立的硅柱垂直互连结构，位于绝缘沟槽内侧的盖板顶侧金属层构成电信号接口区域；

(8)上述完成了硅柱垂直互连的微机械晶圆级封装结构的制备。

在步骤(5)中，在对盖板侧键合金属层进行光刻腐蚀后，对盖板硅片的盖板第二氧化硅层进行刻蚀，暴露出盖板硅片体硅区域；利用干法刻蚀或湿法腐蚀对盖板硅片暴露出的体硅区域进行刻蚀，形成盖板空腔。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明中利用两步硅局部氧化工艺改进基于金属与硅本体间硅基共晶反应原理的共晶键合结构，在键合结构中提供硅来源的硅晶圆一侧形成硅局部氧化层所包裹的硅凸台，通过两次硅局部氧化层的厚度调控实现硅凸台与硅局部氧化层表面保持同一高度或者硅凸台表面略高于硅局部氧化层表面，从而有效兼顾基于硅基共晶反应原理的共晶键合结构对局部电学接触与局部电学隔离的要求以及键合金属介质与硅本体之间充分接触和共晶反应的要求，提升基于硅基共晶反应原理的共晶键合结构的机械键合可靠性及电学互连接触可靠性，并拓宽硅基共晶反应键合结构在mems的器件制造、封装与互连应用范围。

附图说明

图1为本发明中的微机械器件和封装结构的剖面图。

图2-12为本发明中的微机械器件的制备过程的剖面图，其中，图2为在衬底硅片的盖板绝缘层上刻蚀出衬底绝缘层窗口的剖面图，图3为在衬底硅片上蚀刻形成盖板空腔和沉积衬底侧键合金属层的剖面图，图4为在器件硅片上沉积器件氮化硅层并进行刻蚀的剖面图，图5为在器件硅片上进行一次高温热氧化工艺的剖面图，图6为将器件硅片上氧化形成的器件第一氧化硅层腐蚀干净的剖面图，图7为在器件硅片上进行二次高温热氧化工艺的剖面图，图8为将器件氮化硅层腐蚀干净并沉积器件侧键合金属层的剖面图，图9为将器件硅片与衬底硅片的键合金属一侧进行面对面的对准键合工艺的剖面图，图10为在器件硅片的顶侧沉积器件绝缘层并图形化的剖面图，图11为在器件硅片的顶侧沉积器件侧键合金属层并图形化的剖面图，图12为在器件硅片上刻蚀穿透形成器件可动结构的剖面图。

图13-19为本发明中的封装结构的制备过程的剖面图，其中，图13为在盖板硅片沉积盖板氮化硅层并图形化的剖面图，图14为在盖板硅片上进行一次高温热氧化工艺的剖面图，图15为将盖板硅片上氧化形成的盖板第一氧化硅层腐蚀干净的剖面图，图16为在盖板硅片上进行二次高温热氧化工艺的剖面图，图17为将盖板氮化硅层腐蚀干净并沉积盖板侧键合金属层的剖面图，图18为在盖板硅片上刻蚀出的盖板空腔的剖面图，图19在盖板硅片上刻蚀出硅柱垂直互连结构的剖面图。

图中附图标记分别为：

具体实施方式

为了使本领域的技术人员很好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不仅限于此。

实施例1

参见图1，本实施例中的采用硅基共晶键合结构的微机械器件，包括器件硅片203，该器件硅片203的两侧均依次设有器件绝缘层202和器件侧键合金属层201，其中，位于底侧的器件绝缘层202设有器件底侧绝缘层窗口，位于底侧的器件侧键合金属层201通过该器件底侧绝缘层窗口与器件硅片203电学接触；位于底侧的器件侧键合金属层201与衬底侧键合金属层104之间相互连接形成键合结构；所述器件硅片203上与器件底侧绝缘层窗口对应的位置处设有硅凸台211，该硅凸台211四周被绝缘层所包裹，该绝缘层延伸至硅凸台211的底部；所述硅凸台211的表面高度等于或略高于绝缘层的表面高度；所述硅凸台211的表面由硅基共晶键合反应中的金属反应介质所覆盖，该硅凸台211结构作为硅基共晶键合反应中的硅本体反应介质。

