用于制造包括气密密封的真空外壳和吸气剂的器件的方法技术

本发明专利技术提供了一种制造具有容纳在气密密封的真空外壳中的微电子部件的器件的方法，所述方法包括：在所述外壳中形成吸气剂；排气并加热所述器件以便使容纳在所述外壳中的元件脱气；在所述排气之后，以无焊剂方式气密密封所述外壳。此外，形成所述器件的可能脱气到所述内部空间中的每种材料为矿物材料，所述吸气剂能够基本上仅捕获氢气而对氧气和/或氮气是惰性的，并且所述加热和所述密封在低于300℃的温度下进行。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在高真空下气密密封微电子部件，例如基于用于红外成像或温度测量的微辐射热测定计的检测器的领域。
技术介绍
对于某些应用，微电子部件必须在真空下操作以实现所需性能。这尤其适用于基于辐射热微桥的红外成像的非冷却检测器，以下称为“微辐射热测定计”。在所谓的“热”红外检测器的领域中，实际上已知使用能够在环境温度下操作的对红外线辐射敏感的元件的一维或二维阵列。热红外检测器通常使用测温材料的电阻率根据其温度的变化，或者又称“测辐射热的”。检测器的单位敏感元件或“辐射热测定计”通常是膜的形式，每个包括一层测温材料，并且通过具有高热阻的支撑臂悬挂在通常由硅制成的基板上方。此类膜，统称为“视网膜”，特别地实施吸收入射辐射的功能，将所吸收辐射的能量转换成热能，以及将所生成热能转换成测温材料的电阻率变化的测温功能，这些功能可由一个或多个不同元件实施。此外，膜的支撑臂也是导电的并且连接到其测温层，并且用于顺序地寻址和偏置膜的测温元件的装置以及用于形成可用于视频格式的电信号的装置通常形成于具有悬浮于其上的膜的基板中。例如，这种检测器描述于以下文献中：“Uncooledamorphoussilicontechnologyenhancementfor25μmpixelpitchachievement”；E.Mottinetal,InfraredTechnologyandApplicationXXVIII,SPIE,vol.4820E.(“非致冷非晶硅技术增强以实现25μm像素间距”；E.Mottin等人，国际光学工程学会，红外技术及应用XXVIII，4820E卷)。为了使气体对流造成的热损耗(其将限制检测的质量)忽略不计，敏感视网膜通常在非常低的压力下集成在气密密封外壳或者外壳中。外壳设置有可透过所关注的辐射的窗口，所述辐射通常具有8微米与14微米之间的波长。作为变型，每个辐射热测定计集成在设置有这种窗口的气密密封微型外壳中。外壳中的压力水平通常被调整，使得对流造成的损耗小于通过支撑臂的热传导造成的损耗，从而确保精准的检测。为了实现这一点，外壳中的气体压力因此通常小于或等于10-2毫巴，并且优选地小于10-4毫巴。然而，获得这种压力水平需要用于气密密封外壳的特定技术。此外，可观察到，在密封后，某些材料脱气到由外壳限定的内部空间或空腔中。因此，不管外壳内部的表面和元件脱气如何，都应确保在检测器寿命(通常为20年)期间在外壳中维持初始低压力水平。参见图1的实例，辐射热检测器件的真空密封通常使用以下子组件：基座10，其包括形成为单一件的底部12和侧壁14；辐射热检测器16，其通常由集成在感测基板上的敏感视网膜形成；以及可透过红外辐射的盖18或“窗口”，其同时发挥机械保护基座10的气密封闭以及透过红外辐射的作用。最后，吸气剂(getter)20也容纳在外壳中以维持足够的真空度，而不管与外壳24的由基座10和窗口18限定的内部空间22连通的元件的脱气如何。基座10通常主要由金属或陶瓷材料组装形成，并且还借助于连接器元件26形成检测器与外壳外部的电接口。部件16例如通过胶粘固定到外壳的底部，并且通过在现有技术中本身已知的布线30连接到在外壳24中为此目的而保留的连接区域28。窗口18直接地或间接地借助于中间部分组装在基座10上，该组件通过无焊剂焊接(fluxlesssoldering)形成，其具有限制刚刚描述的子组件在将窗口密封到基座期间脱气的操作条件。如本身已知的，无焊剂焊接需要在用于这些部分的气密接合的表面的水平处在窗口18和基座10上存在未氧化的金属层。因此，金属层通常由一层或多层形成，至少其最后一层由贵金属诸如金，或更少情况下，由铂制成。能够通过借助于机械作用的原子扩散或者更普遍地通过加热直到金属密封件至少部分地熔化而将金属元件结合在一起的无焊剂焊接本身是已知的，因此将不再详细描述。如本身已知的，为了例如通过熔接或焊接在金属元件之间获得良好的连接，优选地，元件在其表面处不被氧化。为了实现这一点，使用脱氧材料或焊剂来移除氧化物层，或者金属元件是不可氧化的。吸气剂20通常由对于可能由外壳的空腔22的所有内表面放出(脱气)的主要气体分子具有强亲和力的材料制成。吸气剂经选择尤其用于吸收H2、N2、O2、H2O以及挥发性碳化合物(称为有机物)，例如CH4。众所周知，用于吸气剂的典型材料是基于元素Zr、Ti、Co、Fe或Ba的合金。吸气剂20通常以固定到空腔22内部的烧结块的形式或者以借助于蒸镀或阴极溅射技术沉积在带、板或矿物基板上的一个或多个薄层的形式出现，所述吸气剂在将部件16组装在外壳24中时集成在空腔22中。如本身已知的，在这种类型的应用中使用的吸气剂需要被活化以能够吸收先前指示的气体，该活化包括借助于在真空中进行的适合热循环使吸气剂表面具有反应性。