DE102018221102B4 - Inertial sensor with a movable detection element of a field effect transistor and method for producing the same - Google Patents

Inertial sensor with a movable detection element of a field effect transistor and method for producing the same Download PDF

Info

Publication number
DE102018221102B4
DE102018221102B4 DE102018221102.7A DE102018221102A DE102018221102B4 DE 102018221102 B4 DE102018221102 B4 DE 102018221102B4 DE 102018221102 A DE102018221102 A DE 102018221102A DE 102018221102 B4 DE102018221102 B4 DE 102018221102B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
integrated circuit
field effect
effect transistor
analog
detection element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102018221102.7A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102018221102A1 (en
Inventor
Simon Genter
Ricardo Zamora
Christoph Schelling
Daniel PANTEL
Julia Amthor
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102018221102.7A priority Critical patent/DE102018221102B4/en
Publication of DE102018221102A1 publication Critical patent/DE102018221102A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102018221102B4 publication Critical patent/DE102018221102B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/12Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by alteration of electrical resistance
    • G01P15/124Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by alteration of electrical resistance by semiconductor devices comprising at least one PN junction, e.g. transistors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81CPROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00015Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
    • B81C1/00222Integrating an electronic processing unit with a micromechanical structure
    • B81C1/00238Joining a substrate with an electronic processing unit and a substrate with a micromechanical structure
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/0802Details
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/84Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by variation of applied mechanical force, e.g. of pressure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81BMICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/02Sensors
    • B81B2201/0228Inertial sensors
    • B81B2201/0235Accelerometers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81BMICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/02Sensors
    • B81B2201/0228Inertial sensors
    • B81B2201/0242Gyroscopes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81CPROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2203/00Forming microstructural systems
    • B81C2203/07Integrating an electronic processing unit with a micromechanical structure
    • B81C2203/0707Monolithic integration, i.e. the electronic processing unit is formed on or in the same substrate as the micromechanical structure
    • B81C2203/075Monolithic integration, i.e. the electronic processing unit is formed on or in the same substrate as the micromechanical structure the electronic processing unit being integrated into an element of the micromechanical structure

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)
  • Micromachines (AREA)

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines Inertialsensors (400) mit einem beweglichen Detektionselement (180) eines Feldeffekttransistors, aufweisend die Schritte:- Bereitstellen einer digitalen integrierten Schaltung (100);- Bereitstellen einer analogen integrierten Schaltung (200);- Funktionales Verbinden der digitalen integrierten Schaltung (100) mit der analogen integrierten Schaltung (200) mittels Waferbonden; und- Freistellen des beweglichen Detektionselements (180) des Feldeffekttransistors in der analogen und/oder digitalen integrierten Schaltung (200) nach dem Waferbonden.Method for producing an inertial sensor (400) with a movable detection element (180) of a field effect transistor, comprising the steps: - providing a digital integrated circuit (100); - providing an analog integrated circuit (200); - functional connection of the digital integrated circuit ( 100) with the analog integrated circuit (200) by means of wafer bonding; and- freeing the movable detection element (180) of the field effect transistor in the analog and / or digital integrated circuit (200) after the wafer bonding.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Inertialsensors mit einem beweglichen Detektionselement eines Feldeffekttransistors. Die Erfindung betrifft ferner einen Inertialsensor mit einem beweglichen Detektionselement eines Feldeffekttransistors.The invention relates to a method for producing an inertial sensor with a movable detection element of a field effect transistor. The invention further relates to an inertial sensor with a movable detection element of a field effect transistor.

Stand der TechnikState of the art

Mikromechanische Sensoren, wie zum Beispiel Inertialsensoren, werden meist mittels kapazitiver oder piezoresistiver Wandler realisiert. Bekannt sind ferner sogenannte Moving-Gate- oder Moving-Channel-Inertialsensoren, wobei derartige Sensoren allerdings bis heute nicht auf dem Markt erhältlich sind.Micromechanical sensors, such as inertial sensors, are usually implemented using capacitive or piezoresistive transducers. So-called moving gate or moving channel inertial sensors are also known, although such sensors are not yet available on the market.

Normalerweise wird in der Mikromechanik Siliziumdioxid für Opferschichten verwendet, welches sich hochselektiv zu Silizium trocken und isotrop ätzen lässt. Bei einer Verwendung von Siliziumdioxid als Gateoxid bei Moving-Gate-Inertialsensoren würde dies zu einem offenen Kanalbereich zwischen Drain- und Sourcekontakten führen und weiterhin auch die Source- und Drainkontakte selbst offenlegen. Mit den damit offen liegenden Kontakt- und Kanalbereichen werden Oberflächenzustände erzeugt, die negative Auswirkungen auf z.B. die Driftstabilität und auf das Signal-zu-Rauschverhältnis des Sensorelements haben können.Normally, silicon dioxide is used for sacrificial layers in micromechanics, which can be dry and isotropically etched highly selectively to silicon. If silicon dioxide were used as gate oxide in moving-gate inertial sensors, this would lead to an open channel region between drain and source contacts and would furthermore also disclose the source and drain contacts themselves. With the exposed contact and channel areas, surface conditions are generated that have a negative impact on e.g. can have the drift stability and the signal-to-noise ratio of the sensor element.

Um die Sensorfunktion zu gewährleisten, muss eine bewegliche Struktur im Sensorelement hergestellt werden. US 2009/0317930 A1 beschreibt dabei eine Vorgehensweise, wie unter Verwendung einer heterogenen Opferschicht eine auslenkbare Struktur hergestellt werden kann. Somit eröffnen sich in Bezug auf Inertialsensoren basierend auf der Funktionsweise von Feldeffekttransistoren zwei Möglichkeiten: einerseits beschreibt EP 0 990 911 A1 ein Verfahren, mit dem der Gatebereich bezüglich des Source- und Drainbereichs beweglich ausgestaltet wird. DE 10 2009 029 217 A1 und DE 10 2012 217 133 A1 beschreiben Verfahren, um den Kanalbereich zwischen Drain- und Sourcekontakten gegenüber dem fixen Gatebereich beweglich auszubilden. US 2011/0265574 A1 beschreibt weiterhin, wie mikromechanische Funktionselemente mit CMOS-Vorrichtungen kombiniert werden können.In order to ensure the sensor function, a movable structure must be created in the sensor element. US 2009/0317930 A1 describes a procedure for how a deflectable structure can be produced using a heterogeneous sacrificial layer. This opens up two possibilities with regard to inertial sensors based on the mode of operation of field effect transistors: on the one hand, describes EP 0 990 911 A1 a method with which the gate region is designed to be movable with respect to the source and drain region. DE 10 2009 029 217 A1 and DE 10 2012 217 133 A1 describe methods for making the channel region between drain and source contacts movable relative to the fixed gate region. US 2011/0265574 A1 also describes how micromechanical functional elements can be combined with CMOS devices.

