DE102022210560A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung mit einer Kennzeichnung zur Identifizierung der Vorrichtung - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung mit einer Kennzeichnung zur Identifizierung der Vorrichtung Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einer Kennzeichnung zur Identifizierung der Vorrichtung (3) und ein Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung. Hierbei ist die Kennzeichnung zur Identifizierung (3) entweder als eine Kavität oder mehrere Kavitäten eingebracht oder als metallische Struktur aufgebracht, wobei die Kennzeichnung zur Identifizierung der Vorrichtung (3) entweder in einem Halbleitersubstrat (1) oder in einer zweiten Überdeckung (4) ausgebildet ist. Weiterhin ist die Kennzeichnung zur Identifizierung der Vorrichtung (3) von einer ersten Überdeckung (2) oder von einer zweiten Überdeckung (4) überdeckt. Die Ausbildung der Kennzeichnung zur Identifizierung der Vorrichtung (3) als eine Kavität oder mehrere Kavitäten wird durch physikalische oder chemische Nass- oder Trockenätzverfahren oder Laserbearbeitungsverfahren hergestellt. Im Falle der Ausbildung der Kennzeichnung zur Identifizierung der Vorrichtung (3) als metallische Struktur werden physikalische oder chemische Beschichtungsverfahren eigesetzt. In beiden Fällen kann die Kennzeichnung zur Identifizierung der Vorrichtung (3) ausschließlich mit Messmethoden identifiziert werden, die keine elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich verwenden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einer Kennzeichnung zur Identifizierung der Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Herstellen der Vorrichtung.
  • Produktfälschungen sind ein großes Problem, dass sich auf die Wirtschaft und die Gesundheit auswirkt. Unternehmen verlieren dadurch einen Teil ihres Marktes, weshalb sie ihre Marken bzw. Produkte schützen müssen. Es gibt verschiedene Techniken, die entwickelt wurden, um ein höheres Sicherheitsniveau gegen das Problem der Fälschungen zu erreichen.
  • Diese Techniken sollen sicherstellen, dass Bauelemente nicht gefälscht werden können, vor Angriffen geschützt sind bzw. deren Echtheit nachweisen. Letzteres wird aktuell mit Wasserzeichen, Barcodes oder anderen eindeutigen Erkennungsmerkmalen gewährleistet. Hierbei wurden verschiedene Methoden entwickelt, um ein höheres Sicherheitsniveau zu erreichen.
  • Zum einen werden die kleinsten schwarzen Elemente (gemeint: schwarze Quadrate, auch: Module genannt) in einem Standard-QR-Code (Quick Response Code) durch eine Reihe von strukturierten Mustern als private Nachricht kodiert. Diese Strukturierung in den dunklen Bereichen des QR-Codes wird so gewählt, dass sie für den Druck- und Scanprozess empfindlich sind. Daher kann der QR-Code zwar standardmäßig ausgelesen werden, allerdings wird durch die zusätzlich gespeicherten Informationen in den dunklen Bereichen des QR-Codes die Nachahmung bzw. Fälschung erschwert, da diese nicht ohne Weiteres ausgelesen werden können. Als nachteilig hat sich herausgestellt, dass für den Authentifizierungsprozess ein Vergleich des potenziell gefälschten Musters mit dem Originalmuster notwendig ist.
  • Weiterhin wurde eine Vielzahl von Methoden zur Erkennung verschiedener optischer Eigenschaften für optische Sicherheitslabel wie Raman-Spektren, Hologramme, Fluoreszenzspektren, Lebensdauer und Polarisation entwickelt. Allerdings gewähren all diese Methoden nicht das erforderliche Sicherheitsniveau für die in der Elektronik hohen Sicherheitsanforderungen, da die Möglichkeit des Kopierens solcher Sicherheitsmerkmale vergleichsweise einfach geschehen kann.
