用於微結構和半導體器件的新封裝方法
2023-07-27 17:11:11 1
專利名稱：用於微結構和半導體器件的新封裝方法
技術領域：
本發明一般涉及電子器件封裝方法的技術，上述電子器件(例如接收或發送電子信號的任何器件)包括微機電器件、半導體器件、發光器件、光調製器件、或光檢測器件，而且本發明特別是涉及在封裝期間對溫度敏感的那些器件的封裝方法。
背景技術：
微結構(例如微機電器件)在基本信號轉換中有許多用途。例如，基於微機電器件(MEMS)的空間光調製器會響應電信號或光信號來調製光束。這種調製器可以是通信器件或信息顯示器的一部分。例如，微鏡或微反射鏡(micromirror)是基於MEMS的空間光調製器的關鍵部件。典型的基於MEMS的空間光調製器通常包括微型反射式可偏轉微反射鏡陣列。這些微反射鏡能夠響應靜電力而被選擇性地偏轉，從而通過各個獨立微反射鏡來反射入射光，從而產生數字圖像。然而，這些微反射鏡對溫度及汙染(例如溼氣和灰塵)敏感。這種汙染會對微反射鏡表面的毛細凝聚(capillary-condensation)和釋放後靜摩擦(post-release stiction)直到劣化微反射鏡造成不同的影響，這會導致微反射鏡器件在工作中的機械故障。由於這一原因和其它原因，通常是在釋放後才對微反射鏡器件進行封裝。
無論目前開發的微反射鏡陣列器件的封裝方法之間存在何種差異，它們都使用了兩個襯底——一個用來支撐器件而另一個用來覆蓋器件，以及一種或多種用於結合或粘結(bond)這兩個襯底的密封介質。大多數密封介質在結合和密封期間都要求進行加熱。然而如果應用不當，熱量可能使得微反射鏡陣列器件惡化(degrade)，特別是對那些溫度敏感的微結構和半導體器件而言。例如，應用不當的熱量可使微結構的期望性能改變。熱活性顆粒(thermally activate particles)，例如雜質和構成微結構的功能部件的顆粒，將促使這些活性顆粒在微結構內擴散，從而加劇微結構的惡化。或者，熱量可削弱封裝內的抗靜摩擦(anti-stiction)材料。
因此，需要一種用於封裝微結構、半導體、發光器件、光調製器件、或光檢測器件(特別是那些在封裝期間對溫度敏感的器件)的方法和裝置。
發明內容
鑑於上文所述，本發明提供了一種對封裝期間溫度敏感的微結構進行封裝的方法。
作為本發明的一個示例，提供了一種微機電器件的封裝件。該封裝件包括兩個襯底，其中的至少一個襯底具有一個容納所述微機電器件的空腔；其中所述兩個襯底是利用它們之間的至多一個氣密密封層進行結合和氣密密封的。
作為本發明的另一個示例，公開了一種封裝微反射鏡陣列器件的方法。該方法包括將所述微反射鏡陣列器件附著到兩個襯底中一個襯底的空腔內的支撐表面上，其中一個所述襯底的至少一部分可透射可見光；在所述兩個襯底中至少一個襯底的一個表面上沉積金屬化材料，以使該表面金屬化；在所述兩個襯底中一個襯底的一個表面上沉積氣密密封材料，其中所述氣密密封材料的焊接或軟焊溫度(solderingtemperature)等於或高於180℃；以及使所述兩個襯底結合，並對它們進行氣密密封。
作為本發明的再一示例，提供了一種半導體器件的封裝件，該封裝件包括至少兩個襯底，其中的至少一個襯底具有一個容納所述半導體器件的空腔，所述兩個襯底是利用它們之間的至多一個氣密密封層結合在一起並進行氣密密封的。
作為本發明的另一實施例，公開了一種封裝半導體器件的方法，該方法包括將所述微反射鏡陣列器件附著到兩個襯底中一個襯底的空腔內的支撐表面上，其中一個襯底的至少一部分可透射可見光；在所述兩個襯底中至少一個襯底的一個表面上沉積金屬化材料，以使該表面金屬化；在所述兩個襯底中一個襯底的表面上沉積氣密密封材料，其中所述氣密密封材料的焊接溫度等於或高於180℃；以及使所述兩個襯底結合，並對它們進行氣密密封。
作為本發明的又一示例，提供了一種用於封裝半導體器件的方法，該方法包括在第一襯底和第二襯底上沉積由Ti、Cr、TiOx或CrOx製成的第一層；由Ni或Pt製成的第二層；以及由金製成的第三層；用焊接或軟焊材料(solder material)將所述第一和第二襯底結合在一起，該焊接材料的焊接溫度為至少180℃。
