DE102021105577A1

DE102021105577A1 - Mikroelektromechanisches system und verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE102021105577A1
Application number: DE102021105577.6A
Authority: DE
Inventors: Ting-Li Yang; Kai-Di Wu; Ming-Da Cheng; Wen-Hsiung LU; Cheng Jen Lin; Chin Wei Kang
Original assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Current assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Priority date: 2020-03-27
Filing date: 2021-03-09
Publication date: 2021-09-30
Also published as: KR102503921B1; KR20210122157A

Abstract

Ein mikroelektronisches System (MEMS) weist Folgendes auf: ein Schaltungssubstrat mit einer elektronischen Schaltung; ein Trägersubstrat mit einer Aussparung; eine Bondschicht, die zwischen dem Schaltungssubstrat dem Trägersubstrat angeordnet ist; Durchkontaktlöcher, die sich durch das Schaltungssubstrat bis zu der Aussparung erstrecken; eine erste leitfähige Schicht, die auf einer Vorderseite des Schaltungssubstrats angeordnet ist; und eine zweite leitfähige Schicht, die auf einer Innenwand der Aussparung angeordnet ist. Die erste leitfähige Schicht erstreckt sich in die Durchkontaktlöcher, und die zweite leitfähige Schicht erstreckt sich in die Durchkontaktlöcher und ist mit der ersten leitfähigen Schicht verbunden.

Description

Hintergrund
In letzter Zeit sind MEMS-Vorrichtungen (MEMS: mikroelektromechanisches System) entwickelt worden. MEMS-Vorrichtungen sind Vorrichtungen, die mit der Halbleitertechnologie zum Herstellen von mechanischen und elektrischen Elementen hergestellt werden. MEMS-Vorrichtungen werden in Drucksensoren, Mikrofonen, Aktoren, Spiegeln, Heizelementen und/oder Druckerdüsen implementiert. Zwar sind bestehende Vorrichtungen und Verfahren zum Herstellen von MEMS-Vorrichtungen bisher im Großen und Ganzen für ihre angestrebten Zwecke geeignet gewesen, aber sie sind noch nicht in jeder Hinsicht zufriedenstellend.
Figurenliste
Die vorliegende Erfindung lässt sich am besten anhand der nachstehenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verstehen. Es ist zu beachten, dass gemäß der branchenüblichen Praxis verschiedene Elemente nicht maßstabsgetreu gezeichnet sind und nur der Erläuterung dienen. Vielmehr können die Abmessungen der verschiedenen Merkmale zugunsten einer klaren Erläuterung willkürlich vergrößert oder verkleinert sein.

Die 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G, 1H, 1I und 1J zeigen schematische Schnittansichten verschiedener Stufen eines Herstellungsablaufs für eine MEMS-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die 1K, 1L, 1M, 1N, 1O und 1P zeigen schematische Schnittansichten verschiedener Stufen eines Herstellungsablaufs für eine MEMS-Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die 2A, 2B, 2C und 2D zeigen schematische Schnittansichten von MEMS-Vorrichtungen gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Die 3A, 3B, 3C und 3D zeigen schematische Schnittansichten verschiedener Stufen eines Herstellungsablaufs für eine MEMS-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die 4A und 4B zeigen schematische Schnittansichten von MEMS-Vorrichtungen gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Die 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 und 24A zeigen schematische Schnittansichten, und 24B zeigt eine Draufsicht verschiedener Stufen eines Herstellungsablaufs für eine MEMS-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Detaillierte Beschreibung
Es versteht sich, dass die nachstehende Beschreibung viele verschiedene Ausführungsformen oder Beispiele zum Implementieren verschiedener Merkmale der Erfindung bereitstellt. Nachstehend werden spezielle Beispiele für Komponenten und Anordnungen beschrieben, um die vorliegende Erfindung zu vereinfachen. Diese sind natürlich lediglich Beispiele und sollen nicht beschränkend sein. Zum Beispiel sind die Abmessungen von Elementen nicht auf den angegebenen Bereich oder die angegebenen Werte beschränkt, sondern sie können von Prozessbedingungen und/oder gewünschten Eigenschaften der Vorrichtung abhängig sein. Außerdem kann die Herstellung eines ersten Elements über oder auf einem zweiten Element in der nachstehenden Beschreibung Ausführungsformen umfassen, bei denen das erste und das zweite Element in direktem Kontakt hergestellt werden, und sie kann auch Ausführungsformen umfassen, bei denen zusätzliche Elemente zwischen dem ersten und dem zweiten Element hergestellt werden können, sodass das erste und das zweite Element nicht in direktem Kontakt sind. Verschiedene Elemente können der Einfachheit und Übersichtlichkeit halber beliebig in verschiedenen Maßstäben gezeichnet sein.
Darüber hinaus können hier räumlich relative Begriffe, wie etwa „darunter befindlich“, „unter“, „untere(r)“/„unteres“, „darüber befindlich“, „obere(r)“/„oberes“ und dergleichen, zur einfachen Beschreibung der Beziehung eines Elements oder einer Struktur zu einem oder mehreren anderen Elementen oder Strukturen verwendet werden, die in den Figuren dargestellt sind. Die räumlich relativen Begriffe sollen zusätzlich zu der in den Figuren dargestellten Orientierung andere Orientierungen der in Gebrauch oder in Betrieb befindlichen Vorrichtung umfassen. Die Vorrichtung kann anders ausgerichtet werden (um 90 Grad gedreht oder in einer anderen Orientierung), und die räumlich relativen Deskriptoren, die hier verwendet werden, können entsprechend interpretiert werden. Darüber hinaus kann der Begriff „hergestellt aus“ entweder „weist auf oder „besteht aus“ bedeuten. In der vorliegenden Erfindung bedeutet die Wendung „A, B oder C“ „A, B und/oder C“ (A, B, C, A und B, A und C, B und C, oder A, B und C) und bedeutet nicht ein Element von A, ein Element von B und ein Element von C, wenn nicht anders angegeben. Materialien, Konfigurationen, Abmessungen und Prozesse, die für eine Ausführungsform beschrieben werden, können auch für andere Ausführungsformen verwendet werden, und ihre detaillierte Beschreibung kann entfallen.
Die MEMS-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Halbleitervorrichtung, ein Beschleunigungsmesser, ein Gyroskop, ein Drucksensor, ein Mikrofon, ein HF-Schwingkreis, ein HF-Schalter oder ein Ultraschallwandler sein.
Die 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G, 1H, 1I und 1J zeigen schematische Schnittansichten verschiedener Stufen eines Herstellungsablaufs für eine MEMS-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Es versteht sich, dass weitere Schritte vor, während und nach den in den 1A bis 1J gezeigten Schritten vorgesehen werden können und einige der beschriebenen Schritte bei weiteren Ausführungsformen ersetzt oder weggelassen werden können. Die Reihenfolge der Schritte/Prozesse ist austauschbar.
Wie in 1A gezeigt ist, wird eine elektronische Schaltung 25 in einem Vorderseitenbereich eines Schaltungssubstrats 20 hergestellt. Die elektronische Schaltung 25 weist Transistoren, wie etwa Halbleiter-Feldeffekttransistoren, z. B. komplementäre Metalloxidhalbleiter-Vorrichtungen (CMOS-Vorrichtungen), auf. Bei einigen Ausführungsformen wird das Schaltungssubstrat 20 aus kristallinem Silizium oder einem anderen geeigneten Halbleitermaterial hergestellt.
Nachdem die elektronische Schaltung 25 hergestellt worden ist, werden eine oder mehrere Passivierungsschichten 28 über der Vorderseite des Schaltungssubstrats 20 abgeschieden. Bei einigen Ausführungsformen weisen die eine oder die mehreren Passivierungsschichten 28 Siliziumoxid, Siliziumnitrid oder ein organisches Material auf. Wie in 1B gezeigt ist, werden dann ein oder mehrere Öffnungen 60, z. B. Silizium-Durchkontaktierungen (TSVs), unter Verwendung einer Maskenstruktur 29 in dem Schaltungssubstrat 20 erzeugt. Bei einigen Ausführungsformen werden die Öffnungen 60 so erzeugt, dass keine metallische Struktur in den Öffnungen freigelegt wird.
Wie in 1C gezeigt ist, wird dann eine erste leitfähige Schicht 50 über der Vorderseite des Schaltungssubstrats 20 hergestellt. Bei einigen Ausführungsformen wird die erste leitfähige Schicht 50 auf der Passivierungsschicht 28 hergestellt. Bei einigen Ausführungsformen wird die leitfähige Schicht 50 auch auf zumindest einem Teil einer Innenwand jeder der Öffnungen 60 hergestellt, wie in 1C gezeigt ist. Bei einigen Ausführungsformen weist die erste leitfähige Schicht 50 eine oder mehrere Schichten aus Au, Ti, Cu, Ag oder Ni oder einer Legierung davon auf. Bei einigen Ausführungsformen ist die erste leitfähige Schicht 50 eine Goldschicht (Au-Schicht), die auf einer Ti-Schicht hergestellt ist. Bei anderen Ausführungsformen besteht die erste leitfähige Schicht 50 aus einer, zwei, drei, vier oder fünf Schichten, die aus voneinander verschiedenen Materialien hergestellt sind. Zum Beispiel hat bei einigen Ausführungsformen die erste leitfähige Schicht 50 eine Mehrschichtstruktur A/B/C/D/E, A/B/C/D, A/B/C, A/B oder A (A/B bedeutet B auf A), wobei A, B, C, D und E jeweils ein Metall oder ein metallisches Material darstellen. Bei anderen Ausführungsformen besteht die erste leitfähige Schicht 50 aus zwei, drei, vier oder fünf Schichten, wobei benachbarte Schichten aus voneinander verschiedenen Materialien hergestellt sind.
Bei einigen Ausführungsformen wird die erste leitfähige Schicht 50 durch chemische Aufdampfung (CVD), physikalische Aufdampfung (PVD), wie etwa Sputtern, Atomlagenabscheidung (ALD), Plattierung oder mit einem anderen geeigneten Schichtabscheidungsverfahren hergestellt. Bei bestimmten Ausführungsformen wird ein Sputterverfahren verwendet. Bei einigen Ausführungsformen hat jede der Metall- oder metallischen Schichten der ersten leitfähigen Schicht 50 eine Dicke von etwa 2 nm bis etwa 100 nm.
Bei einigen Ausführungsformen wird die erste leitfähige Schicht 50 konform in den Öffnungen 60 abgeschieden, sodass die innere Seitenwand und die Unterseite der Öffnung 60 vollständig von der ersten leitfähigen Schicht 50 bedeckt werden. Bei anderen Ausführungsformen werden die innere Seitenwand und die Unterseite der Öffnung 60 nur teilweise von der ersten leitfähigen Schicht 50 bedeckt, und ein Teil des Schaltungssubstrats (Si-Substrats) liegt in der Öffnung 60 frei. Insbesondere wird bei einigen Ausführungsformen ein unterer Teil der inneren Seitenwände der Öffnungen 60 nicht von der ersten leitfähigen Schicht 50 bedeckt.
Bei einigen Ausführungsformen wird eine Füllschicht 140 hergestellt, um die Öffnungen 60 zu füllen, wie in 1D gezeigt ist. Bei einigen Ausführungsformen weist die Füllschicht 140 Siliziumoxid, Siliziumnitrid oder ein anderes geeignetes Isoliermaterial auf. Bei bestimmten Ausführungsformen wird Siliziumoxid verwendet. Bei einigen Ausführungsformen wird eine Schutzschicht aus einem Füllmaterial über der ersten leitfähigen Schicht 50 hergestellt, und dann wird ein Planarisierungsprozess, wie etwa ein CMP-Prozess (CMP: chemischmechanische Polierung) oder ein Rückätzprozess, durchgeführt, sodass das Füllmaterial nur in den Öffnungen 60 bestehen bleibt, wie in 1D gezeigt ist. Bei anderen Ausführungsformen wird kein Füllmaterial abgeschieden.
Dann wird eine Rückseite des Schaltungssubstrats 20 mit einem Schleif- oder einem Polierprozess gedünnt, wie in 1E gezeigt ist. Eine Restdicke des gedünnten Schaltungssubstrats 20 beträgt bei einigen Ausführungsformen etwa 100 µm bis etwa 500 µm.
