汽以及難揮發(fā)的化合物充分釋放到真空腔內(nèi)，并且通過(guò)氣體流通帶走，能有效提高封裝后封裝腔內(nèi)的真空度。
[0046]本實(shí)施例中，所述氣壓循環(huán)變化的范圍為10_lclmbar到900mbar，在每個(gè)氣壓變化的循環(huán)周期內(nèi)，所述真空室的氣壓在高壓情況下保持2到4分鐘；在低壓情況下保持時(shí)間為5到6分鐘。當(dāng)真空室氣壓為低壓情況的時(shí)候，在基底100外形成一個(gè)負(fù)壓的環(huán)境，負(fù)壓環(huán)境有利于所述基底100內(nèi)的水汽和化合物擴(kuò)散到真空室內(nèi)，在低壓情況下需要保持5到6分鐘，可使基底100內(nèi)的水汽和化合物充分釋放到真空室內(nèi)。當(dāng)真空室氣壓為高壓情況的時(shí)候，配合流通氣體，可以起到凈化真空室的作用，在高壓情況下保持的時(shí)間為2到4分鐘。
[0047]需要說(shuō)明的是，采用氣壓循環(huán)變化的真空室是為了使封裝區(qū)域以及基底100內(nèi)的水汽和化合物充分釋放，因此循環(huán)周期不能少于2個(gè)(即循環(huán)周期大于或等于2個(gè))。由于氣壓循環(huán)變化的范圍較大，因此在4個(gè)循環(huán)周期的時(shí)間內(nèi)，即能使基底100內(nèi)的水汽和化合物充分釋放?？蛇x的，循環(huán)變化周期數(shù)為4個(gè)周期。而且采用氣壓循環(huán)變化的真空環(huán)境，也能降低工藝對(duì)設(shè)備，特別是真空設(shè)備的要求。
[0048]需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中，所述真空室在低氣壓情況下保持時(shí)間為5到6分鐘；在高氣壓情況下保持2到4分鐘，所述真空室氣壓從低氣壓情況變化到高氣壓再恢復(fù)到低氣壓為一次循環(huán)。本事實(shí)施例僅為一多次短時(shí)間的示例。本發(fā)明其他實(shí)施例中，所述加熱排氣步驟也可以采用少次長(zhǎng)時(shí)間的方式進(jìn)行，可以根據(jù)具體工藝條件做改動(dòng)，本發(fā)明對(duì)此不作限制。
[0049]本實(shí)施例中，在整個(gè)排氣處理的過(guò)程中，真空室的溫度維持在350°C到400°C范圍內(nèi)。當(dāng)排氣處理的溫度高于350°C的時(shí)候，品質(zhì)因子能夠提高到原來(lái)的2倍以上。
[0050]參考圖6，示出了品質(zhì)因子與排氣處理溫度關(guān)系圖。圖中橫坐標(biāo)為排氣處理溫度，縱坐標(biāo)為品質(zhì)因子，4個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)(61、62、63和64)分別表示4個(gè)經(jīng)過(guò)不同溫度排氣處理的樣品的品質(zhì)因子，圖6中的曲線6表示品質(zhì)因子與排氣處理溫度的擬合關(guān)系。如圖6所示，隨著排氣處理的溫度從250°C升高到400°C，4個(gè)樣品的品質(zhì)因子明顯提高。經(jīng)過(guò)相同時(shí)間長(zhǎng)度的排氣處理過(guò)后，經(jīng)過(guò)350°C排氣處理的樣品62的品質(zhì)因子為418，是經(jīng)過(guò)250°C排氣處理樣品61品質(zhì)因子(178)的兩倍以上。由此可見，提高排氣處理的溫度，特別是當(dāng)加熱溫度升高到350°C以上的時(shí)候，能夠有效提高品質(zhì)因子。進(jìn)一步，樣品64在400°C排氣處理過(guò)后，其品質(zhì)因子為860，是樣品62品質(zhì)因子(418)的兩倍以上，雖然樣品64在排氣處理過(guò)程中，真空室最低氣壓只有I X 1-4Torr,而樣品62在排氣處理過(guò)程中真空室最低氣壓為IXlO-7Torro由此可見，經(jīng)過(guò)400°C排氣處理器件的品質(zhì)因子是未經(jīng)排氣處理的器件品質(zhì)因子的5倍以上(未經(jīng)排氣處理器件的品質(zhì)因子約為150)。由此可見，在350°C以上的排氣處理能夠有效的提高器件品質(zhì)因子。可選的，排氣處理的溫度為400°C。
[0051]而超過(guò)400°C的溫度，就接近于共晶鍵合的共晶溫度了(本實(shí)施例中，鍵合金屬為鍺-鋁，共晶溫度為430°C )，第一圖形化金屬層102有熔化的可能，此外過(guò)高的溫度，會(huì)使襯底內(nèi)的微機(jī)械陀螺儀受到影響。因此，排氣處理的溫度維持在350°C到400°C范圍內(nèi)。本實(shí)施例中，所述排氣處理的溫度維持在400°C。
[0052]需要說(shuō)明的是，在排氣處理過(guò)程中，所述真空室內(nèi)的保護(hù)氣體可以為氬氣和氮?dú)獾榷栊詺怏w。
[0053]參考圖7，提供操作晶圓200，所述操作晶圓200表面形成有第二圖形化金屬層202。
[0054]所述第二圖形化金屬層202用于與所述基底100上的第一圖形化金屬層102實(shí)現(xiàn)共晶鍵合。因此所述第二圖形化金屬層202的金屬材料與所述第一圖形化金屬層102的金屬材料相匹配，兩者為共晶金屬，且所述第二圖形化金屬層202覆蓋所述操作晶圓200表面，與基底100共晶鍵合區(qū)域相對(duì)應(yīng)的部分。本實(shí)施例中，所述第二圖形化金屬層202的材料為鋁，形成工藝可選為PVD沉積。
