CN103226024A - 传感器器件和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了传感器器件和方法。一种传感器器件包括半导体芯片。所述半导体芯片具有对于机械载荷敏感的感测区域。柱被机械地耦合到所述感测区域。
Description
技术领域
本发明涉及传感器器件，并且在特定实施例中涉及感测机械载荷（例如力、压力、张力、应力、弯曲、偏转、应变、伸长、加速度等等）的技术。
背景技术
在传感器器件的开发中，特别是当设计传感器器件的功能、灵敏度和封装时，可能将特殊要求纳入考虑。传感器器件的制造商和消费者都期望廉价的、尺寸上减小的、并且仍然具有增加的器件功能的传感器器件。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种传感器器件。所述传感器器件包括：半导体芯片，所述半导体芯片具有对于机械载荷敏感的至少一个感测区域；以及机械地耦合到所述至少一个感测区域的至少一个柱。
根据本发明的另一方面，提供一种制造传感器器件的方法。所述方法包括：提供半导体芯片，所述半导体芯片具有对于机械载荷敏感的至少一个感测区域；以及形成机械地耦合到所述至少一个感测区域的至少一个柱。
根据本发明的又一方面，提供一种传感器器件。所述传感器器件包括：半导体芯片，所述半导体芯片包括感测单元的阵列，其中，每个感测单元包括第一沟道晶体管和第二沟道晶体管，其中所述第一沟道晶体管和所述第二沟道晶体管的沟道具有不同的取向。
根据本发明的又一方面，提供一种传感器器件。所述传感器器件包括：半导体芯片，所述半导体芯片包括感测单元的阵列，每个感测单元包括第一沟道晶体管和第二沟道晶体管；柱的阵列，其中每个柱被机械地耦合到所述第一沟道晶体管或所述第二沟道晶体管。
附图说明
附图被包括以提供对实施例的进一步理解，以及附图被结合在本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图示出实施例，并且与描述一起用来解释实施例的原理。其他实施例以及实施例的许多预期优点将容易被认识到，因为通过参照下列详细描述，它们变得更好理解。附图的元件不一定是相对于彼此按比例的。相似的附图标记表示对应的类似部分。
图1示意性地示出根据一个实施例的具有感测区域的传感器芯片的顶视图；
图2示意性地示出根据一个实施例的半导体芯片和多柱结构的透视图；
图3示意性地示出根据一个实施例的具有感测单元的阵列的传感器芯片的顶视图；
图4示意性地示出根据一个实施例的感测单元的顶视图；
图5示意性地示出根据一个实施例的示例性测量电路的电路图；
图6示意性地示出半导体芯片表面上的差应力的分布；
图7示意性地示出根据一个实施例的传感器器件的剖面图；
图8示意性地示出根据一个实施例的传感器器件的透视图；
图9示意性地示出根据一个实施例的传感器器件的剖面图；
图10示意性地示出根据一个实施例的传感器器件的剖面图；
图11示意性地示出根据一个实施例的传感器器件的剖面图；
图12示意性地示出根据一个实施例的传感器器件的顶视图；以及
图13示出根据一个实施例的制造传感器器件的方法。
具体实施方式
在下列详细描述中参照了形成其一部分的附图，在附图中通过说明示出其中可以实践本发明的具体实施例。在这方面，参照所描述的附图的取向使用了诸如“顶部”、“底部”、“正面”、“背面”、“前导”、“拖尾”之类的方向性术语。因为实施例的部件可以被定位成许多不同取向，所以使用方向性术语是为了说明的目的，而绝非进行限制。应当理解，在不背离本发明的范围的情况下，可以利用其他实施例并且可以做出结构的或逻辑的改变。因此下列详细描述不应当在限制性意义上来理解，并且本发明的范围由所附权利要求来限定。
应当理解，在这里所描述的各种示例性实施例的特征可以彼此组合，除非另有明确地说明。
如在本说明书中所采用的，术语“耦合”和/或“连接”不意图在总体上是指元件必须被直接地耦合或连接在一起；中间元件可以被提供在“耦合”或“连接”的元件之间。然而，尽管不限于该含义，但是术语“耦合”和/或“连接”也可以被理解成可选地公开了其中元件被直接地耦合或连接在一起而没有在“耦合”或“连接”的元件之间提供的中间元件的实施。这同时适用于机械和电耦合或连接。
在下面描述包含半导体芯片的传感器器件的实施例。半导体芯片可以属于不同类型，可以通过不同技术制造，并且例如可以包括集成的电、电光或机电电路和/或无源器件。半导体芯片例如可以被设计成包括逻辑集成电路、模拟集成电路、混合信号集成电路、存储器电路或集成无源器件中的一个或多个。半导体芯片可以包括控制电路、微处理器或微机电部件。半导体芯片不需要由特定半导体材料（例如Si、SiC、SiGe、GaAs、AlGaAs）制造，以及此外可以包含并非半导体的无机和/或有机材料，举例来说，比如绝缘体、塑料或金属。
在这里所描述的传感器器件可以包括易于感受到机械载荷的感测区域。可以通过作用在其上的力将机械载荷施加到所述感测区域。所述力例如可以与作用在感测区域上的应力（举例来说，比如压力、弯曲、偏转、张力等等）相关联。
在这里所描述的传感器器件可以包括机械地耦合到半导体芯片的一个或多个柱。（一个或多个）柱与半导体芯片之间的机械耦合可以被配置成将力从（一个或多个）柱传递到半导体芯片。举例来说，可以在（一个或多个）柱与半导体芯片的晶格之间实施力锁合连接。典型地，这样的力锁定连接可以被适配成在（一个或多个）柱的致动下在半导体晶格中引入应力。
