微机电系统封装的制作方法

本发明实施例涉及微机电系统封装及其制造方法。

背景技术：

微机电系统(microelectromechanicalsystems,mems)器件(例如，加速度计、压力传感器以及陀螺仪)已在许多当代电子器件中得到广泛使用。例如，通常在汽车(例如，在安全气囊部署系统)、平板计算机或在智能电话中发现mems加速度计。对于许多应用来说，mems器件电连接到专用集成电路(application-specificintegratedcircuit,asic)以形成完整的mems系统。

技术实现要素：

根据本发明的一些实施例，一种微机电系统封装包括互补式金氧半导体集成电路(cmosic)、微机电系统集成电路(memsic)以及抗静摩擦层(anti-stictionlayer)。所述互补式金氧半导体集成电路包括互补式金氧半导体衬底及安置在所述互补式金氧半导体衬底上方的互连结构，其中所述互连结构包括安置在多个介电层内的多个金属层。所述微机电系统集成电路接合到所述互连结构的上表面并与所述互补式金氧半导体集成电路合作而围封所述微机电系统集成电路与所述互补式金氧半导体集成电路之间的空腔，其中所述微机电系统集成电路包括布置在所述空腔中的可移动块状物。所述抗静摩擦层安置于所述互连结构的所述上表面之上、在所述可移动块状物之下，其中所述抗静摩擦层由金属制成并具有粗糙顶表面。

附图说明

当结合附图阅读时，从以下详细描述最好地理解本发明的各方面。应注意，根据行业中的标准惯例，各种特征未按比例绘制。实际上，为了论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。

图1a说明具有粗糙金属抗静摩擦层的微机电系统(mems)封装的一些实施例的横截面图。

图1b说明图1a的mems封装的放大部分的一些实施例的横截面图。

图1c说明图1a的mems封装的一部分的一些实施例的透视图。

图2说明具有粗糙金属抗静摩擦层的mems封装的一些其它实施例的横截面图。

图3至图11说明在各种制造阶段制造具有粗糙金属抗静摩擦层的mems封装的方法的一些实施例的一系列横截面图。

图12说明用于制造具有粗糙金属抗静摩擦层的mems封装的方法的一些实施例的流程图。

具体实施方式

本发明提供用于实施本发明的不同特征的许多不同实施例或实例。下文描述组件及布置的特定实例以简化本发明。当然，这些组件以及布置仅为实例且并不旨在进行限制。举例来说，在以下描述中，第一特征在第二特征之上或上的形成可包括第一特征与第二特征直接接触地形成的实施例，并且还可包括额外特征可形成于第一特征与第二特征之间从而使得第一特征与第二特征可以不直接接触的实施例。此外，本发明可在各种实例中重复参考数字和/或字母。此重复是出于简单和清楚的目的，且本身并不指示所论述的各种实施例和/或配置之间的关系。

另外，例如“在……下”、“在……下方”、“下部”、“在……上方”、“上部”及类似者的空间相对术语本文中为易于描述而使用，以描述如图中所说明的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。除图中所描绘的定向以外，空间相关术语旨在涵盖在使用或操作中的器件的不同定向。设备可以其它方式定向(旋转90度或处于其它定向)，且本文中所使用的空间相关描述词同样可相应地进行解释。

一些微机电系统(mems)器件(例如，加速度计及陀螺仪)包括可移动块状物(movablemass)及布置在空腔内的邻近固定电极板。可移动块状物响应于例如加速度、压力或重力的外部刺激而对于固定电极板为可移动或可挠(flexible)。通过可移动块状物与固定电极板的电容耦合检测可移动块状物与固定电极板之间的距离变化并将其传输到测量电路以供进一步处理。

