一种基于硅-硅键合的MEMS红外传感器封装结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于硅

【技术实现步骤摘要】
一种基于硅
‑
硅键合的MEMS红外传感器封装结构


[0001]本技术涉及红外传感器封装
，具体涉及一种基于硅
‑
硅键合的MEMS红外传感器封装结构。

技术介绍

[0002]现代半导体技术，尤其是MEMS制造技术，可以生产出非常高效的非制冷红外探测器，因为可以实现热隔离，所以传感器的灵敏度非常高，而且体积小，响应时间非常快，并且，半导体的规模生产方式可降低MEMS传感器的价格。为了提高传感器系统的效率，必须给MEMS传感器匹配性能相似的封装及光学单元。
[0003]但是现有的MEMS红外传感器封装结构在实际使用过程中仍然存在一定的缺陷，现有的封装结构常常采用玻璃浆料进行真空封装，但是通过玻璃浆料封装的红外传感器体积都较大，结构强度不高，同时在实际使用过程中电极周围缺少电学隔离结构，降低了红外传感器的可靠性。因此我们有必要针对现有技术的不足而提出一种基于硅
‑
硅键合的MEMS红外传感器封装结构。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术中的不足，本技术提出一种基于硅
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硅键合的MEMS红外传感器封装结构，其能够结构强度高，更加小巧，稳定性更高。
[0005]为了实现上述目的，本技术的一种基于硅
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硅键合的MEMS红外传感器封装结构，包括上封装结构、下封装结构和传感结构，上封装结构和下封装结构上下连接将传感结构封装在上封装结构与下封装结构组成的空腔内；
[0006]上封装结构包括上基材和封闭腔，上基材的下端面凹设用于封装传感结构的封闭腔；
[0007]下封装结构包括下基材和岛状隔离槽，下基材上端面凹设岛状隔离槽，岛状隔离槽内填充绝缘填充层；
[0008]传感结构包括芯片层和边框，芯片层通过弹性梁连接在边框的内侧，边框上下端面分别通过硅
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硅键合工艺连接上基材下端面的岛状支撑梁和下基材上端面的岛状支撑结构，其中芯片层左右两侧设置的可动梳齿与边框内侧设置的固定梳齿交错设置。
[0009]优选的，上基材的上端面和封闭腔上端面均设置绝缘层。
[0010]优选的，下基材的下端面设置钝化层。
[0011]优选的，下基材上位于岛状隔离槽的左右两侧分别开设硅通孔，硅通孔顶部连通边框的下端面、底部连接焊盘。
[0012]优选的，岛状隔离槽的剖面呈梯形结构，且岛状隔离槽内填充的绝缘填充层位于固定梳齿和可动梳齿交错位置的正下方。
[0013]优选的，上基材下端面和下基材上端面之间的间隙内填充密封结构，密封结构包括隔离层和沉积焊料层，隔离层填充在边框的外侧，沉积焊料层密封在隔离层的外侧。
[0014]本技术具有以下有益效果：
[0015]本技术提出的一种基于硅
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硅键合的MEMS红外传感器封装结构，上封装结构、下封装结构与传感结构采用硅
‑
硅键合的工艺连接，不需要任何粘结剂和外加电场，工艺简单，结构更加的稳定；同时在下封装结构上设置电学隔离结构，使得MEMS红外传感器内部电场环境更加的稳定，提高了使用时MEMS红外传感器的精确性；并且整个MEMS红外传感器封装结构强度大，气密性好，可靠性更佳。
附图说明
[0016]下面结合附图对本技术作进一步描写和阐述。
[0017]图1是本技术提出的一种基于硅
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硅键合的MEMS红外传感器封装结构的整体结构示意图。
[0018]图2是图1中基于硅
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硅键合的MEMS红外传感器封装结构的上封装结构结构示意图。
[0019]图3是图1中基于硅
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硅键合的MEMS红外传感器封装结构的下封装结构结构示意图。
[0020]图4是图1中基于硅
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硅键合的MEMS红外传感器封装结构的传感结构结构示意图。