Wie in 1F gezeigt ist, wird dann das gedünnte Schaltungssubstrat 20 über eine Bondschicht 40 an ein Trägersubstrat 30 gebondet. Wie in 1F gezeigt ist, ist die Bondschicht 40 Siliziumoxid, das auf einer Oberfläche des Trägersubstrats 30 zum Beispiel mit einem thermischen Oxidationsprozess oder einem CVD-Prozess abgeschieden wird. Bei anderen Ausführungsformen wird die Bondschicht 40 auf der Rückseite des Schaltungssubstrats 20 zum Beispiel mit einem CVD-Prozess hergestellt. Bei einigen Ausführungsformen beträgt eine Dicke der Bondschicht 40 etwa 500 nm bis etwa 5 µm und bei anderen Ausführungsformen etwa 1 µm bis etwa 2 µm.
Wie in 1G gezeigt ist, wird dann die Rückseite des Trägersubstrats 30 mit einem oder mehreren Lithografie- und Ätzschritten ausgespart. Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Aussparen eine Trockenätzung oder eine Nassätzung. Bei einigen Ausführungsformen wird für die Nassätzung eine TMAH- oder KOH-Lösung (TMAH: Tetramethylammoniumhydroxid) verwendet. Bei einigen Ausführungsformen funktioniert die Bondschicht 40 als eine Ätzstoppschicht zum Erzeugen einer Aussparung 35, wie in 1G gezeigt ist.
Anschließend wird die Bondschicht 40 mit einem geeigneten Ätzprozess entfernt. Dann wird die Rückseite des Schaltungssubstrats 20 geätzt, um die Füllmaterialien 140, die in die Öffnungen 60 gefüllt sind, freizulegen, und dann werden die Füllmaterialien 140 entfernt, sodass Durchkontaktlöcher 65 entstehen, wie in 1H gezeigt ist.
Bei einigen Ausführungsformen wird eine Mehrzahl von MEMS-Vorrichtungen auf einem Wafer hergestellt, und der Wafer wird durch Zersägen (Vereinzeln) in einzelne MEMS-Vorrichtungen (Chips) zertrennt, wie in 1I durch einen Pfeil dargestellt ist. Der Vereinzelungsprozess wird bei einigen Ausführungsformen vor der Aussparungsätzung zum Erzeugen der Aussparung 35 durchgeführt.
Nach dem Vereinzelungsprozess wird eine zweite leitfähige Schicht 55 in der Aussparung 35, auf der Unterseite des Trägersubstrats 30 und auf den Seitenflächen der Chips hergestellt, wie in 1J gezeigt ist. Bei einigen Ausführungsformen umfasst die zweite leitfähige Schicht 55 eine oder mehrere Schichten aus Au, Ti, Cu, Ag oder Ni oder einer Legierung davon. Bei einigen Ausführungsformen ist die zweite leitfähige Schicht 55 eine Goldschicht (Au-Schicht), die auf einer Ti-Schicht hergestellt ist. Bei anderen Ausführungsformen besteht die zweite leitfähige Schicht 55 aus einer, zwei, drei, vier oder fünf Schichten, die aus voneinander verschiedenen Materialien hergestellt sind. Zum Beispiel hat die zweite leitfähige Schicht 55 eine Mehrschichtstruktur A/B/C/D/E, A/B/C/D, A/B/C, A/B oder A (A/B bedeutet B auf A), wobei A, B, C, D und E jeweils ein Metall oder ein metallisches Material darstellen. Bei anderen Ausführungsformen besteht die zweite leitfähige Schicht 55 aus zwei, drei, vier oder fünf Schichten, wobei benachbarte Schichten aus voneinander verschiedenen Materialien hergestellt sind. Zum Beispiel hat die zweite leitfähige Schicht 55 eine Mehrschichtstruktur A/B/A/B, A/B/B/A, A/B oder A/A. Bei einigen Ausführungsformen ist die Schichtstruktur der zweiten leitfähigen Schicht 55 die Gleiche wie die der ersten leitfähigen Schicht 50, und bei anderen Ausführungsformen ist die Schichtstruktur der zweiten leitfähigen Schicht 55 von der der ersten leitfähigen Schicht 50 verschieden. Bei einigen Ausführungsformen ist mindestens eine Metallschicht der ersten leitfähigen Schicht 50 die Gleiche wie die der zweiten leitfähigen Schicht 55.
Bei einigen Ausführungsformen wird die zweite leitfähige Schicht 55 durch CVD, PVD, wie etwa Sputtern, ALD, Plattierung oder mit einem anderen geeigneten Schichtabscheidungsverfahren hergestellt. Bei bestimmten Ausführungsformen wird ein Sputterverfahren verwendet. Bei einigen Ausführungsformen hat jede der Metall- oder metallischen Schichten der zweiten leitfähigen Schicht 55 eine Dicke von etwa 2 nm bis etwa 100 nm.
Bei einigen Ausführungsformen wird die zweite leitfähige Schicht 55 konform in den Durchkontaktlöchern 65 abgeschieden, sodass die inneren Seitenwände der Durchkontaktlöcher 65, auf denen die erste leitfähige Schicht 50 zumindest teilweise abgeschieden ist, vollständig von der zweiten leitfähigen Schicht 55 bedeckt werden. Bei anderen Ausführungsformen werden die inneren Seitenwände der Durchkontaktlöcher 65 nur teilweise von der zweiten leitfähigen Schicht 55 bedeckt, und ein Teil der ersten leitfähigen Schicht 50 liegt in den Durchkontaktlöchern 65 frei. Da die zweite leitfähige Schicht 55 nach dem Vereinzelungsprozess hergestellt wird, wird sie auf den Seitenflächen des Chips hergestellt.
Bei anderen Ausführungsformen werden bei dem rückseitigen Dünnungsprozess, der unter Bezugnahme auf 1E beschrieben worden ist, die Unterseiten der Öffnungen 60, insbesondere der Füllmaterialien 140, freigelegt, wie in 1K gezeigt ist. In diesem Fall ist die Bondschicht 40 in Kontakt mit dem Füllmaterial 140, wie in Fig. iL gezeigt ist. Ähnlich wie in 1G wird dann die Rückseite des Trägersubstrats 30 mit einem oder mehreren Lithografie- und Ätzprozessen ausgespart, wie in 1M gezeigt ist. Bei einigen Ausführungsformen funktioniert die Bondschicht 40 als eine Ätzstoppschicht zum Erzeugen der Aussparung 35, wie in 1G gezeigt ist. Anschließend werden die Bondschicht 40 und das Füllmaterial 140 mit einem geeigneten Ätzprozess entfernt, wie in 1N gezeigt ist. Wenn das Füllmaterial 140 und die Bondschicht 40 aus dem gleichen Material (z. B. Siliziumoxid) hergestellt sind, werden beide in demselben Prozessschritt entfernt. Bei einigen Ausführungsformen wird ein Nassätzprozess unter Verwendung von HF oder einer gepufferten HF-Lösung durchgeführt, um die Bondschicht 40 und das Füllmaterial 140 zu entfernen, sodass die Durchkontaktlöcher 65 entstehen. Dann wird ein Vereinzelungsprozess durchgeführt, wie in 10 gezeigt ist, und die zweite leitfähige Schicht 55 wird hergestellt, wie in 1P gezeigt ist.
Die 2A, 2B, 2C und 2D zeigen schematische Schnittansichten von MEMS-Vorrichtungen, die gemäß einer oder mehrerer der vorstehenden Ausführungsformen hergestellt worden sind. Eine detaillierte Beschreibung der Materialien, Konfigurationen, Abmessungen und Prozesse, die unter Bezugnahme auf die 1A bis 1P beschrieben worden sind, kann entfallen.
Wie in 2A gezeigt ist, weist eine MEMS-Vorrichtung 10A ein Schaltungssubstrat 20, in dem eine elektronische Schaltung 25 hergestellt ist, und das Trägersubstrat 30 mit der Aussparung 35 auf. Bei einigen Ausführungsformen ist eine Isolierschicht 40 (eine Bondschicht) zwischen dem Schaltungssubstrat 20 und dem Trägersubstrat 30 angeordnet. Bei einigen Ausführungsformen umfasst die Isolierschicht 40 eine Siliziumoxidschicht, eine Siliziumnitridschicht und/oder eine andere Metalloxid- oder Metallnitridschicht. Bei einigen Ausführungsformen sind ein oder mehrere Durchkontaktlöcher 65 so angeordnet, dass sie durch das Schaltungssubstrat 20 hindurchgehen. Bei einigen Ausführungsformen sind die Durchkontaktlöcher 65 in der Draufsicht in einer n×m-Matrix angeordnet, wobei n und m ganze Zahlen von 2 oder größer sind, die zum Beispiel gleich oder kleiner als 128 sind.
Eine Dicke des Schaltungssubstrats 20 beträgt bei einigen Ausführungsformen etwa 100 µm bis etwa 500 µm. Eine Dicke des Trägersubstrats 30 beträgt bei einigen Ausführungsformen etwa 300 µm bis etwa 1500 µm. Bei einigen Ausführungsformen beträgt eine Dicke der Isolierschicht 40 etwa 500 nm bis etwa 5 µm und bei anderen Ausführungsformen etwa 1 µm bis etwa 2 µm. Bei einigen Ausführungsformen beträgt eine Gesamtdicke der MEMS-Vorrichtung etwa 500 µm bis etwa 2 nm und bei anderen Ausführungsformen etwa 600 µm bis etwa 1200 µm.
Bei einigen Ausführungsformen wird die erste leitfähige Schicht 50 auf einer Vorderseite des Schaltungssubstrats 20 hergestellt, und die zweite leitfähige Schicht 55 wird auf einer Rückseite des Trägersubstrats 30 hergestellt, wie in 2A gezeigt ist. Bei einigen Ausführungsformen wird die erste leitfähige Schicht 50 zumindest auf einem Teil von Innenwänden der Durchkontaktlöcher 65 und der Passivierungsschicht 28 hergestellt, und die zweite leitfähige Schicht 55 wird ebenfalls zumindest auf einem Teil von Innenwänden der Durchkontaktlöcher 65 hergestellt.
Wie in 2A gezeigt ist, ist bei einigen Ausführungsformen die Isolierschicht 40 in Kontakt mit der zweiten leitfähigen Schicht 55 und mit dem Schaltungssubstrat 20. Bei anderen Ausführungsformen verbleibt die Isolierschicht 40 auf der Unterseite der Aussparung 35, und die zweite leitfähige Schicht 55 ist nicht in Kontakt mit dem Schaltungssubstrat 20.
Bei einigen Ausführungsformen weist das Schaltungssubstrat 20 eine elektronische Schaltung 25, wie etwa eine Signalverarbeitungsschaltung und/oder eine Verstärkerschaltung, auf, die von einer elektronischen Schaltung gebildet wird. Bei einigen Ausführungsformen hat die Aussparung 35 in der Draufsicht eine rechteckige (z. B. eine quadratische) Form. Bei einigen Ausführungsformen werden das Schaltungssubstrat 20 und/oder das Trägersubstrat 30 aus kristallinem Silizium hergestellt.
Die 2B bis 2D sind vergrößerte Darstellungen eines Bereichs A1 von 2A. Bei einigen Ausführungsformen wird die innere Seitenwand des Durchkontaktlochs 65 vollständig von der ersten leitfähigen Schicht 50 und der zweiten leitfähigen Schicht 55 bedeckt. Bei einigen Ausführungsformen werden, wenn ein Sputterverfahren zum Herstellen der ersten und der zweiten leitfähigen Schicht verwendet wird, in Abhängigkeit von einem Seitenverhältnis T1/T3 die leitfähigen Schichten nicht gleichmäßig auf den inneren Seitenwände der Durchkontaktlöcher 65 hergestellt. T1 ist eine Tiefe des Durchkontaktlochs 65 von einer Oberseite der Passivierungsschicht 28 bis zu einer Unterseite des Schaltungssubstrats 20, und T3 ist ein Durchmesser des Durchkontaktlochs 65. Bei einigen Ausführungsformen haben die erste und/oder die zweite dielektrische Schicht eine konische Form. Bei anderen Ausführungsformen ist die Dicke der ersten und/oder der zweiten leitfähigen Schicht in dem Durchkontaktloch 65 im Wesentlichen einheitlich, wie in den 2C und 2D gezeigt ist. In 2C bedeckt die erste leitfähige Schicht 50 die innere Seitenwand des Durchkontaktlochs 65 teilweise, und in 2D bedeckt die erste leitfähige Schicht 50 die innere Seitenwand des Durchkontaktlochs 65 vollständig. Da die zweite leitfähige Schicht 55 auf der Rückseite des Schaltungssubstrats 20 hergestellt wird, wird die innere Seitenwand des Durchkontaktlochs 65 vollständig von einem leitfähigen Material bedeckt, auch wenn die erste leitfähige Schicht 50 die innere Seitenwand des Durchkontaktlochs 65 nicht vollständig bedeckt. Da die erste und die zweite leitfähige Schicht miteinander verbunden sind und die inneren Seitenwände der Durchkontaktlöcher 65 vollständig bedecken, kann eine Wärmeabführung der MEMS-Vorrichtung verbessert werden.
