DE102006023701A1 - Micromechanical unit, has substrate with front side and back side, cover substrate connected with front side of substrate, and contact surfaces electrically contacting part of micromechanical structure and provided on back side of substrate - Google Patents

Micromechanical unit, has substrate with front side and back side, cover substrate connected with front side of substrate, and contact surfaces electrically contacting part of micromechanical structure and provided on back side of substrate Download PDF

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Abstract

The micromechanical unit (30) has a substrate (10) with a front side (15) and a back side (16). A cover substrate (10`) is connected with the front side of the substrate, and contact surfaces (40) electrically contact a part of a micromechanical structure (50). The contact surfaces are provided on the back side of the substrate. The micromechanical structure includes a sensor structure for acceleration and/or rotary rate measurements. The contact surfaces have an electrically isolated contact stamp (2). An independent claim is also included for a method for manufacturing a micromechanical unit.

Description

Stand der TechnikState of technology

Die Erfindung geht aus von einem mikromechanischen Bauelement gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.The The invention is based on a micromechanical component according to the preamble of the main claim.

Ein solches Bauelement ist allgemein bekannt. Beispielsweise ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 195 37 814 A1 der Aufbau eines funktionalen Schichtsystems und ein Verfahren zur hermetischen Verkappung von Sensoren in Oberflächenmikromechanik offenbart. Die besagte hermetische Verkappung erfolgt mit einem separaten Kappenwafer aus Silizium. Hierbei ist es vorgesehen, dass wenigstens ein Anschlußbereich auf der Vorderseite des Bauelementes vorgesehen ist, der zwangsläufig neben der mikromechanischen Struktur des Bauelementes angeordnet ist und somit den Platzbedarf zur Herstellung des Bauelementes vergrößert. Hierdurch kommt es zu einem größeren Flächenverbrauch zur Herstellung des Sensors gemäß dem Stand der Technik, was diesen verteuert.Such a device is well known. For example, from the German patent application DE 195 37 814 A1 the construction of a functional layer system and a method for the hermetic capping of sensors in surface micromechanics disclosed. The said hermetic capping is done with a separate cap wafer made of silicon. In this case, it is provided that at least one connection region is provided on the front side of the component, which is necessarily arranged next to the micromechanical structure of the component and thus increases the space required for the production of the component. This results in a larger area consumption for the production of the sensor according to the prior art, which makes this more expensive.

Offenbarung der Erfindungepiphany the invention

Das erfindungsgemäße mikromechanische Bauelement und das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines mikromechanischen Bauelementes gemäß den nebengeordneten Ansprüchen hat dem gegenüber den Vorteil, dass eine Reduzierung des Flächenbedarfs möglich ist und damit das erfindungsgemäß mikromechanische Bauelement besonders kostengünstig hergestellt werden kann. Insbesondere ist es durch ein Vorsehen von Kontaktflächen auf der Substratrückseite möglich, dass in einer Projektion senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Substrats der mikromechanischen Struktur die mikromechanische Struktur bzw. Teile davon zusammen mit wenigstens einem Teil der Kontaktflächen entlang einer Projektionsrichtung angeordnet ist. Hierdurch ist es möglich, dass durch die Kontaktflächen kein zusätzlicher Platzbedarf auf der Substratvorderseite und damit insgesamt weniger Platzbedarf besteht. Ferner ist es hierdurch möglich, dass die Kontaktflächen eine geringe Höhe gegenüber in der Umgebung befindlichen Strukturen auf der Substratrückseite aufweisen. Hierdurch ist es möglich, dass beispielsweise eine Flip-Chip-Kontaktierung des mikromechanischen Bauelements möglich ist.The Micromechanical component according to the invention and the inventive method for Production of a micromechanical component according to the siblings Has claims opposite the advantage that a reduction of the space requirement is possible and thus the micromechanical according to the invention Component particularly inexpensive can be produced. In particular, it is by providing of contact surfaces on the substrate back possible, that in a projection perpendicular to the main extension plane of Substrate of the micromechanical structure of the micromechanical structure or parts thereof along with at least part of the contact surfaces a projection direction is arranged. This makes it possible that through the contact surfaces no additional Space requirement on the front of the substrate and thus less overall There is space required. Furthermore, it is thereby possible that the contact surfaces a low altitude across from surrounding structures on the back of the substrate exhibit. This makes it possible that For example, a flip-chip contacting of the micromechanical Component possible is.

Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass die mikromechanische Struktur eine Sensorstruktur oder eine Aktuatorstruktur ist, wobei die mikromechanische Struktur bevorzugt eine Sensorstruktur zur Beschleunigungsmessung und/oder zur Drehratenmessung umfasst. Hierdurch ist es insbesondere für solche Anwendungsfälle, die eine vergleichsweise kompliziert strukturierte und damit empfindliche und folglich gegenüber ihrer Umgebung möglichst gut zu schützende mikromechanische Struktur aufweisen, mit einfachen Mitteln einen guten Schutz der mikromechanischen Struktur mit einer guten Kontaktierbarkeit sowie einem geringen Flächenbedarf zu verbinden. Erfindungsgemäß ist es besonders bevorzugt, dass das Substrat der mikromechanischen Struktur und/oder das Kappensubstrat ein Halbleitersubstrat ist und besonders bevorzugt ein Siliziumsubstrat. Hierdurch ist es erfindungsgemäß möglich, mittels etablierter Herstellungstechnologien das mikromechanische Bauelement vergleichsweise kostengünstig herzustellen.It is according to the invention preferred that the micromechanical structure is a sensor structure or an actuator structure, wherein the micromechanical structure preferably a sensor structure for acceleration measurement and / or for rotation rate measurement. This makes it especially for those Use cases, the one relatively complicated structured and thus sensitive and consequently opposite their environment as possible good to be protected have micromechanical structure, with simple means a Good protection of the micromechanical structure with good contactability and a small space requirement connect to. It is according to the invention particularly preferred that the substrate of the micromechanical structure and / or the cap substrate is a semiconductor substrate, and more particularly preferably a silicon substrate. This makes it possible according to the invention by means of established manufacturing technologies the micromechanical device comparatively inexpensive manufacture.

Ferner ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass die Substratvorderseite mit dem Kappensubstrat über eine Bondverbindung verbunden vorgesehen ist, insbesondere mittels einer durch Glasfritbonden oder durch ein anderes adhäsives Verfahren (z. B. Kunststoffe) hergestellten Bondverbindung. Hierdurch ist es erfindungsgemäß möglich, eine besonders sichere und mit einfachen Mitteln und unter Verwendung von etablierten Technologien herstellbare Verbindung zwischen der Substratvorderseite und dem Kappensubstrat herzustellen.Further it is inventively preferred that the substrate front side is connected to the cap substrate via a bond connection is provided, in particular by means of a Glasfritbonden or by another adhesive Process (eg, plastics) produced bond. hereby it is possible according to the invention, a especially safe and with simple means and using Established link between established technologies Substrate front and the cap substrate produce.

Ferner ist es bevorzugt, dass zwischen der mikromechanischen Struktur und dem Kappensubstrat eine vorgegebene Gasatmosphäre, insbesondere ein vorgegebener Innendruck, vorgesehen ist. Hierdurch kann die im Inneren des mikromechanischen Bauelementes vorliegende Atmosphäre zur Optimierung der Funktion der mikromechanischen Struktur eingestellt und über die gesamte Lebensdauer des Bauelementes aufrecht erhalten werden.Further it is preferred that between the micromechanical structure and the cap substrate, a predetermined gas atmosphere, in particular a predetermined Internal pressure, is provided. This allows the inside of the micromechanical component present atmosphere adjusted to optimize the function of the micromechanical structure and over the entire life of the device are maintained.

Besonders bevorzugt ist es erfindungsgemäß ferner, dass die vorgegebene Gasatmosphäre mittels einer Ventilierstruktur von der Substratrückseite her versehen ist. Hierdurch ist es möglich, die Gasatmosphäre prozeßtechnisch besonders einfach und in einem vergleichsweise späten Herstellungsschrift zu definieren, so dass daran anschließende Verfahrensschritte zur Herstellung mikromechanischen Bauelements einen möglichst geringen Einfluß auf die im Inneren des Bauelements eingestellte Gasatmosphäre bzw. auf im Inneren des Bauelementes vorliegende erfinderische Materialien wie etwa eine Antihaftschicht (Antistiction coating) haben.Especially it is further preferred according to the invention that the given gas atmosphere means a Ventilierstruktur is provided from the substrate back side ago. hereby Is it possible, the gas atmosphere process engineering particularly simple and in a comparatively late production script to define, so that subsequent process steps for Production of micromechanical device as possible little influence on the set in the interior of the device gas atmosphere or on inventive materials present in the interior of the component such as having an anti-stick coating.

