.1,7.2的顶面区域。这个区域代表MEMS层2的静止部分和适合于放置吸气剂层 10.1、10.2o
[0047]由于开口 8.1,8.2，衬底1中的空腔6.1,6.2和盖3中的空腔9彼此进行气体交换。因此，吸气剂层10.1、10.2在所有三个空腔6.1、6.2、9中保持真空(或惰性气体气氛)。
[0048]在本实施例中，MEMS器件内的电极经由衬底1连接到外部。衬底1具有填充有导电体11.1.....11.3的多个贯穿部。衬底1的底面覆盖有聚合物层12。在底面的某些区域中，不具有聚合物层12并具有用于接触电导体11.1.....11.3的接触垫13.1.....13.3。
接触垫13.1.....13.3由适当的电导体制成。优选地，接触垫13.1.....13.3由不同金属的几个层的堆叠构成。
[0049]应当注意的是，在此处，本发明并不限于特定的MEMS器件。MEMS器件是否是音叉型器件或者它是否是一些其它类型的感测器或致动器，不是至关重要的。因此，取决于器件的设计，在衬底1中可以具有仅仅一个空腔或者可以具有两个以上的空腔。在衬底上方也可以具有仅仅一个移动结构或者可以具有两个以上的移动结构。
[0050]图2示出了使用在用于放置吸气剂材料的盖的空腔中的选定凹部的实施例。衬底21和MEMS层22可以是与图1相同的结构，而盖23是不同的。空腔24具有几个(例如3个)凹部25.1.....25.3，其由具有更小深度的空腔24的区域隔开。凹部25.1.....25.3可以被偏离MEMS层22中的移动结构27.1,27.2的区域布置。在凹部25.1.....25.3中具有吸气剂材料26.1.....26.3的层。
[0051]图2的实施例的优点在于，具有更多的可用于暴露吸气剂材料26.1.....26.3的区域。在盖的空腔中的凹部也可以面对面放置到移动结构的区域。凹部的数量和吸气剂材料的总面积取决于器件的预期寿命。
[0052]图3a、3b示出了图1的MEMS器件的生产。第一和第二层组合成板30。(图3a示出了第二层、即MEMS层的俯视图。)在板30上具有多个(在图3a的简化图只有四个)相同的器件结构31.1.....31.4，其通过用于将板30密封到盖的框架区32彼此分开(图3b)。
[0053]在本实施例中各器件结构包括具有反相位振动的两个质量块的音叉型移动元件。这样的结构是本领域中公知的，并且本发明不涉及特定的结构。如图3a所示，开口
33.1.....33.7限定了移动结构的形状。
[0054]吸气剂层34.1,34.2的两个区域设置在开口 33.1外部和框架区域32内部。
[0055]图3b示出了具有与基板30中的器件结构31.1、…、31.4相同数量的空腔
36.1.....36.4的盖板35。各空腔36.1.....36.4覆盖对应于相应的器件结构的区域的区域。空腔36.1.....36.4由与框架区域32配合的边缘区域37分隔。
[0056]当吸气剂材料沉积在基板30的表面上时，盖板35经由边缘区域37密封至基板。
然后，器件切割成芯片，每个芯片包括至少一个器件结构31.1.....31.4。在本简化图中，
器件可以被切割成相等尺寸的四片。
[0057]图4a、4b示出了图2的实施例的制造处理。除了吸气剂层，基板40可以具有与图3a所示的基板相同的结构。在基板40上没有吸气剂层。在图4a的简化图中，在包围各器件结构41.1.....41.4的框架区域42中具有四个相同的器件结构41.1.....41.4。
[0058]盖板45不同于图3b中所示的实施例，因为分别覆盖基板40中对应的器件结构
41.1.....41.4的各空腔46.1.....46.4具有四个凹部48.1.....48.4。空腔46.1.....46.4可以相当浅并且可以具有几微米(例如5微米)的深度。四个凹部48.1.....48.4
的深度比空腔46.1的深度深，例如20-40微米。凹部的底部具有对应于空腔46.1的深度(参见图2的“dc”)和凹部48.1的深度(参见图2的“dr”)的总和的深度。
[0059]在每个凹部48.1.....48.4中具有吸气剂层44.1.....44.4。
[0060]基板40和盖板45经由基板40的框架区域42和盖板45的边缘区域47而彼此连接。
[0061]图5a_5e示出了根据本发明的制造过程。首先，设置前两个层、即衬底1和MEMS层2。衬底1具有器件单元的阵列(例如5X5)，每个具有两个空腔6.1、6.2。对于各器件单元，MEMS层2具有两个移动结构7.1、7.2。
[0062]在下一步骤中(图5b中所示)，为每个器件单元将两个吸气剂层10.1,10.2沉积到MEMS层2上。在本实施例中，吸气剂层10.1、10.2被沉积到移动结构7.1、7.2的左侧和右侧(参见图1和图3a)。
[0063]如图5c所示，设置盖3。盖具有空腔9的阵列，各器件结构分别具有一个空腔。如果在MEMS层2中具有例如5X5器件结构的阵列，在盖3中具有5X5空腔9的相应阵列。
[0064]然后在将盖3接合到MEMS层2的顶面(图5d)过程中，将空气抽真空并激活吸气剂材料(图5c)。
[0065]最后，将晶片封装(由衬底1、MEMS层2和盖3构成)分成单一单元，每个单元包括器件结构(图5e)。
[0066]图2所示的器件可以以类似的方式制造。其与图5a_5e的主要区别在于，吸气剂材料沉积在盖层的空腔中，而不是MEMS层2上。