本發明的方法可實施於在封裝期間對溫度敏感的微結構和半導體器件。
雖然所附權利要求給出了本發明中帶有特殊性的特徵，但是根據下文結合附圖所作的詳細描述，可以更好地理解本發明以及本發明的目的和優點，在附圖中圖1是一個示意圖，其示意性地說明根據本發明的實施例的一示例性微反射鏡陣列封裝件；圖2是圖1的剖視圖；圖3示意性地說明一個封裝襯底，其具有一個用於圖1中封裝件的嵌入式加熱器；圖4是圖3中的封裝襯底的剖視圖；圖5是一個示意圖，其示意性地說明用於封裝一個微反射鏡陣列器件的另一種封裝襯底，其所具有的加熱器是沿該封裝襯底的上表面的周邊形成的；圖6是圖5中的封裝襯底的剖視圖；圖7是一個已封裝的微反射鏡陣列器件的透視圖；圖8a是一個簡化的顯示系統，其採用了圖7中的已封裝微反射鏡陣列器件；
圖8b是一個方框圖，其說明了一個顯示系統的示例性操作，該顯示系統採用了圖7中的三個已封裝微反射鏡陣列器件；圖9a是一個示意圖，其示意性地說明一個示例性微反射鏡陣列的微反射鏡；圖9b是一個示意圖，其示意性地說明一示例性微反射鏡陣列，該微反射鏡陣列由圖9a中的微反射鏡組成；圖10a是一個示意圖，其示意性地說明另一示例性微反射鏡陣列的微反射鏡；且圖10b是一個示意圖，其示意性地說明一示例性微反射鏡陣列，該微反射鏡陣列由圖10a中的微反射鏡組成。
具體實施例方式
下面將參考微反射鏡陣列器件的封裝件及其封裝過程來討論本發明。下面的描述是基於本發明的選擇示例，不應根據本說明書未曾明確描述的替換性實施例，將其解釋為對本發明的限定。特別地，儘管不限於此，本發明對封裝微結構、半導體器件特別有用，諸如形成於半導體襯底上的電路，諸如LED和OLED之類的發光器件，諸如基於MEMS的微反射鏡、LCD、LCOS及光開關之類的光調製器，諸如圖像傳感器或探測器(例如CCD)的光檢測器件。也可採用不脫離本發明精神的其它變型。
參考圖1，其中示出了根據本發明的一種微反射鏡陣列器件的一個示例性封裝件。該封裝件包括封裝襯底102和蓋襯底110。在這一特定示例中，封裝襯底具有一個用於容納微反射鏡陣列器件(例如微反射鏡陣列器件105)的空腔，而蓋襯底是玻璃板或石英板或優選透射可見光的其它板。在另一示例中，蓋襯底可以是一個凹面罩蓋(圖中未示出)，其中蓋襯底的下表面朝向蓋襯底的相對表面(例如上表面)延伸。在此例中，罩蓋與封裝襯底能夠構成一個容納微反射鏡陣列器件的空間。
為結合和密封(優選為氣密密封)蓋襯底與封裝襯底，在襯底之間設置密封介質106。密封介質優選為這樣一種材料其穩定、可靠、成本低，且具有良好的熱學特性(例如熱膨脹係數(CTE)、熱導率等)，與其它部件如封裝襯底和/或蓋襯底兼容。密封材料可以是無機材料，如金屬、金屬合金、金屬化合物(例如金屬或類金屬(metalloid)氧化物)或玻璃粉或玻璃料(glass frit)。優選地，為得到可靠的密封質量，密封介質的熔化溫度為160℃或更高，或180℃或更高，或甚至是200℃或更高。或者優選的是，密封介質的焊接溫度為190℃或更高，或210℃或更高，或甚至是230℃或更高。使用具有高熔化(或焊接)溫度的密封介質的一個優點就是密封質量不會惡化，特別是在後續的封裝處理如封裝烘焙中不會退化。示例性的密封介質包括玻璃料，如KyoceraKC-700、Bilnx、AuSnx、Au、BiSnx、InAgx、PbSnx、及銅。優選的是，密封介質包括錫或鉛。此外，玻璃料如Kyocera KC-700也可被用作密封介質。然而對通常構成襯底(例如封裝襯底和蓋襯底)表面的氧化物材料而言，大多數可焊接或可軟焊(solderable)金屬材料的粘附力不佳。為解決這一問題，可在應用可焊接金屬密封介質之前，向襯底的襯底結合表面設置金屬化層。
如本圖所示，金屬化層104被施加到封裝襯底的上表面，從而使所述上表面金屬化。由於多種原因，此金屬化層優選由具有高焊接溫度如180℃或更高溫度的材料構成。例如，密封材料的焊接溫度通常高於170℃。在焊接之後，如果需要，可在高於100℃，如140℃或更高、優選在120℃到160℃的溫度下對封裝件進行烘焙。示例性的金屬化材料是鋁、金、鎳，或兩種或更多種適當金屬元素的合成物，如AuNix。這些材料可利用適當的沉積方法，如濺射印製(sputteringprinting)或粘貼(pasting)，被沉積在所述表面上成為厚膜或薄膜。在本發明的一個示例中，金屬化介質層是諸如金之類的貴金屬材料製成的薄層。此金屬化介質層優選作為一層膜濺射到蓋襯底的下表面上。
