CN114455536B Mems气体传感器的晶圆级三维封装方法及结构 （季优科技（上海）有限公司）

A,2015.10.14A,2021.08.24A,2020.06.19A,2012.07.25MEMS气体传感器的晶圆级三维封装方法及本发明提供一种MEMS气体传感器的晶圆级2提供半导体基底，所述半导体基底内形成有ASIC芯片及多个间隔设对所述半导体基底进行背面减薄，以使所述硅通孔的另一端和所述对所述半导体基底的背面进行刻蚀，以使所述硅通孔的表面突出进行光刻和干法刻蚀，以于所述半导体基底的背面形成空腔，所述将形成有MEMS器件的MEMS微加热板和所述预键合结构进行共晶键合，所采用化学气相沉积工艺于所述半导体基底的背面和硅通孔的表面形成所进行化学机械研磨以去除所述硅通孔表面的所述绝缘层，同时使得硅依所述光刻胶层对所述绝缘层进行干法刻蚀，以于所述绝缘层中形成空腔的第一部7.根据权利要求1所述的MEMS气体传感器的晶圆级三维封装方法，其特征在于，所述3垫包括粘结金属层和位于粘结金属层表面的焊料金属层，所述焊料金属层和硅通孔键合，9.一种MEMS气体传感器的晶圆级三维封装结构，其特晶圆级三维封装结构采用如权利要求1～8中任意一项所述的MEMS气体传感器的晶圆级三焊垫包括粘结金属层和位于粘结金属层表面的焊料金属层，所述焊料金属层和硅通孔键4多个功能芯片依次层叠，并通过导电通孔或引线键合等实现互连而组装成三维封装结构，装过程中容易对芯片造成损伤，和/或封装完成的器件散热不佳，导致器件性能下降等问[0006]提供半导体基底，所述半导体基底内形成有ASIC芯片及5基底的背面和MEMS器件所在的面为键合面，所述MEMS器件正对所述空腔，所述硅通孔和[0018]采用化学气相沉积工艺于所述半导体基底的背面和硅通孔的表面形成所述绝缘[0029]更可选地，所述粘结金属层包括钛层和/或氮化钛层，所述焊料金属层包括铬层述MEMS微加热板内形成有MEMS器件和焊垫，所述MEMS器件正对所述空腔，所述绝缘层和6[0032]图1-10显示为本发明提供的MEMS气体传感器的晶圆级三维封装方法于制备MEMS气体传感器的晶圆级三维封装结构的各步骤中所呈现的例示性截面结构[0048]需要说明的是,本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘[0051]提供半导体基底11，所述半导体基底11内形成有ASIC(ApplicationSpecific7[0052]采用包括但不限于化学机械研磨工艺，即CMP工艺(例如先粗磨再精磨)对所述半导体基底11进行背面减薄，以使所述硅通孔的另一端和所述半导体基底11的背面相平齐，步骤后得到的结构如图5所示；该过程可以包括在形成绝缘层14后对半导体基底11的背面[0056]将形成有MEMS器件161的MEMS微加热板和所述预键合结构进行共晶键合需要对得到的结构进行切割(diesaw)以将晶圆上的多个器件各自分离而形成单颗MEMS气[0059]本发明提供的MEMS气体传感器的晶圆级三维封装方法先单独对形成有ASIC芯片于提高封装器件的性能。同时，本发明采用硅通孔和背面露铜工艺的三维封装技术制备8通孔可以通过硅通孔(TSV)工艺形成于所述半导体基底11内，例如先通过深硅刻蚀工艺于[0063]采用化学气相沉积工艺于所述半导体基底11的背面和硅通孔的表面形成所述绝[0069]对对应第一部分的半导体基底11进行干法刻蚀，以形成所该步骤得到的结构如图8所示，所述空腔15在所述半导体基底11内的深度较佳