CN113526453B - 一种mems封装结构及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种MEMS封装结构及其制作方法，器件晶圆，所述器件晶圆包括相对的第一表面和第二表面，MEMS芯片，所述MEMS芯片键合于所述器件晶圆上，所述MEMS芯片上形成有MEMS器件和位于所述MEMS器件外侧的第一密封结构和第一焊垫；所述器件晶圆上形成有第二密封结构和第二焊垫，所述第一焊垫和第二焊垫之间形成有电镀的导电凸块。通过在所述器件晶圆的表面设置有第一密封结构与第一焊垫，且在MEMS芯片的表面设置第二焊垫与第二密封结构，且第一密封结构与第二密封结构相结合，形成密封结构，使MEMS芯片在与器件晶圆相结合时，保证了其密封性，可以达到各个传感元件的高效连通，同时可以从封装单个器件提升到晶圆级封装的水平，有利于器件的性能和长期稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种MEMS封装结构及其制作方法。
背景技术
随着超大规模集成电路的发展趋势，集成电路特征尺寸持续减小，人们对集成电路的封装技术的要求相应也不断提高。在传感器类MEMS封装结构的市场上，微机电系统(MEMS)芯片在诸如智能手机、健身手环、打印机、汽车、无人机以及VR/AR头戴式设备等产品领域得到了广泛的应用。常用的MEMS芯片有压力传感器、加速度计、陀螺仪、MEMS麦克风、光传感器、催化传感器等等。MEMS芯片与其他芯片通常是利用系统级封装(systeminpackage，SIP)进行集成以形成微机电装置。具体而言，通常是在一个晶圆上制作MEMS芯片，而在另一个晶圆上制作控制电路，然后进行集成。目前常用的集成方法主要有两种：一种是将MEMS芯片晶圆和控制电路晶圆分别接合在同一个封装基底上，并利用引线将MEMS芯片晶圆和控制电路晶圆与封装基底上的焊盘键合，从而将控制电路与MEMS芯片电连接；另一种是直接将制作有MEMS芯片晶圆和控制电路晶圆接合，并使它们对应的焊盘形成电连接，进而实现控制电路与MEMS芯片的电连接。
大多数的MEMS使用的制造工艺在制造过程结束后，将其机械结构部分暴露在外，未受保护的机械元件如果跟物体接触，MEMS裸片容易受到损坏，除此之外MEMS也非常容易受到微粒、水蒸气、静摩擦力、腐蚀的影响而损坏，因此对MEMS裸片进行保护、封装是十分重要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种MEMS封装结构及其制作方法，能够提高MEMS器件在封装后的密封性。
为了实现上述目的，本发明提供一种MEMS封装结构，包括：
器件晶圆，所述器件晶圆包括相对的第一表面和第二表面，所述器件晶圆中包括控制单元以及与所述控制单元电连接的互连结构；
MEMS芯片，所述MEMS芯片键合于所述器件晶圆上，所述MEMS芯片上形成有MEMS器件和位于所述MEMS器件外侧的第一密封结构和第一焊垫；
所述器件晶圆上形成有与所述第一密封结构和第一焊垫相对应的第二密封结构和第二焊垫，由所述MEMS芯片、所述器件晶圆、所述第一密封结构和第二密封结构共同围成的封闭的空腔；
所述第一焊垫和第二焊垫之间形成有电镀的导电凸块，以电连接所述第一焊垫和第二焊垫。
本发明还提供一种MEMS封装结构的制作方法，包括：
提供器件晶圆，所述器件晶圆包括相对的第一表面和第二表面，所述器件晶圆中形成有控制单元以及与所述控制单元电连接的互连结构；
提供MEMS芯片，所述MEMS芯片键合于所述器件晶圆上，所述MEMS芯片上形成有MEMS器件和位于所述MEMS器件外侧的第一密封结构和第一焊垫；
