微電子機械系統封裝件及其形成方法與流程

本發明的實施例涉及微電子機械系統封裝件及其形成方法。

背景技術：

在過去的十年中，微電子機械系統(mems)器件已經在電子器件(例如，手機、傳感器等)中變得越來越普遍。mems器件包括機械和電子部件，該部件能夠感測物理力或量(例如，加速度、輻射等)和/或控制物理量(例如，流體)。mems器件的實例包括微傳感器和微執行器，微傳感器將機械信號轉換成電信號，微執行器將電信號轉換成機械信號。

技術實現要素：

本發明的實施例提供了一種微電子機械系統(mems)封裝件，包括：cmos襯底，具有布置在半導體主體內的一個或多個半導體器件；微電子機械系統結構，連接至所述cmos襯底并且包括微電子機械(mems)器件，其中，鄰接所述微電子機械系統器件的密封室布置在所述cmos襯底和所述微電子機械系統結構之間；以及加熱元件，電連接至所述一個或多個半導體器件并且通過沿著所述密封室的內表面布置的排氣層與所述密封室分隔開。

本發明的另一實施例提供了一種微電子機械系統(mems)封裝件，包括：cmos襯底，包括具有一個或多個半導體器件的半導體主體以及具有一個或多個金屬互連層和第一凹陷部分的上面的介電結構；覆蓋襯底，布置在所述cmos襯底上方并且包括第二凹陷部分，所述第二凹陷部分與所述第一凹陷部分一起形成布置在所述覆蓋襯底和所述cmos襯底之間的密封室；微電子機械系統襯底，布置在所述覆蓋襯底和所述cmos襯底之間并且包括位于所述密封室內的可移動元件；以及加熱元件，電連接至所述一個或多個半導體器件并且布置在所述介電結構內的與所述密封室熱連通的位置處。

本發明的又一實施例提供了一種形成微電子機械系統封裝件的方法，包括：在半導體主體上方形成具有加熱元件的cmos襯底；形成具有多個微電子機械系統器件的微電子機械系統結構；在第一壓力下將所述微電子機械系統結構接合至所述cmos襯底以形成布置在所述微電子機械系統結構和所述cmos襯底之間的多個密封室，其中，所述多個密封室的第一個通過排氣層與所述加熱元件分隔開；以及操作所述加熱元件以產生熱量，所述熱量引起所述排氣層釋放氣體，所述氣體將所述多個密封室的所述第一個的所述第一壓力改變成大于所述第一壓力的第二壓力。

附圖說明

當結合附圖進行閱讀時，從以下詳細描述可最佳理解本發明的各個方面。應該指出，根據工業中的標準實踐，各個部件未按比例繪制。實際上，為了清楚的討論，各個部件的尺寸可以任意地增大或減小。

圖1示出了具有配置為調整密封室壓力的加熱元件的微電子機械系統(mems)封裝件的一些實施例的框圖。

圖2至圖4示出了具有配置為調整密封室壓力的加熱元件的mems封裝件的一些實施例的截面圖。

圖5至圖15示出了示出形成具有配置為調整密封室壓力的加熱元件的mems封裝件的方法的一些實施例的截面圖。

圖16示出了形成具有配置為調整密封室壓力的加熱元件的mems封裝件的方法的一些實施例的流程圖。

具體實施方式

以下公開內容提供了許多用于實現所提供主題的不同特征的不同實施例或實例。下面描述了組件和布置的具體實例以簡化本發明。當然，這些僅僅是實例，而不旨在限制本發明。例如，以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接觸形成的實施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之間可以形成額外的部件，從而使得第一部件和第二部件可以不直接接觸的實例。此外，本發明可在各個實施例中重復參考標號和/或字符。該重復是為了簡單和清楚的目的，并且其本身不指示所討論的各個實施例和/或配置之間的關系。

而且，為便于描述，在此可以使用諸如“在…之下”、“在…下方”、“下部”、“在…之上”、“上部”等空間相對術語，以描述如圖所示的一個元件或部件與另一個(或另一些)原件或部件的關系。除了圖中所示的方位外，空間相對術語旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。裝置可以以其他方式定向(旋轉90度或在其他方位上)，而本文使用的空間相對描述符可以同樣地作出相應的解釋。

mems器件通常以依賴于圍繞器件的環境的方式操作。為了改進mems器件的操作，在具有特定壓力的周圍環境內操作mems器件是期望的，能夠改進期望的參數的測量。例如，在mems振動陀螺儀的情況中，由于它增強了轉換成電信號的位移，因此具有更低壓力(更高的真空)的周圍環境提供了更好的測量。相反地，由于轉換成噪音的背景干擾，因此mems加速度計使用更高的壓力以減輕位移。