归因于可移动或可挠部件，mems器件具有cmos电路不会遇到的若干生产挑战。mems器件的一个显著挑战是表面静摩擦(surfacestiction)。表面静摩擦是指可移动或可挠mems部件接触邻近表面及“粘”到邻近表面的倾向。这种“静摩擦”可发生在制造结束时，以使得可移动或可挠部件并未完全脱离邻近表面，或可在组件突然变成“粘”到邻近表面时发生在正常操作期间。随着特征尺寸由于逐代技术而缩小，表面静摩擦在mems器件中成为越来越重要的考虑因素。表面静摩擦可由于若干不同作用中的任一者而产生，例如毛细管力、分子凡得瓦尔力或邻近表面之间的静电力。这些作用引起静摩擦的程度可基于多种不同因素(例如，表面温度、表面之间的接触面积、表面之间的接触电位差)变化，无论表面是亲水性的还是疏水性的，等等。已使用方法来尝试限制表面静摩擦，例如执行对可移动块状物或空腔表面的表面处理或涂布，以改变表面的亲水性。然而，这些方法难以与各种制造工艺结合并引入污染。

本申请案涉及具有粗糙金属抗静摩擦层(roughmetalanti-stictionlayer)以改善静摩擦特性的mems封装和形成所述mems封装的相关联方法。mems封装包括接合到互补式金氧半导体集成电路(cmosic)的微机电系统集成电路(memsic)。抗静摩擦层安置于cmosic上、在memsic的可移动块状物之下。抗静摩擦层具有由一系列峰部及谷部组成的粗糙顶表面。限制和抗静摩擦层的峰部与可移动块状物的下表面相遇的点的总体接触面积的这些峰部及谷部帮助改善静摩擦特性。因此，可在制造工艺结束时和/或在mems封装的正常操作期间避免静摩擦，并相应地改善可靠性。本文将说明关于一些实例mems器件的概念，但应了解，所述概念适用于采用可移动部件的合适mems器件，所述可移动部件例如包括致动器、阀、开关、麦克风、压力传感器、加速度计和/或陀螺仪。

图1a说明具有粗糙金属抗静摩擦层的mems封装100的一些实施例的横截面图。mems封装100包括cmosic102和接合到cmosic102的memsic112，所述cmosic102包括安置于cmos衬底104内的cmos器件。memsic112包括接合到cmosic102的mems器件层130。mems器件层130包括固定部分132及可移动块状物116。在一些实施例中，可移动块状物116由一或多个悬臂梁或弹簧(未绘示)连接至固定部分132且可移动块状物116的至少一部分可在至少一个方向上相对于固定部分132移动。在一些实施例中，cmos衬底104及mems器件层130可包括单晶硅。mems器件层130接合到cmos衬底104，从而围封可移动块状物116与cmos衬底104之间的空腔120。可移动块状物116布置在空腔120中。抗静摩擦层110安置于cmos衬底104上方及在可移动块状物116之下。抗静摩擦层110具有粗糙顶表面110s，其配置为当可移动块状物116朝下移动到达抗静摩擦层110时限制与可移动块状物116的下表面116s的接触面积。因此限制静摩擦。

在一些实施例中，固定电极板106安置于抗静摩擦层110的部分之间的cmos衬底104上方。例如，基于在可移动块状物116与固定电极板106之间测量的变电流或电压的变化，测量电路配置为检测可移动块状物116与固定电极板106之间的距离变化。与抗静摩擦层110相比，固定电极板106具有光滑顶表面106s。粗糙顶表面110s的最高区域与可移动块状物116的下表面116s间隔第一垂直距离d1，且光滑顶表面106s的最高区域与可移动块状物116的下表面116s间隔第二垂直距离d2，第二垂直距离d2大于第一垂直距离d1。以此方式，抗静摩擦层110防止可移动块状物116到达及“粘”到固定电极板106。在一些实施例中，光滑顶表面106s从固定电极板106的底表面算起的表面高度，其基本上与粗糙顶表面110s的平均表面高度(meansurfaceheight)相同。粗糙顶表面110s的平均表面高度为从粗糙顶表面110s的平均表面122s到抗静摩擦层110的底表面的高度。从粗糙度特征曲线计算平均表面122s的高度。在一些实施例中，抗静摩擦层110及固定电极板106包括相同金属材料且具有基本上彼此对准的底表面。在一些其它实施例中，抗静摩擦层110及固定电极板106可替代地由彼此不同的材料制成。在一些实施例中，抗静摩擦层110可包括铝(al)、镍(ni)或铜(cu)。

