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.

Figure DE102020214547A1_0000
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.
Figure DE102020214547A1_0000

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 DE 19 616 014 A1 und US 2006 0 208 326 A1 offenbart ist. Besonders attraktiv sind diese vertikalen Integrationsverfahren in Kombination mit Durchkontakten (through silicon vias,TSVs) und Flip-Chip-Technologien, wodurch Aufbau und Kontaktierung als Chip Scale Package erfolgen kann. Derartige vertikale Integrationsverfahren sind beispielsweise in den Schriften US 2012 0 049 299 A1 und US 2012 0 235 251 A1 offenbart. Solche Anordnungen ermöglichen besonders geringe Baugrößen, sowohl in der Grundfläche als auch der Höhe.Alternatively, MEMS ASIC stacks can already be produced at the wafer level and separated later. In these so-called vertical integration methods, a MEMS wafer is bonded to an ASIC wafer using a metallic bonding method, with the ASIC representing the electronic evaluation circuit and at the same time the hermetic encapsulation for the MEMS element, as for example in the documents DE 19 616 014 A1 and U.S. 2006 0 208 326 A1 is revealed. These vertical integration methods are particularly attractive in combination with vias (through silicon vias, TSVs) and flip-chip technologies, which means that construction and contacting can take place as a chip-scale package. Such vertical integration methods are, for example, in the writings U.S. 2012 0 049 299 A1 and U.S. 2012 0 235 251 A1 disclosed. Such arrangements allow particularly small sizes, both in terms of base area and height.

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 US 2018 0 009 654 A1 eine mögliche technische Lösung, bei der zwei ASIC-Wafer mit einem MEMS-Wafer vertikal auf Waferebene integriert werden. In dieser Veröffentlichung wird jedoch kein Vorschlag unterbreitet, wie Anordnungen für solche Fälle aussehen könnten, bei denen die gesamte MEMS-Fläche deutlich größer als die benötigte ASIC-Fläche ist.A disadvantage of the vertical integration method is the requirement that the areas of the ASIC and MEMS must be exactly identical. As a result, the larger chip always determines the total area, and the other chip, which could actually be made smaller, has to be artificially enlarged. This leads to additional costs which, depending on the extent of the required upscaling of the chip area, can negate any cost advantages of vertical integration. In some applications, the required ASIC area will be significantly larger than the MEMS area. For such cases, Scripture shows US 2018 0 009 654 A1 a possible technical solution in which two ASIC wafers are vertically integrated with a MEMS wafer at the wafer level. However, no suggestion is made in this publication as to how arrangements could look like for cases where the total MEMS area is significantly larger than the required ASIC area.

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

  • 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.

1 zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen MEMS-ASIC-MEMS-Stapel in einem ersten Ausführungsbeispiel. Dargestellt ist eine mikromechanische Vorrichtung mit einem ersten MEMS-Substrat 10, einem zweiten MEMS-Substrat 20 und einem ASIC-Substrat 30, wobei die drei Substrate (10, 20, 30) übereinander gestapelt angeordnet sind. Das ASIC-Substrat ist dabei zwischen dem ersten MEMS-Substrat und dem zweiten MEMS-Substrat angeordnet. Das ASIC-Substrat ist 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. Das ASIC-Substrat, das erste MEMS-Substrat und die erste metallische Bondverbindung umgeben eine erste Kaverne 91. Das ASIC-Substrat, das zweite MEMS-Substrat und die zweite metallische Bondverbindung umgeben eine zweite Kaverne 92. Das ASIC-Substrat weist Durchkontakte (through silicon vias, TSVs) 35 auf, welche mit dem ersten MEMS-Substrat und dem zweiten MEMS-Substrat elektrisch leitend verbunden sind. Das zweite MEMS-Substrat 20 weist ebenfalls Durchkontakte 35 sowie an einer äußeren Oberfläche Lotkugeln 50 zur Kontaktierung auf. 1 shows schematically a MEMS-ASIC-MEMS stack according to the invention in a first embodiment. A micromechanical device is shown with a first MEMS substrate 10, a second MEMS substrate 20 and an ASIC substrate 30, the three substrates (10, 20, 30) being stacked on top of one another. In this case, the ASIC substrate is arranged between the first MEMS substrate and the second MEMS substrate. The ASIC substrate is mechanically connected and electrically contacted to the first MEMS substrate by means of a first metallic bond connection 15 and to the second MEMS substrate by means of a second metallic bond connection 25 . The ASIC substrate, the first MEMS substrate and the first metal bond connection surround a first cavern 91. The ASIC substrate, the second MEMS substrate and the second metal bond connection surround a second cavern 92. The ASIC substrate has vias (through silicon vias, TSVs) 35, which are electrically conductively connected to the first MEMS substrate and the second MEMS substrate. The second MEMS substrate 20 also has vias 35 and solder balls 50 on an outer surface for contacting.