因此，為了優化性能，mems器件通常鄰接密封室(保持在可控壓力水平)。當晶圓上有一種類型的mems器件時，晶圓級封蓋工藝可以用于形成保持期望壓力的密封室。然而，當相同晶圓上有多個不同類型的mems器件時，晶圓級封蓋工藝不能夠使用單個封蓋工藝形成不同壓力的密封室(即，由于這樣的封蓋工藝在相同的環境壓力下形成室)。此外，分離封蓋工藝的使用通過增加處理時間和處理步驟的數量增加了生產成本。

本發明涉及微電子機械系統(mems)封裝件和相關的方法，該mems封裝件包括配置為通過向室中引入排氣調整密封室內的壓力的加熱元件。在一些實施例中，mems封裝件包括具有布置在半導體主體內的一個或多個半導體器件的cmos襯底。mems結構連接至cmos襯底并且包括微電子機械(mems)器件。cmos襯底和mems結構形成了鄰接mems器件的密封室。加熱元件電連接至一個或多個半導體器件并且通過沿著密封室的內表面布置的排氣層與密封室分隔開。在形成加熱元件之后，通過操作加熱元件引起排氣層釋放氣體，可以調整密封室的壓力，從而能夠在相同襯底內形成具有不同壓力的密封室。

圖1示出了具有配置為調整密封室壓力的加熱元件的微電子機械系統(mems)封裝件100的一些實施例的框圖。

mems封裝件100包括cmos襯底102和mems結構104。cmos襯底102包括布置在半導體主體內的多個半導體器件(例如，晶體管、電容器、電阻器、電感器、二極管等)并且配置為支持mems結構104的操作。在一些實施例中，cmos襯底102可以包括互補金屬氧化物半導體(cmos)晶體管(配置為提供諸如模擬數字轉換、放大、存儲、濾波等功能)。mems結構104包括mems器件106。在各個實施例中，例如，mems器件106可以包括運動傳感器、壓力傳感器、加速度計、陀螺儀或麥克風。

密封室108布置在cmos襯底102和mems結構104之間。密封室108鄰接mems器件106，從而使得mems器件106能夠在密封室108內自由移動。例如，在一些實施例中，mems器件106可以包括mems運動傳感器(具有配置為響應mems封裝件100的運動而在密封室108內移動的可移動元件)。

加熱元件110布置在cmos襯底102內。加熱元件110通過排氣層112(沿著密封室108的一個或多個內表面布置)與密封室108分隔開。當加熱時，排氣層112配置為釋放氣體。在一些實施例中，排氣層112可以包括介電層(例如，氧化物)。在一些實施例中，排氣層112可以包括多個堆疊膜。

在操作期間，加熱元件110配置為產生熱量，該熱量加熱排氣層112并且引起排氣層112向密封室108釋放氣體。向密封室108釋放的氣體增加了密封室108內的壓力。因此，在加熱元件形成之后，通過排氣層112的選擇性加熱，加熱元件110能夠調節密封室108的壓力(并且沒有額外的處理步驟和/或對mems結構104和/或cmos襯底102的結構損壞)。

圖2示出了具有配置為調整密封室壓力的加熱元件的mems封裝件200的一些實施例的截面圖。

mems封裝件200包括接合(通過布置在cmos襯底202和mems結構210之間的粘合層212(例如，氧化物)的方式)至mems結構210的cmos襯底202。在一些實施例中，布置在cmos襯底202和mems結構210之間的導電接合結構214提供了cmos襯底202和mems結構210之間的電連接。在一些實施例中，cmos襯底202包括半導體主體204和上面的后段制程(beol)金屬堆疊件。多個晶體管器件205布置在半導體主體204內。beol金屬堆疊件包括布置在包括一層或多層介電材料的介電結構208內的多個金屬互連層206(例如，金屬接觸件、金屬互連布線和金屬互連通孔)。

