[發明專利]應力解耦和粒子過濾器集成

在審

• 申請號: 202010225315.1
• 申請日: 2020-03-26
• 公開（公告）號: CN111825054A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: F·布蘭德爾;C·蓋斯勒;R·格林貝格爾;C·韋希特爾;B·溫克勒
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: B81B7/02
• 分類號: B81B7/02;B81C1/00;G01L1/14;G01L1/16;G01L1/18
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 郭星

本公開涉及應力解耦和粒子過濾器集成。提供一種半導體器件及其制造方法。半導體器件包括：襯底，具有第一表面和與第一表面相對布置的第二表面；應力敏感傳感器，設置在襯底的第一表面處，其中應力敏感傳感器對機械應力敏感；應力解耦溝槽，具有從第一表面延伸到襯底中的豎直延伸，其中應力解耦溝槽朝向第二表面豎直地部分延伸至襯底中，但未完全延伸到第二表面；以及多個粒子過濾器溝槽，從第二表面豎直地延伸至襯底中，其中多個粒子過濾器溝槽中的每個粒子過濾器溝槽具有與應力解耦溝槽的豎直延伸正交延伸的縱向延伸。

技術領域

本公開大體上涉及半導體器件及其制造方法，并且更特別地涉及具有應力緩解機制的應力敏感傳感器。

背景技術

微機電系統(MEMS)是微觀器件，特別是那些具有移動部件的器件。一旦可以使用通常被用于制造電子產品的改進半導體器件制造技術來制造MEMS，MEMS就變得實用。因此，MEMS可以作為集成電路的部件被內置在襯底中，襯底被切成半導體芯片，隨后被安裝在封裝中。

包括由芯片封裝生成的應力的機械應力以及被引入到封裝的外部機械影響，可能會無意中通過封裝傳遞給集成的MEMS元件，諸如傳感器，并且更特別地，傳遞給壓力傳感器。該傳遞的機械應力可能會影響MEMS元件的操作或引起傳感器信號的移位(例如偏移)，從而可能導致錯誤的測量。

例如，半導體壓力傳感器具有被布置為測量絕對壓力或相對壓力(例如，兩個壓力之間的差)的壓力敏感元件。許多壓力傳感器的問題在于：即使沒有待測量的壓力(或壓力差)，該傳感器也會測量(或輸出、或給出)信號。該偏移可能是傳感器外殼(例如，封裝)的機械應力和/或變形的結果。外殼應力/變形通常還會在敏感元件(例如，壓電電阻器)所處的傳感器表面上引起應力分量，并且從而引起輸出信號的偏移誤差、線性誤差甚至遲滯誤差。

因此，可以期望能夠將機械應力與集成的MEMS元件解耦的改進的器件。

發明內容

實施例提供半導體器件及其制造方法，并且更特別地，提供具有應力緩解機制的應力敏感傳感器。

一個或多個實施例提供一種半導體器件，半導體器件包括：襯底，該襯底具有第一表面和與該第一表面相對布置的第二表面；第一應力敏感傳感器，設置在襯底的第一表面處，其中第一應力敏感傳感器對機械應力敏感；第一應力解耦溝槽，具有從第一表面延伸至襯底中的豎直延伸，其中第一應力解耦溝槽朝向第二表面豎直地部分延伸至襯底中，但未完全延伸到第二表面；以及多個粒子過濾器溝槽，從第二表面豎直延伸至襯底中，其中多個粒子過濾器溝槽中的每個粒子過濾器溝槽具有與第一應力解耦溝槽的豎直延伸正交延伸的縱向延伸，并且其中多個粒子過濾器溝槽中的每個粒子過濾器溝槽通過從第二表面延伸到第一應力解耦溝槽的底部的襯底的背側部分而與多個粒子過濾器溝槽中鄰近的粒子過濾器溝槽分離。

一個或多個另外的實施例提供一種制造半導體器件的方法。該方法包括：執行半導體襯底的前端制造，半導體襯底具有第一表面和與第一表面相對布置的第二表面，前端制造包括集成設置在襯底的第一表面處的第一應力敏感傳感器，并且在第一襯底中形成應力解耦溝槽，其中第一應力解耦溝槽具有從第一表面延伸至襯底中的豎直延伸，其中第一應力解耦溝槽朝向第二表面豎直地部分延伸至襯底中，但未完全延伸到第二表面；以及在襯底的第二表面處形成多個粒子過濾器溝槽，其中多個粒子過濾器溝槽從第二表面豎直地延伸至襯底中，其中多個粒子過濾器溝槽中的每個粒子過濾器溝槽具有與第一應力解耦溝槽的豎直延伸正交延伸的縱向延伸，并且其中多個粒子過濾器溝槽中的每個粒子過濾器溝槽通過從第二表面延伸到第一應力解耦溝槽的底部的襯底的背側部分而與多個粒子過濾器溝槽中鄰近的粒子過濾器溝槽分離。

附圖說明

本文參考附圖描述實施例。

圖1A示出了根據一個或多個實施例的的沿圖1B和圖1C中的線A-A截取的芯片的豎直截面圖；

圖1B和1C分別圖示了根據一個或多個實施例的圖1A中所示的芯片的俯視圖和仰視圖；