一种传感器的硅硅键合真空封装工艺
申请人信息
- 申请人:山东中科思尔科技有限公司
- 申请人地址:250102 山东省济南市中国(山东)自由贸易试验区济南片区综合保税区港兴三路北段未来创业广场3号楼18层1818室
- 发明人: 山东中科思尔科技有限公司
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 一种传感器的硅硅键合真空封装工艺 |
| 专利类型 | 发明申请 |
| 申请号 | CN202311609406.5 |
| 申请日 | 2023/11/29 |
| 公告号 | CN117602575A |
| 公开日 | 2024/2/27 |
| IPC主分类号 | B81C1/00 |
| 权利人 | 山东中科思尔科技有限公司 |
| 发明人 | 谢波; 王军波; 商艳龙 |
| 地址 | 山东省济南市中国(山东)自由贸易试验区济南片区综合保税区港兴三路北段未来创业广场3号楼18层1818室 |
摘要文本
本发明涉及传感器的封装技术领域，具体公开一种传感器的硅硅键合真空封装工艺。本发明的工艺通过在真空条件下对导气槽进行填充密封，解决了硅硅熔融键合无法实现高真空密封的问题。进一步地，本发明采用在所述密封孔中置入焊锡材质的球体，然后加热使所述焊锡材质的球体的表层熔化，并与所述Ti/Au复合层浸润结合的方式解决了密封可靠性差的问题，提升了传感器的耐压强度。本发明的工艺无需使用吸气剂，解决了吸气剂高温失活和清洗活化工艺兼容性差的问题；避免了传统采用吸气剂真空封装方法在高低温冲击后的裂纹、金属颗粒污染等问题，提升了器件的长期可靠性。
专利主权项内容
1.一种传感器的硅硅键合真空封装工艺，其特征在于，包括如下步骤：(1)在第一硅片上腐蚀形成锚点和凹槽结构，并通过热氧氧化处理在所述第一硅片表面形成氧化硅层；(2)将第二硅片和上述步骤(1)得到的第一硅片进行清洗并活化，然后将所述第二硅片置于第一硅片的上表面上，并在真空条件下进行硅硅预键合处理；完成后退火，使第一硅片和第二硅片形成牢固的键合片；(3)从所述键合片中第二硅片的上表面对其进行减薄至预定厚度，然后对第二硅片的上表面进行抛光形成谐振器层，并在该谐振器层对上表面上开设导气槽，得到的晶圆结构备用；(4)对步骤(3)得到的晶圆结构进行刻蚀将所述谐振器层断裂为三段，同时暴露刻蚀断裂处下方的第一硅片的凹槽，使中间段的所述谐振器层支撑在支撑柱上形成谐振器，所述支撑柱为第一硅片的一部分，且所述凹槽与导气槽的内侧一端连通；(5)在第三硅片上开设密封孔、引线孔和真空腔；所述密封孔和引线孔竖向分布在第三硅片中且贯穿其上、下表面；所述真空腔位于的底面上；然后对上述结构的第三硅片进行热氧氧化处理，从而在第三硅片的表面、引线孔形成氧化硅绝缘层；(6)将上述步骤(5)得到的第三硅片进行清洗并活化，然后将得到的第三硅片置于上述步骤(4)得到的晶圆结构的上表面上，使所述密封孔对应于所述导气槽的外侧一端，所述真空腔与谐振器对应，使所述谐振器位于在凹槽和真空腔形成的腔室中；然后在真空条件下进行硅硅预键合处理，完成后退火，使所述第三硅片的下表面与所述晶圆结构之间形成牢固的键合片；(7)在真空条件下在所述密封孔的内壁上镀覆Ti/Au复合层，并利用该Ti/Au复合层封堵所述导气槽；继续在所述密封孔中置入焊锡材质的球体，然后通过激光局部加热使所述焊锡材质的球体的表层熔化，并与所述Ti/Au复合层浸润结合在一起；(8)在步骤(7)得到的传感器结构的顶面上沉积氧化硅保护层，即得真空封装的传感器。 马 克 数 据 网