微机电系统器件与集成电路的集成方法及集成芯片的制作方法

专利名称：微机电系统器件与集成电路的集成方法及集成芯片的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种微机电系统(MEMS)器件与集成电路的集成方法及集成芯片。
背景技术：
MEMS技术是近年来高速发展的一项高新技术。与由传统技术制作的对应器件相比， MEMS技术制作的器件在体积、功耗、重量及价格方面都有十分明显的优势，而且其采用先 进半导体制造工艺，可以实现MEMS器件的批量制造，目前在市场上，MEMS器件的主要应 用实例包括压力传感器、加速度计及硅麦克风等。
MEMS器件需要与驱动、检测、信号处理等集成电路(CMOS/Bipolar)连接集成在一起 以成为一个具有完整独立功能的系统。目前已有的集成方案种类繁多，电路与MEMS器件制 作在同一芯片上称为单片集成，单片集成按制作器件的先后顺序可分为Pre—CMOS及POST 一CMOS。 Pre—CMOS指先制作MEMS器件后再在同一芯片上制作集成电路，该种方案的缺 点是MEMS器件会对后续集成电路工艺造成污染，且可能污染制造设备，导致后续使用该设 备加工的其它集成电路均失效；POST-CMOS则是在制作完成集成电路后再在同一芯片上加工 MEMS器件，但加工MEMS器件一般需采用高温工艺，而高温工艺将导致己加工完毕的集成 电路失效。上述各问题虽可采取一定方法解决，但一般均会导致工艺复杂化，成本增加，因 此单片集成工艺的应用受到限制，致使相当部分的MEMS器件不能采用该种方法进行集成。
另一种集成化方案是将MEMS器件与集成电路封装在同一管壳内的多芯片模块集成化。 该方案首先在不同芯片上单独进行MEMS器件和集成电路的制造，然后将两者相邻地安装在 同一基板上，并通过引线键合将两者进行电气连接，接着再进行陶瓷或金属封装以完成集成， 该种方案的缺点一是由于两者之间的电连接由较长引线实现，会引入较多干扰信号，进而导 致系统整体性能下降，二是由于MEMS器件一般是大小为微米数量级的可动部件，这些部件 较为脆弱，因此封装集成时不能采用塑料封装，而需采用陶瓷或金属封装，这样封装所占成 本相对较高，封装成本可比MEMS器件本身成本高出10~100倍。
因此，如何解决现有技术存在的缺点以实现低成本集成化方案己成为本领域技术人员亟 待解决的技术课题。

发明内容
本发明的目的在于提供一种可减少封装成本的微机电系统(MEMS)器件与集成电路的集 成方法，以实现MEMS器件的圆片级集成及封装，并减小最终封装的体积。
本发明的另一目的在于微机电系统(MEMS)器件与集成电路的集成芯片，使MEMS器件与 集成电路之间的电气连接通路短，以有效减小杂散电容与耦合电感，还可采用塑料封装而降 低封装成本。
为了达到上述目的及其他目的，本发明提供一种可减小封装成本的微机电系统(MEMS) 器件与集成电路的集成方法，包括步骤1)分别提供一具有微机电系统器件的第一芯片及一 具有与所述微机电系统器件对应的集成电路的第二芯片，其中，所述第一芯片具有第一电气 连接点，所述第二芯片上具有第二电气连接点，且当所述第一芯片覆盖于所述第二芯片上时 所述第一电气连接点与所述第二电气连接点相互对应；2)在所述第一电气连接点上生成第一 附加导电点，同时在所述第一芯片上环绕所述微机电系统器件生成一第一封装环；3)在所述 第二电气连接点上生成第二附加导电点，同时在所述第二芯片上生成一第二封装环，且当所 述第一芯片覆盖于所述第二芯片上时所述第二封装环与所述第一封装环相对应4)将所述第 一芯片与所述第二芯片对接，并使所述第一附加导电点与所述第二附加导电点融合对接以完 成所述微机电系统器件与所述集成电路的电气连接，同时，使所述第一封装环和所述第二封 装环融合对接以将所述微机电系统器件密封于环内。