Bei einigen Ausführungsformen ist ein Bedeckungsbetrag D1 der ersten leitfähigen Schicht 50 über der inneren Seitenwand einschließlich der Dicke der ersten leitfähigen Schicht 50 gleich einem oder größer als ein Bedeckungsbetrag D2 der zweiten leitfähigen Schicht 55 über der inneren Seitenwand einschließlich der Dicke der zweiten leitfähigen Schicht 55. Bei einigen Ausführungsformen machen D1 und D2 mehr als etwa 50 % von T3 aus. Bei einigen Ausführungsformen überdeckt die zweite leitfähige Schicht 55 die erste leitfähige Schicht 50, und ein Überdeckungsbetrag D3 beträgt etwa 10 % bis 90 % der Tiefe T1. Bei einigen Ausführungsformen ist die Gesamtdicke einer leitfähigen Schicht auf der inneren Seitenwand des Durchkontaktlochs 65 nicht einheitlich. Bei einigen Ausführungsformen ist die Dicke der leitfähigen Schicht auf der inneren Seitenwand des Durchkontaktlochs 65 in dem überdeckten Bereich größer als die Dicke jeder einzelnen Schicht der ersten leitfähigen Schicht 50 und der zweiten leitfähigen Schicht 55.
Bei einigen Ausführungsformen beträgt ein Winkel 01 an der Unterseite der Aussparung 35 mehr als 0° bis weniger als 180°, und er beträgt mehr als 60° bis 90° oder weniger als 90°.
Bei einigen Ausführungsformen bedeckt die zweite leitfähige Schicht 55 einen Teil einer äußeren Seitenfläche der MEMS-Vorrichtung 10A, während sich die erste leitfähige Schicht 50 nicht auf der äußeren Seitenfläche befindet, wie in 2B gezeigt ist. Bei einigen Ausführungsformen ist ein Abstand D4 von der Unterseite bis zu der Oberseite der zweiten leitfähigen Schicht 55 gleich oder kleiner als die Gesamtdicke T2 der MEMS-Vorrichtung 10A von der Oberseite der ersten leitfähigen Schicht 50 bis zu der Unterseite der zweiten leitfähigen Schicht 55. Bei einigen Ausführungsformen ist ein Abstand D5 von einer Grenzfläche zwischen der Isolierschicht 40 und dem Schaltungssubstrat 20 bis zu einem oberen Ende der zweiten leitfähigen Schicht 55 größer als null. Mit anderen Worten, die zweite leitfähige Schicht 55 bedeckt die Seitenfläche der Isolierschicht 40 vollständig. Bei einigen Ausführungsformen ist die zweite leitfähige Schicht 55 auf der äußeren Seitenfläche nicht in Kontakt mit der ersten leitfähigen Schicht 50, die auf der Passivierungsschicht 28 hergestellt ist. Bei anderen Ausführungsformen ist die zweite leitfähige Schicht 55 auf der äußeren Seitenfläche in Kontakt mit der ersten leitfähigen Schicht 50, die auf der Passivierungsschicht 28 hergestellt ist. Die Bedeckung der äußeren Seitenfläche der MEMS-Vorrichtung 10A mit der zweiten leitfähigen Schicht 55 verbessert die Wärmeabführung.
Bei einigen Ausführungsformen kann die MEMS-Vorrichtung 10A mit den nachstehend beschriebenen Schritten hergestellt werden. Nachdem die elektronische Schaltung über dem Schaltungssubstrat hergestellt worden ist, werden ein oder mehrere Planarelektroden und eine oder mehrere Passivierungsschichten hergestellt. Die Elektrode wird mit der elektronischen Schaltung, die in dem Schaltungssubstrat hergestellt ist, elektrisch verbunden. Bei einigen Ausführungsformen ist das Schaltungssubstrat ein kristallines Siliziumsubstrat. Bei einigen Ausführungsformen werden eine oder mehrere Öffnungen über der Elektrode in der einen oder den mehreren Passivierungsschichten erzeugt. Bei einigen Ausführungsformen werden die Elektroden aus einer oder mehreren Schichten aus Cu, Al, Au, Ni, Ag oder einem anderen geeigneten leitfähigen Material hergestellt. Die Passivierungsschichten weisen Siliziumnitrid, SiON, Siliziumoxid, Aluminiumnitrid oder ein organisches Material auf.
Dann werden eine oder mehrere Öffnungen für Silizium-Durchkontaktierungen (TSVs) in anderen Bereichen als den Elektroden erzeugt. Die TSV-Öffnungen werden mit einem oder mehreren Lithografie- und Ätzprozessen erzeugt. Bei einigen Ausführungsformen sind die TSV-Öffnungen in der Draufsicht in einer n×m-Matrix angeordnet, wobei n und m ganze Zahlen von 2 oder größer sind, die zum Beispiel gleich oder kleiner als 128 sind. Eine Tiefe der TSVs beträgt bei einigen Ausführungsformen etwa 20 µm bis etwa 100 µm von der Oberseite der Passivierungsschicht. Bei einer Ausführungsform wird die Tiefe so festgelegt, dass nach dem Durchführen eines Dünnungsprozesses an der Rückseite des Schaltungssubstrats ein unterer Teil der TSV-Öffnungen freiliegt. Bei einigen Ausführungsformen ist die Form der TSV-Öffnungen in der Draufsicht kreisförmig oder rechteckig (z. B. quadratisch). Bei einigen Ausführungsformen sind die TSV-Öffnungen konisch, wobei sie eine größere Öffnung als die Unterseite haben. Bei einigen Ausführungsformen beträgt ein Durchmesser (oder eine Länge der Seiten) der TSV-Öffnungen an der Öffnung etwa 100 nm bis etwa 10.000 nm.
Dann wird eine erste leitfähige Schicht über den Elektroden, über der Passivierungsschicht und in den TSV-Öffnungen hergestellt. Anschließend wird eine Füllschicht hergestellt, um die TSV-Öffnungen zu füllen. Die erste leitfähige Schicht hat die gleiche oder eine ähnliche Funktionalität wie die erste leitfähige Schicht 50, die in den 1A bis 1D gezeigt ist. Bei einigen Ausführungsformen umfasst die erste leitfähige Schicht eine oder mehrere Schichten aus Au, Ti, Cu, Ag oder Ni. Bei bestimmten Ausführungsformen wird eine Goldschicht, die über einer Ti-Schicht hergestellt wird, als die erste leitfähige Schicht verwendet. Bei einigen Ausführungsformen beträgt eine Dicke der Ti-Schicht etwa 50 nm bis etwa 200 nm und bei anderen Ausführungsformen etwa 80 nm bis etwa 120 nm. Bei einigen Ausführungsformen beträgt eine Dicke der Goldschicht etwa 10 nm bis etwa 400 nm und bei anderen Ausführungsformen etwa 150 nm bis etwa 250 nm. Bei einigen Ausführungsformen weist die Füllschicht Siliziumoxid oder ein anderes geeignetes Isoliermaterial auf. Bei einigen Ausführungsformen wird eine Schutzschicht aus einem Füllmaterial über der ersten leitfähigen Schicht hergestellt, und dann wird ein Planarisierungsprozess, wie etwa ein CMP-Prozess oder ein Rückätzprozess, durchgeführt, sodass das Füllmaterial nur in den TSV-Öffnungen bestehen bleibt. Bei anderen Ausführungsformen bleibt das Füllmaterial auch auf einem konkaven Teil über den Elektroden bestehen.
Dann wird die leitfähige Schicht strukturiert, um eine oder mehrere Öffnungen über der Passivierungsschicht in der Nähe der TSV-Öffnung zu erzeugen, um die Passivierungsschicht teilweise freizulegen. Dann wird eine Isolierschicht hergestellt und strukturiert, um inselförmige Isolierstrukturen herzustellen, um die Öffnungen zu bedecken. Bei einigen Ausführungsformen weisen die Isolierstrukturen Siliziumnitrid auf.
Außerdem wird eine erste Träger-Bondschicht über der Vorderseite des Schaltungssubstrats hergestellt, auf der die leitfähige Schicht und die Strukturen hergestellt worden sind, und dann wird ein erstes Trägersubstrat befestigt. Das erste Trägersubstrat ist bei einigen Ausführungsformen ein Glassubstrat, ein Keramiksubstrat, ein Halbleitersubstrat oder ein Harzsubstrat. Bei einigen Ausführungsformen weist die erste Träger-Bondschicht ein organisches Material, Siliziumoxid oder ein anderes geeignetes Material auf.
Dann wird eine Rückseite des Schaltungssubstrats mit einem Schleif- oder einem Polierprozess (z. B. einem CMP-Prozess) gedünnt. Bei einigen Ausführungsformen hat nach dem Dünnen das Schaltungssubstrat eine Restdicke von etwa 20 µm bis etwa 100 µm und bei anderen Ausführungsformen eine Restdicke von 40 µm bis etwa 60 µm. Die Unterseite der Füllmaterialschicht in der TSV-Öffnung liegt frei. Bei anderen Ausführungsformen wird nach dem Dünnungsprozess das erste Trägersubstrat an der Vorderseite des Schaltungssubstrats befestigt.
Außerdem wird eine Bondschicht auf der gedünnten Rückseite des Schaltungssubstrats hergestellt. Die Bondschicht hat die gleichen oder ähnliche Funktionalitäten wie die Bondschicht 40, die in den 1F bis 2F gezeigt ist. Bei einigen Ausführungsformen weist die Bondschicht Siliziumoxid auf, das zum Beispiel mit einem CVD-Prozess abgeschieden worden ist.
Dann wird ein Trägersubstrat hergestellt und (durch Oxid-Schmelzbondung) mittels der Bondschicht an das Schaltungssubstrat gebondet. Bei einigen Ausführungsformen wird das Trägersubstrat aus kristallinem Silizium hergestellt. Nach der Oxid-Schmelzbondung werden das erste Trägersubstrat und die erste Träger-Bondschicht entfernt. Wenn die erste Träger-Bondschicht aus einem organischen Material hergestellt ist, werden das erste Trägersubstrat und die erste Träger-Bondschicht mit einer Nassbehandlung entfernt. Die Bondschicht wird mit der Füllmaterialschicht in den TSV-Öffnungen verbunden. Bei einigen Ausführungsformen werden die Bondschicht und die Füllmaterialschicht aus dem gleichen Material hergestellt.
Bei anderen Ausführungsformen wird die Bondschicht auf dem Trägersubstrat oder auf dem Trägersubstrat und dem Schaltungssubstrat hergestellt. Bei einigen Ausführungsformen beträgt eine Dicke des Trägersubstrats ohne die Bondschicht etwa 200 µm bis etwa 1,8 mm und bei anderen Ausführungsformen etwa 500 µm bis etwa 750 µm.
Dann wird eine erste Hartmaskenschicht hergestellt, und anschließend wird eine zweite Hartmaskenschicht über der Vorderseite des Schaltungssubstrats hergestellt. Bei einigen Ausführungsformen weist die erste Hartmaskenschicht Siliziumoxid auf, und die zweite Hartmaskenschicht weist Polysilizium oder amorphes Silizium auf. Bei einigen Ausführungsformen wird die Siliziumoxid-Hartmaskenschicht mit einem CVD-Prozess hergestellt, und anschließend wird ein Planarisierungsprozess, wie etwa ein CMP-Prozess, durchgeführt. In ähnlicher Weise wird bei einigen Ausführungsformen die Polysilizium-Hartmaskenschicht mit einem CVD-Prozess hergestellt, und anschließend wird optional ein CMP-Prozess durchgeführt. Bei einigen Ausführungsformen beträgt eine Dicke der Polysilizium-Hartmaskenschicht etwa 30 µm bis etwa 70 µm.