所述器件晶圆上形成有与所述第一密封结构和第一焊垫相对应的第二密封结构和第二焊垫，由所述MEMS芯片、所述器件晶圆、所述第一密封结构和第二密封结构共同围成的封闭的空腔；
所述第一焊垫和第二焊垫之间形成有电镀的导电凸块，以电连接所述第一焊垫和第二焊垫。
本发明的有益效果在于：
通过在所述器件晶圆的表面设置有第一密封结构与第一焊垫，且在MEMS芯片的表面设置第二焊垫与第二密封结构，且第一密封结构与第二密封结构相结合，形成密封结构，第一密封结构与第二密封结构结合时，在第一密封结构与第二密封结构之间涂有干膜，干膜粘结强度较高，使形成的密封结构密封性较好，所形成的密封结构能够使MEMS芯片在与器件晶圆相结合时，保证了其密封性，可以达到各个传感元件的高效连通，同时可以从封装单个器件提升到晶圆级封装的水平，制备效率更加高效，不仅可以防止器件的物理损耗，还可以保护其避免外部微粒、水蒸气、静摩擦力、腐蚀对MEMS芯片内部的干扰，有利于器件的性能和长期稳定性，第一密封结构与第二密封结构处于第一焊垫与第二焊垫之间，使密封结构内形成空腔，提高了其利用率，且能在更多的封装场合使用，使其更具有灵活性。
进一步地，在将MEMS芯片使用塑封层进行封装后，去一部分塑封层以使输入输出电连接件露出，从而使MEMS器件通过输入输出电连接件与外部器件电连接。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例中所提供的MEMS封装结构的结构示意图。
图2至图10为本发明一实施例中所提供的MEMS封装结构的制作方法中不同步骤对应的结构示意图。
附图标记：
100、器件晶圆；100a、第一表面；101、衬底；102、隔离结构；103、第一介质层；104、第二介质层；200、MEMS芯片；210、微腔；210a、通孔；220、接触垫；230、牺牲层；310、互连结构；420、输入输出电连接件；501、第一焊垫；502、第二焊垫；503、导电凸块；504、第三焊垫；505、第四焊垫；600、塑封层；701、第一密封结构；702、第二密封结构；703第三密封结构；704、第四密封结构；800、空腔。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明的MEMS封装结构及其制作方法作进一步详细说明。根据下面的说明和附图，本发明的优点和特征将更清楚，然而，需说明的是，本发明技术方案的构思可按照多种不同的形式实施，并不局限于在此阐述的特定实施例。附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
在说明书和权利要求书中的术语“第一”“第二”等用于在类似要素之间进行区分，且未必是用于描述特定次序或时间顺序。要理解，在适当情况下，如此使用的这些术语可替换，例如可使得本文所述的本发明实施例能够以不同于本文所述的或所示的其他顺序来操作。类似的，如果本文所述的方法包括一系列步骤，且本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些所述的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其他步骤可被添加到该方法。若某附图中的构件与其他附图中的构件相同，虽然在所有附图中都可轻易辨认出这些构件，但为了使附图的说明更为清楚，本说明书不会将所有相同构件的标号标于每一图中。
实施例1
参考图1，本实施例提供了一种MEMS封装结构，所述MEMS封装结构包括：
器件晶圆100，所述器件晶圆100包括相对的第一表面100a和第二表面，所述器件晶圆100中包括控制单元以及与所述控制单元电连接的互连结构310；
MEMS芯片200，所述MEMS芯片200键合于所述器件晶圆100上，所述MEMS芯片200上形成有MEMS器件和位于所述MEMS器件外侧的第一密封结构701和第一焊垫501；