在这里所描述的传感器器件可以使用感测半导体芯片的感测区域上的机械载荷的各种技术。在下面所描述的传感器器件可以感测多种量，举例来说，例如上面提到的量。它们还可以感测被转换成力的量，举例来说，比如膨胀/收缩、加速度、流量、微粒数目等等。此外，它们可以被用在多种不同的应用中，举例来说，比如位移或应变测量传感器、用于流体的流量计、微粒计数器、加速度传感器等等。此外，还可以对量进行定向测量，即各种传感器器件可以典型地允许定向测量。
图1以剖面示意性地示出传感器器件100。传感器器件100包括具有感测区域11的半导体芯片10。此外，传感器器件100可以包括被机械地耦合到感测区域11的柱12。
半导体芯片10的感测区域11对机械载荷敏感。举例来说，感测区域11可以被配置成嵌入一个或多个集成电路器件13，所述集成电路器件13对施加到半导体芯片10的感测区域11的应力敏感。
在一些实施例中，应力敏感集成电路器件13可以由一个或多个晶体管实施。举例来说，沟道晶体管（举例来说，例如MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管））显示出与施加到晶体管的沟道区域的应力有关的电特性。更具体来说，沟道晶体管的电导率取决于存在于半导体芯片10的感测区域11中的应力的数量和方向（相对于沟道的延伸）。
柱12被配置成将机械应力传递到半导体芯片10的感测区域11，以及将应力引入到包括应力敏感集成电路器件13的半导体芯片10的感测区域11中。应当注意，柱12可以被配置成将定向应力传递到感测区域11。更具体来说，柱12可以被配置成传递作为在垂直于半导体芯片10的上表面14的方向上的压力或张力而作用的应力。此外，柱12可以被配置成将机械应力传递并引入到其取向与半导体芯片10的上表面14基本上平行的感测区域11中。举例来说，这样的侧向应力可以由柱12的侧向偏转来生成。此外应当注意，由柱12传递并引入到感测区域11中的应力的方向可以由在垂直于上表面14的方向上的第一分量、在平行于半导体芯片10的上表面14的方向上的第二分量以及指示在由半导体芯片10的上表面14限定的平面内的应力的方向的第三分量（例如角分量，如果使用极坐标的话）组成。应力敏感集成电路器件13可以对施加到感测区域11的定向应力的这些分量中的一个或多个做出响应。因此，感测区域11还可以对通过机械地耦合到感测区域11的柱12而施加在感测区域11上的应力的方向改变敏感。
半导体芯片10可以是任何半导体材料，举例来说，诸如Si、SiC、SiGe之类的IV族半导体，诸如GaN、AlN、InN、GaP、AlP、InP、GaAs、AlAs、InAs、GaSb、AlSb、InSb之类的III-V族化合物半导体及其部分成分，以及诸如CdTe、CdSe、CdS、ZnTe、ZnSe、ZnS之类的II-VI族化合物半导体。此外，所述半导体材料可以被掺杂。
柱12可以由被配置成对感测区域11构成机械载荷的任何材料制成。举例来说，正如在下面将进一步更详细地解释的那样，柱12例如可以由电介质材料、聚合物材料（举例来说，比如基于硅酮的材料或光致抗蚀剂）、半导体材料或者金属或金属合金制成。
柱12可以被牢固地固定到半导体芯片10的上表面14。这样，沿着柱12传递的应力就被有效地引入到半导体芯片10的感测区域11中。
在一个实施例中，半导体芯片10的感测区域11是半导体芯片10的块状部分，其中应力敏感集成电路器件13被实施为例如集成电路。这样，感测区域11的机械载荷就可以在晶格中引发应变或形变，这改变应力敏感集成电路器件13的电特性或响应。
在一些实施例中，感测区域11可以由微机械部件（举例来说，例如膜）实施。在这种情况下，由柱12传递并施加到所述微机械部件的应力所导致的膜的位移可以通过位移感测元件（举例来说，例如压电元件）而被转换成电信号。
在下文中不损失一般性的情况下，可以假设感测区域11包括半导体晶格区域，即没有MEMS（微机电系统）。图2是根据一个实施例的传感器器件200的示意图。传感器器件200可以包括半导体芯片10以及结合到半导体芯片10的柱12的阵列。针对传感器器件100的公开也可以适用于传感器器件200，并且省略对应的描述以便避免重复。反之亦然，在下面提供的针对设计和制造柱12和/或半导体芯片10的的公开也适用于传感器器件100。在图2中，具有各种方向的力F被示出为作用在柱12上。
柱12的阵列可以具有任何几何轮廓，例如多边形、正方形、圆形等等。柱12的阵列可以在半导体芯片10的上表面14的大的部分上延伸，例如在大于上表面14的面积的1/3、1/2、2/3、3/4的面积上延伸。
柱12的阵列中的每个柱12可以被设计为例如圆柱形结构、或者具有另一剖面（举例来说，例如多边形、正方形等等）的结构。每个柱12可以具有大约50-2000μm、更特别是150-1000μm、进一步更特别是250-700μm的高度。此外，每个柱12可以具有10-1500μm、更特别是25-400μm、进一步更特别是40-300μm的最大侧向维度（例如直径、侧面长度）。柱12的高度可以大于或等于其最大侧向维度。相邻柱12之间的间距或中心到中心距离可以是大约50-1500μm，更特别是在80-500μm之间，以及进一步更特别是在100-300μm之间，这例如取决于柱12的侧向维度。
柱12的高宽比例如可以处在5-40之间，更特别是10-25，或者可以具有这些范围之外的值。
柱12或柱12的阵列可以以许多方式来制造。在一些实施例中可以采用光刻技术。举例来说，柱12可以由光致抗蚀剂制成，举例来说，例如SU8或另一光敏材料。在这种情况下，在半导体芯片10的上表面14之上沉积光致抗蚀剂层（未示出）。该光致抗蚀剂层的厚度可以对应于柱12的高度。可以通过旋涂或者任何其他常见方法来施加光致抗蚀剂。
在施加光致抗蚀剂层之后，可以预烘干光致抗蚀剂层。随后，可以通过曝光来对光致抗蚀剂层进行结构化并且使用掩模进行显影。可选地，可以使用CAR（化学增强抗蚀剂）化学方法。这样的技术在本领域内也被称作CARL（抗蚀剂线的化学增强）。