进一步，本实施例中的硅基共晶键合结构即实现电学接触，又能实现机械键合。

参见图2-12，本实施例中的微机械器件的制备方法，包括以下步骤：

(1)准备一低电阻率的硅晶圆作为衬底硅片102(如选用电阻率为0.02ω·cm的硅片)，在所述硅片顶侧沉积衬底绝缘层103和101(如氧化硅、氮化硅等)，并在绝缘层处光刻腐蚀，形成一定宽度的衬底绝缘层窗口111，作为衬底体硅电极引出窗口和衬底空腔蚀刻窗口，如图2。

(2)在衬底硅片顶侧沉积衬底侧键合金属层104(如au-si、al-si等等硅基共晶系统中的键合介质金属au或al等等)，并进行光刻腐蚀，在预设衬底绝缘层窗口111处形成一定宽度的衬底侧键合金属层以构建金属层104与衬底体硅102的金属/半导体接触结构，同时在衬底硅片顶侧进一步光刻腐蚀仅暴露出衬底空腔蚀刻窗口，并通过干法刻蚀或湿法腐蚀形成衬底空腔结构112，如图3。

(3)准备一低电阻率的硅晶圆作为器件硅片203(如选用电阻率为0.02ω·cm的硅片)，在所述硅片沉积器件侧氮化硅层221(如低压化学气相沉积lpcvd)，并在底侧的氮化硅层处光刻腐蚀或刻蚀(如反应离子刻蚀rie)，形成一定宽度的氮化硅窗口作为下一步的硅热氧化区域，而留存的氮化硅层作为下一步硅凸台形成的保护层，如图4。

(4)将所述包含氮化硅图形221的器件硅片203进行第一次硅的高温热氧化工艺，形成一定厚度的第一氧化硅层202’，此时根据硅热氧化原理易知在覆盖氮化硅的体硅表面高度低于未覆盖氮化硅而被氧化形成的氧化硅表面高度，同时在覆盖氮化硅的区域形成了第一硅凸台211，如图5。

(5)随后通过湿法腐蚀工艺(如boe缓冲氧化物刻蚀液)将器件硅片203所氧化形成的第一氧化层202’腐蚀干净，如图6。

(6)将所述包含氮化硅图形221的器件硅片203进行第二次硅的高温热氧化工艺，形成一定厚度的第二氧化硅层202，在覆盖氮化硅的体硅表面高度略高于或等于未覆盖氮化硅而被氧化形成的氧化硅表面高度(根据硅热氧化原理，前述两者的表面高度差可通过第一氧化硅层202’的厚度和第二氧化硅层202的厚度进行调节，且高度差可以设置为零以消除绝缘层在硅片体硅表面引入的高度差)，如图7。

(7)随后通过湿法腐蚀工艺(如热磷酸)将氮化硅层221腐蚀干净以暴露出器件硅片203的硅凸台表面，作为器件体硅刻蚀暴露区域、器件体硅电极引出窗口(也即键合金属/体硅共晶反应界面)，随后沉积器件底侧键合金属层201(如au-si、al-si等等硅基共晶系统中的键合介质金属au或al等等)，并进行光刻腐蚀，仅在预设器件体硅电极引出窗口(也即键合金属/体硅共晶反应界面)处形成一定宽度的器件底侧键合金属区域，而器件体硅刻蚀暴露区域处则没有键合金属的覆盖，如图8。

(8)将所述器件硅片与衬底硅片的键合金属一侧进行面对面的对准键合工艺，其中所述器件底侧键合金属层201与衬底顶侧键合金属104通过与硅基共晶反应形成键合结构(如au-si、al-si等等键合金属/体硅共晶键合工艺，其器件底侧键合金属201首先与器件硅片的硅凸台211处的体硅电极引出窗口发生共晶反应形成液态相，随后与衬底顶侧键合金属层104进一步共晶反应)，并且所述键合金属层201与器件体硅203的金属/半导体接触、键合金属104与衬底体硅102的金属/半导体接触在键合工艺高温作用下转变为欧姆接触，如图9。