图1b说明图1a的mems封装100的放大部分的一些实施例的横截面图。如图1b中更详细地绘示，抗静摩擦层110的粗糙顶表面110s面向可移动块状物116的下表面116s且具有一系列峰部(例如，峰部124)及谷部(例如，谷部126)，其减小可移动块状物116与抗静摩擦层110之间的接触面积。因此，减小可移动块状物116与抗静摩擦层110之间的静摩擦力并降低静摩擦可能性。在一些实施例中，抗静摩擦层110的粗糙顶表面110s具有在约10nm至约60nm的范围中的均方根(rootmeansquare,rms)表面粗糙度，优选地大于40nm。将rms表面粗糙度计算为表面的所量测微观峰部和谷部的均方根，如由以下公式所提供：

其中rq是抗静摩擦层110的rms表面粗糙度，yi是从平均表面122s到n个数据点中的每一者的垂直距离，所述n个数据点可在平均表面122s上每隔一定间隔隔开。在一些实施例中，抗静摩擦层110的粗糙顶表面110s与可移动块状物116的下表面116s之间的距离ds小于100μm，例如，在约10μm与约20μm之间，以使得静摩擦可能为可影响mems封装100的良率及性能的考虑因素。

图1c说明图1a的mems封装100的一部分的一些实施例的透视图。如图1c中所绘示，抗静摩擦层110可具有包围固定电极板106的圆环形状。抗静摩擦层110还可为安置在固定电极板106旁边的一个或多个矩形、圆形或其它合适的成形部分。在mems封装100的操作期间，与mems封装100所经历的力相当，可移动块状物116可相对于cmos衬底104移动。举例来说，如果mems封装100突然朝上移动，可移动块状物116将倾向于保持静止，以使得可移动块状物116及cmos衬底104将在加速期间更接近地挤压在一起。归因于加速度的这种间距(spacing)临时变化相应地提供可移动块状物116与固定电极板106之间的电容的临时变化。可监视固定电极板106与可移动块状物116之间的电容，且可接着基于此监视的电容计算mems器件所经历的加速度。在一些情况下，加速度是极大的，使得可移动块状物116的下表面116s非常接近地移动并可甚至到达抗静摩擦层110的粗糙顶表面110s上。由于粗糙顶表面110s的峰部(参见图1b中的峰部124)比光滑顶表面106s更接近可移动块状物116，抗静摩擦层110防止固定电极板106接触可移动块状物116。由此，固定电极板106与可移动块状物116之间的静摩擦受到限制。此外，与提供良好机械抗静摩擦特性的粗糙顶表面116s相比，固定电极板106的光滑顶表面106s为不同ic上的mems器件提供良好电特性，是因为光滑度帮助提供固定电极板106与可移动块状物的下表面之间的固定距离。

图2说明具有粗糙金属抗静摩擦层的mems封装200的一些其它实施例的横截面图。mems封装200包括cmosic202，其包括cmos衬底204及安置在cmos衬底204上方的互连结构232。互连结构232包括安置在多个ild层内的多个金属层。memsic212接合到互连结构232的上表面232s，并与cmosic202合作而围封memsic212与cmosic202之间的空腔220。memsic212的可移动块状物216布置在空腔220内。

