如附图5E所示，沉积导电材料并通过图案化形成金属焊盘504。这层导电材料除了用作焊盘，同时作为气密的环状结合与集成电路基片相结合。导电材料可以是且不限于铝、铜、金、硅、锡、铟或锗。
[0055]通过沉积掩模并使用湿法或干法刻蚀可以形成硅空腔505 (见附图5F)。空腔505的深度可以是10至600um，也可以是0.1至10um。掩模材料可以是且不限于光刻胶、氧化硅或氮化硅。
[0056]如附图5G和5H所示，上方娃盖板圆片501的金属焊盘504与下方集成电路基片的金属焊盘506对齐并在高温下形成气密的共晶键合或金属扩散键合。可以在空腔505内填充加压的气态物质例如且不限于六氟化硫、氙气、2，3，3，3-四氟丙烯或者丙烷。下方集成电路基片上的金属焊盘可以是且不限于铝、铜、金、硅、钛、锡、铟或锗。随后在硅圆片顶部沉积掩模并形成硅凹槽507的形状，掩模材料可以是且不限于图案化的氧化硅、氮化硅或其他可以通过光照图案化的材料例如光刻胶。之后圆片浸入硅各向异性刻蚀液例如且不限于氢氧化钾、乙二胺邻苯二酚(EDP)、联氨或是四甲基氢氧化铵(TMAH)，以形成凹槽并曝露出TSV的钝化层。用这种方法刻蚀出的空腔507通常与基片呈54.7°夹角。同样，刻蚀也可以采用干法或激光刻蚀。之后在暴露出的硅侧壁沉积钝化层508(见附图5J)。钝化层材料可以是且不限于环氧树脂、氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、阻焊膜、聚酰亚胺、苯并环丁烯(BCB)、聚对二甲苯、聚萘、碳氟化合物或丙烯酸酯。钝化层的制备方法可以是旋涂、喷涂、淋涂、液相沉积、物理气相沉积、化学气相沉积、低压化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积、化学气相沉积、快速加热化学气相沉积或常压化学气相沉积。
[0057]随后在硅凹槽底部通过光刻形成通孔的图案，然后用湿法刻蚀、干法刻蚀或者激光刻蚀方法刻蚀钝化层形成穿孔509 (见附图5K)。在基片表面以及侧壁沉积金属510例如且不局限于铝、铜、钛、钛钨、铬或它们之间的组合，以形成重分布层(RDL)(见附图5L)。
[0058]随后生成顶部的钝化层511 (见附图5M)。钝化层511可以是且不局限于环氧树脂、氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、阻焊膜、聚酰亚胺、苯并环丁烯(BCB)、聚对二甲苯、聚萘、碳氟化合物或是丙烯酸酯。最后在基片顶部制备凸点(焊球)512(见附图5N)并沿硅凹槽507的底部划片(见附图50)。
[0059]实施例四:
[0060]以下展示另一个采用表面-体混合型WLCSP的MEMS结构。附图6A-6E与附图5A-5E相似。首先用深反应离子刻蚀方法刻蚀硅圆片601并形成钝化层602。之后沉积导电材料603并填充沟槽，经过化学机械抛光曝露出TSV并去除其它区域的表面导电材料。再沉积一层导电材料并经图案化形成金属焊盘604.
