CN203006934U - 集成mems传感器的晶圆级封装结构 - Google Patents

集成mems传感器的晶圆级封装结构 Download PDF

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CN203006934U CN 201220513042 CN201220513042U CN203006934U CN 203006934 U CN203006934 U CN 203006934U CN 201220513042 CN201220513042 CN 201220513042 CN 201220513042 U CN201220513042 U CN 201220513042U CN 203006934 U CN203006934 U CN 203006934U
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喻涵
毛剑宏
唐德明
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Abstract

本实用新型涉及一种集成MEMS传感器的晶圆级封装结构。集成MEMS传感器的晶圆级封装结构包括衬底和位于所述衬底上的介电质层,所述衬底中包括至少一个CMOS器件;所述衬底中包括一个或多个沟槽,所述沟槽的侧壁上具有绝缘层,所述沟槽中填充有金属,所述金属与所述衬底之间通过所述绝缘层相隔离;所述介电质层中具有与所述金属电连接的焊垫;所述介电质层中具有与所述CMOS器件和焊垫电连接的金属互连;所述介电质层的上面具有一个或多个MEMS传感器,所述MEMS传感器与所述金属互连电连接;所述MEMS传感器上面具有封装基板,所述封装基板具有与所述MEMS传感器上下相对应的通孔、盲孔或透明区域。本实用新型采用晶圆级封装能够降低封装成本,且封装体积小。

Description

集成MEMS传感器的晶圆级封装结构
技术领域
本实用新型涉及半导体制造领域,特别涉及一种集成MEMS传感器的晶圆级封装结构。
背景技术
MEMS传感器已经被应用于各个领域当中,由于工作环境的需要,MEMS传感器必须采用一种有效的封装结构和封装方法,传统的封装类型主要是芯片级封装,通常是将一个裸芯片放入陶瓷管壳中,通过金丝焊球与管脚相连,其上的盖板由焊料或陶瓷封接与管壳相连,完成裸芯片的封装过程,由于一个晶圆上可以切割出许多个芯片,这种封装方法对每个芯片都需要测试并封装,导致了成本的增加。
针对上述问题,人们发展了其他的封装方法,将ASIC芯片和MEMS芯片分别制造在两个独立的衬底上,然后通过键合工艺将两个芯片封装在一起,以形成MEMS装置,虽然实现了晶圆级的封装,但是采用两个衬底的封装方法使得集成化程度大大降低,使得衬底的利用率降低,还增加了额外的封装面积,封装尺寸也增加,不利于适应MEMS器件封装小型化的发展趋势。同时封装过程中使用的焊料为金锡合金、铅锡合金等,这些材料与标准的CMOS工艺并不完全兼容。
因此,如何在一个衬底上实现CMOS器件和MEMS传感器的晶圆级封装并与CMOS工艺兼容,减少工艺成本和封装的尺寸是目前亟待解决的问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题就是提供一种集成MEMS传感器的晶圆级封装结构。这种晶圆级封装结构能够使得ASIC和MEMS传感器与集成电路工艺兼容起来,并且封装体积小,制造成本低。
为了解决上述技术问题,本实用新型所利用的技术方案是提供一种集成MEMS传感器的晶圆级封装结构,包括:
衬底和位于所述衬底上的介电质层,所述衬底中包括至少一个CMOS器件;
所述衬底中包括一个或多个沟槽,所述沟槽的侧壁上具有绝缘层,所述沟槽中填充有金属,所述金属与所述衬底之间通过所述绝缘层相隔离;