Erfindungsgemäß ist es weiterhin bevorzugt, dass die Kontaktflächen von dem Substrat elektrisch isolierte Kontaktstempel aufweisen. Diese sind insbesondere aus dem Material des Substrats hergestellt und vom Substrat durch so genannte Trenchgräben isoliert. Der von dem Substrat isolierte Bereich des Substratmaterials dient anschließend als Kontaktstempel und wird über die Substratrückseite als Teil der Kontaktfläche elektrisch kontaktiert.It is according to the invention Furthermore, it is preferable for the contact surfaces to be electrically insulated from the substrate Have contact stamp. These are in particular from the material of the substrate and isolated from the substrate by so-called trench trenches. The area of the substrate material isolated from the substrate serves subsequently as a contact stamp and is over the substrate back as Part of the contact area electrically contacted.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen mikromechanischen Bauelements, wobei in einem ersten Schritt zum einen die mikromechanische Struktur von der Substratvorderseite her hergestellt wird und zum anderen das Kappensubstrat hergestellt wird, wobei in einem zweiten Schritt die Substratvorderseite mit dem Kappensubstrat verbunden wird und wobei in einem dritten Schritt die Kontaktflächen fertig gestellt werden. Hierdurch ist es besonders vorteilhaft möglich, eine vergleichsweise einfache Prozeßabfolge zur Herstellung des mikromechanischen Bauelements mit einem geringen Platzbedarf bzw. einem geringen Flächenbedarf zu verbinden.One Another object of the present invention is a method for producing a micromechanical component according to the invention, in a first step, on the one hand, the micromechanical structure is produced from the front of the substrate and the other the cap substrate is produced, wherein in a second step the substrate front side is connected to the cap substrate and wherein in a third step, the contact surfaces are completed. This makes it particularly advantageous possible, a comparatively simple process sequence for the production of the micromechanical device with a small Space requirement or a small space requirement to connect.

Besonders bevorzugt, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zur Herstellung der Kontaktflächen ein Trench-Ätzschritt von der Substratrückseite her durchgeführt wird. Hierdurch ist es erfindungsgemäß möglich, mit einem vergleichsweise geringen Prozeßaufwand die Kontaktflächen von der Substratrückseite her zu prozessieren und somit erheblichen Flächenbedarf einzusparen.Especially preferred, is provided according to the invention, that for the production of the contact surfaces, a trench etching step from the substrate back carried out here becomes. This makes it possible according to the invention, with a comparatively low process costs the contact surfaces from the substrate back to process and therefore save considerable space.

Ferner ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass der Trench-Ätzschritt als eine Volltrench-Ätzung durchgeführt wird. Hierdurch kann der Übergangswiderstand der Kontaktflächen erfindungsgemäß herabgesetzt werden, so dass eine direktere Kontaktierung der mikromechanischen Struktur bzw. der elektrisch zu kontaktierenden Teile der mikromechanischen Struktur möglich ist.Further it is inventively preferred that the trench etching step is performed as a full trench etch. As a result, the contact resistance the contact surfaces reduced according to the invention so that more direct contacting of the micromechanical Structure or the electrically to be contacted parts of the micromechanical Structure possible is.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.embodiments The invention are illustrated in the drawing and in the following description explained in more detail.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description the drawings

Es zeigenIt demonstrate

1 eine schematische Querschnittdarstellung eines Kappensubstrats, 1 a schematic cross-sectional view of a cap substrate,

2 eine schematische Querschnittdarstellung einer ersten Ausführungsform des mikromechanischen Bauelements, 2 a schematic cross-sectional view of a first embodiment of the micromechanical device,

3 eine schematische Querschnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform des mikromechanischen Bauelements, 3 a schematic cross-sectional view of a second embodiment of the micromechanical device,

4 eine schematische, perspektivische Darstellung des mikromechanischen Bauelements. 4 a schematic, perspective view of the micromechanical device.

Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention

In 4 ist in perspektivischer Darstellung schematisch das mikromechanische Bauelement 30 bzw. dessen Hauptbestandteile dargestellt. Das Bauelement 30 weist ein Substrat 10 und ein Kappensubtrat 10' auf. Das Substrat 10 weist eine Substratvorderseite 15 und eine Substratrückseite 16 auf. Im Bereich des Substrats 10 ist eine mikromechanische Struktur 50 strukturiert, insbesondere in Oberflächenmikromechanik. Das Kappensubstrat 10' wird während des Herstellungsprozesses des mikromechanischen Bauelementes 30 mit der Vorderseite 15 bzw. der Substratvorderseite 15 verbunden. Dies ist jedoch in 4 nicht dargestellt.In 4 is a perspective view schematically the micromechanical device 30 or its main components. The component 30 has a substrate 10 and a cap council 10 ' on. The substrate 10 has a substrate front 15 and a substrate backside 16 on. In the area of the substrate 10 is a micromechanical structure 50 structured, especially in surface micromechanics. The cap substrate 10 ' is during the manufacturing process of the micromechanical device 30 with the front 15 or the front of the substrate 15 connected. This is however in 4 not shown.

1 zeigt in einer Querschnittdarstellung das Kappensubstrat 10' mit einer Verbindungsschicht 20 zur nachfolgenden Herstellung der Verbindung zwischen dem Kappensubstrat 10' und der Substratvorderseite 15. Es kann erfindungsgemäß bevorzugt sein, dass das Kappensubstrat 10' eine Kaverne 60 aufweist, die im Bereich der mikromechanischen Struktur 50 angeordnet ist und damit der mikromechanischen Struktur 50 einen größeren Bewegungsspielraum nach oben hin, d. h. in Richtung zum Kappensubstrat 10' hin ermöglicht. Ferner kann es erfindungsgemäß auch vorgesehen sein, dass das Kappensubstrat 10' zur Begrenzung der Bewegung der mikromechanischen Struktur 50 ein Anschlagselement 11 aufweist, welches als s. g. Z-Anschlag fungiert. 1 shows in a cross-sectional view of the cap substrate 10 ' with a connection layer 20 for subsequent manufacture of the connection between the cap substrate 10 ' and the substrate front 15 , It may be preferred according to the invention that the cap substrate 10 ' a cavern 60 having, in the field of micromechanical structure 50 is arranged and thus the micromechanical structure 50 a greater range of motion upwards, ie towards the cap substrate 10 ' towards. Furthermore, it can also be provided according to the invention that the cap substrate 10 ' for limiting the movement of the micromechanical structure 50 a stop element 11 has, which acts as sg Z stop.