Dann werden mit einem oder mehreren Lithografie- und Ätzprozessen die zweite Hartmaskenschicht und die erste Hartmaskenschicht strukturiert, um eine oder mehrere Öffnungen über der Elektrode zu erzeugen. Bei einigen Ausführungsformen hat die Öffnung eine größere Größe als die Öffnung, die in der Passivierungsschicht über der Elektrode hergestellt ist. Außerdem liegt bei einigen Ausführungsformen die Isolierstruktur in der Öffnung teilweise frei.
Dann werden eine oder mehrere leitfähige Schichten in den Öffnungen hergestellt. Bei einigen Ausführungsformen weisen die leitfähigen Schichten Gold oder eine Goldlegierung (z. B. AuCu oder AuNi) auf, die mit einem Plattierungsprozess (z. B. Elektroplattierung oder stromlose Plattierung) hergestellt wird. Bei einigen Ausführungsformen beträgt eine Dicke der plattierten leitfähigen Schicht etwa 20 µm bis etwa 50 µm. Bei einigen Ausführungsformen ist die Dicke (Höhe) der plattierten leitfähigen Schicht kleiner als die des oberen Teils der zweiten Hartmaskenschicht.
Außerdem ist ein Teil der plattierten leitfähigen Schicht über einer oder mehreren Elektroden von einer Maskenstruktur bedeckt. Bei einigen Ausführungsformen ist die Maskenstruktur eine Fotoresiststruktur. Dann wird eine weitere leitfähige Schicht über der leitfähigen Plattierungsschicht hergestellt. Bei einigen Ausführungsformen wird die weitere leitfähige Schicht mit einem Plattierungsprozess (Elektroplattierung oder stromlose Plattierung) hergestellt. Bei einigen Ausführungsformen wird die weitere leitfähige Schicht aus dem gleichen Material wie die plattierte leitfähige Schicht hergestellt, und sie weist Gold oder eine Goldlegierung (z. B. AuCu oder AuNi) auf. Bei anderen Ausführungsformen wird die weitere leitfähige Schicht aus einem anderen Material als die plattierte leitfähige Schicht hergestellt. Dann wird die Fotoresiststruktur entfernt.
Bei einigen Ausführungsformen beträgt eine Dicke der weiteren leitfähigen Schicht etwa 10 µm bis etwa 30 µm. Bei einigen Ausführungsformen ist eine Gesamtdicke (Gesamthöhe) der plattierten leitfähigen Schicht und der weiteren leitfähigen Schicht kleiner als die des oberen Teils der zweiten Hartmaskenschicht.
Dann wird eine zweite Träger-Bondschicht über der Vorderseite des Schaltungssubstrats hergestellt, und dann wird ein zweites Trägersubstrat mittels der zweiten Träger-Bondschicht an der Vorderseite des Schaltungssubstrats befestigt. Das zweite Trägersubstrat ist bei einigen Ausführungsformen ein Glassubstrat, ein Keramiksubstrat, ein Halbleitersubstrat oder ein Harzsubstrat. Bei einigen Ausführungsformen weist die zweite Träger-Bondschicht ein organisches Material, Siliziumoxid oder ein anderes geeignetes Material auf.
Dann wird das gesamte Substrat vertikal gewendet, und anschließend wird die Rückseite des Trägersubstrats strukturiert, um eine Aussparung zu erzeugen. Bei einigen Ausführungsformen wird die Aussparung mit einem oder mehreren Lithografie- und Ätzprozessen unter Verwendung einer Maskenstruktur erzeugt. Bei einigen Ausführungsformen ist die Maskenstruktur ein Fotoresist.
Bei einigen Ausführungsformen umfasst der Ätzprozess eine Plasma-Trockenätzung oder eine Nassätzung. Bei einigen Ausführungsformen funktioniert die Bondschicht als eine Ätzstoppschicht zum Erzeugen der Aussparung. Wenn ein Plasma-Trockenätzprozess zum Erzeugen der Aussparung verwendet wird, endet die Plasma-Ätzung im Wesentlichen an der Bondschicht, und dadurch kann eine Beschädigung der in dem Schaltungssubstrat hergestellten elektronischen Schaltung durch Plasma verhindert werden.
Bei einigen Ausführungsformen wird nach der Beendigung der Aussparungsätzung an der Bondschicht die Bondschicht mit einem oder mehreren Trocken- oder Nassätzprozessen weiter geätzt. Bei einigen Ausführungsformen hat die Ätzung der Bondschicht eine hohe Ätzselektivität in Bezug auf das Schaltungssubstrat (z. B. Si). Zum Beispiel ist die Ätzrate der Bondschicht mindestens 10-mal höher als die Ätzrate des Schaltungssubstrats. Bei einigen Ausführungsformen wird, wenn die Bondschicht aus Siliziumoxid hergestellt ist, ein Nassätzprozess unter Verwendung von HF oder einer gepufferten HF-Lösung durchgeführt, um eine Beschädigung der in dem Schaltungssubstrat hergestellten elektronischen Schaltung gering zu halten. Wenn die Bondschicht entfernt wird, wird auch die Füllmaterialschicht in den TSV-Öffnungen entfernt, wenn die Füllmaterialschicht aus dem gleichen Material wie die Bondschicht (z. B. Siliziumoxid) hergestellt ist. Wenn die Füllmaterialschicht aus einem anderen Material (z. B. Siliziumnitrid) als die Bondschicht hergestellt ist, wird ein weiterer Ätzprozess, wie etwa ein Nassätzprozess, durchgeführt, um die Füllmaterialschicht zu entfernen.
Nachdem die Füllmaterialschicht aus den TSV-Öffnungen entfernt worden ist, wird eine zweite leitfähige Schicht in der Aussparung hergestellt.
Bei einigen Ausführungsformen wird die zweite dielektrische Schicht so hergestellt, dass sie in Kontakt mit der ersten leitfähigen Schicht ist, die auf der Innenwand jeder der TSV-Öffnungen hergestellt ist. Bei einigen Ausführungsformen wird die zweite leitfähige Schicht auch auf den Innenwänden der TSV-Öffnungen hergestellt, auf denen bereits die erste leitfähige Schicht hergestellt ist. Bei einigen Ausführungsformen wird die zweite leitfähige Schicht aus dem gleichen Material wie oder einem anderen Material als die erste leitfähige Schicht hergestellt, und sie umfasst eine oder mehrere Schichten aus Au, Ti, Cu, Ag oder Ni. Bei bestimmten Ausführungsformen wird eine Goldschicht, die über einer Ti-Schicht hergestellt ist, als die zweite leitfähige Schicht verwendet. Bei einigen Ausführungsformen beträgt eine Dicke der Ti-Schicht etwa 50 nm bis etwa 200 nm und bei anderen Ausführungsformen etwa 80 nm bis etwa 120 nm. Bei einigen Ausführungsformen beträgt eine Dicke der Goldschicht etwa 10 nm bis etwa 400 nm und bei anderen Ausführungsformen etwa 150 nm bis etwa 250 nm.
Bei einigen Ausführungsformen wird eine Mehrzahl von MEMS-Vorrichtungen auf einem Si-Wafer hergestellt, und der Wafer wird durch Zersägen (Vereinzeln) entlang Ritzgräben in einzelne MEMS-Vorrichtungen (Chips) zertrennt. Bei einigen Ausführungsformen wird bei dem Vereinzelungsprozess die zweite Träger-Bondschicht nicht vollständig zertrennt. Durch Entfernen der zweiten Träger-Bondschicht und somit Entfernen des zweiten Trägersubstrats wird eine einzelne MEMS-Vorrichtung freigelegt. Bei einigen Ausführungsformen wird der Vereinzelungsprozess vor der Herstellung der zweiten leitfähigen Schicht durchgeführt, und die zweite leitfähige Schicht wird auch auf den Seitenflächen der MEMS-Vorrichtung hergestellt.
Bei einigen Ausführungsformen wird nach dem Entfernen des zweiten Trägersubstrats und der zweiten Träger-Bondschicht die einzelne MEMS-Vorrichtung an einem Rahmen befestigt. Durch Entfernen des zweiten Trägersubstrats und der zweiten Träger-Bondschicht werden die TSV-Öffnungen freigelegt.
Bei anderen Ausführungsformen wird ein Silizium-auf-Isolator-Wafer (SOI-Wafer) verwendet. In diesem Fall entfällt der Schmelzbondprozess, und die Oxidschicht auf dem SOI-Wafer funktioniert als eine Ätzstoppschicht bei der Aussparungsätzung. Die 3A bis 3D zeigen schematische Schnittansichten verschiedener Stufen eines Herstellungsprozesses für eine MEMS-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Es versteht sich, dass weitere Schritte vor, während und nach den in den 3A bis 3D gezeigten Schritten vorgesehen werden können und einige der nachstehend beschriebenen Schritte bei weiteren Ausführungsformen des Verfahrens ersetzt oder weggelassen werden können. Die Reihenfolge der Schritte/Prozesse ist austauschbar. Materialien, Konfigurationen, Abmessungen und Prozesse, die unter Bezugnahme auf die 1A bis 2D beschrieben worden sind, können auch für die folgenden Ausführungsformen verwendet werden, und ihre detaillierte Beschreibung kann entfallen.
Das SOI-Substrat weist eine Vorrichtungsschicht (Halbleiterschicht) 20', eine Oxidschicht 40' und eine massive Schicht (Halbleitersubstrat) 30' auf, wie in 3A gezeigt ist.
Wie außerdem in 3A gezeigt ist, wird eine CMOS-Schaltung 25 in einem Vorderseitenbereich der Vorrichtungsschicht 20' hergestellt. Bei einigen Ausführungsformen werden eine oder mehrere Passivierungsschichten 28 über der Vorderseite der Vorrichtungsschicht 20' hergestellt. Bei einigen Ausführungsformen weisen die eine oder die mehreren Passivierungsschichten 28 Siliziumoxid, Siliziumnitrid oder ein organisches Material auf. Bei einigen Ausführungsformen werden Öffnungen 60 so erzeugt, dass sie durch die Vorrichtungsschicht 20' hindurchgehen, und anschließend werden die Öffnungen 60 mit einem Füllmaterial 140 gefüllt. Außerdem werden eine oder mehrere erste leitfähige Schichten 50 auf der Vorderseite der Vorrichtungsschicht 20' und in den Öffnungen 60 hergestellt, wie in 3A gezeigt ist.
Wie in 3A gezeigt ist, wird dann die Rückseite der massiven Schicht 30' mit einem oder mehreren Lithografie- und Ätzschritten ausgespart. Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Ätzen eine Plasma-Trockenätzung oder eine Nassätzung. Bei einigen Ausführungsformen wird für die Nassätzung eine TMAH- oder KOH-Lösung verwendet.
Bei einigen Ausführungsformen funktioniert die Oxidschicht 40' als eine Ätzstoppschicht zum Erzeugen einer Aussparung 35, wie in 3B gezeigt ist.
Nach der Beendigung der Aussparungsätzung an der Oxidschicht 40' wird die Oxidschicht 40' mit einem oder mehreren Trocken- oder Nassätzprozessen weiter geätzt. Während der Ätzung der Oxidschicht 40' wird auch die Füllmaterialschicht 140 aus den Öffnungen 60 entfernt, sodass Durchkontaktlöcher 65 entstehen, wie in 3C gezeigt ist.
Bei einigen Ausführungsformen werden eine oder mehrere zweite leitfähige Schichten 55 auf einer Rückseite der massiven Schicht 30' hergestellt, wie in 3D gezeigt ist.
Die 4A und 4B zeigen schematische Schnittansichten von MEMS-Vorrichtungen gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Materialien, Konfigurationen, Abmessungen und Prozesse, die unter Bezugnahme auf die 1A bis 3D beschrieben worden sind, können auch für die folgenden Ausführungsformen verwendet werden, und ihre detaillierte Beschreibung kann entfallen.
Wie in 4A gezeigt ist, wird bei einigen Ausführungsformen keine Isolierschicht (Bondschicht) 40 verwendet, und es wird nur ein Substrat 22 (z. B. ein massives Siliziumsubstrat) verwendet.
