一种晶圆及芯片的制作方法

1.本技术涉及微机电器件封装技术领域，特别是涉及一种晶圆及芯片。背景技术：2.mems(micro electro mechanical system)是指微机电系统，mems器件是一种具有机械微结构的微电子器件，用来将电信号转换为位移、速度、振动、声波等物理信号，也可以将这些物理信号转换为电信号。由于mems器件的机械微结构容易受到环境中灰尘、湿气以及挥发性化学物质的干扰和破坏，因此，mems器件需要封装，以隔离和保护其机械微结构不受外界环境的影响。3.由于晶圆级封装具有封装效率高、成本低、生产效率高、散热效果好等显著优势，mems器件的气密封装逐步从金属管壳、陶瓷管壳等封装形式向晶圆级封装发展。晶圆级封装技术是对晶圆进行封装后，再切割成单个成品芯片的技术。实现晶圆级封装的一种重要方法是晶圆键合方法，该方法首先在封帽晶圆上刻蚀出空腔，再利用金金共晶、铝锗共晶等晶圆键合的方法，将具有空腔的封帽晶圆与机械微结构所在的器件晶圆键合在一起。4.在相关技术中，晶圆键合的主要流程为：在封帽晶圆和器件晶圆之间放置焊料(放置于晶圆的焊接区域)，利用键合设备对封帽晶圆和器件晶圆进行加温、加压以完成键合。晶圆键合时需要施加一定的压力，然而，该压力不易控制，压力过小时，焊料无法充分连接两片晶圆，不利于键合的质量，进而影响产品的质量及可靠性；压力过大时，会导致封帽晶圆和器件晶圆之间的间隙过小，使得焊料溢出至焊接区域之外，溢出的焊料可能会造成微机电器件的损坏，进而影响产品的质量及可靠性。技术实现要素：5.本技术实施例的目的在于提供一种晶圆及芯片，以改善焊料溢出情况从而提高键合后产品的质量。具体技术方案如下：6.本技术实施例公开了一种晶圆，其特征在于，包括：晶片，在所述晶片上设置有微结构，在所述晶片上设置有焊接区域，所述焊接区域用于通过焊料与另一片晶圆或结构件键合，以使所述微结构被封装于所述晶片与另一片所述晶圆或所述结构件之间；支撑件，所述支撑件位于所述晶片上，所述支撑件和所述焊接区域位于所述晶片的同一侧。7.本技术实施例公开的晶圆，通过设置在晶片上的支撑件来改善封焊过程中焊料溢出的情况，从而有利于提升键合的质量。在晶圆与另一片晶圆或者结构件进行焊接键合之前，预先在晶片的焊接区域放置一定体积的固态焊料，然后进行封焊，在进行封焊而对两部件施加压力的过程中，支撑件提供一定的阻尼作用，使得晶圆与另一片晶圆或者结构件的间隙变化不会过于剧烈，也就是说，能够使晶圆与另一片晶圆或者结构件之间的间隙变化相对较为缓和，这样就易于对该间隙大小进行控制。此外，通过在晶片上设置支撑件，由于支撑件的质量不会消失，由此，可以保证最终完成焊接后晶圆与另一片晶圆或者结构件的间隙不会小于预设值，从而能够改善焊料溢出的情况，有利于提高焊接键合的质量，也有利于保证芯片封焊质量的一致性。8.另外，根据本技术实施例公开的晶圆，还可具有如下附加的技术特征：9.在本技术的一些实施例中，所述微结构为在所述晶片上形成的机械微结构，或者，所述微结构为在所述晶片上形成的微空腔。在本技术的一些实施例中，所述支撑件的形状为圆柱、球、三棱锥或棱柱。10.在本技术的一些实施例中，所述焊接区域呈环形分布且围绕所述微结构设置。11.在本技术的一些实施例中，所述支撑件的高度为20微米至200微米。12.在本技术的一些实施例中，所述支撑件为多个，多个所述支撑件设置在所述焊接区域的外侧或内侧。13.在本技术的一些实施例中，多个所述支撑件的高度相等。14.在本技术的一些实施例中，所述焊接区域的所述环形的各处部位宽度相等。在本技术的一些实施例中，所述支撑件的材料为硅、金、银、铜或合金15.本技术实施例第二方面提出了一种芯片，由第一晶圆和第二晶圆加工而成，所述第一晶圆和所述第二晶圆中的至少一个为上述第一方面的实施例中的晶圆。