所述器件晶圆100上形成有与所述第一密封结构701和第一焊垫501相对应的第二密封结构702和第二焊垫502，由所述MEMS芯片200、所述器件晶圆100、所述第一密封结构701和第二密封结构702共同围成的封闭的空腔；
所述第一焊垫501和第二焊垫502之间形成有电镀的导电凸块503，以电连接所述第一焊垫501和第二焊垫502。
上述器件晶圆由第一介质层103、隔离结构102、第二介质层104堆叠而成，第一表面100a位于第一介质层103的外侧。
上述MEMS封装结构可包括多个所述MEMS芯片200，器件晶圆100用于控制上述多个MEMS芯片200，其中设置了多个对应控制多个MEMS芯片200的控制单元，以分别驱动接合在其第一表面100a的多个MEMS芯片200工作。
上述器件晶圆100可以利用通用的半导体工艺形成，可以在一衬底101(例如是硅衬底)上制作上述多个控制单元以形成器件晶圆100。
所述衬底101可以是硅衬底或绝缘体上硅(SOI)衬底，所述衬底101的材料还可以包括锗、锗化硅、碳化硅、砷化镓、镓化铟或其他Ⅲ、Ⅴ族化合物。所述衬底101优选是易于进行半导体工艺处理或集成的衬底。
所述第一密封结构701、第二密封结构702均处在器件晶圆100与MEMS芯片200之间，用于在封装后保护该MEMS器件，满足密封性的要求，防止器件晶圆100与MEMS芯片200相组成的该MEMS器件受到外界如微粒、水蒸气、静摩擦力、腐蚀等影响。
第一密封结构701与第二密封结构702处于第一焊垫501与第二焊垫502之间，使密封结构内形成空腔800，提高了其利用率，且能在更多的封装场合使用，使其更具有灵活性。
第一密封结构701、第二密封结构702的材质为导电材料或绝缘材料，当密封结构选用导电材料时，第一密封结构701与MEMS芯片200相结合的表面以及第二密封结构702与器件晶圆100相结合的表面均涂有绝缘材料，具体的，绝缘材料为干膜(dry film)。干膜是一种永久键合膜，干膜的粘结强度较高，保证了密封性。目的在于在保证第一密封结构701与第二密封结构702接合时，与器件晶圆100、MEMS芯片200不会产生电连接，这样能够防止接合时发生短路，保证该MEMS器件的正常运行。
互连结构310的材质为导电金属材料，具体地，可以为钼(Mo)、铝(Al)、铜(Cu)、钨(W)、钽(Ta)、铂(Pt)、钌(Ru)、铑(Rh)、铱(Ir)、铬(Cr)、钛(Ti)、金(Au)、锇(Os)、铼(Re)、钯(Pd)等金属中一种制成或由上述金属形成的叠层制成。
每个所述控制单元可包括一个或多个MOS晶体管，相邻的MOS晶体管可通过在器件晶圆100(或衬底101)中设置的隔离结构102以及在衬底101上覆盖的绝缘材料隔离，所述隔离结构102例如是浅沟槽隔离结构(STI)和/或深沟槽隔离结构(DTI)。作为示例，控制单元通过其中一个MOS晶体管的一个源/漏极将控制电信号输出，以控制对应的MEMS芯片200。本实施例中，器件晶圆100还包括在衬底101的一侧表面上形成的第一介质层103，控制单元的用于输出控制电信号的MOS晶体管的一个源/漏极(作为电连接端)设置于第一介质层103中，在衬底101的另一侧表面上形成有第二介质层104，第一介质层103和第二介质层104的材料可包括氧化硅、氮化硅、碳化硅和氮氧化硅等绝缘材料中的至少一种。
多个MEMS芯片200可以选自具有相同或不同的功能、用途和结构的MEMS芯片，可以分别利用本领域公知常识的对MEMS芯片的制造工艺在不同的衬底上制作陀螺仪、加速度计、惯性传感器、压力传感器、湿度传感器、位移传感器、气体传感器、催化传感器、微波滤波器、光学传感器(例如MEMS扫描镜、ToF图像传感器、光电探测器、垂直腔面发射激光器(VCSEL)、衍射光学元件(DOE))、DNA扩增微系统、MEMS麦克风、微致动器(例如微型马达、微型谐振器、微继电器、微型光/RF开关、光投影显示器、灵巧蒙皮、微型泵/阀)等MEMS器件，然后分割出独立的芯片晶粒并选择至少两类作为本实施例中的MEMS芯片200。
