CN106852140A - 具有多个基板的微电子构件系统以及相应的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有多个基板的微电子构件系统以及一种相应的制造方法。具有多个基板的微电子构件系统包括构造为具有第一集成度的电路基板的第一基板（C1）、构造为具有第二集成度的电路基板的第二基板（C2）和第三基板（C3），该第三基板构造为MEMS‑传感器基板并且压接到第二基板（C2）上。第二和第三基板压接到第一基板（C1）上。第一集成度大幅度地大于第二集成度。

Description

具有多个基板的微电子构件系统以及相应的制造方法
技术领域
本发明涉及一种具有多个基板的微电子构件系统以及一种相应的制造方法。
背景技术
虽然也可以使用任何的微机械构件系统，但是本发明和它所基于的问题借助MEMS-基板系统来说明，其具有硅基芯片。
由DE 10 2010 006 132 A1已知一种具有由MEMS-基板和ASIC-基板组成的堆垛体的小型的电气构件，其中，MEMS-基板和ASIC-基板重叠地布置在堆垛构造中并且在MEMS-基板和ASIC-基板之间布置有一缝隙。
DE 10 2008 043 735 A1描述了一种具有压接连接部的至少两个晶片的系统以及一种相应的制造方法。
DE 10 2007 048 604 A1描述了由至少两个半导体基板组成的结合体以及一种相应的方法，其中，在第一基板上含有铝的层和在第二基板上含有锗的层设为压接层。
通常为了形成具有多个自由度的微机械的或者微电子的构件系统，将不同的MEMS-功能的基板堆垛在电路基板上。那时所需的ASIC-电路表面对于构件来说是参数确定的。在此进一步的小型化构型是困难的，因为针对在此采用的晶片/晶片-压接过程而言相同的晶片参数和同时相同的横向尺寸是必须的。
发明内容
本发明提供一种按照权利要求1所述的具有多个基板的微电子构件系统以及一种按照权利要求11所述的相应的制造方法。
优选的改进方案是相应的从属权利要求的主题。
本发明可以实现，借助构件的有利分区，提供了对于具有多个自由度和特别小的横向面积需求的具有MEMS-功能的微电子构件系统的廉价的和紧密的堆垛构造方式。
本发明基于的构思在于：合理地堆垛具有不同集成度的基板。
根据一优选的改进方案，第二基板具有模拟电路系统。
根据另一优选的改进方案，第一基板具有数字电路系统。
根据其它的优选的改进方案，第一基板具有小于或者等于180nm的最小结构参数。那么可以例如用300mm-晶片工艺实现电路的单独的高集成化的数字部分。
根据其它的优选的改进方案，第二基板具有大于或者等于180nm的最小结构参数。这样可以例如用200mm-晶片工艺实现电路的单独的模拟部分。
根据其它的优选的改进方案，第三基板具有至少一个惯性构件和/或压力传感器构件。这样可以实现电路的单独的传感器部分。
根据其它的优选的改进方案，构造为具有第四集成度的MEMS-传感器基板的第四基板压接到第一基板上。
根据其它的优选的改进方案，第四基板具有磁场传感器构件和/或微处理器构件。这样可以实现电路的单独的另外的传感器部分和/或分析部分。
根据其它的优选的改进方案，第三基板具有未封装的MEMS-构件并且借助气密密封的压接框架压接到第二基板上，由此形成封装。这节省了MEMS-构件的附加的单独的封装。
根据其它的优选的改进方案，第三基板具有封装的MEMS-构件。这样可以在压接之前对传感器部分进行温湿度调节。
附图说明
本发明其它的特征和优点接下来借助实施方式参考附图说明。
其中：
图1示出了示意性的垂直的横截面视图用于说明根据本发明的实施方式的具有多个基板的微电子的构件系统；以及
图2a）、b）示出了示意性的垂直的横截面视图用于说明根据图1的微电子的构件系统的制造方法。
具体实施方式
在附图中相同的附图标记表示相同或者功能相同的元件。
图1示出了示意性的垂直的横截面视图用于说明根据本发明的实施方式的具有多个基板的微电子构件系统。
在图1中附图标记C1表示具有第一集成度的第一电路基板。在此，集成度是用于最小结构参数的量度，该结构参数在本例中为小于或者等于180nm（纳米）。集成度越高，最小结构参数越小。
特别地，第一基板C1具有数字电路系统SE1。这样的基板C1现今可以用300-mm-晶片工艺制造。第一基板C1可以借助压接连接部L1、L2压接到承载元件T上，其中，该数字电路系统SE1朝承载元件T定向。此外，第一基板C1具有贯通接触部DK11、DK12。此外，在承载元件T和第一基板C1的数字电路系统SE1之间，磁铁传感器基板C4或者可替代地微处理器基板借助压接连接部L3、L4压接到第一基板C1上。
附图标记C2表示具有第二集成度的第二电路基板，该第二集成度当前通过等于或者大于180nm的最小结构参数给出。第二基板具有模拟电路系统SE2。第二基板C2同样包括贯通接触部DK21、DK22。第二基板借助压接连接部L5、L6这样压接到第一基板C1上，使得贯通接触部DK21、DK22与贯通接触部DK11、DK12处在电的和机械的接触中。模拟电路系统SE2处于第二基板C2的背离第一基板C1的一侧上。第二基板C2用200mm-晶片工艺制造。
MEMS-传感器基板C3借助压接连接部L7、L8、L9压接到在第二基板C2的模拟电路系统SE2上，该MEMS-传感器基板C3具有MEMS-传感器结构M1、M2，例如惯性传感器结构和/或压力传感器结构。
压接连接部L7、L8、L9形成气密密封的压接框架，从而MEMS-传感器元件M1、M2分别被气密地封装。
图2a)、b）是示意性的垂直的横截面视图用于说明根据图1的微电子构件系统的制造方法。
为了制造在图1中示出的微电子构件系统，如在图2a）、b）中所示，首先提供具有多个至少第一基板C1的晶片CW。晶片CW具有300mm或者更大的直径。
此外，分别通过晶片/晶片-压接过程将多个第三基板C3压接到相应的多个第二基板C2上用于形成相应的多个相互压接的基板对。涉及的晶片具有200mm或者更小的直径。第二和第三基板C2、C3具有相等的横向尺寸。
在通过第一压接过程形成多个相互压接的基板对之后，进行相互压接的基板对的分离。
被分离的由相应的第二和第三基板C2、C3组成的相互压接的基板对接下来通过芯片/晶片-压接过程压接到具有第一基板C1的晶片CW上，从而相应地由第一基板C1、第二基板C2和第三基板C3组成的堆垛体以连接形式存在。
在将多个相互压接的基板对压接在晶片CW上之后进行压接堆垛体的分离、例如通过锯割过程，该压接堆垛体具有第一基板C1和在其上压接的基板对，该基板对由第二和第三基板C2、C3相互压接而成。
通过该制造方法可以实现，借助较廉价的晶片/晶片-压接过程和较贵的芯片/晶片-压接过程的组合来制造具有至少三个重叠压接的基板的微电子构件系统。通过描述的制造方法的另外的多次的作为整体或者部分地应用甚至可以简单地并且价格低廉地实现具有多于三个相互压接的基板的微电子构件系统。
这样制造的微电子构件系统除了具有MEMS-传感器基板C3之外还具有第四基板C4，在该第四基板C4中例如构造有磁场传感器构件和/或微处理器构件。
磁场传感器构件C4用特殊的半导体过程制造，该特殊的半导体过程具有很少的与ASIC-或者MEMS-过程的协同并且在具有独立的横向尺寸的基板中引起，并且因此单独地制造第四基板C4并且同样在芯片/晶片-压接过程中压接到相应的第一基板C1的数字电路系统SE1上。
因此可以总体上廉价地提供多功能的微电子构件系统。
尽管本发明借助优选的实施例描述，但是本发明不局限于此。尤其是提到的材料和拓扑仅仅是实例性的并且不局限于被说明的例子。