Die Druckschrift DE 19619921 A1 zeigt einen MOS-Transistor mit beweglicher GateElektrode aus einer dünnen Siliziumschicht. Die Druckschrift DE 19537285 A1 zeigt einen Feldeffekttransistor mit beweglichem Gate (MOGFET), welches aus einem Wafer herausgearbeitet ist.The publication DE 19619921 A1 shows a MOS transistor with a movable gate electrode made of a thin silicon layer. The publication DE 19537285 A1 shows a field effect transistor with a movable gate (MOGFET), which is worked out of a wafer.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen eines Inertialsensors mit einem beweglichen Detektionselement eines Feldeffekttransistors bereitzustellen.An object of the present invention is to provide an improved method for producing an inertial sensor with a movable detection element of a field effect transistor.

Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt gelöst mit einem Verfahren zum Herstellen eines Inertialsensors mit einem Detektionselement eines Feldeffekttransistors, aufweisend:

  • - Bereitstellen einer digitalen integrierten Schaltung;
  • - Bereitstellen einer analogen integrierten Schaltung;
  • - Funktionales Verbinden der digitalen integrierten Schaltung mit der analogen integrierten Schaltung mittels Waferbonden; und
  • - Freistellen des beweglichen Detektionselements des Feldeffekttransistors in der analogen und/oder digitalen integrierten Schaltung nach dem Waferbonden.
According to a first aspect, the object is achieved with a method for producing an inertial sensor with a detection element of a field effect transistor, comprising:
  • - Providing a digital integrated circuit;
  • - providing an analog integrated circuit;
  • - Functional connection of the digital integrated circuit with the analog integrated circuit by means of wafer bonding; and
  • - Freeing the movable detection element of the field effect transistor in the analog and / or digital integrated circuit after the wafer bonding.

Vorteilhaft ist dadurch ermöglicht, dass bewegliche Strukturen des Feldeffekttransistors von der Rückseite freigelegt werden können. Vorteilhaft ergibt sich dadurch eine einfachere Prozessgestaltung und es können elektrische Leiterbahnen, ohne Rücksicht auf Folgeprozesse nehmen zu müssen, frei gestaltet werden. Eine Bereitstellung von Perforationen, um eine Ausbildung von Strukturen von der Vorderseite realisieren zu können, ist somit entbehrlich und nicht erforderlich.This advantageously enables movable structures of the field effect transistor to be exposed from the rear. This advantageously results in a simpler process design and electrical conductor tracks can be freely designed without having to take subsequent processes into account. Providing perforations in order to be able to implement structures from the front is therefore unnecessary and not necessary.

Gemäß einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe gelöst mit einem Inertialsensor mit einem Detektionselement eines Feldeffekttransistors, aufweisend:

  • - eine digitale integrierte Schaltung;
  • - eine analoge integrierte Schaltung;
  • - wobei die digitale integrierte Schaltung mit der analogen integrierten Schaltung mittels Waferbonden funktional verbunden ist; und
  • - wobei das bewegliche Detektionselement des Feldeffekttransistors im Wesentlichen von aus der analogen und/oder digitalen integrierten Schaltung nach dem Waferbonden herausstrukturiertem einkristallinen Substratmaterial gebildet wird.
According to a second aspect, the object is achieved with an inertial sensor with a detection element of a field effect transistor, comprising:
  • - a digital integrated circuit;
  • - an analog integrated circuit;
  • - The digital integrated circuit is functionally connected to the analog integrated circuit by means of wafer bonds; and
  • - The movable detection element of the field effect transistor is essentially formed by single-crystalline substrate material structured out of the analog and / or digital integrated circuit after wafer bonding.