厚度在一微米至几微米范围内的薄膜形式的吸气剂20通常需要在比烧结的吸气剂低得多的温度下的热活化。因此，一旦外壳已被密封，已知的薄膜吸气剂就可通过仅在350℃至400℃范围内的温度下加热刚刚描述的器件来活化。烧结的吸气剂需要大约800℃或更高的温度，使得在此温度下对密闭外壳的一般加热将导致不可修复的损坏。烧结的吸气剂的活化因此通过焦耳效应借助于为此目的提供的电连接进行，这样能够基本上仅加热吸气剂。然而这种吸气剂的活化诱发能够损坏辐射热测定计的强辐射。此外，薄膜吸气剂通常是优选的，因为其不需要可从外壳外部进入的电连接。这种特性简化了结构，从而简化了制造过程，并因此降低了外壳的成本。实际上，由于将在活化期间施加以产生必要高温的高强度，跨过外壳基座的连接可能引起紧密度问题并且造成显著设计局限。然而，薄膜吸气剂对一般器件制造方法是一种约束，因为在活化温度高时吸气剂效率更好，但是活化温度按照规定保持在较低范围内。实际上，通常在整个器件上形成的此特定热活化步骤总是限定电子部件在其制造周期期间经受的最大温度点。换句话讲，部件以及器件的通常所有部分的完整设计实际上直接取决于所使用的薄膜吸气剂的特性。
技术实现思路
本专利技术旨在通过提供一种制造器件的方法来解决上述过度加热的问题，所述器件包括容纳在气密外壳中的微电子部件，在所述气密外壳中借助于不需要限制性热处理的吸气剂来维持低压。为了实现这一点，本专利技术旨在一种制造器件的方法，所述器件包括容纳在由限定气密密封真空内部空间的壁形成的外壳中的微电子部件，所述方法包括：-形成能够在所述内部空间中捕获气体的薄膜形式的吸气剂；-从所述内部空间排气；-在所述排气期间，加热所述器件以便使容纳在所述内部空间中的元件脱气；以及-在所述排气之后，以无焊剂方式气密密封所述外壳。根据本专利技术：-所述器件的可能脱气到内部空间中的每个组成部分为矿物材料；-吸气剂能够基本上仅捕获氢气而对氧气和/或氮气是惰性的；并且-对器件的加热以及对外壳的密封在低于300℃的温度下，尤其在100℃至200℃的范围内的温度下进行。“薄膜”意指由一层或多层形成的总厚度小于2微米的元件，其每个层优选地具有0.1微米至1微米范围内的厚度。“矿物”材料意指金属、陶瓷或无机半导体材料或所述材料彼此之间的任何组合、组件、合金、分散体，优选地为无孔形式。在该情形下，属于有机化学物质(即基于碳)的所有材料都被认本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造包括微电子部件(16；46)的器件的方法，所述微电子部件容纳在外壳(24；40,44)中，所述外壳由限定气密密封的真空内部空间(22；42)的壁形成，所述方法包括：‑形成能够捕获在所述内部空间中的气体的薄膜形式的吸气剂(36；50)；‑从所述内部空间(22；42)排气；‑在所述排气期间，加热所述器件以便使容纳在所述内部空间(22；42)中的元件脱气；并且‑在所述排气之后，以无焊剂方式气密密封所述外壳(24；40,44)；其特征在于：‑所述器件的可能脱气到所述内部空间(22；42)中的每个组成部分为矿物材料；‑所述吸气剂(36；50)能够基本上仅捕获氢气而对氧气和/或氮气是惰性的；并且‑加热所述器件以及密封所述外壳在低于300℃的温度下进行。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.18 FR 14569611.一种制造包括微电子部件(16；46)的器件的方法，所述微电子部件容纳在外壳(24；40,44)中，所述外壳由限定气密密封的真空内部空间(22；42)的壁形成，所述方法包括：-形成能够捕获在所述内部空间中的气体的薄膜形式的吸气剂(36；50)；-从所述内部空间(22；42)排气；-在所述排气期间，加热所述器件以便使容纳在所述内部空间(22；42)中的元件脱气；并且-在所述排气之后，以无焊剂方式气密密封所述外壳(24；40,44)；其特征在于：-所述器件的可能脱气到所述内部空间(22；42)中的每个组成部分为矿物材料；-所述吸气剂(36；50)能够基本上仅捕获氢气而对氧气和/或氮气是惰性的；并且-加热所述器件以及密封所述外壳在低于300℃的温度下进行。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：-形成所述外壳(24)包括形成下部壁(10)和上盖(18)；-形成所述吸气剂包括在所述盖(18)上形成氢吸气剂材料的金属层(36)；-将所述盖(18)放置在所述下部壁(10)上，其中所述金属吸气剂材料层(34,36)的仅第一部分(34)搁置在所述下部壁(10)上；-形成所述吸气剂，其中所述吸气剂层的至少一个第二部分(36)不搁置在所述下部壁(10)上；并且-施加机械作用并且/或者加热所述金属吸气剂材料层的所述第一部分(34)，以在所述盖(18)与所述下部壁(10)之间形成气密金属密封。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述金属吸气剂材料层的...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·法维耶，D·比内尔，
申请(专利权)人：ULIS股份公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR