roduct Produced Therefrom)，，的美國(guó)申請(qǐng)?zhí)?1/084，296 (案卷號(hào)IVS-105/3404P)中所述的A1與Ge之間的任何共晶接合，該專利通過(guò)引用而結(jié)合在此，并且其他接合技術(shù)包括但不限于融熔接合、熱壓接合、玻璃熔塊、焊料以及黏合劑接合。在很多實(shí)施例中，接合升高所接合結(jié)構(gòu)的溫度以便導(dǎo)致一定的除氣。此外，該接合結(jié)構(gòu)可以被退火以進(jìn)一步有利于除氣過(guò)程。
[0031 ] 該MEMS晶片包括一個(gè)MEMS處理晶片107，該處理晶片包括被聯(lián)接到一個(gè)MEMS器件層108上的第一和第二腔。一個(gè)熔融接合層106是位于該處理晶片107與該器件層108之間的。該MEMS器件層108進(jìn)而通過(guò)包括多個(gè)金屬焊盤(pán)109的MEMS接合錨或支架111被聯(lián)接到該CMOS晶片100上。這些金屬焊盤(pán)109在一個(gè)實(shí)施例中包括一種金屬(例如鍺)。在一個(gè)實(shí)施例中，該MEMS元件層108中形成了一個(gè)致動(dòng)器溝槽110并且存在第一和第二密封的閉合空間112和113。密封的閉合空間113包括一個(gè)暴露的除氣源層103并且閉合空間112包括被該第一除氣阻擋層104和該第二除氣阻擋層105所封裝的整個(gè)除氣源層103。在一個(gè)實(shí)施例中，所接合的MEMS結(jié)構(gòu)300被退火。如此，提供了該結(jié)構(gòu)的除氣并且允許在這些閉合空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)改良的壓力調(diào)節(jié)。如此，閉合空間112和113可以被保持在不同的壓力下。
[0032]圖3A展示了第二流程圖，其中該第二除氣阻擋層105使用掩模150來(lái)定向地蝕亥丨J，從而在側(cè)壁上和除氣源層103接合層及金屬間介電層101頂部上的第二除氣阻擋層105上留下該第二除氣阻擋層105的間隔以便允許實(shí)現(xiàn)壓力的調(diào)節(jié)。
[0033]圖3B示出了通過(guò)將一個(gè)MEMS晶片110’接合到該CMOS晶片100’上而形成的一個(gè)MEMS結(jié)構(gòu)200’。該MEMS晶片包括一個(gè)MEMS處理晶片107’，該處理晶片包括被聯(lián)接到一個(gè)MEMS元件層108’上的第一和第二密封的閉合空間112’和113’。該MEMS元件層108’進(jìn)而通過(guò)包括多個(gè)金屬焊盤(pán)109’的MEMS接合錨或支架111’被聯(lián)接到該CMOS晶片100’上。這些金屬片109”109’在一個(gè)實(shí)施例中包括一種金屬(例如鍺)。在一個(gè)實(shí)施例中，該MEMS元件層108’中形成了一個(gè)致動(dòng)器溝槽110’并且存在第一和第二密封的閉合空間112’和113，。
[0034]圖2A的第一流程圖優(yōu)于圖3A的第二流程圖，原因在于⑴它不需要額外的掩模并且⑵與MEMS晶片的接合尺寸(W2)比該流程圖的接合尺寸(W2’ )大2xW3，其中W3是掩模閉合空間。圖3A的流程圖與圖2A的流程圖相比在除氣阻擋層105的蝕刻步驟中具有更多邊緣并且還可以覆蓋暴露的金屬間介電層101。
[0035]圖4A-4E展示了該CMOS晶片300的一個(gè)替代實(shí)現(xiàn)方式的流程圖，該CMOS晶片利用除氣阻擋層104選擇性地覆蓋該除氣源層103。左側(cè)區(qū)域90代表希望高的閉合空間壓力的地方并且右側(cè)區(qū)域92代表需要低的閉合空間壓力的地方。圖4A示出了 CMOS晶片的備制，其中一個(gè)除氣源層103被布置在接合層102上方，該接合層在該CMOS晶片300的金屬間介電層101頂部進(jìn)行構(gòu)圖。
[0036]圖4B示出了在使用一個(gè)掩模將該除氣源層103構(gòu)圖后的一個(gè)截面。圖4C和4D示出了其余步驟。除氣阻擋層104被保形地沉積并且使用一個(gè)掩模150被定向地蝕刻，從而在側(cè)壁上留下該除氣阻擋層104的間隔并且在該除氣源層103、該接合層102和該金屬間介電層104的頂部留下該除氣阻擋層104。圖4E展示了通過(guò)將一個(gè)MEMS晶片110”接合到該CMOS晶片300上而形成的一個(gè)MEMS結(jié)構(gòu)400。
[0037]圖4A-4E的流程圖類似于圖3A和3B的流程圖，其方式為，最終的CMOS晶片300具有關(guān)于MEMS晶片與流程圖1A相比減少的接合尺寸。圖4A-4E的過(guò)程與圖3的流程圖相比需要少用一個(gè)覆蓋。
[0038]圖2A和2B、圖3A和3B以及圖4A和4B的流程圖可以直接被擴(kuò)展以在該除氣源層與第一除氣阻擋層之間提供一個(gè)中間層。為了說(shuō)明這些流程圖可以如何擴(kuò)展，現(xiàn)與附圖相結(jié)合地參考以下說(shuō)明。
[0039]圖5A和5B展示了從圖2A-2B和圖3A-3B的流程圖變化而來(lái)的過(guò)程變體，其中提供了中間層。在圖5A中，中間層被沉積在除氣源層的頂部并且在圖5B中，在該除氣阻擋層被沉積后，如所示出的，除氣阻擋層104和中間層201的堆疊被一起構(gòu)圖。其后，可以被使用圖2A和2B的流程圖或者圖3A和3B的流程圖以提供成品CMOS晶片。
[0040]圖6展示了從如4A-4E的流程圖變化而來(lái)的過(guò)程變體，其中在除氣源層103構(gòu)圖之后并且在該第一除氣阻擋層104沉淀之后提供了一個(gè)中間層，該第一除氣阻擋層104與該中間層201的堆疊被一起構(gòu)圖。其后可以利用圖4A-4E的過(guò)程以便提供成品CMOS晶片。
從該MEMS晶片除氣
[0041]圖7展示了在集成裝置700內(nèi)的MEMS晶片110’內(nèi)提供除氣源層以允許實(shí)現(xiàn)其內(nèi)的閉合空間中的壓力調(diào)節(jié)。該CMOS晶片702包括一個(gè)金屬間介電層715、布置在該金屬間介電層715上的一個(gè)接合層716、布置在該接合層716上的一個(gè)第一鈍化層717以及布置在該第一鈍化層717上的一個(gè)第二鈍化層718。在一個(gè)實(shí)施例中，該第一鈍化層717包括一個(gè)氧化物層并且該第二鈍化層718包括以一個(gè)氮化硅層。該MEMS晶片110’具有與圖2B、3B和4E相類似的元件并且包括類似的參考號(hào)。
[0042]為了形成該除氣源層713和714，硅被構(gòu)圖(溝槽蝕刻)并且然后該溝槽被該除氣源層713和714所填充。這些除氣源層713和714中的任一者或二者可以被用來(lái)提供除氣功能。
[0043]披露了根據(jù)本發(fā)明的集成MEMS裝置和方法。該集成MEMS裝置包括第一基底和第二基底。該第一和第二基底被聯(lián)接在一起并且在其間具有至少兩個(gè)閉合空間。該第一和第二基底之一包括一個(gè)除氣源層和一個(gè)除氣阻擋層以便調(diào)節(jié)這至少兩個(gè)閉合空間內(nèi)的壓力。
[0044]該方法包括在基底上沉積并且構(gòu)圖除氣源層和第一除氣阻擋層，從而產(chǎn)生兩個(gè)截面。在這兩個(gè)截面中的一者中，該除氣源層的頂表面沒(méi)有被該除氣阻擋層所覆蓋并且在這兩個(gè)截面中的另一者中，該除氣源層被封裝在該除氣阻擋層中。該方法還包括保形地沉積第二除氣阻擋層并且蝕刻該第二除氣阻擋層以便在該除氣源層的側(cè)壁上留下該第二除氣阻擋層的間隙。
[0045]盡管已經(jīng)根據(jù)所示出的實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將容易地認(rèn)識(shí)到會(huì)存在這些實(shí)施例的變體并且這些變體將在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。由此，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以制造很多變更而不脫離本方面的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種集成的MEMS裝置，包括: 一個(gè)第一基底；以及 一個(gè)第二基底，其中該第一和第二基底被聯(lián)接在一起并且在其間具有至少兩個(gè)閉合空間；其中該第一和第二基底之一包括一個(gè)除氣源層和一個(gè)除氣阻擋層以調(diào)節(jié)該至少兩個(gè)閉合空間內(nèi)的壓力。2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中該閉合空間壓力調(diào)節(jié)是通過(guò)創(chuàng)造兩個(gè)截面來(lái)提供的:其中，在這兩個(gè)截面中的一者中，該除氣源層的頂表面沒(méi)有被該除氣阻擋層所覆蓋，并且在這兩個(gè)截面中的另一者中，該除氣源層被封裝在該除氣阻擋層中。3.如權(quán)利要求1所述的裝置，該裝置包括位于該除氣源層與該第一除氣阻擋層之間的一個(gè)中間層。4.一種制備基底的方法，包括以下步驟: 在該基底上沉積并且構(gòu)圖一個(gè)除氣源層和一個(gè)第一除氣阻擋層，從而產(chǎn)生兩個(gè)截面:其中，在這兩個(gè)截面中的一者中，該除氣源層的頂表面沒(méi)有被該除氣阻擋層所覆蓋，并且在這兩個(gè)截面中的另一者中，該除氣源層被封裝在該除氣阻擋層中； 保形地沉積一個(gè)第二除氣阻擋層；并且 蝕刻該第二除氣阻擋層以便在該除氣源層的側(cè)壁上留下該第二除氣阻擋層的間隙。