  • Eine weitere Alternative sind physikalisch unklonbare Funktionen (PUFs). Eine der am häufigsten verwendeten optischen PUFs sind plasmonische Nanopartikel, die auf unterschiedliche Weise mit dem einfallenden Licht interagieren können. Einschränkungen für die Verwendung solcher PUFs ergeben sich aufgrund der Abhängigkeit von der chemischen Synthese zur Herstellung der plasmonischen Nanopartikel, die eine geringe Stabilität und Berechenbarkeit für den mikroelektronischen Prozess aufweisen. Außerdem sind bei der Herstellung plasmonischer PUFs zusätzliche Schritte erforderlich, die sich auf die Parameter des Hauptprodukts der Mikroelektronik auswirken können.
  • Die oben beschriebenen Herausforderungen werden durch den Stand der Technik, wie zum Beispiel in EP 2 155 502 B1 , anhand von einem mehrschichtigen Substrat, auf dem ein Sicherheitsbauelement mit einer Metallschicht ausgebildet ist, auf deren Oberfläche eine Struktur ausgebildet ist, die von einer Betrachtungsseite her einen optischen Effekt zeigt. Hierbei wird die metallische Schicht von einer Abschlussschicht überdeckt. Diese Abschlussschicht weist die Eigenschaft auf, dass diese zumindest im Bereich des Sicherheitselements transparent ist und somit einfach mit optischen Verfahren identifizierbar ist. Dadurch verliert das Substrat allerdings maßgeblich an Fälschungssicherheit, da die Kennzeichnung optisch für jedermann zugänglich und für einen Fachmann somit nachahmbar ist. Außerdem ist es für die Herstellung des Sicherheitsmerkmals auf dem Substrat notwendig, weitere aufwändige Prozessschritte durchzuführen. Dies führt zu verlängerten Herstellungsprozessen und damit zu einer Steigerung der Kosten für die Herstellung des Substrats.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, sowohl eine Vorrichtung mit einer Kennzeichnung zur Identifizierung der Vorrichtung als auch ein Verfahren zu dessen Herstellung bereitzustellen, wobei die Fälschungssicherheit der Vorrichtung erhöht wird und gleichzeitig die Integration in bestehende Verfahrensabläufe einfach und flexibel gestaltet ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung mit einer Kennzeichnung zur Identifizierung der Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem Verfahren zum Herstellen der Vorrichtung nach Anspruch 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Eine Vorrichtung mit einer Kennzeichnung zur Identifizierung weist ein Halbleitersubstrat auf. Typischerweise ist mindestens eine erste Überdeckung in direktem Kontakt, d.h. insbesondere in unmittelbar berührendem Kontakt oder alternativ in indirektem Kontakt, d.h. insbesondere durch eine zweite Überdeckung beabstandet, mit einer äußeren Oberfläche des Halbleitersubstarts in Kontakt, d. h. darauf angeordnet oder abgeschieden. Hierbei ist die Kennzeichnung zur Identifizierung der Vorrichtung typischerweise auf dem Halbleitersubstrat ausgebildet, wobei die Kennzeichnung zur Identifizierung von der ersten Überdeckung überdeckt wird, wobei die erste Überdeckung und das Halbleitersubstrat typischerweise eine stoffschlüssige Verbindung ausbilden. Weiterhin ist die Kennzeichnung zur Identifizierung der Vorrichtung durch die Verwendung von gängigen physikalischen und bzw. oder chemischen Nass- und bzw. oder Trockenätzverfahren und bzw. oder Laserbearbeitungsverfahren als eine Kavität oder mehrere Kavitäten in das Halbleitersubstrat eingebracht und bzw. oder durch physikalische und bzw. oder chemische Beschichtungsverfahren als metallische Struktur ausgebildet. Zudem ist die Kennzeichnung zur Identifizierung der Vorrichtung ausschließlich mit Messverfahren identifizierbar, die keine elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich verwenden.