In 2 ist eine erste Ausführungsform des mikromechanischen Bauelements 30 in einer Querschnittdarstellung schematisch dargestellt. Erkennbar ist, dass das Substrat 10 mit dem Kappensubstrat 10' über die Verbindung 20 verbunden ist. Bei dieser Verbindung 20 handelt es sich insbesondere um eine Bondverbindung 20, welche besonders bevorzugt durch einen so genannten Glasfritbond-Prozeß oder durch ein anderes adhäsives Verfahren (z. B. Kunststoffe) hergestellt ist. Die Tiefe bzw. Höhe der im Kappensubstrat 10' eingebrachten Kaverne 60 muss in Abhängigkeit der Höhe der Verbindung 20 bzw. der Höhe der Bondverbindung 20 den Erfordernissen des Funktionselementes bzw. der mikromechanischen Struktur 50 beispielsweise hinsichtlich des Innenvolumens oder hinsichtlich der Bewegungsfreiheit angepaßt werden. Beispielsweise ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass für mikromechanische Bauelemente 30 mit einem Innendruck im Atmosphärenbereich (beispielsweise herkömmliche Beschleunigungssensoren), einige Mikrometer als Ausnehmung der Kaverne 60 in der Regel ausreichen. Bei evakuierten mechanischen Bauelementen 30, beispielsweise so genannte Vakuumsensoren, wie Drehratensensoren oder dergleichen, können erhöhte Innenvolumina erforderlich sein, was zu einer größeren Höhe der Kaverne 60 im Kappensubstrat 10' führt. Die Schicht der Bondverbindung 20 kann in herkömmlicher Weise beispielsweise durch Siebdruck mit entsprechenden Folgeprozessen aufgebracht werden. Die Sensorzwischenbereiche können entsprechend entweder mit Glasfrit- und/oder Sealglas ausgefüllt sein oder alternativ dazu ausgespart sein. Auf der der Kaverne 60 gegenüberliegenden Seite des Kappensubstrats 10' kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, die Justage-Strukturen anzuordnen.In 2 is a first embodiment of the micromechanical device 30 shown schematically in a cross-sectional view. It can be seen that the substrate 10 with the cap substrate 10 ' about the connection 20 connected is. At this connection 20 it is in particular a bond connection 20 which is particularly preferably produced by a so-called glass frit bonding process or by another adhesive process (eg plastics). The depth or height of the cap substrate 10 ' introduced cavern 60 must depend on the height of the connection 20 or the height of the bond 20 the requirements of the functional element or the micromechanical structure 50 be adapted, for example, in terms of the internal volume or in terms of freedom of movement. For example, it is inventively provided that for micromechanical components 30 with an internal pressure in the atmospheric region (for example, conventional acceleration sensors), a few microns as a recess of the cavern 60 usually enough. For evacuated mechanical components 30 , For example, so-called vacuum sensors, such as rotation rate sensors or the like, increased internal volumes may be required, resulting in a greater height of the cavern 60 in the cap substrate 10 ' leads. The layer of the bond 20 can be applied in a conventional manner, for example by screen printing with corresponding follow-up processes. The sensor intermediate areas can be either filled with Glasfrit- and / or seal glass or alternatively be recessed. On the cavern 60 opposite side of the cap substrate 10 ' It may be provided according to the invention to arrange the adjustment structures.