Bevorzugte Weiterbildungen des Verfahrens sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.Preferred developments of the method are the subject of dependent claims.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die analoge integrierte Schaltung mittels Waferbonden mit einem Kappenelement verbunden wird. Vorteilhaft kann der Inertialsensors mit einem Kappenelement ausgestattet werden, wobei innerhalb des Kappenelements ein geeigneter Gasdruck für eine verbesserte Funktionalität des beweglichen Detektionselements des FETs ausgebildet wird.An advantageous development of the method is characterized in that the analog integrated circuit by means of wafer bonding with a Cap element is connected. The inertial sensor can advantageously be equipped with a cap element, a suitable gas pressure being formed within the cap element for improved functionality of the movable detection element of the FET.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die analoge oder die digitale integrierte Schaltung wenigstens einen elektrisch leitenden Kontakt aufweist, der eine elektrische Verbindung zu einem Kappenelement herstellt. Auf diese Weise können elektrische Schaltungen auch im Kappenelement genutzt werden. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn in einem später aufgebrachten Kappenelement auch noch elektrische Funktionalitäten vorhanden sind, die mit den Funktionalitäten der analogen integrierten Schaltung verbunden werden sollen.A further advantageous development of the method is characterized in that the analog or digital integrated circuit has at least one electrically conductive contact, which establishes an electrical connection to a cap element. In this way, electrical circuits can also be used in the cap element. This is particularly advantageous if electrical functions that are to be connected to the functions of the analog integrated circuit are also present in a cap element that is subsequently attached.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass das bewegliche Detektionselement des Feldeffekttransistors mittels Opferschichtätzen von Polysilizium der analogen integrierten Schaltung freigestellt wird. Auf diese Weise wird das bewegliche Detektionselement des Feldeffekttransistors von der Rückseite her ausgebildet. Zum Freilegen der Opferschicht werden konventionelle anisotrope Trockenätzschritte durchgeführt, die nicht durch störende Metallisierungslagen der Vorderseite behindert werden. Im Ergebnis ist dadurch auf einfache Weise eine Bereitstellung einer beweglichen Detektionsstruktur des Feldeffekttransistors im gebondeten Zustand mit der digitalen integrierten Schaltung ermöglicht.Another advantageous development of the method is characterized in that the movable detection element of the field effect transistor is freed from polysilicon of the analog integrated circuit by means of sacrificial layer etching. In this way, the movable detection element of the field effect transistor is formed from the rear. Conventional anisotropic dry etching steps are carried out to expose the sacrificial layer, which are not impeded by disruptive metallization layers on the front side. As a result, it is possible in a simple manner to provide a movable detection structure of the field effect transistor in the bonded state with the digital integrated circuit.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass auf einer Innenfläche des Kappenelements ein Gettermaterial aufgebracht wird. Durch das Gettermaterial, welches Gasmoleküle binden kann, wird eine verbesserte Konstanz des Gasdrucks im Inneren einer Kaverne des Kappenelements erzielt.Another advantageous development of the method is characterized in that a getter material is applied to an inner surface of the cap element. The getter material, which can bind gas molecules, improves the consistency of the gas pressure inside a cavern of the cap element.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass über eine Öffnung im Kappenelement ein geeigneter Gasdruck in einer Kavität eingestellt wird, wobei die Öffnung mittels eines Lasers durch Aufschmelzen von Substratmaterial verschlossen wird. Dadurch ist auch ein Einstellen des Gasdrucks nach dem Waferbonden ermöglicht, wobei dies durch ein Öffnen des Kappenelements, ein Einstellen des Gasdrucks und anschließendes Verschließen der Öffnung durch Aufschmelzen und Erstarren von Substratmaterial durchgeführt wird. im Falle der Realisierung von mehreren Kavernen in einem Kappenelement können mit dieser Methode auch unterschiedliche Gasdrücke eingestellt werden, wobei das Verfahren dabei mehrfach wiederholt und jeweils nur die einzustellende Kaverne geöffnet und verschlossen wird.A further advantageous development of the method is characterized in that a suitable gas pressure in a cavity is set via an opening in the cap element, the opening being closed by means of a laser by melting substrate material. This also makes it possible to adjust the gas pressure after wafer bonding, this being carried out by opening the cap element, adjusting the gas pressure and then closing the opening by melting and solidifying substrate material. If several caverns are realized in one cap element, this method can also be used to set different gas pressures, the process being repeated several times and in each case only the cavern to be set being opened and closed.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens zeichnen sich dadurch aus, dass als bewegliches Detektionselement ein bewegliches Gate oder ein beweglicher Kanal des Feldeffekttransistors ausgebildet wird. Auf diese Weise werden unterschiedliche Detektionsprinzipien im Sinne eines Moving-Channel-Sensors oder eines Moving-Gate-Sensors realisiert.Further advantageous developments of the method are characterized in that a movable gate or a movable channel of the field effect transistor is formed as the movable detection element. In this way, different detection principles in the sense of a moving channel sensor or a moving gate sensor are implemented.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass im Kappenelement schaltungstechnische Funktionalitäten integriert sind. Vorteilhaft kann dadurch eine Funktionalität des Initialsensors noch weiter verbessert werden.A further advantageous development of the method is characterized in that circuitry functionalities are integrated in the cap element. In this way, a functionality of the initial sensor can advantageously be further improved.

Die Erfindung wird im Folgenden mit weiteren technischen Merkmalen und Vorteilen anhand von mehreren Figuren im Detail beschrieben. Zur besseren Übersichtlichkeit kann vorgesehen sein, dass nicht in sämtlichen Figuren sämtliche Bezugszeichen eingezeichnet sind. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu ausgeführt.The invention is described in more detail below with further technical features and advantages using several figures. For better clarity, it can be provided that not all reference numbers are drawn in all the figures. The figures are not necessarily drawn to scale.

Offenbarte Verfahrensmerkmale ergeben sich analog aus entsprechenden offenbarten Vorrichtungsmerkmalen und umgekehrt. Dies bedeutet insbesondere, dass sich Merkmale, technische Vorteile und Ausführungen betreffend das Verfahren zum Herstellen eines Inertialsensors mit einem beweglichen Detektionselement eines Feldeffekttransistors in analoger Weise aus entsprechenden Ausführungen, Merkmalen und Vorteilen betreffend den Inertialsensor mit einem beweglichen Detektionselement eines Feldeffekttransistors ergeben und umgekehrt.Disclosed method features result analogously from corresponding disclosed device features and vice versa. This means in particular that features, technical advantages and designs relating to the method for producing an inertial sensor with a movable detection element of a field effect transistor result analogously from corresponding designs, features and advantages relating to the inertial sensor with a movable detection element of a field effect transistor and vice versa.

In den Figuren zeigt:

  • 1 - 16 anhand von Querschnittsansichten ein prinzipielles Verfahren zum Herstellen eines Inertialsensors mit einem beweglichen Detektionselement eines Feldeffekttransistors; und
  • 17 einen prinzipiellen Ablauf eines Verfahrens zum Herstellen eines Inertialsensors mit einem beweglichen Detektionselement eines F eldeffekttransi stors.
The figures show:
  • 1 - 16 based on cross-sectional views, a basic method for manufacturing an inertial sensor with a movable detection element of a field effect transistor; and
  • 17th a basic sequence of a method for manufacturing an inertial sensor with a movable detection element of a field effect transistor.

Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments

1 zeigt eine Querschnittsansicht durch eine fertig prozessierte digitale integrierte Schaltung 100 (Digital-IC, CMOS-Chip), die mittels herkömmlicher Prozessschritte erzeugt wurde. Man erkennt ein erstes Substrat 10 in Form eines Si-Wafers, welches zwischen einer ersten Oxidschicht 20 und einer zweiten Oxidschicht 30 eingebettet ist. Ferner erkennt man elektrische Durchkontaktierungen durch die einzelnen Oxidschichten (Via) und durch das Substrat 10 (through silicon via, TSV), die die genannten drei Schichten 10, 20, 30 durchdringen und in der zweiten Oxidschicht 30 an elektrische Umverdrahtungselemente 50 angebunden sind. Das TSV dient dazu, Durchkontakte durch das Substrat 10 zu realisieren. Die einzelnen Vias dienen dazu, separate Metalllagen innerhalb der Oxidschichten 20, 30 zu verbinden. In Summe geschieht die komplette Durchkontaktierung durch die digitale integrierte Schaltung 100 durch die Reihenschaltung aller einzelnen Vias und des TSVs, wobei alle Vias und der TSV selbst einzeln durch den schichtweisen Aufbau hergestellt werden. 1 shows a cross-sectional view through a fully processed digital integrated circuit 100 (Digital IC, CMOS chip), which was generated using conventional process steps. A first substrate can be seen 10 in the form of a Si wafer, which is between a first oxide layer 20 and a second oxide layer 30th is embedded. You can also see electrical vias through the individual oxide layers (via) and through the substrate 10 (through silicon via, TSV) covering the three layers mentioned 10 , 20 , 30th penetrate and in the second oxide layer 30th to electrical rewiring elements 50 are connected. The TSV is used to make vias through the substrate 10 to realize. The individual vias serve to separate metal layers within the oxide layers 20 , 30th connect to. In total, the entire through-connection is done by the digital integrated circuit 100 through the series connection of all individual vias and the TSV, whereby all vias and the TSV itself are produced individually by the layered structure.

Die Oxidschicht 20 entsteht durch viele einzelne, aufeinander folgende Abscheidungen mit dazwischenliegenden Strukturierungsprozessen, um die Durchkontakte zu realisieren. Ferner sind innerhalb des ersten Substrats 10 Dotierungsbereiche 11 erkennbar. Innerhalb einer vierten Oxidschicht 31 sind Polysiliziumelemente 12 zur Realisierung von elektrischen Anbindungen ausgebildet.The oxide layer 20 is created by many individual, successive depositions with intermediate structuring processes in order to realize the through contacts. Furthermore, are within the first substrate 10 Doping areas 11 recognizable. Within a fourth oxide layer 31 are polysilicon elements 12th trained to implement electrical connections.

Die nachfolgenden Querschnittsansichten zeigen eine Ausbildung einer analogen integrierten Schaltung („Analog-IC“) 200 mit an sich bekannten Prozessschritten. „Analog“ heißt in diesem Zusammenhang, dass auch Transistoren und andere elektrische Komponenten wie zum Beispiel Widerstände und Kondensatoren hergestellt werden, die keine ausschließlich logische (digitale) Funktionalität haben, sondern analog arbeiten, d. h., dass sie mehr als nur High- bzw. Low-Signal-Pegel bereitstellen.The following cross-sectional views show the formation of an analog integrated circuit (“analog IC”) 200 with known process steps. In this context, “analog” means that transistors and other electrical components such as resistors and capacitors are also manufactured that do not have exclusively logical (digital) functionality, but work analogously, ie that they do more than just high or low - Provide signal level.

2 zeigt eine Querschnittsansicht eines zweiten Substrats 110 (Si-Substrat). 2nd shows a cross-sectional view of a second substrate 110 (Si substrate).

3 zeigt eine Querschnittsansicht des zweiten Substrats 110 mit darin eindiffundierten Drain- und Sourcebereichen 120 für einen später auszubildenden Feldeffekttransistor (nicht dargestellt). 3rd shows a cross-sectional view of the second substrate 110 with drain and source areas diffused into it 120 for a field effect transistor to be trained later (not shown).

4 zeigt eine Querschnittsansicht des zweiten Substrats 110, wobei erkennbar ist, dass in einer Isolationsschicht 121 vergrabene Polysiliziumelemente 130 ausgebildet sind. 4th shows a cross-sectional view of the second substrate 110 , whereby it can be seen that in an insulation layer 121 buried polysilicon elements 130 are trained.

Die Querschnittsansicht des zweiten Substrats 110 von 5 zeigt, dass auf die Isolationsschicht 121 auch Polysiliziumelemente 140 als Gatebereich des auszubildenden Feldeffekttransistors (nicht dargestellt) und als Opferschicht abgeschieden wurde.The cross-sectional view of the second substrate 110 from 5 shows that on the insulation layer 121 also polysilicon elements 140 was deposited as a gate region of the field effect transistor to be formed (not shown) and as a sacrificial layer.

Die Querschnittsansicht des zweiten Substrats 110 von 6 zeigt, dass auf die Isolationsschicht 121 eine Summe von weiteren Oxidschichten 150 abgeschieden wurde, in der elektrische Leitungselemente 160 in Form von Verdrahtungsebenen und Durchkontaktierungen ausgebildet sind.The cross-sectional view of the second substrate 110 from 6 shows that on the insulation layer 121 a sum of further oxide layers 150 was deposited in the electrical conduction elements 160 are designed in the form of wiring levels and vias.

Die Querschnittsansicht von 7 zeigt den teilweise fertig gestellten Inertialsensor 400, wobei teilweise fertig gestellt bedeutet, dass die beweglichen Strukturen noch nicht freigestellt sind. Somit ist das Device noch nicht funktional und damit auch noch nicht „fertig“. Dabei sind die digitale integrierte Schaltung 100 und die analoge integrierte Schaltung 200 mittels eines konventionellen Waferbondprozesses (z.B. eutektisches Bonden) funktional und mechanisch verbunden („gebondet“). Erkennbar ist ein Bondinterface B1, über das die genannten Schaltungen 100, 200 verbunden sind. In diesem Stadium, in welchem die beiden Schaltungen 100, 200 funktional und mechanisch miteinander verbunden sind, wird eine Freistellung des beweglichen Detektionselements (nicht dargestellt) des Feldeffekttransistors von der Rückseite bzw. von unten, d.h. von der Seite der analogen integrierten Schaltung 200 durchgeführt. Vorteilhaft liegen auf diese Weise keine Metallisierungsebenen zwischen der freizustellenden Struktur und der Bauteiloberfläche, sodass für die erforderlichen Ätzprozesse ein freier Weg vorliegt. Dies bedeutet im Ergebnis technologische Vorteile in Form einer einfacheren Prozessgestaltung und auch das Layout von elektrischen Leiterbahnen ist flexibel möglich.The cross-sectional view of 7 shows the partially completed inertial sensor 400 , where partially completed means that the moving structures are not yet free. This means that the device is not yet functional and therefore not “finished”. Here are the digital integrated circuit 100 and the analog integrated circuit 200 functionally and mechanically connected ("bonded") using a conventional wafer bonding process (eg eutectic bonding). A bond interface can be seen B1 , about which the circuits mentioned 100 , 200 are connected. At this stage, in which the two circuits 100 , 200 are functionally and mechanically connected to each other, an exemption of the movable detection element (not shown) of the field effect transistor from the rear or from below, ie from the side of the analog integrated circuit 200 carried out. In this way, there are advantageously no metallization planes between the structure to be exposed and the component surface, so that there is a clear path for the required etching processes. As a result, this means technological advantages in the form of a simpler process design and the layout of electrical conductor tracks is also flexible.