  • Die Verwendung eines Halbleitersubstrats mit einer Kennzeichnung zur Identifizierung der Vorrichtung, wobei die Kennzeichnung zur Identifizierung der Vorrichtung überdeckt ist, hat den Vorteil, dass diese nicht durch optische Verfahren, die elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich verwenden (also nur durch nichtinvasive oder zerstörungsfreie Messmethoden, die nicht einfach durch optische Kontrolle die Kennzeichnung als Sicherheitsmerkmal offenbaren), identifiziert werden können, sondern nur durch andere nichtinvasive bzw. zerstörungsfreie Verfahren erkennbar und somit auswertbar sind. Das bedeutet, dass die erste Überdeckung intransparent bzw. lichtundurchlässig für Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich ist. Typischerweise ist ein Transmissionsgrad der ersten Überdeckung (in Abhängigkeit von der Dicke und der Beschaffenheit des Werkstoffs) im Bereich von 0 % bis maximal 20 % vorgesehen. Idealerwiese beträgt der Transmissionsgrad 0 % bis maximal 5 %, besonders bevorzugt 0 % für elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Bereich, also in einem Wellenlängenbereich von 400 nm - 780 nm. Durch die erschwerte Identifizierung wird folglich auch das Nachahmen erschwert, was eine erhöhte Fälschungssicherheit bedeutet. Die Kennzeichnung zur Identifizierung der Vorrichtung wird also als Echtheitsmerkmal oder Ursprungskennzeichnung verwendet, die die Fälschungssicherheit der Vorrichtung erhöht. Durch die Ausbildung einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen der ersten Überdeckung und dem Halbleitersubstrat wird sichergestellt, dass ein Trennen der beiden Komponenten zu einer Zerstörung der Kennzeichnung zur Identifizierung der Vorrichtung führen würde. Daher würde die Kennzeichnung nicht mehr vollständig identifizierbar sein und somit eine Nachahmung unmöglich werden. Durch die Verwendung von gängigen physikalischen oder chemischen Nass- oder Trockenätzverfahren oder Laserbearbeitungsverfahren zur Ausbildung von Kavitäten oder physikalischen oder chemischen Beschichtungsverfahren zur Ausbildung einer metallischen Struktur ist es möglich, die Kennzeichnung zur Identifizierung der Vorrichtung in verschiedensten Weisen auszubilden. Je nach Anwendungsfall werden verschiedenste Ausbildungen der Kennzeichnung zur Identifikation der Vorrichtung verwendet, sodass die Vorrichtung im hohen Maße flexibel einsetzbar ist.
  • Die Vorrichtung kann zudem in der Weise ausgebildet sein, dass eine zweite Überdeckung auf dem Halbleitersubstrat durch die erste Überdeckung überdeckt ist. Hierbei kann die Kennzeichnung zur Identifizierung der Vorrichtung als Alternative zur Einbringung der Kennzeichnung in das Halbleitersubstrat in der zweiten Überdeckung ausgebildet sein. Typischerweise sind die erste Überdeckung mit der zweiten Überdeckung und die zweite Überdeckung mit dem Halbleitersubstrat jeweils stoffschlüssig miteinander verbunden. Der Vorteil, der sich durch die Einbringung der Kennzeichnung in die zweite Überdeckung ergibt, ist der, dass die Lage der Kennzeichnung ein zusätzliches Identifikationsmerkmal darstellt. Somit kann die Fälschungssicherheit abermals erhöht werden. Hierbei ist zu beachten, dass für beide Überdeckungen die gleichen Grenzwerte gelten sollten. Das bedeutet, dass sie aus einem intransparent Material bestehen sollten, um eine optische Kontrolle zu erschweren. Dadurch können die Kennzeichnungen zur Identifizierung lediglich durch die oben beschriebenen Methoden detektiert werden.