当所述第一芯片位于第一圆片上，所述第二芯片位于第二圆片上时，所述微机电系统器 件与集成电路的集成方法还包括对对接后的所述第一圆片及第二圆片进行切割以得到单个集 成芯片，并对所述单个集成芯片进行常规塑料封装的步骤。
所述第一电气连接点及第一附加导电点可处于所述第一封装环内；所述第一附加导电点 由第三球下冶金层(under bump metallurgy ， UBM)所形成；所述第二附加导电点为由在所 述第二电气连接点上生成的第四UBM层及在所述第四UBM层上生成的第二焊料层形成的焊料 球。
步骤2)也可进一步包括步骤(1)在所述第一芯片上环绕所述微机电系统器件生成一第 一金属环；(2)在所述第一金属环上生成第一UBM层以形成由所述第一金属环及所述第一UBM 层组成的第一封装环。
所述第一 UBM层可包括生成于所述第一金属环上的第一黏附层、生成于所述第一黏附层 上的第一扩散阻挡层、生成于所述第一扩散阻挡层上的第一浸润层及生成于所述第一浸润层 上的第一氧化阻挡层；所述第一黏附层的材料可为铬、钛及钛钨中的一种或多种；所述第一
扩散阻挡层的材料为铅、铂及铜中的一种或多种；所述第一浸润层的材料为铜、金及镍中的 一种或多种；所述第一氧化阻挡层的材料为金；可采用蒸发、电镀、化学镀及印刷中的一种 方法分别形成所述第一黏附层、所述第一扩散阻挡层、所述第一浸润层及第一氧化阻挡层。
步骤3)也可进一步包括步骤(1)在所述第二芯片上生成一与所述第一金属环相对应的 第二金属环；(2)在所述第二金属环上生成第二 UBM层；(3)在所述第二 UBM层生成第一焊 料层以形成由所述第二金属环、所述第二 UBM层及所述第一焊料层组成的第二封装环。
所述第二 UBM层可包括生成于所述第二金属环上的第二黏附层、生成于所述第二黏附层 上的第二扩散阻挡层、生成于所述第二扩散阻挡层上的第二浸润层及生成于所述第二浸润层 上的第二氧化阻挡层；所述第一焊料层的材料为锡银铜金属混合物、锡铜镍、及锡金金属混 合物中的一种。
本发明还提供一种微机电系统器件与集成电路的集成芯片，包括第一芯片及与所述第一 芯片相对接的第二芯片，其中，所述第一芯片包括微机电系统器件、第一导电融合点及环绕 所述微机电系统器件生成的第一封装环，所述第二芯片包括与所述微机电系统器件相对应的 集成电路、与所述第一导电融合点融合对接的第二导电融合点、及与所述第一封装环融合对 接以将所述微机电系统器件密封于环内的第二封装环。
所述第一导电融合点可处于所述第一封装环内；所述第一导电融合点可包括生长于所述 第一芯片上的第一电气连接点及生长于所述第一电气连接点上的第一附加导电点；所述第一 附加导电点可由第三UBM层所形成。
所述第二导电融合点可包括生长于所述第二芯片上的第二电气连接点及生长于所述第二
电气连接点上的第二附加导电点；所述第二附加导电点可为由生长于所述第二电气连接点上 的第四UBM层及生长于所述第四UBM层上的第二焊料层形成的焊料球。
所述第一封装环可包括在所述第一芯片上环绕所述微机电系统器件生成的第一金属环及 生长于所述第一金属环上的第一 UBM层；所述第一 UBM层可包括生成于所述第一金属环上的 第一黏附层、生成于所述第一黏附层上的第一扩散阻挡层、生成于所述第一扩散阻挡层上的 第一浸润层及生成于所述第二浸润层上的第二氧化阻挡层；所述第一黏附层的材料可为铬、 钛及钛钨中的一种或多种；所述第一扩散阻挡层的材料为铅、铂及铜中的一种或多种；所述 第一浸润层的材料为铜、金及镍中的一种或多种；所述第一氧化阻挡层的材料为金；可采用 蒸发、电镀、化学镀、及印刷中的一种方法分别形成所述第一黏附层、所述第一扩散阻挡层、 所述第一浸润层及第一氧化阻挡层。
所述第二封装环包括生长于所述第二芯片上的第二金属环、生长于所述第二金属环上的
第二 UBM层及生长于所述第二 UBM层的第一焊料层；所述第二 UBM层可包括生成于所述第二 金属环上的第二黏附层、生成于所述第二黏附层上的第二扩散阻挡层、生成于所述第二扩散 阻挡层上的第二浸润层及生成于所述第二浸润层上的第二氧化阻挡层；所述第一焊料层的材 料可为锡银铜金属混合物、锡铜镍、及锡金金属混合物中的一种。