金屬化層104使得封裝襯底102的上表面金屬化，從而增強密封介質106對封裝襯底的上表面的粘附力。出於同樣的原因，可在密封介質與蓋襯底110之間設置另一金屬化層108，以增強密封介質對蓋襯底的下表面的粘附力。金屬化層108可以與金屬化層104相同或者不同，這取決於所選擇的密封介質和蓋襯底。
在本發明的另一示例中，每個金屬化層104和108均可以是多層結構，例如包含金屬氧化物(例如CrO2和TiO2)和/或元素金屬(elemental metal)(例如Cr、Au、Ni、及Ti)。如圖1所示，金屬化層可包括層122和126；而金屬化層可包括層128和132。這些金屬化層(104和108)可同時是或不是多層結構。具體地說，上述兩個金屬化層中的一個可以是單層，而另一個則可以是多層結構。或者兩個金屬化層都可以是單層或多層結構。
當金屬化層包括金屬氧化物和金屬層時，金屬氧化物層被首先沉積到非金屬襯底(如陶瓷或玻璃)的表面上，因為該層對於通常被氧化的非金屬襯底的表面具有強粘附力。隨後，金屬層被附著到金屬氧化物層上。作為另一示例，金屬化層(104和/或108)可各自包括一個CrOx層(例如層112)，繼之以一個Cr層(或Ti層)，又繼之以一個Ni層(或Pt層)，且隨後又繼之以一個Au層。CrO2層是作為光阻框架設置的，用於吸收散射光，設置Cr層是為了增強後續的金屬層對CrO2層的粘附力。Ni層是作為金屬化層來設置的，因為Ni層易於被氧化，設置Au層是為了防止這種氧化。Ni層可被沉積成一個厚層，以強化焊接層對襯底(或蓋襯底)的結合。然而，厚Ni層可能給封裝系統造成額外的應力或變形。為避免這一問題，可在厚Ni層內插入一個或多個Au層，從而產生交替的Ni、Au、Ni、Au層。同樣，可通過形成Cr層，並且其後使所形成的Cr層氧化(此層後也可再加上Ni(或Pt)層)來形成CrO2層。
除了光阻框架之外，可在玻璃蓋襯底上或者能透射光的窗口上(當該蓋襯底不能透射光時)用抗反射(AR)膜來改善光透射度。AR膜可被沉積到玻璃襯底(或玻璃窗口，或者玻璃襯底和玻璃窗口二者)的任一表面。當在玻璃襯底的下表面上覆蓋AR膜時，優選的是，AR膜不覆蓋要施加金屬化材料(108)的周邊部分，因為AR膜可能使金屬化材料對蓋襯底表面的粘附力降低。在製造中，可在沉積金屬化材料之前或之後，將AR膜沉積到玻璃襯底的下表面上。
在結合過程中，可對蓋襯底施加外力(如外部壓力)、熱、或輻射，如圖2所示。在蓋襯底與封裝襯底被牢固結合一段預定時間後，可撤去外力，但不必同時撤去外力。如圖2所示，可在所述封裝件內設置用於吸收氣體、水分和/或雜質顆粒(例如有機顆粒)的吸氣劑118a，以及用於潤滑微結構(例如微反射鏡陣列器件)表面的潤滑劑118b。
因一個或多個金屬化層(104和/或108)以及密封介質(106)優選具有高焊接或熔化溫度(例如180℃或更高)，可沿一個或多個襯底的周邊設置一個局部加熱裝置。該局部加熱裝置的顯著優點是，熱量被局限於襯底的周邊附近，且在所述封裝中的溫度敏感微結構不會受到熱幹擾。能夠以許多方式形成所述局部加熱裝置，如2003年5月22日提交的、屬於Tarn的美國專利申請序列號10/443,318中所述的，在此以引用方式將該專利申請的主題併入本文。作為本發明的一個示例，局部加熱裝置是處於封裝襯底(102)上或之內的整體式或嵌入式加熱器，下面將參考圖3至圖6來討論該局部加熱裝置。
參考圖3，圖中所示的是一個具有用於圖1封裝件的整體式加熱器的封裝襯底。封裝襯底102包括襯底層134和襯底層136。襯底層134具有一個形成空腔的凹面，微結構(例如微反射鏡陣列器件)或半導體器件可被置於該空腔中。在襯底層134上，加熱器140是沿襯底層134的凹面的周邊形成的。來自外部電源的電流可經兩個引線138引入加熱器中，從而產生熱。加熱器被層疊在襯底層134和136之間。圖4示出了封裝襯底200的剖視圖。
