封装方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体领域，特别涉及一种封装方法。
【背景技术】
[0002]微机械陀螺仪是用于测量物体运动角速度的惯性器件，由于它采用微机电系统(Micro-Electro-Mechanical_System，MEMS)技术设计和制作，因此具有体积小、质量轻、适合大批量生产和价格低廉的特点，广泛应用于消费电子产品，如数码相机、游戏机、智能手机、掌上电脑和微导航仪等新兴产业上。微机电系统的制备过程，多采用共晶键合的封装技术实现微机械陀螺仪的封装。
[0003]参考图1，图1示出了现有技术采用共晶键合封装的结构示意图。共晶键合工艺包括:在衬底I和操作晶圆2的表面既定区域内采用物理气相沉积工艺(Physical VaporDeposit1n, PVD)分别形成键合金属层12和21，如销金属层-锗金属层、销金属层-锡金属层、铜金属层-锡金属层等；之后将金属层12和21相对贴合，挤压衬底I和操作晶圆2，同时加热衬底I和操作晶圆2至共晶温度，金属层12和21熔解融合，以实现衬底I和操作晶圆2的固定连接，并在衬底I和操作晶圆2之间形成空腔3。
[0004]传统的陀螺仪主要是利用角动量守恒原理，因此它主要是一个不停转动的物体，它的转轴指向不随承载它的支架的旋转而变化。而微机械陀螺仪是利用科里奥利力一一旋转物体在有径向运动时所受到的切向力来实现测量物体角速度的。微机械陀螺仪通常包含有电容器和电感器，而对于电容器和电感器来说，品质因子Q是一项重要的技术指标，品质因子愈高，电容器和电感器的效率就高。
[0005]然而，现有技术形成的微机械陀螺仪品质因子不够高，无法满足技术需要。
【发明内容】
[0006]本发明解决的问题是提供一种封装方法，提高微机械器件的品质因子。
[0007]为解决上述问题，本发明提供一种封装方法，包括:
[0008]形成基底，所述基底内形成有微机械器件；
[0009]在所述基底表面形成第一图形化金属层；
[0010]对所述基底进行排气处理；
[0011]提供操作晶圆，所述操作晶圆的表面形成有第二图形化金属层；
[0012]将所述基底第一图形化金属层和操作晶圆的第二图形化金属层对应贴合，以实现晶圆键合。
[0013]可选的，所述排气处理的步骤包括:在真空室内对所述基底进行加热排气处理。
[0014]可选的，所述真空室为采用加热板作为热源的真空室，所述加热排气处理的步骤包括:通过所述加热板进行加热。
[0015]可选的，在真空室内对所述基底进行加热排气处理的步骤包括:在排气处理过程中，所述真空室的温度维持在350°C到400°C范围内。
[0016]可选的，所述在真空室内对所述基底进行加热排气处理的步骤包括:真空室内气压采用循环变化的方式对所述基底进行排气处理。
[0017]可选的，采用循环变化的方式对所述基底进行排气处理的步骤包括:对所述真空室进行抽真空，以获得第一气压；向所述真空室内通入保护气体，以获得第二气压，所述第一气压低于所述第二气压。
[0018]可选的，所述真空室通入的保护气体包括氩气和氮气。
[0019]可选的，所述采用气压循环变化的方式对所述基底进行排气处理的步骤包括:在每个气压循环变化的周期中，所述真空室在第二气压情况下保持的时间为2到4分钟；在第一气压情况下保持的时间为5到6分钟。
[0020]可选的，所述真空室内气压采用循环变化的方式对所述基底进行排气处理的步骤包括:所述气压循环变化的范围为1-1Ombar到900mbar。
[0021]可选的，所述气压循环变化的周期数大于或等于2个。
[0022]可选的，形成基底，所述基底内形成有微机械器件的步骤中，所述微机械器件为微机械陀螺仪。
[0023]与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点:
[0024]本发明所提供的封装方法，在将需要封装的基底和操作晶圆键金属层键合之间，对基底进行排气处理，即对所述基底进行加热排气处理。所述加热排气处理能够有效去除待封装区域的水汽，而且还能利用高温去除一些难挥发的化合物，使封装过后封装腔内的真空度得到有效提高，从而降低封装腔内器件的读出错误，降低器件能量损耗，改善器件稳定性，提高器件灵敏度，提高器件品质因子。