Wie in 4B gezeigt ist, werden bei einigen Ausführungsformen die erste leitfähige Schicht 50 und die zweite leitfähige Schicht 55 aus dem gleichen Material (z. B. aus dem gleichen Metall oder metallischen Material) hergestellt, und daher gibt es keine erkennbare Grenzfläche zwischen der ersten leitfähigen Schicht 50 und der zweiten leitfähigen Schicht 55 in einem überdeckten Bereich in dem Durchkontaktloch 65.
Die 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 und 24A zeigen schematische Schnittansichten, und 24B zeigt eine Draufsicht verschiedener Stufen eines Herstellungsablaufs für eine MEMS-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Es versteht sich, dass weitere Schritte vor, während und nach den in den 5 bis 24B gezeigten Schritten vorgesehen werden können und einige der nachstehend beschriebenen Schritte bei weiteren Ausführungsformen des Verfahrens ersetzt oder weggelassen werden können. Die Reihenfolge der Schritte/Prozesse ist austauschbar. Materialien, Konfigurationen, Abmessungen und Prozesse, die unter Bezugnahme auf die 1A bis 4B beschrieben worden sind, können auch für die folgenden Ausführungsformen verwendet werden, und ihre detaillierte Beschreibung kann entfallen.
Ähnlich wie in 1A werden eine oder mehrere elektronische Schaltungen 1025 in einem Vorderseitenbereich eines Schaltungssubstrats 1020 hergestellt, wie in 5 gezeigt ist. Die elektronischen Schaltungen 1025 weisen Transistoren, wie etwa Halbleiter-Feldeffekttransistoren, z. B. CMOS-Vorrichtungen, auf. Bei einigen Ausführungsformen wird das Schaltungssubstrat 1020 aus kristallinem Silizium oder einem anderen geeigneten Halbleitermaterial hergestellt.
Nachdem die elektronischen Schaltungen 1025 hergestellt worden sind, werden eine oder mehrere Passivierungsschichten 1028 über der Vorderseite des Schaltungssubstrats 1020 hergestellt, wie in 5 gezeigt ist. Bei einigen Ausführungsformen weisen die eine oder die mehreren Passivierungsschichten 1028 Siliziumoxid, Siliziumnitrid oder ein organisches Material auf. Dann werden ähnlich wie in 1B eine oder mehrere Öffnungen 1060 (z. B. TSVs) in dem Schaltungssubstrat 1020 erzeugt, wie in 6 gezeigt ist. Bei einigen Ausführungsformen werden die Öffnungen 1060 so erzeugt, dass keine metallische Struktur in den Öffnungen freigelegt wird. Bei einigen Ausführungsformen umfassen die Öffnungen 1060 eine oder mehrere erste Öffnungen 1061 für TSV-Elektroden und eine oder mehrere zweite Öffnungen 1062 zur Wärmeabführung.
Ähnlich wie in 1C wird dann eine erste leitfähige Schicht 1050 über der Vorderseite des Schaltungssubstrats 1020 hergestellt, wie in 7 gezeigt ist. Bei einigen Ausführungsformen wird die erste leitfähige Schicht 1050 auf der Passivierungsschicht 1028 hergestellt. Bei einigen Ausführungsformen wird die leitfähige Schicht 1050 auch auf zumindest einem Teil einer Innenwand jeder der Öffnungen 1060 hergestellt, wie in 7 gezeigt ist. Bei einigen Ausführungsformen weist die erste leitfähige Schicht 1050 eine oder mehrere Schichten aus Au, Ti, Cu, Ag oder Ni oder einer Legierung davon auf. Bei einigen Ausführungsformen ist die erste leitfähige Schicht 1050 eine Goldschicht (Au-Schicht), die auf einer Ti-Schicht hergestellt ist. Bei anderen Ausführungsformen besteht die erste leitfähige Schicht 1050 aus einer, zwei, drei, vier oder fünf Schichten, die aus voneinander verschiedenen Materialien hergestellt sind. Zum Beispiel hat bei einigen Ausführungsformen die erste leitfähige Schicht 1050 eine Mehrschichtstruktur A/B/C/D/E, A/B/C/D, A/B/C, A/B oder A (A/B bedeutet B auf A), wobei A, B, C, D und E jeweils ein Metall oder ein metallisches Material darstellen. Bei anderen Ausführungsformen besteht die erste leitfähige Schicht 50 aus zwei, drei, vier oder fünf Schichten, wobei benachbarte Schichten aus voneinander verschiedenen Materialien hergestellt sind. Bei bestimmten Ausführungsformen ist die erste leitfähige Schicht eine dreischichtige Struktur Ti/Au/Ti.
Bei einigen Ausführungsformen wird die erste leitfähige Schicht 1050 durch CVD, PVD, ALD, Plattierung oder mit einem anderen geeigneten Schichtabscheidungsverfahren hergestellt. Bei bestimmten Ausführungsformen wird ein Sputterverfahren verwendet. Bei einigen Ausführungsformen hat jede der Metall- oder metallischen Schichten der ersten leitfähigen Schicht 1050 eine Dicke von etwa 2 nm bis etwa 100 nm.
Bei einigen Ausführungsformen wird die erste leitfähige Schicht 1050 konform in den Öffnungen 1060 abgeschieden, sodass die innere Seitenwand und die Unterseite der Öffnung 1060 vollständig von der ersten leitfähigen Schicht 1050 bedeckt werden. Bei anderen Ausführungsformen werden die innere Seitenwand und die Unterseite der Öffnung 1060 nur teilweise von der ersten leitfähigen Schicht 1050 bedeckt, und ein Teil des Schaltungssubstrats (Si-Substrats) liegt in der Öffnung 1060 frei. Insbesondere wird bei einigen Ausführungsformen ein unterer Teil der inneren Seitenwand der Öffnung 1060 nicht von der ersten leitfähigen Schicht 1050 bedeckt. Bei einigen Ausführungsformen funktioniert die erste leitfähige Schicht 1050 als eine Seedschicht zur Elektroplattierung in dem nachfolgenden Prozess.
Bei einigen Ausführungsformen wird eine erste Maskenschicht 1110 mit einer oder mehreren Öffnungen 1101 über den ersten Öffnungen 1061 über der Vorderseite des Schaltungssubstrats 1020 hergestellt, wie in 8 gezeigt ist. Bei einigen Ausführungsformen ist die erste Maskenschicht 1110 eine Fotoresistschicht.
Dann wird eine dritte leitfähige Schicht 1200 hergestellt, um die ersten Öffnungen 1061 zu füllen, wie in 9 gezeigt ist. Bei einigen Ausführungsformen weist die dritte leitfähige Schicht 1200 eine oder mehrere Schichten aus Au, Ti, Cu, Ag oder Ni oder einer Legierung davon auf. Bei einigen Ausführungsformen ist die dritte leitfähige Schicht 1200 eine Kupferschicht (Cu-Schicht) oder eine Kupferlegierungsschicht. Bei anderen Ausführungsformen besteht die dritte leitfähige Schicht 1200 aus einer, zwei, drei, vier oder fünf Schichten, die aus voneinander verschiedenen Materialien hergestellt sind. Zum Beispiel hat bei einigen Ausführungsformen die dritte leitfähige Schicht 1200 eine Mehrschichtstruktur A/B/C/D/E, A/B/C/D, A/B/C, A/B oder A (A/B bedeutet B auf A), wobei A, B, C, D und E jeweils ein Metall oder ein metallisches Material darstellen. Bei anderen Ausführungsformen besteht die dritte leitfähige Schicht 1200 aus zwei, drei, vier oder fünf Schichten, wobei benachbarte Schichten aus voneinander verschiedenen Materialien hergestellt sind. Bei einigen Ausführungsformen wird die dritte leitfähige Schicht 1200 durch Elektroplattierung unter Verwendung der ersten leitfähigen Schicht 1050 als eine Seedschicht hergestellt. Wie in 9 gezeigt ist, befindet sich bei einigen Ausführungsformen eine Oberseite der dritten leitfähigen Schicht 1200 über der Oberseite der Passivierungsschicht 1028. Bei einigen Ausführungsformen funktioniert die dritte leitfähige Schicht 1200 als eine TSV-Elektrode. Nachdem die dritte leitfähige Schicht 1200 hergestellt worden ist, wird die erste Maskenschicht 1110 entfernt.
Wie in 10 gezeigt ist, wird dann eine zweite Maskenschicht 1120 mit einer oder mehreren Öffnungen 1104 über der Vorderseite des Schaltungssubstrats 1020 hergestellt. Bei einigen Ausführungsformen ist die zweite Maskenschicht 1120 eine Fotoresistschicht.
Dann wird eine vierte leitfähige Schicht 1210 hergestellt, um die ersten Öffnungen 1061 zu füllen, wie in 10 gezeigt ist. Bei einigen Ausführungsformen weist die vierte leitfähige Schicht 1210 eine oder mehrere Schichten aus Au, Ti, Cu, Ag oder Ni oder einer Legierung davon auf. Bei einigen Ausführungsformen ist die vierte leitfähige Schicht 1210 eine Kupferschicht (Cu-Schicht) oder eine Kupferlegierungsschicht. Bei anderen Ausführungsformen besteht die vierte leitfähige Schicht 1210 aus einer, zwei, drei, vier oder fünf Schichten, die aus voneinander verschiedenen Materialien hergestellt sind. Zum Beispiel hat bei einigen Ausführungsformen die vierte leitfähige Schicht 1210 eine Mehrschichtstruktur A/B/C/D/E, A/B/C/D, A/B/C, A/B oder A (A/B bedeutet B auf A), wobei A, B, C, D und E jeweils ein Metall oder ein metallisches Material darstellen. Bei anderen Ausführungsformen besteht die vierte leitfähige Schicht 1210 aus zwei, drei, vier oder fünf Schichten, wobei benachbarte Schichten aus voneinander verschiedenen Materialien hergestellt sind. Bei einigen Ausführungsformen wird die vierte leitfähige Schicht 1210 durch Elektroplattierung unter Verwendung der ersten leitfähigen Schicht 1050 als eine Seedschicht hergestellt. Wie in 10 gezeigt ist, wird bei einigen Ausführungsformen die vierte leitfähige Schicht 1210 mit der elektronischen Schaltung 1025 elektrisch verbunden. Bei einigen Ausführungsformen funktioniert die vierte leitfähige Schicht 1210 als eine UBM-Schicht (UBM: Metallisierung unter dem Kontakthügel). Nachdem die vierte leitfähige Schicht 1210 hergestellt worden ist, wird die zweite Maskenschicht 1120 entfernt.
Wie in 11 gezeigt ist, wird dann eine dritte Maskenschicht 1130 mit einer oder mehreren Öffnungen 1106 über der Vorderseite des Schaltungssubstrats 1020 hergestellt. Bei einigen Ausführungsformen ist die dritte Maskenschicht 1130 eine Fotoresistschicht. Wie in 11 gezeigt ist, bedeckt die dritte Maskenschicht 1130 die dritte und die vierte leitfähige Schicht und die zweiten Öffnungen, und nicht benötigte Teile der ersten, der dritten und/oder der vierten leitfähigen Schicht werden mit einem oder mehreren Trocken- und/oder Nassätzprozessen entfernt. Mit diesem Ätzprozess werden die leitfähigen Schichten entsprechend gegeneinander isoliert. Nach dem Ätzprozess wird die dritte Maskenschicht 1130 entfernt, wie in 12 gezeigt ist.
Wie in 13 gezeigt ist, wird bei einigen Ausführungsformen eine erste Bondschicht 1042 über der Vorderseite des Schaltungssubstrats 1020 hergestellt, und ein Dummy-Substrat 1032 wird mittels der ersten Bondschicht 1042 an das Schaltungssubstrat 1020 gebondet. Bei einigen Ausführungsformen ist die erste Bondschicht 1042 Siliziumoxid, das zum Beispiel durch CVD, PVD oder ALD abgeschieden wird. Bei einigen Ausführungsformen ist das Dummy-Substrat 1032 ein Siliziumsubstrat, ein Glassubstrat oder ein Keramiksubstrat. Bei einigen Ausführungsformen wird das Dummy-Substrat 1032 nach dem Befestigen mit einem geeigneten Ätz- und/oder Schleifprozess gedünnt.