在這個特定示例中，加熱器具有曲折形(zigzag)邊緣。或者，加熱器可採用任何其它合適的形式，例如一組依次連接的直線線路(或各自在每端帶有引線的斷開線路)、線圈、或線路與線圈或曲折形線路的組合。而且，除了在襯底層140上形成加熱器之外(襯底層140包括容納微反射鏡陣列器件的空腔)，也可在襯底136上形成加熱器。特別是可在襯底136上和在面向襯底134的表面上形成加熱器。由圖5可見，襯底136可以不是必需的，而且如果不設置襯底136，那麼就在襯底134上圖案化或形成(patterned)加熱器，或者以其它方式使加熱器與襯底134成為一體。加熱器可用任何合適的材料製成，如鎢，且可通過任何製造薄膜的合適方法(例如濺射和電鍍)以及標準方法(例如列印)來形成，從而制出厚膜。為產生熱，電流被驅動通過兩個引線。或者，電流也可通過形成於襯底層134上並被分別連接到上述兩個引線的引線，引入加熱器中。
襯底層134和136可以是任何適當的優選非導電材料，優選為陶瓷或玻璃，而更優選則為陶瓷(例如A102)。也可採用其它材料(例如有機或有機-無機混合材料)，這取決於它們的熔點。在本發明的另一實施例中，襯底層134和136均可是多層結構，此多層結構進一步包括多個襯底層。在此情況下，襯底134的頂層(此頂層上設置有加熱器)和襯底136的底層(此底層面向加熱器)優選是不導電的。其它層，包括襯底134的頂層之下的襯底層以及襯底136的底層之上的襯底層，可以由任何需要的材料製成，如陶瓷、玻璃和金屬材料。
除了將加熱器嵌入於封裝襯底的表面下方之外，加熱器可形成於封裝襯底的表面上，如圖5和圖6所示。參考圖5，加熱器是沿襯底134的表面形成的，且在該表面上不形成其它襯底層。襯底134可以是多層結構。加熱器直接暴露給其它材料如密封介質，且暴露給其它結構如其它封裝襯底。在此情況下，沉積到加熱器的密封介質優選為非導電材料如玻璃料。若選擇金屬密封材料，因加熱器暴露於封裝襯底表面上，希望以非導電層來覆蓋此表面，該非導電層優選具有高熱導率。
再次參考圖1，在結合過程中，電流被驅動經由兩條加熱器引線(114)通過整體式加熱器從而產生熱。電壓的幅值是由下列因素決定的加熱器的電學特性(例如加熱器材料、加熱器形狀的電學特性)，封裝襯底102的襯底層的熱學特性和幾何結構，以及封裝襯底表面上用以熔化金屬化層(例如層104)和密封介質(例如密封介質層106)的所需溫度。例如，密封介質106的熔化溫度，還有封裝襯底的表面上的所需溫度是從100到300℃，優選為180℃或更高，或270℃或更高。加熱器被嵌入封裝襯底的表面之下，距該表面距離優選從1毫米到10毫米，優選約7毫米。在此示例中，封裝襯底是陶瓷。此時這兩個加熱器引線114間產生的電壓優選從40到100伏，優選約70伏。換言之，這一電壓導致加熱器產生熱量，此熱量使封裝襯底的表面溫度上升至密封介質層的熔化溫度。結果，密封介質被熔化並用於結合蓋襯底與封裝襯底。同時，在微反射鏡器件處的溫度遠低於導致微反射鏡器件中的微反射鏡發生機械故障的溫度。在本發明的實施例中，在結合期間微反射鏡器件處的溫度優選低於70℃。
在本發明的另一實施例中，蓋襯底(110)也可具有一加熱器。蓋襯底中的加熱器可沿蓋襯底的表面邊緣形成，且嵌入於蓋襯底的該表面之下。這個蓋襯底中的加熱器可被用來結合蓋襯底和封裝襯底。且它在焊接金屬化介質層(例如層108)和密封介質層時是特別有用的。
為進一步避免作用在被封裝微結構或半導體器件上的熱效應，可用一外部冷卻裝置如冷卻板來使來自封裝的熱量散失。例如，可將冷卻板附著到封裝襯底上。
本發明的封裝件具有多種應用(例如微結構，半導體，諸如LED和OLED之類的發光器件，諸如LCOS器件、LCD器件、等離子體器件、以及微反射鏡器件之類的光調製器，諸如CCD之類的光檢測器件等等)，其中一種應用是顯示系統。圖7示出了根據本發明一個實施例的示例性微反射鏡陣列封裝件。微反射鏡陣列器件被結合在封裝件內，以便保護。入射光能夠穿過蓋襯底並照射到微反射鏡陣列器件中的微反射鏡上。此封裝隨後便可用於各種實際應用中，其中一種實際應用就是顯示系統。