16.本技术实施例提供的晶圆和芯片，有利于改善焊料溢出的情况，同时也有利于改善晶圆键合的质量，进而提高微机电器件的质量及可靠性。当然，实施本技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明17.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。18.图1为本技术实施例的晶圆焊接键合前的结构示意图；19.图2为本技术其中一实施例的晶圆焊接键合后的结构示意图；20.图3为本技术另外一实施例的晶圆焊接键合后的结构示意图；21.图4为本技术其中一实施例的晶圆焊接键合前的结构示意图；22.图5为本技术另外一实施例的晶圆焊接键合前的结构示意图；23.图6为本技术实施例的晶圆的结构示意图。具体实施方式24.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员基于本技术所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。25.如图1和图2所示，并参照图6，本技术实施例提供了一种晶圆100，包括晶片110以及支撑件200，在晶片110上设置有微结构113，同时在晶片110上设置有焊接区域111，焊接区域111用于通过焊料112与另一片晶圆400或结构件键合，以使微结构113被封装于晶片110与另一片晶圆400或结构件之间；支撑件200位于晶片110上，支撑件200和焊接区域111位于晶片110的同一侧。26.本技术实施例公开的晶圆100，通过设置在晶片110上的支撑件200来改善封焊过程中焊料112溢出的情况，从而有利于提升焊接键合的质量。支撑件200是指在对晶圆100和另一片晶圆400或结构件施加外部压力以实施封焊的过程中，能够提供用于抵抗外部压力的阻尼作用的结构。结构件是指除了晶圆外可用于封装的盖板，例如使用有机复合物环氧树脂、聚酰亚胺等材料制作的具有空腔的盖板等。具体地，在晶圆100与另一片晶圆400或结构件进行焊接键合之前，预先在晶圆100的焊接区域111放置一定体积的固态焊料112，然后进行封焊，在进行封焊而对晶圆100和另一片晶圆400或结构件施加压力的过程中，支撑件200提供一定的阻尼作用，使得晶圆100与另一片晶圆400或结构件之间的间隙变化不会过于剧烈，也就是说，能够使晶圆100与另一片晶圆400或结构件之间的间隙变化相对较为缓和，这样就易于对该间隙大小进行控制。此外，通过在晶圆100和另一片晶圆400或结构件之间设置支撑件200，由于支撑件200的质量不会消失，由此，可以保证最终完成焊接后晶圆100和另一片晶圆400或结构件之间的间隙不会小于预设值，从而能够改善焊料溢出的情况，有利于提高焊接键合的质量，也有利于保证芯片封焊质量的一致性。27.在本技术的一些实施例中，微结构113为在晶片110上形成的机械微结构300，或者，微结构113为在晶片110上形成的微空腔114。这样，本技术实施例的晶圆100既可以作为器件晶圆使用，也可以作为封帽晶圆使用。具体地，如图4所示，当晶圆100作为器件晶圆使用时，微结构113为在晶片110上形成的机械微结构300，此时，作为键合而使用的另一片晶圆400或结构件可以不带有支撑件200。如图5所示，当晶圆100作为封帽晶圆使用时，微结构113为在晶片110上形成的微空腔114，对应的另一片晶圆400需为带有机械微结构的器件晶圆，此时，器件晶圆可以不带有支撑件200。28.或者，如图1所示，器件晶圆和封帽晶圆均使用本技术实施例中的晶圆100，即，将两片晶圆100以对置的方式键合在一起，并且，在两片晶圆100的晶片110上均设置有支撑件200。29.而焊料112的制备形式也可以有多种。