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中該除氣源層被沉積并且構(gòu)圖；并且該第一除氣阻擋層被沉積并且使用一個(gè)或多個(gè)掩模來(lái)蝕刻。6.如權(quán)利要求4所述的方法，該方法包括將一個(gè)第二基底接合到該第一基底上以提供第一和第二密封的閉合空間，其中該第一密封的閉合空間包括這兩個(gè)截面中的一者并且該第二密封的閉合空間包括這兩個(gè)截面中的另一者。7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中該第一和第二基底中的至少一者包括一個(gè)集成電路。8.如權(quán)利要求6所述的方法，該方法包括在該接合步驟過(guò)程中將該第一基底和第二基底的溫度升高。9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中該除氣源層在該接合步驟過(guò)程中在該第一和第二密封的閉合空間之一內(nèi)釋放氣體。10.如權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括將這些已接合的基底退火以增加該第一和第二密封的閉合空間之一內(nèi)的壓力。11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中該接合是通過(guò)共晶接合來(lái)實(shí)現(xiàn)的。12.—種制備第一基底的方法，包括以下步驟: 在該第一基底上沉積一個(gè)除氣源層，從而產(chǎn)生兩個(gè)截面:其中，在這兩個(gè)截面中的一者中在該除氣源層的頂表面上以及在這兩個(gè)截面中的另一者中沒(méi)有除氣源層。13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中該沉積步驟包括在該第一基底上構(gòu)圖該除氣源層。14.如權(quán)利要求12所述的方法，該方法包括將一個(gè)第二基底接合到該第一基底上以提供第一和第二密封的閉合空間，其中該第一密封的閉合空間包括該除氣源層并且該第二密封的閉合空間不包括該除氣源層。15.如權(quán)利要求14所述的方法，該方法包括在該接合步驟過(guò)程中將該第一基底和第二基底的溫度升高。16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中該除氣源層在該接合步驟過(guò)程中在該第一和第二密封的閉合空間之一內(nèi)釋放氣體。17.如權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包括將這些已接合的基底退火以增加該第一和第二密封的閉合空間之一內(nèi)的壓力。18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中該接合是通過(guò)共晶接合來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
【專利摘要】一種集成MEMS裝置，包括兩個(gè)基底，其中該第一和第二基底被聯(lián)接在一起并且在其間具有兩個(gè)閉合空間。該第一和第二基底之一包括一個(gè)除氣源層和一個(gè)除氣阻擋層以便調(diào)節(jié)這兩個(gè)閉合空間內(nèi)的壓力。該方法包括在基底上沉積并且構(gòu)圖除氣源層和第一除氣阻擋層，從而產(chǎn)生兩個(gè)截面。在這兩個(gè)截面中的一者中，該除氣源層的頂表面沒(méi)有被該除氣阻擋層所覆蓋并且在這兩個(gè)截面中的另一者中，該除氣源層被封裝在該除氣阻擋層中。該方法還包括保形地沉積第二除氣阻擋層并且蝕刻該第二除氣阻擋層以便在該除氣源層的側(cè)壁上留下該第二除氣阻擋層的間隙。
【IPC分類】B81B7/02, B81C1/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105480935
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510646926
【發(fā)明人】李大成, 申鐘禹, 申正日, 彼得·斯米斯, 馬丁·利姆
【申請(qǐng)人】因文森斯公司
【公開(kāi)日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2015年10月8日
【公告號(hào)】EP3006396A1, US20150129991