本实用新型涉及真空晶圆级封装以及相关电子元器件的结构设计和应用技术领域，特别提供了一种全覆盖吸气剂晶圆级电子元件。
背景技术：
真空封装对于MEMS来说是一个必不可少的环节，MEMS器件通常具有可活动的部件，为了保证这些敏感的可动部件和敏感部件机械性能，需要让这些敏感部件和可动部件工作在真空环境中，为此需要将加工完成的可动部件和敏感部件真空封装在可与外界连接的壳体里边，这就是真空封装，然而如果一个一个的进行真空封装，从成本，时间上来说都不符合MEMS大批量，低成本要求，所以晶圆级封装势在必行，一次封装即可封装完成整个晶圆上所有器件。另外为了保持真空封装的真空度保持不变，得到一个可靠得高真空度腔体，吸气剂是必不可少的。通过吸气剂层与空气分子的反应与吸附作用，保持真空腔体内真空度保持不变。提高了MEMS器件的性能与寿命。
人们迫切希望获得一种技术效果优良的全覆盖吸气剂晶圆级电子元件。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种技术效果优良的全覆盖吸气剂晶圆级电子元件。
本实用新型提供了一种全覆盖吸气剂晶圆级电子元件，其基本构成单元包含下述几个部分：器件晶圆1、腔体晶圆2；其二者通过键合工艺键合成为一体，键合工艺通过键合层5来实现；在器件晶圆1、腔体晶圆2 二者之间还设置有腔体3；其特征在于：在腔体3内的腔体晶圆2内表面或是在器件晶圆1表面全部覆盖有一层有活性的覆盖层即吸气层结构 4；吸气层结构4的成分包括且不限于下述几种元素之一或其组合以及其氧化物：Ti，Co，Zr，Fe；吸气层结构4的厚度范围在500nm-2um；
吸气层结构4的制备应用下述的物理气相沉积(PVD)工艺：溅射或蒸发或二者的组合。
蒸发是指半导体器件生产中的真空蒸镀的过程，所谓真空蒸镀就是置待镀材料和被镀基板于真空室内，采用电阻加热或电子束加热待镀材料，使之蒸发或升华，并飞行到被镀基板表面凝聚成膜的工艺。在真空条件下成膜可减少蒸发材料的原子、分子在飞行基板过程中与气体分子间的碰撞，减少气体中的活性分子和蒸发材料与蒸发源材料键的化学反应(如氧化等)，以及减少成膜过程中气体分子进入薄膜中成为杂质的量，从而提高薄膜的致密度、纯度、沉积速率和与基板的附着力。溅射是指用高能粒子(通常是由电场加速的正离子)轰击固体表面，固体表面的原子、分子与入射的高能粒子交换动能后从固体表面飞溅出来的现象称为溅射。溅射出来的原子(或原子团)具有一定的能量，它们可以重新沉积凝聚在固体基片表面上形成薄膜，称为溅射薄膜。通常利用气体放电产生气体电离，其正离子在电场作用下高速轰击阴极靶材，击出阴极靶材的原子或分子，飞向被镀基片表面沉积成薄膜。溅射方式一般有直流溅射；磁控溅射；射频溅射；反应溅射等。
不同的器件对双腔室或多腔室的真空度(气压)有不同的要求。本实用新型中所述吸气层结构4是全部覆盖式的，根据不同器件的设计要求，可以选择是否在腔室中有键合金属层5，例如，双腔室设计主要是针对于惯性测量单元器件设计的，惯性测量单元由3轴陀螺仪和3轴加速度计组成，其中陀螺仪部分需要高真空度腔室，而加速度计部分不需要高真空度，所以本专利先沉积全覆盖的吸气剂层4，但是在沉积键合层5的时候，将键合层5作为阻挡层来挡住了高压(低真空度)腔室中的吸气剂层，使得加速度计腔室具有低真空度；这样就避免了在沉积吸气剂层之后还需要光刻工艺来去掉高压腔(低真空度)中的吸气剂层。简化了工艺流程，节省了成本，提供了产量。
吸气剂层的沉积位置包括但不限于腔体晶圆2内层表面，对于不同的器件需要不同位置，例如：惯性测量单元主要是在腔体晶圆2的内侧沉积，而压力传感器(图2)、红外传感器(图3)都是在非器件晶圆部分沉积。
而密封层不是吸气层结构，和密封环属于同样的，都属于键合层5。
所述带有吸气剂的真空晶圆级封装电子元件，其特征在于：腔体3具体为在腔体晶圆2上腐蚀形成的单腔体或者双腔体或者多腔体；当为双腔体或者多腔体时各个腔体3可以为相同深度腔体或不同深度腔体；腐蚀方法采用湿法腐蚀、干法刻蚀或者是二者组合方法刻蚀。