參考圖8a，其中示出了一個採用圖7中微反射鏡陣列器件封裝件的典型顯示系統。在其最基本的配置中，顯示系統包括光源144、光學器件(例如光管148、透鏡150和154)、色輪146、顯示目標156、及使用圖7中的微反射鏡陣列器件封裝的空間光調製器152。光源(例如弧光燈)引導入射光穿過色輪和光學器件(例如光管和物鏡)而照射到空間光調製器上。空間光調製器選擇性地向光學器件154反射入射光，並在顯示目標上產生圖像。該顯示系統能夠以許多方式工作，如那些在美國專利6,388,661以及在2003年1月10日提交的美國專利申請序列號10/340,162(均屬於Richards)中提出的方式，在此以引用方式將上述專利申請的主題併入本文。
參考圖8b，其為一方框圖，示出了一個採用三個空間光調製器的顯示系統，每個空間光調製器具有一個圖7中微反射鏡陣列器件封裝件，其中每個空間光調製器預定用於分別調製三原色(即紅、綠和藍)光束。如圖所示，來自光源144的光158穿過濾光器175並且被分成三個原色光束，即紅光160、綠光162及藍光164。每種顏色的光束照射一個空間光調製器，並因此而被調製。具體地說，紅光160、綠光162及藍光164分別照射空間光調製器(SLM)166、168和170且被調製。調製紅光172、綠光174、及藍光176在光組合器194處被重新組合，從而形成調製的彩色圖像。組合彩色光178被導向(例如通過投影透鏡)到顯示目標上，以便觀看。
參考圖9a，其中示出了微反射鏡陣列器件中的一個示例性微反射鏡器件。如圖所示，微反射鏡板204被附著到鉸鏈206。該鉸鏈是由在襯底210上形成的支柱202來固定。藉助此配置，微反射鏡板能夠在襯底上沿鉸鏈轉動。作為一個替換性特徵，可形成兩個停止器以控制微反射鏡板的轉動。襯底優選是玻璃製成的。另一方面，襯底210可以是半導體晶片，在該半導體晶片上可構造標準DRAM電路和電極。在本發明的又一實施例中，微反射鏡襯底可形成於能透射光的轉遷襯底(transfer substrate)上。具體地說，可在轉遷襯底上形成微反射鏡板，且隨後將微反射鏡襯底連同轉遷襯底附著到另一襯底如能透射光的襯底，其後除去轉遷襯底並使微反射鏡襯底圖案化從而形成微反射鏡。圖9b示出了一個微反射鏡陣列的一部分，該微反射鏡陣列包括多個圖9a中的微反射鏡器件。該陣列形成在上層襯底上，該上層襯底是由透光玻璃製成的。下層襯底優選為半導體晶片，其上形成有電極與電路陣列，用於以靜電方式控制上層襯底中的微反射鏡的轉動。除了如上所述在不同的襯底上形成微反射鏡陣列和電極與電路陣列之外，也可在同一襯底上形成微反射鏡陣列和電極與電路陣列。
圖9a和圖9b示出了一個示例性微反射鏡器件，其具有帶曲折形邊緣的微反射鏡板。該微反射鏡板可具有任何所需形狀。另一示例性的微反射鏡器件示於圖10a中，其具有不同結構。參考圖10a，微反射鏡板具有「鑽石或菱形(diamond)」形狀。鉸鏈被設置成平行但偏離微反射鏡板的一個對角線。值得指出的是，該鉸鏈結構具有一個臂，該臂朝向微反射鏡板的一端延伸。整個鉸鏈結構和鉸鏈形成於微反射鏡板的下方。這種結構具有許多優點，例如通過鉸鏈和鉸鏈結構減少了入射光的折射。圖10b示出了一個示例性的微反射鏡陣列器件，其含有多個圖10a中的微反射鏡器件。
本領域技術人員將會意識到，本文已描述了一種對微結構和半導體器件進行封裝的、新穎有用的方法。然而鑑於可應用本發明原理的許多可能的實施例，應認識到，此處參照附圖所描述的實施例僅用於說明，而不應被視為對發明範圍的限定。例如本領域技術人員會認識到，在不脫離本發明精神的情況下，可對所述實施例的配置和細節進行修改。特別是在所述封裝襯底和蓋襯底所形成的空間中，可填充其它保護材料，例如惰性氣體。再例如，封裝襯底，以及蓋襯底和隔離物，可以是其它合適的材料，如二氧化矽、碳化矽、氮化矽、及玻璃陶瓷。再例如，其它合適的輔助性方法和部件也是可應用的，例如在結合時用紅外輻射來焊接密封介質層，以及用柱形物或其它結構來對準襯底。而且，其它所需材料，如抗靜摩擦材料(其優選處於氣態以減小微反射鏡陣列器件中的微反射鏡的靜摩擦)，也可沉積在封裝內部。可在結合蓋襯底與下層襯底之前沉積抗靜摩擦材料。若蓋襯底是透射可見光的玻璃，可將其與微反射鏡陣列器件和封裝襯底平行地放置。另一方面，蓋襯底可被設置成與微反射鏡陣列器件或封裝襯底形成一定角度。因此，本文所描述的發明考慮到了落入所附權利要求及其等效方案範圍內的所有此類實施例。
