MEMS器件及MEMS器件的制备方法与流程

本发明涉及封装，尤其涉及一种mems器件及mems器件的制备方法。

背景技术：

1、mems(micro-electro-mechanical system，微机电系统)是指一种将机械构件、驱动部件、光学系统、电控系统集成为一个整体的微型系统。mems器件具有体积小、功耗低等优势，在智能手机、平板电脑、游戏机、汽车、无人机等多个领域具有广泛的应用场景。常用的mems芯片包括加速度计、陀螺仪、压力传感器、麦克风等。为了实现完整的运动检测，通常需要将多个mems芯片集成到单个mems器件上，不同的mems芯片对真空度有着不同的需求。例如，由加速度计和陀螺仪共同集成后构成的惯性传感器(imu)，陀螺仪要求高q值因此采用真空封装，而加速度计采用低压封装。

2、现有技术中的mems器件，通常采用在真空度相同的两个腔室之一内设置吸气剂或者放气剂，来提高或者降低该腔室的真空度。然而，由于吸气剂或者放气剂在改变腔室真空度的过程中，存在不可控的情况，容易导致腔室的真空度无法满足mems芯片的工作需要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种满足mems芯片工作需要的mems器件及mems器件的制备方法。

2、为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种mems器件，包括器件晶圆以及连接器件晶圆的盖板组件，所述器件晶圆与盖板组件合围形成真空度不同的第一腔室和第二腔室，所述盖板组件包括连通外部环境与第一腔室的气流通道以及与气流通道相匹配的密封结构，所述气流通道具有朝向外部环境暴露的填料孔，所述填料孔的孔径尺寸自盖板组件朝向器件晶圆方向逐渐减小。

3、作为本发明一实施方式的进一步改进，所述密封结构包括填充块，至少部分的填充块设置于填料孔内，所述气流通道还具有连通填料孔的沉积孔，所述沉积孔的孔径尺寸自盖板组件朝向器件晶圆方向逐渐增大。

4、作为本发明一实施方式的进一步改进，所述密封结构包括填充块以及连接填充块的沉积层，所述沉积层连接于气流通道的内壁。

5、作为本发明一实施方式的进一步改进，所述气流通道还具有朝向第一腔室内暴露的沉积孔，所述密封结构包括填充块以及沉积层，所述沉积层覆盖于沉积孔的内壁。

6、作为本发明一实施方式的进一步改进，所述盖板组件包括形成气流通道的第一盖板晶圆以及第二盖板晶圆，所述第一腔室的真空度为第一盖板晶圆与第二盖板晶圆键合时外部环境的真空度。

7、作为本发明一实施方式的进一步改进，所述盖板组件还包括连接于第二盖板晶圆的填充凸点，所述第一盖板晶圆与第二盖板晶圆键合时，所述填充凸点的至少部分位于填料孔内。

8、作为本发明一实施方式的进一步改进，所述盖板组件还包括连接填充凸点与第二盖板晶圆的中间层，所述中间层配置为可分解材料。

9、作为本发明一实施方式的进一步改进，所述填充块配置为低温熔融金属。

10、作为本发明一实施方式的进一步改进，所述填充块与沉积层相互焊接。

11、为实现上述发明的目的之一，本发明还提供了一种mems器件的制备方法，包括：

12、通过第一次键合形成真空度相同的第一腔室和第二腔室；

13、形成连通第一腔室与外部环境的气流通道；

14、通过第二次键合对气流通道进行封堵，形成与气流通道相匹配的密封结构。

15、作为本发明一实施方式的进一步改进，进行第二次键合时，加热形成的流体状填充材料与气流通道内的沉积层接触后，形成密封结构。

16、作为本发明一实施方式的进一步改进，第一次键合前，在第一盖板晶圆的第一表面形成沉积孔，并在沉积孔内形成沉积层；

17、第一次键合后，在第一盖板晶圆的第二表面形成连通沉积孔的填料孔。

18、作为本发明一实施方式的进一步改进，第二次键合前，在第二盖板晶圆上形成填充凸点；

19、进行第二次键合时，加热融化填充凸点，形成流体状填充材料；

20、第二次键合后，流体状填充材料降温固化，形成填充块。

21、作为本发明一实施方式的进一步改进，第二次键合前，在第二盖板晶圆的第一表面上形成中间层，并在中间层上形成填充凸点；

22、第二次键合后，移除中间层以及第二盖板晶圆。

23、作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第一次键合具体是指：器件晶圆与第一盖板晶圆进行键合；