硅晶圆在KOH或TMAH溶液由于不同晶向耐腐蚀性能不同，可以形成不同刻蚀形貌。腐蚀后形成的MEMS腔体晶圆成品，覆盖吸气层前的要求是表面基本平整，经过清洗。
湿法刻蚀主要利用硅的各向异性特性，是一种常用的制造微机械结构的体硅微加工技术，因为其实现相对容易，成本也相对低廉。各向异性是指所有碱性蚀刻剂对硅的腐蚀都是各向异性的，蚀刻速率依赖于晶体取向。最快的腐蚀面通常是(100)，而(111)腐蚀率最低，其分解速率受限于化学反应动力学。对各向同性蚀刻剂而言，分解由与半导体反应的离子的扩散速率决定。各向异性可以由表面轮廓清楚地观察。如果(100)的硅晶片表面由蚀刻掩模图案化，腐蚀面受(111)限制，最终侵蚀坑的形状是一个v型槽或一个倒金字塔。腐蚀的边与(110)对齐，与蚀刻掩模的初始形状无关。
由于各向异性，在(100)硅上的结构尺寸总是受最小尺寸限制。<100> 和<111>之间的夹角是54.74°。因此，一个蚀刻的深坑深度A其最小宽度为2A/tan(54.74°)。使用(110)硅晶圆可能可以改善湿法刻蚀的低高宽比。由于起限制作用的(111)面垂直于(110)面。因此，蚀刻坑的侧壁和表面之间的角度为90°。最常用的腐蚀剂是乙二胺邻苯二酚(EDP)、肼、KOH 溶液和四甲基氢氧化铵(TMAH)。前两者剧毒，处理过程中需要特别小心。相比之下，后二者更受欢迎。
腔体3内的腔体晶圆2内表面或是器件晶圆1表面覆盖的吸气层结构4，腔体晶圆2和器件晶圆1之间存在有键合层5；其键合工艺为以下几种之一或其组合：金属共晶键合、阳极键合，高温键合，低温键合，金属焊接键合，玻璃浆料键合，键合金属为金、铬、铝、锡、铟、铝、锗等其中之一或其组合。
键合层5也作为阻挡层，在双腔或是多腔室的设计中，用于在低真空腔室中覆盖吸气剂层4，保持腔体内低真空度。
键合工艺是指利用压力、温度、静电或是化学方法，使得两片晶圆粘合在一起的技术。晶圆级键合技术是指通过化学和物理作用将硅片与硅片、硅片与玻璃或其它材料紧密地结合起来的方法。硅片键合往往与表面硅加工和体硅加工相结合，用在MEMS的加工工艺中。常见的晶圆级键合技术包括阳极键合、金属键合及玻璃焊料烧结等。阳极键合技术可以将玻璃与金属、合金或半导体键合在一起而不用任何粘结剂。这种键合温度低、键合界面牢固、长期稳定性好。金属键合技术大体上可以分为两类：非熔化型扩散法以及自平坦化(熔化)共晶反应。在运用这两种技术时，可以根据所希望的技术参数和要求，分别选取适合的金属系。
所述全覆盖吸气剂晶圆级电子元件中，腔体3具体为将腔体晶圆2 腐蚀形成的双腔体；其中：低压腔的腔体晶圆2内侧腔体3内壁上设置有吸气层结构4；高压腔的腔体晶圆2内侧腔体3内壁上首先设置有吸气层结构4，吸气层结构4外侧还设置有键合层5。低压腔用于布置 MEMS陀螺仪，高压腔用于布置MEMS加速度计；共同形成专用的惯性测量单元。
所述全覆盖吸气剂晶圆级电子元件中，采用研磨或是化学机械剖光的方法或是二者组合的方法，将深腔顶部去掉，形成开口12，露出引线键合焊盘13。此处采用不同高度的腔体设计，在减薄的过程中将焊盘局部外露。 (此做法节省了工艺流程，一般做法需要先减薄，再将焊盘部分通过切割的方式打开，我们采用不同高度的腔体设计，在减薄的过程中将焊盘露出，焊盘是一定需要露出，需要在焊盘上再做工艺。)
本实用新型采用减薄工艺在减少整体器件厚度的同时，通过采用不同深度的双腔室或多腔室设计，将腔室开口来实现露出键合区金属，而其他产品都是通过增加一道切割工艺，将需要开口的腔室顶部打开。相比之下，我们在减薄芯片的同时(减薄芯片是必要工艺)，就将键合区金属露出，减少了工艺流程，避免了在切割过程中的一些崩边，划片道刻蚀的问题。提高了产品的成品率。本专利可以简化工艺流程，减少光刻数目(光刻工艺是微电子工艺中最核心工艺，也是最复杂的工艺，一般以光刻数目来表示工艺复杂程度，减少一道光刻意味着减少了很多工艺，涂胶，前烘，曝光，显影，坚膜，刻蚀，去胶，清洗等)，简化了工艺流程的同时也减少了成本(包括材料费用，机器损耗，人工费用等)，减少流程也可以加快产品制造速度，使得每月产量增加，每月收入也增加，在竞争激烈的电子产品市场中，成本尤为重要。
