一种MEMS器件及其制作方法和电子装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种MEMS器件及其制作方法和电子装置，所述方法包括：提供器件晶圆，所述器件晶圆包括MEMS元件，围绕MEMS元件的密封环和位于密封环外侧的若干焊盘，以及暴露密封环的第一开口和暴露所述焊盘的第二开口；提供盖帽晶圆，在盖帽晶圆上形成与所述密封环位置对应的环状的第一凸起结构和与所述焊盘位置对应的第二凸起结构；在第一凸起结构上形成第一键合层；进行键合工艺，以使所述第一键合层与所述密封环相键合，并使得部分第二凸起结构位于第二开口内且与所述焊盘间隔。根据本发明专利技术的方法，有效阻止切割过程中产生的硅碎屑污染焊盘，进而提高了所述MEMS器件的性能和良率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，具体而言涉及一种MEMS器件及其制作方法和电子装置。
技术介绍
随着半导体技术的不断发展，在传感器(motion sensor)类产品的市场上，智能手机、集成CMOS和微机电系统(MEMS)器件日益成为最主流、最先进的技术，并且随着技术的更新，这类传动传感器产品的发展方向是规模更小的尺寸，高质量的电学性能和更低的损耗。其中，MEMS传感器广泛应用于汽车电子：如TPMS、发动机机油压力传感器、汽车刹车系统空气压力传感器、汽车发动机进气歧管压力传感器(TMAP)、柴油机共轨压力传感器；消费电子：如胎压计、血压计、橱用秤、健康秤，洗衣机、洗碗机、电冰箱、微波炉、烤箱、吸尘器用压力传感器，空调压力传感器，洗衣机、饮水机、洗碗机、太阳能热水器用液位控制压力传感器；工业电子：如数字压力表、数字流量表、工业配料称重等。在MEMS领域中，MEMS器件的制作工艺往往需要在MEMS器件晶圆上键合盖帽晶圆，之后再对盖帽晶圆进行切割以暴露铝焊盘(PAD)。然而在切割过程中产生的硅碎屑会污染MEMS器件晶圆上的铝焊盘，由于焊盘的高度低于MEMS器件晶圆的表面，又使得污染焊盘的硅碎屑很难被清洗去除。一旦硅碎屑接触铝焊盘，并暴露于酸性溶液中，很容易产生Si-Al的电化学反应，其反应式为：Al作为阳极，Al+3e-→Al3+，Si作为阴极，2H++2e-→H2。众所周知，电化学反应的反应速度比普通化学反应的反应速度快几个数量级，因此导致铝焊盘可能被很快的腐蚀，如图1所示，盖帽晶圆110下方的焊盘111在切割过程中被腐蚀，进而影响了MEMS器件的性能和良率。因此需要对目前MEMS器件的制作方法作进一步的改进，以
便消除上述各种弊端。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。为了克服目前存在的问题，本专利技术提供一种MEMS器件的制作方法，包括：提供器件晶圆，所述器件晶圆包括MEMS元件，围绕所述MEMS元件的密封环和位于所述密封环外侧的若干焊盘，以及暴露所述密封环的第一开口和暴露所述焊盘的第二开口；提供盖帽晶圆，在所述盖帽晶圆上形成与所述密封环位置对应的环状的第一凸起结构和与所述焊盘位置对应的第二凸起结构；在所述第一凸起结构上形成第一键合层；进行键合工艺，以使所述第一键合层与所述密封环相键合，并使得部分所述第二凸起结构位于所述第二开口内且与所述焊盘间隔。进一步，所述第二凸起结构的宽度略小于所述第二开口的宽度。进一步，所述第二凸起结构的宽度略小于70μm。进一步，所述第二凸起结构的宽度范围为50～70μm。进一步，所述密封环的位置高度大于所述焊盘的位置高度，所述焊盘位于第一钝化层内，所述焊盘与其下方的互连金属结构的顶层金属层相电连接，所述密封环位于所述第一钝化层上。进一步，所述密封环的材料选自铝、铜、金、银、钨或锡中的一种或几种。进一步，所述焊盘为铝焊盘。进一步，所述第一键合层的材料选自锗、金、锡、锗硅或铟中的一种或几种。进一步，所述键合为Al-Ge共晶键合工艺。进一步，在所述器件晶圆内还形成有CMOS器件。进一步，所述键合工艺之后还包括对所述盖帽晶圆进行切割以露出所述焊盘。进一步，在对所述盖帽晶圆进行切割的步骤中，使用能产生气泡的切割清洗剂。本专利技术实施例二提供一种采用前述方法制作的MEMS器件。本专利技术实施例三提供一种MEMS器件，包括：器件晶圆，所述器件晶圆包括MEMS元件；围绕所述MEMS元件的密封环，以及暴露所述密封环的第一开口；位于所述密封环外侧的若干焊盘，以及暴露所述焊盘的第二开口；盖帽晶圆，所述盖帽晶圆包括与所述密封环位置对应的环状的第一凸起结构和与所述焊盘位置对应的第二凸起结构；第一键合层，所述第一键合层位于所述第一凸起结构上表面；其中所述第一键合层与所述密封环相键合，部分所述第二凸起结构位于所述第二开口内并与所述焊盘间隔。本专利技术实施例四提供一种电子装置，所述电子装置包括实施例二中的MEMS器件或实施例三中的MEMS器件。