在曝光和显影之后，可以蚀刻光致抗蚀剂以去除光致抗蚀剂的曝光的或未曝光的部分。结果，从光致抗蚀剂层中形成（一个或多个）柱12。
此外，对于施加在上表面14上的柱材料层的结构化例如可以通过使用直接激光结构化技术或光致抗蚀剂掩模技术来实现。例如可以通过激光照射而消融或者通过预先结构化的掩模而蚀刻的几乎所有材料都可以被用于柱构造，例如聚合物材料、电介质材料、半导体材料、金属或金属合金等等。
在一些实施例中，可以通过使用电镀来制造（一个或多个）柱，即一个柱12或柱12的阵列。举例来说，可以应用光刻、电镀和模塑工艺。该种方法在本领域内也被称作德语缩写LIGA（光刻（LIthographie）、电镀（Galvanik）、模塑（Abformung））。已知它们产生由金属或金属合金构成的高的高宽比微结构。LIGA工艺可以包括掩蔽基板、曝光、显影、电镀和抗蚀剂剥离的步骤。电镀例如可以通过将金属或金属合金镀到由所去除的光致抗蚀剂材料所留下的空隙中来实现。使用电镀以用于形成柱的技术允许制造包括金属（举例来说，例如镍、铜、金）或金属合金等等的柱12的阵列。包括金属的柱12可能具有与由聚合物、电介质或半导体材料制成的柱12的机械特性不同的机械特性，并且因此在一些应用中可能特别使人感兴趣。
此外，柱12或柱12的阵列还可以由电介质材料（举例来说，比如半导体或绝缘材料层）制成。举例来说，可以将半导体材料（其例如可以与半导体芯片10的半导体材料完全相同）施加到或沉积在半导体芯片10的上表面14之上。可替换地，可以使用本领域内已知的技术将绝缘层（举例来说，例如硬钝化层（例如氮化物层、二氧化硅层、金属氧化物层等等））施加到半导体芯片10的上表面14，并且将其结构化成柱12或柱阵列。在这种情况下，可以生成例如高硬度的（一个或多个）柱12。
在一些实施例中，可以通过模塑生成（一个或多个）柱12。举例来说，可以在半导体芯片10的上表面14上沉积由例如蜡或另一可结构化材料制成的模塑层。随后可以通过使用例如激光照射或另一结构化技术对模塑层进行结构化，例如在其中穿孔。随后可以通过柱材料，例如通过聚合物材料（举例来说，例如树脂、弹性体（例如PDMS（聚二甲硅氧烷）弹性体）），来填充所述孔。随后可以通过施加能量来固化聚合物材料。随后，可以通过任何适当的技术（例如剥除、洗除）去除模塑层以露出（一个或多个）柱12。
图3是示出半导体芯片10的示例性上表面14的示意性顶视图。半导体芯片10可以包括在半导体芯片10中实施的感测单元20的阵列。所述感测单元20的阵列可以被布置成行与列。举例来说，六行和十列可以在其交叉处限定六十个感测单元20。每个感测单元20可以包括集成电路。所有感测单元的集成电路可以可选地具有相同的集成电路设计。相邻的感测单元的集成电路可以根据图3中所示的阵列设计而彼此间隔开。此外，可以在上表面14处（例如在其外围区域中围绕半导体芯片10）提供许多接触垫30。可以在相邻感测单元20之间的间隙内布设互连布线（未示出），以将感测单元20例如连接到接触垫30或者连接到其他集成电路（未示出），举例来说，例如控制器、微处理器、存储器等等。
半导体芯片10可以具有第一侧向维度D1和第二侧向维度D2。第一侧向维度D1沿着行的长度延伸，以及第二侧向范围D2沿着列的长度延伸。作为一个具体实例，D1可以是2.93mm，以及D2可以是1.81mm。更一般来说，维度D1和D2中的每个可以是一毫米到几毫米。此外，在一些实施例中，所有感测单元20可以具有相同的单元集成电路设计。
图4是示例性感测单元20的说明。举例来说，感测单元20可以包括多个沟道晶体管。沟道晶体管中的至少一些的取向可以处在不同方向上。举例来说，一个或多个沟道晶体管可以具有例如取向在[010]方向上的沟道，而一个或多个其他沟道晶体管可以具有例如取向在[100]方向上的沟道。
更具体来说，作为举例，图4显示被划分成四个感测区20a、20b、20c、20d和一个（可选的）评估电路区22的感测单元20。举例来说，感测区20a、20b、20c、20d例如可以具有矩形形状并且可以具有类似面积。如图4中所描绘的，感测区20a、20b、20c、20d中的每个可以具有沟道21取向的独特图案。此外，感测区20c、20d可以包括至少两个沟道晶体管，所述至少两个沟道晶体管具有彼此取向角度不同于0°的沟道21（即不平行的沟道21）。更具体来说，所述至少两个晶体管的沟道21的彼此取向角度例如可以是45°、90°、135°、180°等等。
图5示出根据一些实施例的示例性感测电路的电路图。示出两个沟道晶体管30a、30b。沟道晶体管30a的沟道由附图标记31a表示，以及沟道晶体管30b的沟道由附图标记31b表示。如上所述，沟道31a和31b彼此不平行。如图5中所例示的那样，沟道31a可以取向在[010]方向上，以及沟道31b可以取向在[100]方向上。沟道晶体管30a、30b例如可以是用CMOS技术制造的。它们例如可以是MOSFET。