所述介电质层中具有与所述金属电连接的焊垫;
所述介电质层中具有与所述CMOS器件和焊垫电连接的金属互连;
所述介电质层的上面具有一个或多个MEMS传感器,所述MEMS传感器与所述金属互连电连接;
所述MEMS传感器上面具有封装基板,封装基板具有与MEMS传感器上下相对应的通孔、盲孔或透明区域。
在一个衬底上利用集成电路工艺同时制备多个CMOS器件和MEMS传感器能够减小装置的尺寸和体积,同时也有利于节省衬底材料,将MEMS传感器和CMOS器件制造在不同的器件层可以提高整个封装结构的集成度。针对不同的MEMS传感器采用具有通孔、盲孔或透明区域的封装基板可以使得MEMS传感器应用在不同的环境和领域中。
优选的,介电质层中具有与金属互连电连接的检测焊垫。检测焊垫可以对在一个衬底上制备好的所有CMOS器件进行电性能的测试,优化了测试工艺并且节省了测试工艺流程。
优选的,介电质层和封装基板之间具有粘结剂。粘结剂能够使得封装基板和衬底上的介电质层键合的更加牢固与可靠。
优选的,MEMS传感器上面具有一层树脂。例如在MEMS的压力传感器上面涂覆一层树脂,可以在后续的工艺中有效的保护MEMS传感器。
优选的,金属上具有与金属电连接的焊球。焊球可以方便的将装置中的电连接引出去。
优选的,沟槽位于焊垫下面,且与一个或多个焊垫对置连通。在焊垫下面的衬底中制备与焊垫对置连通的沟槽,可以与CMOS工艺兼容起来,并且能够将焊垫的电性能引出去。采用沟槽与多个焊垫对置连通的结构能够减少沟槽的制备数量,减少工艺过程且节省成本。
优选的,衬底的厚度为100um-1000um,封装基板的厚度为100um-1000um。更优选的,衬底的厚度为100um-300um,封装基板的厚度为100um-300um。衬底的厚度和封装基板的厚度的减少有利于装置的封装尺寸的减小,能够应用在各种所需的环境中。
优选的,封装基板为二氧化硅或玻璃。
本实用新型还提供一种集成MEMS传感器的晶圆级封装方法,包括下列步骤:
提供一个衬底,在所述衬底上制备至少一个CMOS器件;
在所述衬底表面制备焊垫和介电质层;
在所述介电质层中制备将所述CMOS器件与所述焊垫电连接的金属互连;
在所述介电质层上面制备与所述金属互连电连接的MEMS传感器;
在所述MEMS传感器上键合或形成封装基板;
在所述衬底中形成使所述焊垫暴露的沟槽;
在所述沟槽中沉积绝缘层;
在所述绝缘层中形成与所述焊垫相接触的凹槽,使得所述焊垫暴露出来;以及
在所述凹槽中填充金属,使得所述金属与所述焊垫形成电连接。
本实用新型还提供一种集成MEMS传感器的晶圆级封装方法,包括下列步骤:
提供一个衬底,在所述衬底上制备至少一个CMOS器件;
在所述衬底中制备沟槽;
在所述沟槽上面制备焊垫和介电质层;
在所述介电质层中制备将所述CMOS器件与所述焊垫电连接的金属互连;
在所述介电质层上面制备与所述金属互连电连接的MEMS传感器;
在所述MEMS传感器上键合或形成封装基板;
在所述沟槽中沉积绝缘层;
在所述绝缘层中形成与所述焊垫相接触的凹槽,使得所述焊垫暴露出来;以及
在所述凹槽中填充金属,使得所述金属与所述焊垫形成电连接。
通过上述封装方法,能够在一个衬底上制造CMOS器件和MEMS传感器,减少封装的尺寸,所制备的MEMS传感器位于CMOS器件上的介电质层上,可以提高集成度和衬底的利用率,降低成本。
优选的,在MEMS传感器上键合封装基板之前,在封装基板上形成通孔、盲孔或透明区域,封装基板与介电质层键合连接后使得封装基板上的通孔、盲孔或透明区域正对着所述MEMS传感器。先在封装基板上形成通孔、盲孔或透明区域可以使得键合封装基板后的工艺流程简单。
优选的,在MEMS传感器上键合封装基板之后,在封装基板上形成与MEMS传感器上下对置的通孔、盲孔或透明区域。先键合封装基板,再在封装基板上形成与MEMS传感器上下对置的通孔、盲孔或透明区域可以使得每个通孔、盲孔或透明区域正好位于MEMS传感器的上面。