[0055]參考圖8，將所述基底100第一圖形化金屬層102和操作晶圓200的第二圖形化金屬層202對(duì)應(yīng)貼合，以實(shí)現(xiàn)晶圓鍵合。
[0056]將所述操作晶圓200置于所述基底100上方，且使所述操作晶圓200上的第二圖形化金屬層202和所述基底100上的第一金屬層102位置對(duì)應(yīng)并相貼合。之后，加熱所述基底100和所述操作晶圓200至第一金屬層和第二金屬層的共晶溫度。
[0057]具體的，本實(shí)施例中，所述第一金屬層材料為鍺，所述第二金屬層材料為鋁，因此所述共晶溫度為420°C?440°C左右。同時(shí)在所述基底100和所述操作晶圓200上下兩端施加壓力，使得所述第一金屬層和第二金屬層熔合，在所述基底100和所述操作晶圓200之間形成連接層302，以實(shí)現(xiàn)所述基底100和所述操作晶圓200的共晶鍵合。
[0058]綜上所述，本實(shí)施例所述封裝方法，在金屬鍵合之前，對(duì)基底進(jìn)行加熱排氣處理，所述加熱排氣處理能夠有效去除封裝區(qū)域和基底內(nèi)部的水汽和化合物，能夠有效提高封裝完成過(guò)后封裝腔內(nèi)的真空度，從而減少封裝腔內(nèi)器件的讀出錯(cuò)誤、降低器件能量損耗、改善器件穩(wěn)定性和提高器件靈敏度，從而提高器件品質(zhì)因子。
[0059]雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種封裝方法，其特征在于，包括: 形成基底，所述基底內(nèi)形成有微機(jī)械器件； 在所述基底表面形成第一圖形化金屬層； 對(duì)所述基底進(jìn)行排氣處理； 提供操作晶圓，所述操作晶圓的表面形成有第二圖形化金屬層； 將所述基底第一圖形化金屬層和操作晶圓的第二圖形化金屬層對(duì)應(yīng)貼合，以實(shí)現(xiàn)晶圓鍵合。
2.如權(quán)利要求1所述的封裝方法，其特征在于，所述排氣處理的步驟包括:在真空室內(nèi)對(duì)所述基底進(jìn)行加熱排氣處理。
3.如權(quán)利要求2所述的封裝方法，其特征在于，所述真空室為采用加熱板作為熱源的真空室，所述加熱排氣處理的步驟包括:通過(guò)所述加熱板進(jìn)行加熱。
4.如權(quán)利要求2所述的封裝方法，其特征在于，在真空室內(nèi)對(duì)所述基底進(jìn)行加熱排氣處理的步驟包括:在排氣處理過(guò)程中，所述真空室的溫度維持在350°C到400°C范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求2所述的封裝方法，其特征在于，所述在真空室內(nèi)對(duì)所述基底進(jìn)行加熱排氣處理的步驟包括:真空室內(nèi)氣壓采用循環(huán)變化的方式對(duì)所述基底進(jìn)行排氣處理。
6.如權(quán)利要求5所述的封裝方法，其特征在于，采用循環(huán)變化的方式對(duì)所述基底進(jìn)行排氣處理的步驟包括:對(duì)所述真空室進(jìn)行抽真空，以獲得第一氣壓；向所述真空室內(nèi)通入保護(hù)氣體，以獲得第二氣壓，所述第一氣壓低于所述第二氣壓。
7.如權(quán)利要求6所述的封裝方法，其特征在于，所述真空室通入的保護(hù)氣體包括氬氣和氮?dú)狻?br>8.如權(quán)利要求6所述的封裝方法，其特征在于，所述采用氣壓循環(huán)變化的方式對(duì)所述基底進(jìn)行排氣處理的步驟包括:在每個(gè)氣壓循環(huán)變化的周期中，所述真空室在第二氣壓情況下保持的時(shí)間為2到4分鐘；在第一氣壓情況下保持的時(shí)間為5到6分鐘。
9.如權(quán)利要求5所述的封裝方法，其特征在于，所述真空室內(nèi)氣壓采用循環(huán)變化的方式對(duì)所述基底進(jìn)行排氣處理的步驟包括:所述氣壓循環(huán)變化的范圍為10_1(lmbar到900mbar。
10.如權(quán)利要求5所述的封裝方法，其特征在于，所述氣壓循環(huán)變化的周期數(shù)大于或等于2個(gè)。
11.如權(quán)利要求1所述的封裝方法，其特征在于，形成基底，所述基底內(nèi)形成有微機(jī)械器件的步驟中，所述微機(jī)械器件為微機(jī)械陀螺儀。
【專利摘要】一種封裝方法，包括：形成基底，所述基底內(nèi)形成有微機(jī)械器件；在所述基底表面形成第一圖形化金屬層；對(duì)所述基底進(jìn)行排氣處理；提供操作晶圓，所述操作晶圓的表面形成有第二圖形化金屬層；將所述基底第一圖形化金屬層和操作晶圓的第二圖形化金屬層對(duì)應(yīng)貼合，以實(shí)現(xiàn)晶圓鍵合。所述封裝方法能夠有效提高封裝完成過(guò)后封裝腔內(nèi)的真空度，從而減少封裝腔內(nèi)器件的讀出錯(cuò)誤，降低器件能量損耗，改善器件穩(wěn)定性，提高器件靈敏度，從而提高器件品質(zhì)因子。
【IPC分類】G01C25-00
【公開號(hào)】CN104535084
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410857360
【發(fā)明人】黃錦才, 趙波
【申請(qǐng)人】上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月30日