沟道晶体管30a、30b可以通过感测电路互连。举例来说，如图5中所例示的那样，感测电路可以被配置成代表电流镜。电流镜可以是由电流控制的电流源。更具体来说，如果使用如图5中所描绘的基本电流镜，则输入电流Iin流过第一沟道晶体管30a，并且输出电流Iout流过第二沟道晶体管30b。第一沟道晶体管30a的源极被连接到第一和第二沟道晶体管30a、30b的栅极。沟道晶体管30a、30b的沟道31a、31b分别可以具有完全相同的维度（长度），并且沟道晶体管30a、30b可以通过使用相同的MOS技术来制造。在这种情况下，假设理想的行为，Iin=Iout。然而，沟道长度的调制导致偏离理想，即Iin与Iout之间的偏差。因此，应变被引入到其中实施第一和第二沟道晶体管30a、30b的感测区域中，这可能导致沟道31a、31b的沟道长度调制。然而，如果两个沟道31a、31b被布置成彼此倾斜，则感测区域中的晶格应变可能导致两个沟道31a、31b的不均匀的沟道长度调制。因此，通过Iin与Iout的比较导出的量（例如比或其差）可以指示加载在感测区域11上（并且可能导致感测区域11中的对应晶格应变）的应力数量和/或应力方向。因此，感测电路（举例来说，例如图5中所示的电流镜）是应力敏感的。通过由评估电路（其例如可以被实施在评估电路区22中）评估Iin和Iout可以适于（be operable to）导出指示由柱12或柱12的阵列感测到的应力的数量和/或方向的测量量。
应当注意，具有不同集成电路设计的感测区20a、20b、20c、20d可以改进感测区域11的灵敏度，并且可以改进感测单元20的方向响应和/或绝对值响应的分辨率以及它们之间的辨别力。
此外应当注意，可以通过例如位于评估电路区22中的评估电路来评估多个感测电路（例如电流镜）响应。
取代如图5中所描绘的基本电流镜，其他感测电路可以被使用。举例来说，可以使用更复杂的电流镜，举例来说，比如级联电流镜或Wilson电流镜。此外，还可以实施并非基于电流镜原理的感测电路。
如在这里所使用的术语感测区域11的含义意图包括一个或多个感测单元20，并且每个感测单元20可以包括一个或多个感测区20a、20b、20c、20d。在感测单元20上，施加到感测区域11的应力可以被假定是近似均匀的，并且晶格应变或形变也可以被假定是近似均匀的。因此，在一些实施例中，感测单元20可以被视为代表半导体上表面14区域上的应力测量的粒度，并且可以使用多个感测区20a、20b、20c、20d来提高测量响应的分辨率/辨别力。
在一些实施例中，感测单元20可以彼此独立。因此，每个感测单元20可以提供指示应力的量值和/或方向的测量值，其不同于由其他感测单元20导出的对应测量值。因此，举例来说，每个感测单元20可以被配置成仅仅导出与整个单元相关联的一个应力测量值（当然，如果由在感测单元20中引发的应变所施加的应力是不均匀的，则该测量值可以是平均值，或者精度可能遭受感测单元20的面积上的应力或应变变化）。在一些实施例中，每个感测区20a、20b、20c、20d可以被配置成提供指示应力的量值和/或方向的单独测量值，其不同于由其他感测单元20导出的对应测量值。这些单独测量值可以由如上所述的评估电路在区范围或单元范围内评估。如果使用区范围的评估，则半导体上表面区域上的应力测量的最细粒度可以对应于感测区20a、20b、20c、20d而不是对应于感测单元20。
在一个实施例中，至少一个或多个柱12被结合到由每个感测单元20限定的区域。然而，还有可能的是，感测单元20的阵列比柱12的阵列更稠密。在这种情况下，平均来说，一个柱12的一小部分可以与一个感测单元20相关联。
换句话说，感测单元20与柱12的数目的比可以小于1，可以是1，或者可以大于1，这取决于相应阵列结构的侧向维度和间距。
图6示意性地示出上半导体芯片表面14上的差应力σxx-σyy的分布。差应力σxx-σyy已由如图2中所示的柱12的阵列来引入。差应力σxx-σyy以MPa衡量，并且是应力张量元素σxx与σyy的差。正如本领域内已知的那样，应力张量具有对角元素σxx、σyy和σzz，其中x方向和y方向在由上芯片表面14限定的平面内分别沿着维度D1和D2延伸，并且z方向是垂直于由上芯片表面14限定的平面的方向。如由图6所示，由柱12引入的差应力σxx-σyy可以在上半导体芯片表面14上变化很大。举例来说，半导体芯片的中心区域内的差应力可以达到高达12-14MPa的正值，同时差应力可以在径向上松弛，以在外围芯片区域内具有高达-(14-12)MPa的负值。
图7示出根据一个实施例的传感器器件300的剖面图。传感器器件300可以包括如上所述的半导体芯片10和柱12的阵列。此外，具有特定质量的主体40被耦合到柱12。举例来说，主体40可以由凝胶、液体（例如水、油）等等制成。在一个实施例中，主体40可以在很大程度上或者完全覆盖柱12。主体40将特定质量归于系统。所述质量可以根据具体应用而充当惯性或震动质量。因此，传感器器件300可以例如代表加速度传感器。在这种情况下，取决于主体40的质量，柱12在有加速度时偏转，其中加速度的方向转变成柱12的偏转的方向，并且导致引入到半导体芯片的感测区域11中的（差）应力。如上所述，该差应力导致沟道晶体管30a、30b的沟道31a、31b中的晶格应变。因此，可以通过传感器器件300测量加速度的数量和方向。
传感器器件300可以被容纳在封装60中。封装60可以是在底部具有电极61的表面安装的封装。半导体芯片10可以被安装（例如粘合）到封装60的凹陷62中。举例来说，封装60可以由预制的塑料外壳制成，或者可以由封装材料（举例来说，比如被模塑到半导体芯片10上的树脂）制成。
图8示意性地示出根据一个实施例的传感器器件400的透视图。类似于传感器器件300，半导体器件400可以包括半导体芯片10以及结合到半导体芯片10的柱12的阵列。此外，传感器器件400可以包括结构元件或构件50。构件50可以具有板的形状。构件50例如可以具有与半导体芯片10类似的维度。举例来说，构件50可以是厚度在100μm与2mm之间并且侧向维度大约是1mm到几mm的板。
如图8中所描绘，构件50可以配备有被配置成与柱12的远离半导体芯片10的末端接合的一个或多个元件。所述一个或多个元件在下文中将被称作（一个或多个）接合元件51。举例来说，接合元件51可以由类似于结合到半导体芯片10的柱阵列中的柱12的接合柱的阵列形成。当构件50被放置在柱12的阵列上时，接合元件51可以与柱12接合或钩住。在接合中，构件50的移动被传递到柱12。在一个实施例中，构件50可以相对于半导体芯片10在侧向维度（即在x和/或在y方向上）是可移动的。