Zu Herstellung der mikromechanischen Struktur 50 des Bauelementes 30 ist es erfindungsgemäß möglich, eine Vielzahl von bekannten Prozessen einzusetzen. Beispielsweise ist es möglich, dass die mikromechanische Struktur 50 zu wesentlichen Teilen innerhalb einer ebenfalls mit dem Bezugszeichen 50 bezeichneten Schicht angeordnet ist, welche auf dem Substrat 10 aufgebracht ist. Bei dieser Schicht 50 kann es sich beispielsweise um eine Funktionsschicht aus einem Polysiliziummaterial, insbesondere ein zumindest in Teilbereichen epitaktisches Polysiliziummaterial vorgesehen sein. Diese Funktionsschicht 50 kann ferner durch eine erste Passivierungszwischenschicht 100 von einer Polysiliziumschicht 51 elektrisch isoliert vorgesehen sein, welche von einer zweiten Passivierungszwischenschicht 101 vom eigentlichen Substratmaterial des Substrats 10 elektrisch isoliert vorgesehen ist. Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird jedoch unter dem Begriff Substrat 10 die gesamte Anordnung bzw. der gesamte Schichtaufbau des mikromechanischen Bauelementes 30 außer dem Kappensubstrat 10' bzw. der Verbindungsschicht 20 verstanden, d. h. einschließlich etwaiger auf dem eigentlichen Substratmaterial abgeschiedener Schichten. Das Substrat 10 weist erfindungsgemäß die Substratvorderseite 15 und die Substratrückseite 16 auf. Nach erfolgter Prozessierung der mikromechanischen Struktur 50 wird das Kappensubstrat 10' auf die Substratvorderseite 15 aufgebracht und mittels der Verbindung 20 verbunden. Erfindungsgemäß sind Teile der Polysiliziumschicht 51 als Leiterbahnen (mit dem Bezugszeichen 3 in der 2 bezeichnet) bzw. als Elektrode (mit dem Bezugszeichen 4 in der 2 bezeichnet) ausgebildet und müssen erfindungsgemäß zur Substratrückseite 16 hin kontaktiert werden, so dass die Kontaktflächen 40 gebildet werden. Hierzu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass entweder Trenchgräben 2' in die Substratrückseite 16 eingebracht werden, wobei zwischen den Trenchgräben 2' ein Bereich des vormaligen Substratmaterials stehen bleibt und einen so genannten Kontaktstempel 2 ausbildet. Bei einer entsprechenden Wahl des Materials des Substrats 10 ist es damit erfindungsgemäß möglich, eine vergleichsweise niederohmige Verbindung zwischen den als Leiterbahn 3 oder Elektrode 4 genutzten Bereichen der Polysiliziumschicht 51 mit der Substratrückseite 16 herzustellen. Erfindungsgemäß ist für das Substrat 10 insbesondere ein Halbleitermaterial und besonders bevorzugt ein Siliziummaterial vorgesehen, wobei zur Realisierung einer vergleichsweise hohen elektrischen Leitfähigkeit (durch die Kontaktstempel 2 hindurch) bevorzugt ein dotiertes Siliziummaterial bzw. ein dotiertes Halbleitermaterial vorgesehen ist. Für die Trenchgräben 2' dient die zweite Passivierungszwischenschicht 101 als Stoppschicht bzw. Ätzstopp-Schicht. Die Trenchgräben 2' werden zur besseren Isolierung von dem restlichen Material des Substrats 10 mit einer dritten Passivierungszwischenschicht 102 aufgefüllt, bei der es sich beispielsweise um ein s. g. Niedertemperatur-Refill, beispielsweise aus Oxidmaterial oder aus Nitridmaterial, handelt oder aber auch um einen so genannten Polymerrefill handeln kann. Nach einer Strukturierung dieser dritten Passivierungszwischenschicht 102 können die Kontaktflächen 40 durch das Aufbringen von Kontaktmaterial 200, beispielsweise Aluminium, fertiggestellt werden. Die solchermaßen hergestellten Kontaktflächen 40 sind direkt bondbar, insbesondere mittels eines Flip-Chip-Bondprozesses.To produce the micromechanical structure 50 of the component 30 According to the invention, it is possible to use a multiplicity of known processes. For example, it is possible that the micromechanical structure 50 to essential parts within a likewise with the reference numeral 50 designated layer which is on the substrate 10 is applied. In this layer 50 For example, it may be a functional layer made of a polysilicon material, in particular an epitaxial polysilicon material, at least in some areas. This functional layer 50 can also be replaced by a first passivation intermediate layer 100 from a polysilicon layer 51 be provided electrically insulated, which of a second Passivierungszwischenschicht 101 from the actual substrate material of the substrate 10 is provided electrically isolated. For the purposes of the present invention, however, the term substrate 10 the entire arrangement or the entire layer structure of the micromechanical component 30 except the cap substrate 10 ' or the connection layer 20 understood, ie including any deposited on the actual substrate material layers. The substrate 10 according to the invention, the substrate front side 15 and the substrate backside 16 on. After processing of the micromechanical structure 50 becomes the cap substrate 10 ' on the substrate front 15 applied and by means of the compound 20 connected. According to the invention, parts of the polysilicon layer 51 as conductor tracks (with the reference numeral 3 in the 2 designated) or as an electrode (with the reference numeral 4 in the 2 designated) and must according to the invention to the substrate back 16 be contacted, so that the contact surfaces 40 be formed. For this purpose, it is provided according to the invention that either trenches 2 ' in the substrate back 16 be introduced, being between the trenches 2 ' a region of the former substrate material stops and a so-called contact stamp 2 formed. With an appropriate choice of the material of the substrate 10 It is thus possible according to the invention, a comparatively low-resistance connection between the as a conductor 3 or electrode 4 used areas of the polysilicon layer 51 with the substrate backside 16 manufacture. According to the invention is for the substrate 10 In particular, a semiconductor material and particularly preferably a silicon material is provided, wherein for the realization of a comparatively high electrical conductivity (by the contact punches 2 Preferably, a doped silicon material or a doped semiconductor material is provided. For the trenches 2 ' serves the second passivation intermediate layer 101 as a stop layer or etch stop layer. The trenches 2 ' are for better isolation of the remaining material of the substrate 10 with a third passivation intermediate layer 102 filled, which is, for example, a so-called low-temperature refill, for example, of oxide material or nitride material, or may also be a so-called polymer refill. After structuring this third passivation intermediate layer 102 can the contact surfaces 40 by the application of contact material 200 , For example, aluminum, to be completed. The contact surfaces produced in this way 40 are directly bondable, in particular by means of a flip-chip bonding process.

