DE112013003193T5 - Halbleitergehäuse mit einem Luftdrucksensor - Google Patents

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Abstract

Ein Halbleitergehäuse, das einen Luftdrucksensor aufweist, sowie Verfahren zum Ausbilden eines Halbleitergehäuses, das einen Luftdrucksensor aufweist, sind beschrieben. Zum Beispiel umfasst ein Halbleitergehäuse eine Vielzahl von Aufbauschichten. Eine Kavität ist in einer oder mehreren der Aufbauschichten angeordnet. Ein Luftdrucksensor ist in der Vielzahl von Aufbauschichten angeordnet und umfasst die Kavität und eine über der Kavität angeordnete Elektrode. Außerdem sind verschiedene Ansätze zum Herstellen eines Halbleitergehäuses beschrieben, das einen hermetisch versiegelten Bereich aufweist.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Ausführungsformen der Erfindung betreffen das Gebiet von Halbleitergehäusen und insbesondere Halbleitergehäusen mit Luftdrucksensoren.
  • HINTERGRUND
  • Der heutige Unterhaltungselektronikmarkt erfordert häufig komplexe Funktionen, die sehr komplizierte Schaltungen erfordern. Das Skalieren auf immer kleinere Grundbausteine, wie beispielsweise Transistoren, hat mit jeder fortschreitenden Generation die Einbindung von noch komplizierteren Schaltungen auf einem einzelnen Nacktchip (Die) ermöglicht. Halbleitergehäuse werden verwendet, um einen IC-Chip (integrierte Schaltung) oder einen IC-Nacktchip zu schützen und auch um den Nacktchip mit einer elektrischen Schnittstelle mit externen Schaltungen auszustatten. Mit der steigenden Nachfrage nach kleineren elektronischen Bauelementen werden Halbleitergehäuse noch kompakter ausgelegt und müssen größere Schaltungsdichten unterstützen. Zum Beispiel verwenden heutzutage einige Halbleitergehäuse ein kernloses Substrat, das die dicke Harzkernschicht nicht aufweist, die typischerweise in herkömmlichen Substraten vorkommt. Des Weiteren führt die Nachfrage nach Bauelementen mit höherer Leistung zu einer Notwendigkeit für ein verbessertes Halbleitergehäuse, das ein dünnes Gehäuseprofil und eine niedrige Gesamtwölbung ermöglicht, die mit der nachfolgenden Montageabwicklung kompatibel ist.
  • Außerdem spielten in den vergangenen Jahren Mikrosystemstrukturen (microelectromechanical systems, MEMS) eine zunehmend wichtige Rolle bei Unterhaltungsprodukten. Zum Beispiel können MEMS-Bauelemente, wie Sensoren und Aktoren, in Produkten vorgefunden werden, deren Spektrum von Inertialsensoren für Airbag-Auslöser in Fahrzeugen bis Mikrospiegeln für Anzeigen in der Industrie der bildenden Künste und in jüngerer Zeit in mobilen Anwendungen, wie z. B. Luftdrucksensoren für Höhenerkennung, reicht. Da diese Technologien ihre Reife erreichen, ist auch die Nachfrage nach Präzision und Funktionalität der MEMS-Strukturen enorm gestiegen. Zum Beispiel kann eine optimale Arbeitsweise von der Fähigkeit abhängen, die Charakteristiken verschiedener Komponenten dieser MEMS-Strukturen genauestens einzustellen. Außerdem bestimmen häufig die Forderungen nach einer Konsistenz der Arbeitswiese der MEMS-Bauelemente (sowohl geräteintern als auch von Gerät zu Gerät), dass die zum Herstellen derartiger MEMS-Bauelemente eingesetzten Verfahren äußerst fortgeschritten sein müssen.
  • Obwohl die Skalierung der Gehäuse in der Regel als eine Reduzierung der Größe angesehen wird, wird ebenfalls eine Erweiterung der Funktionalität bei einer gegeben Fläche in Betracht gezogen. Jedoch können Probleme hinsichtlich der Struktur aufkommen, wenn der Versuch unternommen wird, einen Halbleiter-Nacktchip mit zusätzlicher Funktionalität zu häusen, die ebenfalls in dem Gehäuse beherbergt ist. Zum Beispiel kann die Hinzufügung von gehäusten MEMS-Bauelementen die Funktionalität erweitern, aber ständiges Verringern der Flächenverfügbarkeit in einem Halbleitergehäuse kann Hindernisse bei dem Hinzufügen derartiger Funktionalität bereitstellen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1A bis 1E stellen Querschnittsansichten von verschiedenen Abläufen in einem Verfahren zum Herstellen einer Referenzkavität unter Verwendung eines durchgehenden Durchkontaktierungsrings gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
  • 2A bis 2E stellen Querschnittsansichten von verschiedenen Abläufen in einem ersten Verfahren zum Herstellen einer strukturellen Unterstützung für eine Referenzkavität gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
  • 3A bis 3F stellen Querschnittsansichten von verschiedenen Abläufen in einem zweiten Verfahren zum Herstellen einer strukturellen Unterstützung für eine Referenzkavität gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Verbindung dar.
  • 4A bis 4C stellen Querschnittsansichten von verschiedenen Betriebszuständen eines Drucksensors, der eine darunterliegende Referenzkavität aufweist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Verbindung dar.
  • 5A stellt eine Querschnittsansicht und eine entsprechende Draufsicht auf einen Luftdrucksensor dar, der eine einzelne große Öffnung zu Umgebungsbedingungen hin aufweist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 5B stellt eine Querschnittsansicht und eine entsprechende Draufsicht auf einen Luftdrucksensor dar, der mehrere kleine Öffnungen zu Umgebungsbedingungen hin aufweist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 6A und 6B veranschaulichen schematische Darstellungen und Gleichungen zum Bestimmen analytischer Berechnungen zum Erfassen von Luftdruck auf eine kapazitive Weise gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 7A ist ein Diagramm der Kapazitätsänderung gegenüber negativer Druckdifferenz gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 7B ist ein Diagramm der Kapazitätsänderung gegenüber positiver Druckdifferenz gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 8 stellt eine Draufsicht und entsprechende Querschnittsansicht eines magnetisch betätigbaren Schwingbalken-Luftdrucksensors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
  • 9 veranschaulicht schematische Darstellungen und Gleichungen zum Bestimmen analytischer Berechnungen zum Erfassen von Luftdruck für einen magnetisch betätigbaren Schwingbalken-Luftdrucksensor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 10A ist ein Diagramm geschätzter Antwortfrequenz für einen magnetisch betätigbaren Luftdrucksensor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 10B ist ein Diagramm geschätzter Ansprechempfindlichkeit für einen magnetisch betätigbaren Luftdrucksensor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 11A bis 11P stellen Querschnittsansichten von verschiedenen Vorgängen in einem Prozessablauf unter Verwendung von Kupfernetzunterstützung für Laminierung von ABF oberhalb einer Referenzkavität gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Verbindung darstellten dar.
  • 12A bis 12Q stellen Querschnittsansichten von verschiedenen Vorgängen in einem Prozessablauf unter Verwendung einer dünnen Platte als Unterstützung der Laminierung von ABF oberhalb einer Referenzkavität gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Verbindung darstellten dar.
  • 13A bis 13T stellen Querschnittsansichten von verschiedenen Vorgängen in einem Prozessablauf zum Herstellen eines magnetisch betätigbaren Drucksensors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Verbindung darstellten dar.
  • 14 ist eine schematische Darstellung eines Computersystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Halbleitergehäuse mit Luftdrucksensoren werden beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche konkrete Einzelheiten, wie Gehäusearchitekturen dargelegt, um ein gründliches Verständnis von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bereitzustellen. Für einen Fachmann ist es offensichtlich, dass Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ohne diese konkreten Einzelheiten ausgeübt werden können. In anderen Fällen werden allgemein bekannte Merkmale, wie Design-Layouts von integrierten Schaltungen nicht ausführlich beschrieben, um Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht unnötigerweise zu verschleiern. Des Weiteren versteht es sich, dass die verschiedenen in den Figuren gezeigten Ausführungsformen veranschaulichende Repräsentationen und nicht zwangsläufig maßstabsgetreu gezeichnet sind.
  • Eine oder mehrere hier beschriebene Ausführungsformen betreffen Halbleitergehäuse, die darin eingebundene Mikrosystemstrukturen (MEMS-Strukturen) aufweisen. In einer derartigen Ausführungsform ist ein Luftdrucksensor in Gehäuse-Aufbauschichten angefertigt. Eine oder mehrere Ausführungsformen betreffen einen oder mehrere Luftdrucksensoren, Aufbauschichten-Häusungen ohne Kontaktierhügel (Bumpless Build-up Layer, BBUL), elektrostatische Sensoren, hermetische Versiegelung, magnetisch betätigte Sensoren oder MEMS-Technologien. Strukturen oder Bauelemente, die hier beschrieben werden, können Anwendungen in einem oder mehreren mobilen Produkten/Verbraucherprodukten finden, die BBUL-Technologie verwenden.
  • Eingebettete BBUL-Häusungstechnologie kann für Häusungstechnologie von mobilen Chips erwogen werden. Luftdrucksensoren sind für mobile Verbrauchergeräte wichtig, da sie genaue Höhenmessungen und barometrische Messung bereitstellen. Demzufolge ist in einer Ausführungsform ein Luftdrucksensor in einer oder mithilfe von BBUL-Technologie angefertigt. Als Vergleich sind herkömmliche Luftdrucksensoren in der Regel verhältnismäßig dick im Vergleich zu einem Silizium-Nacktchip. Das Einbetten von derartigen Sensoren in ein Gehäuse für einen Silizium-Nacktchip kann die Dicke und die Kosten des Gehäuses erhöhen, wodurch das Gesamtgehäuse an Attraktivität verliert. Außerdem verwenden auf MEMS basierende Luftdrucksensoren in der Regel eine hermetisch versiegelte Druckkammer, um einen Referenzluftdruck bereitzustellen. Demzufolge sind in einer Ausführungsform Luftdrucksensoren direkt in BBUL-Aufbauschichten angefertigt. Im Vergleich zum Einbetten von Silizium-basierten Drucksensoren, behält der hier beschriebene Ansatz eine äußerst dünne Eigenschaft von BBUL und mildert außerdem Kosten, die mit separat hergestellten Luftdrucksensoren verbunden sind
  • Somit zielen hier beschriebene Ausführungsformen auf das Ausformen oder Anfertigen von Luftdrucksensoren oder anderer MEMS-Bauelemente unter Verwendung von Häusungsaufbauschichten ab. Es versteht sich, dass eine Herausforderung der Verwendung derartiger Aufbauschichten-Technologie für Luftdrucksensoren kann eine Notwendigkeit für die Herstellung eines hermetisch versiegelten Gehäuses sein. Aufgrund der porösen Eigenschaft von herkömmlichen Aufbauschichten aus einem Ajinomoto-Aufbaufilm (Ajinomoto build-up film, ABF) (oder anderer ähnlichen laminierten Materialien) sind laminierte ABF-Schichten möglicherweise für ein Ausbilden einer Luftdruckkavität nicht geeignet. Um derartige Probleme anzugehen, wird in einer Ausführungsform ein kupferner Durchkontaktierungsring verwendet, um ein hermetisch versiegeltes Gehäuse für den Referenzluftdruck auszubilden. Die obere Fläche des versiegelten Gehäuses fungiert als eine Membran und bildet die untere Elektrode für die elektrostatische Erfassungsvorrichtung.
  • Wenn sich der Luftdruck der Umgebung ändert, ändert sich in dieser Anordnung die erfasste Kapazität zwischen den zwei Elektroden. Eine hinreichende Empfindlichkeit kann für die interessierenden Bereiche für Verbraucherprodukte erzielt werden. In einer Ausführungsform ist ein Verfahren mit einem „durchgehenden Durchkontaktierungsring” für andere MEMS-Anwendungen anpassbar, die eine Referenzluftkavität oder eine hermetische Versiegelung von Strukturen erfordern.