[0067]本发明不限于附图所示的实施例。许多修改是可行的。吸气剂材料也可以设置在移动结构的锚定区域中，因为这样的区域也是静止的。这意味着，在图1的实施例中，两个移动结构7.1、7.2之间的静止区域可另外地(或替代地)用于吸气剂层。也可以将吸气剂材料设置在MEMS层2上以及盖3的空腔9中。在这样的布置中，空腔9没有必要具有额外凹部。但是从生产的角度而言，将吸气剂层设置在MEMS层上以及盖空腔中更复杂一点。
[0068]具有吸气剂层的区域的数量取决于器件的设计。虽然在示例中具有两个条形吸气剂层，也可以具有两个以上的具有吸气剂材料的区域。优选地，本发明使用至少两个吸气剂层。
[0069]制造工艺没有详细解释，因为本领域已知如何将半导体层彼此密封。将吸气剂材料设置在衬底上的技术细节也是已知的。
[0070]虽然附图示出了例如用于电接触MEMS器件内侧或用于设计移动结构的具体方法，但是本发明涉及吸气剂材料在空腔中的布置的范围并不限于这些细节。
[0071]总之，本发明提供一种晶片级封装方法，其具有集成的吸气剂材料。在不同的生产工艺中很容易实现本发明。
【主权项】
1.一种MEMS器件，其包括: a)密封在一起的第一层(1)、第二层(2)和第三层(3)， b)在所述第二层(2)中的移动结构(7.1、7.2)，其由所述第二层中的开口(8.1、8.2)限定， c)在所述第一层(1)中，至少一个第一层空腔(6.1、6.2)，其具有朝向所述移动结构(7.1,7.2)的开口， d)在所述第三层(3)中，至少一个第三层空腔(9)，其具有朝向所述移动结构(7.1、7.2)的开口，其中所述第三层空腔(9)和所述第二层(2)限定了封闭所述MEMS器件内的空间的内表面， e)至少一个吸气剂层(10.1,10.2)，其布置在所述内表面上。2.根据权利要求1所述的MEMS器件，其中，所述至少一个吸气剂层(10.1、10.2)布置在所述第二层(2)的表面上。3.根据权利要求2所述的MEMS器件，其中，所述至少一个吸气剂层(10.1,10.2)布置在所述第二层(2)的静止部分。4.根据权利要求3所述的MEMS器件，其中，所述第三层空腔(24)具有至少两个凹部(25.1、25.2、25.3)，并且其中至少两个吸气剂层(26.1、26.2、26.3)布置在所述凹部(25.1、25.2、25.3)的表面上。5.根据权利要求1-4中任一项所述的MEMS器件，其中，所述第三层空腔(9)比所述移动结构大并且所述凹部比所述移动结构小。6.根据权利要求1-5中任一项所述的MEMS器件，其中，所述第二层(2)是绝缘体上半导体(SOI)层。7.根据权利要求1-6中任一项所述的MEMS器件，其中，所述第一层(1)包括贯穿所述第一层(1)的导电结构(11.1、11.2、11.3)。8.一种MEMS器件阵列，包括至少两个根据权利要求1-7中任一项所述的MEMS器件，其中，所述凹部在用于容纳所述移动结构的空腔外。9.一种用于制造根据权利要求1所述的MEMS器件的方法，包括以下步骤: a)提供三个层，其中所述三个层的第一层具有至少一个第一层空腔，第二层具有用于限定移动结构的开口和第三层具有至少一个第三层空腔， b)以此方式将所述三个层密封在一起，以提供至少一个密封的内部空间，使得所述第一层空腔和所述第三层空腔具有朝向所述第二层的所述移动结构的开口， c)其特征在于，在所述三个层密封在一起之前，将至少一个吸气剂层设置在所述内表面上。10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述层具有多个移动结构、多个第一层空腔和多个第三层空腔并且其中所述三个层密封在一起用于提供多个密封的内部空间。11.根据权利要求10所述的方法，所述密封的层切割成芯片，每个芯片包含至少一个移动结构。12.根据权利要求9-11中任一项所述的方法，其中，所述至少一个吸气剂层(10.1、10.2)布置在所述第二层(2)的表面上。13.根据权利要求9-11中任一项所述的方法，其中，所述第三层空腔(24)具有至少两个凹部(25.1,25.2,25.3)，并且其中至少两个吸气剂层(26.1,26.2,26.3)布置在所述凹部(25.1、25.2、25.3)的表面上。
【专利摘要】本发明涉及一种MEMS器件，包括密封在一起的第一层(1)、第二层(2)和第三层(3)。在所述第二层(2)中的移动结构(7.1、7.2)由所述第二层(2)中的开口(8.1、8.2)限定。在所述第一层(1)中，具有至少一个第一层空腔(6.1、6.2)，其具有朝向所述第二层(2)的移动结构(7.1、7.2)的开口。在所述第三层(3)中，具有至少一个第三层空腔(9)，其具有朝向所述第二层(2)的移动结构(7.1、7.2)的开口。因此，所述第三层空腔(9)和所述第二层(2)限定所述MEMS器件内的空间，所述吸气剂层(10.1、10.2)布置在所述空间的表面。所述吸气剂层(10.1、10.2)优选布置在所述第二层(2)的表面上，特别是，所述吸气剂层(10.1、10.2)布置在所述第二层(2)的静止部分。或者，所述MEMS器件具有第三层空腔(24)，其具有至少两个凹部(25.1、25.2、25.3)，并且吸气剂层(26.1、26.2、26.3)布置在所述凹部(25.1、25.2、25.3)的表面上。
【IPC分类】B81B7/00
【公开号】CN105307974
【申请号】CN201480033611
【发明人】J·库佐克雷亚, J·克莱特
【申请人】特罗尼克斯微系统有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2014年6月5日
【公告号】CA2914095A1, EP2813465A1, US20160107882, WO2014198393A1