本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體，具體而言，涉及一種用于微電子器件真空封裝的吸氣劑結(jié)構(gòu)及制造方法。

背景技術(shù)：

1、以mems(micro-electro-mechanical?system，微機(jī)電系統(tǒng))陀螺、mems加速度計(jì)、mems射頻開關(guān)、mems紅外傳感器等為代表的微電子器件需要進(jìn)行氣密性真空封裝，以保護(hù)器件不受環(huán)境沾污，同時(shí)在較低空氣阻尼環(huán)境中工作降低器件功耗，提升器件信噪比。

2、現(xiàn)階段，對(duì)上述微電子器件可采用器件級(jí)封裝，如將器件直接放置在氣密的金屬或者陶瓷封裝中，或采用晶圓級(jí)封裝，在器件加工過程中，通過鍵合工藝將器件封在一密閉微腔體中。無論哪種方案，封裝之后，由于密閉腔體內(nèi)部材料會(huì)逐漸釋放氣體、封裝漏氣以及小分子氣體的滲透作用，將惡化封裝內(nèi)的真空度，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致器件失效。為此，通常采用非蒸散型薄膜吸氣劑對(duì)腔內(nèi)的殘余氣體進(jìn)行吸附，以維持器件內(nèi)部的真空度。吸氣劑薄膜材料通過物理及化學(xué)吸附對(duì)氣體分子進(jìn)行吸附，但吸氣劑表面會(huì)被氧化形成鈍化層，需要進(jìn)行退火激活使吸氣劑具備吸氣能力。

3、一般采用對(duì)器件整體加熱實(shí)現(xiàn)激活，但過高的激活溫度會(huì)對(duì)器件的其余材料帶來?yè)p傷，因此業(yè)界提出了將加熱器集成進(jìn)器件中，通過對(duì)加熱器通電加熱激活的方式，達(dá)到對(duì)吸氣劑的定向激活，減小對(duì)器件的影響。實(shí)現(xiàn)方式有兩種，一種是直接給吸氣劑通電加熱激活，這種方式的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是難以對(duì)激活溫度進(jìn)行精密控制，激活效果不可控，另一種是在加熱器結(jié)構(gòu)上制作一絕緣層，然后在絕緣層上再制作吸氣劑，這種方式的優(yōu)點(diǎn)是加熱溫度可控，缺點(diǎn)是工藝相對(duì)復(fù)雜。

4、但是，上述兩種方法都難以對(duì)吸氣劑的激活程度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。因此，如何利用簡(jiǎn)單的工藝實(shí)現(xiàn)具有高效激活能力的吸氣劑，時(shí)能夠?qū)ξ鼩鈩┑募せ畛潭冗M(jìn)行監(jiān)測(cè)是本領(lǐng)域急需解決的關(guān)鍵問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)?jiān)谟谔峁┮环N用于微電子器件真空封裝的吸氣劑結(jié)構(gòu)及制造方法，旨在簡(jiǎn)化吸氣劑結(jié)構(gòu)的加工工藝的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)吸氣劑的激活程度的監(jiān)測(cè)。

2、本申請(qǐng)實(shí)施例第一方面提供一種用于微電子器件真空封裝的吸氣劑結(jié)構(gòu)，包括：

3、襯底；

4、吸氣劑，設(shè)置在所述襯底的一側(cè)，所述吸氣劑在所述襯底上形成目標(biāo)圖案，所述目標(biāo)圖案包括至少兩個(gè)具有長(zhǎng)度的邊沿；

5、加熱器，設(shè)置在所述襯底的一側(cè)，且所述加熱器沿著所述目標(biāo)圖案的至少兩個(gè)所述邊沿中的第一邊沿延伸；

6、溫度傳感器，設(shè)置在所述襯底的一側(cè)，且所述溫度傳感器沿著所述目標(biāo)圖案的至少兩個(gè)所述邊沿中的第二邊沿延伸，所述第二邊沿與所述第一邊沿處于不同位置；

7、其中，所述吸氣劑、所述加熱器和所述溫度傳感器位于所述襯底的同一面，且所述吸氣劑在所述襯底上的正投影、所述加熱器在所述襯底上的正投影以及所述溫度傳感器在所述襯底上的正投影無交疊；

