微机电系统（MEMS）封装件及其制造方法技术方案

本发明专利技术提供了一种用于高质量抗粘滞的具有粗糙度的微机电系统（MEMS）封装件。在支撑器件上方布置器件衬底。器件衬底包括具有粗糙的下表面的可移动元件并且可移动元件布置在腔体内。在支撑器件和器件衬底之间布置介电层。介电层横向围绕腔体。抗粘滞层衬里可移动元件的下表面。本发明专利技术也提供了一种用于制造微机电系统(MEMS)封装件的方法。

Micro electro mechanical system (MEMS) package and its manufacturing method

The present invention provides a micro electro mechanical system (MEMS) package with high quality and resistance to roughness. The device substrate is arranged above the supporting device. The device substrate includes a movable element with a rough lower surface, and the movable element is arranged in the cavity. A dielectric layer is arranged between the support device and the substrate of the device. The dielectric layer surrounds the cavity transversely. Lower surface of movable element of anti adhesive layer lining. The invention also provides a method for manufacturing a micro electro mechanical system (MEMS) package.

【技术实现步骤摘要】
微机电系统(MEMS)封装件及其制造方法
本专利技术的实施例涉及微机电系统(MEMS)封装件及其制造方法。
技术介绍
诸如加速计、压力传感器和陀螺仪的微机电系统(MEMS)器件已经发现被广泛地用于许多现代电子器件。例如，MEMS加速计常见用于汽车(例如，安全气囊系统中)、平板电脑或智能手机中。对于许多应用，MEMS器件电连接至专用集成电路(ASIC)以形成完整的MEMS系统。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了一种微机电系统(MEMS)封装件，包括：器件衬底，布置在支撑器件上方，其中，所述器件衬底包括具有粗糙的下表面的可移动元件并且所述可移动元件布置在腔体内；介电层，布置在所述支撑器件和所述器件衬底之间，其中，所述介电层横向围绕所述腔体；以及抗粘滞层，衬里所述可移动元件的下表面。本专利技术的另一实施例提供了一种用于制造微机电系统(MEMS)封装件的方法，所述方法包括：在器件衬底的表面上形成热氧化物层，其中，形成所述热氧化物层使所述器件衬底的表面变得粗糙；对所述热氧化物层实施蚀刻以形成开口，所述开口部分地暴露所述器件衬底的表面；形成抗粘滞层，所述抗粘滞层衬里所述器件衬底的部分暴露的表面；以及通过所述热氧化物层将所述器件衬底接合至支撑器件以密闭位于所述支撑器件上方的腔体。本专利技术的又一实施例提供了一种微机电系统(MEMS)封装件，包括：覆盖器件，布置在支撑器件上方；器件衬底，布置在所述支撑器件和所述覆盖器件之间，其中，所述器件衬底包括布置在位于所述支撑器件和所述覆盖器件之间的腔体内的可移动元件，并且其中，所述可移动元件的下表面是粗糙的；介电层，布置在所述支撑器件和所述器件衬底之间，其中，所述介电层横向围绕所述腔体；以及抗粘滞层，衬里所述可移动元件的下表面。附图说明当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳地理解本专利技术的各个方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意增大或减小。图1A示出用于高质量抗粘滞的具有粗糙度的微机电系统(MEMS)封装件的一些实施例的截面图。图1B示出在图1A的MEMS封装件中的可移动元件的一些实施例的放大的截面图。图2A示出图1A的MEMS封装件的一些更详细的实施例的截面图。图2B示出图1A的MEMS封装件的其它更详细的实施例的截面图。图3至图10示出制造用于高质量抗粘滞的具有粗糙度的MEMS封装件的方法的一些实施例的一系列截面图。图11示出制造用于高质量抗粘滞的具有粗糙度的MEMS封装件的方法的一些实施例的流程图。具体实施方式以下公开内容提供了许多用于实现所提供主题的不同特征的不同实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本专利技术。当然，这些仅仅是实例，而不旨在限制本专利技术。