【附图说明】
[0025]图1是现有技术采用共晶键合封装的结构示意图。
[0026]图2至图8是本发明封装方法一实施例各个步骤的示意图。
【具体实施方式】
[0027]如【背景技术】所述，现有技术中微机械系统的品质因子不够高，现分析品质因子不高的原因:微机械系统通常需要高真空的工作环境，以减小空气阻力对微机械器件的影响。换句话说，高真空环境下工作的微机械系统的性能更高；空气阻力愈小，品质因子愈高。因此提高封装腔的真空度，能够有效提高微机械系统的品质因子，进而提高微机械系统的性會K。
[0028]为解决所述技术问题，本发明提供一种封装方法，包括:
[0029]形成基底，所述基底内形成有微机械器件；
[0030]在所述基底表面形成第一图形化金属层；
[0031]对所述基底进行排气处理；
[0032]提供操作晶圆，所述操作晶圆的表面形成有第二图形化金属层；
[0033]将所述基底第一图形化金属层和操作晶圆的第二图形化金属层对应贴合，以实现晶圆键合。
[0034]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
[0035]图2至图8为本发明封装方法一实施例各个步骤的结构示意图。需要说明的是，本实施例以微机械陀螺仪的封装工艺为例进行说明，不应以此限制本发明。
[0036]参考图2，形成基底100，所述基底100内形成有微机械陀螺仪101，所述基底100表面上，所述微机械陀螺仪101周边区域作为用于形成共晶金属的共晶键合区域。
[0037]所述基底100是后续工艺的工作平台。本实施例中，所述基底100的材料可以为娃。但除实施例外的其他实施例中，所述基底100的材料还可以选自多晶娃或者非晶娃；所述基底100也可以选自硅、锗、砷化镓或硅锗化合物；所述基底100还可以选自具有外延层或外延层上硅结构；所述基底100还可以是其他半导体材料，本发明对此不做任何限制。
[0038]参考图3和图4，图4为图3中A-A’线的剖视图，在所述基底100表面形成第一图形化金属层102，所述第一图形化金属层102覆盖所述共晶键合区域。
[0039]具体的，在所述基底100表面形成第一图形化金属层102的步骤包括:
[0040]在所述基底表面形成键合金属层；在所述键合金属层上涂覆光刻胶层，之后，经曝光、显影等工艺以后，在所述光刻胶层内形成光刻胶图案，并以光刻胶为掩模刻蚀所述键合金属层，之后去除所述光刻胶，从而形成第一图形化金属层102。在形成所述光刻胶层前，还可以先在所述基底100表面形成一层或多层掩模层，上述刻蚀工艺为本领域成熟工艺，在此不再赘述。
[0041]所述第一图形化金属层102用于后续实现共晶键合，本实施例中，所述第一图形化金属层102的材料为锗，形成工艺可选为PVD沉积。除本实施例外的其他实施例中，所述第一图形化金属层102的材料还可以为铜、铝等金属，现有共晶键合工艺适用的金属均可运用在本发明中，本发明对此不做任何限制。
[0042]参考图5，对所述基底100进行排气处理。
[0043]具体的，所述排气处理为在真空室内对所述基底100进行加热排气处理。所述加热排气处理能够有效去除待封装区域的水汽，而且还可以利用高温去除一些难挥发的化合物，有效提高封装后封装腔内的真空度。
[0044]需要说明的是，所述加热排气处理与后续的金属键合步骤可以在真空室内采用原位的方式完成，也可以采用非原位的方式进行。
[0045]具体的，所述真空室可以是采用加热板为热源的真空室，所述加热排气处理可以通过所述真空室内的加热板进行加热。真空室内的气压采用循环变化的方式进对所述基底100进行排气处理。所述真空室内气压采用循环变化的方式具体包括:对所述真空室进程抽真空，以获得第一气压；向所述真空室内通入保护气体，以获得第二气压，所述第一气压低于所述第二气压。真空室气压由第一气压变化到第二气压，再恢复到第一气压为一个循环周期。气压循环变化的真空环境，真空腔内气压波动，能够使封装区域以及基底100内的水