(9)对所述器件硅片与衬底硅片键合为一体的器件硅片进行减薄工艺，减薄至器件硅片所需要的厚度，随后在器件硅片203顶侧沉积(如等离子增强化学气相沉积pecvd)一绝缘层204，并对该绝缘层光刻腐蚀或刻蚀图形化以形成器件硅片顶侧体硅电极引出窗口212和器件硅片顶侧体硅刻蚀暴露区域213，如图10。

(10)在所述器件硅片203顶侧沉积(如溅射)一金属层205，并对该金属层光刻腐蚀或刻蚀图形化以形成器件硅片顶侧体硅电极引出区域，如图11。

(11)在所述器件硅片203顶侧光刻腐蚀，并通过深反应离子刻蚀drie在器件硅片顶侧体硅刻蚀暴露区域213处刻蚀穿透器件硅片203(器件硅片刻蚀穿透区域214)，形成器件可动结构216，且该器件可动结构216由器件硅片203中硅凸台211对应的共晶键合结构所支撑，此外通过深反应离子刻蚀drie在器件硅片顶侧体硅刻蚀暴露区域处刻蚀器件硅片203并在器件硅片203底部的绝

缘层202处刻蚀停止(器件硅片刻蚀停止区域215)，形成器件硅片203中不同体硅电极引出区域的独立硅岛结构(即实现不同体硅电极区域的彼此电学隔离)，由此完成采用所述改进型硅基共晶键合的微机械器件结构制备，如图12。

实施例2

参见图1，本实施例中的采用硅基共晶键合的微机械封装结构，包括微机械器件和盖板封装互连结构单元，所述微机械器件包括衬底单元和器件单元，所述衬底单元包括衬底硅片102，该衬底硅片102上依次设有衬底绝缘层103和衬底侧键合金属层104。

所述盖板封装互连结构单元包括盖板硅片303，该盖板硅片303的底侧依次设有盖板绝缘层302和盖板侧键合金属层301，该盖板硅片303的顶侧设有盖板顶侧金属层304；其中，所述盖板侧键合金属层301通过包含有所述硅凸台211的硅基共晶键合结构与器件侧键合金属层201键合连接，所述盖板绝缘层302上设有盖板绝缘层窗口；所述盖板侧键合金属层301通过该盖板绝缘层窗口与盖板硅片303电学接触。其中，在硅基共晶键合结构的外侧环套设有通过刻蚀穿透硅片得到的绝缘沟槽，该绝缘沟槽内构成硅基互连结构。

进一步，所述盖板硅片303和盖板顶侧金属层301上设有环绕在盖板绝缘层302的窗口四周的绝缘沟槽314，位于绝缘沟槽314内侧的盖板硅片303形成硅柱垂直互连结构313；所述盖板绝缘层302实现键合金属层与硅柱垂直互连结构313以外的盖板硅片303的电学隔离。

本实施例中的微机械器件可以为实施例1中的微机械器件，也可以为其它任何现有技术实现的微机械器件。

参见图1和图13-19，本实施例中的微机械封装结构的制备方法，包括以下步骤：

(1)准备一低电阻率的硅晶圆作为盖板硅片303(如选用电阻率为0.02ω·cm的硅片)，在所述硅片用低压化学气相沉积lpcvd沉积盖板氮化硅层321，并在盖板硅片底侧的氮化硅层处光刻腐蚀，形成一定宽度的氮化硅窗口作为下一步的硅热氧化区域，而剩余的氮化硅作为下一步硅凸台形成的保护层，如图13。

