一种低温圆片级微型气体盒的制作方法技术

本发明专利技术涉及一种低温圆片级微型气体盒的制作方法，其特征在于利用苯并环丁烯材料进行材料键合和半导体材料的湿法腐蚀或干法刻蚀技术，在２５０℃的低温条件下键合，实现芯片级气体盒的圆片级气密性封装键合，包括芯片级原子钟气体盒、高精度磁场传感器气体盒、原子反馈式微光稳频装置的原子气体盒、原子滤光器的原子气体盒或微光学法布里－珀罗腔制作，键合后ＢＣＢ胶厚度为０．２μｍ，密封腔体Ｈｅ气的气密性达２．１～５．９×１０↑［－４］Ｐａｃｍ↑［３］／ｓ，键合强度大于４．６５ＭＰａ以及热循环可靠性完全达到微电子器件的封装标准。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
一种低温圆片级微型气体盒的制作方法，其特征在于利用苯并环丁烯材料进行材料键合和半导体材料的湿法腐蚀或干法刻蚀技术，在２５０℃的低温条件下键合，实现芯片级气体盒的圆片级气密性封装键合，包括芯片级原子钟气体盒、高精度磁场传感器气体盒、原子反馈式微光稳频装置的原子气体盒、原子滤光器的原子气体盒或微光学法布里－珀罗腔制作，其工艺步骤是：（ａ）选择半导体材料硅片，首先进行图形化腔体制作，硅片进行氧化，得到顶层掩膜二氧化硅和底层二氧化硅；（ｂ）旋涂光刻胶，经过前烘、显影、 固化后保护顶层掩膜二氧化硅，在ＢＯＥ腐蚀液中去掉底层二氧化硅；（ｃ）去掉固化后光刻胶后，再一次旋涂光刻胶，经过图形化曝光、前烘、显影、固化后形成对顶层二氧化硅的掩膜；（ｄ）在ＢＯＥ腐蚀液中腐蚀顶层掩膜二氧化硅，为其开窗口，随 后去掉光刻胶；（ｅ）在３８０℃，±８００ｖ的工艺下进行硅片与派勒克斯７７４０玻璃的阳极键合；（ｆ）在ＫＯＨ或其他硅各向异性或各向同性腐蚀液中，通过窗口腐蚀硅片，得到腔体结构；（ｇ）在ＢＯＥ腐蚀液中完全去掉顶层掩膜二氧 化硅，完成腔体部分的制作；（ｈ）在派勒克斯７７４０玻璃或硅结构的键合表面旋涂或喷涂ＢＣＢ胶，涂胶工艺参数如下：①在键合面旋涂增粘剂，开盖８００转／分旋涂２０秒，闭盖２５００转／分旋涂２０秒；②在增粘剂上旋涂ＢＣＢ胶，参数为：１０００ －５０００转／分旋涂２０－３０秒，胶层厚度５．５μｍ～２．５μｍ；③去除硅片边缘的ＢＣＢ胶，方法是通过涂胶前在玻璃或结构的边缘粘贴耐高温胶带，涂胶后取下胶带，防止ＢＣＢ胶键合时溢出而污染键合机；④热盘烘干，将有机溶剂挥发掉，以获得没有孔洞的ＢＣＢ胶粘结层；（ｉ）在步骤（ｇ）中所制得腔体结构中添加固态或液态碱金属元素；（ｊ）在键合机中进行圆片级低温键合，键合温度为２５０℃保温１ｈ；并加载１～３×１０↑［５］Ｐａ的键合压力和１０↑［－１］Ｐａ真空度；（ｋ） 将圆片级器件进行划片，得到单个气体盒器件，与其他器件进行安装组合，完成整体器件的制作；所述的ＢＯＥ腐蚀液为ＮＨ↓［４］Ｆ与ＨＦ的混合液；所述的ＢＣＢ胶为苯并环丁烯材料的英文缩写。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉菲，吴亚明，李四华，刘文平，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]