  • Folglich kann ein durchgehender Durchkontaktierungsring für auf MEMS basierende Häusungen angefertigt werden. Zum Beispiel stellen 1A bis 1E Querschnittsansichten von verschiedenen Vorgängen in einem Verfahren zum Herstellen einer Referenzkavität unter Verwendung eines durchgehenden Durchkontaktierungsrings gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Ein derartiger Ansatz kann verwendet werden, wo es schwierig ist, aufgrund der Porosität des ABF-Materials eine versiegelte Kavität für einen Drucksensor unter Verwendung von lediglich ABF auszubilden.
  • Unter Bezugnahme auf 1A ist ein Stapel 100 bereitgestellt, der eine erste isolierende Laminatschicht 102, eine Metallisierungsschicht 104 (z. B. eine kupferne Metallisierungsschicht) und eine zweite isolierende Laminatschicht 106 umfasst. Durchkontaktierungen 108 (z. B. kupferne Durchkontaktierungen) sind durch die zweite isolierende Laminatschicht 106 in Kontakt mit der Metallisierungsschicht 104 ausgebildet, wodurch eine Grundlage für einen „durchgehenden Durchkontaktierungsring” gebildet wird, wie in 1B dargestellt. Unter Bezugnahme auf 1C wird eine Kavität 110 in der zweiten isolierenden Laminatschicht 106 zwischen den Durchkontaktierungen 108 ausgebildet, wobei die Metallisierungsschicht 104 z. B. durch einen Sauerstoffplasma-Ätzprozess freigelegt wird. Eine dritte isolierende Laminatschicht 112 wird dann über der Struktur von 1C ausgebildet, wie in 1D dargestellt. Unter Bezugnahme auf 1E wird ein durchgehender Durchkontaktierungsring erzeugt, indem zweite Durchkontaktierungen 114 in der dritten isolierenden Laminatschicht 112 ausgebildet werden und indem eine obere Membran-Metallisierungsschicht 116, z. B. eine kupferne Membran-Metallisierungsschicht, über der dritten isolierenden Laminatschicht 112 ausgebildet wird. In einer Ausführungsform bilden der kupferne durchgehende Durchkontaktierungsring (aus den Durchkontaktierungen 108 und 112) sowie die obere kupferne Metallisierung 116 und die untere kupferne Metallisierung 104 eine hermetische Versiegelung über der Luftdruckkavität 110. Es versteht sich, dass, obwohl durchgehend Kupfer besprochen wird, andere ähnliche Metalle stattdessen verwendet werden können. Die hier beschriebenen isolierenden Laminatschichten können sich in einer Ausführungsform auf abwechselnd leitfähige und dielektrische Schichten beziehen, wobei die Letzteren z. B. ABF oder ABF-artig sind.
  • Strukturelle Unterstützung für die ABF-Beschichtung kann nötig sein, da die große Fläche der Kavität 110 Beschichtungsprobleme verursachen kann und während des Beschichtungsprozesses einstürzen kann. Somit können Bemühungen unternommen werden, um einen Einsturz der Kavität in einem Aufbauschichtenprozess zu verhindern. Als ein erstes Beispiel stellen 2A bis 2E Querschnittsansichten von verschiedenen Abläufen in einem ersten Verfahren zum Herstellen einer strukturellen Unterstützung für eine Referenzkavität gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
  • Unter Bezugnahme auf 2A ist ein Stapel 200 bereitgestellt, der eine erste isolierende Laminatschicht 202, eine Metallisierungsschicht 204 (z. B. eine kupferne Metallisierungsschicht) und eine zweite isolierende Laminatschicht 206 umfasst. Durchkontaktierungen 208 (z. B. Kupferdurchkontaktierungen) sind durch die zweite isolierende Laminatschicht 206 in Kontakt mit der Metallisierungsschicht 204 ausgebildet. Außerdem ist ein Netzmuster 209 ausgebildet, wie in 2B dargestellt. Unter Bezugnahme auf 2C ist eine Kavität 210 unterhalb des Netzmusters 209, z. B. mithilfe eines Sauerstoffplasma-Ätzverfahrens, ausgebildet. Eine dritte isolierende Laminatschicht 212 wird dann über der Struktur von 2C ausgebildet, wie in 2D dargestellt. Unter Bezugnahme auf 2E wird ein durchgehender Durchkontaktierungsring erzeugt, indem zweite Durchkontaktierungen 214 in der dritten isolierenden Laminatschicht 212 ausgebildet werden und indem eine obere Membran-Metallisierungsschicht 216, z. B. eine kupferne Membran-Metallisierungsschicht, über der dritten isolierenden Laminatschicht 212 ausgebildet wird. In einer Ausführungsform bilden der kupferne durchgehende Durchkontaktierungsring (aus den Durchkontaktierungen 208 und 212) sowie die obere kupferne Metallisierung 216 und die untere kupferne Metallisierung 204 eine hermetische Versiegelung über der Luftdruckkavität 210. In einer Ausführungsform wird die Kavität 210 durch das darüberliegende Netzmuster 209 strukturell unterstützt.
  • Als ein zweites Beispiel stellen 3A bis 3F Querschnittsansichten von verschiedenen Abläufen in einem zweiten Verfahren zum Herstellen einer strukturellen Unterstützung für eine Referenzkavität gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Unter Bezugnahme auf 3A ist ein Stapel 300 bereitgestellt, der eine erste isolierende Laminatschicht 302, eine Metallisierungsschicht 304 (z. B. eine kupferne Metallisierungsschicht) und eine zweite isolierende Laminatschicht 306 umfasst. Durchkontaktierungen 308 (z. B. Kupferdurchkontaktierungen) werden durch die zweite isolierende Laminatschicht 306 in Kontakt mit der Metallisierungsschicht 304 gebildet, wie in 3B dargestellt. Unter Bezugnahme auf 3C wird eine Kavität 310, z. B mithilfe eines Sauerstoffplasma-Ätzverfahrens, gebildet. Eine dünne Platte 311, z. B. eine dünne Polymer- oder Metallplatte wird dann über der Kavität 310 ausgebildet oder angeordnet, wie in 3D dargestellt. Unter Bezugnahme auf 3E wird dann eine dritte isolierende Laminatschicht 312 über der Struktur von 3D gebildet. Ein durchgehender Durchkontaktierungsring wird erzeugt, indem zweite Durchkontaktierungen 314 in der dritten isolierenden Laminatschicht 312 ausgebildet werden und indem eine obere Membran-Metallisierungsschicht 316, z. B. eine kupferne Membran-Metallisierungsschicht, über der dritten isolierenden Laminatschicht 312 ausgebildet wird. In einer Ausführungsform bilden der kupferne durchgehende Durchkontaktierungsring (aus den Durchkontaktierungen 308 und 312) sowie die obere kupferne Metallisierung 316 und die untere kupferne Metallisierung 304 eine hermetische Versiegelung über der Luftdruckkavität 310. In einer Ausführungsform wird die Kavität 310 durch die darüberliegende dünne Platte 311 strukturell unterstützt. In einer derartigen Ausführungsform weist die dünne Platte 311 eine höhere Glasübergangstemperatur (Tg) auf als die ABF-Härtetemperatur auf, so dass die Platte eine mechanische Abschirmung während der ABF-Beschichtung bereitstellen kann. In einer Ausführungsform weist die dünne Platte 311 eine gewisse Adhäsion oder Haftreibung gegenüber Kupfer auf, um es zu ermöglichen, dass die Platte während der ABF-Beschichtung in Position befestigt ist. Die Versiegelung muss jedoch nicht ideal sein, da auf die angefertigte Kupfermembran hinsichtlich der Hermetizität Verlass ist.
  • Ein kapazitiver Drucksensor kann derart angefertigt werden, dass er eine Referenzkavität umfasst, wie vorstehend beschrieben. Zum Beispiel stellen 4A bis 4C Querschnittsansichten von verschiedenen Betriebszuständen eines Drucksensors dar, der eine darunterliegende Referenzkavität aufweist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Verbindung.
  • Unter Bezugnahme auf 4A wird ein Luftdrucksensor 400 aus aufgehängten Merkmalen 402 (z. B. aufgehängten Kupfermerkmalen) und Elektroden 404 (z. B. Kupferelektroden), die oberhalb einer Referenzkavität 410 ausgebildet sind, ausgebildet. Als ein Beispiel wird die Referenzkavität 410 auf der Grundlage der Struktur von 1E ausgebildet (wie in 4A dargestellt), aber sie könnte ebenfalls auf der Grundlage von Strukturen wie jenen, die in 2E oder 3F dargestellt sind, ausgebildet sein. Der Luftdrucksensor 400 ist in der Lage, einen Umgebungsluftdruck 420 mit einem Referenzluftdruck 422 durch kapazitive Kopplung (C) zu vergleichen, wie durch die Pfeile in 4A bis 4C dargestellt.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf 4A basiert die kapazitive Kopplung (C) auf dem Abstand zwischen dem aufgehängten Element 402 und der darunterliegenden Struktur, die oberhalb der Referenzkavität 410 ausgebildet ist. Im Falle von 4A ist der Umgebungsluftdruck 420 dem Referenzluftdruck 422 gleich, und das System befindet sich gewissermaßen in Ruhe, wobei ein Abstand 430 zwischen dem aufgehängten Element 402 und der darunterliegenden Struktur, die oberhalb der Referenzkavität 410 ausgebildet ist, im Wesentlichen der Fertigungshöhe der zwei Schichten entspricht. Unter Bezugnahme auf 4B ist der Umgebungsluftdruck 420 größer als der Referenzluftdruck 422, und der Abstand 430 zwischen dem aufgehängten Element 402 und der darunterliegenden Struktur, die oberhalb der Referenzkavität 410 ausgebildet ist, ist größer als die Fertigungshöhe der zwei Schichten. Unter Bezugnahme auf 4C ist der Umgebungsluftdruck 420 kleiner als der Referenzluftdruck 422, und der Abstand 434 zwischen dem aufgehängten Element 402 und der darunterliegenden Struktur, die oberhalb der Referenzkavität 410 ausgebildet ist, ist kleiner ist die Fertigungshöhe der zwei Schichten. Somit kann in einer Ausführungsform ein barometrischer Drucksensor unter Verwendung einer Referenzkavität gefertigt werden. Die Differenz zwischen dem Umgebungsluftdruck und dem Referenzluftdruck wird durch eine Auslenkung nach oben oder nach unten der „Membran” erfasst, die derart ausgebildet ist, dass sie Referenzkavität umfasst. Die erfasste Kapazität spiegelt die Größe der Auslenkung der Membran nach oben oder nach unten wider.
  • Verschiedene Konfigurationen können möglich sein, um eine Öffnung an einem Luftdrucksensor auszubilden. In einem ersten Beispiel stellt 5A eine Querschnittsansicht und eine entsprechende Draufsicht auf einen Luftdrucksensor dar, der eine einzelne große Öffnung zu Umgebungsbedingungen hin aufweist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf 5A ist ein Luftdrucksensor 500A derart ausgebildet, dass er eine steife obere Schicht/Elektrode 502A, eine flexible untere Schicht/Elektrode 504A und einen Referenzluftspalt 506A umfasst. Als ein Beispiel ist der Luftdrucksensor 500A auf der Grundlage der Struktur von 1E, z. B. als Struktur 400 von 4A (wie in 5A dargestellt) angefertigt, aber er könnte ebenfalls auf der Grundlage von Strukturen wie jenen, die in 2E oder 3F dargestellt sind, ausgebildet sein. Eine einzelne Öffnung 550A ist enthalten, um die flexible untere Schicht/Elektrode 504A freizulegen, wie in beiden Ansichten von 5A dargestellt.