优选的,在MEMS传感器上形成封装基板之后,在封装基板上形成与MEMS传感器上下对置的通孔、盲孔或透明区域。
优选的,在形成使焊垫暴露的通孔前,将衬底中远离CMOS器件的衬底表面减薄至100um-1000um。更优选的,在形成使焊垫暴露的通孔前,将衬底中远离CMOS器件的衬底表面减薄至100um-300um。减薄后的衬底有利于衬底中器件的散热。
优选的,在沟槽中沉积绝缘层前,将衬底中远离CMOS器件的衬底表面减薄至100um-1000um。更优选的,在沟槽中沉积绝缘层前,将衬底中远离CMOS器件的衬底表面减薄至100um-300um。可以使用化学机械抛光减薄衬底表面,也可以使用等离子刻蚀减薄衬底表面,还可以采用化学腐蚀的方法减薄衬底表面,也可以是它们之间的任意组合的工艺来减薄衬底表面。对衬底表面减薄可以减小封装的体积和尺寸,有利于在不同的环境中的应用,且减薄后的衬底有利于后续切片的便利,还可以更加容易的使得CMOS器件在工作中的热量散发出去。
优选的,在形成与金属互连电连接的MEMS传感器前,在介电质层中形成与金属互连电连接的检测焊垫。形成的检测焊垫可以对整个晶圆上的所有的CMOS器件实现电性能的检测,有利于节约工艺成本。
优选的,在制备与金属互连电连接的MEMS传感器后,在介电质层上形成粘结剂。优选的,在介电质层上键合封装基板之前,在封装基板的键合接触面上形成粘结剂。形成的粘结剂可以使得封装基板更加牢固的粘结在介电质层上,形成稳定的封装装置。
优选的,在凹槽中填充金属后,在金属上形成与金属电连接的焊球。
优选的,在形成与金属互连电连接的MEMS传感器后,在MEMS传感器上面涂覆一层树脂。例如,在制备MEMS压力传感器后,在MEMS压力传感器上面涂覆一层树脂,可以用来保护压力传感器在后续的工艺流程中不被破坏或造成损伤。在凹槽中填充金属后,去除MEMS传感器上面的全部或部分树脂。可以采用干法或湿法去除MEMS传感器上面的全部或部分树脂,使得MEMS传感器的灵敏度增加。
附图说明
图1是本实用新型的集成MEMS传感器的晶圆级封装方法的第一个流程示意图。
图2是本实用新型的集成MEMS传感器的晶圆级封装方法的第二个流程示意图。
图3至图12是本实用新型第一个实施例的集成MEMS传感器的晶圆级封装方法的结构示意图。
图13至图14是本实用新型第二个实施例的集成MEMS传感器的晶圆级封装方法的结构示意图。
图15至图16是本实用新型第三个实施例的集成MEMS传感器的晶圆级封装方法的结构示意图。
图17是本实用新型第四个实施例的集成MEMS传感器的晶圆级封装方法的结构示意图。
图18至图21是本实用新型第五个实施例的集成MEMS传感器的晶圆级封装方法的结构示意图。
具体实施方式
以下配合附图及本实用新型的实施例,进一步阐述本实用新型为了达到目的所采取的技术方案。
本实用新型所利用的技术方案是提供一种集成MEMS传感器的晶圆级封装结构,包括:
衬底和位于所述衬底上的介电质层,所述衬底中包括至少一个CMOS器件;
所述衬底中包括一个或多个沟槽,所述沟槽的侧壁上具有绝缘层,所述沟槽中填充有金属,所述金属与所述衬底之间通过所述绝缘层相隔离;
所述介电质层中具有与所述金属电连接的焊垫;
所述介电质层中具有与所述CMOS器件和焊垫电连接的金属互连;
所述介电质层的上面具有一个或多个MEMS传感器,所述MEMS传感器与所述金属互连电连接;
所述MEMS传感器上面具有封装基板。
在一个优选的实施例中,所述封装基板具有与所述MEMS传感器上下相对应的通孔。所述介电质层中具有与所述金属互连电连接的检测焊垫。所述介电质层和所述封装基板之间具有粘结剂。所述MEMS传感器上面具有一层树脂。在所述金属上具有与所述金属电连接的焊球。所述沟槽位于所述焊垫下面,且与所述多个焊垫对置连通。所述封装基板是玻璃。