所述全覆盖吸气剂晶圆级电子元件中的器件晶圆1和腔体晶圆2之间还设置有键合层5，其具体应用键合金属或者焊接剂；键合金属是以下几种之一或其组合：金、铬、铝、锡、铟、铝、锗、铜；使用低温键合；焊接剂具体为光刻焊接剂；腔体晶圆2具体是红外滤光片；其材质为硅、锗或其二者的组合。
本实用新型所述全覆盖吸气剂晶圆级电子元件的真空封装方法：
所述全覆盖吸气剂晶圆级电子元件的基本构成单元包含下述几个部分：器件晶圆1、腔体晶圆2；其二者固定装配为一体，在二者之间还设置有腔体3；其特征在于：在腔体3内的腔体晶圆2表面覆盖一层有活性的覆盖层即吸气层结构4；吸气层结构4的成分为下述几种元素之一或其组合：Ti，Co，Zr，Fe；吸气层结构4的厚度范围在500nm-2um。
所述全覆盖吸气剂晶圆级电子元件的真空封装方法，其特征在于：吸气层结构4的制备应用下述的物理气相沉积PVD工艺：溅射或蒸发或二者的组合；具体是利用电子束加热或是电子束在磁场下偏转轰击靶材，将金属蒸发或是轰击出来，附着在晶圆表面。溅射，蒸发属于物理气相沉积 PVD方法。
腔体3具体为将腔体晶圆2腐蚀形成的单腔体或者双腔体或者多腔体。针对腔体3的腐蚀方法具体采用湿法腐蚀、干法刻蚀或者是二者组合方法刻蚀。硅晶圆在KOH或TMAH溶液由于不同晶向耐腐蚀性能不同，可以形成不同刻蚀形貌。腐蚀后形成的MEMS腔体晶圆成品，覆盖吸气层前的要求是表面基本平整，经过清洗。
腔体3内的腔体晶圆2内表面或是器件晶圆1表面覆盖的吸气层结构4，腔体晶圆2和器件晶圆1之间存在有键合层5；其键合工艺为金属共晶键合、阳极键合，高温键合，低温键合，金属焊接键合，玻璃浆料键合其中之一或其组合，键合金属包括且不限于下述几种之一或其组合：金、铬、铝、锡、铟、铝、锗。键合层5也作为阻挡层，在双腔或是多腔室的设计中，用于在低真空腔室中覆盖吸气剂层4，保持腔体内低真空度。
所述全覆盖吸气剂晶圆级电子元件中，腔体3优选为将腔体晶圆2 腐蚀形成的双腔体；其中：低压腔的腔体晶圆2内侧腔体3内壁上设置有吸气层结构4；高压腔的腔体晶圆2内侧腔体3内壁上首先设置有吸气层结构4，吸气层结构4外侧还设置有减反层5。
所述全覆盖吸气剂晶圆级电子元件的真空封装方法要求如下：器件晶圆1、腔体晶圆2；其二者通过键合工艺键合成为一体，键合工艺通过键合层5来实现；在器件晶圆1、腔体晶圆2二者之间还设置有腔体3；在腔体3内的腔体晶圆2内表面或是在器件晶圆1表面全部覆盖有一层有活性的覆盖层即吸气层结构4；由减薄或是化学机械剖光工艺将深腔顶部去掉，形成开口12，对外露出引线键合焊盘13的局部结构；引线键合焊盘13经过引线键合工艺引出金属导线，与其他部件相连。
本实用新型可以用研磨的方法将带有吸气层的腔体打开，这是利用晶圆减薄技术，将腔体3打开，露出腔体3内部，这主要是由器件结构决定的。
一般要求器件有真空封装的都可以应用本实用新型的相关技术。例如： MEMS惯性传感器、红外传感器、绝压压力传感器，FBAR等。
本实用新型相关内容的补充解释说明如下：
吸气层的应用可以减少迟滞。恰当的封装方式可以减少温度漂移和时间漂移。
本实用新型的创新关键之一在于：吸气层结构(4)是连续的层状结构 (亦即完全覆盖吸气剂层)而非断续的结构。现有技术中其他带有吸气剂层的封装方法都是用带有图形的吸气剂层。本实用新型从工艺上简化了吸气剂沉积工艺，减少了一道光刻工艺，成本降低。在双腔封装中，由于不同腔室要求不同气压(真空度)，本实用新型采用在沉积金属键合层的同时，将金属键合层作为阻挡层(键合金属层)将不需要高真空的腔室中的吸气剂层遮挡住，实现高气压(低真空度)，同样可以减少一层光刻板，减少了光刻、刻蚀工艺流程，简化工艺流程，降低生产成本；我们采用减薄工艺在减少整体器件厚度的同时，通过采用不同深度的双腔室或多腔室设计，将腔室开口来实现露出键合区金属，而其他产品都是通过增加一道切割工艺，将需要开口的腔室顶部打开。相比之下，我们在减薄芯片的同时(减薄芯片是必要工艺)，就将键合区金属露出，减少了工艺流程，避免了在切割过程中的一些崩边，划片道刻蚀的问题。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：