權利要求
1.一種封裝電子器件的方法，包括在兩個襯底中一個襯底的空腔內，將發射、調製或檢測可見光的所述電子器件附著到一支撐表面上，其中一個襯底的至少一部分可透射可見光；在所述兩個襯底中至少一個襯底的一個表面上沉積金屬化材料，以使該表面金屬化；在所述兩個襯底中一個襯底的一個表面上沉積氣密密封材料，其中所述氣密密封材料是在等於或高於190℃的焊接溫度被焊接的；以及對所述兩個襯底進行結合和氣密密封。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述密封材料所具有的熔化溫度為150℃或更高。
3.根據權利要求1所述的方法，其中所述密封材料所具有的熔化溫度為180℃或更高。
4.根據權利要求1所述的方法，其中所述密封介質包含錫。
5.根據權利要求1所述的方法，其中所述密封介質包含鉛。
6.根據權利要求1所述的方法，其中將所述電子器件附著到所述支撐表面上的步驟進一步包括將LED器件附著到所述支撐表面上。
7.根據權利要求1所述的方法，其中將所述電子器件附著到所述支撐表面上的步驟進一步包括將OLED器件附著到所述支撐表面上。
8.根據權利要求1所述的方法，其中將所述電子器件附著到所述支撐表面上的步驟進一步包括將CCD器件附著到所述支撐表面上。
9.根據權利要求1所述的方法，其中將所述電子器件附著到所述支撐表面上的步驟進一步包括將LCD器件附著到所述支撐表面上。
10.根據權利要求1所述的方法，其中將所述電子器件附著到所述支撐表面上的步驟進一步包括將LCOS器件附著到所述支撐表面上。
11.根據權利要求1所述的方法，其中將所述電子器件附著到所述支撐表面上的步驟進一步包括將微反射鏡陣列器件附著到所述支撐表面上。
12.根據權利要求1所述的方法，其中沉積氣密密封材料的步驟進一步包括在所述襯底的所述表面上沉積焊接材料。
13.根據權利要求1所述的方法，所述沉積氣密密封材料的步驟進一步包括在所述襯底的所述表面上沉積玻璃料。
14.根據權利要求12所述的方法，其中沉積所述焊接材料的步驟進一步包括在所述表面上沉積一個BiSnx層。
15.根據權利要求12所述的方法，其中沉積所述焊接材料的步驟進一步包括在所述表面上沉積一個AuSnx層。
16.根據權利要求12所述的方法，其中沉積所述焊接材料的步驟進一步包括沉積焊接溫度等於或高於180℃的焊接材料。
17.根據權利要求1所述的方法，進一步包括設置所述兩個襯底，其中所述兩個襯底中的一個為平面形的。
18.根據權利要求17所述的方法，進一步包括設置所述兩個襯底，其中所述平面形的襯底是透光玻璃。
19.根據權利要求1所述的方法，進一步包括設置所述兩個襯底，其中具有所述空腔的襯底是陶瓷的。
20.根據權利要求18所述的方法，其中所述陶瓷是氧化鋁。
21.根據權利要求1所述的方法，其中所述金屬化層為多層結構，其進一步包括由不同金屬化材料製成的至少兩個金屬化層。
22.根據權利要求21所述的方法，其中所述金屬化層包括一個金層及一個鎳層。
23.根據權利要求1所述的方法，進一步包括沿另一所述襯底的表面的周邊沉積另一金屬化層。
24.根據權利要求23所述的方法，其中所述另一金屬化層為多層結構，其包括由不同金屬化材料製成的至少兩層。
25.根據權利要求18所述的方法，進一步包括在所述透光襯底的一個表面上沉積一個光吸收框架。
26.根據權利要求25所述的方法，其中所述光吸收框架是由早期過渡金屬氧化物或早期過渡金屬構成的。
27.根據權利要求26所述的方法，其中所述早期過渡金屬是鉻。
28.根據權利要求26所述的方法，其中所述早期過渡金屬氧化物是氧化鉻。
29，根據權利要求18所述的方法，其中所述透光襯底還具有一個表面，該表面上覆蓋有一個抗反射層。
30.根據權利要求29所述的方法，其中所述抗反射層並不全部覆蓋其上設置有抗反射層的表面。
31.根據權利要求30所述的方法，其中未被所述抗反射層覆蓋的那部分表面上設置有一個金屬化層。
