DE102020214547A1 - Micromechanical device and method of manufacture - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine mikromechanische Vorrichtung mit einem ersten MEMS-Substrat (10), einem zweiten MEMS-Substrat (20) und einem ASIC-Substrat (30), wobei die Substrate (10, 20, 30) übereinander gestapelt angeordnet sind, derart, dass das ASIC-Substrat zwischen dem ersten MEMS-Substrat und dem zweiten MEMS-Substrat angeordnet ist, das ASIC-Substrat mit dem ersten MEMS-Substrat mittels einer ersten metallischen Bondverbindung (15) und mit dem zweiten MEMS-Substrat mittels einer zweiten metallischen Bondverbindung (25) mechanisch verbunden und elektrisch kontaktiert ist, und das ASIC-Substrat wenigstens einen Durchkontakt (35) aufweist, welcher mit dem ersten MEMS-Substrat und/oder mit dem zweiten MEMS-Substrat elektrisch leitend verbunden ist.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer gestapelten mikromechanischen Vorrichtung mit einem ersten MEMS-Wafer, einem ASIC-Wafer und einem zweiten MEMS-Wafer.
The invention relates to a micromechanical device with a first MEMS substrate (10), a second MEMS substrate (20) and an ASIC substrate (30), the substrates (10, 20, 30) being stacked on top of one another in such a way that that the ASIC substrate is arranged between the first MEMS substrate and the second MEMS substrate, the ASIC substrate with the first MEMS substrate by means of a first metal bond connection (15) and with the second MEMS substrate by means of a second metal bond connection (25) is mechanically connected and electrically contacted, and the ASIC substrate has at least one via (35) which is electrically conductively connected to the first MEMS substrate and/or to the second MEMS substrate.
The invention also relates to a method for manufacturing a stacked micromechanical device with a first MEMS wafer, an ASIC wafer and a second MEMS wafer.
Description
Stand der TechnikState of the art
Mikromechanische Inertialsensoren zur Messung von physikalischen Größen wie Beschleunigung, Drehrate und Druck werden für verschiedene Applikationen im Automobil- und Consumer-Bereich in Massenfertigung hergestellt. Besonders verbreitet sind kapazitiv auswertbare MEMS-Bauelemente aufgrund ihres guten Signal-Rausch-Verhältnisses bei gleichzeitig niedrigem Stromverbrauch. Derartige kapazitive MEMS-Bauelemente benötigen zur Umwandlung einer äußeren Messgröße, z. B. einer Beschleunigung, und einer daraus erzeugten proportionalen Kapazitätsänderung einen integrierten Schaltkreis oder ASIC, der typischerweise in CMOS-Halbleitertechnologie hergestellt wird. Dieser wandelt die Kapazitätsänderung in eine Spannungsänderung um, und für neuere Typen erfolgt zusätzlich eine Digitalisierung des Ausgangssignals. MEMS und ASIC kommen oft aufeinander platziert in diversen Verpackungsformen vor, insbesondere in LGA- oder BGA-Moldgehäusen, aber auch als Bare Die bzw. Chip Scale Package, also ohne äußere Umverpackung.Micromechanical inertial sensors for measuring physical quantities such as acceleration, yaw rate and pressure are mass-produced for various applications in the automotive and consumer sectors. MEMS components that can be evaluated capacitively are particularly widespread due to their good signal-to-noise ratio and low power consumption at the same time. Such capacitive MEMS components need to convert an external measured variable, z. B. an acceleration, and a resulting proportional change in capacitance an integrated circuit or ASIC, which is typically manufactured in CMOS semiconductor technology. This converts the change in capacitance into a change in voltage, and for newer types the output signal is also digitized. MEMS and ASIC are often placed on top of each other in various packaging forms, especially in LGA or BGA mold housings, but also as bare die or chip scale packages, i.e. without outer packaging.