具体实施时，可以根据设计及用途的需要，选择一定数量或多个种类的MEMS芯片200设置在器件晶圆100的第一表面100a上。例如，可在器件晶圆100的第一表面100a上接合一种或者多种传感性能的MEMS芯片。可以理解，本实施例重点说明的是包括器件晶圆100及在其第一表面100a设置了MEMS芯片200的MEMS封装结构，但并不表示本实施例的MEMS封装结构仅包括上述部件，器件晶圆100上也可以设置/接合有其他芯片(例如存储芯片、通讯芯片、处理器芯片等等)，或者设置有其他器件(例如功率器件、双极型器件、电阻、电容等等)，本领域公知的器件和连接关系也可包含在其中。并且，器件晶圆100上所接合的MEMS芯片并不局限于一个，也可以是两个或三个以上，且这些MEMS芯片的结构和/或种类也可以根据需要作相应变化。为了提高MEMS封装结构的功能集成能力，优选的，多个MEMS芯片根据制作工艺区分属于相同或不同的类别，此处两类MEMS芯片的制作工艺不完全相同或者功能(用途)不完全相同。
上述MEMS芯片200通过接合层500与器件100的第一表面100a相结合，如果为MEMS芯片数量大于1时，则多个MEMS芯片200需均匀排布在第一表面100a上。
本实施例的MEMS封装结构还可包括塑封层600，所述塑封层600覆盖该MEMS器件，具体的，塑封层600覆盖器件晶圆100上接合的MEMS芯片200和接合层500，MEMS芯片200上开设有微腔210以及通孔210a，在塑封层600覆盖MEMS芯片时，需要将微腔210和通孔210暴露，更多地，覆盖时需要暴露的还有第一表面100a上设置的输入输出电连接件420。
微腔210为封闭结构时，微腔210内填充有惰性气体或者真空，具体的，当填充的是惰性气体，可以是氦气(He)、氖气(Ne)、氩气(Ar)、氪气(Kr)、氙气(Xe)的其中一种。
塑封层600设置于器件晶圆100的第一表面100a一侧，使得MEMS芯片200与器件晶圆100在结合时更加稳固，并避免所述MEMS芯片200受到外部如如微粒、水蒸气、静摩擦力、腐蚀等损伤。
所述塑封层600的材料可以包括酚醛树脂、脲醛树脂、甲醛树脂、环氧树脂、不饱和树脂、聚氨酯、聚酰亚胺等热固性树脂中的至少一种，其中，较佳地使用环氧树脂作为塑封层600的材料，环氧树脂中可包括填料物质，还可包括各种添加剂(例如固化剂、改性剂、脱模剂、热色剂、阻燃剂等)，例如以酚醛树脂作为固化剂，以硅微粉的固体颗粒作为填料，使用上述材料制作塑封层600，上述材料能够在成型过程中能软化或流动、即具有可塑性以制成一定的形状，使得在将塑封层600对MEMS器件进行封装时，能够使封装完整，防止MEMS器件收到外部损伤。
本实施例的封装结构还包括器件芯片，器件芯片上形成有功能器件、位于功能器件外侧的第三密封结构703和第三焊垫504，第三密封结构703和第三焊垫504朝向器件晶圆的第一表面设置；
所述器件晶圆100的第一表面100a上分别设置有与所述第三焊垫504和第三密封结构703相对应的第四焊垫505和第四密封704结构，所述MEMS芯片通过所述第三密封结构703和第四密封结构704键合于所述器件晶圆上100，器件芯片、器件晶圆100、第三密封结构703和第四密封结构704共同围成封闭的空腔。