多個密封室108a至108b布置在cmos襯底202和mems結構210之間。多個密封室108a至108b鄰接布置在mems結構210內的mems器件106a至106b(例如，運動傳感器、壓力傳感器、加速度計、陀螺儀、麥克風等)。mems器件106a至106b包括配置為在密封室108a至108b內移動的可移動元件。

加熱元件110a至110b布置在cmos襯底202內。加熱元件110a至110b分別位于更靠近多個密封室108a至108b的一個的位置處。例如，與第二密封室108b相比，第一加熱元件110a更靠近第一密封室108a，而與第一密封室108a相比，第二加熱元件110b更靠近第二密封室108b。在一些實施例中，加熱元件110a至110b可以布置在粘合層212內。

加熱元件110a至110b與多個密封室108a至108b熱連通(即，加熱元件110a至110b產生增加密封室108a至108b的溫度的熱量)。加熱元件110a至110b配置為加熱粘合層212以引起粘合層212向鄰近的室排氣。例如，第一加熱元件110a引起粘合層212向第一密封室108a排氣并且第二加熱元件110b引起粘合層212向第二密封室108b排氣。

在一些實施例中，加熱元件110a至110b連接至位于cmos襯底302內的電流源216。電流源216配置為向加熱元件110a至110b提供電流。該電流引起加熱元件110a至110b根據提供的電流散熱。在一些實施例中，電流源216可以包括布置在半導體主體204內的一個或多個晶體管器件205。

圖3示出了具有配置為調整密封室壓力的加熱元件的mems封裝件300的一些實施例的截面圖。

mems封裝件300包括cmos襯底302和mems結構314。cmos襯底302包括具有一個或多個晶體管器件307的半導體主體304以及具有金屬互連層306a至306b的上面的介電結構308。在一些實施例中，金屬互連層包括金屬互連布線306a和金屬通孔306b。金屬互連層(306a和306b)連接至一個或多個接合焊盤312(位于沿著cmos襯底302的上表面)。在一些實施例中，接合焊盤312橫向鄰接介電材料310。在一些實施例中，介電材料310可以是部分介電結構308。

mems結構314包括mems襯底316和覆蓋襯底324。mems襯底316的前側316f接觸一個或多個接合焊盤312。mems襯底316的后側316b通過接合層322(例如，介電層)的方式連接至覆蓋襯底324。mems襯底316包括可移動元件318(例如，檢測質量塊、柔性膜等)。覆蓋襯底324包括布置在鄰接可移動元件318的位置處的凹陷部分。在一些實施例中，覆蓋層324包括沿著凹陷部分的側壁和橫向表面連續地延伸的半導體材料。

在一些實施例中，mems襯底316包括摻雜有p-型摻雜劑或n-型摻雜劑的硅襯底，而覆蓋襯底324包括硅襯底。在其它實施例中，mems襯底316可以包括多晶硅。在一些實施例中，覆蓋襯底324還包括突出于凹陷部分的橫向表面并且配置為減小覆蓋層324和可移動元件318之間的粘滯的抗粘滯凸塊(未示出)。

密封室108布置在cmos襯底302和mems結構314之間。在一些實施例中，密封室108從覆蓋襯底324內的凹陷部分延伸至半導體主體304內的位置。可移動元件318布置在密封室108內。可移動元件318配置為響應于外部刺激(例如，mems封裝件300的運動、聲波、壓力改變等)在密封室108內移動并且產生與外部刺激相關聯的電輸出信號。在一些實施例中，可移動元件318可以連接至一個或多個彈簧320，這允許可移動元件318移動。

加熱元件110布置在介電結構308內。加熱元件110通過介電結構308與密封室108分隔開。在一些實施例中，加熱元件110可以布置在從密封室108橫向偏移的位置處。在一些實施例中，加熱元件110沒有通過一個或多個金屬互連層306a至306b與密封室108橫向分隔開(即，金屬互連層306a至306b不位于密封室108和加熱元件110之間)。

加熱元件110配置為產生熱量，該熱量引起介電結構308向密封室108釋放氣體。加熱元件110通過一個或多個金屬互連層(306a和306b)的方式連接至半導體主體304內的晶體管器件307。晶體管器件307配置為產生控制加熱元件110的操作的信號。在各個實施例中，加熱元件110可以包括連接至電流源(包括位于半導體主體304內的晶體管器件307)的電阻元件。在這種實施例中，當提供的電流通過加熱元件時，加熱元件110配置為散熱。例如，加熱元件110可以包括多晶硅電阻器、薄膜電阻器或厚膜電阻器。