In einem weit verbreiteten Produktkonzept werden ein CMOS-Wafer und ein MEMS-Wafer getrennt bearbeitet, und nach dem Vereinzeln der beiden Wafer werden ein ASIC-Chip und ein MEMS-Chip in einem Gehäuse, z. B. einem Moldgehäuse, mechanisch und elektrisch miteinander verbunden, insbesondere aufeinander angeordnet, um die lateralen Abmessungen des Gehäuses möglichst klein zu halten. Bei dieser Mehrfach-Stapel-Herstellung aus bereits vereinzelten Chips muss ein Kleber bzw. Kleberfilm zwischen die zu verbindenden Chips eingebracht werden. Zudem werden die Chips typischerweise mit einer Moldmasse vergossen. Beides kann negative Effekte auf die spätere Performance des Bauelements haben (z. B. in Folge von Stress durch Temperaturwechsel, Verbiegung, Feuchte im Kleber oder in der Moldmasse). Gleichzeitig setzt die Herstellung o. g. Mehrfachstapel aus einzelnen Chips separate, in sich stabile Einzelwafer bzw. Stapel mit bestimmter Dicke voraus, die dann vereinzelt werden müssen. Dies begrenzt die mögliche Höhe des gesamten Stapels, denn die Einzelwafer bzw. Waferstapel können nur begrenzt dünn geschliffen werden.In a common product concept, a CMOS wafer and a MEMS wafer are processed separately, and after dicing the two wafers, an ASIC chip and a MEMS chip are packaged in a package, e.g. B. a mold housing, mechanically and electrically connected to each other, in particular arranged one on top of the other in order to keep the lateral dimensions of the housing as small as possible. In this multiple-stack production from chips that have already been separated, an adhesive or adhesive film must be introduced between the chips to be connected. In addition, the chips are typically encapsulated with a molding compound. Both can have negative effects on the subsequent performance of the component (e.g. as a result of stress due to temperature changes, bending, moisture in the adhesive or in the molding compound). At the same time, the production of the above Multiple stacks of individual chips require separate, intrinsically stable individual wafers or stacks with a specific thickness, which then have to be isolated. This limits the possible height of the entire stack, because the individual wafers or wafer stacks can only be ground thin to a limited extent.
MEMS-ASIC-Stapel können alternativ bereits auf Wafer-Ebene erzeugt werden und später vereinzelt werden. Bei diesen sogenannten vertikalen Integrationsverfahren wird ein MEMS-Wafer mit einem metallischen Bondverfahren auf einen ASIC-Wafer gebondet, wobei der ASIC die elektronische Auswerteschaltung und gleichzeitig die hermetische Verkappung für das MEMS-Element darstellt, wie beispielsweise in den Schriften
Nachteilig an den vertikalen Integrationsverfahren ist die Anforderung, dass die Flächen von ASIC und MEMS exakt identisch sein müssen. Infolgedessen bestimmt immer der größere Chip die Gesamtfläche, und der andere Chip, der eigentlich kleiner gefertigt werden könnte, muss künstlich vergrößert werden. Dies führt zu Zusatzkosten, die je nach Umfang der erforderlichen Hochskalierung der Chipfläche eventuelle Kostenvorteile der vertikalen Integration zunichtemachen kann. In manchen Anwendungen wird die benötigte ASIC-Fläche deutlich größer als die MEMS-Fläche sein. Für derartige Fälle zeigt die Schrift
Aufgabe der Erfindungobject of the invention
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine mikromechanische Vorrichtung zu schaffen, bei der die Grundfläche des ASIC-Substrats kleiner ist als die kombinierte Grundfläche der beiden MEMS-Substrate.It is the object of the invention to provide a micromechanical device in which the footprint of the ASIC substrate is smaller than the combined footprint of the two MEMS substrates.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the Invention
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine mikromechanische Vorrichtung mit einem Stapel aus zwei MEMS-Substraten und einem dazwischen angeordneten ASIC-Substrat.The object is achieved according to the invention by a micromechanical device with a stack of two MEMS substrates and an ASIC substrate arranged between them.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer gestapelten mikromechanischen Vorrichtung mit einem ersten MEMS-Wafer, einem ASIC-Wafer und einem zweiten MEMS-Wafer. Dazu wird ein dreifacher Waferstapel bestehend aus zwei MEMS-Wafern und einem ASIC-Wafer, hergestellt, wobei der ASIC-Wafer zwischen den beiden MEMS-Wafern angeordnet wird. Die mechanische und elektrische Verbindung, also auch die Herstellung der elektrischen Kontakte sowohl zwischen erstem MEMS-Wafer und ASIC als auch zwischen zweitem MEMS-Wafer und ASIC wird über metallische Bondverfahren hergestellt. Der ASIC weist dazu Durchkontakte (through silicon vias, TSVs) auf.The invention also relates to a method for manufacturing a stacked micromechanical device with a first MEMS wafer, an ASIC wafer and a second MEMS wafer. For this purpose, a triple wafer stack consisting of two MEMS wafers and one ASIC wafer is produced, with the ASIC wafer being arranged between the two MEMS wafers. The mechanical and electrical connection, i.e. also the production of the electrical contacts both between the first MEMS wafer and the ASIC and between second MEMS wafer and ASIC is manufactured using metallic bonding processes. For this purpose, the ASIC has through contacts (through silicon vias, TSVs).