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 1 nicht gesondert dargestellt). Die Bondverbindung kann besonders bevorzugt umlaufend am gesamten äußeren Rand der zukünftigen Chips erfolgen, um hermetisch dichte Kavernen zu bilden und somit einen definierten Gasdruck in der Kaverne einzustellen, welcher beispielsweise zum Betrieb eines Beschleunigungs- oder Drehratensensors erforderlich ist. Zudem können die Funktionsbereiche von MEMS und ASIC dadurch gegenüber Umwelteinflüssen wie Feuchte, Schadgasen und Partikeln geschützt werden.MEMS and ASIC substrates have actual functional areas 40 which are each arranged on or near a substrate surface. Each wafer thus has an active side and a passive side. With the help of the vertically arranged TSVs 35, electrical signals can be routed from the active to the passive side of the wafer or substrate. The metallic bond connections 15, 25 on the outer edge of the chip produce the mechanical connection between the corresponding MEMS and the ASIC. In addition, small electrical contacts can also be made between the MEMS and ASIC wafers via the metallic bonds (these are shown in the simplified 1 not shown separately). The bonding connection can particularly preferably be carried out all around the entire outer edge of the future chip in order to form hermetically sealed cavities and thus set a defined gas pressure in the cavity, which is necessary for operating an acceleration or yaw rate sensor, for example. In addition, the functional areas of MEMS and ASIC can be protected against environmental influences such as moisture, harmful gases and particles.

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 ASIC substrate 30 also has a rear recess 80 which is opposite the functional area 40 of the second MEMS substrate 20 and thus forms an enlarged second cavity 92 .