可以预先制备在器件晶圆的焊接区域上，而封帽晶圆的焊接区域可以不预先制备焊料；或者，焊料112可以预先制备在封帽晶圆的焊接区域上，而器件晶圆的焊接区域可以不预先制备焊料112；或者，优选地，如图1所示，焊料112分别制备在器件晶圆和封帽晶圆的焊接区域111上。30.在本技术的一些实施例中，支撑件200的形状为圆柱、球、三棱锥或棱柱。支撑件200的形状可以是多样化的，可以选择制造较为方便的一种形状，优选地，如图1和图6所示，支撑件200的形状为圆柱，晶圆100和另一片晶圆400或结构件之间通过圆柱进行支撑，以形成一定的间隙。31.在本技术的一些实施例中，焊接区域111呈环形分布且围绕微结构113设置。晶片110上的焊接区域111是指在晶片110上具有电镀金属材料的区域。在相关技术中，为了避免焊料112过多而导致键合时焊料112溢出，其在电镀层上铺上薄薄一层的焊料112，然后通过电镀层上的焊料112键合形成密闭腔体容纳微结构113，由于焊料112很少，键合后的间隙通常只有3至5微米，因此需在用于封装的晶圆100或结构件上刻蚀凹陷区域，以便键合后容纳微结构113。而本技术实施例中的晶圆100，在晶圆100和另一片晶圆400或结构件之间设置支撑件200的基础上，可以在焊接区域111预设置较多的固体焊料112，在支撑件200的支撑作用下，焊接完成后晶圆100和另一片晶圆400或结构件之间留有明显的间隙，该间隙可以达到10至100微米，足以容纳微结构113。同时，焊接区域111呈环形分布，因此，晶圆100在通过焊接区域111上的焊料112与另一片晶圆400或结构件完成焊接后可以形成密封区域，因此在焊接前不必在用于封装的晶片或结构件上刻蚀凹陷区域，从而有利于减少微结构113的封装成本。32.在本技术的一些实施例中，支撑件的高度为20微米至200微米。若支撑件的高度过低，例如小于20微米时，其形成的间隙不利于容纳较多的焊料，从而可能导致焊料溢出情况加重；若支撑件的高度过高，例如大于200微米时，不利于减小封装后的体积。33.在本技术的一些实施例中，支撑件200为多个，多个支撑件200设置在焊接区域111的外侧。具体地，如图6所示，焊接区域111将晶片110分为了两部分，一部分为焊接区域111的内侧，即包含微结构113的区域，另一部分为焊接区域111的外侧，支撑件200设置在焊接区域111的外侧。34.焊接区域111内只包含微结构113。在焊接键合后，晶圆的焊接区域111外的包含支撑件200的部位可以切割掉，这样，不会额外增加微结构113封装后的体积。35.当然，在本技术的另外一些实施例中，支撑件200还可以设置在焊接区域111的内侧。这样设置，在晶圆100进行焊接时焊料112会受到支撑件200的阻隔作用，在焊接完成后，支撑件200有利于提高微结构113封装后的强度。36.同时多个支撑件200用于支撑晶圆100与另一片晶圆400或结构件，有利于提高晶圆100与另一片晶圆400或结构件的支撑稳定性及可靠性，也便于对晶圆100与另一片晶圆400或结构件之间间隙的大小进行控制。37.在本技术的一些实施例中，多个支撑件200的高度相等。38.本技术对多个支撑件200的高度不做限定，其高度主要取决于用于封装的微结构113的体积大小以及所需要形成的间隙的大小。优选地，为了保证晶圆100与另一片晶圆400或结构件在压合时平稳，多个支撑件200的高度相等。39.如图6所示，在本技术的一些实施例中，焊接区域111有多个，且微结构113有多个。在晶圆级封装过程中，通常晶圆100上具有多个焊接区域111，每个焊接区域111内包含一个或多个微结构113，二者不一定为一一对应的关系。在键合后可以形成多个具有封装结构的芯片，这样，有利于提高键合效率。