本发明通过在所述器件晶圆100的表面设置有第一密封结构701与第一焊垫501，且在MEMS芯片200的表面设置第二焊垫502与第二密封结构702，且第一密封结构701与第二密封结构702相结合，形成密封结构，使MEMS芯片200在与器件晶圆100相结合时，保证了其密封性，可以达到各个传感元件的高效连通，同时可以从封装单个器件提升到晶圆级封装的水平，制备效率更加高效，不仅可以防止器件的物理损耗，还可以保护其避免外部微粒、水蒸气、静摩擦力、腐蚀对MEMS芯片200内部的干扰，有利于器件的性能和长期稳定性。
实施例2
本实施例2提供了一种MEMS封装结构的制作方法，包括以下步骤：
S01：提供器件晶圆100，所述器件晶圆100包括相对的第一表面100a和第二表面，所述器件晶圆100中形成有控制单元以及与所述控制单元电连接的互连结构310；
S02：提供MEMS芯片200，所述MEMS芯片200键合于所述器件晶圆100上，所述MEMS芯片200上形成有MEMS器件和位于所述MEMS器件外侧的第一密封结构701和第一焊垫501；
S03：所述器件晶圆100上形成有与所述第一密封结构701和第一焊垫501相对应的第二密封结构702和第二焊垫502，由所述MEMS芯片200、所述器件晶圆100、所述第一密封结构701和第二密封结构702共同围成的封闭的空腔800；
S04：所述第一焊垫501和第二焊垫502之间形成有电镀的导电凸块503，以电连接所述第一焊垫501和第二焊垫502。
图2至图10是本实施例MEMS封装结构制作方法各步骤对应的结构示意图。下面请参考图2至图10对MEMS封装结构制作方法进行阐述。
参考图2，提供器件晶圆100及MEMS芯片200，所述器件晶圆100用于控制所述MEMS芯片200，所述器件晶圆100具有第一表面100a，形成有控制单元以及与所述控制单元电连接的互连结构310。
具体地，本实施例中的器件晶圆100包括衬底101、第一介质层103、第二介质层104，且器件晶圆的内部设有隔离结构102，所述隔离结构102可以是浅沟槽隔离结构(STI)或深沟槽隔离结构(DTI)。第二介质层104位于器件晶圆100远离MEMS芯片200的一侧，而第一介质层103位于器件晶圆100靠近MEMS芯片200的一侧，且第一表面100a处在第一介质层103的外侧。
互连结构310使用本领域技术任意熟知的任意合适的导电材料或半导体材料，其中，导电材料可以为具有导电性能的金属材料，例如，由钼(Mo)、铝(Al)、铜(Cu)、钨(W)、钽(Ta)、铂(Pt)、钌(Ru)、铑(Rh)、铱(Ir)、铬(Cr)、钛(Ti)、金(Au)、锇(Os)、铼(Re)、钯(Pd)等金属中一种制成或由上述金属形成的叠层制成，半导体材料例如是Si、Ge、SiGe、SiC、SiGeC等。
在该步骤中，除了提供MEMS芯片200，还可以提供器件芯片。
参考图3，在器件晶圆100的第一表面100a上形成输入输出电连接件420。
具体地，输入输出电连接件420的材质为导电金属材料，更具体地，更具体地，可以为导电材料可以为具有导电性能的金属材料，例如，由钼(Mo)、铝(Al)、铜(Cu)、钨(W)、钽(Ta)、铂(Pt)、钌(Ru)、铑(Rh)、铱(Ir)、铬(Cr)、钛(Ti)、金(Au)、锇(Os)、铼(Re)、钯(Pd)等金属中一种制成或由上述金属形成的叠层制成。
在器件晶圆100的第一表面100a上设置金属导电材质的输入输出电连接件420，可以使该封装结构在制造完成后，通过输入输出电连接件420与外界电连接。
参考图4，在器件晶圆100的第一表面100a上形成第二密封结构702，并在MEMS芯片200与器件晶圆100的第一表面100a所对应的表面上形成第一密封结构701。