在其他的实施例中,所述封装基板具有与所述MEMS传感器上下相对应的盲孔,MEMS传感器上面没有树脂,且所述沟槽位于所述焊垫下面并与所述一个焊垫对置连通。所述封装基板是二氧化硅。
其中,所述衬底的厚度为200um,封装基板的厚度为200um,在其他的实施例中所述衬底的厚度可以是100um-1000um,所述封装基板的厚度可以是100um-1000um,更优选的实施例中,衬底的厚度可以是100um-300um,封装基板的厚度可以是100um-300um。
本实用新型还提供一种集成MEMS传感器的晶圆级封装方法,图1是本实用新型集成MEMS传感器的晶圆级封装方法的流程示意图。如图1所示,包括下列步骤:
S10,提供一个衬底,在所述衬底上制备至少一个CMOS器件;
S11,在所述衬底表面制备焊垫和介电质层;
S12,在所述介电质层中制备将所述CMOS器件与所述焊垫电连接的金属互连;
S13,在所述介电质层上面制备与所述金属互连电连接的MEMS传感器;
S14,在所述MEMS传感器上键合或形成封装基板;
S15,在所述衬底中形成使所述焊垫暴露的沟槽;
S16,在所述沟槽中沉积绝缘层;
S17,在所述绝缘层中形成与所述焊垫相接触的凹槽,使得所述焊垫暴露出来;
S18,在所述凹槽中填充金属,使得所述金属与所述焊垫形成电连接。
其中,在形成使所述焊垫暴露的通孔前,将所述衬底中远离所述CMOS器件的衬底表面减薄至200um,在其他的实施例中,可以将所述衬底中远离所述CMOS器件的衬底表面减薄至100um-1000um,还可以是减薄至100um-300um。
图2是本实用新型集成MEMS传感器的晶圆级封装方法的另一个流程示意图。如图2所示,包括下列步骤:
S20,提供一个衬底,在所述衬底上制备至少一个CMOS器件;
S21,在所述衬底中制备沟槽;
S22,在所述沟槽上面制备焊垫和介电质层;
S23,在所述介电质层中制备将所述CMOS器件与所述焊垫电连接的金属互连;
S24,在所述介电质层上面制备与所述金属互连电连接的MEMS传感器;
S25,在所述MEMS传感器上键合或形成封装基板;
S26,在所述沟槽中沉积绝缘层;
S27,在所述绝缘层中形成与所述焊垫相接触的凹槽,使得所述焊垫暴露出来;
S28,在所述凹槽中填充金属,使得所述金属与所述焊垫形成电连接。
在一个优选的实施例中,在所述MEMS传感器上键合所述封装基板之前,在所述封装基板上形成通孔、盲孔或透明区域,所述封装基板与所述介电质层键合连接后使得所述封装基板上的通孔、盲孔或透明区域正对着所述MEMS传感器。
在另一个优选的实施例中,在所述MEMS传感器上键合所述封装基板之后,在所述封装基板上形成与所述MEMS传感器上下对置的通孔、盲孔或透明区域。
在又一个优选的实施例中,在所述MEMS传感器上形成所述封装基板之后,在所述封装基板上形成与所述MEMS传感器上下对置的通孔、盲孔或透明区域。
在本实用新型的实施例中,可以是在制备与所述金属互连电连接的MEMS传感器后,在所述介电质层上形成粘结剂;还可以是在所述介电质层上键合所述封装基板之前,在所述封装基板的键合接触面上形成粘结剂。在所述沟槽中沉积绝缘层前,将所述衬底中远离所述CMOS器件的衬底表面减薄至200um,在其他的实施例中,将所述衬底中远离所述CMOS器件的衬底表面减薄至100um-1000um。在形成与所述金属互连电连接的MEMS传感器前,在所述介电质层中形成与所述金属互连电连接的检测焊垫。在所述凹槽中填充金属后,在所述金属上形成与所述金属电连接的焊球。
在本实用新型的优选的实施例中,在形成与所述金属互连电连接的MEMS传感器后,在所述MEMS传感器上面涂覆一层树脂。之后在所述凹槽中填充金属后,去除所述MEMS传感器上面的全部或部分树脂。在其他的实施例中,也可以不在MEMS传感器上面涂覆一层树脂。