图1为典型双腔室不同真空度晶圆级真空封装电子元件结构示意简图；
图2为绝压压力传感器(全覆盖吸气剂晶圆级真空封装)结构示意简图；
图3为红外传感器(全覆盖吸气剂晶圆级真空封装)结构示意简图；
图4为不同深度双腔全覆盖吸气剂晶圆级真空封装结构示意简图；
图5为不同深度双腔全覆盖吸气剂晶圆级真空封装结构示意简图。
具体实施方式
附图标记含义如下：器件晶圆1、腔体晶圆2、腔体3、吸气层结构4、减反层5、密封环6。
图4中，焊盘是必须要露出的，利用不同深度腔室设计，在做芯片减薄的同时，将焊盘上边的腔室打开，减少工艺流程，避免以后用切割的方式打开，出现崩边、偏移、芯片飞出、蓝膜切透等缺陷，可以有效提高成品率。图5为不同深度双腔全覆盖吸气剂晶圆级真空封装结构示意简图，其经过减薄工艺打开高腔室，露出焊盘。
实施例1
一种全覆盖吸气剂晶圆级电子元件，其基本构成单元包含下述几个部分：器件晶圆1、腔体晶圆2；其二者通过键合工艺键合成为一体，键合工艺通过键合层5来实现；在器件晶圆1、腔体晶圆2二者之间还设置有腔体3；在腔体3内的腔体晶圆2内表面或是在器件晶圆1表面全部覆盖有一层有活性的覆盖层即吸气层结构4；吸气层结构4的成分包括且不限于下述几种元素的组合及其氧化物：Ti，Co，Zr，Fe；吸气层结构4的厚度范围在500nm-2um；
吸气层结构4的制备应用下述的物理气相沉积(PVD)工艺：溅射、蒸发的组合。蒸发是指半导体器件生产中的真空蒸镀的过程，所谓真空蒸镀就是置待镀材料和被镀基板于真空室内，采用电阻加热或电子束加热待镀材料，使之蒸发或升华，并飞行到被镀基板表面凝聚成膜的工艺。在真空条件下成膜可减少蒸发材料的原子、分子在飞行基板过程中与气体分子间的碰撞，减少气体中的活性分子和蒸发材料与蒸发源材料键的化学反应 (如氧化等)，以及减少成膜过程中气体分子进入薄膜中成为杂质的量，从而提高薄膜的致密度、纯度、沉积速率和与基板的附着力。溅射是指用高能粒子(通常是由电场加速的正离子)轰击固体表面，固体表面的原子、分子与入射的高能粒子交换动能后从固体表面飞溅出来的现象称为溅射。溅射出来的原子(或原子团)具有一定的能量，它们可以重新沉积凝聚在固体基片表面上形成薄膜，称为溅射薄膜。通常利用气体放电产生气体电离，其正离子在电场作用下高速轰击阴极靶材，击出阴极靶材的原子或分子，飞向被镀基片表面沉积成薄膜。溅射方式一般有直流溅射；磁控溅射；射频溅射；反应溅射等。
不同的器件对双腔室或多腔室的真空度(气压)有不同的要求。本实用新型中所述吸气层结构4是全部覆盖式的，根据不同器件的设计要求，可以选择是否在腔室中有键合金属层5，例如，双腔室设计主要是针对于惯性测量单元器件设计的，惯性测量单元由3轴陀螺仪和3轴加速度计组成，其中陀螺仪部分需要高真空度腔室，而加速度计部分不需要高真空度，所以本专利先沉积全覆盖的吸气剂层4，但是在沉积键合层5的时候，将键合层5作为阻挡层来挡住了高压(低真空度)腔室中的吸气剂层，使得加速度计腔室具有低真空度；这样就避免了在沉积吸气剂层之后还需要光刻工艺来去掉高压腔(低真空度)中的吸气剂层。简化了工艺流程，节省了成本，提供了产量。
吸气剂层的沉积位置包括但不限于腔体晶圆2内层表面，对于不同的器件需要不同位置，例如：惯性测量单元主要是在腔体晶圆2的内侧沉积，而压力传感器(图2)、红外传感器(图3)都是在非器件晶圆部分沉积。
而密封层不是吸气层结构，和密封环属于同样的，都属于键合层5。
腔体3具体为在腔体晶圆2上腐蚀形成的单腔体或者双腔体或者多腔体；当为双腔体或者多腔体时各个腔体3可以为相同深度腔体或不同深度腔体；腐蚀方法采用湿法腐蚀、干法刻蚀二者组合方法刻蚀。