另一方面，在完成键合后，因支撑件200的存在，晶圆100和另一片晶圆400或结构件之间的间隙均相等，因此，形成的多个具有封装结构的芯片的焊接键合的质量可以保持较高的一致性，进而利于提高产品的良品率。40.在本技术的一些实施例中，焊接区域111的环形的各处部位宽度相等。41.焊接区域111内侧为容纳微结构113的区域，焊接区域111的环形上需放置一定体积的焊料112，用于晶圆100与另一片晶圆400或结构件的焊接键合。为了进一步改善焊料112溢出的情况，避免焊料112流入焊接区域111内侧，可以预先对焊料112的体积和晶圆100与另一片晶圆400或结构件之间的间隙进行匹配设计，将焊接区域111设置为各处部位宽度相等的环形，有利于方便对焊料112体积的计算，从而在焊接时有利于保证融化的焊料112充盈在晶圆100与另一片晶圆400或结构件的焊接区域111的环形与固定间隙搭建的空间内，有利于进一步提高焊接键合的质量。42.在本技术的一些实施例中，支撑件200的材料为硅、金、银、铜或合金。。支撑件的制作材料可为多种。优选地，支撑件200的材料为金，金的可压缩性较其他金属例如铁、钢等优异一些。如图1和图3所示，支撑件200在键合时会被压缩。在晶圆100与另一片晶圆400或结构件进行焊接键合时，如果支撑件200的高度存在个体差异，可通过加大压力的方式将高支撑件200压至与矮支撑件200同样的高度，以满足对晶圆100与另一片晶圆400或结构件的间隙要求；或者，在高支撑件200被压至与矮支撑件200同样的高度后继续被压缩，由于支撑件200的质量不会消失，支撑件200在被压缩后仍具有一定的高度，由此可以保证最终完成焊接后晶圆100和另一片晶圆400或结构件之间的间隙不会小于预设值，从而能够改善焊料112溢出的情况。这样，有利于提高支撑件200的兼容性，满足不同的设计需求。同时，压缩为同一高度也有利于保证芯片封焊质量的一致性。43.当然，支撑件也可以是合金材料，例如铝合金、金银合金等。44.本技术实施例第二方面提供了一种芯片，该芯片由第一晶圆和第二晶圆加工而成。其中，第一晶圆和第二晶圆中的至少一个为上述第一方面的实施例中的晶圆。45.本技术实施例提供的芯片，其由第一晶圆和第二晶圆加工而成，第一晶圆和第二晶圆中的至少一个晶圆，在其晶片110上设置有支撑件200。通过在晶圆100的晶片110上设置支撑件200可以改善封焊过程中焊料112溢出的情况，从而有利于提升芯片在制作过程中的键合质量。具体地，在晶圆100与另一片晶圆400进行焊接键合之前，预先在晶圆100的焊接区域111放置一定体积的固态焊料112，然后进行封焊，在进行封焊而对晶圆100和另一片晶圆400施加压力的过程中，支撑件200提供一定的阻尼作用，使得晶圆100与另一片晶圆400之间的间隙变化不会过于剧烈，也就是说，能够使晶圆100与另一片晶圆400之间的间隙变化相对较为缓和，这样易于对该间隙大小进行控制。此外，通过在晶圆100和另一片晶圆400之间设置支撑件200，由于支撑件200的质量不会消失，由此，可以保证最终完成焊接后晶圆100和另一片晶圆400或结构件之间的间隙不会小于预设值，从而能够改善焊料溢出的情况，有利于提高芯片的封装质量，也有利于保证芯片封装质量的一致性，利于提高产品的良品率。46.需要说明的是，芯片由第一晶圆和第二晶圆加工而成，既包括先将第一晶圆和第二晶圆键合，再将其分割而形成芯片的情况，也包括先将第一晶圆和第二晶圆进行分割，再将两者键合而形成芯片的情况。本技术对此不作限制。47.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并非用于限定本技术的保护范围。凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本技术的保护范围内。