Claims (13)

1.具有多个基板的微电子构件系统，其具有
第一基板（C1），所述第一基板构造为具有第一集成度的电路基板；
第二基板（C2），所述第二基板构造为具有第二集成度的电路基板并且所述第二基板压接到第一基板（C1）上；
第三基板（C3），所述第三基板构造为具有第三集成度的MEMS-传感器基板并且所述第三基板压接到第一基板（C1）或者第二基板（C2）上；
其中，所述第一集成度大幅度地大于第二集成度。
2.按照权利要求1所述的微电子构件系统，其中，所述第二基板（C2）具有模拟电路系统。
3.按照权利要求1或2所述的微电子构件系统，其中，所述第一基板（C1）具有数字电路系统。
4.按照前述权利要求中任一项所述的微电子构件系统，其中，所述第一基板（C1）具有小于或者等于180nm的最小结构参数。
5.按照前述权利要求中任一项所述的微电子构件系统，其中，所述第二基板（C2）具有大于或者等于180nm的最小结构参数。
6.按照前述权利要求中任一项所述的微电子构件系统，其中，所述第三基板（C3）具有至少一个惯性构件和/或压力传感器构件。
7.按照前述权利要求中任一项所述的微电子构件系统，其中，构造有第四集成度的第四基板（C4）压接到第一基板（C1）上。
8.按照权利要求7所述的微电子构件系统，其中，所述第四基板（C4）具有磁场传感器构件和/或微处理器构件。
9.按照前述权利要求中任一项所述的微电子构件系统，其中，所述第三基板（C3）具有未封装的MEMS-构件并且借助气密密封的压接框架（L7、L8、L9）压接到第二基板（C2）上，由此形成封装。
10.按照权利要求1至8中任一项所述微电子构件系统，其中，所述第三基板（C3）具有单独封装的MEMS-构件。
11.用于按照权利要求1的微电子构件系统的制造方法，其具有以下步骤：
提供具有多个第一基板（C1）的晶片（CW）；
分别地通过晶片/晶片-压接过程将多个第三基板（C3）压接到相应的多个第二基板（C2）上用于形成相应的多个相互压接的基板对；
分离相互压接的基板对；
通过芯片/晶片-压接过程将相互压接的基板对压接到晶片（CW）上，从而相互压接的基板对分别地压接到晶片（CW）的第一基板（C1）上；并且
分离第一基板（C1），所述第一基板具有在其上压接的相互压接的基板对。
12.按照权利要求12所述的制造方法，其中，所述第三基板（C3）具有与第二基板（C2）相同的横向尺寸。
13.按照前述权利要求12或13中任一项所述的制造方法，其中，第四基板（C4）压接到所述第一基板（C1）上。
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