硅晶圆在KOH或TMAH溶液由于不同晶向耐腐蚀性能不同，可以形成不同刻蚀形貌。腐蚀后形成的MEMS腔体晶圆成品，覆盖吸气层前的要求是表面基本平整，经过清洗。
湿法刻蚀主要利用硅的各向异性特性，是一种常用的制造微机械结构的体硅微加工技术，因为其实现相对容易，成本也相对低廉。各向异性是指所有碱性蚀刻剂对硅的腐蚀都是各向异性的，蚀刻速率依赖于晶体取向。最快的腐蚀面通常是(100)，而(111)腐蚀率最低，其分解速率受限于化学反应动力学。对各向同性蚀刻剂而言，分解由与半导体反应的离子的扩散速率决定。各向异性可以由表面轮廓清楚地观察。如果(100)的硅晶片表面由蚀刻掩模图案化，腐蚀面受(111)限制，最终侵蚀坑的形状是一个v型槽或一个倒金字塔。腐蚀的边与(110)对齐，与蚀刻掩模的初始形状无关。
由于各向异性，在(100)硅上的结构尺寸总是受最小尺寸限制。<100> 和<111>之间的夹角是54.74°。因此，一个蚀刻的深坑深度A其最小宽度为2A/tan(54.74°)。使用(110)硅晶圆可能可以改善湿法刻蚀的低高宽比。由于起限制作用的(111)面垂直于(110)面。因此，蚀刻坑的侧壁和表面之间的角度为90°。最常用的腐蚀剂是乙二胺邻苯二酚(EDP)、肼、KOH 溶液和四甲基氢氧化铵(TMAH)。前两者剧毒，处理过程中需要特别小心。相比之下，后二者更受欢迎。
腔体3内的腔体晶圆2内表面或是器件晶圆1表面覆盖的吸气层结构4，腔体晶圆2和器件晶圆1之间存在有键合层5；其键合工艺为以下几种之一或其组合：金属共晶键合、阳极键合，高温键合，低温键合，金属焊接键合，玻璃浆料键合，键合金属为金、铬、铝、锡、铟、铝、锗等至少其中之二的组合。
键合层5也作为阻挡层，在双腔或是多腔室的设计中，用于在低真空腔室中覆盖吸气剂层4，保持腔体内低真空度。
键合工艺是指利用压力、温度、静电或是化学方法，使得两片晶圆粘合在一起的技术。晶圆级键合技术是指通过化学和物理作用将硅片与硅片、硅片与玻璃或其它材料紧密地结合起来的方法。硅片键合往往与表面硅加工和体硅加工相结合，用在MEMS的加工工艺中。常见的晶圆级键合技术包括阳极键合、金属键合及玻璃焊料烧结等。阳极键合技术可以将玻璃与金属、合金或半导体键合在一起而不用任何粘结剂。这种键合温度低、键合界面牢固、长期稳定性好。金属键合技术大体上可以分为两类：非熔化型扩散法以及自平坦化(熔化)共晶反应。在运用这两种技术时，可以根据所希望的技术参数和要求，分别选取适合的金属系。
所述全覆盖吸气剂晶圆级电子元件中，腔体3具体为将腔体晶圆2 腐蚀形成的双腔体；其中：低压腔的腔体晶圆2内侧腔体3内壁上设置有吸气层结构4；高压腔的腔体晶圆2内侧腔体3内壁上首先设置有吸气层结构4，吸气层结构4外侧还设置有键合层5。低压腔用于布置 MEMS陀螺仪，高压腔用于布置MEMS加速度计；共同形成专用的惯性测量单元。
所述全覆盖吸气剂晶圆级电子元件中，采用研磨或是化学机械剖光的方法或是二者组合的方法，将深腔顶部去掉，形成开口12，露出引线键合焊盘13。此处采用不同高度的腔体设计，在减薄的过程中将焊盘局部外露。 (此做法节省了工艺流程，一般做法需要先减薄，再将焊盘部分通过切割的方式打开，我们采用不同高度的腔体设计，在减薄的过程中将焊盘露出，焊盘是一定需要露出，需要在焊盘上再做工艺。)
本实施例采用减薄工艺在减少整体器件厚度的同时，通过采用不同深度的双腔室或多腔室设计，将腔室开口来实现露出键合区金属，而其他产品都是通过增加一道切割工艺，将需要开口的腔室顶部打开。相比之下，本实施例在减薄芯片的同时(减薄芯片是必要工艺)，就将键合区金属露出，减少了工艺流程，避免了在切割过程中的一些崩边，划片道刻蚀的问题。提高了产品的成品率。本专利可以简化工艺流程，减少光刻数目(光刻工艺是微电子工艺中最核心工艺，也是最复杂的工艺，一般以光刻数目来表示工艺复杂程度，减少一道光刻意味着减少了很多工艺，涂胶，前烘，曝光，显影，坚膜，刻蚀，去胶，清洗等)，简化了工艺流程的同时也减少了成本(包括材料费用，机器损耗，人工费用等)，减少流程也可以加快产品制造速度，使得每月产量增加，每月收入也增加，在竞争激烈的电子产品市场中，成本尤为重要。