接合元件51还可以通过除了接合柱之外的装置来实施。举例来说，可以将粘合剂或凝胶用作接合元件。在这种情况下，将粘合剂或凝胶施加到构件50的朝向半导体芯片12的下表面。当构件50被放置在柱12的阵列上时，粘合剂或凝胶牢固地固定柱12的末端。
传感器器件400可以被用在许多应用中。举例来说，传感器器件400可以被用作应变测量器件。举例来说，在这种情况下，可以将传感器器件400附着到工件上，其中可移动构件50被固定到工件的一个位置，并且相对于半导体芯片10稳固地定位的封装的另一部分被固定到工件的另一位置。这样，可以在这两个位置之间测量所检查的工件的膨胀或收缩。举例来说，可以通过使用所述或类似技术来监视工件（举例来说，例如飞行器的翼）的热膨胀、老化、恶化（关于微裂纹的信息）等等。
举例来说，构件50可以是可移动封装特征。图9示出代表其示例性实施的传感器器件500。举例来说，可以使用与结合图7描述的封装60类似的封装来容纳半导体芯片10。为了简洁起见，省略对这一描述的重复。此外，构件50可以被暴露在封装60的外部。举例来说，构件50可以被可滑动地安装在封装60的开口63中，并且例如可以在开口63的框架状边缘部分64上被引导。在这种情况下，构件50可以在一个预定方向上（例如在如图9中的箭头A所示的方向上）是可移动的，或者可以在由平行于构件50和/或取向平行于半导体芯片10的上表面14的平面延伸的平面限定的所有方向上（即在x-y方向上）是可移动的。
构件50的任何移动或位移通过（一个或多个）接合元件51被传递到柱12的远离半导体芯片10的末端。于是如上所述，柱12的偏转导致定向应力被引入到半导体芯片10的感测区域11中以生成晶格应变。
图10以剖面图示出传感器器件600。半导体芯片10可以被容纳在封装60中。上面已经描述了封装60，并且参照该描述。此外，封装60可以分别在相对侧面66a、66b具有开口65a、65b。开口65a、65b通过通道67连接，通道67穿过封装60从一个开口65a到另一开口65b。通道67可以在封装60的顶部由封装顶壁68封闭。封装顶壁68可以与半导体芯片10的上表面14基本上共面地延伸。
柱12或柱12的阵列被配置成突入到通道67中。在一个实施例中，柱12的远离半导体芯片10的末端与封装顶壁68分离，正如例如图10中所示的那样。
图10中所示的传感器600可以例如实施用于流体（例如液体或气体）的流量计。如由箭头B所示，流体可以穿过通道67从开口65a到开口65b。取决于流体的粘性、密度、速度和其他特性，所述流体将使（一个或多个）柱12在流体流动的方向上弯曲。于是，取决于（一个或多个）柱的硬度、长度、直径和其他量，应力被传递到半导体芯片10的感测区域11。
如较早所述，感测电路（举例来说，例如电流镜和/或评估电路（举例来说，例如逻辑电路、可编程单元、微控制器或处理器））可以被实施在半导体芯片10中，以处理通过感测半导体芯片10的感测区域11中的（例如差）应力分布而获得的电信号。
图11示意性地示出根据一个实施例的传感器器件700的剖面图。传感器器件700可以类似于传感器器件600，除了（一个或多个）柱12的远离半导体芯片10的末端在封装顶壁68处被固定在适当的位置之外。这样，（一个或多个）柱12在两端被固定。在这种情况下，如上面结合图10所解释的流体流动将仅仅导致整个系统上的总体偏置。
除了将（一个或多个）柱12的远端牢固地固定在封装顶壁68处之外，传感器器件700可以与传感器器件600完全相同。为了避免重复，参照传感器器件600的公开。
传感器器件700可以被用在各种应用中。举例来说，传感器器件700可以被用作微粒计数器。当微粒击中单个柱12时，冲击可以导致在该柱12处出现应力脉冲。该应力脉冲被传递到感测区域11并且可以被检测到。举例来说，可以对所检测到的应力脉冲进行计数，并且可以把计数数目除以时间，以便生成指示每时间穿过通道67的微粒数目的量。
应当注意，传感器器件600和700中的每个可以被用作流量计或微粒计数器或者组合的流量计和微粒计数器，这是因为由流体流动和微粒导致的效应出现在两个传感器器件600、700中。可以基于相应效应的不同时间特性（例如时间常数）在两个传感器器件600和700中区别这些效应。然而，传感器器件600对于测量流量可能比传感器器件700更灵敏，并且传感器器件700对于测量微粒计数可能比传感器器件600更灵敏。
图12通过实例示出根据一些实施例的、去除了封装顶壁68的传感器器件600、700的顶视图。如图12中显而易见，通道67可以仅仅在半导体芯片10的上表面14的中心部分14a之上延伸。这样，半导体芯片10的上表面14的外围区14b可以被配置成不被暴露于通道67的内部。这些外围区14b例如可以由封装的材料覆盖（并且因此被示出为阴影区域）。它们例如可以被用于针对测量环境（例如针对流过通道67的流体或微粒）受到保护的特征。举例来说，接触元件（举例来说，例如引线结合15）可以被放置在外围区14b中。此外，在一些实施例中，外围区14b可以容纳评估电路区22。
在图13中示出根据本公开的方法。所述方法包括在S1处提供半导体芯片，所述半导体芯片10具有对于机械载荷敏感的至少一个感测区域11。
在S2处，将至少一个柱机械地耦合到所述至少一个感测区域。如上所述，这可以包括将材料沉积在包括所述感测区域的半导体芯片的表面的至少一部分之上，并且对所述材料进行结构化以形成所述至少一个柱。