  • In einem zweiten Beispiel stellt 5B eine Querschnittsansicht und eine entsprechende Draufsicht auf einen Luftdrucksensor dar, der mehrere kleine Öffnungen zu Umgebungsbedingungen hin aufweist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf 5B ist ein Luftdrucksensor 500B derart ausgebildet, dass er eine steife obere Schicht/Elektrode 502B, eine flexible untere Schicht/Elektrode 504B und einen Referenzluftspalt 506B umfasst. Als ein Beispiel ist der Luftdrucksensor 500B auf der Grundlage der Struktur von 1E, z. B. als Struktur 400 von 4A (wie in 5B dargestellt) angefertigt, aber er könnte ebenfalls auf der Grundlage von Strukturen wie jenen, die in 2E oder 3F dargestellt sind, ausgebildet sein. Eine Vielzahl von Öffnungen 550B ist enthalten, um die flexible untere Schicht/Elektrode 504B freizulegen, wie in beiden Ansichten von 5B dargestellt.
  • Wie unter Bezugnahme auf 4A bis 4C beschrieben, kann eine erfasste Kapazität auf einer Membranbewegung in einem Luftdrucksensor basieren. 6A und 6B veranschaulichen schematische Darstellungen und Gleichungen zum Bestimmen analytischer Berechnungen zum Erfassen von Luftdruck auf eine kapazitive Weise gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Insbesondere kann ein analytischer Ansatz entwickelt werden, um die Empfindlichkeit und den Bereich des Luftdrucksensors zu gestalten. Unter Bezugnahme auf 6A wird es für derartige Einschätzungen angenommen, dass ein Luftdrucksensor 600 eine obere Elektrode 602, die steif ist, und eine untere Elektrode 604, die flexibel ist, umfasst. Eine Kapazität (C) wird zwischen 602 und 604 erfasst. Die maximale Membranverformung wird geschätzt und die Verformungsform der Membran wird derart approximiert, dass sie pyramidal ist. Die Gesamtkapazität ist die Integralsumme jeder einzelnen Kapazität dC. Unter Bezugnahme auf 6B wird quadratische Membranauslenkung mithilfe von 606 bestimmt. Die Membranauslenkung wird durch eine Pyramidenoberfläche approximiert. Die Kapazität dC wird entlang der Länge und der Breite des Kondensators mithilfe von 608 integriert. Die Gesamtkapazität 614 dann unter Verwendung von 610 und 612 bestimmt.
  • Eine geschätzte Reaktion eines kapazitiven Luftdrucksensors kann somit bereitgestellt werden. Als ein Beispiel ist 7A ein Diagramm 700 einer Kapazitätsänderung gegenüber negativer Druckdifferenz, während 7B ein Diagramm 702 einer Kapazitätsänderung gegenüber positiver Druckdifferenz gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist Die geschätzten Reaktionskurven für verschiedene Sensorgrößen unter Verwendung standardisierten BBUL-Prozessbedingungen umfassen tSpalt = 10 um, t = 15 um, b = 1 mm, 1,2 mm, 1,4 mm, 1,5 mm. Für mobile Anwendungen eines barometrischen Drucksensors beträgt in einer Ausführungsform der Zielbereich ungefähr 0,5 atm bis 1 atm (ungefähr 50 kPa bis 100 kPa) bei einer erfassbaren Mindestempfindlichkeit von 50 Pa bis 100 Pa. In einer Ausführungsform sind unter Bezugnahme auf 7A und 7B eine hinreichende Empfindlichkeit und ein hinreichender Bereich mit einer 1,5 mm × 1,5 mm Membran erzielt.
  • Ein magnetisch betätigbarer Balken kann in Verbindung mit einem vorstehend beschriebenen Luftdrucksensor verwendet werden. Zum Beispiel stellt 8 eine Draufsicht und eine entsprechende Querschnittsansicht eines magnetisch betätigbaren Schwingbalken-Luftdrucksensors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Unter Bezugnahme auf 8 umfasst ein magnetisch betätigbares Schwingbalken-Luftdrucksensor 800 eine Membran 802, Schwingbalken 804 und einen eingebetteten Magnet 806. Die Schwingbalken werden durch ein Zusammenwirken eines Wechselstroms (AC-Stroms) mit dem Permanentmagnet betätigt. In der in 8 dargestellten Konfiguration verwandelt sich eine Membranauslenkung, die wegen einer Differenz von Luftdruck entsteht, in eine Z-Verschiebung, was Zugspannung an den Schwingbalken anlegt und die Resonanzfrequenz erhöht. Im Allgemeinen versteht es sich, dass Strukturen empfindlicher gegenüber Änderungen bei Resonanzfrequenz sein können, und daher eine höhere Empfindlichkeit in einer derartigen Konfiguration aufweisen können.
  • 9 stellt schematische Darstellungen und Gleichungen zum Bestimmen analytischer Berechnungen zum Erfassen von Luftdruck für einen magnetisch betätigbaren Schwingbalken-Luftdrucksensor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Unter Bezugnahme auf 9 ist die maximale Membranauslenkung durch 902 gegeben, wie das der Fall für 6A und 6B war. Die Membranauslenkung erzeugt eine Z-Änderung, was Zugspannung an die Schwingbalken anlegt, wie in 904 dargestellt. Ein analytischer Ansatz wird verwendet, um die Empfindlichkeit und den Bereich des magnetisch betätigbaren Luftdrucksensors zu modellieren. Es wird angenommen, dass die Änderung der Membranhöhe zu einer Änderung der Balkenlänge beiträgt, was in Balkenverspannung und eine erhöhte Balkenresonanzfrequenz umgesetzt wird. Bei der Analyse von 9 wird unter Verwendung von Gleichungen 906, 908, 910, 912 und 914 angenommen, dass der Balken in der y-Richtung schwingt, doch prinzipiell kann ein beliebiger Schwingmodus verwendet werden.
  • Eine Reaktion kann für einen magnetisch betätigbaren Luftdrucksensor eingeschätzt werden. Zum Beispiel ist 10A ein Diagramm 1000 einer geschätzten Antwortfrequenz (Hz), während 10B ein Diagramm 1002 einer geschätzten Ansprechempfindlichkeit (ΔHz/Pa) für einen magnetisch betätigbaren Luftdrucksensor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist. Unter Bezugnahme auf 10A und 10B sind die geschätzten Antwortkurven für verschiedene Sensorgrößen unter Verwendung standardisierten BBUL-Prozessbedingungen dargestellt, d. h. tSpalt = 10 um, t = 15 um, b = 1 mm, 1,2 mm, 1,4 mm, 1,5 mm. Für mobile Anwendungen eines barometrischen Drucksensors beträgt in einer Ausführungsform der Zielbereich ungefähr 0,5 atm bis 1 atm (ungefähr 50 kPa bis 100 kPa) bei einer erfassbaren Mindestempfindlichkeit von 50 Pa bis 100 Pa. Balkenlänge beträgt 1000 um und Balkenresonanzfrequenz beträgt ungefähr 15000 Hz. Bei einer 1,5 mm × 1,5 mm Membran überträgt sich in einer Ausführungsform eine Änderung um 50 Pa auf eine Frequenzänderung von mehr als 1 Hz, was eine hinreichende Empfindlichkeit für bestimmte Anwendungen darstellt.
  • Ein gehäustes MEMS-Bauelement, wie z. B. ein Luftdrucksensor, kann auf eine Vielzahl von Häusungsmöglichkeiten gehaust werden. In einem ersten Beispiel stellen 11A bis 11P Querschnittsansichten von verschiedenen Vorgängen in einem Prozessablauf unter Verwendung von Kupfernetzunterstützung für Beschichtung von ABF oberhalb einer Referenzkavität gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Verbindung darstellten dar. Unter Bezugnahme auf 11A wird ein Nacktchip 1102 (der einen Verstärker usw. umfassen kann) auf einem dünnen Substrat 1104 (z. B. Silizium usw.) in der Nähe einer Elektrode 1106 (z. B. einer Kupferelektrode) oberhalb eines Metallhalters 1100 (z. B. eines Kupferhalters) angeordnet. Eine organische dielektrische Laminatschicht 1108 wird oberhalb der Struktur von 11A angeordnet, wie in 11B dargestellt. Unter Bezugnahme auf 11C wird ein Bohren von Durchkontaktierungslöchern und Metallisieren durchgeführt, um Durchkontaktierungen 1110 und Kupferschicht 1112 bereitzustellen (erneut kann ein geeignetes, von Kupfer verschiedenes Metall verwendet werden, wo immer auf Kupfer Bezug genommen wird). Eine Fotolackschicht 1114 wird dann ausgebildet und strukturiert, um empfindliche Bereiche zu schützen, wie in 11D dargestellt. Unter Bezugnahme auf 11E wird dann Sauerstoffplasma-Freisetzung durchgeführt, um einen Abschnitt der organischen dielektrischen Schicht 1108 zu entfernen und eine Struktur 1116 freizusetzen. Ein Fotolackabziehen wird dann durchgeführt, um die Schicht 1112 erneut freizulegen, wie in 11F dargestellt. Unter Bezugnahme auf 11G wird dann eine Beschichtung einer organischen dielektrischen Schicht 1118 durchgeführt. Bohren von Durchkontaktierungen und Metallisieren wird dann durchgeführt, um Durchkontaktierungen 1120 und die Kupferschicht 1122 bereitzustellen, wie in 11H dargestellt. Unter Bezugnahme auf 11I wird dann eine organische Schicht 1124 auf der Struktur von 11H aufgeschichtet. Bohren von Durchkontaktierungen und Metallisieren wird erneut durchgeführt, um Durchkontaktierungen 1126 und Kupferschicht 1128 bereitzustellen, wie in 11J dargestellt. Außerdem wird eine Kupfernetzstruktur 1130 zur Beschichtungsunterstützung metallisiert. Unter Bezugnahme auf 11K wird eine Fotolackschicht 1132 gebildet und strukturiert, um empfindliche Bereiche zu schützen. Eine Sauerstoffplasma-Freisetzung wird dann durchgeführt, um die Struktur 1134 freizusetzen, wie in 11L dargestellt. Unter Bezugnahme auf 11M wird dann die Fotolackschicht 1132 abgezogen, wodurch Schicht 1128 erneut freigelegt wird. Laminieren einer weiteren Isolierschicht 1136 wird dann oberhalb der Struktur von 11M durchgeführt, wie in 11N dargestellt. Unter Bezugnahme auf 11O wird Bohren von Durchkontaktierungen und Metallisieren durchgeführt, um Durchkontaktierungen 1138 und Kupferschicht 1140 bereitzustellen. Der Kupferhalter 1100 wird dann entfernt, wie in 11P dargestellt. Eine Referenzkavität 1150 und ein Kondensator 1152 sind somit ausgebildet.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf 11P kann die dargestellte Struktur als ein vollständiges Gehäuse für den darin enthaltenen Halbleiter-Nacktchip betrachtet werden. Jedoch kann bei bestimmten Implementierungen eine Anzahl von externen Kontakten (z. B. BGA-Kontakten) fakultativ oberhalb oder unterhalb der in 11P dargestellten Struktur ausgebildet werden. Die resultierende Struktur kann dann mit einer Leiterplatte (PCB) oder einer ähnlichen Aufnahmefläche gekoppelt werden.
  • In einem zweiten Beispiel stellen 12A bis 12Q Querschnittsansichten von verschiedenen Vorgängen in einem Prozessablauf unter Verwendung einer dünnen Platte als Unterstützung der Laminierung von ABF oberhalb einer Referenzkavität gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Verbindung dar.