综上所述，根据本专利技术的制作方法，通过在封盖晶圆上增加与焊盘相对应的凸起结构，来减小焊盘相对应区域的盖帽晶圆和器件晶圆之间的间隙，有效阻止切割过程中产生的硅碎屑污染焊盘，进而提高了所述MEMS器件的性能和良率。附图说明本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本专利技术的实施例及其描述，用来解释本专利技术的原理。附图中：图1为现有的MEMS器件的铝焊盘被腐蚀后的局部示意图；图2A-2C为现有技术中MEMS器件的制作过程示意图；图3A-3D示出了根据本专利技术的制作方法依次实施所获得MEMS器件的示意图,其中，图3A为本专利技术的制作方法所提供的器件晶圆的俯视图，图3B为沿图3A中剖面线所获得器件晶圆的局部剖视图，3C-3D为相应步骤所获得器件的剖视图；图4示出了根据本专利技术的制作方法依次实施步骤的工艺流程图。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。应当理解的是，本专利技术能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本专利技术的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。应当明白，当元件或层被称为“在…上”、“与…相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在…上”、“与…直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本专利技术教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。空间关系术语例如“在…下”、“在…下面”、“下面的”、“在…之下”、“在…之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在…下面”和“在…下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它
取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本专利技术的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种MEMS器件的制作方法，包括：提供器件晶圆，所述器件晶圆包括MEMS元件，围绕所述MEMS元件的密封环和位于所述密封环外侧的若干焊盘，以及暴露所述密封环的第一开口和暴露所述焊盘的第二开口；提供盖帽晶圆，在所述盖帽晶圆上形成与所述密封环位置对应的环状的第一凸起结构和与所述焊盘位置对应的第二凸起结构；在所述第一凸起结构上形成第一键合层；进行键合工艺，以使所述第一键合层与所述密封环相键合，并使得部分所述第二凸起结构位于所述第二开口内且与所述焊盘间隔。

【技术特征摘要】
1.一种MEMS器件的制作方法，包括：提供器件晶圆，所述器件晶圆包括MEMS元件，围绕所述MEMS元件的密封环和位于所述密封环外侧的若干焊盘，以及暴露所述密封环的第一开口和暴露所述焊盘的第二开口；提供盖帽晶圆，在所述盖帽晶圆上形成与所述密封环位置对应的环状的第一凸起结构和与所述焊盘位置对应的第二凸起结构；在所述第一凸起结构上形成第一键合层；进行键合工艺，以使所述第一键合层与所述密封环相键合，并使得部分所述第二凸起结构位于所述第二开口内且与所述焊盘间隔。2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述第二凸起结构的宽度略小于所述第二开口的宽度。3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述第二凸起结构的宽度略小于70μm。4.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述第二凸起结构的宽度范围为50～70μm。5.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述密封环的位置高度大于所述焊盘的位置高度，所述焊盘位于第一钝化层内，所述焊盘与其下方的互连金属结构的顶层金属层相电连接，所述密封环位于所述第一钝化层上。6.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述密封环的材料选自铝、铜、金、银、钨或锡中的一种或几种。7.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述焊盘为铝焊盘。8.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：何昭文，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31