32.根據權利要求1所述的方法，進一步包括環繞具有所述空腔的襯底的一個表面的周邊，形成一個加熱器。
33.根據權利要求32所述的方法，其中所述加熱器被置於具有所述空腔的襯底的所述表面的下方。
34.根據權利要求32所述的方法，進一步包括環繞所述另一襯底的一個表面的周邊，形成另一加熱器。
35.一種用於封裝MEMS器件的方法，包括在第一襯底和第二襯底上沉積由Ti、Cr、TiOx或CrOx製成的第一層；Ni或Pt製成的第二層；以及金製成的第三層；用焊接材料將所述第一和第二襯底結合在一起，該焊接材料是在焊接溫度至少為180℃被焊接的。
36.根據權利要求35所述的方法，進一步包括在所述結合步驟之前，沉積一個由Ni或Pt制層的附加層，繼之以一個由金製成的附加層。
37.根據權利要求35所述的方法，其中所述焊料是BiSnx或AuSnx。
38.根據權利要求35所述的方法，其中所述第二層是Ni。
39.根據權利要求35所述的方法，其中所述第一層是Cr。
40.根據權利要求35所述的方法，其中在沉積由Ni或Pt製成的所述層之前，由Cr製成的所述層被氧化成CrOx。
41.根據權利要求35所述的方法，其中所述第一層是CrOx。
42.根據權利要求35所述的方法，其中所述MEMS器件是基於微反射鏡陣列的空間光調製器
43.根據權利要求42所述的方法，其中所述微反射鏡陣列中的微反射鏡是基本正方形的。
44.根據權利要求42所述的方法，其中所述微反射鏡陣列的微反射鏡具有鉸鏈和反射鏡板，且其中所述鉸鏈被置於一個不同於所述反射鏡板的板中。
45.根據權利要求42所述的方法，其中所述微反射鏡是二元反射鏡，並且是以脈寬調製技術操作的。
46.根據權利要求35所述的方法，其中所述微反射鏡包括一個有機的、或有機-無機混合的抗靜摩擦鍍層。
47.根據權利要求35所述的方法，其中所述第一襯底是玻璃或石英。
48.根據權利要求35所述的方法，其中所述第一襯底是平面形襯底。
49.根據權利要求35所述的方法，其中所述第二襯底是陶瓷襯底。
50.根據權利要求35所述的方法，其中所述第二襯底具有一個空腔，在結合之後，所述MEMS器件被置於所述空腔中。
51.根據權利要求35所述的方法，其中所述由CrOx製成的層是以不透明框架的形式沉積在玻璃襯底上的，該框架具有矩形形狀。
52.根據權利要求35所述的方法，其中所述MEMS器件是一個微反射鏡陣列，該微反射鏡陣列的長邊不平行於所述由CrOx製成的矩形框架的側邊。
53.根據權利要求35所述的方法，其中所述MEMS器件是由至少1百萬個微反射鏡構成的陣列。
54.根據權利要求35所述的方法，其中所述結合步驟是在惰性氣體環境中進行的。
55.根據權利要求53所述的方法，其中所述環境是惰性氣體和抗靜摩擦有機蒸氣。
56.一種用於封裝電子器件的方法，該電子器件發射、調製或檢測可見光，所述方法包括在第一襯底和第二襯底上沉積一個CrOx層，或一個Cr層並且隨後將所述Cr層氧化成CrOx；一個Ni或Pt層；以及一個金層；且用氣密密封材料將所述第一和第二襯底結合在一起。
57.一種微機電器件的封裝件，包括至少兩個襯底，其中至少一個襯底具有一個容納所述微機電器件的空腔；其中所述兩個襯底是利用它們之間的至多一個氣密密封層結合在一起並進行氣密密封的。
58.根據權利要求57所述的封裝件，其中所述氣密密封材料是金屬焊料。
59.根據權利要求57所述的封裝件，其中所述氣密密封材料是玻璃料。
60.根據權利要求58所述的封裝件，其中所述焊料包括BiSnx。
61.根據權利要求58所述的封裝件，其中所述焊料包括AuSnx。
62.根據權利要求58所述的封裝件，其中所述焊料的焊接溫度等於或高於180℃。
63.根據權利要求57所述的封裝件，其中所述兩個襯底中的一個為平面形。
64.根據權利要求63所述的封裝件，其中所述平面形襯底是透光玻璃。
65.根據權利要求57所述的封裝件，其中具有所述空腔的所述襯底是陶瓷。
66.根據權利要求65所述的封裝件，其中所述陶瓷是氧化鋁。
67.根據權利要求57所述的封裝件，進一步包括一個金屬化層，其沿所述兩個襯底中一個襯底的一個表面的周邊設置，所述表面面向另一所述襯底。