[0061]之后，在娃圆片一面沉积掩模并图案化形成娃空腔606的形状。掩模材料可以是且不限于光刻胶、氧化硅或氮化硅。在硅圆片另一面也沉积掩模并图案化形成硅凹槽605的形状。掩模材料可以是且不限于光刻胶、氧化硅或氮化硅。之后通过湿法或干法刻蚀去除氧化层衬垫和下面的硅。圆片经氢氧化钾刻蚀液进行各向异性刻蚀形成凹槽605和空腔606(见附图6F)。之后起保护作用的掩模被去除。
[0062]如附图6H所示，MEMS圆片通过共晶键合或金属扩散键合与集成电路圆片结合在一起，对应的焊盘在高温下键合。集成电路圆片上的金属层可以是且不限于铝、铜、金、硅、钛、锡、铟或锗。
[0063]附图61-6N展示的剩余的工艺步骤与附图5J-50相似。通过刻蚀钝化层609使得通孔610暴露出来。之后在基片的顶部和侧壁沉积金属612并图案化形成重分布层。之后再形成钝化层612。最后基片顶部制备焊球613并沿凹槽605底部划片。
[0064]实施例五:内部表面-体混合型WLCSP
[0065]以下实施例展示一个MEMS器件里的不用的表面-体混合型WLCSP工艺。附图7详细展示了采用内部表面-体混合型WLCSP封装MEMS器件。这个实施例描述了一个MEMS器件包含有集成电路并与硅盖板圆片(或芯片尺寸封装层)通过共晶键合或金属扩散键合气密结合，形成空腔704。导线一边连接集成电路上的焊盘，并通过共晶键合或金属扩散键合，并连接孔祥内部倾斜面上的导线，然后通过TSV与硅盖板圆片顶部的焊球相连。与实施例一和二中导线位于硅盖板圆片外部不同，这里与实施例三类似，导线通过空腔704的内部倾斜面。
[0066]芯片尺寸封装层的材料通常为硅圆片701。首先通过深反应离子刻蚀(RIE)从背部选择性刻蚀圆片701以形成沟槽(见附图7A)，并沉积衬垫层702例如且不限于氧化硅、氮化硅或氮氧化硅(见附图7B)。紧接着，沉积导电材料703例如且不限于原位掺杂多晶硅或铜，并填充沟槽(见附图7C)。之后对硅圆片的背部进行化学机械抛光使TSV暴露出来(见附图7D)，并去除另一面的表面导电材料(见附图7E)。再沉积掩模来形成空腔704的形状。掩模材料可以是且不限于光刻胶、氧化硅或氮化硅。
[0067]之后圆片浸入硅各向异性刻蚀液例如且不限于氢氧化钾、乙二胺邻苯二酚(EDP)、联氨或是四甲基氢氧化铵(TMAH)，以形成凹槽并曝露出TSV的钝化层。用这种方法刻蚀出的空腔704通常与基片呈54.7°夹角。同样，刻蚀也可以采用干法或激光刻蚀。之后在暴露出的硅侧壁沉积钝化层705(见附图7G)。钝化层材料可以是且不限于环氧树脂、氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、阻焊膜、聚酰亚胺、苯并环丁烯(BCB)、聚对二甲苯、聚萘、碳氟化合物或丙烯酸酯。钝化层705的制备方法可以是旋涂、喷涂、淋涂、液相沉积、物理气相沉积、化学气相沉积、低压化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积、化学气相沉积、快速加热化学气相沉积或常压化学气相沉积。硅空腔的深地可以是10到600um，也可以是0.1到10um。
[0068]随后在硅凹槽704底部用光刻形成通孔706的图案，再通过湿法，干法或激光刻蚀形成通孔706 (见附图7H)。随后在顶部沉积金属焊盘707，焊盘材料可以是且不限于铝、铜、钛、钛钨、铬或它们的组合(见附图71)。如图7K所示，硅盖板圆片701上的金属焊盘707与下方集成电路基片上的金属焊盘709对齐在高温下通过共晶键合或金属扩散键合形成气密结合。可以在空腔704内填充加压的气态物质例如且不限于六氟化硫、氙气、2，3，3，3-四氟丙烯或丙烷。集成电路基片上的金属焊盘709可以采用且不限于铝、铜、金、硅、钛、锡、铟或锗。之后在圆片顶部沉积金属材料例如且不限于铝、铜、钛、钛钨、铬或它们的组合并图案化以形成重分布层710 (见附图7L)。之后在上方沉积钝化层711并图案化形成隙缝712 (见附图7M)。钝化层711可以是且不局限于环氧树脂、氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、阻焊膜、聚酰亚胺、苯并环丁烯(BCB)、聚对二甲苯、聚萘、碳氟化合物或丙烯酸酯。最后，圆片顶部形成焊球712 (见附图7N)并划片(见附图70)。