在一些实施例中，memsic212进一步包括顶盖衬底(cappingsubstrate)214，其具有安置在可移动块状物216正上方的凹槽222，且所述凹槽222构成与可移动块状物216与cmosic202之间的下部流体连通的空腔220的一部分。将空腔220气密密封(hermeticlalyseal)以隔离于包围mems封装200的周围环境。在其它实施例中，顶盖衬底214与可移动块状物216合作围封凹槽222，以形成第二气密密封空腔，其与具有相同或不同压力的空腔220相隔离。可移动块状物216可为可挠mems膜和/或其它mems结构，其配置为与例如压力、加速度等的外部刺激成比例地偏斜(deflect)。

抗静摩擦层210安置于互连结构232的上表面232s上、在可移动块状物216之下。在一些实施例中，抗静摩擦层210由金属制成且具有粗糙顶表面。mems封装200可进一步包括安置于互连结构232的上表面232s上、在可移动块状物216之下的固定电极板206，其耦合到测量电路，所述测量电路配置为通过可移动块状物216与固定电极板206的电容耦合检测可移动块状物216与固定电极板206之间的距离变化。在一些实施例中，固定电极板206由与抗静摩擦层210相同的金属制成，但具有光滑顶表面。

在一些实施例中，mems封装200进一步包括安置于memsic212与cmosic202之间的接合结构224，其配置为将所述两者接合在一起。在一些实施例中，接合结构224可为半导体至金属(semiconductor-to-metal)接合结构，其中cmosic202的第一接合垫208包括金属材料，例如al、cu、ti、ta、au、ni、sn且memsic212的第二接合垫218包括半导体材料，例如，ge、si、sige。在一些其它实施例中，接合结构224可为共晶(eutectic)接合结构，且第一接合垫208及第二接合垫218各包括al、cu、ti、ta、au、ni、sn或另一金属中的至少一者。作为一实例，第一接合垫208可包括铝且第二接合垫218可包括锗。在一些实施例中，第一接合垫208或第二接合垫218可为内衬cmosic202或memsic212的突出部分的保形层(conformallayer)。第一接合垫208可安置于互连结构232的上表面232s上且包括相同金属，具有基本上与抗静摩擦层210相同的厚度。在一些实施例中，互连结构232的上表面232s是包围如图2中所绘示的顶部金属层226的顶部ild层228的顶表面。第一接合垫208及固定电极板206可通过顶部金属层226的金属线分别耦合到cmosic202的cmos器件。在一些实施例中，额外介电层230安置于顶部ild层228上方并包围第一接合垫208。在一些实施例中，接合结构224可具有(从顶部看)环状配置，且第一接合垫208和第二接合垫218可侧向包围空腔220。在一些其它实施例中，第一接合垫208、抗静摩擦层210以及固定电极板206安置为在互连结构232的最高金属化平面内对准。

在一些实施例中，cmos衬底204或顶盖衬底214可包括基体(bulk)半导体衬底，其包括(例如)硅、锗、碳化硅、iii族元素和v族元素中的一或多者。在其它实施例中，cmos衬底204或顶盖衬底214为绝缘层上半导体(semiconductor-on-insulator,soi)衬底，例如，绝缘层上硅(silicon-on-insulator)或绝缘层上多晶硅(polysilicon-on-insulator,poi)衬底。

因此，如可从以上实施例中看出，粗糙金属抗静摩擦层可有利于减少mems结构中的静摩擦。针对金属抗静摩擦层所存在的精确表面粗糙度可取决于制造工艺和条件(例如，退火温度和时间)而变化，但通常展现具有峰部和谷部的粗糙表面。这些峰部和谷部常常是不规律的，其中谷部的深度和宽度随着表面的长度或面积变化，和/或峰部的高度和宽度也随着表面的长度或面积变化。除了有利地限制静摩擦以外，金属抗静摩擦层很简单合并到现代半导体制造工艺中并与其它mems材料(例如，基体硅)相容。这还避免了其它抗静摩擦涂层的污染问题。