24、所述第二次键合具体是指：第一盖板晶圆与第二盖板晶圆进行键合。

25、与现有技术相比，本发明的实施方式中，合围形成真空度相同的第一腔室和第二腔室后，通过气流通道连通第一腔室与外部环境的方式，能够改变第一腔室的真空度，并通过密封结构对气流通道进行封堵，从而形成真空度不同的第一腔室和第二腔室，确保腔室的真空度满足mems芯片的工作需要。

技术特征：

1.一种mems器件，包括器件晶圆以及连接器件晶圆的盖板组件，所述器件晶圆与盖板组件合围形成真空度不同的第一腔室和第二腔室，其特征在于，所述盖板组件包括连通外部环境与第一腔室的气流通道以及与气流通道相匹配的密封结构，所述气流通道具有朝向外部环境暴露的填料孔，所述填料孔的孔径尺寸自盖板组件朝向器件晶圆方向逐渐减小。

2.如权利要求1所述的mems器件，其特征在于，所述密封结构包括填充块，至少部分的填充块设置于填料孔内，所述气流通道还具有连通填料孔的沉积孔，所述沉积孔的孔径尺寸自盖板组件朝向器件晶圆方向逐渐增大。

3.如权利要求1所述的mems器件，其特征在于，所述密封结构包括填充块以及连接填充块的沉积层，所述沉积层连接于气流通道的内壁。

4.如权利要求1所述的mems器件，其特征在于，所述气流通道还具有朝向第一腔室内暴露的沉积孔，所述密封结构包括填充块以及沉积层，所述沉积层覆盖于沉积孔的内壁。

5.如权利要求1所述的mems器件，其特征在于，所述盖板组件包括形成气流通道的第一盖板晶圆以及第二盖板晶圆，所述第一腔室的真空度为第一盖板晶圆与第二盖板晶圆键合时外部环境的真空度。

6.如权利要求5所述的mems器件，其特征在于，所述盖板组件还包括连接于第二盖板晶圆的填充凸点，所述第一盖板晶圆与第二盖板晶圆键合时，所述填充凸点的至少部分位于填料孔内。

7.如权利要求6所述的mems器件，其特征在于，所述盖板组件还包括连接填充凸点与第二盖板晶圆的中间层，所述中间层配置为可分解材料。

8.如权利要求2所述的mems器件，其特征在于，所述填充块配置为低温熔融金属。

9.如权利要求3所述的mems器件，其特征在于，所述填充块与沉积层相互焊接。

10.一种mems器件的制备方法，其特征在于，包括：

11.如权利要求10所述的mems器件的制备方法，其特征在于，进行第二次键合时，加热形成的流体状填充材料与气流通道内的沉积层接触后，形成密封结构。

12.如权利要求10所述的mems器件的制备方法，其特征在于，第一次键合前，在第一盖板晶圆的第一表面形成沉积孔，并在沉积孔内形成沉积层；

13.如权利要求11所述的mems器件的制备方法，其特征在于，第二次键合前，在第二盖板晶圆上形成填充凸点；

14.如权利要求13所述的mems器件的制备方法，其特征在于，第二次键合前，在第二盖板晶圆的第一表面上形成中间层，并在中间层上形成填充凸点；

15.如权利要求10所述的mems器件的制备方法，其特征在于，所述第一次键合具体是指：器件晶圆与第一盖板晶圆进行键合；

技术总结本发明提供一种MEMS器件及MEMS器件的制备方法，MEMS器件包括器件晶圆以及连接器件晶圆的盖板组件，所述器件晶圆与盖板组件合围形成真空度不同的第一腔室和第二腔室，所述盖板组件包括连通外部环境与第一腔室的气流通道以及与气流通道相匹配的密封结构，所述气流通道具有朝向外部环境暴露的填料孔，所述填料孔的孔径尺寸自盖板组件朝向器件晶圆方向逐渐减小；合围形成真空度相同的第一腔室和第二腔室后，通过气流通道连通第一腔室与外部环境的方式，能够改变第一腔室的真空度，并通过密封结构对气流通道进行封堵，从而形成真空度不同的第一腔室和第二腔室，确保腔室的真空度满足MEMS芯片的工作需要。技术研发人员：王鑫琴受保护的技术使用者：苏州思萃车规半导体产业技术研究所有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29