下面结合附图对本实用新型的具体实施例作出详细说明。
如图3所示,在衬底100上面通过集成电路工艺制备CMOS器件101,在衬底100上表面化学气相沉积介电质层102,在介电质层102里面制备焊垫103,和将CMOS器件101与焊垫103电连接的金属互连104,之后在介电质层102中制备与金属互连104电连接的检测焊垫105。本领域的技术人员可知,根据实际的电路连接,金属互连104和介电质层102可以是相互交替的制备而成,具体工艺与集成电路工艺兼容,在此不作赘述。在本实施例中,图3中的CMOS器件组成各种实际所需的电路,焊垫103和检测焊垫105可以是相互对应,也可以是不对应,焊垫103和检测焊垫105可以是位于介电质层102中的同一层介电质中,也可以是位于不同层的介电质中。其中图3并未示出焊垫103、检测焊垫105和金属互连104之间的具体的电连接关系。其中检测焊垫105可以用来检测CMOS器件中的电路的电性能。
如图4和图5所示,在介电质层102上面制备与金属互连104电连接的MEMS传感器106,在MEMS传感器106上面涂覆聚酰亚胺树脂(图中未示出)。具体工艺如下,如图4所示,对介电质层102的表面进行平坦化处理,例如对介电质层102进行化学机械抛光处理。在介电质层102表面沉积牺牲层1001,再对牺牲层1001进行刻蚀使得牺牲层1001在介电质层102上分离成多个。同时刻蚀去除金属互连104上面的介电质层102,使得金属互连104暴露出来。在介电质层102上面和牺牲层1001的上面形成MEMS传感器106,MEMS传感器106与金属互连104形成电连接,再对MEMS传感器106进行刻蚀,形成多个分离的MEMS传感器106。如图5所示,最后释放牺牲层1001即可得到多个分离的MEMS传感器106。
如图6所示,提供一个具有通孔107的封装基板108,封装基板的厚度是200um,在封装基板108的键合接触面上形成粘结剂109。在其他的实施例中,可以在制备与金属互连电连接的MEMS传感器后,在介电质层上形成粘结剂,其中封装基板的厚度可以是100um-1000um,还可以是100um-300um。其中,封装基板优选玻璃,还可以是二氧化硅。
如图7所示,将封装基板108上具有粘结剂109的键合接触面与介电质层102的上表面相键合。且使得封装基板108上的通孔107正对着MEMS传感器106。
如图8所示,将衬底100的背面减薄,即将衬底100中远离CMOS器件101的衬底表面减薄至厚度h1为200um。其中减薄工艺可以是化学机械抛光,可以是等离子体刻蚀,也可以是化学腐蚀减薄,还可以是它们之间的组合减薄工艺。在其他的实施例中,减薄后衬底100的厚度h1可以是100um-1000um之间的任意值,例如减薄后衬底100的厚度h1可以是100um-300um。
如图9所示,在减薄后的衬底背面涂上光刻胶,之后进行光刻、刻蚀工艺,在衬底100上形成使得焊垫103暴露的沟槽110。沟槽110位于焊垫103的下面,且与其中的多个焊垫103对置连通。在其他的变形结构中,可以在衬底100上形成沟槽110,使得沟槽110与焊垫103一一对置连通。
如图10所示,在沟槽110上通过化学气相沉积氧化硅层111,在其他的实施例中,还可以是在沟槽110上面沉积一层高分子的绝缘层。
如图11所示,通过刻蚀工艺将与焊垫103接触的氧化硅层111去除掉,形成与焊垫103相接触的凹槽112使得焊垫103暴露出来。
如图12所示,在凹槽112中通过物理气相沉积金属113,在凹槽112中填充金属113,使得金属113粘附于凹槽112的侧壁上,同时使得填充的金属113与焊垫103形成电连接,也形成很好的机械连接。再通过刻蚀工艺将位于衬底的背面上金属113选择性的去除掉,使得相邻近的焊垫之间的金属113具有一个开路。其中相邻近的MEMS传感器之间的焊垫电连接的金属113可以开路,也可以是刻蚀去除掉形成断路。所形成的金属113和衬底100之间通过氧化硅层111相隔离。之后在金属113上面形成焊球114。在实际的实施例中,可以根据MEMS传感器上面的聚酰亚胺树脂的多少,采用干法或湿法选择性的去除MEMS传感器上面的全部和部分树脂。最后对每个MEMS传感器进行切片即可。