[0069]实施例六:外部/内部同侧表面-体混合型WLSCP
[0070]这个实施例揭示了一个MEMS器件包含有一个集成电路基片并与一个包含有空腔的硅盖板圆片(或芯片尺寸封装层)通过共晶键合或金属扩散键合形成气密结合。导线一边连接集成电路焊盘，通过共晶键合或金属扩散键合，连接TSV的导电材料，并与硅盖板顶部的焊球相连。不同于之前的实施例，这里在圆片的同一侧进行形成倾斜面的湿法刻蚀以及形成TSV的深反应离子刻蚀。
[0071]起始材料为芯片尺寸封装层(通常为硅圆片)。从北面开始选择性刻蚀硅圆片801(见附图8A)以形成硅空腔802.硅空腔802的深度可以为10至600um，也可以是0.1至1um0在圆片上再沉积另一层掩模并图案化，随后进行深反应离子刻蚀以形成凹槽803 (见附图SB)。与前面实施例不同的是这两步刻蚀都是在圆片的同一侧进行。之后沉积钝化层，钝化层材料可以是且不限于氧化硅、氮化硅或氮氧化硅(见附图SC)。紧接着沉积导电材料并填充凹槽803以及覆盖表面(见附图8D)。
[0072]如附图8E所示，沉积导电材料并图案化形成金属焊盘806。焊盘806被用作导电连接，同时也用作与集成电路基片结合形成气密键合。导电材料可以是且不限于铝、铜、金、硅、钛、锡、铟或锗。附图8F展示了上方硅盖板圆片的金属焊盘806与下方集成电路基片的金属焊盘808对齐，并在高温下通过共晶键合或金属扩散键合形成气密键合(见附图SG)。可以在空腔802内填充加压的气态物质例如且不限于六氟化硫、氙气、2，3，3，3-四氟丙烯或丙烷。集成电路基片807的金属焊盘808可以是且不限于铝、铜、金、硅、钛、锡、铟或锗。下一步，对硅圆片的上面进行化学机械抛光以暴露出TSV(见附图8H)并随后沉积钝化层809.
[0073]随后先图案化并使用光刻工艺形成通孔810的形状，然后使用湿法刻蚀，干法刻蚀或激光刻蚀去除钝化层809来形成通孔810 (见附图81)。之后在圆片顶部沉积金属层811并光刻形成重分布层(见附图8J)，金属层811可以是且不限于铝、铜、钛、钛钨、铬或它们的组合。之后沉积钝化层812 (见附图8K)。最后在圆片顶部形成焊球813 (见附图8L)并划片(见附图SM)。附图9展示了类似的封装MEMS器件的设计，不同的是一部分导线位于内部空腔。
[0074]附图9展示了用类似的表面-体混合型WLCSP技术封装MEMS器件的工艺流程。首先从硅圆片901背面用湿法刻蚀形成空腔902(见附图9A)。空腔的深度可以是10至600um，或是0.1至10um。之后用深反应离子刻蚀选择性刻蚀圆片901形成凹槽903 (见附图9B)。这两步刻蚀都是在圆片的同一侧进行。
[0075]之后沉积一层钝化层904 (见附图9C)。然后沉积导电材料905填充凹槽903 (见附图9D)。
[0076]如附图9E所示，沉积导电材料并光刻形成顶部的金属焊盘906。焊盘906也用作形成环形气密键合结构。附图9F展示了集成电路基片907上的金属焊盘908，焊盘908与上方硅盖板圆片901的金属焊盘906对齐，在高温下通过共晶键合或金属扩散键合形成气密键合(见附图9G)。空腔902内可以填充气态物质。之后对硅圆片的上表面进行化学机械抛光以暴露出TSV(见附图9H)然后沉积钝化层。
[0077]之后刻蚀钝化层910形成通孔909 (见附图91)。然后在圆片顶部沉积金属911并光刻形成重分布层(见图9J)再沉积一层钝化层912 (见附图9K)。最后在圆片顶部形成焊球913(见附图9L)并划片(见附图9M)。
[0078]实施例