(2)将所述包含氮化硅图形321的盖板硅片303进行第一次硅的高温热氧化工艺，形成一定厚度的第一氧化硅层302’，此时根据硅热氧化原理易知在覆盖氮化硅的体硅表面高度低于未覆盖氮化硅而被氧化形成的氧化硅表面高度，同时在覆盖氮化硅的区域形成了硅凸台315和311，其中硅凸台315区域作为封装盖板硅片的环形键合密封环区域(围绕在被封装器件结构的四周)，硅凸台311区域作为封装盖板硅片的硅柱互连键合电极区域，如图14。

(3)随后通过湿法腐蚀工艺(如boe缓冲氧化物刻蚀液)将盖板硅片303所氧化形成的第一氧化层302’腐蚀干净，如图15。

(4)将所述包含氮化硅图形321的盖板硅片303进行第二次硅的高温热氧化工艺，形成一定厚度的第二氧化硅层302，在覆盖氮化硅的体硅表面高度略高于或等于未覆盖氮化硅而被氧化形成的氧化硅表面高度(根据硅热氧化原理，前述两者的表面高度差可通过第一氧化硅层302’的厚度和第二氧化硅层302的厚度进行调节，且高度差可以设置为零以消除绝缘层在硅片体硅表面引入的高度差)，如图16。

(5)随后通过湿法腐蚀工艺(如热磷酸)将氮化硅层321腐蚀干净以暴露出盖板硅片303的硅凸台表面，作为盖板体硅电极引出窗口(也即键合金属/体硅共晶反应界面)，随后沉积盖板硅片底侧键合金属层301(如au-si、al-si等等硅基共晶系统中的键合介质金属au或al等等)，并进行光刻腐蚀，在预设盖板硅片体硅电极引出窗口(也即键合金属/体硅共晶反应界面)处形成一定宽度的器件底侧键合金属区域，如图17。

(6)对盖板硅片303的底侧氧化硅层302进行光刻及湿法腐蚀或干法刻蚀(如反应离子刻蚀rie)以图形化，暴露出指定的盖板硅片303体硅区域，并利用干法刻蚀(如深反应离子刻蚀drie)或湿法腐蚀的方法对盖板硅片303暴露出的体硅区域进行刻蚀以形成一定深度的盖板空腔316，如图18。

(7)将所述待晶圆级封装的微机械器件结构203与所述盖板封装结构303的键合金属层进行面对面的对准键合工艺(如au-si、al-si等等键合金属/体硅共晶键合)，其中所述盖板硅片底侧键合金属301首先与盖板硅凸台315和311表面发生共晶反应形成液态相，随后与器件硅片顶侧键合金属层205进一步共晶反应，并且所述键合金属层301与盖板体硅303的金属/半导体接触、键合金属层205与器件体硅203的金属/半导体接触在键合工艺高温作用下转变为欧姆接触，最终形成所述微机械器件结构与所述盖板封装结构的器件封装整体键合结构，如图19。

(8)在所述器件封装整体键合结构的盖板硅片303顶部沉积盖板顶侧金属层304(任意与硅能形成欧姆接触的金属均可，比如au、al薄膜等等)，并进行光刻腐蚀，随后进一步对金属层304所暴露出来的盖板硅片303体硅区域进行湿法腐蚀或干法刻蚀以形成环状盖板绝缘沟槽314，并且腐蚀或刻蚀将在绝缘沟槽314底部所对应的盖板底侧绝缘层(即热氧化硅层)302处终止，从而形成独立的盖板硅柱垂直互连结构313，同时形成盖板顶侧金属层304对盖板硅柱垂直互连结构313的电信号接口区域312，如图1。

(9)上述即完成了所述硅柱垂直互连的微机械晶圆级封装结构的制备，其中盖板硅柱垂直互连结构313通过其上下侧金属/半导体接触之间形成的欧姆接触实现器件封装内部电学信号(器件顶侧金属层205)的垂直引出，并且所述欧姆接触既可以在前述键合工艺的高温过程中形成也可以在键合工艺后通过单独的热处理或退火工艺形成。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。