综上所述，本发明的微机电系统器件与集成电路的集成方法及集成芯片可减小封装成本， 实现MEMS器件的圆片级集成及封装，减小最终封装的体积，同时还能縮短MEMS器件与集成 电路之间的电气连接通路，有效减小杂散电容与耦合电感，还可采用塑料封装而降低封装成 本。


图l为本发明的微机电系统器件与集成电路的集成方法提供的第二圆片俯视图。 图2为本发明的微机电系统器件与集成电路的集成方法提供的第二芯片剖面示意图。 图3为本发明的微机电系统器件与集成电路的集成方法提供的第二芯片俯视图。 图4为本发明的微机电系统器件与集成电路的集成方法提供的第一圆片俯视图。 图5为本发明的微机电系统器件与集成电路的集成方法提供的第一芯片俯视图。 图6为本发明的微机电系统器件与集成电路的集成方法提供的第一芯片剖视图。 图7为本发明的微机电系统器件与集成电路的集成方法第一圆片与第二圆片对接示意图。 图8为本发明的微机电系统器件与集成电路的集成方法第一芯片与第二芯片对接示意图。 图9为本发明的微机电系统器件与集成电路的集成方法第一芯片与第二芯片对接前的剖 视图。
图10为本发明的微机电系统器件与集成电路的集成方法第一芯片与第二芯片对接后的剖 视图。
图11为本发明的微机电系统器件与集成电路的集成方法第一圆片与第二圆片对接后切割 第一圆片的示意图。
图12为本发明的微机电系统器件与集成电路的集成方法第一芯片与第二芯片对接后切割 第二圆片示意图。
图13为本发明的微机电系统器件与集成电路的集成方法第一芯片与第二芯片对接后完全 切割后的剖面示意图。
具体实施例方式
以下将通过具体实施例详细说明本发明的微机电系统器件与集成电路的集成方法及所形 成的集成芯片。
请参阅图1及图13，本发明的微机电系统器件与集成电路的集成方法主要包括以下步骤
第一步分别提供一第一圆片201及一第二圆片101，如图4至6所示，所述第一圆片201上 具有多个第一芯片即微机电系统器件单元205，每一微机电系统器件单元205其由3层组成， 最下层为硅衬底208，硅衬底208上有氧化硅层216，氧化硅层216上有器件层206，通过光 刻及刻蚀的方法得到窄槽219从而形成了一种MEMS器件例如梳齿电容式加速度计202，所述 加速度计202的质量块上生成有释放孔215，悬挂质量块的固定梁214—端具有支点222，所 述加速度计202设有两个第一电气连接点207，导线206将所述加速度计的梳齿221与相应的 各第一电气连接点207相连接。再如图1至图3所示，所述第二圆片101上具有多个采用常 规集成电路工艺生长于基片117上的第一芯片即集成电路单元106，每一个集成电路单元106 都包含与所述梳齿电容式加速度计202对应的集成电路102、及用于同外部电路连接的金属压 点104，集成电路102通过金属107与金属压点104相连接，每一个集成电路单元106还包括 两个第二电气连接点105，同时当所述第一圆片201覆盖于所述第二圆片101上时，各第一电 气连接点207与相应各第二电气连接点105相互对应。
第二步在各第一电气连接点207上分别生成相应的第一附加导电点209，同时在所述微机电 系统器件单元205上环绕所述梳齿电容式加速度计202生成一第一封装环218，各第一电气连 接点207为金属，在本实施方式中，各第一电气连接点207及各第一附加导电点209处于所 述第一封装环203内，此外，也可根据实际情况将各第一电气连接点207及各第一附加导电 点209处于所述第一封装环218夕卜，或部分第一电气连接点207及相应第一附加导电点209 处于所述第一封装环203内，而其余各第一电气连接点207及相应第一附加导电点209处于 所述第一封装环218外，各第一附加导电点209由第三UBM (under bump metallurgy)层所 形成，所述第三UBM层的结构容后陈述。若所述第一封装环218由第一金属环203及第一UBM 层组成时，生成所述第一封装环218包括以下步骤