  • Unter Bezugnahme auf 12A wird ein Nacktchip 1202 (der einen Verstärker usw. umfassen kann) auf einem dünnen Substrat 1204 (z. B. Silizium usw.) in der Nähe einer Elektrode 1206 (z. B. einer Kupferelektrode) oberhalb eines Metallhalters 1200 (z. B. eines Kupferhalters) angeordnet. Eine organische dielektrische Laminatschicht 1208 wird dann oberhalb der Struktur von 12A angeordnet, wie in 12B dargestellt. Unter Bezugnahme auf 12C wird Bohren von Durchkontaktierungen und Metallisieren durchgeführt, um Durchkontaktierungen 1210 und Kupferschicht 1212 bereitzustellen. Eine Fotolackschicht 1214 wird dann ausgebildet und strukturiert, um empfindliche Bereiche zu schützen, wie in 12D dargestellt. Unter Bezugnahme auf 12E wird dann Sauerstoffplasma-Freisetzung durchgeführt, um einen Abschnitt der organischen dielektrischen Schicht 1208 zu entfernen und eine Struktur 1216 freizusetzen. Ein Fotolackabziehen wird dann durchgeführt, um die Schicht 1212 erneut freizulegen, wie in 12F dargestellt. Unter Bezugnahme auf 12G wird dann eine Beschichtung einer organischen dielektrischen Schicht 1218 durchgeführt. Bohren von Durchkontaktierungen und Metallisieren wird dann durchgeführt, um Durchkontaktierungen 1220 und die Kupferschicht 1222 bereitzustellen, wie in 12H dargestellt. Unter Bezugnahme auf 12I wird dann eine organische Schicht 1224 (z. B. ABF) auf der Struktur von 12H laminiert. Bohren von Durchkontaktierungen und Metallisieren wird erneut durchgeführt, um Durchkontaktierungen 1226 und Kupferschicht 1228 bereitzustellen, wie in 12J dargestellt. Unter Bezugnahme auf 12K wird eine Fotolackschicht 1230 gebildet und strukturiert, um empfindliche Bereiche zu schützen. Eine Sauerstoffplasma-Freisetzung wird dann durchgeführt, um die Struktur 1232 freizusetzen, wie in 12L dargestellt. Unter Bezugnahme auf 12M wird dann die Fotolackschicht 1230 abgezogen, wodurch Schicht 1228 erneut freigelegt wird. Ein Bestückungsansatz wird dann durchgeführt, um eine dünne Platte 1234 bereitzustellen, wie in 12N dargestellt. Unter Bezugnahme auf 12O wird dann Aufschichten einer weiteren Isolatorschicht 1236 oberhalb der Struktur von 12N durchgeführt. Bohren von Durchkontaktierungen und Metallisieren wird durchgeführt, um Durchkontaktierungen 1238 und Kupferschicht 1240 bereitzustellen, wie in 12P dargestellt. Unter Bezugnahme auf 12Q wird dann die Kupferschicht 1200 entfernt. Eine Referenzkavität 1250 und ein Kondensator 1252 sind somit ausgebildet.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf 12Q kann die dargestellte Struktur als ein vervollständigtes Gehäuse für den darin enthaltenen Halbleiter-Nacktchip betrachtet werden. Jedoch kann bei bestimmten Implementierungen eine Anzahl von externen Kontakten (z. B. BGA-Kontakten) fakultativ oberhalb oder unterhalb der in 12Q dargestellten Struktur ausgebildet werden. Die resultierende Struktur kann dann mit einer Leiterplatte (PCB) oder einer ähnlichen Aufnahmefläche gekoppelt werden.
  • In einem dritten Beispiel stellen 13A bis 13T Querschnittsansichten von verschiedenen Vorgängen in einem Prozessablauf zum Herstellen eines magnetisch betätigbaren Drucksensors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Verbindung dar.
  • Unter Bezugnahme auf 13A wird ein Nacktchip 1302 (der einen Verstärker usw. umfassen kann) auf einem dünnen Substrat 1304 (z. B. Silizium usw.) in der Nähe eines Magnets 1306 oberhalb eines Metallhalters 1300 (z. B. eines Kupferhalters) angeordnet. Eine organische dielektrische Laminatschicht 1308 wird dann oberhalb der Struktur von 13A angeordnet, wie in 13B dargestellt. Unter Bezugnahme auf 13C wird Bohren von Durchkontaktierungslöchern und Metallisieren durchgeführt, um Durchkontaktierungen 1310 und Kupferschicht 1312 bereitzustellen. Eine organische dielektrische Laminatschicht 1314 wird dann oberhalb der Struktur von 13C angeordnet, wie in 13D dargestellt. Unter Bezugnahme auf 13E wird Bohren von Durchkontaktierungslöchern und Metallisieren durchgeführt, um Durchkontaktierungen 1316 und Kupferschicht 1318 bereitzustellen. Eine Fotolackschicht 1320 wird dann ausgebildet und strukturiert, um empfindliche Bereiche zu schützen, wie in 13F dargestellt. Unter Bezugnahme auf 13G wird dann Sauerstoffplasma-Freisetzung durchgeführt, um einen Abschnitt der organischen dielektrischen Schicht 1314 zu entfernen und Struktur 1322 freizusetzen. Fotolackabziehen wird dann durchgeführt, um die Schicht 1318 erneut freizulegen, wie in 13H dargestellt. Unter Bezugnahme auf 13I kann eine dünne Metallplatte 1324 fakultativ zum Unterstützen bereitgestellt werden, oder es kann alternativ eine Netzstruktur gebildet werden. Unter Bezugnahme auf 13J wird dann eine Aufschichtung einer organischen dielektrischen Schicht 1326 durchgeführt. Bohren von Durchkontaktierungen und Metallisieren wird dann durchgeführt, um Durchkontaktierungen 1328 und die Kupferschicht 1330 bereitzustellen, wie in 13K dargestellt. Unter Bezugnahme auf 13L wird dann eine organische dielektrische Schicht 1332 (z. B. ABF) auf der Struktur von 13K laminiert. Bohren von Durchkontaktierungen und Metallisieren wird erneut durchgeführt, um Durchkontaktierungen 1334 und Kupferschicht 1336 bereitzustellen, wie in 13M dargestellt. Außerdem kann (obwohl es nicht dargestellt ist) eine Leiterbahnen-Schicht, die Schwingbalken-Spulen umfasst, während dieses Prozessvorgangs ausgebildet werden. Unter Bezugnahme auf 13N wird dann eine organische dielektrische Schicht 1338 auf der Struktur von 13M laminiert. Bohren von Durchkontaktierungen und Metallisieren wird erneut durchgeführt, um Durchkontaktierungen 1340 und Kupferschicht 1342 bereitzustellen, wie in 13O dargestellt. Dieser Vorgang kann verwendet werden, wenn z. B. Stütznetz ausgebildet werden soll. In einem solchen Fall wird Plattenschutznetz als eine fakultative strukturelle Unterstützung ausgebildet und an mehreren Positionen, die nicht von der MEMS-Struktur belegt sind, verankert. Unter Bezugnahme auf 13P wird eine Fotolackschicht 1344 gebildet und strukturiert, um empfindliche Bereiche zu schützen. Eine Sauerstoffplasma-Freisetzung wird dann durchgeführt, um die Struktur 1346 freizusetzen, wie in 13Q dargestellt. Unter Bezugnahme auf 13R wird dann die Fotolackschicht 1344 abgezogen, wodurch Schicht 1342 erneut freigelegt wird. Unter Bezugnahme auf 13S wird dann eine Aufschichtung einer weiteren Isolatorschicht 1348 oberhalb der Struktur von 13R durchgeführt. Der Kupferhalter 1300 wird dann entfernt, wie in 13T dargestellt. Eine Referenzkavität 1350 und ein Kondensator 1352 werden somit zusammen mit dem eingebetteten Magnet 1306 ausgebildet.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf 13T kann die dargestellte Struktur als ein vervollständigtes Gehäuse für den darin enthaltenen Halbleiter-Nacktchip betrachtet werden. Jedoch kann bei bestimmten Implementierungen eine Anzahl von externen Kontakten (z. B. BGA-Kontakten) fakultativ oberhalb oder unterhalb der in 13T dargestellten Struktur ausgebildet werden. Die resultierende Struktur kann dann mit einer Leiterplatte (PCB) oder einer ähnlichen Aufnahmefläche gekoppelt werden.
  • Unter Bezugnahme auf 11A bis 11P, 12A bis 12Q und 13A bis 13T kann ein Luftdrucksensor in BBUL-Schichten angefertigt werden. Die BBUL-Schicht kann ein Abschnitt eines größeren BBUL-Systems sein. Im Allgemeinen ist BBUL eine Prozessorhäusungstechnologie, die frei von Kontaktierhügeln ist, da sie die typischen kleinen Lothügel zum Anbringen des Silizium-Nacktchips an den Leitungen des Prozessorgehäuses nicht verwendet. Sie weist Aufbauschichten auf, da sie um den Halbleiter-Nacktchip aufgewachsen oder aufgebaut ist. Einige Halbleitergehäuse verwenden heutzutage ein kernloses Substrat, das die dicke Harzkernschicht nicht aufweist, die typischerweise in herkömmlichen Substraten vorkommt. In einer Ausführungsform werden elektrisch leitfähige Durchkontaktierungen und Routing-Schichten als Teil des BBUL-Verfahrens über der aktiven Seite eines Halbleiter-Nacktchips unter Verwendung eines Semiadditiv-Verfahrens (semi-additive process, SAP) ausgebildet, um die verbleibenden Schichten zu vervollständigen.
  • Ein Luftdrucksensor kann in BBUL-Schichten während der Häusung eines Halbleiter-Nacktchips auf einer Platte oder einem Träger ausgebildet werden. Der Träger kann derart bereitgestellt sein, dass er plane Platten oder Platten mit einer Vielzahl von Kavitäten, die darin angeordnet sind, aufweist, wobei jede derart dimensioniert ist, dass die einen Halbleiter-Nacktchip aufnimmt. Während der Verarbeitung können identische Strukturen verbunden werden, um eine Rücken-an-Rücken-Vorrichtung für Verarbeitungsbrauchbarkeit zu bilden. Folglich ist der Verarbeitungsdurchsatz wirkungsvoll verdoppelt. Zum Beispiel kann ein Träger Platten mit 1000 Vertiefungen auf jeder Seite umfassen, wodurch eine Herstellung von 2000 einzelnen Gehäusen aus einem einzelnen Träger ermöglicht wird. Die Platte kann eine Hafttrennschicht und einen Klebebinder umfassen. Ein Schneidebereich kann an jedem Ende der Vorrichtung zur Trennverarbeitung bereitgestellt sein. Eine Rückseite eines Halbleiter-Nacktchips kann an die Platte mit einem Die-Bonding-Film gebondet werden. Verkapselungsschichten können mit einem Beschichtungsprozess ausgebildet werden. In einer anderen Ausführungsform kann eine oder mehrere Verkapselungsschichten durch Rotationsbeschichten und Härten eines Dielektrikum auf einem Wafer-Scale-Array von Vorrichtungen ausgebildet werden.