Im Folgenden wird ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren für die Anordnung der 1 beschrieben. Die beiden MEMS-Wafer und der ASIC werden zunächst einzeln vorprozessiert, insbesondere werden sämtliche relevanten Funktionsstrukturen auf der jeweiligen aktiven Waferseite angelegt. Im ASIC-Wafer werden optional bereits vor dem ersten Waferbonden TSVs vorangelegt. Der erste (in 1 der obere) MEMS-Wafer wird dann auf den ASIC-Wafer gebondet, wobei die aktiven Seiten der beiden Wafer einander zugewandt sind. Der ASIC-Wafer wird dann rückgedünnt (vorzugsweise erst nach dem Waferbonden, um beim Bonden noch einen möglichst stabilen Waferverbund verwenden zu können), bevorzugt auf Dicken zwischen 30 und 200 µm. Falls Durchkontakte (TSVs) bereits vorangelegt waren, werden diese beim Rückschleifen freigelegt. Andernfalls werden die TSVs nun hergestellt, z. B. über eine Prozessfolge Trench von der passiven ASIC-Seite durch das gesamte ASIC-Substrat mit Stop auf Oxid, Isolieren der Seitenwände des entstandenen Grabens mittels Oxid, Öffnen der Oxid-Isolation am Boden der TSVs, metallische Schichtabscheidung zur Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen der passiven und der aktiven ASIC-Seite. Die metallische Schichtabscheidung kann auch zusätzlich zur Umverdrahtung (Redistribution Layer, RDL) auf der passiven Seite des ASICs verwendet werden. Optional erfolgt auf der passiven ASIC-Seite ein lokales Ätzen des ASIC-Substrats, um eine Kaverne für die MEMS-Funktionsstrukturen auf dem zweiten Wafer bereit zu stellen. Im nächsten Schritt wird der zweite MEMS-Wafer mit seiner aktiven Seite gegen die passive Seite des ASICs gebondet. Auch hier kommt wieder ein metallisches Bondverfahren zum Einsatz, um elektrische Signale, beispielsweise zum Ansteuern und Auslesen der MEMS-Funktionsstrukturen, zwischen den Wafern über dedizierte metallische Bondkontakte führen zu können. Das Waferbonden wird ferner auch in diesem Fall bevorzugt dafür verwendet, einen hermetischen Bondrahmen zwischen ASIC und zweitem MEMS-Wafer herzustellen. Nach dem zweiten Waferbonden werden der zweite MEMS-Wafer und optional auch der erste MEMS-Wafer auf Zieldicke rückgedünnt. Falls die Zieldicke des ersten MEMS-Wafers sehr gering ist, erfolgt das Rückdünnen dieses Wafers bevorzugt erst zu einem späteren Zeitpunkt, um für die noch ausstehenden Prozessschritte einen hinreichend dicken, also stabilen Waferverbund verwenden zu können. In der Anordnung der 1 benötigt auch der zweite MEMS-Wafer TSVs. Diese werden nach dem Rückdünnen des zweiten MEMS-Wafers angelegt, beispielsweise mit dem bereits beim Anlegen der ASIC-TSVs beschriebenen Verfahren. Auch hier kann die metallische Schichtabscheidung für die elektrisch leitfähige TSV-Seitenwand als RDL auf der passiven MEMS-Seite verwendet werden. Die MEMS-TSVs werden meist nicht für die MEMS-Signale selbst benötigt, weil diese nur in seltenen Fällen von extern ausgelesen werden müssen, sondern um die Signale zwischen ASIC und Leiterplatte zu vermitteln, also den ASIC von außen ansteuern und auslesen zu können. Im Anschluss erfolgt noch das das Anordnen von Lotkugeln zur Bereitstellung von elektrischen Kontakten auf einer Applikationsleiterplatte (PCB). Falls noch nicht zuvor erfolgt, wird nun auch der erste MEMS-Wafer auf Zieldicke rückgedünnt.In the following, an inventive manufacturing method for the arrangement of 1 described. The two MEMS wafers and the ASIC are first pre-processed individually, in particular all relevant functional structures are created on the respective active wafer side. In the ASIC wafer, TSVs are optionally placed ahead of the first wafer bonding. The first (in 1 the top) MEMS wafer is then bonded to the ASIC wafer with the active sides of the two wafers facing each other. The ASIC wafer is then thinned back (preferably only after wafer bonding, in order to still be able to use a wafer assembly that is as stable as possible during bonding), preferably to thicknesses between 30 and 200 μm. If vias (TSVs) were already pre-laid, they will be exposed when looping back. Otherwise, the TSVs are now manufactured, e.g. B. via a trench process sequence from the passive ASIC side through the entire ASIC substrate with a stop on oxide, isolating the side walls of the resulting trench using oxide, opening the oxide insulation at the bottom of the TSVs, metallic layer deposition to produce the electrical connection between the passive and the active ASIC side. The metallic layer deposition can also be used in addition to the rewiring (Redistribution Layer, RDL) on the passive side of the ASIC. Optionally, the ASIC substrate is etched locally on the passive ASIC side in order to provide a cavity for the MEMS functional structures on the second wafer. In the next step, the second MEMS wafer is bonded with its active side against the passive side of the ASIC. Here, too, a metallic bonding process is used in order to be able to route electrical signals between the wafers via dedicated metallic bonding contacts, for example to control and read out the MEMS functional structures. In this case too, wafer bonding is preferably used to produce a hermetic bonding frame between the ASIC and the second MEMS wafer. After the second wafer bonding, the second MEMS wafer and optionally also the first MEMS wafer are back-thinned to the target thickness. If the target thickness of the first MEMS wafer is very small, this wafer is preferably thinned back at a later point in time in order to be able to use a sufficiently thick, i.e. stable, wafer assembly for the remaining process steps. In the arrangement of 1 the second MEMS wafer also requires TSVs. These are created after the second MEMS wafer has been thinned back, for example using the method already described for creating the ASIC-TSVs. Also here the metallic layer deposition for the electrically conductive TSV sidewall can be used as RDL on the passive MEMS side. The MEMS TSVs are usually not required for the MEMS signals themselves, because they only rarely have to be read externally, but to transmit the signals between the ASIC and the circuit board, i.e. to be able to control and read the ASIC from the outside. This is followed by the arrangement of solder balls to provide electrical contacts on an application circuit board (PCB). If this has not already happened before, the first MEMS wafer is now also thinned back to the target thickness.

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 first cavity 91 formed by the first MEMS substrate 10 and ASIC substrate 30 and a second internal pressure in the second cavity 92 formed by the second MEMS substrate 20 and ASIC substrate 30 .

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 first MEMS substrate 10 and subjected to low internal pressure in the first cavern 91 formed by the MEMS substrate 10 and ASIC substrate 30, while an acceleration sensor is arranged on the second MEMS substrate 10 and has a significantly higher pressure Internal pressure in the second cavity 92 formed by the MEMS substrate 20 and ASIC substrate 30 can be applied. It is also possible, for example, to use a first gas, e.g. B. nitrogen for the rotation rate sensor, and the second wafer bonding in order to increase the viscous damping of the acceleration sensor, a second gas, z. As neon to use. The gas composition is not limited to a single gas, but can also be a gas mixture.

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.