1) 环绕所述梳齿电容式加速度计202生成一第一金属环203。
2) 在所述第一金属环203上生成第一UBM层，其中，所述第一UBM层由黏附层213、扩散阻 挡层212、浸润层211、及氧化阻挡层210组成，黏附层213的作用是使整个第一封装环218 与第一金属环203保持紧密连接且不易脱落，黏附层213可为Cr、 Ti、 TiW等金属中的一种
或多种，扩散阻挡层212的作用是防止浸润层211材料扩散至所述第一芯片201中，其可用 Pb、 Pt、 Cu等金属中的一种或多种，浸润层211可防止黏附层213及扩散阻挡层212氧化， 其通常选用Cu、 Au、 Ni金属中的一种或多种，氧化阻挡层210可用金(Au)，形成第一 UBM 层包含的各层的方法可采用蒸发、电镀、化学镀、印刷等多种方法，例如先在所述梳齿电容 式加速度计202上涂布光刻胶后光刻以得到第一封装环218图形，接着溅射第一 UBM各层所 需金属，然后用剥离工艺将光刻胶以及胶上金属去除得到第一UBM层图形。所述第三UBM层 的结构与前述第一UBM层的结构相同，故不再重述。在本实施方式中，当所述第一UBM层及 所述第三UBM层制作完毕后会被涂布光刻胶进行光刻以保护所述第一 UBM层及所述第三UBM 层，接着对梳齿电容式加速度计202进行释放工艺，即将氢氟酸通过窄槽219及释放孔215 去腐蚀二氧化硅层216，以在质量块及梳齿221下方形成空气隙220使得质量块可以自由活动。
此外，所述第一封装环218也可采用其他结构，例如其可为采用旋涂法或者喷涂法生成的有 机物质环。
第三步在各第二电气连接点105上生成相应各第二附加导电点，同时在所述集成电路单元 106上生成各第二封装环108，且当所述第一圆片201覆盖于所述第二圆片101上时各第二封 装环108与各第一封装环218相互对应，其中，各第二电气连接点105为金属，各第二附加 导电点为由在各第二电气连接点105上生成的各第四UBM层及在所述第四UBM层上生成的各 第二焊料层115形成的焊料球116，各第四UBM层分别由黏附层lll、扩散阻挡层112、浸润 层113、及氧化阻挡层114组成，黏附层111的作用是使整个第二附加导电点与第二电气连接 点105保持紧密连接且不易脱落，黏附层lll可为Cr、 Ti、 TiW等金属，扩散阻挡层112的 作用是防止浸润层113、第二焊料层115材料扩散至所述第二芯片101中，其可用Pb、 Pt、 Cu等金属，浸润层113则一方面防止黏附层111、扩散阻挡层112氧化， 一方面能与第二焊 料层115形成良好的浸润，该层通常选用Cu、 Au、 Ni等金属，氧化阻挡层114可用金Au，第 二焊料层115可采用锡银铜(Sn Ag Cu)金属混合物或锡铜镍(Sn Cu Ni)或锡金(Sn Au) 等金属混合物，当各第二封装环108分别由第二金属环103、第二UBM层及第一焊料层组成时， 其生成步骤如下-
1) 在所述集成电路单元106上生成一与各第一金属环203相对应的第二金属环103。
2) 在各第二金属环103上生成第二UBM层，由于第二UBM层与所述第四UBM层结构类似，其 也是由生成于所述第二金属环103上的第二黏附层、生成于所述第二黏附层上的第二扩散阻 挡层、生成于所述第二扩散阻挡层上的第二浸润层及生成于所述第二浸润层上的第二氧化阻
挡层组成，形成各层的方法也可采用蒸发、电镀、化学镀、印刷等多种方法。如图2所示， 先在所述集成电路单元106的绝缘层109及钝化层110涂布光刻胶后光刻以得到第二金属环 103以及第二附加导电点的图形，接着溅射UBM各层所需金属，然后用剥离工艺将光刻胶以及 胶上金属去除得到各UBM图形。
3)在所述第二UBM层生成第一焊料层，第一焊料层与第二焊料层115采用的材料相同，当各 UBM图形生成后，继续利用光刻以及电镀的方法及可得到第二焊料层的图形，再在合适的温度 下回流即可得到各第二封装环108及焊料球的最终形状。