在本实施例中的其他变形结构中,还可以是提供一个透明的具有光滑平面的封装基板,将封装基板键合在MEMS光传感器上,其中封装基板上不具有任何的通孔或盲孔。在其他的实施例中,封装基板的材质可以是不透明的,将不透明的封装基板键合在MEMS传感器上后,将封装基板上正对着MEMS传感器的地方形成通孔,之后可以在封装基板上具有通孔的地方填充透明材料,填充透明材料后的封装基板可以进行抛光处理得到一个光滑的表面。本领域的技术人员可知,还可以是在MEMS传感器上键合或形成不透明材质的封装基板,之后在封装基板上正对着MEMS传感器的地方形成通孔,根据实际的实施例,还可以在通孔填充透明材料,比如玻璃或透明高分子材料,从而使得封装基板具有与MEMS传感器上下相对应透明区域。
图13至14是本实用新型第二个实施例的集成MEMS传感器的晶圆级封装方法的结构示意图。其与第一个实施例基本相同,区别在于:封装基板上具有与MEMS传感器相对置的盲孔。如图13所示,提供一个具有盲孔207的封装基板208,在封装基板208的键合接触面上形成粘结剂109。
如图14所示,将封装基板208上具有粘结剂109的键合接触面与介电质层102的上表面相键合。且使得封装基板208上的通孔207正对着MEMS传感器106。其余的工艺流程和参数与第一个实施例相同,在此不再赘述。
图15至16是本实用新型第三个实施例的集成MEMS传感器的晶圆级封装方法的结构示意图。其与第一个实施例基本相同,区别在于:在所述MEMS传感器上键合所述封装基板之后,在所述封装基板上形成与所述MEMS传感器上下对置的通孔。如图15所示,在MEMS传感器106上键合封装基板308。如图16所示,在封装基板308上刻蚀出通孔307,使得通孔307与MEMS传感器106上下对置。本领域的技术人员可知,在其他的实施例中,还可以在封装基板上刻蚀出盲孔,使得盲孔与MEMS传感器上下对置。其余的工艺流程和参数与第一个实施例相同,在此不再赘述。
图17是本实用新型第四个实施例的集成MEMS传感器的晶圆级封装方法的结构示意图。其与第一个实施例基本相同,区别在于:在MEMS传感器106上形成封装基板408,之后通过干法刻蚀、湿法刻蚀或化学腐蚀在封装基板408上形成与MEMS传感器106上下对置的通孔407,其中通孔407使得MEMS传感器106暴露出来。在其他的实施例中,还可以是在封装基板上形成与MEMS传感器上下对置的盲孔。其余的工艺流程和参数与第一个实施例相同,在此不再赘述。
图18至图21是本实用新型第五个实施例的集成MEMS传感器的晶圆级封装方法的结构示意图。如图18所示,在衬底100上面通过集成电路工艺制备CMOS器件101,在衬底100上面制备所需的多个深度为200um的沟槽510。在衬底100上表面化学气相沉积介电质层102,在介电质层102里面制备焊垫103,和将CMOS器件101与焊垫103电连接的金属互连104,之后在介电质层102中制备与金属互连104电连接的检测焊垫105。本领域的技术人员可知,金属互连104和介电质层102可以是相互交替的制备而成,具体工艺与集成电路工艺兼容,在此不作赘述。在其他的实施例中,沟槽510的深度可以是100um-300um之间的任意值,沟槽510还可以是贯穿衬底100。