68.根據權利要求67所述的封裝件，其中所述金屬化層為多層結構，其進一步包括由不同金屬化材料製成的至少兩個金屬化層。
69.根據權利要求68所述的封裝件，其中所述金屬化層包括一個金層及一個鎳層。
70.根據權利要求67所述的封裝件，進一步包括沿所述另一襯底的一個表面的周邊設置的另一金屬化層。
71.根據權利要求70所述的封裝件，其中所述另一金屬化層為多層結構，其包括由不同金屬化材料製成的至少兩層。
72.根據權利要求64所述的封裝件，其中所述透光襯底進一步包括一個光吸收框架，其位於所述透光襯底的一個表面上。
73.根據權利要求72所述的封裝件，其中所述光吸收框架是由早期過渡金屬氧化物或早期過渡金屬構成的。
74.根據權利要求73所述的封裝件，其中所述早期過渡金屬是鉻。
75.根據權利要求73所述的封裝件，其中所述早期過渡金屬氧化物是氧化鉻。
76.根據權利要求64所述的封裝件，其中所述透光襯底還具有一個表面，該表面上覆蓋有一個抗反射層。
77.根據權利要求76所述的封裝件，其中所述抗反射層並不全部覆蓋其上設置有抗反射層的表面。
78.根據權利要求77所述的封裝件，其中未被所述抗反射層覆蓋的那部分表面上設置有一個金屬化層。
79.根據權利要求57所述的封裝件，進一步包括一個加熱器，其環繞具有所述空腔的襯底的一個表面的周邊布置。
80.根據權利要求79所述的封裝件，其中所述加熱器被置於具有所述空腔的襯底的所述表面的下方。
81.根據權利要求79所述的封裝件，進一步包括另一加熱器，其環繞另一所述襯底的一個表面的周邊布置。
82.一種微機電器件的封裝件，包括至少兩個襯底，其中至少一個襯底具有一個容納所述微機電器件的空腔；其中所述兩個襯底是利用它們之間的至多一個氣密密封層結合在一起並進行氣密密封的，其中密封層是金屬焊料或玻璃料。
83.根據權利要求82所述的封裝件，其中所述半導體器件是一個微反射鏡陣列器件。
84.一種封裝半導體器件的方法，包括在兩個襯底中一個襯底的空腔內，將所述微反射鏡陣列器件附著到一個支撐表面上，其中所述兩個襯底中一個襯底的至少一部分可透射可見光；在所述兩個襯底中至少一個襯底的一個表面上沉積金屬化材料，以使該表面金屬化；在所述兩個襯底中一個襯底的一個表面上沉積氣密密封材料，其中所述氣密密封材料的焊接溫度等於或高於180℃；且對所述兩個襯底進行結合和氣密密封。
85.一種封裝半導體器件的方法，包括在第一襯底和第二襯底上沉積由Ti或TiOx製成的第一層；Ni或Pt製成的第二層；以及金製成的第三層；用焊接材料將所述第一和第二襯底結合在一起，該焊接材料的焊接溫度至少為180℃。
86.一種封裝件，包括至少兩個襯底，其中一個襯底包括一個具有支撐表面的空腔，該支撐表面上放置有電子器件，而另一襯底的至少一部分可透射可見光；處於所述兩個襯底中至少一個襯底的一個表面上的金屬化材料，用於使該表面金屬化；處於所述兩個襯底中一個襯底的一個表面上的氣密密封材料，其中所述氣密密封材料的熔化溫度為160℃或更高。
87.根據權利要求86所述的封裝件，其中所述密封材料的熔化溫度為180℃或更高。
88.根據權利要求86所述的封裝件，其中所述密封材料包含錫。
89.根據權利要求86所述的封裝件，其中所述密封材料包含鉛。
90.根據權利要求86所述的封裝件，其中所述電子器件是空間光調製器。
91.根據權利要求90所述的封裝件，其中所述空間光調製器包括微反射鏡陣列。
全文摘要
本發明提供了一種封裝電子器件(例如接收或發送電子信號的任何器件)的新方法，上述電子器件包括微機電器件、半導體器件、發光器件、光調製器件及光檢測器件。電子器件被置於兩個襯底之間，其中的至少一個襯底具有一個用於容納所述電子器件的空腔。隨後，兩個襯底被結合在一起，並用密封介質對它們進行氣密密封。密封介質對襯底的粘附力，特別是當兩個襯底中的一個為陶瓷時，可通過對該襯底的表面施加一個金屬化層而得到改善。
文檔編號H01L23/10GK1806339SQ200480016667
公開日2006年7月19日 申請日期2004年5月24日 優先權日2003年5月22日
發明者T·達恩 申請人:反射公司