球形玻璃微腔用于MEMS圆片级封装的基础研究

MEMS器件封装的特点是为活动部件提供机械保护和环境支持。玻璃良好的物理特性使其成为MEMS器件封装的主要材料之一。制备成批控制形状和尺寸的玻璃微腔，并应用于MEMS圆片级气密性封装，是玻璃微腔封装的难题。本项目创新性地提出了一种利用球形玻璃微腔封装MEMS器件的方法。其特点是，先将刻蚀有微槽的硅片与玻璃键合形成密闭微腔，再加热到高于玻璃软化点以上的某一温度，密闭微腔内的空气受热膨胀而使软化的玻璃形成球形微腔，再用球形玻璃微腔封装MEMS器件。本项目的核心研究内容是球形玻璃微腔形成理论与球形玻璃微腔在MEMS封装中的应用与设计方法，主要研究内容包括三个方面：球形玻璃微腔的制备工艺及相关基础科学问题；球形玻璃微腔与圆片级MEMS器件的键合工艺及相关基础问题；真空度保持与测试方法。该方法解决了封装用玻璃微腔的形状和尺寸难以控制的难题，易于同时制备多个球形玻璃微腔，从而实现MEMS圆片级封装。