In 3 ist eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen mikromechanischen Bauelementes 30 dargestellt. Die mit gleichen Bezugszeichen bezeichneten Teile bzw. Komponenten des Bauelementes 30 weisen dieselbe Struktur bzw. Funktion wie gemäß der ersten Ausführungsform des Bauelementes 30 auf. Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform ist es jedoch gemäß der zweiten Ausführungsform vorgesehen, dass ein Trenchgraben 71 von der Substratrückseite 16 her vorgesehen ist, welcher eine Perforationsstruktur 70 in der zweiten Passivierungszwischenschicht 101 freilegt, so dass das Innenvolumen 60 des mikromechanischen Bauelements 30 von der Substratrückseite 16 her zugänglich wird und somit die vorgegebene Gasatmosphäre eingestellt werden kann. Insgesamt wird der Trenchgraben 71 und die Perforationsstruktur 70 als so genannte Ventilationsstruktur der Kavität bezeichnet, welche eine besonders leichte und zu einem besonders späten Zeitpunkt des Herstellungsverfahrens des Bauelements 30 mögliche Einstellung der Gasatmosphäre ermöglicht. Die Einstellung der Gasatmosphäre erfolgt hierbei mittels der Abscheidung und damit Verschließung der Perforationsstruktur 70 durch die dritte Passivierungsschicht 102.In 3 is a second embodiment of the micromechanical device according to the invention 30 shown. The parts designated by like reference numerals or components of the component 30 have the same structure or function as in the first embodiment of the device 30 on. In contrast to the first embodiment, however, according to the second embodiment, it is provided that a trench trench 71 from the substrate back 16 is provided, which has a perforation structure 70 in the second passivation intermediate layer 101 exposes, so that the internal volume 60 of the micromechanical component 30 from the substrate back 16 ago accessible and thus the default gas atmosphere can be adjusted. Overall, the trench ditch 71 and the perforation structure 70 referred to as the so-called ventilation structure of the cavity, which is a particularly light and at a particularly late point in the manufacturing process of the device 30 possible adjustment of the gas atmosphere allows. The adjustment of the gas atmosphere takes place here by means of the deposition and thus closure of the perforation structure 70 through the third passivation layer 102 ,

In einer nicht dargestellten Variante des mikromechanischen Bauelementes 30 ist es ferner auch möglich, dass der Trenchgraben 2' bzw. die Trenchgräben 2' als so genannte Volltrenches durchgeführt werden. Dies bedeutet, dass kein Kontaktstempel 2 stehen gelassen wird, sondern dass ein vollständiges Freilegen des Kontaktbereiches der Schicht 51 erfolgt. Durch Aufbringen einer Metallschicht oder dergleichen mit einer Strukturierung welche das Metall lediglich im Lochbereich beläßt, und einer nachfolgenden, strukturierten Passivierung, kann eine Galvanikstartschicht hergestellt werden, die es nachfolgend erlaubt, das Volumen, der gemäß der anderen Ausführungsformen des Bauelementes vorgesehenen Kontaktstempel 2 vollständig durch eine Lotmetallisierung aufzufüllen. Ferner können die erste Ausführungsform (2) und die zweite Ausführungsform (3) auch miteinander kombiniert werden.In a variant of the micromechanical component, not shown 30 It is also possible that the trench ditch 2 ' or the trenches 2 ' be carried out as so-called Volltrenches. This means that no contact stamp 2 is left, but that a complete exposure of the contact area of the layer 51 he follows. By applying a metal layer or the like with a structuring which leaves the metal only in the hole area, and a subsequent, structured passivation, an electroplating start layer can be produced which subsequently allows the volume of the contact punches provided according to the other embodiments of the component 2 completely through to fill up a solder metallization. Further, the first embodiment (FIG. 2 ) and the second embodiment ( 3 ) can also be combined with each other.