如图19所示,在介电质层102上面制备与金属互连104电连接的MEMS传感器106。在MEMS传感器106上面涂覆聚酰亚胺树脂。提供一个具有通孔107的封装基板108,在封装基板108的键合接触面上形成粘结剂109。在其他的实施例中,可以在制备与金属互连电连接的MEMS传感器后,在介电质层上形成粘结剂。将封装基板108上具有粘结剂109的键合接触面与介电质层102的上表面相键合。且使得封装基板108上的通孔107正对着MEMS传感器106。
如图20所示,将衬底100的背面减薄,即将衬底100中远离CMOS器件101的衬底表面减薄至沟槽510暴露出来,沟槽510位于焊垫103的下面,且与其中的焊垫103一一对置连通。在沟槽510中通过化学气相沉积氧化硅层511,在其他的实施例中,还可以是在沟槽510上面沉积一层高分子的绝缘层。通过刻蚀工艺将与焊垫103接触的氧化硅层511去除掉,形成与焊垫103相接触的凹槽512使得焊垫103暴露出来。
如图21所示,在凹槽512中和衬底100的背面通过物理气相沉积金属513,在凹槽512中填充金属513,使得填充的金属513与焊垫103形成电连接,同时也形成很好的机械连接。再通过刻蚀工艺将位于衬底的背面上金属513选择性的去除掉,使得相邻近的焊垫之间的金属513具有一个开路。其中相邻近的MEMS传感器之间的焊垫电连接的金属513可以开路,也可以是刻蚀去除掉形成断路。之后在金属513上面形成焊球114。在实际的实施例中,可以根据MEMS传感器上面的聚酰亚胺树脂的多少,采用干法或湿法选择性的去除MEMS传感器上面的全部和部分树脂。最后对每个MEMS传感器进行切片即可。
上述实施例是用于例示性说明本实用新型的原理及其功效,但是本实用新型并不限于上述实施方式。本领域的技术人员均可在不违背本实用新型的精神及范畴下,在权利要求保护范围内,对上述实施例进行修改。因此本实用新型的保护范围,应如本实用新型的权利要求书所列。

Claims (8)

1.一种集成MEMS传感器的晶圆级封装结构,其特征在于,包括:
衬底和位于所述衬底上的介电质层,所述衬底中包括至少一个CMOS器件;
所述衬底中包括一个或多个沟槽,所述沟槽的侧壁上具有绝缘层,所述沟槽中填充有金属,所述金属与所述衬底之间通过所述绝缘层相隔离;
所述介电质层中具有与所述金属电连接的焊垫;
所述介电质层中具有与所述CMOS器件和焊垫电连接的金属互连;
所述介电质层的上面具有一个或多个MEMS传感器,所述MEMS传感器与所述金属互连电连接;
所述MEMS传感器上面具有封装基板,所述封装基板具有与所述MEMS传感器上下相对应的通孔、盲孔或透明区域。
2.根据权利要求1所述的集成MEMS传感器的晶圆级封装结构,其特征在于,所述介电质层中具有与所述金属互连电连接的检测焊垫。
3.根据权利要求1或2所述的集成MEMS传感器的晶圆级封装结构,其特征在于,所述介电质层和所述封装基板之间具有粘结剂。
4.根据权利要求1或2所述的集成MEMS传感器的晶圆级封装结构,其特征在于,所述MEMS传感器上面具有一层树脂。
5.根据权利要求1或2所述的集成MEMS传感器的晶圆级封装结构,其特征在于,在所述金属上具有与所述金属电连接的焊球。
6.根据权利要求1或2所述的集成MEMS传感器的晶圆级封装结构,其特征在于,所述沟槽位于所述焊垫下面,且与所述一个或多个焊垫对置连通。
7.根据权利要求1或2所述的集成MEMS传感器的晶圆级封装结构,其特征在于,所述衬底的厚度为100um-1000um,所述封装基板的厚度为100um-1000um。
8.根据权利要求1或2所述的集成MEMS传感器的晶圆级封装结构,其特征在于,所述封装基板为二氧化硅或玻璃。
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CN111217318A (zh) * 2018-11-26 2020-06-02 罗伯特·博世有限公司 传感器及其封装组件

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