圖4示出了具有配置為調整密封室壓力的加熱元件的mems封裝件400的一些額外的實施例的截面圖。

mems封裝件400包括cmos襯底402和mems結構314。cmos襯底402包括具有一個或多個晶體管器件307的半導體主體404以及具有一個或多個金屬互連層306a至306b的上面的介電結構406。密封室108布置在cmos襯底402和mems結構314之間。密封室108從cmos襯底402的上表面延伸至介電結構406內的位置(與半導體主體404垂直分隔開)。

殘留膜408沿著密封室108的一個或多個內表面的部分布置。殘留膜408包括用于形成mems封裝件400的工藝的殘留物。例如，殘留膜408可以包括蝕刻工藝或平坦化工藝(例如，化學機械拋光工藝)的殘留物。在各個實施例中，殘留膜408可以包括金屬(例如，氮化鈦)或電介質(例如，氧化物)。

加熱元件110布置在介電結構406內，處于通過介電結構406和殘留膜408與密封室108分隔開的位置。在一些實施例中，加熱元件110可以布置在垂直地位于密封室108和半導體主體404之間的位置處。加熱元件110配置為產生熱量，該熱量引起殘留膜408和/或介電結構406向密封室108釋放氣體以調整密封室108的壓力。

圖5至圖15示出了示出形成具有配置為調整密封室內的壓力的加熱元件的微電子機械系統(mems)封裝件的方法的一些實施例的截面圖500至1500。

如圖5的截面圖500所示，提供了半導體主體204。在各個實施例中，半導體主體204可以包括諸如半導體晶圓或晶圓上的一個或多個管芯的任何類型的半導體主體(例如，硅/cmos塊、sige、soi等)以及半導體和/或在其上形成的外延層的任何其它類型和/或其它與這些相關的。

在半導體主體204內形成一個或多個晶體管器件205。在一些實施例中，可以通過在半導體主體204上方形成柵極介電層并且在柵極介電層上方形成柵電極層形成一個或多個晶體管器件205。隨后圖案化柵極介電層和柵電極層以限定柵極結構502。在限定柵極結構502之后，可以實施注入工藝以在半導體主體204內形成源極/漏極區域504。與半導體主體204相比，源極/漏極區域504具有更高的摻雜濃度。

如圖6的截面圖600所示，在布置在半導體主體204上方的介電結構602內形成多個金屬互連層206a至206b。多個金屬互連層可以包括由介電結構602內的一個或多個層間介電層圍繞的金屬互連布線206a和金屬通孔206b的交替層。

在一些實施例中，可以通過在半導體主體204上方形成介電結構602來形成多個金屬互連層206a至206b。介電結構602可以包括低k介電層、超低k介電層、極低k介電層和/或二氧化硅層。介電結構602選擇性地暴露于蝕刻介電結構602的蝕刻劑(例如，cf4、chf3、c4f8、hf等)以形成多個孔洞和金屬溝槽。在多個孔洞和金屬溝槽內形成導電材料(例如，銅、鋁、鎢等)。在一些實施例中，化學機械拋光(cmp)工藝可以用于從介電結構602的頂面去除過量的金屬材料。

如圖7的截面圖700所示，在半導體主體204上方形成加熱元件110a至110b。加熱元件110a至110b通過多個金屬互連層206a至206b的一個或多個的方式電連接至半導體主體204內的晶體管器件205。在一些實施例中，當施加電流時，加熱元件110a至110b可以包括輻射熱量的高電阻率材料。例如，加熱元件110a至110b可以包括多晶硅電阻器、薄膜電阻器或一些其它類似的電阻元件。

如圖8的截面圖800所示，介電結構208選擇性地暴露于第一蝕刻劑802(配置為在cmos襯底806的上表面內形成一個或多個凹槽804)。一個或多個凹槽804從cmos襯底806的上表面延伸至介電結構208內。在一些實施例中，一個或多個凹槽804可以進一步延伸至半導體主體204。