此外，各第二封装环108也可采用其他结构，例如其可为采用旋涂法或者喷涂法生成的有机 物质环。
第四步如图7所示，将所述第一圆片201与所述第二圆片101对接，并使所述第一附加导 电点209与所述第二附加导电点即焊料球116融合对接以完成每一微机电系统器件单元205 与相应集成电路单元106的电气连接，同时，使所述第一封装环218和所述第二封装环108 融合对接以将所述微机电系统器件密封于环内，当所述第一封装环218和所述第二封装环108 采用UBM层时，如图8及9所示，对接时需将所述第二封装环108与所述第一封装环218、及 焊料球116与所述第一附加导电点209对准，然后施加一定的压力及温度后，如图10所示， 焊料球116的第二焊料层115与所述第一附加导电点209融合后发生形变由球状变为黏合体 302，同时，所述第二封装环108的第一焊料层115与所述第一封装环218的浸润层211及氧 化阻挡层210融合后发生形变成为黏合体301，如此梳齿电容式加速度计202通过导线206、 第一电气连接点207、第一附加导电点209、黏合体302、第二电气连接点105与集成电路102 实现了电气连接，同时黏合体301也形成了一堵焊料墙将梳齿电容式加速度计202封在一密 闭腔体303内，密闭腔体303内的气氛以及压力可在第一圆片201与第二圆片101对接时予 以设定。
此外，当所述第二封装环108与所述第一封装环218都为有机物质环时，其融合方式与 前述融合方式类似，故不再重述，本领域技术人员可根据实际情况采用不同的温度及压力使 两者融合密封。
第五步当第一圆片201与第二圆片101对接完成后需要进行划片以得到单个集成器件，因 此可先对第一圆片201进行划片而不是划第二圆片101，如图11所示，接着对第二圆片101 划片，划片位置接近焊料墙，这样可得到单个的集成器件401，并且露出了电路芯片上的金属 压点104，如图12、 13所示，然后对每一单个的集成器件进行常规的塑料封装即可得到最终 成品。
需注意的是，本领域技术人员也可根据实际情况将本发明的微机电系统器件与集成电路 的集成方法包含的各步骤融合入MEMS器件及集成电路的生成过程中，而非完全按照本发明的 步骤依序进行，例如，可在制作第一电气连接点及第二电气连接点时同步生成第一金属环及 第二金属环等。
此外，本发明还提供微机电系统器件与集成电路的集成芯片401包括第一芯片即微机
电系统器件单元205及第二芯片即集成电路单元106。
所述微机电系统器件单元205包括微机电系统器件(例如梳齿电容式加速度计202)、第 一导电融合点及环绕所述微机电系统器件生成的第一封装环203，其中，所述第一导电融合点 处于所述第一封装环218内，此外，其也可设置在所述第一封装环218夕卜，其包括生长于所 述微机电系统器件单元205上的第一电气连接点及生长于所述第一电气连接点207上的第一 附加导电点209，在本实施方式中，所述第一附加导电点209由一UBM层所形成的，UBM层的 结构前述已有详细说明，在此不再详述。所述第一封装环218可为采用旋涂法或者喷涂法所 生成的有机物质环，也可为由环绕所述微机电系统器件生成的第一金属环203及生长于所述 第一金属环203上的第一UBM层构成，所述第一UBM层可由黏附层213、扩散阻挡层212、浸 润层211、及氧化阻挡层210组成。黏附层213可为Cr、 Ti、 TiW等金属中的一种或多种，扩 散阻挡层212的作用是防止浸润层211材料扩散至所述第一芯片201中，其可用Pb、 Pt、 Cu 等金属中的一种或多种，浸润层211可防止黏附层213及扩散阻挡层212氧化，其通常选用 Cu、 Au、 Ni金属中的一种或多种，氧化阻挡层210可用金(Au)，形成第一UBM层包含的各层 的方法可采用蒸发、电镀、化学镀、印刷等多种方法。