Claims (10)

Mikromechanisches Bauelement (30) mit einem Substrat (10), mit einer mikromechanischen Struktur (50), mit einer Substratvorderseite (15) und mit einer Substratrückseite (16), wobei das Bauelement (30) ein mit der Substratvorderseite (15) verbundenes Kappensubstrat (10') aufweist und wobei das Bauelement (30) Kontaktflächen (40) zur elektrischen Kontaktierung wenigstens eines Teils der mikromechanischen Struktur (50) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (40) auf der Substratrückseite (16) vorgesehen sind.Micromechanical device ( 30 ) with a substrate ( 10 ), with a micromechanical structure ( 50 ), with a substrate front side ( 15 ) and with a substrate back ( 16 ), wherein the component ( 30 ) with the substrate front side ( 15 ) connected cap substrate ( 10 ' ) and wherein the component ( 30 ) Contact surfaces ( 40 ) for electrically contacting at least part of the micromechanical structure ( 50 ), characterized in that the contact surfaces ( 40 ) on the back of the substrate ( 16 ) are provided. Bauelement (30) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mikromechanische Struktur (50) eine Sensorstruktur oder eine Aktuatorstruktur ist, wobei die mikromechanische Struktur (50) bevorzugt eine Sensorstruktur zur Beschleunigungsmessung und/oder Drehratenmessung umfasst.Component ( 30 ) according to claim 1, characterized in that the micromechanical structure ( 50 ) is a sensor structure or an actuator structure, wherein the micromechanical structure ( 50 ) preferably comprises a sensor structure for acceleration measurement and / or rate of rotation measurement. Bauelement (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Substratvorderseite (15) mit dem Kappensubstrat (10') über eine Bondverbindung (20) verbunden vorgesehen ist, insbesondere mittels einer durch Glasfritbonden hergestellten Bondverbindung (20).Component ( 30 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the substrate front side ( 15 ) with the cap substrate ( 10 ' ) via a bond connection ( 20 ) is provided, in particular by means of a bond produced by Glasfritbonden ( 20 ). Bauelement (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der mikromechanischen Struktur (50) und dem Kappensubstrat (10') eine vorgegebene Gasatmosphäre, insbesondere ein vorgegebener Innendruck, vorgesehen ist.Component ( 30 ) according to one of the preceding claims, characterized in that between the micromechanical structure ( 50 ) and the cap substrate ( 10 ' ) is provided a predetermined gas atmosphere, in particular a predetermined internal pressure. Bauelement (30) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Gasatmosphäre mittels einer Ventilierstruktur (70, 71) von der Substratrückseite (16) her vorgesehen ist.Component ( 30 ) according to claim 4, characterized in that the predetermined gas atmosphere by means of a Ventilierstruktur ( 70 . 71 ) from the substrate backside ( 16 ) is provided ago. Bauelement (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (40) von dem Substrat (10) elektrisch isolierte Kontaktstempel (2) aufweisen.Component ( 30 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the contact surfaces ( 40 ) from the substrate ( 10 ) electrically isolated contact stamps ( 2 ) exhibit. Bauelement (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (40) mittels Flip-Chip-Kontaktierung elektrisch verbindbar vorgesehen sind.Component ( 30 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the contact surfaces ( 40 ) are provided electrically connectable by means of flip-chip contacting. Verfahren zur Herstellung eines mikromechanischen Bauelements (30) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt zum einen die mikromechanische Struktur (50) von der Substratvorderseite (15) her und zum anderen das Kappensubstrat (10') hergestellt wird, dass in einem zweiten Schritt die Substratvorderseite (15) mit dem Kappensubstrat (10') verbunden wird und dass in einem dritten Schritt die Kontaktflächen (40) fertiggestellt werden.Method for producing a micromechanical component ( 30 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in a first step, on the one hand, the micromechanical structure ( 50 ) from the substrate front side ( 15 ) and on the other hand the cap substrate ( 10 ' ), that in a second step the substrate front side ( 15 ) with the cap substrate ( 10 ' ) and that in a third step the contact surfaces ( 40 ) to get finished. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der Kontaktflächen (40) ein Trench-Ätzschritt von der Substratrückseite (16) her durchgeführt wird.A method according to claim 8, characterized in that for the production of the contact surfaces ( 40 ) a trench etching step from the substrate backside ( 16 ) is carried out ago. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Trench-Ätzschritt als eine Volltrench-Ätzung durchgeführt wird.Method according to claim 9, characterized in that that the trench etching step as a full trench etch carried out becomes.
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