一种微电子器件用晶圆级封装结构及制造方法

本技术涉及半导体，具体而言，涉及一种微电子器件用晶圆级封装结构及制造方法。

背景技术：

1、微机电(micro-electro-mechanical system，mems)器件是用微电子工艺加工的特征尺寸在微米量级的器件，已经广泛应用在工业及消费类领域。为了保护器件不受环境沾污，同时提升器件的信噪比，以mems陀螺、mems加速度计、mems射频开关、mems红外传感器等为代表的器件需要进行晶圆级气密封装，并使器件微腔体内维持一定的真空度。

2、通常在真空环境下利用各种键合工艺形成密闭腔体，同时为了解决由于封装材料释气而带来的真空度退化，采用吸气剂技术对腔内的残余气体进行吸附。吸气剂由具有一定活性的金属材料构成，一般需要进行高温热激活以使活性金属原子暴露在表面，进而对气体进行吸附。该激活过程通常与键合工艺结合起来，实现真空气密封装。

3、但对实际加工过程中，器件密封腔体的真空度变化，吸气剂的激活程度，吸气剂是否正常工作等关键工艺过程缺乏有效的监控手段，难以形成对晶圆级真空封装工艺质量的量化评价。同时，在器件正常工作中也缺乏简单而低成本的密闭微腔实时测量方法。

技术实现思路

1、本技术在于提供一种微电子器件用晶圆级封装结构及制造方法，旨在对器件密封腔体的真空度变化、吸气剂的激活程度以及吸气剂是否正常工作等关键工艺进行监控，形成对晶圆级真空封装工艺质量的量化评价。

2、本技术实施例第一方面提供一种微电子器件用晶圆级封装结构，包括：

3、衬底，所述衬底上形成有多个通孔电极，多个所述通孔电极包括两个第一电极、两个第二电极和多个第三电极；

4、第一吸气剂，设置在所述衬底的一侧，所述第一吸气剂位于两个所述第一电极之间，且所述第一吸气剂分别与两个所述第一电极电连接；

5、器件层，设置在所述衬底的一侧，所述器件层包括可动单元和用于支撑所述可动单元的多个支撑单元，所述支撑单元中的两个子支撑单元分别与两个第二电极电连接；

6、封帽基板，设置在所述器件层背离所述衬底的一侧，所述封帽基板包括多个键合部，所述封帽基板通过所述键合部与所述支撑单元之间的键合与所述器件层连接，多个所述键合部中的两个子键合部分别与两个所述子支撑单元连接；

7、第二吸气剂，设置在所述封帽基板朝向所述衬底的一侧，所述第二吸气剂位于两个所述子键合部之间，且所述第二吸气剂至少部分覆盖两个所述子键合部。

8、可选地，所述第一吸气剂包括ti-zr-v合金吸气剂、zr-v-fe合金吸气剂、au-ti复合金属吸气剂和au-zr复合金属吸气剂。

9、可选地，所述第二吸气剂包括ti-zr-v合金吸气剂、zr-v-fe合金吸气剂、au-ti复合金属吸气剂和au-zr复合金属吸气剂。

10、可选地，所述封装结构还包括：

11、第一金属电极，设置在所述衬底上，所述第一金属电极在所述衬底上的正投影覆盖所述第一电极在所述衬底上的正投影，且所述第一金属电极在所述衬底上的正投影与所述第一吸气剂在所述衬底上的正投影至少部分交叠。

12、可选地，所述封装结构还包括：

13、第二金属电极，设置在所述衬底上，所述第二金属电极在所述衬底上的正投影与所述第二电极在所述衬底上的正投影至少部分交叠，且所述第二金属电极与所述子支撑单元接触。

14、可选地，所述第三电极与所述器件层之间通过第三金属电极连接。

15、本技术实施例第二方面提供一种微电子器件用晶圆级封装结构，包括：

16、衬底，所述衬底上形成有多个通孔电极，多个所述通孔电极包括两个第一电极和多个第三电极；

17、第一吸气剂，设置在所述衬底的一侧，所述第一吸气剂位于两个所述第一电极之间，且所述第一吸气剂分别与两个所述第一电极电连接；

18、器件层，设置在所述衬底的一侧，所述器件层包括可动单元和用于支撑所述可动单元的多个支撑单元；

19、封帽基板，设置在所述器件层背离所述衬底的一侧，所述封帽基板包括多个键合部，所述封帽基板通过所述键合部与所述支撑单元之间的键合与所述器件层连接，且所述封帽基板上形成有两个第二电极；

20、第二吸气剂，设置在所述封帽基板朝向所述衬底的一侧，所述第二吸气剂位于两个所述第二电极之间，且所述第二吸气剂分别与两个第二电极电连接。

21、本技术实施例第三方面提供一种微电子器件用晶圆级封装结构的制造方法，所述制造方法包括：

22、提供衬底；

23、在所述衬底上形成多个通孔电极，多个所述通孔电极包括两个第一电极、两个第二电极和多个第三电极；

24、在所述衬底的一侧形成第一吸气剂，所述第一吸气剂位于两个所述第一电极之间，且所述第一吸气剂分别与两个所述第一电极电连接；

25、在所述衬底的一侧形成器件层，所述器件层包括可动单元和用于支撑所述可动单元的多个支撑单元，所述支撑单元中的两个子支撑单元分别与两个所述第二电极电连接；

26、在所述器件层背离衬底的一侧形成封帽基板，所述封帽基板包括多个键合部，所述封帽基板通过所述键合部与所述支撑单元之间的键合与所述器件层连接，多个所述键合部中的两个子键合部分别与两个所述子支撑单元连接；

27、在所述封帽基板朝向所述衬底的一侧形成第二吸气剂，所述第二吸气剂位于两个所述子键合部之间，且所述第二吸气剂至少部分覆盖两个所述子键合部。

28、本技术实施例第四方面提供一种微电子器件用晶圆级封装结构的制造方法，所述制造方法包括：

29、提供衬底；

30、在所述衬底上形成多个通孔电极，多个所述通孔电极包括两个第一电极和多个第三电极；

31、在所述衬底的一侧形成第一吸气剂，所述第一吸气剂位于两个所述第一电极之间，且所述第一吸气剂分别与两个所述第一电极电连接；

32、在所述衬底的一侧形成器件层，所述器件层包括可动单元和用于支撑所述可动单元的支撑单元；

33、在所述器件层背离衬底的一侧形成封帽基板，所述封帽基板包括多个键合部，所述封帽基板通过所述键合部与所述支撑单元之间的键合与所述器件层连接；

34、在所述封帽基板上形成两个第二电极；

35、在所述封帽基板朝向所述衬底的一侧形成第二吸气剂，所述第二吸气剂位于两个所述第二电极之间，且所述第二吸气剂分别与两个所述第二电极电连接。

36、有益效果：

37、本技术提供一种微电子器件用晶圆级封装结构及制造方法，通过设置衬底、第一吸气剂、器件层、封帽基板和第二吸气剂，其中衬底上设置有多个通孔电极，第一吸气剂与多个通孔电极中的两个第一电极电连接，器件层与封帽基板之间通过支撑单元和键合部连接，第二吸气剂位于封帽基板上的两个子键合部之间，并且第二吸气剂通过子键合部、子支撑单元与多个通孔电极中的两个第二电极电连接；这样，利用第一电极和第二电极分别作为第一吸气剂和第二吸气剂的引出电极，可以通过对吸气剂的阻抗进行实时测量可以对密闭腔体的真空度变化，吸气剂的激活程度以及吸气剂是否正常工作等关键工艺进行监控，形成对晶圆级真空封装工艺质量的量化评价。