另外，虽然可能已经相对于几个实施中的仅仅一个公开了本发明的实施例的特定特征或方面，但是可以将这样的特征或方面与其他实施的一个或多个其他特征或方面相组合，正如可能对于任何给定或特定应用所期望且有利的那样。本申请意图涵盖在这里所讨论的具体实施例的任何适配或变化，并且本发明意图仅由权利要求及其等同物来限定。
Claims (25)
1. 一种传感器器件，包括：
半导体芯片，所述半导体芯片具有对于机械载荷敏感的至少一个感测区域；以及
机械地耦合到所述至少一个感测区域的至少一个柱。
2. 根据权利要求1所述的传感器器件，还包括：
嵌入在所述至少一个感测区域中的至少一个晶体管，其中所述晶体管的响应随着所述机械载荷而变化。
3. 根据权利要求1所述的传感器器件，还包括：
嵌入在所述至少一个感测区域中的第一晶体管；以及
嵌入在所述至少一个感测区域中的第二晶体管，所述第一和所述第二晶体管具有不同的取向。
4. 根据权利要求1所述的传感器器件，其中，所述半导体芯片包括位于所述至少一个感测区域中的感测单元的阵列。
5. 根据权利要求4所述的传感器器件，其中，所述感测单元的阵列中的每个感测单元包括集成电路。
6. 根据权利要求2所述的传感器器件，其中，所述至少一个晶体管是CMOS晶体管，所述CMOS晶体管具有被配置成随着所述机械载荷而变化的沟道维度。
7. 根据权利要求1所述的传感器器件，其中，所述至少一个柱包括电介质材料。
8. 根据权利要求7所述的传感器器件，其中，所述至少一个柱包括光致抗蚀剂。
9. 根据权利要求1所述的传感器器件，其中，所述至少一个柱包括金属材料。
10. 根据权利要求1所述的传感器器件，还包括嵌入所述至少一个柱的主体。
11. 根据权利要求1所述的传感器器件，还包括机械地耦合到所述至少一个柱的末端的结构元件，所述末端远离所述至少一个感测区域。
12. 根据权利要求11所述的传感器器件，其中，所述结构元件包括：
朝向所述半导体芯片的第一表面，以及
被配置成机械地耦合到所述至少一个柱的所述末端的至少一个接合元件。
13. 根据权利要求11所述的传感器器件，其中，所述结构元件被配置成相对于所述半导体芯片是可移动的。
14. 根据权利要求11所述的传感器器件，其中，所述结构元件被配置成固定到相对于所述半导体芯片的位置。
15. 根据权利要求1所述的传感器器件，其中，所述传感器器件包括力传感器、加速度传感器、流量传感器、或微粒计数器。
16. 一种制造传感器器件的方法，所述方法包括：
提供半导体芯片，所述半导体芯片具有对于机械载荷敏感的至少一个感测区域；以及
形成机械地耦合到所述至少一个感测区域的至少一个柱。
17. 根据权利要求16所述的方法，其中，形成包括：
将材料沉积在所述半导体芯片的表面的至少一部分之上，所述表面的所述部分包括所述至少一个感测区域；以及
对所述材料进行结构化以形成所述至少一个柱。
18. 根据权利要求17所述的方法，其中，所述结构化包括蚀刻所述材料。
19. 根据权利要求16所述的方法，还包括：
将结构元件在所述至少一个柱的末端处机械地耦合到所述至少一个柱，所述末端远离所述至少一个感测区域。
20. 一种传感器器件，包括：
半导体芯片，所述半导体芯片包括感测单元的阵列，
其中，
每个感测单元包括第一沟道晶体管和第二沟道晶体管，其中所述第一沟道晶体管和所述第二沟道晶体管的沟道具有不同的取向。
21. 根据权利要求20所述的传感器器件，包括至少一个电流镜电路，所述至少一个电流镜电路包括所述第一沟道晶体管和所述第二沟道晶体管。
22. 根据权利要求21所述的传感器器件，其中，每个传感器单元包括电流镜电路。
23. 根据权利要求21所述的传感器器件，还包括被配置成生成指示作用在所述感测单元的阵列上的机械载荷的测量信号的评估电路，所述评估电路被耦合到所述第一沟道晶体管和所述第二沟道晶体管。
24. 一种传感器器件，包括：
半导体芯片，所述半导体芯片包括感测单元的阵列，每个感测单元包括第一沟道晶体管和第二沟道晶体管，
柱的阵列，其中每个柱被机械地耦合到所述第一沟道晶体管或所述第二沟道晶体管。
25. 根据权利要求24所述的传感器器件，其中，所述第一沟道晶体管和所述第二沟道晶体管具有不同的取向。
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| WO2015138729A1 (en) * | 2014-03-12 | 2015-09-17 | Zansors Llc | Contact force sensor for ablation devices |
| GB2552025B (en) | 2016-07-08 | 2020-08-12 | Sovex Ltd | Boom conveyor |
| JP6923945B2 (ja) * | 2016-09-14 | 2021-08-25 | 国立大学法人神戸大学 | 力センサ、および、力センサの製造方法 |
| US20180180494A1 (en) * | 2016-12-22 | 2018-06-28 | Honeywell International Inc. | High Sensitivity Silicon Piezoresistor Force Sensor |
| US11255737B2 (en) | 2017-02-09 | 2022-02-22 | Nextinput, Inc. | Integrated digital force sensors and related methods of manufacture |
| WO2018148510A1 (en) | 2017-02-09 | 2018-08-16 | Nextinput, Inc. | Integrated piezoresistive and piezoelectric fusion force sensor |