  • Die erste Überdeckung und bzw. oder die zweite Überdeckung können entweder als Beschichtung oder als Halbleitersubstrat ausgebildet werden. Der Vorteil, der sich durch die Ausbildung der Überdeckung als Beschichtung ergibt, ist der, dass die Vorrichtung sehr kompakt gehalten werden kann. Die Ausbildung der Überdeckung als Halbleitersubstrat bietet hingegen eine mechanisch widerstandsfähigere Alternative, da in der Regel eine stoffschlüssige Verbindung zwischen zwei artgleichen Halbleitersubstraten mechanisch stabiler ist, als dies bei einer Beschichtung der Fall ist
  • Typischerweise wird die als Beschichtung ausgebildete Überdeckung aus Silizium oder Siliziumdioxid gebildet.
  • Die Halbleitersubstrate können Silizium, Siliziumcarbid, Galliumarsenid oder Indiumphosphid umfassen. Durch den Einsatz etablierten Materialien wird sichergestellt, dass die Vorrichtung kompatibel mit den Bauteilen und Schaltungen in der Industrie ist.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die eine Kavität oder die mehreren Kavitäten teilweise oder vollständig verfüllt sind. Durch eine teilweise oder vollständige Verfüllung kann das Spektrum der möglichen Identifizierungsverfahren erweitert werden und somit die Komplexität der Vorrichtung erhöht und dadurch die Nachahmung erheblich erschwert werden. Es kann auch vorgesehen sein, die eine Kavität oder die mehreren Kavitäten ungefüllt zu lassen. Bei mehreren Kavitäten kann mindestens eine Kavität gefüllt und bzw. oder mindestens eine Kavität ungefüllt und bzw. oder mindestens eine Kavität teilweise gefüllt sein. Weiterhin können die eine Kavität oder die mehreren Kavitäten in ungefüllter Ausbildung zusammen mit der aufgebrachten metallischen Struktur in ihrem Zusammenwirken eine Kennzeichnung zur Identifizierung der Vorrichtung oder mehrere separate Kennzeichnungen zur Identifizierung der Vorrichtung darstellen. Außerdem ist es auch möglich, dass mehrere Kavitäten und/oder mehrere metallische Strukturen mehrere Kennzeichnungen zur Identifizierung der Vorrichtung ausbilden.
  • Die Kavitäten können typischerweise mit einem Oxid, einem Metall oder einem Dielektrikum verfüllt werden. Die Wahl des geeigneten Verfüllungsmaterials hängt hierbei von dem Anwendungsfall der Vorrichtung sowie von den geplanten Identifizierungsverfahren ab.
  • Typischerweise kann die Kennzeichnung zur Identifizierung der Vorrichtung als ein Label, ein QR-Code, ein Wasserzeichen oder eine physikalische unklonbare Funktion (PUF) ausgebildet sein.
  • Hierbei kann die oben beschriebene Kennzeichnung zur Identifizierung der Vorrichtung durch akustische Wellen (bevorzugt Ultraschallwellen), Infrarotstrahlung, d.h. insbesondere elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereich von 780 nm - 1000 nm, sowie durch Röntgenstrahlung, d.h. insbesondere elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereich von 0,01 nm - 1nm, identifizierbar sein.
  • Ein Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung mit einer Kennzeichnung zur Identifizierung der Vorrichtung weist als ersten Schritt auf, dass die Kennzeichnung zur Identifizierung der Vorrichtung zunächst als eine Kavität oder mehrere Kavitäten in das Halbleitersubstrat eingebracht oder als eine metallische Struktur aufgebracht wird. Hierbei werden für die Herstellung der Kavitäten physikalische und bzw. oder chemische Nass- und bzw. oder Trockenätzverfahren und bzw. oder Laserbearbeitungsverfahren eingesetzt. Im Falle von metallischen Strukturen werden diese mittels physikalischer und bzw. oder chemischer Beschichtungsverfahren aufgebracht. Anschließend wird die Kennzeichnung zur Identifizierung der Vorrichtung mit einer Überdeckung überdeckt, wobei die Überdeckung stoffschlüssig mit dem Halbleitersubstrat verbunden wird. Die abschließende Identifizierung der Kennzeichnung wird ausschließlich mit Messmethoden durchgeführt oder kann durchgeführt werden, die keine elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich verwenden.