所述全覆盖吸气剂晶圆级电子元件中的器件晶圆1和腔体晶圆2之间还设置有键合层5，其具体应用键合金属或者焊接剂；键合金属是以下几种之一或其组合：金、铬、铝、锡、铟、铝、锗、铜；使用低温键合；焊接剂具体为光刻焊接剂；腔体晶圆2具体是红外滤光片；其材质为硅、锗或其二者的组合。
如上所述全覆盖吸气剂晶圆级电子元件的真空封装方法。
所述全覆盖吸气剂晶圆级电子元件的基本构成单元包含下述几个部分：器件晶圆1、腔体晶圆2；其二者固定装配为一体，在二者之间还设置有腔体3；在腔体3内的腔体晶圆2表面覆盖一层有活性的覆盖层即吸气层结构4；吸气层结构4的成分为下述几种元素的某种组合：Ti，Co， Zr，Fe；吸气层结构4的厚度范围在500nm-2um。
吸气层结构4的制备应用下述的物理气相沉积PVD工艺：溅射或蒸发或二者的组合；具体是利用电子束加热或是电子束在磁场下偏转轰击靶材，将金属蒸发或是轰击出来，附着在晶圆表面。溅射，蒸发属于物理气相沉积PVD方法。
腔体3具体为将腔体晶圆2腐蚀形成的单腔体或者双腔体或者多腔体。针对腔体3的腐蚀方法具体采用湿法腐蚀、干法刻蚀或者是二者组合方法刻蚀。硅晶圆在KOH或TMAH溶液由于不同晶向耐腐蚀性能不同，可以形成不同刻蚀形貌。腐蚀后形成的MEMS腔体晶圆成品，覆盖吸气层前的要求是表面基本平整，经过清洗。
腔体3内的腔体晶圆2内表面或是器件晶圆1表面覆盖的吸气层结构4，腔体晶圆2和器件晶圆1之间存在有键合层5；其键合工艺为金属共晶键合、阳极键合，高温键合，低温键合，金属焊接键合，玻璃浆料键合其中之一或其组合，键合金属包括且不限于下述几种之一或其组合：金、铬、铝、锡、铟、铝、锗。键合层5也作为阻挡层，在双腔或是多腔室的设计中，用于在低真空腔室中覆盖吸气剂层4，保持腔体内低真空度。
所述全覆盖吸气剂晶圆级电子元件中，腔体3为将腔体晶圆2腐蚀形成的双腔体；其中：低压腔的腔体晶圆2内侧腔体3内壁上设置有吸气层结构4；高压腔的腔体晶圆2内侧腔体3内壁上首先设置有吸气层结构4，吸气层结构4外侧还设置有减反层5。
所述全覆盖吸气剂晶圆级电子元件的真空封装方法要求如下：器件晶圆1、腔体晶圆2；其二者通过键合工艺键合成为一体，键合工艺通过键合层5来实现；在器件晶圆1、腔体晶圆2二者之间还设置有腔体3；在腔体3内的腔体晶圆2内表面或是在器件晶圆1表面全部覆盖有一层有活性的覆盖层即吸气层结构4；由减薄或是化学机械剖光工艺将深腔顶部去掉，形成开口12，对外露出引线键合焊盘13的局部结构；引线键合焊盘13经过引线键合工艺引出金属导线，与其他部件相连。
本实施例可以用研磨的方法将带有吸气层的腔体打开，这是利用晶圆减薄技术，将腔体3打开，露出腔体3内部，这主要是由器件结构决定的。
一般要求器件有真空封装的都可以应用本实用新型的相关技术。例如： MEMS惯性传感器、红外传感器、绝压压力传感器，FBAR等。
本实施例相关内容的补充解释说明如下：
吸气层的应用可以减少迟滞。恰当的封装方式可以减少温度漂移和时间漂移。
本实施例的创新关键之一在于：吸气层结构4是连续的层状结构(亦即完全覆盖吸气剂层)而非断续的结构。现有技术中其他带有吸气剂层的封装方法都是用带有图形的吸气剂层。本实施例从工艺上简化了吸气剂沉积工艺，减少了一道光刻工艺，成本降低。在双腔封装中，由于不同腔室要求不同气压(真空度)，本实施例采用在沉积金属键合层的同时，将金属键合层作为阻挡层(键合金属层)将不需要高真空的腔室中的吸气剂层遮挡住，实现高气压(低真空度)，同样可以减少一层光刻板，减少了光刻、刻蚀工艺流程，简化工艺流程，降低生产成本；采用减薄工艺在减少整体器件厚度的同时，通过采用不同深度的双腔室或多腔室设计，将腔室开口来实现露出键合区金属，而其他产品都是通过增加一道切割工艺，将需要开口的腔室顶部打开。相比之下，本实施例在减薄芯片的同时(减薄芯片是必要工艺)，就将键合区金属露出，减少了工艺流程，避免了在切割过程中的一些崩边，划片道刻蚀的问题。