具体地，第一密封结构701、第二密封结构702的材质为导电材料或绝缘材料，当密封结构选用导电材料时，第一密封结构701与MEMS芯片200相结合的表面以及第二密封结构702与器件晶圆100相结合的表面均涂有绝缘材料，具体的，绝缘材料为干膜(dry film)。干膜是一种永久键合膜，干膜的粘结强度较高，保证了密封性。目的在于在保证第一密封结构701与第二密封结构702接合时，与器件晶圆100、MEMS芯片200不会产生电连接，这样能够防止接合时发生短路，保证该MEMS器件的正常运行。
还包括器件芯片，将器件晶圆100的第一表面100a上形成第四密封结构704，并在器件芯片上与器件晶圆100的第一表面100a所对应的表面上形成第三密封结构703。
具体地，第四密封结构704与第三密封结构703的材质与第一密封结构701、第二密封结构702的材质相同。
参考图5，在器件晶圆100的第一表面100a上形成第二焊垫502，并在MEMS芯片200与器件晶圆100的第一表面100a所对应的表面上形成第一焊垫501。
具体地，第一焊垫501与第二焊垫502的材质均为金属导电材料，更具体地，更具体地，可以为导电材料可以为具有导电性能的金属材料，例如，由钼(Mo)、铝(Al)、铜(Cu)、钨(W)、钽(Ta)、铂(Pt)、钌(Ru)、铑(Rh)、铱(Ir)、铬(Cr)、钛(Ti)、金(Au)、锇(Os)、铼(Re)、钯(Pd)等金属中一种制成或由上述金属形成的叠层制成。
还包括器件芯片，将器件晶圆100的第一表面100a上形成第四焊垫505，并在器件芯片上与器件晶圆100的第一表面100a所对应的表面上形成第三焊垫504。
参考图6，将第一密封结构701与第二密封结构702键合，并将第一焊垫501与第二焊垫502采用电镀工艺电连接。
在第一焊垫501与第二焊垫502采用电镀工艺结合时，会在第一焊垫501与第二焊垫502之间形成导电凸块503，使导电凸块503将第一焊垫501与第二焊垫502电连接在一块，以增加第一焊垫501与第二焊垫502结合时的结构的稳定性以及结合时的电连接稳定。
在第一密封结构701与第二密封结构702键合后，会在内部形成密封的空腔800，空腔800处于微腔210的下方区域，能够使MEMS芯片在工作时，为MEMS芯片提供工作空间，从而提升MEMS芯片工作性能，使密封结构内形成空腔800，提高了其利用率，且能在更多的封装场合使用，使其更具有灵活性。
该步骤还包括，将第三密封结构703与第四密封结构704键合，并将第三焊垫504与第四焊垫505采用电镀工艺电连接。
参考图7，在MEMS芯片200的表面，形成牺牲层230，且牺牲层230覆盖通孔210a的顶部开口处，防止外界通过通孔210a进入微腔210，对微腔210产生损害，以达到在后续工艺中保护微腔210的作用。
具体地，牺牲层230材料可以是磷硅玻璃、低温二氧化硅、硼磷硅玻璃、锗、碳、聚酰亚胺或光阻剂中的任意一种，当使用低温二氧化硅作为牺牲层材料时，需使用氢氟酸溶剂将其去除，当使用聚酰亚胺或光阻剂作为牺牲层230材料时，需使用灰化方法去除，灰化的方法具体为在250摄氏度的温度下，通过氧与牺牲层230发生化学反应，生成气体物质挥发掉，当牺牲层230为低温二氧化硅时，用氢氟酸溶剂和低温二氧化硅发生反应去除。
更具体地，绝缘材料为干膜(dry film)。干膜是一种永久键合膜，干膜的粘结强度较高，从而使得第二密封结构702、第一密封结构701分别与器件晶圆100、MEMS芯片200结合紧密，保证了密封性。
参考图8，对该组成的MEMS器件进行封装，封装时，在MEMS芯片200上形成塑封层600，塑封层600覆盖在MEMS芯片200上，且在封装形成塑封层600时，塑封层600的顶部高度与牺牲层230的顶部表面相持平。
在MEMS芯片200的外侧形成塑封层600，使得MEMS芯片200与器件晶圆100在结合时更加稳固，并避免所述MEMS芯片200受到外部如如微粒、水蒸气、静摩擦力、腐蚀等损伤。