所述集成电路单元106与所述微机电系统器件单元205相对接，其包括与所述梳齿电容 式加速度计202相对应的集成电路102、与所述第一导电融合点融合对接的第二导电融合点、 及与所述第一封装环218融合对接以将所述微机电系统器件密封于环内的第二封装环108，其 中，所述第二导电融合点包括生长于所述梳齿电容式加速度计202上的第二电气连接点及生 长于所述第二电气连接点105上的第二附加导电点，所述第二附加导电点为由生长于所述第 二电气连接点105上的第四UBM层及生长于所述第四UBM层上的第二焊料层115形成的焊料 球218，第四UBM层分别由黏附层lll、扩散阻挡层U2、浸润层113、及氧化阻挡层114组 成，所述第二封装环108可为采用旋涂法或者喷涂法所生成的有机物质环，也可为由生长于 所述第二芯片上的第二金属环、生长于所述第二金属环上的第二 UBM层及生长于所述第二 UBM 层的第一焊料层组成，所述第二 UBM层包括生成于所述第二金属环上的第二黏附层、生成于
所述第二黏附层上的第二扩散阻挡层、生成于所述第二扩散阻挡层上的第二浸润层及生成于 所述第二浸润层上的第二氧化阻挡层，所述第一焊料层的材料为锡银铜金属混合物、锡铜镍 或锡金等金属混合物。
综上所述，本发明的微机电系统(MEMS)器件与集成电路的集成方法及集成芯片具有较 多优点
第一，可以实现MEMS器件的圆片级集成及封装。
第二，由于划片在MEMS器件被密封后进行可解决MEMS器件可动部分在划片时易于受损 的问题，避免了采用激光等昂贵的划片方法，节约了成本。
第三，实现集成化，MEMS器件与集成电路相互对接可使两者之间的电气连接通路短，有 效减小杂散电容与耦合电感。
第四，可在集成时完成对MEMS器件的真空密封或将MEMS器件密闭在某些特定惰性气体 中。
第五，由于MEMS器件被密闭在腔中，最终封装可以采用塑料封装方式，而非昂贵的金属 或陶瓷封装，降低了封装成本。
第六，对一些需要防电磁干扰的MEMS器件，该种集成化方案能提供有效的电磁屏蔽效。
第七，可有效减小最终封装的体积。
以上所述的实施例仅为阐述本发明的技术思想和特点，其目的在于使熟知此项技术的人 士能够了解本发明的内容并据以实施，但并不能作为本发明的保护范围，即凡是依据本发明 所揭示的精神而加以修饰或变化，仍应认为纳入本发明的保护范围。本发明要求保护的范围 以所附权利要求书界定的范围为准。
权利要求
1.一种微机电系统器件与集成电路的集成方法，其特征在于包括步骤1)分别提供一具有微机电系统器件的第一芯片及一具有与所述微机电系统器件对应的集成电路的第二芯片，其中，所述第一芯片具有第一电气连接点，所述第二芯片上具有第二电气连接点，且当所述第一芯片覆盖于所述第二芯片上时所述第一电气连接点与所述第二电气连接点相互对应；2)在所述第一电气连接点上生成第一附加导电点，同时在所述第一芯片上环绕所述微机电系统器件生成一第一封装环；3)在所述第二电气连接点上生成第二附加导电点，同时在所述第二芯片上生成一第二封装环，且当所述第一芯片覆盖于所述第二芯片上时所述第二封装环与所述第一封装环相对应；4)将所述第一芯片与所述第二芯片对接，并使所述第一附加导电点与所述第二附加导电点融合对接以完成所述微机电系统器件与所述集成电路的电气连接，同时，使所述第一封装环和所述第二封装环融合对接以将所述微机电系统器件密封于环内。
2. 如权利要求l所述的微机电系统器件与集成电路的集成方法，其特征在于当所述第 一芯片位于第一圆片上，所述第二芯片位于第二圆片上时，还包括对对接后的所述第 一圆片及第二圆片进行切割以得到单个集成芯片，并对所述单个集成芯片进行常规塑 料封装的步骤。
3. 如权利要求l所述的微机电系统器件与集成电路的集成方法，其特征在于所述第一 电气连接点及第一附加导电点处于所述第一封装环内。
4. 如权利要求1所述的微机电系统器件与集成电路的集成方法，其特征在于在步骤2) 中，生成的所述第一封装环为有机物质环。
5. 如权利要求4所述的微机电系统器件与集成电路的集成方法，其特征在于所述有机 物质环为采用旋涂法或者喷涂法所生成。