Es ist somit vorteilhaft nicht erforderlich, die genannte Freistellung des beweglichen Detektionselements von der Oberseite durch die analoge integrierte Schaltung 100 hindurch durchzuführen. Dies würde unter Umständen in nachteiliger Weise eine perforierte Ausbildung des elektrischen Umverdrahtungselements 50 erfordern. Im Ergebnis ist für die spätere Verarbeitung auch keine aufwendige Aufbau- und Verbindungstechnik (AVT) notwendig, mittels der die getrennt vorliegenden Schaltungen 100, 200 funktional verbunden werden müssen, da dies bereits durch die Ausgestaltung der Vias und TSVs (engl. through-silicon-via) durch das Waferbonden geschehen ist. Mit dem vorgeschlagenen Verfahren lässt sich somit eine große Anzahl von elektrischen Drahtbondkontakten einsparen. In Summe resultiert daraus eine Platzersparnis des gesamten Devices und auch mögliche Performancesteigerungen, da Drahtbondkontakte in der Regel ungewollte, höhere parasitäre elektrische Kapazitäten mit sich bringen.It is therefore advantageously not necessary to release the movable detection element from the top by means of the analog integrated circuit 100 to perform through. Under certain circumstances, this would disadvantageously result in a perforated design of the electrical rewiring element 50 require. As a result, no complex assembly and connection technology (AVT) is required for later processing, by means of which the separately available circuits 100 , 200 must be functionally connected, since this has already been done through the design of the vias and TSVs (through silicon-via) by wafer bonding. With the proposed method, a large number of electrical wire bond contacts can thus be saved. All in all, this results in a space saving of the entire device and also possible performance increases, since wire bond contacts generally result in unwanted, higher parasitic electrical capacities.

In der Querschnittsansicht von 8 erkennt man, dass das zweite Substrat 110 der analogen integrierten Schaltung 200 gegenüber der 7 auf eine Dicke D rückgedünnt wurde, wobei die Dicke D des zweiten Substrats 110 nach dem Rückdünnen vorzugsweise ca. 10 µm bis ca. 20 µm beträgt.In the cross-sectional view of 8th you can see that the second substrate 110 the analog integrated circuit 200 towards the 7 was thinned back to a thickness D, the thickness D of the second substrate 110 after thinning back is preferably about 10 microns to about 20 microns.

In der Querschnittsansicht des Initialsensors 400 von 9 ist erkennbar, dass in einem optionalen Schritt ein elektrisch leitendes Anbindungselement 170, vorzugsweise ein Wolfram-Element (Wolfram-Plug) in das rückgedünnte zweite Substrat 110 zum Zwecke einer späteren elektrischen Kontaktierung von Schaltungsstrukturen der analogen integrierten Schaltung 200 mit Schaltungsstrukturen eines später aufzubringenden Kappenelements (nicht dargestellt) eingefügt ist.In the cross-sectional view of the initial sensor 400 from 9 you can see that in one optional step an electrically conductive connection element 170 , preferably a tungsten element (tungsten plug) in the back-thinned second substrate 110 for the purpose of a later electrical contacting of circuit structures of the analog integrated circuit 200 with circuit structures of a cap element to be applied later (not shown) is inserted.

In der Querschnittsansicht von 10 ist erkennbar, dass mittels anisotropen Ätzens des Substrats 110 und der Isolationsschicht 121 und Opferschichtätzens des Polysiliziumelements 140 der analogen integrierten Schaltung 200 das bewegliche Detektionselement 180 mit einem beweglichen Kanal ausgebildet wurde.In the cross-sectional view of 10 it can be seen that by means of anisotropic etching of the substrate 110 and the insulation layer 121 and sacrificial layer etching of the polysilicon element 140 the analog integrated circuit 200 the movable detection element 180 was designed with a movable channel.

Im Ergebnis ist dadurch ein Abstand der Gateelektrode 190 zum Verbindungsteil zwischen Drain- und Sourcebereich 120, welche stets durch die Isolationsschicht 121 bedeckt sind, in Abhängigkeit von einer auf den Inertialsensor 400 einwirkenden mechanischen Beanspruchung variabel. Die Position des beweglichen Kanals relativ zur Gateelektrode 190 kann dadurch in Abhängigkeit von der auf den Inertialsensor 400 einwirkenden mechanischen Kraft bzw. Beschleunigung variiert werden. Auf diese Weise kann die auf den Inertialsensor 400 einwirkende Kraft bzw. Beschleunigung messtechnisch erfasst werden.The result is a distance between the gate electrodes 190 to the connecting part between drain and source area 120 , which is always due to the insulation layer 121 are covered, depending on one on the inertial sensor 400 mechanical stress acting variable. The position of the movable channel relative to the gate electrode 190 can depend on the inertial sensor 400 acting mechanical force or acceleration can be varied. In this way, the inertial sensor 400 acting force or acceleration are measured.

In den folgenden 11 bis 13 wird in Querschnittsansichten eine Herstellung eines optionalen Kappenelements 300 gezeigt.In the following 11 to 13 is a cross-sectional view of a production of an optional cap element 300 shown.

Man erkennt in 11 ein drittes Substrat 300 vorzugsweise in Form eines Si-Wafers, welches, wie in 12 dargestellt, mittels eines Ätz- bzw. Trenchprozesses in geeigneter Weise geformt wird. In der Querschnittsansicht von 13 ist erkennbar, dass in die Vertiefung im dritten Substrat 300 optional ein Gettermaterial 310 eingebracht wird. Mittels des Gettermaterials 310 können Gasmoleküle innerhalb des späteren Kappenelements 300 gebunden werden, wodurch sich ein definiert eingestellter Gasdruck innerhalb einer Kavität 320 des Kappenelements 300 erhalten lässt.One recognizes in 11 a third substrate 300 preferably in the form of a Si wafer, which, as in 12th shown, is formed in a suitable manner by means of an etching or trench process. In the cross-sectional view of 13 it can be seen that in the recess in the third substrate 300 optionally a getter material 310 is introduced. Using the getter material 310 can create gas molecules within the later cap element 300 be bound, resulting in a defined gas pressure within a cavity 320 of the cap element 300 can be preserved.