  • Hinsichtlich des gesamten Häusungsprozesses, der in Verbindung mit 11A–11P, 12A–12Q und 13A–13T beschrieben wurde, ist in einer Ausführungsform das ausgebildete Substrat ein kernloses Substrat, da eine Platte zur Unterstützung der Häusung eines Halbleiter-Nacktchips bis zum Ausbilden eines Feldes von externen leitfähigen Leitern verwendet wird. Die Platte wird dann entfernt, um ein kernloses Gehäuse für den Halbleiter-Nacktchip bereitzustellen. Demzufolge wird in einer Ausführungsform der Begriff „kernlos” in der Bedeutung verwendet, dass die Unterstützung, auf der das Gehäuse zum Beherbergen eines Nacktchips ausgebildet wurde, schlussendlich am Ende eines Aufbauprozesses entfernt wird. In einer konkreten Ausführungsform ist ein kernloses Substrat ein solches, das keinen dicken Kern nach der Vollendung des Herstellungsprozesses umfasst. Als ein Beispiel kann ein dicker Kern ein solcher sein, der aus einem verstärkten Material, wie das, das in einer Hauptplatine verwendet wird, gebildet ist, und er kann leitfähige Durchkontaktierungen darin umfassen. Es versteht sich, dass Die-Bonding-Film m beibehalten oder entfernt werden kann. In beiden Fällen liefert das Beibehalten oder Ausschließen eines Die-Bonding-Films, das auf das Entfernen der Platte folgt, ein kernloses Substrat. Noch ferner kann das Substrat als ein kernloses Substrat betrachtet werden, da es keinen dicken Kern, wie z. B. ein faserverstärktes Glas-Epoxidharz, umfasst.
  • In einer Ausführungsform umfasst eine aktive Fläche des gehäusten Halbleiter-Nacktchips eine Vielzahl von Halbleiterbauelementen, wie z. B., aber nicht beschränkt auf, Transistoren, Kondensatoren und Widerstände, die durch eine Nacktchip-Verbindungsstruktur zu Funktionsschaltungen verbunden sind, um dadurch eine integrierte Schaltung zu bilden. Für einen Fachmann ist es offensichtlich, dass die Bauelementenseite des Halbleiter-Nacktchips einen aktiven Abschnitt mit integrierten Schaltungen und Verbindungen umfasst. Der Halbleiter-Nacktchip kann gemäß mehreren unterschiedlichen Ausführungsformen ein beliebiges geeignetes integriertes Schaltungs-Bauelement sein, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, ein Mikroprozessor (Ein- oder Mehrkern), ein Speichergerät, ein Chipsatz, ein Grafikgerät, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung. In einer anderen Ausführungsform ist mehr als ein Nacktchip in demselben Gehäuse eingebettet. Zum Beispiel umfasst in einer Ausführungsform ein gehäuster Halbleiter-Nacktchip ferner einen sekundären aufgestapelten Nacktchip. Der erste Nacktchip kann eine oder mehrere darin angeordnete Silizium-Durchkontaktierungen (TSV-Nacktchip) aufweisen. Der zweite Nacktchip kann mit dem TSV-Nacktchip durch die eine oder die mehreren Silizium-Durchkontaktierungen elektrisch gekoppelt sein. In einer Ausführungsform sind beide Nacktchips in einem kernlosen Substrat eingebettet.
  • Der gehäuster Halbleiter-Nacktchip kann in einer Ausführungsform ein vollständig eingebetteter und umschlossener Halbleiter-Nacktchip sein. Wie in dieser Offenbarung verwendet bedeutet „vollständig eingebettet und umschlossen”, dass alle Flächen des Halbleiter-Nacktchips in Kontakt mit einer Verkapselungsschicht (wie z. B. einer dielektrischen Schicht) des Substrats, oder zumindest in Kontakt mit einem Material stehen, das innerhalb der Verkapselungsschicht beherbergt ist. Anders ausgedrückt, bedeutet „vollständig eingebettet und umschlossen”, dass alle freiliegenden Flächen des Halbleiter-Nacktchips mit der Verkapselungsschicht eines Substrats in Kontakt stehen.
  • Der gehäuste Halbleiter-Nacktchip kann in einer Ausführungsform ein vollständig eingebetteter Halbleiter-Nacktchip sein. Wie in dieser Offenbarung verwendet, bedeutet „vollständig eingebettet”, dass eine aktive Fläche und die gesamten Seitenwände des Halbleiter-Nacktchips in Kontakt mit einer Verkapselungsschicht (wie z. B. einer dielektrischen Schicht) des Substrats, oder zumindest in Kontakt mit einem Material stehen, das innerhalb der Verkapselungsschicht beherbergt ist. Anders ausgedrückt, bedeutet „vollständig eingebettet”, dass alle freiliegenden Bereiche einer aktiven Fläche und die freiliegenden Abschnitte der gesamten Seitenwände des Halbleiter-Nachtchips mit der Verkapselungsschicht eines Substrats in Kontakt stehen. Jedoch ist in solchen Fällen der Halbleiter-Nacktchip nicht „umschlossen”, da die Rückseite des Halbleiter-Nacktchips nicht mit einer verkapselungsschicht des Substrats oder einem Material, das innerhalb der Verkapselungsschicht beherbergt ist, in Kontakt steht. In einer ersten Ausführungsform steht eine Rückfläche des Halbleiter-Nacktchips von der allgemeinen Planaritätsfläche der Nacktchipseite eines Substrats hervor. In einer zweiten Ausführungsform steht keine Fläche des Halbleiter-Nacktchips von der allgemeinen Planaritätsfläche der Nacktchipseite eines Substrats hervor.
  • Im Unterschied zu den vorstehenden Definitionen von „vollständig eingebettet und umschlossen” und „vollständig eingebettet” ist ein „teilweise eingebetteter” Nacktchip ein Nacktchip, bei dem eine ganze Fläche, aber nur ein Abschnitt der Seitenwände, in Kontakt mit einer Verkapselungsschicht eines Substrats (z. B. eines kernlosen Substrats) steht, oder zumindest mit einem Material das innerhalb der Verkapselungsschicht beherbergt ist, in Kontakt steht. Als ein weiterer Unterschied ist ein „nicht eingebetteter” Nacktchip ein Nacktchip, bei dem höchstens eine Fläche und kein Abschnitt der Seitenwände mit einer Verkapselungsschicht eines Substrats (z. B. eines kernlosen Substrats) in Kontakt steht, oder mit einem Material, das innerhalb der Verkapselungsschicht beherbergt ist, in Kontakt steht. Wie vorstehend kurz erwähnt, kann eine Anzahl (ein Array) externer leitfähiger Kontakte nachträglich ausgebildet werden. In einer Ausführungsform koppeln die externen leitfähigen Kontakte das ausgebildete Substrat mit einem Basissubstrat. Die externen leitfähigen Kontakte können zur elektrischen Kommunikation mit dem Basissubstrat verwendet werden. In einer Ausführungsform umfasst das Array externer leitfähiger Kontakte ein Ball Grid Array (BGA). In anderen Ausführungsformen ist das Array von externen leitfähigen Kontakten ein Array, wie z. B., aber nicht beschränkt auf, ein Land Grid Array (LGA) oder ein Array von Pins (PGA).
  • In einer vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist das Substrat ein BBUL-Substrat. In einer derartigen Ausführungsform ist ein Luftdrucksensor innerhalb der Aufbauschichten zusammen mit einem Halbleiter-Nacktchip eingebettet. Obwohl vorstehend ausführlich ein BBUL-Prozess beschrieben wurde, können stattdessen andere Prozessabläufe verwendet werden. Zum Beispiel ist in einer anderen Ausführungsform ein Halbleiter-Nacktchip in einem Kern eines Substrats beherbergt. In einer anderen Ausführungsform werden Fan-Out-Schichten verwendet.
  • Der Begriff „MEMS” bezieht sich im Allgemeinen auf eine Vorrichtung, die eine gewisse mechanische Struktur beinhaltet, die einen mit mikroelektronischen Bauelementen vergleichbaren Abmessungsmaßstab aufweist. Die mechanische Struktur ist in der Regel zu einer gewissen Form von mechanischer Bewegung fähig und weist Abmessungen unterhalb ungefähr 250 Mikrometer; jedoch können einige Ausführungsformen MEMS-Sensoren umfassen, die einige Millimeter quer durch ein Gehäuse betragen. Somit gehört zu den hier betrachteten MEMS-Strukturen in einer Ausführungsform ein beliebiges Bauelement, das innerhalb der MEMS-Technologie liegt. Zum Beispiel kann eine MEMS-Struktur eine beliebige mechanische und elektronische Struktur sein, die eine kritische Abmessung von weniger als ungefähr 250 Mikrometer aufweist und unter Verwendung eines Lithografie-, Abscheidungs- und Ätzprozesses über einem Substrat angefertigt wurde. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die MEMS-Struktur eine Vorrichtung, wie z. B. aber nicht beschränkt auf, ein Resonator, ein Sensor, ein Detektor, ein Filter oder ein Spiegel. In einer Ausführungsform ist die MEMS-Struktur ein Resonator. In einer bestimmten Ausführungsform ist der Resonator z. B. ein Balken, eine Platte, eine Stimmgabel oder ein Auslegerarmbalken, ist jedoch nicht darauf beschränkt. In einer Ausführungsform wird eine galvanisierte Kupferschicht verwendet, um eine hermetische Versiegelung für eine Referenzluftdruck-Kavität für einen MEMS-basierten Luftdrucksensor auszubilden.
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können für die Herstellung eines Ein-Chip-Systems (SoC), z. B. für ein Smartphone oder ein Tablet, geeignet sein. In einer Ausführungsform wird ein Luftdrucksensor in einer BBUL-Mikrochip-Fabrik integriert und hergestellt. Die gleiche Backend-Verarbeitung, die für die vorhandene kernlose BBUL-Häusung verwendet wird, kann als Grundablauf verwendet werden. Alternativ kann der Prozessablauf für die Integration von Nacktchips mit MEMS auf andere Häusungssubstrat-Techniken anwendbar sein.
  • 14 ist ein Schema eines Computersystems 1400 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Computersystem 1400 (das auch als Elektroniksystem 1400 bezeichnet wird) kann wie dargestellt ein Halbleitergehäuse verkörpern, das einen Luftdrucksensor gemäß einer der mehreren offenbarten Ausführungsformen und ihren Äquivalenten, wie in dieser Offenbarung dargelegt, aufweist. Das Computersystem 1400 kann ein mobiles Gerät wie ein Netbook-Computer sein. Das Computersystem 1400 kann ein mobiles Gerät wie ein drahtloses Smartphone sein. Das Computersystem 1400 kann ein Desktop-Computer sein. Das Computersystem 1400 kann ein Handlesegerät sein. Das Computersystem 1400 kann eine Uhr sein.
  • Bei einer Ausführungsform ist das Elektroniksystem 1400 ein Computersystem, das einen Systembus 1420 umfasst, um die verschiedenen Komponenten des Elektroniksystems 1400 elektrisch zu koppeln. Der Systembus 1420 ist ein einzelner Bus oder eine beliebige Kombination aus Bussen gemäß verschiedener Ausführungsformen. Das Elektroniksystem 1400 beinhaltet eine Spannungsquelle 1430, die Energie an die integrierte Schaltung 1410 bereitstellt. Bei einigen Ausführungsformen liefert die Spannungsquelle 1430 Strom über den Systembus 1420 an die integrierte Schaltung 1410.
  • Die integrierte Schaltung 1410 ist elektrisch mit dem Systembus 1420 gekoppelt und beinhaltet jegliche Schaltung oder Kombination aus Schaltungen gemäß einer Ausführungsform. Bei einer Ausführungsform beinhaltet die integrierte Schaltung 1410 einen Prozessor 1412, der jede Art von Prozessor sein kann. Wie hierin verwendet, kann der Prozessor 1412 jede Art von Schaltung bedeuten, wie z. B., aber nicht beschränkt auf, ein Mikroprozessor, ein Mikrocontroller, ein Grafikprozessor, ein digitaler Signalprozessor oder ein anderer Prozessor. In einer Ausführungsform umfasst der Prozessor 1412 ein Halbleitergehäuse, oder ist in einem Halbleitergehäuse aufgenommen, das einen Luftdrucksensor, wie hier offenbart, aufweist. Bei einer Ausführungsform sind SRAM-Ausführungsformen in Speicher-Caches des Prozessors zu finden. Andere Arten von Schaltungen, die in der integrierten Schaltung 1410 beinhaltet sein können, sind eine kundenspezifische Schaltung oder eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) wie eine Kommunikationsschaltung 1414 für die Verwendung in drahtlosen Geräten wie Mobiltelefonen, Smartphones, Pagern, tragbaren Computer, Funksprechgeräten und ähnlichen elektronischen Systemen. Bei einer Ausführungsform umfasst der Prozessor 1410 einen On-Die-Speicher 1416 wie einen statischen Direktzugriffspeicher (SRAM). Bei einer Ausführungsform umfasst der Prozessor 1410 einen eingebetteten On-Die-Speicher 1416 wie einen eingebetteten dynamischen Direktzugriffspeicher (eDRAM).