  • Weiterhin kann die Oberfläche der ersten Überdeckung neben unterschiedlichen Strukturen (z.B. Kavitäten) auch unterschiedliche Topographien aufweisen, wodurch weitere Varianten der Kennzeichnung zur Identifizierung ausgebildet werden können. Dies bietet sich u.a. bei Interposern an, da die Verbindungen nicht durch die Kavitäten verlaufen können.
  • Dadurch, dass die Herstellung der Kennzeichnung zur Identifizierung der Vorrichtung durch die in der Industrie bereits eingesetzten Verfahren durchgeführt wird, wird die Integration des Herstellungsprozesses der Kennzeichnung in die bestehenden Prozesse erheblich erleichtert. Es wird je nach Anwendungsfall die passende Ausbildung der Kennzeichnung verwendet, um das Verfahren flexibel an die Gegebenheiten des bestehenden Prozesses anzupassen.
  • Das Verfahren ist dazu ausgebildet die bereits beschriebene Vorrichtung herzustellen, d.h. die bereits beschriebene Vorrichtung kann mit dem erläuterten Verfahren hergestellt werden.
  • Ausführungseispiele der Vorrichtung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend anhand der 1, 2 und 3 beschrieben. Wiederkehrendende Merkmale sind mit identischen Bezugszeichen versehen.
  • Es zeigen:
    • 1 einen schematischen Querschnitt durch eine Vorrichtung mit einer ersten Überdeckung,
    • 2 einen schematischen Querschnitt durch eine Vorrichtung mit einer ersten und einer zweiten Überdeckung und
    • 3 einen schematischen Querschnitt durch eine Vorrichtung mit einer ersten Überdeckung und einer zweiten strukturierten Überdeckung.
  • In 1 ist eine seitliche Querschnittsansicht einer Vorrichtung mit einer ersten Überdeckung 2 und einer in das Halbleitersubstrat 1 eingebrachten Kennzeichnung zur Identifizierung der Vorrichtung 3 dargestellt. Hierbei ist die Kennzeichnung 3 in dem Halbleitersubstrat 1 in Form von Kavitäten ausgebildet. Die erste Überdeckung 2 ist in diesem Fall entweder als Halbleitersubstrat oder Beschichtung ausgebildet und mit dem Halbleitersubstrat 1 stoffschlüssig verbunden.
  • Die Kennzeichnung zur Identifizierung der Vorrichtung 3 wird hier als Kavität durch den Einsatz von physikalischen oder chemischen Nass- oder Trockenätzverfahren oder Laserbearbeitungsverfahren in das Halbleitersubstrat 1 eingebracht. Hierbei ist für die Tiefe der Kavitäten kein bestimmter Wert vorgesehen. Jedoch werden Kavitäten je nach Anwendungsfall mit einer Tiefe von bis zu 20 % der Dicke des verwendeten Halbleitersubstrats 1 hergestellt. Vorzugsweise ist eine Tiefe von 10 % der Dicke vorgesehen. Auch für die Breite der Kavitäten ist kein bestimmter Wert vorgesehen. Typischerweise wird die Breite der Kavität in der Weise ausgebildet, dass ein Aspektverhältnis von maximal 30:1 nicht überschritten und eine Breite von 20 nm nicht unterschritten wird. Für die Ausbildung der Kennzeichnung als metallische Struktur können die Auflösungsgrenzen der im Stand der Technik befindlichen Lithografieverfahren genannt werden. Hierbei können die metallischen Strukturen bis hin zu den kleinst-möglichen Strukturbreiten ausgebildet werden.
