[發(fā)明專利]用于制造微機械傳感器的方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201780053215.1 | 申請日： | 2017-07-05 |
| 公開（公告）號： | CN109641741B | 公開（公告）日： | 2023-03-14 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | J·克拉森 | 申請（專利權(quán)）人： | 羅伯特·博世有限公司 |
| 主分類號： | B81C1/00 | 分類號： | B81C1/00;H04R19/00 |
| 代理公司： | 永新專利商標代理有限公司 72002 | 代理人： | 侯鳴慧 |
| 地址： | 德國斯*** | 國省代碼： | 暫無信息 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 用于 制造 微機 傳感器 方法 | ||
本發(fā)明涉及一種用于制造微機械傳感器的方法(100)，所述方法具有以下步驟：提供具有MEMS襯底(1)的MEMS晶片(10)，其中，在所述MEMS襯底(1)中在膜片區(qū)域(3a)中構(gòu)造限定數(shù)量的蝕刻溝，其中，所述膜片區(qū)域構(gòu)造在第一硅層(3)中，該第一硅層以與所述MEMS襯底(1)隔開限定的間距的方式布置；提供罩晶片(20)；將所述MEMS晶片(10)與所述罩晶片(20)鍵合；并且通過所述MEMS襯底(1)的磨削構(gòu)造通向所述膜片區(qū)域(3a)的介質(zhì)入口(6)。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種用于制造微機械傳感器的方法。
背景技術(shù)
用于測量加速度和轉(zhuǎn)速的微機械慣性傳感器針對在汽車和消費領(lǐng)域中的不同應(yīng)用批量生產(chǎn)地制造。尤其在慣性傳感裝置的領(lǐng)域中越來越多地使用所謂的垂直集成、或混合集成或3D集成的方法。在這些制造方法中使至少一個MEMS晶片和分析處理ASIC晶片通過晶片鍵合方法相互機械地和電地連接，如由US 7 250 353 B2、US 7 442 570 B2、US 20100109102A1、US 2011 0049652A1、US 2011 0012247A1、US 2012 0049299A1、DE 102007048604A1已知。
特別吸引人的是這些垂直集成方法結(jié)合呈硅通孔(TSV)形式的電貫通接觸部和倒裝芯片技術(shù)，由此外部的電觸點接通部可以作為“裸芯片”模塊或芯片級封裝實現(xiàn)，即沒有塑料重新封裝，如由US 2012 0235251A1已知。
在越來越多的功能集成、即將更多個傳感參數(shù)集成在單個傳感器模塊中的過程中，已經(jīng)提出慣性傳感器技術(shù)的擴展。在此，所提到的功能集成有利地既保證成本降低也保證在應(yīng)用電路板上的減小的位置需要。用于將壓力傳感器集成到慣性傳感器工藝中的不同擴展方案例如由DE 10 2206011 545A1、DE 10 2006 024 671 A1、DE 10 2013 213 065A1、DE 10 2013 213071B3已知。
對于壓力傳感機構(gòu)的大的挑戰(zhàn)在于介質(zhì)入口的制造。在此，存在眾所周知重大的技術(shù)困難。
上面提到的文獻的大多數(shù)包含用于介質(zhì)入口的所謂的背側(cè)端口(BacksidePort)，如由DE 10 2014 200 512 A1已知。在這里，在整個過程結(jié)束時從MEMS襯底晶片的背側(cè)通過蝕刻過程、優(yōu)選溝槽過程(深反應(yīng)離子蝕刻，DRIE)制造在膜片區(qū)域下方的一個或多個入口孔。所提到的蝕刻過程在直接位于襯底晶片上和在壓力傳感器膜片下方的氧化物處停止。因為氧化物不是良好適合用于傳感器膜片的材料(如由于濕氣吸收熱膨脹系數(shù)與硅的不匹配、內(nèi)應(yīng)力等)，在膜片下側(cè)上的氧化物層必須盡可能地被移除。這優(yōu)選通過借助氣相中的HF的蝕刻(所謂的氣相蝕刻)發(fā)生。
這里的問題是，不僅晶片背側(cè)、而且同時對應(yīng)鍵合的晶片的外置側(cè)和晶片邊緣被蝕刻。如果對應(yīng)鍵合的晶片是具有重新布線和鈍化平面的ASIC，那么氣相蝕刻會導(dǎo)致ASIC背側(cè)的損壞。ASIC背側(cè)針對氣相蝕刻的防護不能以簡單的措施實現(xiàn)。
DE 10 2013 213 071 B3描述了作為背側(cè)端口的替代方案的用于通過所謂的側(cè)面端口來制造介質(zhì)入口的過程。在這種情況下，介質(zhì)進入不直接垂直地在膜片區(qū)域上方或下方實現(xiàn)，而是介質(zhì)從側(cè)面通過側(cè)面端口引導(dǎo)到傳感器膜片下方的區(qū)域中。
由DE 10 2009 045 385 A1已知，可能的是，通過在硅層上方的細小的氧化物柵格將深溝槽施加在硅中，并且氧化物柵格隨后通過另外的氧化物沉積部又被幾乎無表面型貌地封閉，使得隨后可以無問題地使用對于半導(dǎo)體而言普遍的或微系統(tǒng)技術(shù)上的過程步驟，如層沉積和光刻方法。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務(wù)是，降低在制造微機械傳感器時的上面提到的缺點。
所述任務(wù)根據(jù)第一方面借助用于制造微機械傳感器的方法解決，所述方法具有以下步驟：
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