图3至图11说明在各种制造阶段制造具有粗糙金属抗静摩擦层的mems封装的方法的一些实施例的一系列横截面图。

如图3的横截面图300中所绘示，提供了cmosic202，其包括在cmos衬底204上方的互连结构232。多个cmos器件形成在cmos衬底204内。在各种实施例中，cmos衬底204可包括任何类型的半导体主体(例如，硅/cmos基体sige、soi等)，例如半导体晶片或晶片上的一或多个管芯，以及形成在其上和/或另外与其相关联的任何其它类型的半导体和/或外延层。在一些实施例中，互连结构232可通过在cmos衬底204的前表面上方形成一或多个介电层(例如夹层介电质(inter-layerdielectrics,ild))而形成。随后蚀刻ild层以形成介层孔和/或金属沟槽。接着用导电材料填充介层孔和/或金属沟槽以形成多个金属层。在一些实施例中，可通过物理气相沉积技术(例如，pvd、cvd等)来沉积ild层。多个金属层可使用沉积工艺和/或镀敷工艺(例如，电镀(elctroplating)或化学电镀(elctrolessplating)等)形成。在各种实施例中，多个金属层可包括(例如)钨、铜或铝铜。在一些实施例中，多个金属层的顶部金属层226具有与多个ild层的顶部ild层228的上表面对准的上表面。

如图4的横截面图400中所绘示，金属层402形成在cmosic202上方。在一些实施例中，金属层直接形成在顶部金属层226和顶部ild层228的上表面上。在一些实施例中，金属层通过化学气相沉积工艺(例如，低压化学气相沉积(lowpressurechemicalvapordeposition,lpcvd)、等离子增强化学气相沉积(plasma-enhancedchemicalvapordeposition,pecvd)或大气压化学气相沉积(atmosphericpressurechemicalvapordeposition,apcvd)生长工艺)形成。在一些实施例中，金属层可包括铝(al)、镍(ni)或铜(cu)。

如图5的横截面图500中所绘示，图案化金属层402以形成抗静摩擦前驱体502、固定电极板206以及第一接合垫208。可形成额外介电层230以包围第一接合垫208。

如图6中的横截面图600中所绘示，非晶硅层602形成于互连结构和经图案化金属层的暴露表面上。在一些实施例中，非晶硅层602通过化学气相沉积工艺(例如，低压化学气相沉积(lowpressurechemicalvapordeposition,lpcvd)、等离子增强化学气相沉积(plasma-enhancedchemicalvapordeposition,pecvd)或大气压化学气相沉积(atmosphericpressurechemicalvapordeposition,apcvd)生长工艺)形成。举例来说，非晶硅层602可在低于约400℃的温度下由pecvd工艺形成。

如图7的横截面图700中所绘示，图案化非晶硅层602以在抗静摩擦前驱体502上留下一部分702并去除剩余部分，剩余部分例如为非晶硅层602在固定电极板206上的第二部分。

如图8的横截面图800中所绘示，执行退火工艺以促进非晶硅层的部分702与抗静摩擦前驱体502之间的互扩散(inter-diffusion)，以使得抗静摩擦前驱体502转化成具有粗糙顶表面的抗静摩擦层210。金属硅化物微粒子可在可适用的温度下通过抗静摩擦前驱体502的颗粒化(granulation)工艺形成在抗静摩擦层210与非晶硅层的部分702的界面处。微粒子的大小、密度以及组成可通过调节退火温度、时间以及薄膜厚度来控制。作为一实例，抗静摩擦层210可由铝制成，且可在约430℃的温度下退火约1个小时。所形成的微粒子的直径可在约几十纳米的范围内。

如图9的横截面图900中所绘示，执行蚀刻工艺以去除非晶硅层的部分702并使抗静摩擦层210的粗糙顶表面暴露。在一些实施例中，例如，非晶硅层的部分702通过选择性蚀刻工艺(例如，反应性离子蚀刻(reactiveionetching,rie)工艺)去除。