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 second MEMS wafer 20 were removed after the second wafer bonding, for example by means of a sawing process or via a trenching process, and the external electrical contact is made directly on the passive side of the ASIC by means of larger solder balls 50 . In this arrangement, no TSVs are needed in any of the MEMS wafers.

3 schematisch zeigt einen erfindungsgemäßen MEMS-ASIC-MEMS Stapel in einem dritten Ausführungsbeispiel. 3 schematically shows a MEMS-ASIC-MEMS stack according to the invention in a third exemplary embodiment.

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 ASIC wafer 30 is arranged upside down, ie the active side with the functional area 40 faces the second (lower) MEMS wafer 20 . As a result, the electrical signals of the ASIC itself are no longer routed via TSVs, but direct contact is made between the ASIC and a printed circuit board via large solder balls 50. In this exemplary embodiment, the TSVs 35 of the ASIC are used to transmit the signals between the first (upper) To lead MEMS wafer 10 and the ASIC.

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 ASIC substrate 30 also has a rear recess 80 which is opposite the functional area 40 of the first MEMS substrate 10 and thus forms an enlarged first cavity 91 .

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.

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 ASIC 30 are now routed through the upper MEMS wafer 10 via TSVs 35 rather than through the lower MEMS wafer 20 via TSVs 35 . For example, the component could be glued to an LGA substrate and the ASIC signals could be tapped via bonding wires. Alternatively (not specifically illustrated) it is Of course, it is possible to arrange solder balls on the upper MEMS wafer and then to arrange the component upside down as a chip scale package directly on an application circuit board.

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.

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 first MEMS wafer 10 has been removed here. This is done in turn by means of a sawing or trenching process in order to expose electrical bonding pads on the ASIC 30 and to enable the electrical contacting of the component by means of bonding wires 70 in an LGA housing, for example. The upper MEMS wafer 10 then does not require any TSVs.

Es ist offensichtlich und daher nicht eigens bildlich dargestellt, dass in der Grundanordnung von 5 das Freilegen von elektrischen Anschlüssen des ASICs auch auf zwei Seiten des Chips erfolgen könnte. Somit wäre auch die Anordnung von großen Lotkugeln ähnlich wie in 3, nun aber neben dem oberen MEMS-Chip möglich, um ein Chip Scale Package zu schaffen, das umgedreht direkt auf einer Leiterplatte kontaktiert werden könnte.It is obvious and therefore not specifically illustrated that in the basic arrangement of 5 the exposure of electrical connections of the ASIC could also be done on two sides of the chip. Thus, the arrangement of large solder balls would be similar to that in 3 , but now possible next to the top MEMS chip to create a chip scale package that could be flipped directly onto a circuit board.

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.

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.
The procedure includes the steps:
  • 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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Claims (13)