Dazu kann beispielsweise vorgesehen sein, das Kappenelement mittels eines Ätzschritts zu öffnen, den Gasdruck innerhalb der Kavität 320 geeignet einzustellen und danach die Öffnung mittels eines Laserstrahls durch ein Aufschmelzen von Substratmaterial des dritten Substrats 300 wieder zu verschmelzen, wodurch im Ergebnis ein Laserresealprozess durchgeführt wird und der gewünschte Gasdruck in der Kavität 320 eingestellt wird.For this purpose, it can be provided, for example, to open the cap element by means of an etching step, the gas pressure within the cavity 320 suitably set and then the opening by means of a laser beam by melting the substrate material of the third substrate 300 to melt again, as a result of which a laser reseal process is carried out and the desired gas pressure in the cavity 320 is set.

Ein auf diese Weise hergestelltes Verschlusselement 330 ist prinzipiell in der Querschnittsansicht von 15 dargestellt.A closure element produced in this way 330 is basically in the cross sectional view of 15 shown.

In der Querschnittsansicht des Sensorelements 400 von 14 ist erkennbar, dass das Kappenelement 300 mechanisch und funktional mit der analogen integrierten Schaltung 200 mittels eines Waferbondprozesses gebondet wurde, wodurch ein zweites Bondinterface B2 realisiert ist. Das Anbindungselement 170 kann für eine elektrische Verbindung von elektronischen Schaltungsstrukturen in den genannten Elementen verwendet werden.In the cross-sectional view of the sensor element 400 from 14 it can be seen that the cap element 300 mechanical and functional with the analog integrated circuit 200 was bonded by means of a wafer bonding process, whereby a second bond interface B2 is realized. The connection element 170 can be used for an electrical connection of electronic circuit structures in the elements mentioned.

In der Querschnittsansicht des Sensorelement 400 von 16 ist erkennbar, dass auf die Umverdrahtungselemente 50 der digitalen integrierten Schaltung 100 noch Lötbumps 410 aufgebracht wurden, um damit eine elektrische Kontaktierung des gesamten Sensorelements 400 bereitzustellen. Möglich sind auch andere elektrische Kontaktierungsarten, die nicht in Figuren dargestellt sind.In the cross-sectional view of the sensor element 400 from 16 it can be seen that on the rewiring elements 50 the digital integrated circuit 100 still solder bumps 410 were applied in order to make electrical contact with the entire sensor element 400 to provide. Other types of electrical contacting are also possible, which are not shown in the figures.

Mit der Erfindung wird eine vorteilhafte Ausgestaltung eines Sensors sowie eines Herstellungsprozesses für Sensoren vorschlagen, welche Feldeffekttransistoren (FETs) mit einem beweglichen Kanalbereich zur Signaldetektion verwenden. Ferner ermöglicht das vorgeschlagene Verfahren die Möglichkeit zur Integration von analogen und digitalen integrierten Schaltungen in einem Gesamtbauelement, womit eine signifikante Flächenersparnis und damit auch eine mögliche Kostenreduktion des Gesamtsystems verbunden sind. Durch den Verzicht von hybriden AVT-Methoden kann ferner auch die Sensorperformance gesteigert werden, da beispielsweise auf die Verwendung von Drahtbonds zur Verbindung des MEMS mit dem analogen und digitalen IC verzichtet werden kann. Diese verursachen üblicherweise ungewollte, erhöhte parasitäre Kapazitäten und damit einhergehende längere Signallaufzeiten.
Durch das vorgeschlagene Verfahren eröffnen sich mehrere Vorteile:
The invention proposes an advantageous embodiment of a sensor and a manufacturing process for sensors which use field effect transistors (FETs) with a movable channel area for signal detection. Furthermore, the proposed method enables the possibility of integrating analog and digital integrated circuits in an overall component, which is associated with a significant saving in area and thus a possible cost reduction of the overall system. By dispensing with hybrid AVT methods, the sensor performance can also be increased since, for example, the use of wire bonds to connect the MEMS to the analog and digital IC can be dispensed with. These usually cause unwanted, increased parasitic capacities and the associated longer signal propagation times.
The proposed method opens up several advantages:

Durch die Verwendung von Waferbond-Technologien wird eine vollständige 3D Integration von MEMS, analogem und digitalem IC ermöglicht, wodurch ein Platzbedarf des Gesamtsystems deutlich reduziert werden kann und damit einhergehend auch die Kosten potentiell gesenkt werden können.The use of wafer bond technologies enables full 3D integration of MEMS, analog and digital IC, which significantly reduces the space requirement of the overall system and, as a result, can potentially reduce costs.

Durch die den Verzicht auf hybride Verbindungstechnik zwischen MEMS und ICs (zum Beispiel Drahtbonds) können potentiell parasitäre Kapazitäten verringert werden was einen positiven Einfluss auf die Sensorperformance hat.By not using hybrid connection technology between MEMS and ICs (e.g. wire bonds), potentially parasitic capacitances can be reduced, which has a positive influence on the sensor performance.

Im Unterschied zu herkömmlichen Verfahren wird die mikromechanische Funktion nach den Herstellungsschritten für den digitalen und analogen IC durchgeführt. Dadurch ist es nicht mehr notwendig, die Verdrahtungsschichten im IC zu perforieren, um eine Freistellung der beweglichen Teile zu realisieren. Die Verdrahtungsschichten können somit ohne Rücksichtnahme auf die späteren MEMS-Prozessschritte realisiert werden. Die Mikromechanik kann anschließend nach dem Waferbonden von der Rückseite des Substrats strukturiert werden.In contrast to conventional methods, the micromechanical function is carried out according to the manufacturing steps for the digital and analog IC. As a result, it is no longer necessary to perforate the wiring layers in the IC in order to release the moving parts. The wiring layers can thus be implemented without taking into account the later MEMS process steps. The micromechanics can then be structured from the back of the substrate after wafer bonding.