如圖9的截面圖900所示，覆蓋襯底902選擇性地暴露于第二蝕刻劑904(配置為在覆蓋襯底902的前側902f內形成凹陷部分906)。在一些實施例中，可以通過在覆蓋襯底902上形成第一掩模層908并且隨后將覆蓋襯底902暴露于第二蝕刻劑904來蝕刻覆蓋襯底902。在各個實施例中，第一掩模層908可以包括使用光刻工藝圖案化的光刻膠或氮化物(例如，sin)。在各個實施例中，第二蝕刻劑904可以包括干蝕刻劑(具有包括氟類(例如，cf4、chf3、c4f8等)的蝕刻化學物質)或濕蝕刻劑(例如，氫氟酸(hf)或四甲基氫氧化銨(tmah))。

如圖10的截面圖1000所示，沿著覆蓋襯底902的前側902f形成介電層1002(例如，sio2)。在一些實施例中，介電層1002包括通過熱工藝的方式形成的氧化物(例如，sio2)。在其它實施例中，介電層1002包括通過沉積工藝(例如，化學汽相沉積(cvd)、物理汽相沉積(pvd)、原子層沉積(ald)等)的方式形成的氧化物(例如，sio2)。在一些實施例中，電介質可以延伸至凹陷部分906內的位置。

如圖11的截面圖1100所示，將mems襯底1102接合至介電層1002以形成mems結構1106。在一些實施例中，接合工藝可以包括熔融接合工藝。在一些實施例中，mems襯底1102可以包括硅襯底(具有使mems襯底1102導電的摻雜濃度(例如，具有p-型摻雜濃度))。在其它實施例中，mems襯底1102可以包括多晶硅。將mems襯底1102接合至介電層1002形成了一個或多個腔1104a至1104b(布置在覆蓋襯底902和mems襯底1102之間)。

如圖12的截面圖1200所示，mems襯底1102可以選擇性地暴露于第三蝕刻劑1204。第三蝕刻劑1204蝕刻mems襯底1102以形成開口(延伸穿過mems襯底1102)，產生了具有第一可移動元件1208a和第二可移動元件1208b的mems結構1206。在一些實施例中，第一可移動元件1208a可以連接至一個或多個彈簧1210，這允許第一可移動元件1208a移動。在各個實施例中，第三蝕刻劑1204可以包括干蝕刻劑(具有包括氟類(例如，cf4、chf3、c4f8等)的蝕刻化學物質)或濕蝕刻劑(例如，氫氟酸(hf)或四甲基氫氧化銨(tmah))。

如截面圖1300所示，在第一環境壓力p1(例如，發生接合的工藝室的壓力)下將mems結構1206接合至cmos襯底806。將mems結構1206接合至cmos襯底806形成了保持在第一環境壓力p1下的第一密封室1302a和第二密封室1302b。

在一些實施例中，通過共晶接合工藝的方式(沿著導電接合焊盤1304和共晶接合層1306之間的界面)將mems結構1206接合至cmos襯底806。在這種實施例中，在接合之前，可以在介電結構208上形成導電接合焊盤1304并且可以在mems襯底1102上形成共晶接合層1306。導電接合焊盤1304可以包括在介電結構208上方形成的鋁接合焊盤并且通過多個金屬互連層206a至206b的一個或多個的方式電連接至晶體管器件205。共晶接合層1306可以包括鍺層或鋁層。在各個實施例中，可以通過沉積工藝(例如，化學汽相沉積(cvd)、物理汽相沉積(pvd)、原子層沉積(ald)等)的方式形成共晶接合層1306。

如圖14的截面圖1400所示，激活第一加熱元件110a和/或第二加熱元件110b以改變第一密封室1302a和/或第二密封室1302b內的壓力。例如，可以向第一加熱元件110a提供第一信號(例如，電流)，引起第一加熱元件110a將第一密封室1302a內的壓力增加至第二壓力值p2(大于第一環境壓力p1)。可以向第二加熱元件110b提供第二信號(例如，電流)，引起第二加熱元件110b產生熱量(引起介電結構208排氣并且將密封室1302b內的壓力增加至第三壓力值p3(大于第一環境壓力p1))。

如圖15的截面圖1500所示，可以沿著一個或多個劃線1504切割cmos襯底806和mems結構1206以形成第一管芯1502a和第二管芯1502b。第一管芯1502a包括第一mems器件(鄰接具有第二壓力p2的第一密封室1302a)。第二管芯1502b包括第二mems器件(鄰接具有第三壓力p3的第二密封室1302b)。