[0021]附图标记：1、上封装结构；11、上基材；12、封闭腔；13、绝缘层；2、下封装结构；21、下基材；22、岛状隔离槽；23、绝缘填充层；24、钝化层；3、传感结构；31、芯片层；32、边框；33、可动梳齿；34、固定梳齿；35、弹性梁；36、硅通孔；37、焊盘；4、密封结构,41、隔离层；42、沉积焊料层。
具体实施方式
[0022]下面将结合附图、通过对本技术的优选实施方式的描述，更加清楚、完整地阐述本技术的技术方案。
[0023]实施例
[0024]本技术的提出一种基于硅
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硅键合的MEMS红外传感器封装结构，如图1所示，包括上封装结构1、下封装结构2和传感结构3，上封装结构1和下封装结构2上下连接将传感结构3封装在上封装结构1与下封装结构2组成的空腔内。
[0025]如图2所示，上封装结构1包括上基材11和封闭腔12，上基材11的下端面凹设用于封装传感结构3的封闭腔12。
[0026]本实施例中，上基材11采用了硅晶圆结构，确保上基材11能够与传感结构3能够采用硅硅键合工艺连接，上基材11的上端面和封闭腔12上端面均设置绝缘层13，不仅减少了外界环境对于封闭腔12内部环境的干扰，而且保证了封闭腔12内部电场环境的稳定。
[0027]如图3所示，下封装结构2包括下基材21和岛状隔离槽22，下基材21上端面凹设岛状隔离槽22，岛状隔离槽22内填充绝缘填充层23。
[0028]本实施例中，下基材21也采用了硅晶圆结构，确保上基材11能够与传感结构3能够采用硅硅键合工艺连接，岛状隔离槽22采用湿法刻蚀工艺形成，其岛状隔离槽22的剖面呈梯形结构，且岛状隔离槽22内填充的绝缘填充层23位于固定梳齿34和可动梳齿33交错位置的正下方，能够有效形成电学隔离结构，保证封装结构内部电场环境的稳定，提高了使用时
MEMS红外传感器的精确性；同时下基材21的下端面设置钝化层24，能够保证MEMS红外传感器与芯片连接时，彼此之间相互独立，减少芯片工作时对封装结构内部环境的影响；下基材21上位于岛状隔离槽22的左右两侧分别开设硅通孔36，硅通孔36顶部连通边框32的下端面、底部连接焊盘37，硅通孔36内部采用铜填充，实现电连接。
[0029]本实施例中，上基材11下端面和下基材21上端面之间的间隙内填充密封结构4，密封结构4包括隔离层41和沉积焊料层42，隔离层41填充在边框32的外侧，沉积焊料层42密封在隔离层41的外侧。其中隔离层41能够有效将传感结构3与沉积焊料层42分离，减少沉积焊料层42对于传感结构3的干扰，同时沉积焊料层42能够进一步保证上基材11和基材之间连接的牢固性，提高整个EMES传感器的结构强度。
[0030]如图4所示，传感结构3包括芯片层31和边框32，芯片层31通过弹性梁35连接在边框32的内侧，边框32上下端面分别通过硅
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硅键合工艺连接上基材11下端面的岛状支撑梁和下基材21上端面的岛状支撑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于硅
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硅键合的MEMS红外传感器封装结构，其特征在于，包括上封装结构、下封装结构和传感结构，所述上封装结构和下封装结构上下连接将传感结构封装在上封装结构与下封装结构组成的空腔内；所述上封装结构包括上基材和封闭腔，所述上基材的下端面凹设用于封装传感结构的封闭腔；所述下封装结构包括下基材和岛状隔离槽，所述下基材上端面凹设岛状隔离槽，所述岛状隔离槽内填充绝缘填充层；所述传感结构包括芯片层和边框，所述芯片层通过弹性梁连接在边框的内侧，所述边框上下端面分别通过硅
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硅键合工艺连接上基材下端面的岛状支撑梁和下基材上端面的岛状支撑结构，其中所述芯片层左右两侧设置的可动梳齿与边框内侧设置的固定梳齿交错设置。2.根据权利要求1所述的一种基于硅
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硅键合的MEMS红外传感器封装结构，其特征在于，所述上基材的上端面和封闭腔上端面均设置绝缘层。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉文婷，
申请(专利权)人：苏州义兰微电子有限公司，
类型：新型
国别省市：