实施例2
一种全覆盖吸气剂晶圆级电子元件，其基本构成单元包含下述几个部分：器件晶圆1、腔体晶圆2；其二者通过键合工艺键合成为一体，键合工艺通过键合层5来实现；在器件晶圆1、腔体晶圆2二者之间还设置有腔体3；其特征在于：在腔体3内的腔体晶圆2内表面或是在器件晶圆 1表面全部覆盖有一层有活性的覆盖层即吸气层结构4；吸气层结构4的成分包括且不限于下述几种元素之一：Ti，Co，Zr，Fe；吸气层结构4的厚度范围在500nm-2um；吸气层结构4的制备应用下述的物理气相沉积 (PVD)工艺：溅射或蒸发。
吸气剂层的沉积位置包括但不限于腔体晶圆2内层表面，对于不同的器件需要不同位置，例如：惯性测量单元主要是在腔体晶圆2的内侧沉积，而压力传感器(图2)、红外传感器(图3)都是在非器件晶圆部分沉积。
而密封层不是吸气层结构，和密封环属于同样的，都属于键合层5。
腔体3具体为在腔体晶圆2上腐蚀形成的单腔体或者双腔体或者多腔体；当为双腔体或者多腔体时各个腔体3可以为相同深度腔体或不同深度腔体；腐蚀方法采用湿法腐蚀、干法刻蚀或者是二者组合方法刻蚀。
腔体3内的腔体晶圆2内表面或是器件晶圆1表面覆盖的吸气层结构4，腔体晶圆2和器件晶圆1之间存在有键合层5；其键合工艺为以下几种之一：金属共晶键合、阳极键合，高温键合，低温键合，金属焊接键合，玻璃浆料键合，键合金属为金、铬、铝、锡、铟、铝、锗等其中之一。
键合层5也作为阻挡层，在双腔或是多腔室的设计中，用于在低真空
腔室中覆盖吸气剂层4，保持腔体内低真空度。
键合工艺是指利用压力、温度、静电或是化学方法，使得两片晶圆粘合在一起的技术。晶圆级键合技术是指通过化学和物理作用将硅片与硅片、硅片与玻璃或其它材料紧密地结合起来的方法。硅片键合往往与表面硅加工和体硅加工相结合，用在MEMS的加工工艺中。常见的晶圆级键合技术包括阳极键合、金属键合及玻璃焊料烧结等。阳极键合技术可以将玻璃与金属、合金或半导体键合在一起而不用任何粘结剂。这种键合温度低、键合界面牢固、长期稳定性好。金属键合技术大体上可以分为两类：非熔化型扩散法以及自平坦化(熔化)共晶反应。在运用这两种技术时，可以根据所希望的技术参数和要求，分别选取适合的金属系。
所述全覆盖吸气剂晶圆级电子元件中，腔体3具体为将腔体晶圆2 腐蚀形成的双腔体；其中：低压腔的腔体晶圆2内侧腔体3内壁上设置有吸气层结构4；高压腔的腔体晶圆2内侧腔体3内壁上首先设置有吸气层结构4，吸气层结构4外侧还设置有键合层5。低压腔用于布置 MEMS陀螺仪，高压腔用于布置MEMS加速度计；共同形成专用的惯性测量单元。
所述全覆盖吸气剂晶圆级电子元件中，采用研磨或是化学机械剖光的方法或是二者组合的方法，将深腔顶部去掉，形成开口12，露出引线键合焊盘13。此处采用不同高度的腔体设计，在减薄的过程中将焊盘局部外露。 (此做法节省了工艺流程，一般做法需要先减薄，再将焊盘部分通过切割的方式打开，我们采用不同高度的腔体设计，在减薄的过程中将焊盘露出，焊盘是一定需要露出，需要在焊盘上再做工艺。)
本实施例采用减薄工艺在减少整体器件厚度的同时，通过采用不同深度的双腔室或多腔室设计，将腔室开口来实现露出键合区金属，而其他产品都是通过增加一道切割工艺，将需要开口的腔室顶部打开。相比之下，本实施例在减薄芯片的同时(减薄芯片是必要工艺)，就将键合区金属露出，减少了工艺流程，避免了在切割过程中的一些崩边，划片道刻蚀的问题。提高了产品的成品率。本实施例可以简化工艺流程，减少光刻数目(光刻工艺是微电子工艺中最核心工艺，也是最复杂的工艺，一般以光刻数目来表示工艺复杂程度，减少一道光刻意味着减少了很多工艺，涂胶，前烘，曝光，显影，坚膜，刻蚀，去胶，清洗等)，简化了工艺流程的同时也减少了成本(包括材料费用，机器损耗，人工费用等)，减少流程也可以加快产品制造速度，使得每月产量增加，每月收入也增加，在竞争激烈的电子产品市场中，成本尤为重要。