塑封层600的材料可以包括酚醛树脂、脲醛树脂、甲醛树脂、环氧树脂、不饱和树脂、聚氨酯、聚酰亚胺等热固性树脂中的至少一种，其中，较佳地使用环氧树脂作为塑封层600的材料，环氧树脂中可包括填料物质，还可包括各种添加剂(例如固化剂、改性剂、脱模剂、热色剂、阻燃剂等)，例如以酚醛树脂作为固化剂，以硅微粉的固体颗粒作为填料，使用上述材料制作塑封层600，上述材料能够在成型过程中能软化或流动、即具有可塑性以制成一定的形状，使得在将塑封层600对MEMS器件进行封装时，能够使封装完整，防止MEMS器件收到外部损伤。
参考图9，去除一部分塑封层600，使第一表面100a上的电连接件420暴露在外，以方便在该MEMS器件制作完成后，外部器件可以通过与电连接件420与该MEMS器件电连接。
具体地，对塑封层600的部分去除，可以采用平坦化工艺去除，更具体地，平坦化工艺可以使用化学机械研磨的方式。
参考图10，对牺牲层230进行去除，以使微腔210以及通孔210a暴露，从而使MEMS芯片200与外部相连通，以便该MEMS器件正常工作。
具体地，牺牲层230材料可以是磷硅玻璃、低温二氧化硅、硼磷硅玻璃、锗、碳、聚酰亚胺或光阻剂中的任意一种，当使用低温二氧化硅作为牺牲层材料时，需使用氢氟酸溶剂将其去除，当使用聚酰亚胺或光阻剂作为牺牲层230材料时，需使用灰化方法去除，灰化的方法具体为在250摄氏度的温度下，通过氧与牺牲层230发生化学反应，生成气体物质挥发掉，当牺牲层230为低温二氧化硅时，用氢氟酸溶剂和低温二氧化硅发生反应去除。
本实施例中，在对牺牲层230进行去除之前，还可以在对塑封层600进行减薄处理，减薄处理即在保证该MEMS器件正常工作的情况下，对塑封层600的厚度进行减薄，减薄的目的是为了减小该MEMS器件的体积和重量，在与其他器件结合时，发挥更好的性能，且对MEMS器件进行减薄以后，微腔210与外界的距离减小，是MEMS芯片200工作时，性能更好。
具体地，减薄处理可以使用上述平坦化工艺进行处理，更具体地，可以使用化学机械研磨的方式研磨。
需要说明的是，本实施例中可选的减薄处理必须放在牺牲层230去除之前，防止在减薄处理时，对塑封层600研磨的废料通过通孔210a进入微腔210，对微腔210产生损坏。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (17)
1.一种MEMS封装结构，其特征在于，包括：
器件晶圆，所述器件晶圆包括相对的第一表面和第二表面，所述器件晶圆中包括控制单元以及与所述控制单元电连接的互连结构；
MEMS芯片，所述MEMS芯片键合于所述器件晶圆上，所述MEMS芯片上形成有MEMS器件和位于所述MEMS器件外侧的第一密封结构和第一焊垫；
所述器件晶圆上形成有与所述第一密封结构和第一焊垫相对应的第二密封结构和第二焊垫，由所述MEMS芯片、所述器件晶圆、所述第一密封结构和第二密封结构共同围成的封闭的空腔；
所述第一焊垫和第二焊垫之间形成有电镀的导电凸块，以电连接所述第一焊垫和第二焊垫。
2.根据权利要求1所述的MEMS封装结构，其特征在于，所述第一密封结构和第二密封结构的形状为环状。
3.根据权利要求1所述的MEMS封装结构，其特征在于，第一密封结构和第二密封结构的材料为导电材料或绝缘材料。
4.根据权利要求1所述的MEMS封装结构，其特征在于，所述第一焊垫与所述互连结构电连接。
5.根据权利要求1所述的MEMS封装结构，其特征在于，所述MEMS芯片具有微腔，多个MEMS芯片的微腔具有与所述MEMS芯片外部连通的通孔或者至少一个所述MEMS芯片具有封闭的微腔。
6.根据权利要求5所述的MEMS封装结构，其特征在于，所述MEMS芯片内的微腔为封闭结构，且微腔内填充有惰性气体或真空。