6. 如权利要求1所述的微机电系统器件与集成电路的集成方法，其特征在于所述第二 封装环为有机物质环。
7. 如权利要求6所述的微机电系统器件与集成电路的集成方法，其特征在于所述有机 物质环为采用旋涂法或者喷涂法所生成。
8. 如权利要求1所述的微机电系统器件与集成电路的集成方法，其特征在于步骤2)进一步包括步骤-(1) 在所述第一芯片上环绕所述微机电系统器件生成一第一金属环；(2) 在所述第一金属环上生成第一球下冶金层以形成由所述第一金属环及所 述第一球下冶金层组成的第一封装环。
9. 如权利要求8所述的微机电系统器件与集成电路的集成方法，其特征在于所述第一 球下冶金层包括生成于所述第一金属环上的第一黏附层、生成于所述第一黏附层上的 第一扩散阻挡层、生成于所述第一扩散阻挡层上的第一浸润层及生成于所述第一浸润 层上的第一氧化阻挡层。
10. 如权利要求9所述的微机电系统器件与集成电路的集成方法，其特征在于所述第一 黏附层的材料为铬、钛、及钛鸨中的一种或多种。
11. 如权利要求9所述的微机电系统器件与集成电路的集成方法，其特征在于所述第一 扩散阻挡层的材料为铅、铂、及铜中的一种或多种。
12. 如权利要求9所述的微机电系统器件与集成电路的集成方法，其特征在于所述第一 浸润层的材料为铜、金、及镍中的一种或多种。
13. 如权利要求9所述的微机电系统器件与集成电路的集成方法，其特征在于所述第一 氧化阻挡层的材料为金。
14. 如权利要求9所述的微机电系统器件与集成电路的集成方法，其特征在于采用蒸发、 电镀、化学镀、及印刷中的一种方法分别形成所述第一黏附层、所述第一扩散阻挡层、 所述第一浸润层及第一氧化阻挡层。
15. 如权利要求8至14任一所述的微机电系统器件与集成电路的集成方法，其特征在于 所述步骤3)进一步包括步骤(1 )在所述第二芯片上生成一与所述第一金属环相对应的第二金属环；(2) 在所述第二金属环上生成第二球下冶金层；(3) 在所述第二球下冶金层生成第一焊料层以形成由所述第二金属环、所述第 二球下冶金层及所述第一焊料层组成的第二封装环。
16. 如权利要求15所述的微机电系统器件与集成电路的集成方法，其特征在于所述第 二球下冶金层包括生成于所述第二金属环上的第二黏附层、生成于所述第二黏附层上 的第二扩散阻挡层、生成于所述第二扩散阻挡层上的第二浸润层及生成于所述第二浸 润层上的第二氧化阻挡层。
17. 如权利要求15所述的微机电系统器件与集成电路的集成方法，其特征在于所述第 一焊料层的材料为锡银铜金属混合物、锡铜镍、及锡金金属混合物中的一种。
18. 如权利要求1所述的微机电系统器件与集成电路的集成方法，其特征在于所述第一 附加导电点由第三球下冶金层层所形成。
19. 如权利要求l所述的微机电系统器件与集成电路的集成方法，其特征在于所述第二 附加导电点为由在所述第二电气连接点上生成的第四球下冶金层及在所述第四球下 冶金层上生成的第二焊料层形成的焊料球。
20. —种微机电系统器件与集成电路的集成芯片，其特征在于包括第一芯片，其包括微机电系统器件、第一导电融合点及环绕所述微机电系统器件生 成的第一封装环；与所述第一芯片相对接的第二芯片，其包括与所述微机电系统器件相对应的集成电 路、与所述第一导电融合点融合对接的第二导电融合点、及与所述第一封装环融合 对接以将所述微机电系统器件密封于环内的第二封装环。
21. 如权利要求20所述的微机电系统器件与集成电路的集成芯片，其特征在于所述第 一导电融合点处于所述第一封装环内。
22. 如权利要求20或21所述的微机电系统器件与集成电路的集成芯片，其特征在于所 述第一导电融合点包括生长于所述第一芯片上的第一电气连接点及生长于所述第一 电气连接点上的第一附加导电点。
23. 如权利要求22所述的微机电系统器件与集成电路的集成芯片，其特征在于所述第一附加导电点由第三球下冶金层所形成。