所述全覆盖吸气剂晶圆级电子元件中的器件晶圆1和腔体晶圆2之间还设置有键合层5，其具体应用键合金属或者焊接剂；键合金属是以下几种之一或其组合：金、铬、铝、锡、铟、铝、锗、铜；使用低温键合；焊接剂具体为光刻焊接剂；腔体晶圆2具体是红外滤光片；其材质为硅、锗或其二者的组合。
本实施例还涉及全覆盖吸气剂晶圆级电子元件的真空封装方法，所述全覆盖吸气剂晶圆级电子元件的基本构成单元包含下述几个部分：器件晶圆1、腔体晶圆2；其二者固定装配为一体，在二者之间还设置有腔体3；其特征在于：在腔体3内的腔体晶圆2表面覆盖一层有活性的覆盖层即吸气层结构4；吸气层结构4的成分为下述几种元素之一或其组合：Ti， Co，Zr，Fe；吸气层结构4的厚度范围在500nm-2um。
吸气层结构4的制备应用下述的物理气相沉积PVD工艺：溅射或蒸发；具体是利用电子束加热或是电子束在磁场下偏转轰击靶材，将金属蒸发或是轰击出来，附着在晶圆表面。溅射，蒸发属于物理气相沉积PVD方法。
腔体3具体为将腔体晶圆2腐蚀形成的单腔体或者双腔体或者多腔体。针对腔体3的腐蚀方法具体采用湿法腐蚀、干法刻蚀或者是二者组合方法刻蚀。硅晶圆在KOH或TMAH溶液由于不同晶向耐腐蚀性能不同，可以形成不同刻蚀形貌。腐蚀后形成的MEMS腔体晶圆成品，覆盖吸气层前的要求是表面基本平整，经过清洗。
腔体3内的腔体晶圆2内表面或是器件晶圆1表面覆盖的吸气层结构4，腔体晶圆2和器件晶圆1之间存在有键合层5；其键合工艺为金属共晶键合、阳极键合，高温键合，低温键合，金属焊接键合，玻璃浆料键合其中之一，键合金属包括且不限于下述几种之一：金、铬、铝、锡、铟、铝、锗。键合层5也作为阻挡层，在双腔或是多腔室的设计中，用于在低真空腔室中覆盖吸气剂层4，保持腔体内低真空度。
所述全覆盖吸气剂晶圆级电子元件中，腔体3优选为将腔体晶圆2 腐蚀形成的双腔体；其中：低压腔的腔体晶圆2内侧腔体3内壁上设置有吸气层结构4；高压腔的腔体晶圆2内侧腔体3内壁上首先设置有吸气层结构4，吸气层结构4外侧还设置有减反层5。
所述全覆盖吸气剂晶圆级电子元件的真空封装方法要求如下：器件晶圆1、腔体晶圆2；其二者通过键合工艺键合成为一体，键合工艺通过键合层5来实现；在器件晶圆1、腔体晶圆2二者之间还设置有腔体3；在腔体3内的腔体晶圆2内表面或是在器件晶圆1表面全部覆盖有一层有活性的覆盖层即吸气层结构4；由减薄或是化学机械剖光工艺将深腔顶部去掉，形成开口12，对外露出引线键合焊盘13的局部结构；引线键合焊盘13经过引线键合工艺引出金属导线，与其他部件相连。
本实施例可以用研磨的方法将带有吸气层的腔体打开，这是利用晶圆
减薄技术，将腔体3打开，露出腔体3内部，这主要是由器件结构决定的。
一般要求器件有真空封装的都可以应用本实用新型的相关技术。例如： MEMS惯性传感器、红外传感器、绝压压力传感器，FBAR等。
本实施例相关内容的补充解释说明如下：
吸气层的应用可以减少迟滞。恰当的封装方式可以减少温度漂移和时间漂移。
本实施例的创新关键之一在于：吸气层结构(4)是连续的层状结构(亦即完全覆盖吸气剂层)而非断续的结构。现有技术中其他带有吸气剂层的封装方法都是用带有图形的吸气剂层。本实施例从工艺上简化了吸气剂沉积工艺，减少了一道光刻工艺，成本降低。在双腔封装中，由于不同腔室要求不同气压(真空度)，本实施例采用在沉积金属键合层的同时，将金属键合层作为阻挡层(键合金属层)将不需要高真空的腔室中的吸气剂层遮挡住，实现高气压(低真空度)，同样可以减少一层光刻板，减少了光刻、刻蚀工艺流程，简化工艺流程，降低生产成本；我们采用减薄工艺在减少整体器件厚度的同时，通过采用不同深度的双腔室或多腔室设计，将腔室开口来实现露出键合区金属，而其他产品都是通过增加一道切割工艺，将需要开口的腔室顶部打开。相比之下，我们在减薄芯片的同时(减薄芯片是必要工艺)，就将键合区金属露出，减少了工艺流程，避免了在切割过程中的一些崩边，划片道刻蚀的问题。