如图10的横截面图1000中所绘示，提供memsic212。在一些实施例中，从前侧往后蚀刻mems器件层1002以在待接合到cmosic的位置处形成突起1004。第二接合垫218形成于突起1004上。在一些实施例中，第二接合垫218保形地形成，从而覆盖突起1004的侧壁。在一些实施例中，顶盖衬底214接合到mems器件层1002的与突起1004相对的背侧处。例如，顶盖衬底214可由基体半导体晶片302制备，包括(例如)单晶晶片或由锗、碳化硅、iii族元素和/或v族元素制成的另一衬底。在一些实施例中，凹槽222可在对应于mems器件层的可移动或可挠部分的位置处蚀刻到恰当深度。值得注意的是，除了其它考虑因素之外，在考虑为待形成的mems器件的可移动或可挠部件与邻近组件之间的运动和/或合适的静摩擦力提供足够空间的情况下形成可适用高度的突起1004及凹槽222。图案化mems器件层1002以形成包括可移动块状物216的mems器件。mems器件包括(例如)微致动器或微传感器，例如，微型阀或微型开关、麦克风、压力传感器、加速度器、陀螺仪或具有相对于固定部分移动或挠曲的可移动或可挠部件的任何其它器件。

如图11的横截面图1100中所示，memsic212接合到cmosic202。空腔220围封在可移动块状物216与固定电极板206之间。在一些实施例中，memsic212及cmosic202通过半导体至金属接合而接合，其中第一接合垫208包括金属材料，例如，al、cu、ti、ta、au、ni、sn且第二接合垫218包括半导体材料，例如，ge、si、sige。在一些其他实施例中，memsic212及cmosic202通过两种金属材料之间的共晶接合而接合，所述两种金属材料各包括al、cu、ti、ta、au、ni、sn或另一金属中的至少一者。在退火工艺中使待接合的材料彼此挤压，以形成共晶相的材料。举例来说，ge与al之间的共晶接合在从400℃到450℃的范围中的退火温度下形成。在将memsic212接合到cmosic202之后，在接合后将常以晶片级接合的所接合cmosic202及memsic212切割成单独芯片时，形成mems封装。

图12说明用于制造具有粗糙金属抗静摩擦层的mems封装的方法的一些实施例的流程图。

虽然所揭示的方法1200在本文中经说明且描述为一系列动作或事件，但应了解，不应以限制意义来解译此类动作或事件的所说明的排序。举例来说，除本文中所说明和/或所描述的动作或事件之外，一些动作可与其它动作或事件以不同次序及/或同时出现。另外，可能需要并非所有的所说明动作以实施本文中的描述的一或多个方面或实施例。此外，本文中所描绘的动作中的一或多者可以一或多个单独动作及/或阶段进行。

在动作1202中，提供cmosic。cmos器件形成在cmos衬底内且包括形成在多个ild层内的多个金属层的互连结构形成在cmos衬底上方。图3说明对应于一些实施例的横截面图，所述一些实施例对应于动作1202。

在动作1204中，在cmosic上方形成金属层。在一些实施例中，金属层直接形成于互连结构的上表面上。图4说明对应于一些实施例的横截面图，所述一些实施例对应于动作1204。

在动作1206中，图案化金属层以形成抗静摩擦前驱体、固定电极板以及第一接合垫。图5说明对应于一些实施例的横截面图，所述一些实施例对应于动作1206。

在动作1208中，在经图案化金属层上方形成非晶硅层。在一些实施例中，非晶硅层可通过pecvd工艺形成。图6说明对应于一些实施例的横截面图，所述一些实施例对应于动作1208。