Durch den vorgeschlagenen Herstellungsprozess ist es im Vergleich zum Stand der Technik nicht notwendig, eine Perforation von verschiedenen Schichten vorzusehen, um sämtliche notwendige vergrabene Bereiche mechanisch freistellen zu können. Weiterhin bleiben durch den vorgeschlagenen Prozess der Kanalbereich sowie der Drain- und Sourcebereich auch nach dem Opferschichtätzen mit der Isolationsschicht bedeckt. Dies verhindert die Penetration/Migration von Ionen/Ladungen von außen in den feldsensitiven Bereich und reduziert damit die Sensordrift.Due to the proposed manufacturing process, it is not necessary, in comparison to the prior art, to provide perforation of different layers in order to be able to mechanically clear all the necessary buried areas. Furthermore, the proposed process means that the channel region and the drain and source region remain covered with the insulation layer even after the sacrificial layer etching. This prevents the penetration / migration of ions / charges from the outside into the field-sensitive area and thus reduces the sensor drift.

17 zeigt einen prinzipiellen Ablauf eines Verfahrens zum Herstellen eines Inertialsensors mit einem beweglichen Detektionselement eines Feldeffekttransistors. 17th shows a basic sequence of a method for producing an inertial sensor with a movable detection element of a field effect transistor.

In einem Schritt 500 wird ein Bereitstellen einer digitalen integrierten Schaltung 100 durchgeführt.In one step 500 will provide a digital integrated circuit 100 carried out.

In einem Schritt 510 wird ein Bereitstellen einer analogen integrierten Schaltung 200 durchgeführt.In one step 510 becomes a provision of an analog integrated circuit 200 carried out.

In einem Schritt 520 wird ein funktionales Verbinden der digitalen integrierten Schaltung 100 mit der analogen integrierten Schaltung 200 mittels Waferbonden durchgeführt.In one step 520 becomes a functional connection of the digital integrated circuit 100 with the analog integrated circuit 200 performed using wafer bonds.

In einem Schritt 530 wird ein Freistellen des beweglichen Detektionselements 180 des Feldeffekttransistors in der analogen und/oder digitalen integrierten Schaltung 200 nach dem Waferbonden durchgeführt.In one step 530 becomes a freeing of the movable detection element 180 of the field effect transistor in the analog and / or digital integrated circuit 200 performed after wafer bonding.

Es versteht sich von selbst, dass die genannten Schritte 500 bis 530 in geeigneter Weise miteinander vertauscht werden können.It goes without saying that the steps mentioned 500 to 530 can be interchanged in a suitable manner.

Beispielsweise ist in einer Variante auch denkbar, dass anstatt des oben erläuterten Moving-Channel-Sensors ein Inertialsensor mit beweglichem Gate (Moving Gate Sensor) ausgebildet wird (nicht in Figuren dargestellt).For example, in one variant it is also conceivable that, instead of the moving channel sensor explained above, an inertial sensor with a movable gate (moving gate sensor) is formed (not shown in the figures).

Obwohl die Erfindung vorgehend anhand von konkreten Ausführungsbeispielen beschrieben worden ist, kann der Fachmann vorgehend auch nicht oder nur teilweise offenbarte Ausführungsformen realisieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.Although the invention has been described above on the basis of specific exemplary embodiments, the person skilled in the art can also implement embodiments which have not been disclosed or only partially disclosed without departing from the essence of the invention.

Claims (9)

Verfahren zum Herstellen eines Inertialsensors (400) mit einem beweglichen Detektionselement (180) eines Feldeffekttransistors, aufweisend die Schritte: - Bereitstellen einer digitalen integrierten Schaltung (100); - Bereitstellen einer analogen integrierten Schaltung (200); - Funktionales Verbinden der digitalen integrierten Schaltung (100) mit der analogen integrierten Schaltung (200) mittels Waferbonden; und - Freistellen des beweglichen Detektionselements (180) des Feldeffekttransistors in der analogen und/oder digitalen integrierten Schaltung (200) nach dem Waferbonden.Method for producing an inertial sensor (400) with a movable detection element (180) of a field effect transistor, comprising the steps: - providing a digital integrated circuit (100); - providing an analog integrated circuit (200); - Functional connection of the digital integrated circuit (100) with the analog integrated circuit (200) by means of wafer bonding; and - Freeing the movable detection element (180) of the field effect transistor in the analog and / or digital integrated circuit (200) after the wafer bonding. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die analoge integrierte Schaltung (200) mittels Waferbonden mit einem Kappenelement (300) verbunden wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the analog integrated circuit (200) is connected to a cap element (300) by means of wafer bonding. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die analoge oder die digitale integrierte Schaltung (200) wenigstens einen elektrisch leitenden Kontakt (170) aufweist, der eine elektrische Verbindung zu einem Kappenelement herstellt.Procedure according to Claim 2 , characterized in that the analog or digital integrated circuit (200) has at least one electrically conductive contact (170) which establishes an electrical connection to a cap element. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegliche Detektionselement (180) des Feldeffekttransistors mittels Opferschichtätzen von Polysilizium der analogen integrierten Schaltung (200) freigestellt wird.Procedure according to one of the Claims 2 to 3rd , characterized in that the movable detection element (180) of the field effect transistor is freed from polysilicon of the analog integrated circuit (200) by means of sacrificial layer etching. Verfahren nach Anspruch 4, wobei auf einer Innenfläche des Kappenelements (300) ein Gettermaterial (310) aufgebracht wird.Procedure according to Claim 4 wherein a getter material (310) is applied to an inner surface of the cap element (300). Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei über eine Öffnung im Kappenelement (300) ein geeigneter Gasdruck in einer Kavität (320) eingestellt wird, wobei die Öffnung mittels eines Lasers durch Aufschmelzen von Substratmaterial verschlossen wird.Procedure according to one of the Claims 2 to 5 A suitable gas pressure in a cavity (320) is set via an opening in the cap element (300), the opening being closed by means of a laser by melting substrate material. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als bewegliches Detektionselement (180) ein bewegliches Gate oder ein beweglicher Kanal des Feldeffekttransistors ausgebildet wird.Method according to one of the preceding claims, wherein a movable gate or a movable channel of the field effect transistor is formed as the movable detection element (180). Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei im Kappenelement (300) schaltungstechnische Funktionalitäten integriert sind.Procedure according to one of the Claims 2 to 7 Circuitry functionalities are integrated in the cap element (300). Inertialsensor (400) mit einem beweglichen Detektionselement eines Feldeffekttransistors, aufweisend: - eine digitale integrierte Schaltung (100); - eine analoge integrierte Schaltung (200); - wobei die digitale integrierte Schaltung (100) mit der analogen integrierten Schaltung (200) mittels Waferbonden funktional verbunden ist; und - wobei das bewegliche Detektionselement des Feldeffekttransistors im Wesentlichen von aus der analogen und/oder digitalen integrierten Schaltung (200) nach dem Waferbonden herausstrukturiertem einkristallinem Substratmaterial gebildet wird. Inertial sensor (400) with a movable detection element of a field effect transistor, comprising: - a digital integrated circuit (100); - an analog integrated circuit (200); - The digital integrated circuit (100) is functionally connected to the analog integrated circuit (200) by means of wafer bonding; and - wherein the movable detection element of the field effect transistor is essentially formed from single-crystal substrate material structured out of the analog and / or digital integrated circuit (200) after the wafer bonding.
DE102018221102.7A 2018-12-06 2018-12-06 Inertial sensor with a movable detection element of a field effect transistor and method for producing the same Active DE102018221102B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018221102.7A DE102018221102B4 (en) 2018-12-06 2018-12-06 Inertial sensor with a movable detection element of a field effect transistor and method for producing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018221102.7A DE102018221102B4 (en) 2018-12-06 2018-12-06 Inertial sensor with a movable detection element of a field effect transistor and method for producing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102018221102A1 DE102018221102A1 (en) 2020-06-10
DE102018221102B4 true DE102018221102B4 (en) 2020-06-25