| WO2019018641A1 (en) * | 2017-07-19 | 2019-01-24 | Nextinput, Inc. | STACK OF STRAIN TRANSFER IN A MEMS FORCE SENSOR |
| WO2019023309A1 (en) | 2017-07-25 | 2019-01-31 | Nextinput, Inc. | FORCE SENSOR AND INTEGRATED FINGERPRINTS |
| WO2019023552A1 (en) | 2017-07-27 | 2019-01-31 | Nextinput, Inc. | PIEZORESISTIVE AND PIEZOELECTRIC FORCE SENSOR ON WAFER AND METHODS OF MANUFACTURING THE SAME |
| WO2019079420A1 (en) | 2017-10-17 | 2019-04-25 | Nextinput, Inc. | SHIFT TEMPERATURE COEFFICIENT COMPENSATION FOR FORCE SENSOR AND STRAIN GAUGE |
| US11874185B2 (en) * | 2017-11-16 | 2024-01-16 | Nextinput, Inc. | Force attenuator for force sensor |
| US11877517B2 (en) * | 2019-03-05 | 2024-01-16 | North Carolina State University | Flexible piezo-composite sensors and transducers |
| DE102021206134A1 (de) | 2021-06-16 | 2022-12-22 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Stress- und/oder Dehnungsmesszelle für ein Stress- und/oder Dehnungsmesssystem |
| DE102021126000A1 (de) | 2021-10-07 | 2023-04-13 | Infineon Technologies Ag | Ein sensor zur parallelen messung von druck und beschleunigung und verwendung des sensors in einer fahrzeugbatterie |
| CN115290232A (zh) * | 2022-06-20 | 2022-11-04 | 无锡盛赛传感科技有限公司 | 环状超小型力敏陶瓷张力传感器 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5279162A (en) * | 1988-09-02 | 1994-01-18 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Semiconductor sensor |
| US20050190152A1 (en) * | 2003-12-29 | 2005-09-01 | Vladimir Vaganov | Three-dimensional analog input control device |
| US20090057896A1 (en) * | 2007-09-05 | 2009-03-05 | Chao-Yuan Su | Nail-Shaped Pillar for Wafer-Level Chip-Scale Packaging |
| CN101669026A (zh) * | 2006-12-14 | 2010-03-10 | 离子流系统有限公司 | 利用大规模fet阵列测量分析物的方法和装置 |
| CN102157679A (zh) * | 2009-12-28 | 2011-08-17 | 通用电气公司 | 用于制造传感器的方法 |
| CN102194882A (zh) * | 2010-03-15 | 2011-09-21 | 瑞萨电子株式会社 | 半导体器件 |
| CN102292692A (zh) * | 2008-12-22 | 2011-12-21 | 弗拉多米尔·瓦格诺夫 | 半导体输入控制装置 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3624315A (en) | 1967-01-23 | 1971-11-30 | Max E Broce | Transducer apparatus and transducer amplifier system utilizing insulated gate semiconductor field effect devices |
| JPS6318272A (ja) * | 1986-07-10 | 1988-01-26 | Nippon Steel Corp | 圧電形加速度検出器 |
| DE4137624A1 (de) * | 1991-11-15 | 1993-05-19 | Bosch Gmbh Robert | Silizium-chip zur verwendung in einem kraftsensor |