在动作1210中，图案化非晶硅层以在抗静摩擦层上留下一部分并去除抗静摩擦层的剩余部分。图7说明对应于一些实施例的横截面图，所述一些实施例对应于动作1210。

在动作1212中，执行退火工艺。退火工艺促进非晶硅与抗静摩擦层之间的互扩散以在界面处形成硅化物微粒子。图8说明对应于一些实施例的横截面图，所述一些实施例对应于动作1212。

在动作1214中，去除非晶硅层。在一些实施例中，非晶硅层可通过rie工艺去除。在去除非晶硅层连同硅化物微粒子之后，暴露抗静摩擦层的粗糙顶表面。图9说明对应于一些实施例的横截面图，所述一些实施例对应于动作1214。

在动作1216中，提供memsic。在一些实施例中，为了遵循接合工艺，通过形成用于memsic的突起及第二接合垫来制备mems器件层。形成mems结构，包括形成可移动块状物。在一些实施例中，将顶盖衬底接合到mems器件层的背侧。图10说明对应于一些实施例的横截面图，所述一些实施例对应于动作1216。

在动作1218中，将memsic接合到cmosic。空腔可围封在memsic的可移动块状物与cmosic上的固定电极板之间。图11说明对应于一些实施例的横截面图，所述一些实施例对应于动作1218。

因此，如可从上文所理解，本发明涉及具有粗糙金属抗静摩擦层以改善静摩擦特性的mems封装和形成所述mems封装的相关联方法。mems封装包括接合到cmosic的memsic且抗静摩擦层安置在cmosic上、在memsic的可移动块状物之下。在一些实施例中，通过在金属前驱体上形成非晶硅层接着执行退火工艺来形成抗静摩擦层。退火工艺促进硅化物微粒子在金属前驱体与非晶硅层之间的界面处的互扩散和形成。随后，将非晶硅连通所形成的硅化物微粒子一起去除，留下金属前驱体的粗糙表面。

在一些实施例中，本发明涉及mems封装。mems封装包括cmosic，其包括cmos衬底及安置在cmos衬底上方的互连结构。互连结构包括安置在多个介电层内的多个金属层。mems封装进一步包括memsic，其接合到互连结构的上表面并与cmosic合作从而围封memsic与cmosic之间的空腔。memsic包括布置在空腔中的可移动块状物。mems封装进一步包括抗静摩擦层，其安置于互连结构的上表面上、在可移动块状物之下。抗静摩擦层由金属制成并具有粗糙顶表面。

在上述微机电系统封装中，其进一步包括：固定电极板，其安置于所述互连结构的所述上表面之上、在所述可移动块状物之下，并由与所述抗静摩擦层相同的金属制成，其中测量电路配置为检测所述可移动块状物与所述固定电极板之间的距离变化。

在上述微机电系统封装中，所述抗静摩擦层具有包围所述固定电极板的圆环形状。

在上述微机电系统封装中，所述固定电极板具有光滑顶表面，其中所述光滑顶表面的表面高度与所述抗静摩擦层的所述粗糙顶表面的平均表面高度基本上相同。

在上述微机电系统封装中，所述粗糙顶表面的最高区域与所述可移动块状物的下表面间隔第一垂直距离，以及所述光滑顶表面的最高区域与所述可移动块状物的所述下表面间隔第二垂直距离，所述第二垂直距离大于所述第一垂直距离。

在上述微机电系统封装中，所述抗静摩擦层包括铝。

在上述微机电系统封装中，其进一步包括共晶接合结构，所述共晶接合结构包括在所述互补式金氧半导体集成电路上的第一接合垫及在所述微机电系统集成电路上的第二接合垫，其中所述抗静摩擦层及所述第一接合垫具有彼此基本上相同的厚度。

在上述微机电系统封装中，所述抗静摩擦层的所述粗糙顶表面具有在约40纳米至约60纳米的范围内的均方根表面粗糙度。

在上述微机电系统封装中，所述微机电系统集成电路进一步包括：顶盖衬底，其包括凹槽，所述凹槽安置在所述可移动块状物正上方、接近所述微机电系统的与所述互补式金氧半导体集成电路相对的背侧，其中所述凹槽构成所述空腔的一部分。