8、兩個(gè)第一引出電極，設(shè)置在所述襯底的一側(cè)，兩個(gè)所述第一引出電極分別位于所述吸氣劑的兩端，且與所述吸氣劑電連接。

9、可選地，所述吸氣劑形成的所述目標(biāo)圖案為蛇形，所述目標(biāo)圖案包括相對(duì)的第一邊沿和第二邊沿；

10、其中，所述加熱器沿著所述第一邊沿延伸，所述溫度傳感器沿著所述第二邊沿延伸。

11、可選地，所述吸氣劑形成的所述目標(biāo)圖案為凹字形，且凹字形的所述目標(biāo)圖案的內(nèi)側(cè)形成有多組相對(duì)的凸起圖案；

12、所述目標(biāo)圖案包括位于外側(cè)的第一邊沿以及位于內(nèi)側(cè)的第二邊沿；

13、其中，所述加熱器沿著所述第一邊沿和所述第二邊沿延伸，所述溫度傳感器沿著所述第二邊沿延伸。

14、可選地，所述吸氣劑形成的所述目標(biāo)圖案為雙螺旋線形，雙螺旋線形的所述目標(biāo)圖案包括位置不同的第一邊沿和第二邊沿；

15、其中，所述加熱器沿著所述第一邊沿延伸，所述溫度傳感器沿著所述第二邊沿延伸。

16、可選地，所述吸氣劑結(jié)構(gòu)還包括：

17、兩個(gè)第二引出電極，設(shè)置在所述襯底的一側(cè)，兩個(gè)所述第二引出電極分別位于所述加熱器的兩端，且與所述加熱器電連接；

18、兩個(gè)第三引出電極，設(shè)置在所述襯底的一側(cè)，兩個(gè)所述第三引出電極分別位于所述溫度傳感器的兩端，且與所述溫度傳感器電連接。

19、可選地，所述第一引出電極、所述第二引出電極和所述第三引出電極均為多層金屬結(jié)構(gòu)。

20、可選地，所述吸氣劑包括ti-zr-v合金吸氣劑、zr-v-fe合金吸氣劑、au-ti復(fù)合金屬吸氣劑和au-zr復(fù)合金屬吸氣劑。

21、可選地，所述加熱器為導(dǎo)電薄膜電阻；

22、所述加熱器的材料包括pt、ti、tin、cr或多晶硅等材料。

23、可選地，所述溫度傳感器為熱敏薄膜電阻；

24、所述溫度傳感器的材料包括pt或ni。

25、本申請(qǐng)實(shí)施例第二方面提供一種用于微電子器件真空封裝的吸氣劑結(jié)構(gòu)的制造方法，所述制造方法包括：

26、提供襯底；

27、在所述襯底的一側(cè)形成吸氣劑，所述吸氣劑在所述襯底上形成目標(biāo)圖案，所述目標(biāo)圖案包括至少兩個(gè)具有長(zhǎng)度的邊沿；

28、在所述襯底的一側(cè)形成加熱器，且所述加熱器沿著所述目標(biāo)圖案的至少兩個(gè)所述邊沿中的第一邊沿延伸；

29、在所述襯底的一側(cè)形成溫度傳感器，且所述溫度傳感器沿著所述目標(biāo)圖案的至少兩個(gè)所述邊沿中的第二邊沿延伸；

30、在所述襯底的一側(cè)形成兩個(gè)第一引出電極，兩個(gè)所述第一引出電極分別位于所述吸氣劑的兩端，且與所述吸氣劑電連接；

31、其中，所述吸氣劑、所述加熱器和所述溫度傳感器位于所述襯底的同一面，且所述吸氣劑在所述襯底上的正投影、所述加熱器在所述襯底上的正投影以及所述溫度傳感器在所述襯底上的正投影無交疊。

32、有益效果：

33、本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N用于微電子器件真空封裝的吸氣劑結(jié)構(gòu)及制造方法，通過設(shè)置襯底、吸氣劑、加熱器和溫度傳感器，其中吸氣劑在襯底上形成目標(biāo)圖案，加熱器和溫度傳感器分別沿著目標(biāo)圖案的第一邊沿和第二邊沿延伸，并且吸氣劑、加熱器和溫度傳感器設(shè)置在襯底的同一面，同時(shí)在襯底上設(shè)置有第一引出電極與吸氣劑電連接；這樣，通過將吸氣劑、加熱器和溫度傳感器在襯底的同一面完成加工，可以簡(jiǎn)化吸氣劑結(jié)構(gòu)的加工工藝，同時(shí)利用第一引出電極可以實(shí)現(xiàn)對(duì)吸氣劑激活程度的監(jiān)控。

技術(shù)特征：

1.一種用于微電子器件真空封裝的吸氣劑結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于微電子器件真空封裝的吸氣劑結(jié)構(gòu)，其特征在于：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于微電子器件真空封裝的吸氣劑結(jié)構(gòu)，其特征在于：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于微電子器件真空封裝的吸氣劑結(jié)構(gòu)，其特征在于：

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的用于微電子器件真空封裝的吸氣劑結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述吸氣劑結(jié)構(gòu)還包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于微電子器件真空封裝的吸氣劑結(jié)構(gòu)，其特征在于：

7.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的用于微電子器件真空封裝的吸氣劑結(jié)構(gòu)，其特征在于：

8.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的用于微電子器件真空封裝的吸氣劑結(jié)構(gòu)，其特征在于：

9.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的用于微電子器件真空封裝的吸氣劑結(jié)構(gòu)，其特征在于：

10.一種用于微電子器件真空封裝的吸氣劑結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N用于微電子器件真空封裝的吸氣劑結(jié)構(gòu)及制造方法，屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，包括：襯底；吸氣劑，設(shè)置在襯底的一側(cè)；加熱器，設(shè)置在襯底的一側(cè)；溫度傳感器，設(shè)置在襯底的一側(cè)；其中，吸氣劑、加熱器和溫度傳感器位于襯底的同一面，且吸氣劑在襯底上的正投影、加熱器在襯底上的正投影以及溫度傳感器在襯底上的正投影無交疊；兩個(gè)第一引出電極，設(shè)置在襯底的一側(cè)，兩個(gè)第一引出電極分別位于吸氣劑的兩端，且與吸氣劑電連接。通過本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N用于微電子器件真空封裝的吸氣劑結(jié)構(gòu)及制造方法，可以簡(jiǎn)化吸氣劑結(jié)構(gòu)的加工工藝的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)吸氣劑的激活程度的監(jiān)測(cè)。

技術(shù)研發(fā)人員：崔健,胡皓文,趙前程
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/26