Die vorliegende Erfindung erlaubt eine flexible und kostengünstige Herstellung von extrem kleinbauenden ASIC-MEMS-Multistacks, bei denen der Flächenbedarf für die MEMS-Strukturen deutlich größer ist als der Flächenbedarf für den CMOS-ASIC.
Vorteilhaft sind insbesondere Einsparungen beim Verpackungsprozess möglich. Dies gilt vor allem für vergleichsweise kleine Chips, da die Verpackungsprozesse, insbesondere Bilden des Stapels von ASIC und MEMS, Ausbilden elektrischer Kontakte, Anlegen von TSVs, und Anordnen von Lotkugeln im Wesentlichen auf Waferebene durchgeführt werden, also umso billiger werden, je mehr Chips pro Wafer platziert werden können.The present invention allows flexible and cost-effective production of extremely small ASIC-MEMS multistacks, in which the area required for the MEMS structures is significantly larger than the area required for the CMOS-ASIC.
Savings in the packaging process are particularly advantageous. This is especially true for comparatively small chips, since the packaging processes, in particular forming the stack of ASIC and MEMS, forming electrical contacts, applying TSVs, and arranging solder balls are essentially carried out at wafer level, i.e. the cheaper the more chips per Wafers can be placed.
Die Erfindung ermöglicht eine mikromechanische Vorrichtung mit extrem geringer Baugröße, sowohl was die Bauhöhe als auch die Grundfläche betrifft. Eine Verringerung der Grundfläche ist vorteilhaft dadurch möglich, dass die MEMS Chips erfindungsgemäß gestapelt angeordnet sind und nicht nebeneinander. Vorteilhaft ist eine Reduktion der Gesamthöhe des Stapels durch Rückdünnen des sich gegenseitig stabilisierenden Stapels zum Ende des Herstellungsprozesses anstelle der Herstellung von in sich stabilen Einzelwafern möglich.The invention enables a micromechanical device with an extremely small size, both in terms of height and footprint. A reduction in the base area is advantageously possible in that the MEMS chips are stacked according to the invention and not next to one another. A reduction in the overall height of the stack is advantageously possible by thinning back the mutually stabilizing stack at the end of the production process instead of producing intrinsically stable individual wafers.
Vorteilhaft sind Einsparungen beim Verpackungsprozess möglich und Nachteile herkömmlicher Verfahren, wie beispielsweise ein negativer Einfluss von Moldmasse oder auch Kleber auf die Leistungsfähigkeit der mikromechanischen Vorrichtung, können vermieden werden. Der MEMS-CMOS-MEMS-Stapel kann vorteilhaft als Bare Die bzw. Chip Scale Package verwendet werden. Alternativ ist aber auch das Weiterverbauen in ein Standard-Moldgehäuse möglich.Savings in the packaging process are advantageously possible and disadvantages of conventional methods, such as a negative influence of molding compound or adhesive on the performance of the micromechanical device, can be avoided. The MEMS-CMOS-MEMS stack can advantageously be used as a bare die or chip scale package. Alternatively, further installation in a standard mold housing is also possible.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass auch wenigstens einer der beiden MEMS-Wafer TSVs aufweist. Vorteilhaft können so von einer Seite alle elektrischen Strukturen in einem dreifachen Waferstapel elektrisch kontaktiert werden.An advantageous embodiment of the device according to the invention provides that at least one of the two MEMS wafers also has TSVs. Advantageously, all electrical structures in a triple wafer stack can be electrically contacted from one side.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass ein Teilbereich des ersten oder des zweiten MEMS-Substrats entfernt ist und in diesem Teilbereich elektrische Kontakte auf dem ASIC-Substrat angeordnet sind. Vorteilhaft kann so auf das Anlegen von TSVs in einem der MEMS-Wafer verzichtet werden.An advantageous embodiment of the device according to the invention provides that a partial area of the first or second MEMS substrate is removed and electrical contacts are arranged on the ASIC substrate in this partial area. In this way, the application of TSVs in one of the MEMS wafers can advantageously be dispensed with.