  • Für die Ausbildung der Überdeckung 2 als Beschichtung wird typischerweise keine Mindestdicke vorgesehen. Das entscheidende Kriterium ist, dass die Kennzeichnung zur Identifizierung der Vorrichtung 3 vollständig bedeckt ist und für Messverfahren, die mit elektromagnetischen Wellen im sichtbaren Bereich arbeiten, nicht detektierbar ist. Das bedeutet, die Kennzeichnung zur Identifizierung der Vorrichtung 3 ist durch eine optische Inspektion mittels Lichtmikroskop auf der Oberfläche nicht erkennbar. Erst mit nicht-invasiven optischen Verfahren, wie beispielsweise. dem Durchleuchten des Substrats mittels Infrarotstrahlung kann die Kennzeichnung zur Identifizierung auslesbar gemacht werden und anschließend mittels Datenbankschnittstelle der sog. Primary Key (Primärschlüssel) abgefragt werden. Dadurch kann die Vorrichtung durch ihre Kennzeichnung zur Identifizierung 3, welche bereits im Halbleitersubstrat 1 implementiert ist, identifiziert werden.
  • In dieser und anderen Ausgestaltungen wird für die Beschichtung Silizium oder Siliziumdioxid verwendet. Die Beschichtung mit Silizium für vorzugsweise mittels Tauch- oder Pulverbeschichtung oder mittels CVD-Verfahren (engl. Chemical Vapor Deposition, deut. Chemische Gasphasenabscheidung) abgeschieden. Eine Schicht aus Siliziumdioxid kann sowohl mittels thermischer Oxidation oder durch ein CVD-Prozess abgeschieden werden.
  • In 2 ist der seitliche Querschnitt einer Vorrichtung mit einer Kennzeichnung zur Identifizierung der Vorrichtung 3 dargestellt. In dieser Ausführungsvariante wird eine zweite Überdeckung 4 mit der ersten Überdeckung 2 überdeckt, wobei die Kennzeichnung zur Identifizierung der Vorrichtung 3 in der zweiten Überdeckung 4 eingebracht ist. Hierbei kann die zweite Überdeckung 4 über die gesamte Dicke strukturiert werden. Dies ist allerdings nicht zwingend der Fall. Es sind keine bestimmten Werte für die Tiefen der Kavitäten in der zweiten Überdeckung 4 vorgesehen. Auch hier soll ein Aspektverhältnis von 30:1 bei einer minimalen Breite der Kavität von 20 nm nicht überschritten werden.
  • In dieser Ausführungsvarianten ist die Kennzeichnung zur Identifizierung der Vorrichtung 3 als Labeloder Strichcode ausgebildet, welcher nur durch Messmethoden identifiziert werden kann, die keine elektromagnetischen Wellen im sichtbaren Bereich verwenden. Beispielhaft kann der Barcode anhand von akustischen Wellen ausgelesen werden.
  • Außerdem kann der Label auch durch ein nicht-invasives, optisches Verfahren wie z.B. dem Durchleuchten des Halbleitersubstrats 1 mittels Infrarotstrahlung (IR) ausgelesen werden.
  • Weiterhin kann der Label auch in der Weise ausgebildet sein, dass die Kavitäten mit Werkstoffen verfüllt sind, die IR-Strahlung absorbieren (z.B. TiN, W, Al, Ni, dotiertes Poly-Si). Die Inspektionsmethode für solche Kennzeichnungen kann neben IR-Strahlung auch Röntgen-Strahlung sein.
  • Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung der Kennzeichnung zur Identifizierung der Vorrichtung 3 ist die, dass durch Laserablation Hohlräume erzeugt werden. Da der Bereich unter dem Laserspot aufgrund des Wärmeeintrags des Laserstrahls entfernt wird, können so die Kennzeichnungen zur Identifizierung der Vorrichtung 3 vergraben werden. Zudem können die Kennzeichnungen zur Identifizierung der Vorrichtung 3 durch Laser-Cracks erzeugt werden, die bspw. im Laser-Dicing-Verfahren zur Anwendung kommen.