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.Micromechanical device with a first MEMS substrate (10), a second MEMS substrate (20) and an ASIC substrate (30), wherein the substrates (10, 20, 30) are stacked on top of each other, such that - the ASIC substrate is arranged between the first MEMS substrate and the second MEMS substrate, - the ASIC substrate is mechanically connected and electrically contacted to the first MEMS substrate by means of a first metal bond connection (15) and to the second MEMS substrate by means of a second metal bond connection (25), 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. Mikromechanische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste MEMS-Substrat (10) und/oder das zweite MEMS-Substrat (20) einen Durchkontakt (35) aufweist.micromechanical device claim 1 , characterized in that the first MEMS substrate (10) and / or the second MEMS substrate (20) has a via (35). Mikromechanische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teilbereich des ersten MEMS-Substrats (10) und/oder des zweiten MEMS-Substrats (20) entfernt ist und in diesem Teilbereich mindestens ein elektrischer Kontakt auf der aktiven und/oder der passiven Seite des ASIC-Substrats (30) angeordnet ist.micromechanical device claim 1 or 2 , characterized in that at least a portion of the first MEMS substrate (10) and / or the second MEMS substrate (20) is removed and in this portion at least one electrical contact on the active and / or passive side of the ASIC substrate (30) is arranged. Mikromechanische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das ASIC-Substrat (30) eine rückseitige Ausnehmung (80) aufweist, welche einem Funktionsbereich (40) eines der beiden MEMS-Substrate (10, 20) gegenüberliegt und damit eine vergrößerte Kaverne bildet.Micromechanical device according to one of the preceding claims, characterized in that the ASIC substrate (30) has a rear recess (80) which is opposite a functional area (40) of one of the two MEMS substrates (10, 20) and thus an enlarged cavern forms. Mikromechanische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste metallische Bondverbindung (15) zwischen dem ersten MEMS-Substrat (10) und dem ASIC-Substrat (30) und/oder die zweite metallische Bondverbindung (25) zwischen dem zweiten MEMS-Substrat (20) und dem ASIC-Substrat (30) eine hermetische Abdichtung bildet.Micromechanical device according to one of the preceding claims, characterized in that the first metallic bond connection (15) between the first MEMS substrate (10) and the ASIC substrate (30) and / or the second metallic bond connection (25) between the second MEMS - Substrate (20) and the ASIC substrate (30) forms a hermetic seal. Mikromechanische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer vom ersten MEMS-Substrat (10) und dem ASIC-Substrat (30) gebildeten ersten Kaverne (91) ein anderer Gasdruck und/oder eine andere Gaszusammensetzung als in einer vom zweiten MEMS-Substrat (20) und dem ASIC-Substrat (30) gebildeten zweiten Kaverne (92) vorliegt.Micromechanical device according to one of the preceding claims, characterized in that in a first cavity (91) formed by the first MEMS substrate (10) and the ASIC substrate (30) a different gas pressure and/or a different gas composition than in one of the second MEMS substrate (20) and the ASIC substrate (30) formed second cavity (92) is present. Mikromechanische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem ersten MEMS-Substrat (10) ein Drehratensensor und auf dem zweiten MEMS-Substrat (20) ein Beschleunigungssensor angeordnet ist, oder umgekehrt.Micromechanical device according to one of the preceding claims, characterized in that a yaw rate sensor is arranged on the first MEMS substrate (10) and an acceleration sensor is arranged on the second MEMS substrate (20), or vice versa. Verfahren zur Herstellung einer gestapelten mikromechanischen Vorrichtung mit den Schritten: 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 method of making a stacked micromechanical device, comprising the steps of: 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. Verfahren zur Herstellung einer gestapelten mikromechanischen Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens im Schritt B für das Herstellen der ersten metallischen Bondverbindung zwei Metalle oder Halbmetalle verwendet werden, welche mit einem Substratmaterial ein ternäres System bilden, das zum Wiederaufschmelzen eine höhere Temperatur benötigt als die Schmelztemperatur eines Materialsystems nur aus den zwei Metallen oder Halbmetallen.Method of making a stacked micromechanical device claim 8 , characterized in that at least in step B, two metals or semi-metals are used to produce the first metallic bond connection, which form a ternary system with a substrate material, which requires a higher temperature for remelting than the melting temperature of a material system made only of the two metals or semimetals. Verfahren zur Herstellung einer gestapelten mikromechanischen Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt A wenigstens ein Wafer mit dem Substratmaterial Silizium bereitgestellt wird, und im Schritt B für das Herstellen der ersten metallischen Bondverbindung Aluminium und Germanium verwendet werden.Method of making a stacked micromechanical device claim 9 , characterized in that in step A at least one wafer is provided with the substrate material silicon, and in step B aluminum and germanium are used to produce the first metallic bonding connection. Verfahren zur Herstellung einer gestapelten mikromechanischen Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt A für das Herstellen der ersten metallischen Bondverbindung zwei Metalle oder Halbmetalle verwendet werden, welche zum Wiederaufschmelzen eine höhere Temperatur benötigen als die Schmelztemperatur eines Materialsystems aus zwei Metallen oder Halbmetallen, welche im Schritt D für das Herstellen der zweiten metallischen Bondverbindung verwendet werden.Method of making a stacked micromechanical device claim 10 , characterized in that in step A, two metals or semi-metals are used to produce the first metallic bond connection, which require a higher temperature for remelting than the melting temperature of a material system made of two metals or semi-metals, which in step D for producing the second metallic Bond connection are used. Verfahren zur Herstellung einer gestapelten mikromechanischen Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt B für das Herstellen der ersten metallischen Bondverbindung Aluminium und Germanium verwendet werden und im Schritt D für das Herstellen der zweiten metallischen Bondverbindung Kupfer und Zinn verwendet werden.Method of making a stacked micromechanical device claim 11 , characterized in that aluminum and germanium are used in step B for producing the first metallic bond connection and in step D for producing the second metalli mechanical bond copper and tin can be used. Verfahren zur Herstellung einer gestapelten mikromechanischen Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt B beim Herstellen der ersten metallischen Bondverbindung ein anderer Gasdruck und/oder eine andere Gaszusammensetzung verwendet wird als im Schritt D beim Herstellen der zweiten metallischen Bondverbindung.Method of making a stacked micromechanical device claim 8 , characterized in that in step B when producing the first metallic bond connection, a different gas pressure and/or a different gas composition is used than in step D when producing the second metallic bond connection.
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