  • Bei einer Ausführungsform wird die integrierte Schaltung 1410 von einer nachfolgenden integrierten Schaltung 1411 ergänzt. Nützliche Ausführungsformen umfassen einen Doppelprozessor 1413 und eine doppelte Kommunikationsschaltung 1415 und einen doppelten ON-Die-Speicher 1417 wie SRAM. Bei einer Ausführungsform umfasst die doppelte integrierte Schaltung 1410 einen eingebetteten On-Die-Speicher 1417 wie eDRAM. Bei einer Ausführungsform umfasst das Elektroniksystem 1400 außerdem einen externen Speicher 1440, der wiederum ein oder mehrere Speicherelemente umfassen kann, die für die bestimmte Anwendung geeignet sind, wie ein Hauptspeicher 1442 in Form eines RAM oder eine oder mehrere Festplatten 1444 und/oder einen oder mehrere Laufwerke, die entfernbare Medien 1446 handhaben, wie z. B. Disketten, CDs (compact disks), DVDs (digital variable disks), Flash-Speicher-Geräte und andere entfernbare Medien, die im Stand der Technik bekannt sind. Der externe Speicher 1440 kann außerdem ein eingebetteter Speicher 1448 sein, wie der erste Nacktchip in einem eingebetteten TSV-Nacktchipstapel gemäß einer Ausführungsform.
  • Bei einer Ausführungsform umfasst das Elektroniksystem 1400 außerdem ein Display-Gerät 1450 und einen Audio-Ausgang 1460. Bei einer Ausführungsform umfasst das Elektroniksystem 1400 ein Eingabegerät wie einen Controller 1470 ein, der eine Tastatur, Maus, ein Trackball, Gamecontroller, Mikrofon, Spracherkennungsgerät oder ein beliebiges anderes Eingabegerät, das Informationen in das Elektroniksystem 1400 eingibt, sein kann. Bei einer Ausführungsform ist ein Eingabegerät 1470 eine Kamera. Bei einer Ausführungsform ist ein Eingabegerät 1470 ein digitales Tonaufnahmegerät. Bei einer Ausführungsform ist ein Eingabegerät 1470 eine Kamera und ein digitales Tonaufnahmegerät.
  • Wie hier gezeigt, kann die integrierte Schaltung 1410 in einer Vielzahl von unterschiedlichen Ausführungsformen implementiert werden, einschließlich eines Halbleitergehäuses, das einen Luftdrucksensor gemäß einer oder mehreren offenbarten Ausführungsformen und ihren Äquivalenten aufweist, eines elektronischen Systems, eines Computersystems, eines oder mehrerer Verfahren zum Herstellen einer integrierten Schaltung, eines oder mehrerer Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Anordnung, die ein Halbleitergehäuse umfasst, das einen Luftdrucksensor gemäß einer oder mehreren offenbarten Ausführungsformen wie hier in den verschiedenen Ausführungsformen und ihren hinsichtlich der Technik anerkannten Äquivalenten dargelegt aufweist. Die Elemente, Materialien, Geometrien, Abmessungen und die Abfolge von Vorgängen können alle variiert werden, um speziellen I/O-Kopplungsanforderungen, einschließlich Array-Kontaktzählung, Array-Kontaktanordnung für einen mikroelektronischen Nacktchip, der in einem Prozessor-Montagesubstrat gemäß irgendeiner der mehreren offenbarten Ausführungsformen und ihren Äquivalenten von Halbleitergehäusen, die einen Luftdrucksensor aufweisen, eingebettet ist, angepasst zu werden. Ein Basissubstrat kann mit aufgenommen sein, wie durch die gestrichelte Linie von 14 repräsentiert. Passive Bauelemente können auch aufgenommen sein, wie ebenfalls in 14 dargestellt.
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfassen Halbleitergehäuse mit Luftdrucksensoren.
  • In einer Ausführungsform umfasst ein Halbleitergehäuse eine Vielzahl von Aufbauschichten Eine Kavität ist in einer oder mehreren der Aufbauschichten angeordnet. Ein Luftdrucksensor ist in der Vielzahl von Aufbauschichten angeordnet und umfasst die Kavität und eine über der Kavität angeordnete Elektrode.
  • In einer Ausführungsform ist die Kavität eine hermetische Versiegelte Kavität.
  • In einer Ausführungsform ist die hermetisch versiegelte Kavität aus einem durchgehenden Durchkontaktierungsring gebildet.
  • In einer Ausführungsform sind eine oder mehrere der Aufbauschichten, in denen die hermetisch versiegelte Kavität angeordnet ist, eine Ajinomoto-Aufbaufilmschicht (ABF) und der durchgehende Durchkontaktierungsring ist aus Kupfer gebildet.
  • In einer Ausführungsform umfasst der Luftdrucksensor ein MEMS-Bauelement.
  • In einer Ausführungsform umfasst eine Membran des MEMS-Bauelements die Kavität und die Elektrode umfasst einen aufgehängten Abschnitt des MEMS-Bauelements.
  • In einer Ausführungsform ist der aufgehängte Abschnitt des MEMS-Bauelements aus Kupfer gebildet.
  • In einer Ausführungsform umfasst das Halbleitergehäuse ferner eine Schicht, die ein Netzmuster aufweist und in der Kavität angeordnet ist wobei die Schicht eine strukturelle Unterstützung für die Kavität bereitstellt.
  • In einer Ausführungsform umfasst das Halbleitergehäuse ferner eine dünne Metallplatte, die zwischen der Kavität und der Elektrode angeordnet ist, wobei die dünne Metallplatte eine strukturelle Unterstützung für die Kavität bereitstellt.
  • In einer Ausführungsform stellt die Kavität einen Referenzdruck für den Luftdrucksensor bereit.
  • In einer Ausführungsform, wobei das Halbleitergehäuse ferner ein Aufbauschichten-Substrat ohne Kontaktierhügel (BBUL) umfasst.
  • In einer Ausführungsform ist das BBUL-Substrat ein kernloses Substrat.
  • In einer Ausführungsform umfasst ein Halbleitergehäuse ein Substrat, das aus einer Vielzahl von Aufbauschichten gebildet ist. Ein Halbleiter-Nacktchip ist in dem Substrat beherbergt. Eine Kavität ist in einer oder mehreren der Aufbauschichten oberhalb des Halbleiter-Nacktchips angeordnet. Ein Luftdrucksensor ist in der Vielzahl von Aufbauschichten angeordnet und umfasst die Kavität und eine über der Kavität angeordnete Elektrode. Die Elektrode ist mit dem Halbleiter-Nacktchip elektrisch gekoppelt. Das Halbleitergehäuse umfasst außerdem eine oder mehrere Öffnungen, die einen Abschnitt des Luftdrucksensors an dem das Halbleitergehäuse umgebenden Luftdruck freilegen.
  • In einer Ausführungsform ist das Substrat ein Substrat aus Aufbauschichten ohne Kontaktierhügel (BBUL).
  • In einer Ausführungsform ist das BBUL-Substrat ein kernloses Substrat.
  • In einer Ausführungsform ist die Kavität eine hermetische versiegelte Kavität.
  • In einer Ausführungsform ist die hermetisch versiegelte Kavität aus einem durchgehenden Durchkontaktierungsring gebildet.
  • In einer Ausführungsform sind eine oder mehrere der Aufbauschichten, in denen die hermetisch versiegelte Kavität angeordnet ist, eine Ajinomoto-Aufbaufilmschicht (ABF) und der durchgehende Durchkontaktierungsring ist aus Kupfer gebildet.
  • In einer Ausführungsform umfasst der Luftdrucksensor ein MEMS-Bauelement.
  • In einer Ausführungsform umfasst eine Membran des MEMS-Bauelements die Kavität und die Elektrode umfasst einen aufgehängten Abschnitt des MEMS-Bauelements.
  • In einer Ausführungsform ist der aufgehängte Abschnitt des MEMS-Bauelements aus Kupfer gebildet.
  • IN einer Ausführungsform ist das MEMS-Bauelement in der Nähe einer aktiven Fläche des Halbleiter-Nacktchips und fern von einer Rückfläche des Halbleiter-Nacktchips angeordnet. In einer Ausführungsform umfasst das Halbleitergehäuse ferner eine Schicht, die ein in der Kavität angeordnetes Netzmuster aufweist, wobei die Schicht eine strukturelle Unterstützung für die Kavität bereitstellt.
  • In einer Ausführungsform umfasst das Halbleitergehäuse ferner eine dünne Metallplatte, die zwischen der Kavität und der Elektrode angeordnet ist, wobei die dünne Metallplatte eine strukturelle Unterstützung für die Kavität bereitstellt.
  • In einer Ausführungsform stellt die Kavität einen Referenzdruck für den Luftdrucksensor bereit.
  • In einer Ausführungsform umfasst das Halbleitergehäuse ferner einen Permanentmagnet, der mit dem Luftdrucksensor gekoppelt ist.
  • In einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren zum Erfassen von Luftdruck, der ein Halbleitergehäuse umgibt, ein Bestimmen einer Größe einer kapazitiven Kopplung zwischen einer Membran eines Luftdrucksensors und einer Elektrode des Luftdrucksensors. Die Membran umfasst eine hermetisch versiegelte Kavität, die unterhalb der Elektrode und in Aufbauschichten des Halbleitergehäuses angeordnet ist. Die hermetisch versiegelte Kavität weist einen Referenzdruck auf. Das Verfahren umfasst außerdem ein Korrelieren der Größe der kapazitiven Kopplung mit einer Differenz zwischen dem Referenzdruck und dem Umgebungsdruck.
  • In einer Ausführungsform reduziert die Membran die Größe der hermetisch versiegelten Kavität, und vergrößert einen Abstand zwischen der Membran und der Elektrode, wenn der Umgebungsluftdruck größer ist als der Referenzdruck.
  • In einer Ausführungsform vergrößert die Membran die Größe der hermetisch versiegelten Kavität, und reduziert einen Abstand zwischen der Membran und der Elektrode, wenn der Umgebungsluftdruck kleiner ist als der Referenzdruck.
  • In einer Ausführungsform umfasst der Luftdrucksensor einen Schwingbalken. Das Verfahren umfasst ferner ein Betätigen des Schwingbalkens durch Zusammenwirken eines AC-Stroms mit einem Permanentmagnet. Eine Membranauslenkung entsteht aufgrund einer Differenz des Luftdrucks und wird in eine Z-Verschiebung verwandelt, die Zugspannung auf den Schwingbalken anlegt und eine Resonanzfrequenz des Schwingbalkens erhöht.

Claims (20)

  1. Halbleitergehäuse, umfassend: eine Vielzahl von Aufbauschichten, eine Kavität, die in einer oder mehreren der Aufbauschichten angeordnet ist, und einen Luftdrucksensor, der in der Vielzahl von Aufbauschichten angeordnet ist und die Kavität und eine über der Kavität angeordnete Elektrode umfasst.
  2. Halbleitergehäuse nach Anspruch 1, wobei die Kavität eine hermetisch versiegelte Kavität ist.
  3. Halbleitergehäuse nach Anspruch 2, wobei die hermetisch versiegelte Kavität einen durchgehenden Durchkontaktierungsring umfasst.