7.根据权利要求1所述的MEMS封装结构，其特征在于，所述控制单元包括至少一个MOS晶体管。
8.根据权利要求5所述的封装结构，其特征在于，所述封装结构还包括输入输出电连接件，所述输入输出电连接件设置于所述器件晶圆的第一表面上，所述输入输出电连接件与所述互连结构电连接。
9.根据权利要求8所述的封装结构，其特征在于，所述封装结构还包括器件芯片，所述器件芯片上形成有功能器件、位于所述功能器件外侧的第三密封结构和第三焊垫，所述第三密封结构和第三焊垫朝向所述器件晶圆的第一表面设置；
所述器件晶圆的第一表面上分别设置有与所述第三焊垫和第三密封结构相对应的第四焊垫和第四密封结构，所述MEMS芯片通过所述第三密封结构和第四密封结构键合于所述器件晶圆上，所述器件芯片、所述器件晶圆、所述第三密封结构和第四密封结构共同围成封闭的空腔。
10.根据权利要求1所述的MEMS封装结构，其特征在于，所述MEMS芯片包含陀螺仪、加速度计、惯性传感器、压力传感器、位移传感器、湿度传感器、光学传感器、气体传感器、催化传感器、微波滤波器、DNA扩增微系统、MEMS麦克风和微致动器中的两种或两种以上的组合。
11.根据权利要求9所述的MEMS封装结构，其特征在于，还包括塑封层，所述塑封层覆盖所述MEMS芯片和所述器件芯片并露出所述输入输出电连接件以及所述通孔。
12.一种MEMS封装结构的制作方法，其特征在于，包括：
提供器件晶圆，所述器件晶圆包括相对的第一表面和第二表面，所述器件晶圆中形成有控制单元以及与所述控制单元电连接的互连结构；
提供MEMS芯片，所述MEMS芯片键合于所述器件晶圆上，所述MEMS芯片上形成有MEMS器件和位于所述MEMS器件外侧的第一密封结构和第一焊垫；
所述器件晶圆上形成有与所述第一密封结构和第一焊垫相对应的第二密封结构和第二焊垫，由所述MEMS芯片、所述器件晶圆、所述第一密封结构和第二密封结构共同围成的封闭的空腔；
所述第一焊垫和第二焊垫之间形成有电镀的导电凸块，以电连接所述第一焊垫和第二焊垫。
13.根据权利要求12所述的MEMS封装结构的制作方法，其特征在于，还包括：
提供器件芯片，在所述器件芯片上形成有功能器件以及位于所述功能器件外侧的第三密封结构和第三焊垫，所述第三密封结构和第三焊垫朝向所述器件晶圆的第一表面设置；
在所述器件晶圆的第一表面形成有第四焊垫和第四密封结构，所述第四焊垫和所述第四密封结构分别与所述第三焊垫和所述第三密封结构相对应；
将所述器件芯片通过所述第三密封结构和所述第四密封结构键合于所述器件晶圆上，形成由所述器件芯片、所述器件晶圆、所述第三密封结构和所述第四密封结构共同围成的封闭的空腔；
在所述第三焊垫和所述第四焊垫之间形成有电镀的导电凸块，以电连接所述第三焊垫和所述第四焊垫。
14.根据权利要求12所述的MEMS封装结构的制作方法，其特征在于，在所述器件晶圆上形成有输入输出电连接件，所述输入输出电连接件与所述互连结构电连接。
15.根据权利要求14所述的MEMS封装结构的制作方法，其特征在于，所述MEMS芯片具有微腔以及与外部连通的通孔，或者至少一个所述MEMS芯片具有封闭的所述微腔。
16.根据权利要求15所述的MEMS封装结构的制作方法，其特征在于，将所述MEMS芯片与所述器件晶圆键合后，还包括形成牺牲层，所述牺牲层覆盖所述通孔。
17.根据权利要求16所述的MEMS封装结构的制作方法，其特征在于，在形成所述牺牲层之后，还包括：
在所述器件晶圆的第一表面形成塑封层，所述塑封层覆盖所述MEMS芯片、所述牺牲层和所述输入输出电连接件；
去除部分塑封层以及释放所述牺牲层，以暴露出所述输入输出电连接件和所述通孔。
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