圖16示出了形成具有配置為調整密封室壓力的加熱元件的微電子機械系統(mems)封裝件的一些實施例的方法1600。雖然方法1600描述為與圖5至圖15相關，但是應該理解，方法1600不限于這種結構。

此外，雖然公開的方法1600在此處示出和描述為一系列步驟或事件，但是應該理解，這些步驟或事件的示出的順序不被解釋為限制意義。例如，一些步驟可以以不同的順序發生和/或與除了此處示出的和/或描述的一些的其它步驟或事件同時發生。此外，可能不是所有示出的步驟對于實施此處描述的一個或多個方面或實施例都是需要的。此外，此處描述的一個或多個步驟可以在一個或多個單獨的步驟和/或階段中實施。

在步驟1602中，在半導體主體內形成多個半導體器件。圖5示出了對應于步驟1602的一些實施例的截面圖500。

在步驟1604中，在布置在半導體主體上方的介電結構內形成多個金屬互連層。圖6示出了對應于步驟1604的一些實施例的截面圖600。

在步驟1606中，在半導體主體上方形成加熱元件。圖7示出了對應于步驟1606的一些實施例的截面圖700。

在步驟1608中，在介電結構和/或半導體主體內形成一個或多個凹陷部分。一個或多個凹陷部分通過排氣層與加熱元件分隔開。圖8示出了對應于步驟1608的一些實施例的截面圖800。

在步驟1610中，選擇性地蝕刻覆蓋襯底以在覆蓋襯底的前側內形成一個或多個凹陷部分。圖9示出了對應于步驟1610的一些實施例的截面圖900。

在步驟1612中，將覆蓋襯底的前側接合至具有可移動元件的mems襯底。圖10至圖12示出了對應于步驟1612的一些實施例的截面圖1000至1200。

在步驟1614中，在第一壓力下將mems襯底接合至cmos襯底以形成布置在它們之間的一個或多個密封室。圖13示出了對應于步驟1614的一些實施例的截面圖1300。

在步驟1616中，操作加熱元件以產生熱量，該熱量引起排氣層釋放氣體(將一個或多個密封室的第一個的壓力改變成大于第一壓力的第二壓力)。圖14示出了對應于步驟1616的一些實施例的截面圖1400。

因此，本發明涉及微電子機械系統(mems)封裝件及相關方法，該mems封裝件包括配置為通過引入介電材料的排氣調整密封室內的壓力的加熱元件。

在一些實施例中，本發明涉及微電子機械系統(mems)封裝件。該mems封裝件包括cmos襯底(具有布置在半導體主體內的一個或多個半導體器件)。該mems封裝件還包括mems結構(連接至cmos襯底并且包括微電子機械(mems)器件)。該mems封裝件還包括鄰接mems器件的密封室(布置在cmos襯底和mems結構之間)。加熱元件電連接至一個或多個半導體器件并且通過沿著密封室的內表面布置的排氣層與密封室分隔開。

在上述mems封裝件中，其中，在所述加熱元件產生熱量的操作期間，所述排氣層配置為向所述密封室釋放氣體。

在上述mems封裝件中，其中，所述微電子機械系統結構包括：微電子機械系統襯底，包括鄰接所述密封室的可移動元件；以及覆蓋襯底，包括設置在鄰接所述微電子機械系統襯底的表面內的凹陷部分，所述凹陷部分形成所述密封室的上表面。

在上述mems封裝件中，其中，所述微電子機械系統結構包括：微電子機械系統襯底，包括鄰接所述密封室的可移動元件；以及覆蓋襯底，包括設置在鄰接所述微電子機械系統襯底的表面內的凹陷部分，所述凹陷部分形成所述密封室的上表面，還包括：接合層，布置在所述微電子機械系統襯底和所述覆蓋襯底之間，其中，所述覆蓋襯底包括沿著所述密封室的橫向表面并且沿著所述密封室的側壁連續地延伸至鄰接所述接合層的位置的半導體材料。

在上述mems封裝件中，其中，所述加熱元件接觸所述排氣層，所述排氣層包括具有一個或多個金屬互連層的介電結構。

在上述mems封裝件中，其中，所述加熱元件布置在所述排氣層內，所述排氣層包括布置在所述cmos襯底和所述微電子機械系統結構之間的粘合層。

在上述mems封裝件中，其中，所述加熱元件包括多晶硅電阻器、薄膜電阻器或厚膜電阻器。

在上述mems封裝件中，還包括：第二密封室，在布置在所述微電子機械系統結構和所述cmos襯底之間的從所述密封室橫向偏移的位置處，其中，所述密封室保持在第一壓力下并且所述第二密封室保持在不同于所述第一壓力的第二壓力下。