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件以直接接触的方式形成的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本专利技术可在各个实例中重复参考标号和/或字符。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。而且，为了便于描述，在此可以使用诸如“在…下方”、“在…下面”、“下”、“在…之上”、“上”等空间相对术语以描述如图所示的一个元件或部件与另一个(或另一些)元件或部件的关系。除了图中所示的方位外，空间相对术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方位上)，并且在此使用的空间相对描述符可以同样地作出相应的解释。诸如加速计、陀螺仪和压力传感器的一些微机电系统(MEMS)器件包括可移动元件和布置在腔体内的相邻的感测电极。可移动元件配置为与诸如加速度、压力或重力的外部刺激成正比移动。感测电极配置为使用与可移动元件耦接的电容来感测移动的范围。MEMS器件的一个挑战是粘滞。当可移动元件移动至与腔体的表面连接的这样一个极限时，可移动元件可以粘附至腔体的表面。这样的粘滞降低了MEMS器件的敏感度并且减少了MEMS器件的寿命。解决粘滞的方法是用抗粘滞层涂覆腔体的表面和/或可移动元件的表面。可以通过全氟癸基三氯硅烷(FDTS)与表面上的氢氧化物之间的反应形成抗粘滞层。然而，通常没有热量和等离子体来实施该反应，从而使得该反应的质量取决于FDTS和表面的碰撞。考虑到腔体和/或可移动元件的表面通常是平坦的并且布置在相对于彼此的90度角处，FDTS可以与氢氧化物接触的表面面积可以是最小的并且反应的质量较差。较差的反应质量会导致抗粘滞层具有较差的厚度均匀性和/或较差的覆盖。本专利技术是针对用于高质量的抗粘滞的具有粗糙度的MEMS封装件。在一些实施例中，器件衬底布置在支撑器件上方并且被覆盖器件覆盖。器件衬底包括布置在支撑器件和覆盖器件之间的腔体内的可移动元件，并且可移动元件包括粗糙的表面。抗粘滞层衬里粗糙的表面和位于腔体内的器件衬底和覆盖器件的其它表面。有利地，由于粗糙表面的粗糙度，腔体的表面和可移动元件的粗糙表面之间粘滞的可能性是低的。粗糙度(通过峰和谷的方式)使可以与腔体表面连接的粗糙表面的表面面积最小化。此外，在通过FDTS形成抗粘滞层的地方，粗糙度增加了在可移动元件上FDTS可以与氢氧化物接触的表面面积，因此增加了抗粘滞层的质量。甚至，可以形成MEMS封装件而不需要额外的掩模(这将增加成本)，并且不影响器件衬底与覆盖和支撑器件之间的接合界面。参照图1A，提供了用于高质量抗粘滞的具有粗糙度的MEMS封装件的一些实施例的截面图100A。如图所示，MEMS器件衬底102布置在支撑器件104上方并且被覆盖器件106覆盖。MEMS器件衬底102接合至支撑器件104和覆盖器件106，并且通过衬底间介电(ISD)层108与支撑器件104隔开。在一些实施例中，MEMS器件衬底102熔融接合至覆盖器件106和/或通过MEMS器件衬底102和支撑器件104的相应的接合环110、112共晶地接合至支撑器件104。此外，在一些实施例中，支撑器件104和/或覆盖器件106是集成电路(IC)。MEMS器件衬底102的可移动元件114(例如，质量块)悬置在腔体116内，腔体116限定在支撑器件104和覆盖器件106之间，并且配置为在腔体116内与诸如加速度的外部刺激成正比移动。MEMS器件衬底102的下表面118(包括可移动元件114的下表面120)在腔体116内是粗糙的。例如，MEMS器件衬底102的下表面118可以具有位于腔体116内的锯齿轮廓和/或可变尺寸的峰和谷。这样，例如，MEMS器件衬底102也可以称为粗糙层。抗粘滞层122布置在腔体116内并且衬里覆盖器件106和位于腔体116内的MEMS器件衬底102的表面，该表面包括可移动元件下表面120。可移动元件下表面120上的粗糙度有利地降低了可移动元件114和支撑器件104的上表面124之间粘滞的可能性。粗糙度减少了可以与支撑器件上表面124接触的可移动元件下表面120的表面面积的量。例如，如果可移动元件114朝向支撑器件上表面124移动，可移动元件下表面120的最大的突起将首先与支撑器件上表面124连接并且阻止可移动元件下表面120的其它区域与支撑器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微机电系统(MEMS)封装件，包括：器件衬底，布置在支撑器件上方，其中，所述器件衬底包括具有粗糙的下表面的可移动元件并且所述可移动元件布置在腔体内；介电层，布置在所述支撑器件和所述器件衬底之间，其中，所述介电层横向围绕所述腔体；以及抗粘滞层，衬里所述可移动元件的下表面。

【技术特征摘要】
2016.04.26 US 15/138,4191.一种微机电系统(MEMS)封装件，包括：器件衬底，布置在支撑器件上方，其中，所述器件衬...

【专利技术属性】
技术研发人员：张智杭，王乙翕，刘人豪，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71