Wie in 14 gezeigt ist, wird dann das Schaltungssubstrat 1020 mittels einer zweiten Bondschicht 1040 an ein Trägersubstrat 1030 gebondet. Bei einigen Ausführungsformen ist die zweite Bondschicht 1040 Siliziumoxid, das zum Beispiel mit einem thermischen Oxidationsprozess oder einem CVD-Prozess auf einer Oberfläche des Trägersubstrats 1030 abgeschieden wird. Bei anderen Ausführungsformen wird die zweite Bondschicht 1040 zum Beispiel mit einem CVD-Prozess auf der Rückseite des Schaltungssubstrats 1020 hergestellt. Eine Dicke der zweiten Bondschicht 1040 beträgt bei einigen Ausführungsformen etwa 500 nm bis etwa 5 µm und bei anderen Ausführungsformen etwa 1 µm bis etwa 2 µm.
Bei einigen Ausführungsformen wird vor dem Befestigen des Trägersubstrats 1030 die Rückseite des Schaltungssubstrats 1020 mit einem Schleif- oder einem Polierprozess gedünnt, wie in 1E gezeigt ist. Eine Restdicke des gedünnten Schaltungssubstrats 1020 beträgt bei einigen Ausführungsformen etwa 100 µm bis etwa 500 µm. Bei einigen Ausführungsformen wird das Trägersubstrat 1030 an der Rückseite des Schaltungssubstrats 1020 befestigt, und dann wird das Dummy-Substrat 1032 an der Vorderseite des Schaltungssubstrats 1020 befestigt.
Dann wird die Rückseite des Trägersubstrats 1030 mit einem oder mehreren Lithografie- und Ätzschritten ausgespart, um eine Aussparung 1035 zu erzeugen, wie in 15 gezeigt ist. Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Ätzen eine Plasma-Trockenätzung oder eine Nassätzung. Bei einigen Ausführungsformen wird für die Nassätzung eine TMAH- oder KOH-Lösung verwendet.
Bei einigen Ausführungsformen funktioniert die zweite Bondschicht 1040 als eine Ätzstoppschicht zum Erzeugen der Aussparung 1035, ähnlich wie in 1G. Anschließend wird die zweite Bondschicht 1040 mit einem geeigneten Ätzprozess entfernt. Dann wird die Rückseite des Schaltungssubstrats 1020 geätzt, um die erste und/oder die dritte leitfähige Schicht und die erste Bondschicht 1042 freizulegen, wie in 15 gezeigt ist. Bei einigen Ausführungsformen wird die Ätzung des Schaltungssubstrats 1020 an der ersten leitfähigen Schicht 1050 beendet, und dann wird die freigelegte erste leitfähige Schicht 1050 weiter geätzt, um die dritte leitfähige Schicht 1200 und die erste Bondschicht 1042 freizulegen.
Außerdem wird bei einigen Ausführungsformen die freigelegte erste Bondschicht 1042 mit einem oder mehreren Trocken- und/oder Nassätzprozessen nach oben ausgespart, wie in 16 gezeigt ist. Bei einigen Ausführungsformen ist ein Aussparungsbetrag D12 gleich dem in 2B gezeigten Bedeckungsbetrag D2.
Bei einigen Ausführungsformen wird eine Mehrzahl von MEMS-Vorrichtungen auf einem Wafer hergestellt, und der Wafer wird durch Zersägen (Vereinzeln) in einzelne MEMS-Vorrichtungen (Chips) zertrennt, ähnlich wie in 1I. Der Vereinzelungsprozess wird bei einigen Ausführungsformen vor der Aussparungsätzung zum Erzeugen der Aussparung 1035 durchgeführt.
Nach dem Vereinzelungsprozess wird eine zweite leitfähige Schicht 1055 in der Aussparung 1035, auf einer Unterseite des Trägersubstrats 1030, auf Seitenflächen der Chips und in den ersten Öffnungen 1061 hergestellt, wie in 17 gezeigt ist. Bei einigen Ausführungsformen weist die zweite leitfähige Schicht 1055 eine oder mehrere Schichten aus Au, Ti, Cu, Ag oder Ni oder einer Legierung davon auf. Bei einigen Ausführungsformen ist die zweite leitfähige Schicht 1055 eine Goldschicht (Au-Schicht), die auf einer Ti-Schicht hergestellt ist. Bei anderen Ausführungsformen besteht die zweite leitfähige Schicht 1055 aus einer, zwei, drei, vier oder fünf Schichten, die aus voneinander verschiedenen Materialien hergestellt sind. Zum Beispiel hat die zweite leitfähige Schicht 1055 eine Mehrschichtstruktur A/B/C/D/E, A/B/C/D, A/B/C, A/B oder A (A/B bedeutet B auf A), wobei A, B, C, D und E jeweils ein Metall oder ein metallisches Material darstellen. Bei anderen Ausführungsformen besteht die zweite leitfähige Schicht 1055 aus zwei, drei, vier oder fünf Schichten, wobei benachbarte Schichten aus voneinander verschiedenen Materialien hergestellt sind. Zum Beispiel hat die zweite leitfähige Schicht 1055 eine Mehrschichtstruktur A/B/A/B, A/B/B/A, A/B oder A/A. Bei einigen Ausführungsformen ist die Schichtstruktur der zweiten leitfähigen Schicht 1055 die Gleiche wie die der ersten leitfähigen Schicht 1050, und bei anderen Ausführungsformen ist die Schichtstruktur der zweiten leitfähigen Schicht 1055 von der der ersten leitfähigen Schicht 1050 verschieden. Bei einigen Ausführungsformen ist mindestens eine Metallschicht der ersten leitfähigen Schicht 1050 die Gleiche wie die der zweiten leitfähigen Schicht 1055.
Bei einigen Ausführungsformen wird die zweite leitfähige Schicht 1055 durch CVD, PVD, wie etwa Sputtern, ALD, Plattierung oder mit einem anderen geeigneten Schichtabscheidungsverfahren hergestellt. Bei bestimmten Ausführungsformen wird ein Sputterverfahren verwendet. Bei einigen Ausführungsformen hat jede der Metall- oder metallischen Schichten der zweiten leitfähigen Schicht 1055 eine Dicke von etwa 2 nm bis etwa 100 nm. Bei einigen Ausführungsformen wird die zweite leitfähige Schicht 1055 konform in den ersten Öffnungen 1061 abgeschieden, sodass die inneren Seitenwände der ersten Öffnungen 1061, auf der die erste leitfähige Schicht 1050 zumindest teilweise hergestellt und freigelegt wird, vollständig von der zweiten leitfähigen Schicht 1055 bedeckt werden. Bei anderen Ausführungsformen werden die inneren Seitenwände der ersten Öffnungen 1061 nur teilweise von der zweiten leitfähigen Schicht 1055 bedeckt, und ein Teil der ersten leitfähigen Schicht 1050 liegt in den ersten Öffnungen 1061 frei. Da die zweite leitfähige Schicht 1055 nach dem Vereinzelungsprozess hergestellt wird, wird sie auf den Seitenflächen des Chips hergestellt. Bei einigen Ausführungsformen funktioniert die zweite leitfähige Schicht 1055 als eine Seedschicht zur Elektroplattierung in dem nachfolgenden Prozess.
Wie in 18 gezeigt ist, wird dann eine vierte Maskenschicht 1140 mit einer oder mehreren Öffnungen 1107 über den zweiten Öffnungen 1062 über der Rückseite des Schaltungssubstrats 1020 in der Aussparung 1035 hergestellt, wobei die dritte leitfähige Schicht 1200 in die zweiten Öffnungen 1062 gefüllt wird. Bei einigen Ausführungsformen ist die vierte Maskenschicht 1140 eine Fotoresistschicht. Dann wird eine fünfte leitfähige Schicht 1220 auf einer Unterseite der Öffnungen 1107 auf der zweiten leitfähigen Schicht 1055 hergestellt, wie in 18 gezeigt ist. Bei einigen Ausführungsformen weist die fünfte leitfähige Schicht 1220 eine oder mehrere Schichten aus Au, Ti, Cu, Ag oder Ni oder einer Legierung davon auf. Bei einigen Ausführungsformen ist die fünfte leitfähige Schicht 1220 eine Kupferschicht (Cu-Schicht) oder eine Kupferlegierungsschicht. Bei anderen Ausführungsformen besteht die fünfte leitfähige Schicht 1220 aus einer, zwei, drei, vier oder fünf Schichten, die aus voneinander verschiedenen Materialien hergestellt sind. Zum Beispiel hat bei einigen Ausführungsformen die fünfte leitfähige Schicht 1220 eine Mehrschichtstruktur A/B/C/D/E, A/B/C/D, A/B/C, A/B oder A (A/B bedeutet B auf A), wobei A, B, C, D und E jeweils ein Metall oder ein metallisches Material darstellen. Bei anderen Ausführungsformen besteht die fünfte leitfähige Schicht 1220 aus zwei, drei, vier oder fünf Schichten, wobei benachbarte Schichten aus voneinander verschiedenen Materialien hergestellt sind. Bei einigen Ausführungsformen wird die fünfte leitfähige Schicht 1220 durch Elektroplattierung unter Verwendung der zweiten leitfähigen Schicht 1055 als eine Seedschicht hergestellt. Nachdem die fünfte leitfähige Schicht 1220 hergestellt worden ist, wird die vierte Maskenschicht 1140 entfernt.
Wie in 19 gezeigt ist, wird dann eine fünfte Maskenschicht 1530 mit einer oder mehreren Öffnungen 1108 über der Rückseite des Schaltungssubstrats 1020 hergestellt. Bei einigen Ausführungsformen ist die fünfte Maskenschicht 1150 eine Fotoresistschicht. Wie in 19 gezeigt ist, bedeckt die fünfte Maskenschicht 1150 die fünfte leitfähige Schicht 1220 und die zweiten Öffnungen, und nicht benötigte Teile der zweiten und/oder der fünften leitfähigen Schicht werden mit einem oder mehreren Trocken- und/oder Nassätzprozessen entfernt. Mit diesem Ätzprozess werden die leitfähigen Schichten entsprechend gegeneinander isoliert. Nach dem Ätzprozess wird die fünfte Maskenschicht 1150 entfernt, wie in 20 gezeigt ist.
Darüber hinaus werden bei einigen Ausführungsformen eine oder mehrere integrierte Halbleiter-Schaltkreise (Halbleiter-ICs) mittels einer Bondelektrode 1230 in der Aussparung 1035 an TSV-Elektroden 1200 befestigt, wie in 21 gezeigt ist. Bei einigen Ausführungsformen weist der Halbleiter-IC ein Substrat auf, auf dem ein oder mehrere Speicherchips nebeneinander oder vertikal aufeinander zusammen mit einer Steuerschaltung angeordnet sind, und bei anderen Ausführungsformen weist der Halbleiter-IC ein Substrat auf, auf dem verschiedene Schaltungen, wie etwa eine Treiberschaltung, eine Logikschaltung oder andere elektronische Schaltungen, nebeneinander oder vertikal aufeinander angeordnet sind. Bei einigen Ausführungsformen sind die Halbleiter-ICs vollständig in der Aussparung 1035 angeordnet. Bei einigen Ausführungsformen werden die ICs verkappt, und bei anderen Ausführungsformen sind die ICs unverkappte Chips ohne eine Harz-Umspritzung.
Wie in 22 gezeigt ist werden dann das Dummy-Substrat 1032 und die erste Bondschicht 1042 entfernt. Darüber hinaus werden bei einigen Ausführungsformen eine oder mehrere ICs mittels einer Bondelektrode 1240 auf der Vorderseite des Schaltungssubstrats 1020 an TSV-Elektroden 1200 befestigt, wie in 23 gezeigt ist. Bei einigen Ausführungsformen weist der Halbleiter-IC ein Substrat auf, auf dem ein oder mehrere Prozessoren, z. B. ein Hauptprozessor, ein Mikroprozessor, ein Grafikprozessor (GPU) und dergleichen, nebeneinander oder vertikal aufeinander angeordnet sind, und bei anderen Ausführungsformen weist der Halbleiter-IC ein Substrat auf, auf dem verschiedene Schaltungen, wie etwa eine Treiberschaltung, z. B. ein integrierter Power-Management-Schaltkreis (PMIC), oder eine Logikschaltung oder andere elektronische Schaltungen, nebeneinander oder vertikal aufeinander angeordnet sind. Bei einigen Ausführungsformen werden die ICs verkappt, und bei anderen Ausführungsformen sind die ICs unverkappte Chips ohne eine Harz-Umspritzung.