在上述mems封裝件中，還包括：第二密封室，在布置在所述微電子機械系統結構和所述cmos襯底之間的從所述密封室橫向偏移的位置處，其中，所述密封室保持在第一壓力下并且所述第二密封室保持在不同于所述第一壓力的第二壓力下，其中，與所述第二密封室相比，所述加熱元件更靠近所述密封室。

在上述mems封裝件中，其中，所述排氣層包括沿著位于所述加熱元件和所述密封室之間的所述密封室的所述內表面布置的殘留膜。

在其它實施例中，本發明涉及微電子機械系統(mems)封裝件。該mems封裝件包括cmos襯底(包括具有一個或多個半導體器件的半導體主體和具有一個或多個金屬互連層和第一凹陷部分的上面的介電結構)。該mems封裝件還包括覆蓋襯底(布置在cmos襯底上方并且包括第二凹陷部分)，該第二凹陷部分與第一凹陷部分一起形成布置在覆蓋襯底和cmos襯底之間的密封室。該mems封裝件還包括mems襯底(布置在覆蓋襯底和cmos襯底之間并且包括位于密封室內的可移動元件)。該mems封裝件還包括加熱元件(電連接至一個或多個半導體器件并且布置在介電結構內的與密封室熱連通的位置處)。

在上述mems封裝件中，其中，在所述加熱元件產生熱量的操作期間，所述介電結構配置為向所述密封室釋放氣體。

在上述mems封裝件中，其中，所述加熱元件從所述密封室橫向偏移并且沒有通過所述一個或多個金屬互連層與所述密封室橫向分隔開。

在上述mems封裝件中，其中，所述加熱元件垂直布置在所述密封室與所述半導體主體之間。

在上述mems封裝件中，還包括：電流源，布置在所述cmos襯底內并且通過一個或多個金屬互連布線的方式連接至所述加熱元件。

在又一其它實施例中，本發明涉及形成mems封裝件的方法。該方法包括在半導體主體上方形成具有加熱元件的cmos襯底；并且形成具有多個mems器件的mems結構。該方法還包括在第一壓力下，將mems結構接合至cmos襯底以形成布置在mems結構和cmos襯底之間的多個密封室。多個密封室的第一個通過排氣層與加熱元件分隔開。該方法還包括操作加熱元件以產生熱量，該熱量引起排氣層釋放氣體(將多個密封室的第一個的第一壓力改變成大于第一壓力的第二壓力)。

在上述方法中，還包括：在所述半導體主體內形成多個半導體器件；在布置在所述半導體主體上方的介電結構內形成多個金屬互連層；在所述介電結構內形成多個凹陷部分，其中，所述多個凹陷部分形成所述多個密封室的部分；以及其中，所述加熱元件布置在所述介電結構內。

在上述方法中，還包括：選擇性地蝕刻覆蓋襯底以在所述覆蓋襯底的前側內形成一個或多個凹陷部分；以及將所述覆蓋襯底接合至具有可移動元件的微電子機械系統襯底以形成所述微電子機械系統結構。

在上述方法中，還包括：在所述接合之后，切割所述微電子機械系統結構和所述cmos襯底，形成第一管芯和第二管芯，所述第一管芯包括鄰接具有所述第二壓力的第一密封室的第一微電子機械系統器件并且所述第二管芯包括鄰接具有不同于所述第二壓力的第三壓力的第二密封室的第二微電子機械系統器件。

在上述方法中，其中，所述加熱元件包括多晶硅電阻器、薄膜電阻器或厚膜電阻器。

上面概述了若干實施例的特征，使得本領域人員可以更好地理解本發明的方面。本領域人員應該理解，他們可以容易地使用本發明作為基礎來設計或修改用于實施與本人所介紹實施例相同的目的和/或實現相同優勢的其他工藝和結構。本領域技術人員也應該意識到，這種等同構造并不背離本發明的精神和范圍，并且在不背離本發明的精神和范圍的情況下，本文中他們可以做出多種變化、替換以及改變。