| IL116536A0 (en) | 1995-12-24 | 1996-03-31 | Harunian Dan | Direct integration of sensing mechanisms with single crystal based micro-electric-mechanics systems |
| US7644624B2 (en) * | 2004-06-04 | 2010-01-12 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Artificial lateral line |
| US20100066547A1 (en) * | 2005-11-14 | 2010-03-18 | Sudhir Chowdhury | Method for monitoring water quality |
| WO2007143123A2 (en) * | 2006-06-02 | 2007-12-13 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Micromachined artificial haircell |
| DE102008008931B3 (de) * | 2008-02-13 | 2009-07-16 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Vorrichtung und Verfahren zum Schalten von elektrischen Signalen und Leistungen |
| US8524482B1 (en) * | 2009-05-05 | 2013-09-03 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Method and system for sampling and separating submicron-sized particles based on density and or size to detect the presence of a particular agent |
-
2012
- 2012-01-25 US US13/358,316 patent/US9728652B2/en active Active
-
2013
- 2013-01-23 DE DE102013100673.6A patent/DE102013100673B4/de active Active
- 2013-01-25 CN CN201310028223.4A patent/CN103226024B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5279162A (en) * | 1988-09-02 | 1994-01-18 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Semiconductor sensor |
| US20050190152A1 (en) * | 2003-12-29 | 2005-09-01 | Vladimir Vaganov | Three-dimensional analog input control device |
| CN101669026A (zh) * | 2006-12-14 | 2010-03-10 | 离子流系统有限公司 | 利用大规模fet阵列测量分析物的方法和装置 |
| US20090057896A1 (en) * | 2007-09-05 | 2009-03-05 | Chao-Yuan Su | Nail-Shaped Pillar for Wafer-Level Chip-Scale Packaging |
| CN102292692A (zh) * | 2008-12-22 | 2011-12-21 | 弗拉多米尔·瓦格诺夫 | 半导体输入控制装置 |
| CN102157679A (zh) * | 2009-12-28 | 2011-08-17 | 通用电气公司 | 用于制造传感器的方法 |
| CN102194882A (zh) * | 2010-03-15 | 2011-09-21 | 瑞萨电子株式会社 | 半导体器件 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| RICHARD C.JAEGER: ""CMOS Stress Sensors on(100) Silicon"", 《IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS》, vol. 35, no. 1, 31 January 2000 (2000-01-31), pages 85 - 94, XP 011061167 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102013100673A1 (de) | 2013-07-25 |
| CN103226024B (zh) | 2017-03-01 |
| US20130187201A1 (en) | 2013-07-25 |
| DE102013100673B4 (de) | 2018-05-03 |
| US9728652B2 (en) | 2017-08-08 |
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