Wie in 24A gezeigt ist, werden bei einigen Ausführungsformen außerdem ein oder mehrere Kühlkörper 1300 auf der Vorderseite des Schaltungssubstrats 1020 hergestellt. Bei einigen Ausführungsformen ist der Kühlkörper 1300 direkt oder über eine oder mehrere Schichten aus Wärmetransportmaterialien und/oder Bondmaterialien in Kontakt mit dem Halbleiter-IC. Bei einigen Ausführungsformen ist der Kühlkörper 1300 über eine Kontakthügel-Elektrode 1250 mit der vierten leitfähigen Schicht (UBM-Schicht) 1210 verbunden, wie in 24A gezeigt ist.
24B ist eine Draufsicht, in der einige Schichten/Elemente der in 24A gezeigten MEMS-Vorrichtung nicht dargestellt sind. Wie in 24B gezeigt ist, umschließen Wärmeabführungsöffnungen 1061 (erste Öffnungen), deren Innenseite mit der ersten und der zweiten leitfähigen Schicht bedeckt ist, die Halbleiter-ICs (z. B. einen IC-1 und einen IC-2, wobei ein oder beide ICs über der Vorderseite oder der Rückseite des Schaltungssubstrats 1020 angeordnet sind).
Bei einigen Ausführungsformen haben die erste leitfähige Schicht 1050 und die zweite leitfähige Schicht 1055 in einem Bereich A2 von 24A die gleichen Strukturen und Konfigurationen wie die erste leitfähige Schicht 50 bzw. die zweite leitfähige Schicht 55, die in den 2B, 2C und 2D gezeigt sind, und es gilt die vorstehende detaillierte Beschreibung.
Bei anderen Ausführungsformen gelten die Schritte, die unter Bezugnahme auf die 1K bis 1P erläutert worden sind, auch für die Ausführungsformen der 5 bis 24B.
Da bei einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in einer MEMS-Vorrichtung die erste und die zweite leitfähige Schicht miteinander verbunden sind und die innere Seitenwände der Durchkontaktlöcher teilweise oder vollständig bedecken, kann die Wärmeabführung verbessert werden. Da bei einigen Ausführungsformen die Innenwände der Wärmeabführungsöffnungen zusammenhängend sind und vollständig von einer oder mehreren leitfähigen Schichten bedeckt sind, kann eine Wärmeabführungseffizienz der MEMS-Vorrichtung verbessert werden.
Die verschiedenen Ausführungsformen oder Beispiele, die hier beschrieben worden sind, bieten mehrere Vorzüge gegenüber dem Stand der Technik, wie vorstehend dargelegt worden ist. Es versteht sich, dass hier nicht unbedingt alle Vorzüge erörtert worden sind, kein spezieller Vorzug für alle Ausführungsformen oder Beispiele erforderlich ist und andere Ausführungsformen oder Beispiele andere Vorzüge bieten können.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein mikroelektronisches System (MEMS) Folgendes auf: ein Schaltungssubstrat mit einer elektronischen Schaltung; ein Trägersubstrat mit einer Aussparung; eine Bondschicht, die zwischen dem Schaltungssubstrat dem Trägersubstrat angeordnet ist; Durchkontaktlöcher, die sich durch das Schaltungssubstrat bis zu der Aussparung erstrecken; eine erste leitfähige Schicht, die auf einer Vorderseite des Schaltungssubstrats angeordnet ist; und eine zweite leitfähige Schicht, die auf einer Innenwand der Aussparung angeordnet ist. Die erste leitfähige Schicht erstreckt sich in die Durchkontaktlöcher, und die zweite leitfähige Schicht erstreckt sich in die Durchkontaktlöcher und ist mit der ersten leitfähigen Schicht verbunden. Bei einer oder mehreren der vorstehenden und nachfolgenden Ausführungsformen weist die Bondschicht Siliziumoxid auf. Bei einer oder mehreren der vorstehenden und nachfolgenden Ausführungsformen ist in der Aussparung keine Bondschicht angeordnet, und eine Unterseite des Schaltungssubstrats ist in Kontakt mit der zweiten leitfähigen Schicht. Bei einer oder mehreren der vorstehenden und nachfolgenden Ausführungsformen überdeckt die zweite leitfähige Schicht die erste leitfähige Schicht in den Durchkontaktlöchern. Bei einer oder mehreren der vorstehenden und nachfolgenden Ausführungsformen bedeckt die zweite leitfähige Schicht zusammenhängend eine Unterseite des Trägersubstrats und bedeckt zumindest teilweise eine äußere Seitenfläche des MEMS. Bei einer oder mehreren der vorstehenden und nachfolgenden Ausführungsformen bedeckt die zweite leitfähige Schicht vollständig eine Seitenfläche der Bondschicht. Bei einer oder mehreren der vorstehenden und nachfolgenden Ausführungsformen weisen die erste leitfähige Schicht und die zweite leitfähige Schicht jeweils eine oder mehrere Schichten aus Au, Ti, Ni, Ag oder Cu oder einer Legierung davon auf. Bei einer oder mehreren der vorstehenden und nachfolgenden Ausführungsformen ist eine Konfiguration der einen oder mehreren Schichten der ersten leitfähigen Schicht von einer Konfiguration der einen oder der mehreren Schichten der zweiten leitfähigen Schicht verschieden. Bei einer oder mehreren der vorstehenden und nachfolgenden Ausführungsformen ist eine Konfiguration der einen oder mehreren Schichten der ersten leitfähigen Schicht die Gleiche wie eine Konfiguration der einen oder der mehreren Schichten der zweiten leitfähigen Schicht.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein mikroelektronisches System (MEMS) Folgendes auf: ein Schaltungssubstrat mit einer elektronischen Schaltung; eine Passivierungsschicht, die über dem Schaltungssubstrat angeordnet ist; ein Trägersubstrat mit einer Aussparung; Durchkontaktlöcher, die sich durch das Schaltungssubstrat bis zu der Aussparung erstrecken; und eine leitfähige Schicht, die die Passivierungsschicht, innere Seitenwände der Durchkontaktlöcher, eine Innenwand der Aussparung und zumindest einen Teil einer Seitenfläche des MEMS bedeckt. Bei einer oder mehreren der vorstehenden und nachfolgenden Ausführungsformen ist ein Teil der Seitenfläche des MEMS nicht von der leitfähigen Schicht bedeckt. Bei einer oder mehreren der vorstehenden und nachfolgenden Ausführungsformen weist die leitfähige Schicht eine oder mehrere Schichten aus Au, Ti, Ni, Ag oder Cu auf. Bei einer oder mehreren der vorstehenden und nachfolgenden Ausführungsformen ist die gesamte leitfähige Schicht aus einem einzigen Material hergestellt. Bei einer oder mehreren der vorstehenden und nachfolgenden Ausführungsformen ist eine Dicke der leitfähigen Schicht auf den inneren Seitenwänden der Durchkontaktlöcher nicht einheitlich. Bei einer oder mehreren der vorstehenden und nachfolgenden Ausführungsformen weist das MEMS weiterhin eine Isolierschicht auf, die zwischen dem Schaltungssubstrat und dem Trägersubstrat angeordnet ist. Bei einer oder mehreren der vorstehenden und nachfolgenden Ausführungsformen sind das Schaltungssubstrat und das Trägersubstrat Teil eines einzigen Substrats.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Herstellen eines MEMS die folgenden Schritte: Herstellen einer elektronischen Schaltung auf einer Vorderseite eines ersten Substrats; Erzeugen von Öffnungen so, dass sie in das erste Substrat eindringen; Herstellen einer ersten leitfähigen Schicht über der Vorderseite des ersten Substrats und zumindest auf einem Teil von inneren Seitenwänden der Öffnungen; Füllen der Öffnungen mit einem Füllmaterial; Dünnen einer Rückseite des ersten Substrats; Bonden eines zweiten Substrats an die Rückseite des ersten Substrats, wobei eine Bondschicht dazwischen geschichtet wird; Erzeugen einer Aussparung in dem zweiten Substrat, sodass eine Unterseite des ersten Substrats freigelegt wird; Erzeugen von Durchkontaktlöchern durch Entfernen des Füllmaterials; und Herstellen einer zweiten leitfähigen Schicht auf einer Innenwand der Aussparung und zumindest auf einem Teil der inneren Seitenwände der Durchkontaktlöcher, der nicht von der ersten leitfähigen Schicht bedeckt ist. Bei einer oder mehreren der vorstehenden und nachfolgenden Ausführungsformen wird vor dem Herstellen der zweiten leitfähigen Schicht weiterhin ein Vereinzelungsprozess zum Herausschneiden des MEMS durchgeführt. Bei einer oder mehreren der vorstehenden und nachfolgenden Ausführungsformen wird die zweite leitfähige Schicht auch auf einer Schnitt-Seitenfläche des MEMS hergestellt. Bei einer oder mehreren der vorstehenden und nachfolgenden Ausführungsformen werden die erste leitfähige Schicht und/oder die zweite leitfähige Schicht mit einem Sputterverfahren hergestellt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Halbleitervorrichtung Folgendes auf: ein Schaltungssubstrat mit einer elektronischen Schaltung; ein Trägersubstrat mit einer Aussparung; eine Bondschicht, die zwischen dem Schaltungssubstrat dem Trägersubstrat angeordnet ist; Durchkontaktlöcher, die sich durch das Schaltungssubstrat bis zu der Aussparung erstrecken; Durchkontaktierungen, die aus einem leitfähigen Material hergestellt sind und sich durch das Schaltungssubstrat erstrecken; eine erste leitfähige Schicht, die auf einer Vorderseite des Schaltungssubstrats angeordnet ist; eine zweite leitfähige Schicht, die auf einer Innenwand der Aussparung angeordnet ist; einen ersten integrierten Halbleiterschaltkreis (Halbleiter-IC), der auf einer Vorderseite des Schaltungssubstrats angeordnet ist und mit mindestens einer der Durchkontaktierungen verbunden ist; und einen zweiten Halbleiter-IC, der auf einer Rückseite des Schaltungssubstrats in der Aussparung angeordnet ist und mit mindestens einer der Durchkontaktierungen verbunden ist. Bei einer oder mehreren der vorstehenden und nachfolgenden Ausführungsformen erstreckt sich die erste leitfähige Schicht in die Durchkontaktlöcher, und die zweite leitfähige Schicht erstreckt sich in die Durchkontaktlöcher und ist mit der ersten leitfähigen Schicht verbunden. Bei einer oder mehreren der vorstehenden und nachfolgenden Ausführungsformen weist die Bondschicht Siliziumoxid auf, in der Aussparung ist keine Bondschicht angeordnet, und eine Unterseite des Schaltungssubstrats ist in Kontakt mit der zweiten leitfähigen Schicht. Bei einer oder mehreren der vorstehenden und nachfolgenden Ausführungsformen überdeckt die zweite leitfähige Schicht die erste leitfähige Schicht in den Durchkontaktlöchern. Bei einer oder mehreren der vorstehenden und nachfolgenden Ausführungsformen bedeckt die zweite leitfähige Schicht zusammenhängend eine Unterseite des Trägersubstrats und bedeckt zumindest teilweise eine äußere Seitenfläche der Halbleitervorrichtung. Bei einer oder mehreren der vorstehenden und nachfolgenden Ausführungsformen bedeckt die zweite leitfähige Schicht vollständig eine Seitenfläche der Bondschicht. Bei einer oder mehreren der vorstehenden und nachfolgenden Ausführungsformen weisen die erste leitfähige Schicht und die zweite leitfähige Schicht jeweils eine oder mehrere Schichten aus Au, Ti, Ni, Ag oder Cu oder einer Legierung davon auf. Bei einer oder mehreren der vorstehenden und nachfolgenden Ausführungsformen ist eine Konfiguration der einen oder mehreren Schichten der ersten leitfähigen Schicht von einer Konfiguration der einen oder mehreren Schichten der zweiten leitfähigen Schicht verschieden. Bei einer oder mehreren der vorstehenden und nachfolgenden Ausführungsformen ist eine Konfiguration der einen oder mehreren Schichten der ersten leitfähigen Schicht die Gleiche wie eine Konfiguration der einen oder mehreren Schichten der zweiten leitfähigen Schicht.