Family

ID=70776353

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018221102.7A Active DE102018221102B4 (en) 2018-12-06 2018-12-06 Inertial sensor with a movable detection element of a field effect transistor and method for producing the same

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102018221102B4 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19537285A1 (en) 1994-10-06 1996-04-18 Kavlico Corp Semiconductor sensor with a melt-contacted flexible arrangement
DE19619921A1 (en) 1995-05-18 1996-12-05 Nippon Denso Co Mfg. semiconductor device having capped element
EP0990911A1 (en) 1998-09-29 2000-04-05 Siemens Aktiengesellschaft Micromechanical sensor based on the field effect and the use thereof
US20090317930A1 (en) 2008-06-23 2009-12-24 Commissariat A L'energie Atomique Method for producing a structure comprising a mobile element by means of a heterogeneous sacrificial layer
DE102009029217A1 (en) 2009-09-04 2011-03-10 Robert Bosch Gmbh Inertial sensor with a field effect transistor
US20110265574A1 (en) 2009-10-28 2011-11-03 Mcube, Inc. System on a Chip Using Integrated MEMS and CMOS Devices
DE102012217133A1 (en) 2012-09-24 2014-03-27 Robert Bosch Gmbh Microelectronic component and corresponding manufacturing method

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19537285A1 (en) 1994-10-06 1996-04-18 Kavlico Corp Semiconductor sensor with a melt-contacted flexible arrangement
DE19619921A1 (en) 1995-05-18 1996-12-05 Nippon Denso Co Mfg. semiconductor device having capped element
EP0990911A1 (en) 1998-09-29 2000-04-05 Siemens Aktiengesellschaft Micromechanical sensor based on the field effect and the use thereof
US20090317930A1 (en) 2008-06-23 2009-12-24 Commissariat A L'energie Atomique Method for producing a structure comprising a mobile element by means of a heterogeneous sacrificial layer
DE102009029217A1 (en) 2009-09-04 2011-03-10 Robert Bosch Gmbh Inertial sensor with a field effect transistor
US20110265574A1 (en) 2009-10-28 2011-11-03 Mcube, Inc. System on a Chip Using Integrated MEMS and CMOS Devices
DE102012217133A1 (en) 2012-09-24 2014-03-27 Robert Bosch Gmbh Microelectronic component and corresponding manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
DE102018221102A1 (en) 2020-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012210052B4 (en) Hybrid integrated component and method for its production
DE102010030760B4 (en) Semiconductor device with via contacts with a stress relaxation mechanism and method of making the same
DE69626972T2 (en) Integrated capacitive semiconductor acceleration sensor and method for its production
EP2234917A2 (en) Method for producing a capping wafer for a sensor
DE102006051597A1 (en) Semiconductor arrangement and method for producing a semiconductor device
DE102010029504B4 (en) Device with a via and method for its production
DE102014200507A1 (en) Micromechanical pressure sensor device and corresponding manufacturing method
DE102009004725A1 (en) Through-hole semiconductor circuit and method of manufacturing vertically integrated circuits
DE102015217918A1 (en) Micromechanical component
DE102012201976A1 (en) Component with a via
DE102011081460A1 (en) METHOD FOR FORMING A CONTACTING IN A SEMICONDUCTOR ELEMENT AND SEMICONDUCTOR ELEMENT THAT HAS THE SAME
DE102011085084A1 (en) A method of making an electrical via in a substrate and a substrate having an electrical via
DE102013211597A1 (en) ASIC device with a through contact
DE102009026628A1 (en) Micromechanical component and method for producing a micromechanical component
EP3526158A1 (en) Method for producing a stress-decoupled micromechanical pressure sensor
DE102009030281A1 (en) Active shielding of conductors in MEMS devices
DE102018221102B4 (en) Inertial sensor with a movable detection element of a field effect transistor and method for producing the same
DE102021200073A1 (en) Manufacturing method for a micromechanical component and corresponding micromechanical component
DE102018111079B4 (en) MICROMECHANICAL SENSOR AND METHOD OF MANUFACTURING A MICROELECTROMECHANICAL SENSOR
DE102017206777B4 (en) MEMS microphone and manufacturing process
DE102019202794B3 (en) Micromechanical sensor device and corresponding manufacturing method
WO2018162188A1 (en) Method for producing a mems device for a micromechanical pressure sensor
DE102014226436A1 (en) Micromechanical sensor device and corresponding manufacturing method
DE102013211562B4 (en) Method for producing a metal structure in a semiconductor substrate
DE102015216471A1 (en) Micromechanical component and production method for a micromechanical component

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final