  4. Halbleitergehäuse nach Anspruch 3, wobei eine oder mehrere der Aufbauschichten, in denen die hermetisch versiegelte Kavität angeordnet ist, eine Ajinomoto-Aufbaufilmschicht (ABF) ist und wobei der durchgehende Durchkontaktierungsring Kupfer umfasst.
  5. Halbleitergehäuse nach Anspruch 1, wobei der Luftdrucksensor ein MEMS-Bauelement umfasst, wobei eine Membran des MEMS-Bauelements die Kavität umfasst, und wobei die Elektrode einen aufgehängten Abschnitt des MEMS-Bauelements umfasst.
  6. Halbleitergehäuse nach Anspruch 5, wobei der aufgehängte Abschnitt des MEMS-Bauelements Kupfer umfasst.
  7. Halbleitergehäuse nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Schicht, die ein Netzmuster aufweist und in der Kavität angeordnet ist, wobei die Schicht eine strukturelle Unterstützung für die Kavität bereitstellt.
  8. Halbleitergehäuse nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine dünne Metallplatte, die zwischen der Kavität und der Elektrode angeordnet ist, wobei die dünne Metallplatte eine strukturelle Unterstützung für die Kavität bereitstellt.
  9. Halbleitergehäuse nach Anspruch 1, wobei die Kavität einen Referenzdruck für den Luftdrucksensor bereitstellt.
  10. Halbleitergehäuse nach Anspruch 1, ferner umfassend: ein Substrat aus Aufbauschichten ohne Kontaktierhügel (bumpless build-up layer, BBUL).
  11. Halbleitergehäuse nach Anspruch 10, wobei das BBUL-Substrat ein kernloses Substrat ist.
  12. Halbleitergehäuse, umfassend: ein Substrat, das eine Vielzahl von Aufbauschichten umfasst, einen Halbleiter-Nacktchip, das in dem Substrat beherbergt ist, eine Kavität, die in einer oder mehreren der Aufbauschichten oberhalb des Halbleiter-Nacktchips angeordnet ist, einen Luftdrucksensor, der in der Vielzahl von Aufbauschichten angeordnet ist und die Kavität und eine über der Kavität angeordnete Elektrode umfasst, wobei die Elektrode mit dem Halbleiter-Nacktchip elektrisch gekoppelt ist, und eine oder mehrere Öffnungen, die einen Abschnitt des Luftdrucksensors an dem das Halbleitergehäuse umgebenden Luftdruck freilegen.
  13. Halbleitergehäuse nach Anspruch 12, wobei die Kavität eine hermetisch versiegelte Kavität ist, wobei die hermetisch versiegelte Kavität einen durchgehenden Durchkontaktierungsring umfasst.
  14. Halbleitergehäuse nach Anspruch 12, ferner umfassend: eine Schicht, die ein Netzmuster aufweist und in der Kavität angeordnet ist, wobei die Schicht eine strukturelle Unterstützung für die Kavität bereitstellt.
  15. Halbleitergehäuse nach Anspruch 12, ferner umfassend: eine dünne Metallplatte, die zwischen der Kavität und der Elektrode angeordnet ist, wobei die dünne Metallplatte eine strukturelle Unterstützung für die Kavität bereitstellt.
  16. Halbleitergehäuse nach Anspruch 12, ferner umfassend: einen Permanentmagnet, der mit dem Luftdrucksensor gekoppelt ist.
  17. Verfahren zum Erfassen von Luftdruck in einer Umgebung eines Halbleitergehäuses, wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen einer Größe von kapazitiver Kopplung zwischen einer Membran eines Luftdrucksensors und einer Elektrode des Luftdrucksensors, wobei die Membran eine hermetisch versiegelte Kavität umfasst, die unterhalb der Elektrode und in Aufbauschichten des Halbleitergehäuses angeordnet ist, wobei die hermetisch versiegelte Kavität, einen Referenzdruck aufweist, und Korrelieren der Größe der kapazitiven Kopplung mit einer Differenz zwischen dem Referenzdruck und dem Umgebungsdruck.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Membran die Größe der hermetisch versiegelten Kavität reduziert, und einen Abstand zwischen der Membran und der Elektrode vergrößert, wenn der Umgebungsluftdruck größer ist als der Referenzdruck.
  19. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Membran die Größe der hermetisch versiegelten Kavität vergrößert, und einen Abstand zwischen der Membran und der Elektrode verringert, wenn der Umgebungsluftdruck kleiner ist als der Referenzdruck.
  20. Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Luftdrucksensor einen Schwingbalken umfasst, wobei das Verfahren ferner ein Betätigen des Schwingbalkens durch ein Zusammenwirken eines AC-Stroms mit einem Permanentmagnet umfasst, wobei eine Membranauslenkung aufgrund einer Differenz des Luftdrucks entsteht und eine Z-Verschiebung bewirkt, was Zugspannung an den Schwingbalken anlegt und eine Resonanzfrequenz des Schwingbalkens erhöht.
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Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9200973B2 (en) 2012-06-28 2015-12-01 Intel Corporation Semiconductor package with air pressure sensor
US8866287B2 (en) 2012-09-29 2014-10-21 Intel Corporation Embedded structures for package-on-package architecture
US9429427B2 (en) 2012-12-19 2016-08-30 Intel Corporation Inductive inertial sensor architecture and fabrication in packaging build-up layers
US9505610B2 (en) 2013-09-25 2016-11-29 Intel Corporation Device, system and method for providing MEMS structures of a semiconductor package
US9791470B2 (en) * 2013-12-27 2017-10-17 Intel Corporation Magnet placement for integrated sensor packages
US10305019B1 (en) * 2014-03-28 2019-05-28 Intel Corporation Piezoelectric devices fabricated in packaging build-up layers
CN105329837A (zh) * 2014-06-03 2016-02-17 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种半导体器件及电子装置
US9541462B2 (en) * 2014-08-29 2017-01-10 Kionix, Inc. Pressure sensor including deformable pressure vessel(s)
US9505607B2 (en) * 2015-03-27 2016-11-29 Intel Corporation Methods of forming sensor integrated packages and structures formed thereby
US9559037B2 (en) * 2015-06-02 2017-01-31 Intel Corporation Package integrated synthetic jet device
WO2017015514A1 (en) * 2015-07-23 2017-01-26 Knowles Electronics, Llc Microphone with pressure sensor
CN106612485B (zh) * 2015-10-23 2024-03-29 钰太芯微电子科技（上海）有限公司 一种mems麦克风及收音装置
US10000373B2 (en) 2016-01-27 2018-06-19 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Nano-electromechanical system (NEMS) device structure and method for forming the same
JP6908391B2 (ja) * 2017-02-17 2021-07-28 アズビル株式会社 静電容量型圧力センサ
EP3533386A1 (de) * 2018-02-28 2019-09-04 Koninklijke Philips N.V. Druckmessung mit kapazitivem drucksensor
US11131595B2 (en) * 2019-07-26 2021-09-28 Raytheon Technologies Corporation Pressure sensing device and method for using the same
CN111473805B (zh) * 2020-04-17 2021-09-21 江苏多维科技有限公司 一种微机电环境传感器及其制备方法
CN112161738B (zh) * 2020-09-17 2022-04-08 五邑大学 气压传感器及制作方法
CN114582828A (zh) * 2020-11-30 2022-06-03 华为技术有限公司 封装基板及通信设备
CN112723301B (zh) * 2020-12-21 2024-09-13 苏州长风航空电子有限公司 一种航空用高频响压力传感器芯片及制备方法
CN113232031A (zh) * 2021-01-20 2021-08-10 北京航空航天大学 一种压力感知范围可调的新型电子皮肤
CN113125069A (zh) * 2021-03-10 2021-07-16 潍坊歌尔微电子有限公司 气压传感器芯片及其制备方法
DE102023109409A1 (de) 2023-04-14 2024-10-17 Infineon Technologies Ag Halbleitergehäuse mit schwebendem Metallteil und Verfahren zum Herstellen

Family Cites Families (109)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3875502A (en) 1973-05-24 1975-04-01 Foerster Inst Dr Friedrich Coil arrangement and circuit for eddy current testing
US3943557A (en) * 1974-02-19 1976-03-09 Plessey Incorporated Semiconductor package with integral hermeticity detector
US4380041A (en) * 1978-09-25 1983-04-12 Motorola Inc. Capacitor pressure transducer with housing
JPS6293668A (ja) 1985-10-21 1987-04-30 Hitachi Ltd 角速度・加速度検出器
JPH05240874A (ja) 1991-12-06 1993-09-21 Canon Inc 角速度センサ
JPH06350105A (ja) 1993-06-07 1994-12-22 Nec Corp マイクロマシンとその製造方法
JPH0720140A (ja) 1993-06-30 1995-01-24 Toshiba Corp 角速度センサ
US5364497A (en) 1993-08-04 1994-11-15 Analog Devices, Inc. Method for fabricating microstructures using temporary bridges
DE4441903C1 (de) 1994-11-24 1996-03-21 Siemens Ag Drucksensor
US5698784A (en) 1996-01-24 1997-12-16 Gyration, Inc. Vibratory rate gyroscope and methods of assembly and operation
JP3702412B2 (ja) 1996-07-29 2005-10-05 アイシン精機株式会社 角速度検出装置
US5881963A (en) 1998-03-19 1999-03-16 Hinkle; David W. Strap retractor
US6278379B1 (en) * 1998-04-02 2001-08-21 Georgia Tech Research Corporation System, method, and sensors for sensing physical properties
JP3811304B2 (ja) 1998-11-25 2006-08-16 株式会社日立製作所 変位センサおよびその製造方法
US6501107B1 (en) 1998-12-02 2002-12-31 Microsoft Corporation Addressable fuse array for circuits and mechanical devices
WO2000036376A1 (en) 1998-12-17 2000-06-22 Tokin Corporation Orientation angle detector
US6571631B1 (en) 1999-03-05 2003-06-03 Fdk Corporation Displacement sensor and movement information collecting device comprising the same
DE69936794T2 (de) 1999-08-20 2008-04-30 Hitachi, Ltd. Halbleiterdrucksensor und vorrichtung zur erfassung von drucken
US7541214B2 (en) 1999-12-15 2009-06-02 Chang-Feng Wan Micro-electro mechanical device made from mono-crystalline silicon and method of manufacture therefore
JP2001194153A (ja) 2000-01-11 2001-07-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 角速度センサ、加速度センサおよび製造方法
DE10012960A1 (de) 2000-03-16 2001-09-20 Bosch Gmbh Robert Mikromechanisches Bauelement
US6510032B1 (en) 2000-03-24 2003-01-21 Littelfuse, Inc. Integrated overcurrent and overvoltage apparatus for use in the protection of telecommunication circuits
DE10117486A1 (de) * 2001-04-07 2002-10-17 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Herstelung eines Halbleiterbauelements sowie ein nach dem Verfahren hergestelltes Halbleiterbauelement
US6635506B2 (en) 2001-11-07 2003-10-21 International Business Machines Corporation Method of fabricating micro-electromechanical switches on CMOS compatible substrates
US7265429B2 (en) * 2002-08-07 2007-09-04 Chang-Feng Wan System and method of fabricating micro cavities