  • Die beschriebene Ausführungsvariante kann z.B. in einen Verfahrensablauf zur Herstellung von BSOI-Wafern (Bonded Silicon on Insulator) integriert werden. BSOI-Wafer sind Spezialwafer die aus einem Trägersubstrat und einem Device Layer bestehen, wobei die beiden Substrate über eine Siliziumdioxidschicht (Burried Oxide - BOX) verbunden sind. BSOI-Wafer sind handelsübliche Substrate die für die MEMS (Micro-Electro-Mechanical-System) und CMOS (Complementary-Metal-Oxid-Semiconductor) Herstellung immer häufiger Verwendung finden, da sie speziell auf einen Anwendungsfall zugeschnittene und kundenspezifische gefertigt werden können. Typischerweise würde die Kennzeichnung zur Identifizierung der Vorrichtung 3 mittels eines der oben beschriebenen Verfahren in das Siliziumoxid eingebracht werden. Diese Schicht ist in 2 die zweite Überdeckung 4. Das verwendete Halbleitersubstrat 1 mit der zweiten bereits strukturierten Überdeckung 4 wird anschließend mit (im Falle von BSOI-Wafern) einem zweiten Wafer gebonded. Der zweite Wafer bezieht sich in diesem Fall auf die erste Überdeckung 2. Nach einem erfolgreichen Bondvorgang ist der Herstellungsvorgang des gekennzeichneten BSOI Wafers abgeschlossen.
  • Alternativ kann die Kennzeichnung zur Identifizierung der Vorrichtung 3 auch ohne BSOI- bzw. Bondverfahren in das Halbleitersubstrat 1 vergraben werden. Ein möglicher Ansatz hierbei ist das Einbringen von Kennzeichnung zur Identifizierung der Vorrichtung 3 in tieferliegende Ebenden des Halbleitersubstrats 1, wobei diese Bereiche wieder (beispielsweise mit einem für Strahlung im infraroten Wellenlängenbereich durchlässigen Material) überdeckt/verfüllt werden können.
  • In 3 ist ein Aufbau analog zu 2 zu sehen. Im Gegensatz zu 2 wird hier nach der Fertigstellung des z.B. BSOI Wafers die erste Überdeckung 2 zusätzlich strukturiert und eine zusätzliche Beschichtung 5 aufgebracht. Die beschriebene Strukturierung und Beschichtung 5 der ersten Überdeckung 2 stellt die Funktionalisierung der ersten Überdeckung 2 (z.B. eines gebondeten Wafers) dar. Hierbei ist denkbar, dass die Beschichtung 5 in der Weise aufgebracht wurde, dass diese eine sensorische Funktion erfüllen soll. Aber auch andere typische Anwendungsfälle wie Leiterbahnen, Sperrschichten oder passive Funktionen sind möglich.
  • Durch 3 wird gezeigt, dass die Vorrichtung mit einer Kennzeichnung zur Identifizierung der Vorrichtung 3 im Anschluss an die Fertigstellung der Vorrichtung mit den üblichen Prozessschritten ohne Einschränkung weiter bearbeitet werden kann. Die Herstellung eines beliebigen elektronischen Bauteils wird nicht beeinflusst, sodass keine Anpassung der Herstellungsverfahren notwendig ist.