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass der ASIC auf der nicht-aktiven Seite zumindest in Teilbereichen eine Vertiefung aufweist, die ein vergrößertes Kavernenvolumen für ein MEMS-Element auf einem der beiden MEMS-Wafer bereitstellt.An advantageous embodiment of the device according to the invention provides that the ASIC has a depression on the non-active side, at least in partial areas, which provides an enlarged cavern volume for a MEMS element on one of the two MEMS wafers.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die metallische Bondverbindung zwischen erstem MEMS-Wafer und dem ASIC-Substrat oder auch zwischen zweitem MEMS-Wafer und dem ASIC-Substrat eine hermetische Abdichtung einer MEMS-Kaverne bildet.An advantageous embodiment of the device according to the invention provides that the metallic bond between the first MEMS wafer and the ASIC substrate or between the second MEMS wafer and the ASIC substrate forms a hermetic seal of a MEMS cavity.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass in der vom ersten MEMS-Wafer und ASIC-Substrat gebildeten Kaverne ein anderer Innendruck als in der vom zweiten MEMS-Wafer und ASIC-Substrat gebildeten Kaverne eingestellt ist. Vorteilhafterweise können damit beispielsweise ein Drehratensensor auf dem ersten MEMS-Substrat und ein Beschleunigungssensor auf dem zweiten MEMS-Substrat bei jeweils optimalem Innendruck betrieben werden.An advantageous embodiment of the device according to the invention provides that a different internal pressure is set in the cavity formed by the first MEMS wafer and ASIC substrate than in the cavity formed by the second MEMS wafer and ASIC substrate. Advantageously, a yaw rate sensor on the first MEMS substrate and an acceleration sensor on the second MEMS substrate, for example, can thus be operated at optimum internal pressure in each case.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass auf einem der beiden MEMS-Substrate ein Drehratensensor und auf dem anderen der beiden MEMS-Substrate ein Beschleunigungssensor angeordnet ist.An advantageous embodiment of the device according to the invention provides that a yaw rate sensor is arranged on one of the two MEMS substrates and an acceleration sensor is arranged on the other of the two MEMS substrates.
Figurenlistecharacter list
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1 zeigt einen schematisch erfindungsgemäßen MEMS-ASIC-MEMS Stapel in einem ersten Ausführungsbeispiel.1 shows a schematic of a MEMS-ASIC-MEMS stack according to the invention in a first exemplary embodiment. -
2 zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen MEMS-ASIC-MEMS Stapel in einem zweiten Ausführungsbeispiel.2 shows schematically a MEMS-ASIC-MEMS stack according to the invention in a second embodiment. -
3 zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen MEMS-ASIC-MEMS Stapel in einem dritten Ausführungsbeispiel.3 shows schematically a MEMS-ASIC-MEMS stack according to the invention in a third embodiment. -
4 zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen MEMS-ASIC-MEMS Stapel in einem vierten Ausführungsbeispiel.4 shows schematically a MEMS-ASIC-MEMS stack according to the invention in a fourth embodiment. -
5 zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen MEMS-ASIC-MEMS Stapel in einem fünften Ausführungsbeispiel.5 shows schematically a MEMS-ASIC-MEMS stack according to the invention in a fifth embodiment. -
6 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer gestapelten mikromechanischen Vorrichtung.6 12 schematically shows a method according to the invention for producing a stacked micromechanical device.
Beschreibungdescription
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auf Waferebene hergestellt und anschließend in Chips zerteilt werden. Die Figuren zeigen jeweils die vereinzelte Vorrichtung mit drei übereinander gestapelten Substraten. Alternativ ist die Erfindung unter Bezugnahme auf Wafer beschrieben, wo dies insbesondere im Hinblick auf das Herstellungsverfahren sinnvoll erscheint.The device according to the invention can be manufactured at the wafer level and then divided into chips. The figures each show the isolated device with three stacked one on top of the other ten substrates. Alternatively, the invention is described with reference to wafers, where this appears to make sense, particularly with regard to the manufacturing process.