US6860419B2 (en) 2002-08-30 2005-03-01 Agilent Technologies, Inc. Apparatus and method for controlling movement of a device after packaging
US6919508B2 (en) 2002-11-08 2005-07-19 Flipchip International, Llc Build-up structures with multi-angle vias for chip to chip interconnects and optical bussing
EP1450406A1 (de) 2003-02-19 2004-08-25 Cavendish Kinetics Limited Mikrosicherung
JP2004301662A (ja) 2003-03-31 2004-10-28 Tdk Corp ジャイロセンサ
TWI246761B (en) * 2003-05-14 2006-01-01 Siliconware Precision Industries Co Ltd Semiconductor package with build-up layers formed on chip and fabrication method of the semiconductor package
JP4058378B2 (ja) 2003-05-16 2008-03-05 Ｔｄｋ株式会社 角速度センサおよび角速度検出装置
US7586868B2 (en) 2003-07-14 2009-09-08 Motorola, Inc Method and apparatus for controlling distributed transcoders
JP2005195574A (ja) 2003-10-20 2005-07-21 Sony Corp 角速度検出装置、角速度検出装置による角速度検出方法および角速度検出装置の製造方法
JP2005159715A (ja) 2003-11-26 2005-06-16 Seiko Epson Corp マイクロレゾネータ及びその製造方法並びに電子機器
US7464590B1 (en) 2004-03-12 2008-12-16 Thomson Licensing Digitally programmable bandwidth for vibratory rate gyroscope
CN1938808A (zh) 2004-03-30 2007-03-28 先锋株式会社 电子发射装置及其制造方法、和利用电子发射装置的摄像装置或显示装置
US7178400B2 (en) 2004-04-14 2007-02-20 Denso Corporation Physical quantity sensor having multiple through holes
KR100511926B1 (ko) 2004-04-29 2005-09-02 주식회사 하이닉스반도체 반도체 칩 패키지 및 이의 제조 방법
US7442918B2 (en) 2004-05-14 2008-10-28 Microvision, Inc. MEMS device having simplified drive
DE102005041059B4 (de) 2004-09-02 2014-06-26 Denso Corporation Winkelratensensor und Anbringungsstruktur eines Winkelratensensors
JP4487710B2 (ja) 2004-09-28 2010-06-23 ヤマハ株式会社 センサ及び同センサを用いた物理量の測定方法
TWI241695B (en) * 2004-11-19 2005-10-11 Ind Tech Res Inst Structure of an electronic package and method for fabricating the same
JP4628083B2 (ja) 2004-12-15 2011-02-09 京セラ株式会社 圧力検出装置用パッケージ、圧力検出装置、感圧素子および圧力検出装置用パッケージの製造方法
JP2006229629A (ja) 2005-02-17 2006-08-31 Seiko Epson Corp 振動子の共振周波数の調整方法および振動子
WO2006110798A2 (en) * 2005-04-12 2006-10-19 Cardiomems, Inc. Electromagnetically coupled hermetic chamber
US20060231821A1 (en) 2005-04-18 2006-10-19 Troy Gavin Gate for fence enclosures
EP1746648A3 (de) * 2005-07-22 2008-09-03 Marvell World Trade Ltd. Gehäuse für Hochfrequenzschaltungen
US8335084B2 (en) * 2005-08-01 2012-12-18 Georgia Tech Research Corporation Embedded actives and discrete passives in a cavity within build-up layers
US7528529B2 (en) 2005-10-17 2009-05-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Micro electro mechanical system, semiconductor device, and manufacturing method thereof
JP4895604B2 (ja) * 2005-12-22 2012-03-14 京セラ株式会社 圧力検出装置用パッケージおよび圧力検出装置
US7684051B2 (en) 2006-04-18 2010-03-23 Halliburton Energy Services, Inc. Fiber optic seismic sensor based on MEMS cantilever
US7824943B2 (en) 2006-06-04 2010-11-02 Akustica, Inc. Methods for trapping charge in a microelectromechanical system and microelectromechanical system employing same
US8022554B2 (en) 2006-06-15 2011-09-20 Sitime Corporation Stacked die package for MEMS resonator system
JP4910512B2 (ja) 2006-06-30 2012-04-04 富士通セミコンダクター株式会社 半導体装置および半導体装置の製造方法
JP4215076B2 (ja) 2006-07-10 2009-01-28 ヤマハ株式会社 コンデンサマイクロホン及びその製造方法
TWI301823B (en) 2006-08-29 2008-10-11 Ind Tech Res Inst Package structure and packaging method of mems microphone
EP1908727A1 (de) 2006-10-03 2008-04-09 Seiko Epson Corporation MEMS-Gehäuse auf Waferebene und dessen Herstellungsverfahren
US20080142606A1 (en) 2006-12-19 2008-06-19 Ping-Chang Wu E-fuse bar code structure and method of using the same
JP4850722B2 (ja) * 2007-01-05 2012-01-11 ヒタチグローバルストレージテクノロジーズネザーランドビーブイ 磁気ディスク装置、磁気ディスク装置用プリアンプ、磁気ディスク装置用フレキシブルプリンテッドケーブル組立体
TWI341002B (en) * 2007-02-09 2011-04-21 Unimicron Technology Corp Coreless flip-chip packing substrate and method for making coreless packing substrate
KR100896936B1 (ko) 2007-05-15 2009-05-14 (주)미코엠에스티 용량형 압력 센서 및 그의 제조 방법
US20090005157A1 (en) 2007-06-28 2009-01-01 Netley Neil J Electronic funds transfer system and method of use in gaming environment
JP2009009067A (ja) 2007-06-29 2009-01-15 Canon Inc 揺動体装置及びその製造方法
WO2009022991A1 (en) 2007-08-14 2009-02-19 Agency For Science, Technology And Research Die package and method for manufacturing the die package
TWI338941B (en) * 2007-08-22 2011-03-11 Unimicron Technology Corp Semiconductor package structure
JP4655083B2 (ja) 2007-11-16 2011-03-23 セイコーエプソン株式会社 微小電気機械装置
US7745892B1 (en) 2007-12-13 2010-06-29 Rf Micro Devices, Inc. Integrated MEMS switch
US20090282917A1 (en) 2008-05-19 2009-11-19 Cenk Acar Integrated multi-axis micromachined inertial sensing unit and method of fabrication
US8093704B2 (en) 2008-06-03 2012-01-10 Intel Corporation Package on package using a bump-less build up layer (BBUL) package
JP4726927B2 (ja) 2008-06-19 2011-07-20 株式会社日立製作所 集積化マイクロエレクトロメカニカルシステムおよびその製造方法
JP5345346B2 (ja) 2008-07-08 2013-11-20 株式会社日立製作所 微小電気機械システムの実装方法
US8345895B2 (en) 2008-07-25 2013-01-01 United Microelectronics Corp. Diaphragm of MEMS electroacoustic transducer
JP2010081758A (ja) 2008-09-26 2010-04-08 Hoya Corp 静電型アクチュエータ
TW201019453A (en) 2008-11-05 2010-05-16 Windtop Technology Corp MEMS package
US8148031B2 (en) 2008-11-13 2012-04-03 College Of William And Mary Solid oxide proton conductor system and method of operating same for enhanced proton transport
JP2010155306A (ja) 2008-12-26 2010-07-15 Panasonic Corp Ｍｅｍｓデバイス及びその製造方法
US8304274B2 (en) 2009-02-13 2012-11-06 Texas Instruments Incorporated Micro-electro-mechanical system having movable element integrated into substrate-based package
JP2010203857A (ja) * 2009-03-02 2010-09-16 Alps Electric Co Ltd 圧力センサのパッケージ構造
US8215176B2 (en) * 2009-05-27 2012-07-10 Continental Automotive Systems, Inc. Pressure sensor for harsh media sensing and flexible packaging
WO2011031256A1 (en) 2009-09-09 2011-03-17 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Gyroscopic input systems and methods
US8436700B2 (en) 2009-09-18 2013-05-07 Easic Corporation MEMS-based switching
TWI444052B (zh) * 2009-12-17 2014-07-01 Ind Tech Res Inst 電容式傳感器及其製造方法
JP2011218462A (ja) 2010-04-06 2011-11-04 Seiko Epson Corp Ｍｅｍｓ装置
JP5321538B2 (ja) 2010-06-14 2013-10-23 株式会社デンソー 力学量センサの製造方法
US8921144B2 (en) 2010-06-25 2014-12-30 International Business Machines Corporation Planar cavity MEMS and related structures, methods of manufacture and design structures
US20110316140A1 (en) 2010-06-29 2011-12-29 Nalla Ravi K Microelectronic package and method of manufacturing same
WO2012037536A2 (en) 2010-09-18 2012-03-22 Fairchild Semiconductor Corporation Packaging to reduce stress on microelectromechanical systems
TWI434802B (zh) 2010-12-23 2014-04-21 Ind Tech Res Inst 具電性絕緣結構之微機電裝置及其製造方法
US8878335B2 (en) 2010-12-23 2014-11-04 Infineon Technologies Ag Method and system for providing fusing after packaging of semiconductor devices
US20120161258A1 (en) 2010-12-28 2012-06-28 Loeppert Peter V Package with a cmos die positioned underneath a mems die
US8714239B2 (en) 2011-04-27 2014-05-06 Luis Phillipe TOSI Flow-induced electrostatic power generator for downhole use in oil and gas wells
US8824706B2 (en) * 2011-08-30 2014-09-02 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Piezoelectric microphone fabricated on glass
EP2565153B1 (de) 2011-09-02 2015-11-11 Nxp B.V. Akustische Wandler mit perforierten Membranen
WO2013089673A1 (en) 2011-12-13 2013-06-20 Intel Corporation Through-silicon via resonators in chip packages and methods of assembling same
US9708178B2 (en) 2011-12-30 2017-07-18 Intel Corporation Integration of laminate MEMS in BBUL coreless package
EP2637007B1 (de) * 2012-03-08 2020-01-22 ams international AG Kapazitativer MEMS-Drucksensor
EP2658288B1 (de) 2012-04-27 2014-06-11 Nxp B.V. Akustische Wandler mit perforierten Membranen
US9200973B2 (en) 2012-06-28 2015-12-01 Intel Corporation Semiconductor package with air pressure sensor
US8633551B1 (en) 2012-06-29 2014-01-21 Intel Corporation Semiconductor package with mechanical fuse
US20140001583A1 (en) 2012-06-30 2014-01-02 Intel Corporation Method to inhibit metal-to-metal stiction issues in mems fabrication
US9297824B2 (en) 2012-09-14 2016-03-29 Intel Corporation Techniques, systems and devices related to acceleration measurement
US9674945B2 (en) 2012-09-21 2017-06-06 Intel Corporation Heterogeneous integration of microfluidic devices in package structures
JP5892027B2 (ja) * 2012-10-11 2016-03-23 株式会社デンソー 圧力センサ装置およびその製造方法
US9429427B2 (en) 2012-12-19 2016-08-30 Intel Corporation Inductive inertial sensor architecture and fabrication in packaging build-up layers
US8692340B1 (en) 2013-03-13 2014-04-08 Invensense, Inc. MEMS acoustic sensor with integrated back cavity
US9147663B2 (en) * 2013-05-28 2015-09-29 Intel Corporation Bridge interconnection with layered interconnect structures
US10006823B2 (en) * 2013-06-20 2018-06-26 The Regents Of The University Of Michigan Microdischarge-based transducer
US20150048515A1 (en) * 2013-08-15 2015-02-19 Chong Zhang Fabrication of a substrate with an embedded die using projection patterning and associated package configurations
US9260294B2 (en) * 2013-12-27 2016-02-16 Intel Corporation Integration of pressure or inertial sensors into integrated circuit fabrication and packaging

Also Published As

Publication number Publication date
US9200973B2 (en) 2015-12-01
DE112013003193B4 (de) 2022-02-10
KR20150006862A (ko) 2015-01-19
US20140000377A1 (en) 2014-01-02
CN104321868B (zh) 2017-05-17
US20160076961A1 (en) 2016-03-17
TWI523191B (zh) 2016-02-21
JP2015525344A (ja) 2015-09-03
JP5869183B2 (ja) 2016-02-24
US10508961B2 (en) 2019-12-17
CN104321868A (zh) 2015-01-28
WO2014004067A1 (en) 2014-01-03
KR101693171B1 (ko) 2017-01-06
TW201413914A (zh) 2014-04-01

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