  • Lediglich in den Ausführungsbeispielen offenbarte Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen können miteinander kombiniert und einzeln beansprucht werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 2155502 B1 [0007]

Claims (10)

  1. Vorrichtung mit einer Kennzeichnung zur Identifizierung (3) der Vorrichtung, wobei die Vorrichtung ein Halbleitersubstrat (1) mit mindestens einer auf einer äußeren Oberfläche des Halbleitersubstrats (1) angeordneten ersten Überdeckung (2) aufweist, wobei das Halbleitersubstrat (1) eine Kennzeichnung zur Identifizierung (3) aufweist, die von der ersten Überdeckung (2) überdeckt ist, die erste Überdeckung (2) stoffschlüssig mit dem Halbleitersubstrat (1) verbunden ist, und die Kennzeichnung zur Identifizierung (3) als eine Kavität oder mehrere Kavitäten in das Halbleitersubstrat (1) eingebracht und/oder als eine metallische Struktur auf das Halbleitersubstrat (1) aufgebracht ist, wobei die eine Kavität oder die mehreren Kavitäten durch physikalische oder chemische Nass- oder Trockenätzverfahren oder Laserbearbeitungsverfahren in das Halbleitersubstrat eingebracht sind und/oder die metallische Struktur mittels physikalischen oder chemischen Beschichtungsverfahren aufgebracht ist und die Kennzeichnung zur Identifizierung (3) ausschließlich mit Messmethoden identifizierbar ist, die keine elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich verwenden.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über einer zweiten Überdeckung (4) die erste Überdeckung (2) aufgebracht ist und die erste Überdeckung (2) mit der zweiten Überdeckung (4) und die zweite Überdeckung (4) mit dem Halbleitersubstrat (1) jeweils stoffschlüssig verbunden ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Überdeckung (2) und/oder die zweite Überdeckung (4) als eine Beschichtung oder als ein Halbleitersubstrat ausgebildet sind.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung aus Silizium oder Siliziumdioxid ausgebildet sind.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleitersubstrat (1) aus Silizium, Siliziumcarbid, Galliumarsenid oder Indiumphosphid ausgebildet ist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Kavität oder die mehreren Kavitäten teilweise oder vollständig verfüllt sind.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfüllung aus einem Oxid, einem Metall oder einem Dielektrikum ausgebildet ist.
  8. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennzeichnung zur Identifizierung (3) ein Label, ein Barcode, ein QR-Code, ein Wasserzeichen oder eine physikalisch unklonbare Funktion (PUF) ist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennzeichnung zur Identifizierung (3) durch akustische Wellen, Infrarotstrahlung oder Röntgenstrahlung identifizierbar ist.
  10. Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung mit einer Kennzeichnung zur Identifizierung (3), wobei die Kennzeichnung zur Identifizierung (3) als eine Kavität oder mehrere Kavitäten oder als metallische Struktur hergestellt wird und die Kennzeichnung zur Identifizierung (3) durch physikalische oder chemische Nass- oder Trockenätzverfahren oder Laserbearbeitungsverfahren in ein Halbleitersubstrat (1) eingebracht wird und/oder mittels physikalischen oder chemischen Beschichtungsverfahren auf das Halbleitersubstrat (1) aufgebracht wird und die Kennzeichnung zur Identifizierung (3) anschließend mit mindestens einer ersten Überdeckung (2) überdeckt wird, wobei die erste Überdeckung (2) mit dem Halbleitersubstrat (1) stoffschlüssig verbunden wird, wobei die Kennzeichnung zur Identifizierung (3) ausschließlich mit Messmethoden identifizierbar ist, die keine elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich verwenden.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030157762A1 (en) 2000-06-28 2003-08-21 Peterson Darin L. Method and apparatus for marking microelectronic dies and microelectronic devices
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Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030157762A1 (en) 2000-06-28 2003-08-21 Peterson Darin L. Method and apparatus for marking microelectronic dies and microelectronic devices
EP2155502B1 (de) 2007-06-01 2012-08-08 Giesecke & Devrient GmbH Datenträger mit sicherheitskennzeichnung
DE102019110191A1 (de) 2019-04-17 2020-10-22 Infineon Technologies Ag Package aufweisend einen Identifizierer auf und/oder in einem Träger

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