24. 如权利要求20所述的微机电系统器件与集成电路的集成芯片，其特征在于所述第二导电融合点包括生长于所述第二芯片上的第二电气连接点及生长于所述第二电气 连接点上的第二附加导电点。
25. 如权利要求24所述的微机电系统器件与集成电路的集成芯片，其特征在于所述第二附加导电点为由生长于所述第二电气连接点上的第四球下冶金层及生长于所述第 四球下冶金层上的第二焊料层形成的焊料球。
26. 如权利要求20所述的微机电系统器件与集成电路的集成芯片，其特征在于所述第 一封装环为有机物质环。
27. 如权利要求26所述的微机电系统器件与集成电路的集成芯片，其特征在于所述有 机物质环为采用旋涂法或者喷涂法所生成。
28. 如权利要求20所述的微机电系统器件与集成电路的集成芯片，其特征在于所述第 二封装环为有机物质环。
29. 如权利要求28所述的微机电系统器件与集成电路的集成芯片，其特征在于所述有 机物质环为采用旋涂法或者喷涂法所生成。
30. 如权利要求20所述的微机电系统器件与集成电路的集成芯片，其特征在于所述第 一封装环包括在所述第一芯片上环绕所述微机电系统器件生成第一金属环及生长于 所述第一金属环上的第一球下冶金层。
31. 如权利要求30所述的微机电系统器件与集成电路的集成芯片，其特征在于所述第 一球下冶金层包括生成于所述第一金属环上的第一黏附层、生成于所述第一黏附层上 的第一扩散阻挡层、生成于所述第一扩散阻挡层上的第一浸润层及生成于所述第一浸 润层上的第一氧化阻挡层。
32. 如权利要求31所述的微机电系统器件与集成电路的集成芯片，其特征在于所述第 一黏附层的材料为铬、钛、及钛钩中的一种或多种。
33. 如权利要求31所述的微机电系统器件与集成电路的集成芯片，其特征在于所述第 一扩散阻挡层的材料为铅、铂、及铜中的一种或多种。
34. 如权利要求31所述的微机电系统器件与集成电路的集成芯片，其特征在于所述第 一浸润层的材料为铜、金、及镍中的一种或多种。
35. 如权利要求31所述的微机电系统器件与集成电路的集成芯片，其特征在于所述第 一氧化阻挡层的材料为金。
36. 如权利要求31所述的微机电系统器件与集成电路的集成芯片，其特征在于采用蒸 发、电镀、化学镀、及印刷中的一种方法分别形成所述第一黏附层、所述第一扩散阻 挡层、所述第一浸润层及第一氧化阻挡层。
37. 如权利要求30至36任一所述的微机电系统器件与集成电路的集成芯片，其特征在于 所述第二封装环包括生长于所述第二芯片上的第二金属环、生长于所述第二金属环上 的第二球下冶金层及生长于所述第二球下冶金层的第一焊料层。
38. 如权利要求37所述的微机电系统器件与集成电路的集成芯片，其特征在于所述第二球下冶金层包括生成于所述第二金属环上的第二黏附层、生成于所述第二黏附层上 的第二扩散阻挡层、生成于所述第二扩散阻挡层上的第二浸润层及生成于所述第二浸 润层上的第二氧化阻挡层。
39. 如权利要求37所述的微机电系统器件与集成电路的集成芯片，其特征在于所述第 一焊料层的材料为锡银铜金属混合物、锡铜镍、及锡金金属混合物中的一种。
全文摘要
一种微机电系统器件与集成电路的集成方法及集成芯片，首先提供一具有第一电气连接点及MEMS器件的第一芯片及一具有第二电气连接点及集成电路的第二芯片，然后在第一电气连接点上生成第一附加导电点，同时环绕MEMS器件生成一第一封装环，并在第二电气连接点上生成第二附加导电点，同时在第二芯片上生成一第二封装环，最后将第一芯片与第二芯片对接，并使第一附加导电点与第二附加导电点融合对接以完成MEMS器件与集成电路的电气连接，同时，使所述第一封装环和所述第二封装环融合对接以将MEMS器件密封于环内，如此可降低封装成本，同时还能缩短MEMS器件与集成电路之间的电气连接通路，有效减小杂散电容与耦合电感。
文档编号H01L23/488GK101355038SQ20071004432
公开日2009年1月28日 申请日期2007年7月27日 优先权日2007年7月27日
发明者刚 李, 维 胡 申请人:刚 李