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Halbleitervorrichtung Folgendes auf: ein Schaltungssubstrat mit einer elektronischen Schaltung; eine Passivierungsschicht, die über dem Schaltungssubstrat angeordnet ist; ein Trägersubstrat mit einer Aussparung; Durchkontaktlöcher, die sich durch das Schaltungssubstrat bis zu der Aussparung erstrecken; Durchkontaktierungen, die aus einem leitfähigen Material hergestellt sind und sich durch das Schaltungssubstrat erstrecken; einen ersten integrierten Halbleiterschaltkreis (Halbleiter-IC), der auf einer Vorderseite des Schaltungssubstrats angeordnet ist und mit mindestens einer der Durchkontaktierungen verbunden ist; einen zweiten Halbleiter-IC, der auf einer Rückseite des Schaltungssubstrats in der Aussparung angeordnet ist und mit mindestens einer der Durchkontaktierungen verbunden ist; und eine leitfähige Schicht, die die Passivierungsschicht, innere Seitenwände der Durchkontaktlöcher, eine Innenwand der Aussparung und zumindest einen Teil einer Seitenfläche der Halbleitervorrichtung bedeckt. Bei einer oder mehreren der vorstehenden und nachfolgenden Ausführungsformen ist ein Teil der Seitenfläche der Halbleitervorrichtung nicht von der leitfähigen Schicht bedeckt. Bei einer oder mehreren der vorstehenden und nachfolgenden Ausführungsformen weist die leitfähige Schicht eine oder mehrere Schichten aus Au, Ti, Ni, Ag oder Cu auf. Bei einer oder mehreren der vorstehenden und nachfolgenden Ausführungsformen ist die gesamte leitfähige Schicht aus einem einzigen Material hergestellt. Bei einer oder mehreren der vorstehenden und nachfolgenden Ausführungsformen ist eine Dicke der leitfähigen Schicht auf den inneren Seitenwänden der Durchkontaktlöcher nicht einheitlich. Bei einer oder mehreren der vorstehenden und nachfolgenden Ausführungsformen weist die Halbleitervorrichtung weiterhin eine Isolierschicht auf, die zwischen dem Schaltungssubstrat und dem Trägersubstrat angeordnet ist. Bei einer oder mehreren der vorstehenden und nachfolgenden Ausführungsformen umschließen in einer Draufsicht die Durchkontaktlöcher den ersten Halbleiter-IC.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Halbleitervorrichtung Folgendes auf: ein Schaltungssubstrat mit einer elektronischen Schaltung; eine Passivierungsschicht, die über dem Schaltungssubstrat angeordnet ist; ein Trägersubstrat mit einer Aussparung; Durchkontaktlöcher, die sich durch das Schaltungssubstrat bis zu der Aussparung erstrecken; Durchkontaktierungen, die aus einem leitfähigen Material hergestellt sind und sich durch das Schaltungssubstrat erstrecken; einen ersten integrierten Halbleiterschaltkreis (Halbleiter-IC), der auf einer Vorderseite des Schaltungssubstrats angeordnet ist und mit mindestens einer der Durchkontaktierungen verbunden ist; einen Kühlkörper, der mit dem ersten Halbleiter-IC verbunden ist; und eine zweite leitfähige Schicht, die die Passivierungsschicht, innere Seitenwände der Durchkontaktlöcher, eine Innenwand der Aussparung und zumindest einen Teil einer Seitenfläche der Halbleitervorrichtung bedeckt. Bei einer oder mehreren der vorstehenden und nachfolgenden Ausführungsformen ist der Kühlkörper mittels einer oder mehrerer leitfähiger Schichten ohne einen Halbleiter-IC dazwischen mit dem Schaltungssubstrat verbunden. Bei einer oder mehreren der vorstehenden und nachfolgenden Ausführungsformen weist das leitfähige Material der Durchkontaktierungen eine oder mehrere Schichten aus Cu oder einer Cu-Legierung auf. Bei einer oder mehreren der vorstehenden und nachfolgenden Ausführungsformen ragen die Durchkontaktierungen aus einer Oberseite der Passivierungsschicht heraus.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung die folgenden Schritte: Herstellen einer elektronischen Schaltung auf einer Vorderseite eines ersten Substrats; Erzeugen von ersten Öffnungen und zweiten Öffnungen so, dass sie in das erste Substrat eindringen; Herstellen einer ersten leitfähigen Schicht über der Vorderseite des ersten Substrats und zumindest auf einem Teil von inneren Seitenwänden der ersten und der zweiten Öffnungen; Herstellen von Durchkontaktierungen durch Füllen der zweiten Öffnungen mit einem leitfähigen Material, während die ersten Öffnungen bedeckt sind; Bonden eines zweiten Substrats an eine Rückseite des ersten Substrats, wobei eine erste Bondschicht dazwischen geschichtet wird; Bonden eines dritten Substrats an die Rückseite des ersten Substrats, wobei eine zweite Bondschicht dazwischen geschichtet wird; Erzeugen einer Aussparung in dem dritten Substrat, sodass ein Teil des ersten Substrats freigelegt wird; Aussparen des ersten Bondmaterials in den ersten Öffnungen; und Herstellen einer zweiten leitfähigen Schicht auf einer Innenwand der Aussparung und zumindest auf einem Teil der inneren Seitenwände der ersten Öffnungen. Bei einer oder mehreren der vorstehenden und nachfolgenden Ausführungsformen werden untere Elektroden auf Unterseiten der Durchkontaktierungen in den Aussparungen hergestellt, und an den unteren Elektroden werden eine oder mehrere integrierte Halbleiterschaltkreise (Halbleiter-ICs) befestigt. Bei einer oder mehreren der vorstehenden und nachfolgenden Ausführungsformen werden obere Elektroden auf Oberseiten der Durchkontaktierungen auf der Vorderseite des ersten Substrats hergestellt, und an den oberen Elektroden werden ein oder mehrere erste Halbleiter-ICs befestigt. Bei einer oder mehreren der vorstehenden und nachfolgenden Ausführungsformen wird ein Kühlkörper an dem einen oder den mehreren ersten Halbleiter-ICs und an dem ersten Substrat befestigt.
Vorstehend sind Merkmale verschiedener Ausführungsformen beschrieben worden, sodass Fachleute die Aspekte der vorliegenden Erfindung besser verstehen können. Fachleuten dürfte klar sein, dass sie die vorliegende Erfindung ohne Weiteres als eine Grundlage zum Gestalten oder Modifizieren anderer Verfahren und Strukturen zum Erreichen der gleichen Ziele und/oder zum Erzielen der gleichen Vorzüge wie bei den hier vorgestellten Ausführungsformen verwenden können. Fachleute dürften ebenfalls erkennen, dass solche äquivalenten Auslegungen nicht von dem Grundgedanken und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abweichen und dass sie hier verschiedene Änderungen, Ersetzungen und Abwandlungen vornehmen können, ohne von dem Grundgedanken und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims

Mikroelektronisches System mit: einem Schaltungssubstrat mit einer elektronischen Schaltung; einem Trägersubstrat mit einer Aussparung; einer Bondschicht, die zwischen dem Schaltungssubstrat dem Trägersubstrat angeordnet ist; Durchkontaktlöchern, die sich durch das Schaltungssubstrat bis zu der Aussparung erstrecken; einer ersten leitfähigen Schicht, die auf einer Vorderseite des Schaltungssubstrats angeordnet ist; und einer zweiten leitfähigen Schicht, die auf einer Innenwand der Aussparung angeordnet ist, wobei sich die erste leitfähige Schicht in die Durchkontaktlöcher erstreckt und sich die zweite leitfähige Schicht in die Durchkontaktlöcher erstreckt und mit der ersten leitfähigen Schicht verbunden ist.
Mikroelektronisches System nach Anspruch 1, wobei die Bondschicht Siliziumoxid aufweist.
Mikroelektronisches System nach Anspruch 1 oder 2, wobei in der Aussparung keine Bondschicht angeordnet ist und eine Unterseite des Schaltungssubstrats in Kontakt mit der zweiten leitfähigen Schicht ist.
Mikroelektronisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite leitfähige Schicht die erste leitfähige Schicht in den Durchkontaktlöchern überdeckt.
Mikroelektronisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite leitfähige Schicht zusammenhängend eine Unterseite des Trägersubstrats bedeckt und zumindest teilweise eine äußere Seitenfläche des mikroelektronischen Systems bedeckt.
Mikroelektronisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite leitfähige Schicht vollständig eine Seitenfläche der Bondschicht bedeckt.
Mikroelektronisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste leitfähige Schicht und die zweite leitfähige Schicht jeweils eine oder mehrere Schichten aus Au, Ti, Ni, Ag oder Cu oder einer Legierung davon aufweisen.
Mikroelektronisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Konfiguration der einen oder mehreren Schichten der ersten leitfähigen Schicht von einer Konfiguration der einen oder mehreren Schichten der zweiten leitfähigen Schicht verschieden ist.
Mikroelektronisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine Konfiguration der einen oder mehreren Schichten der ersten leitfähigen Schicht die Gleiche wie eine Konfiguration der einen oder mehreren Schichten der zweiten leitfähigen Schicht ist.
Mikroelektronisches System mit: einem Schaltungssubstrat mit einer elektronischen Schaltung; einer Passivierungsschicht, die über dem Schaltungssubstrat angeordnet ist; einem Trägersubstrat mit einer Aussparung; Durchkontaktlöchern, die sich durch das Schaltungssubstrat bis zu der Aussparung erstrecken; und einer leitfähigen Schicht, die die Passivierungsschicht, innere Seitenwände der Durchkontaktlöcher, eine Innenwand der Aussparung und zumindest einen Teil einer Seitenfläche des mikroelektronischen Systems bedeckt.
Mikroelektronisches System nach Anspruch 10, wobei ein Teil der Seitenfläche des mikroelektronisches Systems nicht von der leitfähigen Schicht bedeckt ist.
Mikroelektronisches System nach Anspruch 10 oder 11, wobei die leitfähige Schicht eine oder mehrere Schichten aus Au, Ti, Ni, Ag oder Cu aufweist.
Mikroelektronisches System nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die gesamte leitfähige Schicht aus einem einzigen Material hergestellt ist.
Mikroelektronisches System nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei eine Dicke der leitfähigen Schicht auf den inneren Seitenwänden der Durchkontaktlöcher nicht einheitlich ist.
Mikroelektronisches System nach einem der Ansprüche 10 bis 14, das weiterhin eine Isolierschicht aufweist, die zwischen dem Schaltungssubstrat und dem Trägersubstrat angeordnet ist.
Mikroelektronisches System nach einem der Ansprüche 10 bis 15, wobei das Schaltungssubstrat und das Trägersubstrat Teil eines einzigen Substrats sind.
Verfahren zum Herstellen eines mikroelektronischen Systems mit den folgenden Schritten: Herstellen einer elektronischen Schaltung auf einer Vorderseite eines ersten Substrats; Erzeugen von Öffnungen so, dass sie in das erste Substrat eindringen; Herstellen einer ersten leitfähigen Schicht über der Vorderseite des ersten Substrats und zumindest auf einem Teil von inneren Seitenwänden der Öffnungen; Füllen der Öffnungen mit einem Füllmaterial; Dünnen einer Rückseite des ersten Substrats; Bonden eines zweiten Substrats an die Rückseite des ersten Substrats, wobei eine Bondschicht dazwischen geschichtet wird; Erzeugen einer Aussparung in dem zweiten Substrat, sodass eine Unterseite des ersten Substrats freigelegt wird; Erzeugen von Durchkontaktlöchern durch Entfernen des Füllmaterials; und Herstellen einer zweiten leitfähigen Schicht auf einer Innenwand der Aussparung und zumindest auf einem Teil der inneren Seitenwände der Durchkontaktlöcher, der nicht von der ersten leitfähigen Schicht bedeckt ist.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Substrat eine Mehrzahl von mikroelektronischen Systemen aufweist, die auf dem Substrat hergestellt sind, und das Verfahren vor dem Herstellen der zweiten leitfähigen Schicht weiterhin ein Durchführen eines Vereinzelungsprozesses zum Zertrennen der Mehrzahl von mikroelektronischen Systemen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, wobei die zweite leitfähige Schicht auch auf einer Seitenfläche des mikroelektronischen Systems hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 17, 18 oder 19, wobei die erste leitfähige Schicht und/oder die zweite leitfähige Schicht mit einem Sputterverfahren hergestellt werden.