MEMS- und ASIC-Substrate weisen eigentliche Funktionsbereiche 40 auf, die jeweils an oder nahe einer Substratoberfläche angeordnet sind. Jeder Wafer weist also eine aktive Seite und eine passive Seite auf. Mit Hilfe der vertikal angeordneten TSVs 35 können elektrische Signale von der aktiven auf die passive Waferseite oder Substratseite geführt werden. Die metallischen Bondverbindungen 15, 25 am Außenrand der Chips stellen die mechanische Verbindung zwischen dem entsprechenden MEMS und dem ASIC her. Zudem können über die metallischen Bonds auch gezielt kleine elektrische Kontakte zwischen MEMS- und ASIC-Wafer hergestellt werden (diese sind in der vereinfachten
Das ASIC-Substrat 30 weist zudem eine rückseitige Ausnehmung 80 auf, welche dem Funktionsbereich 40 des zweiten MEMS-Substrats 20 gegenüberliegt und damit eine vergrößerte zweite Kaverne 92 bildet.The
Im Folgenden wird ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren für die Anordnung der
Während des dargestellten Herstellungsverfahrens erfolgen nacheinander zwei Herstellungsschritte des metallischen Bondens. Um ein Aufschmelzen der ersten Bondverbindung während des zweiten Bondvorgangs zu verhindern, wird für das erste Bonden ein Materialsystem benötigt, das beim zweiten Bonden nicht aufschmilzt. Dies kann zum Beispiel dadurch gewährleistet werden, dass beim ersten Bonden Aluminium auf der einen Seite und Germanium auf der anderen Seite verwendet wird, wobei mindestens eine der Bondschichten in Kontakt mit Silizium steht. Beim Aufwärmen auf Temperaturen oberhalb von 420°C beginnen sich Aluminium und Germanium zu vermischen, zusätzlich diffundiert jedoch auch Silizium in die metallische Verbindung, so dass ein ternäres System entsteht, das eine deutlich höhere Temperaturbeaufschlagung zum Wiederaufschmelzen benötigt. Es ist daher möglich, auch beim zweiten Waferbonden eine Kombination von AI und Ge zu verwenden, ohne die erste Bondverbindung zu schädigen. Alternativ ist es natürlich möglich, zwei Materialsysteme mit unterschiedlichen Erweichungstemperaturen zu verwenden, z. B. Al-Ge für das erste Waferbonden und Cu-Sn, das niedrigere Bondtemperaturen benötigt, für das zweite Waferbonden.During the manufacturing process shown, two manufacturing steps of metallic bonding take place one after the other. In order to prevent the first bonding connection from melting during the second bonding process, a material system is required for the first bonding that does not melt during the second bonding. This can be ensured, for example, by using aluminum on one side and germanium on the other side during the first bonding, with at least one of the bonding layers being in contact with silicon. When heated to temperatures above 420°C, aluminum and germanium begin to mix, but silicon also diffuses into the metallic compound, resulting in a ternary system that requires a significantly higher temperature load for remelting. It is therefore possible to use a combination of Al and Ge also in the second wafer bonding without damaging the first bond connection. Alternatively, it is of course possible to use two material systems with different softening points, e.g. B. Al-Ge for the first wafer bonding and Cu-Sn, which requires lower bonding temperatures, for the second wafer bonding.
Beim ersten und zweiten Waferbonden können in der Waferbondkammer unterschiedliche Gasdrücke oder auch Gaszusammensetzungen bereitgestellt werden. Es ist daher möglich, in der vom ersten MEMS-Substrat 10 und ASIC-Substrat 30 gebildeten ersten Kaverne 91 einen ersten Innendruck und in der vom zweiten MEMS-Substrat 20 und ASIC-Substrat 30 gebildeten zweiten Kaverne 92 einen zweiten Innendruck einzustellen.Different gas pressures or gas compositions can be provided in the wafer bonding chamber for the first and second wafer bonding. It is therefore possible to set a first internal pressure in the
Beispielsweise kann auf dem ersten MEMS-Substrat 10 ein Drehratensensor angeordnet und mit niedrigem Innendruck in der vom MEMS-Substrat 10 und ASIC-Substrat 30 gebildeten ersten Kaverne 91 beaufschlagt sein, während auf dem zweiten MEMS-Substrat 10 ein Beschleunigungssensor angeordnet und mit deutlich höherem Innendruck in der vom MEMS-Substrat 20 und ASIC-Substrat 30 gebildeten zweiten Kaverne 92 beaufschlagt sein. Zudem ist es beispielhaft möglich, beim ersten Waferbonden ein erstes Gas, z. B. Stickstoff für den Drehratensensor, und beim zweiten Waferbonden zwecks Erhöhung der viskosen Dämpfung des Beschleunigungssensors ein zweites Gas, z. B. Neon, zu verwenden. Die Gaszusammensetzung ist dabei nicht auf ein einzelnes Gas beschränkt, sondern kann auch ein Gasgemisch sein.For example, a rotation rate sensor can be arranged on the
Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten dahingehend, dass Teilbereiche des zweiten MEMS-Wafers 20 nach dem zweiten Waferbonden entfernt wurden, beispielsweise mittels eines Sägeprozesses oder über einen Trenchprozess, und die externe elektrische Kontaktierung mittels größerer Lotkugeln 50 direkt auf der passiven Seite des ASICs erfolgt. In dieser Anordnung werden keine TSVs in einem der MEMS-Wafer benötigt.The second exemplary embodiment differs from the first in that partial areas of the
Das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom zweiten dahingehend, dass der ASIC-Wafer 30 umgedreht angeordnet ist, also die aktive Seite mit dem Funktionsbereich 40 dem zweiten (unteren) MEMS-Wafer 20 zugewandt ist. Infolgedessen werden die elektrischen Signale des ASICs selbst gar nicht mehr über TSVs geführt, sondern es erfolgt eine direkte Kontaktierung des ASICs mit einer Leiterplatte über große Lotkugeln 50. Die TSVs 35 des ASICs dienen in diesem Ausführungsbeispiel dazu, die Signale zwischen dem ersten (oberen) MEMS-Wafer 10 und dem ASIC zu führen.The third exemplary embodiment differs from the second in that the
Das ASIC-Substrat 30 weist zudem eine rückseitige Ausnehmung 80 auf, welche dem Funktionsbereich 40 des ersten MEMS-Substrats 10 gegenüberliegt und damit eine vergrößerte erste Kaverne 91 bildet.The
Das vierte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten im Wesentlichen dadurch, dass die elektrischen Signale des ASICs 30 nun nicht über TSVs 35 durch den unteren MEMS-Wafer 20, sondern über TSVs 35 durch den oberen MEMS-Wafer 10 geführt werden. Das Bauelement könnte beispielsweise auf ein LGA-Substrat geklebt und die ASIC-Signale über Bonddrähte abgegriffen werden. Alternativ (nicht eigens bildlich dargestellt) ist es natürlich möglich, auf dem oberen MEMS-Wafer Lotkugeln anzuordnen und das Bauelement dann als Chip Scale Package umgedreht direkt auf einer Applikationsleiterplatte anzuordnen.The fourth exemplary embodiment differs from the first essentially in that the electrical signals of the
Im Unterschied zum vierten Ausführungsbeispiel ist hier ein Teilbereich des ersten MEMS-Wafers 10 entfernt. Dies geschieht wiederum mittels eines Säge- oder Trenchprozesses, um elektrische Bondpads auf dem ASIC 30 freizulegen und die elektrische Kontaktierung des Bauelements mittels Bonddrähten 70 beispielsweise in einem LGA-Gehäuse zu ermöglichen. Der obere MEMS-Wafer 10 benötigt dann keine TSVs.In contrast to the fourth exemplary embodiment, a partial area of the
Es ist offensichtlich und daher nicht eigens bildlich dargestellt, dass in der Grundanordnung von
Das Verfahren beinhaltet die Schritte:
- A: Bereitstellen eines ersten MEMS-Wafers und eines ASIC-Wafers;
- B: Herstellen einer ersten metallischen Bondverbindung durch Waferbonden des ASIC-Wafers auf den ersten MEMS-Wafer;
- C: Bereitstellen eines zweiten MEMS-Wafers;
- D: Herstellen einer zweiten metallischen Bondverbindung durch Waferbonden des zweiten MEMS-Wafers auf den ASIC-Wafer.
- A: Providing a first MEMS wafer and an ASIC wafer;
- B: Establishing a first metal bonding connection by wafer bonding the ASIC wafer onto the first MEMS wafer;
- C: providing a second MEMS wafer;
- D: Establishing a second metallic bond connection by wafer bonding the second MEMS wafer to the ASIC wafer.
BezugszeichenlisteReference List
- 1010
- erstes MEMS-Substratfirst MEMS substrate
- 1515
- erste metallische Bondverbindungfirst metallic bond connection
- 2020
- zweites MEMS-Substratsecond MEMS substrate
- 2525
- zweite metallische Bondverbindungsecond metallic bond connection
- 3030
- ASIC-SubstratASIC substrate
- 3535
- Durchkontakt (TSV)Via (TSV)
- 4040
- Funktionsbereichfunctional area
- 5050
- Lotkugelsolder ball
- 7070
- Bonddrahtbonding wire
- 8080
- rückseitige Ausnehmungrear recess
- 9191
- erste Kavernefirst cavern
- 9292
- zweite Kavernesecond cavern
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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