在上述微机电系统封装中，所述互补式金氧半导体衬底及所述顶盖衬底包括单晶硅。

在其它实施例中，本发明涉及mems封装。mems封装包括cmosic，其包括安置在cmos衬底内的cmos器件及mems器件层，所述mems器件层接合到cmosic并包括固定部分和连接至固定部分的可移动块状物。mems封装进一步包括顶盖衬底，其接合到mems器件层的与cmosic相对的背侧以围封顶盖衬底与cmos衬底之间的空腔。可移动块状物布置在空腔中。mems封装进一步包括抗静摩擦层，其安置在cmos衬底上方及可移动块状物之下。抗静摩擦层具有粗糙上表面，其具有在约40nm至约60nm的范围内的均方根(rootmeansquare,rms)表面粗糙度。

在上述微机电系统封装中，其进一步包括安置在所述抗静摩擦层的部分之间的所述互补式金氧半导体衬底上方的固定电极板，其中所述抗静摩擦层及所述固定电极板包括相同金属材料且具有基本上彼此对准的底表面。

在上述微机电系统封装中，所述互补式金氧半导体集成电路包括互连结构，其包括安置在多个介电层内的多个金属层；其中所述抗静摩擦层安置在所述互连结构的上表面上。

在上述微机电系统封装中，其进一步包括：在所述互补式金氧半导体集成电路上的第一接合垫与在所述微机电系统器件层上的第二接合垫的共晶接合结构，其中所述第一接合垫安置在所述互连结构的所述上表面上；其中所述抗静摩擦层及所述第一接合垫包括相同金属材料且具有基本上相同的厚度。

在上述微机电系统封装中，所述抗静摩擦层包括铝或铜。

在其它实施例中，本发明涉及用于制造微机电系统(microelectromechanicalsystems,mems)封装的方法。所述方法包括提供cmosic，所述cmosic包括布置在cmos衬底内的cmos器件，及在cmos衬底上方形成和图案化金属层以形成抗静摩擦层及固定电极板。所述方法进一步包括形成抗静摩擦层的粗糙上表面及提供memsic，所述memsic包括布置在mems衬底的凹槽内的可移动块状物。所述方法进一步包括将cmosic接合到memsic以围封可移动块状物与固定电极板和抗静摩擦层之间的空腔。

在上述制造方法中，形成所述抗静摩擦层的所述粗糙上表面包括：在所述金属层上形成非晶硅层；图案化所述非晶硅层以在所述抗静摩擦层上留下第一部分及从所述固定电极板上方去除第二部分；执行退火工艺以促进所述抗静摩擦层与所述非晶硅层之间的互扩散；以及在所述退火工艺之后去除所述非晶硅层。

在上述制造方法中，所述非晶硅层通过等离子增强化学气相沉积工艺形成。

在上述制造方法中，所述非晶硅层通过反应性离子蚀刻工艺去除。

在上述制造方法中，所述互补式金氧半导体集成电路及所述微机电系统集成电路通过共晶接合结构接合，所述共晶接合结构包括在所述互补式金氧半导体集成电路上的第一接合垫及在所述微机电系统集成电路上的第二接合垫；其中所述第一接合垫由形成并图案化所述金属层的步骤形成且具有基本上与所述抗静摩擦层相同的厚度。

前文概述若干实施例的特征使得所属领域的技术人员可以更好地理解本发明的各方面。所属领域的技术人员应理解，其可易于使用本发明作为用于设计或修改用于实现本文中所引入的实施例的相同目的和/或获得相同优点的其它过程和结构的基础。所属领域的技术人员还应认识到，此类等效构造并不脱离本发明的精神和范围，且其可在不脱离本发明的精神和范围的情况下在本文中进行各种改变、替代和更改。