DE19616014A1

DE19616014A1 - Method for producing semiconductor components having micromechanical structures

Info

Publication number: DE19616014A1
Application number: DE1996116014
Authority: DE
Inventors: Franz Dr Laermer; Andrea Schilp
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1996-04-23
Filing date: 1996-04-23
Publication date: 1997-10-30
Anticipated expiration: 2016-04-24
Also published as: GB2312553B; GB2312553A; FR2747841B1; FR2747841A1; GB9708043D0; DE19616014B4

Abstract

The micromechanical structures (16) produced in a separate wafer (14) and this wafer (14) is aligned with and placed on a wafer (12) containing integrated circuits by interposing a metallic connecting element (20). The device may be used as a capacitive acceleration sensor.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mikromechanische Strukturen aufweisenden Halblei terbauelementen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for manufacturing of semiconductors with micromechanical structures terbauelemente according to the preamble of claim 1.

State of the art

Es ist bekannt, auf der Oberfläche von Halbleiterbau elementen, beispielsweise von integrierte Schaltungen (IC) aufweisenden Silicium-Wafern, mikromechanische Strukturen aufzubringen. Dies können beispielsweise als kapazitive Beschleunigungssensoren, die aus einer federnd aufgehängten seismischen Masse sowie einer Kammstrukturanordnung zur kapazitiven Auswertung der beschleunigungsbedingten Auslenkung der seismischen Masse bestehen, ausgebildete, freibewegliche Sensor elemente sein. It is known on the surface of semiconductor devices elements, for example of integrated circuits (IC) silicon wafers, micromechanical To apply structures. For example as capacitive acceleration sensors, which consist of a spring-loaded seismic mass and one Comb structure arrangement for the capacitive evaluation of the acceleration-related deflection of the seismic Mass exist, trained, free moving sensor be elements.

Die traditionellen Verfahren der Oberflächen-Mikro mechanik benutzen zur Realisierung solcher Bauele mente beispielsweise in den Waferaufbau integrierte Opferschichten und darüber aktive Silicium-Schichten, zum Beispiel aus Polysilicium über Siliciumoxid- Inseln, so daß ein massiver Eingriff in den IC-Prozeß vorgenommen werden muß.The traditional methods of surface micro use mechanics to implement such components elements integrated into the wafer structure, for example Sacrificial layers and active silicon layers above them, for example from polysilicon over silicon oxide Islands, so that a massive interference in the IC process must be made.

Nach einem weiteren bekannten Herstellungsverfahren werden diese Sensorelemente mit Hilfe der LIGA- Technik in galvanisch abgeschiedenen Metallschichten realisiert. Beim LIGA-Verfahren werden durch mit Synchrotronbelichtung hergestellte hohe Röntgenre siststrukturen galvanisch abgeformt und hieraus zu nächst eine erste Prägeform gewonnen. Diese Prägeform wird anschließend zum Prägen unter hohem Druck von auf Wafern aufgebrachten Polymerschichten benutzt, die somit eine Negativform ergeben, die anschließend galvanisch aufgefüllt wird. Die Polymerform wird im Anschluß zerstört, so daß das Sensorelement frei liegt. Hierbei ist nachteilig, daß eine Synchrotron belichtung nur unter großem und damit kostspieligem Aufwand mittels zusätzlicher, für eine Hableiterbau element-Herstellung nicht fertigungsüblichen Synchro tronanlagen durchgeführt werden kann. Weiterhin be steht durch die hohen Prägedrücke während des Ab prägens der Negativstrukturen die Gefahr der Zerstö rung des Wafers, der Prägeform beziehungsweise der in dem Wafer integrierten elektronischen Schaltungen. Weiterhin ist eine genaue Justage beim Prägen der Sensorelemente zu den auf den Wafern enthaltenen Schaltungen problematisch. Durch eine Abnutzung der Prägeform ist es erforderlich, durch Umprägen mehrere Tochterformen zu erstellen, bevor die eigentliche Herstellung der Sensorelemente stattfinden kann. Die Funktion des Prozesses als Ganzes konnte bisher noch nicht praktisch nachgewiesen werden. In jedem Fall stellt das Prägen auf einem IC-Wafer einen gefähr lichen Eingriff in den IC-Prozeß dar.According to another known manufacturing process these sensor elements are Technology in galvanically deposited metal layers realized. In the LIGA process, with High X-ray imaging produced synchrotron exposure sist structures are electroplated and from there next won a first embossing mold. This shape is then used for embossing under high pressure used polymer layers on wafers, which result in a negative form, which then is galvanically filled. The polymer form is in Connection destroyed, so that the sensor element is free lies. The disadvantage here is that a synchrotron Exposure only under large and therefore expensive Effort with additional, for a semiconductor construction element production not synchro usual production tron plants can be carried out. Continue to be stands by the high embossing pressures during the Ab characterizing the negative structures the risk of destruction tion of the wafer, the embossing mold or the in electronic circuits integrated into the wafer. Furthermore, an exact adjustment when embossing the Sensor elements to those contained on the wafers Circuits problematic. By wearing the Embossing shape is required by embossing several Create daughter shapes before the actual one Production of the sensor elements can take place. The Function of the process as a whole has so far not been possible cannot be proven in practice. In any case embossing on an IC wafer is dangerous intervention in the IC process.

Aus der DE 44 18 163 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem die mikromechanischen Strukturen nachträglich auf ein fertig prozessiertes Halbleiterbauelement strukturiert werden, indem die späteren Strukturen in zusätzlich aufgebrachten Schichten abgeformt und später galvanisch aufgewachsen werden. Hierbei ist nachteilig, daß durch die galvanische Abformung der mikromechanischen Strukturen das gesamte Halbleiter bauelement aus unterschiedlichen Materialien besteht, die in Grenzbereichen der Anwendung der Halbleiter bauelemente aufgrund ihres unterschiedlichen ther mischen Verhaltens zu Ausfällen führen können.A method is known from DE 44 18 163 A1, in which the micromechanical structures subsequently on a fully processed semiconductor device be structured by the later structures in additionally applied layers are molded and later grown up galvanically. Here is disadvantageous that the galvanic impression of the micromechanical structures the entire semiconductor component consists of different materials, those in the border areas of application of semiconductors components due to their different ther mixing behavior can lead to failures.

Advantages of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen bietet den Vorteil, daß in ein facher Weise ein kompaktes Halbleiterbauelement mit integrierten mikromechanischen Strukturen geschaffen werden kann. Dadurch, daß die mikromechanischen Strukturen in einem eigenen Wafer erzeugt werden und dieser Wafer unter Zwischenschaltung wenigstens eines elektrischen und mechanischen Verbindungselementes auf den die integrierte Schaltungen aufweisenden Wafer justiert aufgebracht wird, ist es vorteilhaft möglich, ohne Eingriff in den Herstellungsprozeß der integrierten Schaltungen den die mikromechanischen Strukturen enthaltenen weiteren Wafer zu erzeugen und eine elektrische Kopplung und mechanische Einhausung der mikromechanischen Strukturen mit dem Fügen der beiden Wafer zu verbinden. Durch die Anordnung der mikromechanischen Strukturen auf dem die integrierten Schaltungen enthaltenen Wafer wird kein zusätzlicher Platzbedarf auf dem die integrierten Schaltungen auf weisenden Wafer benötigt. Sehr vorteilhaft ist die gleichzeitig erfolgende hermetische Kapselung der mi kromechanischen Strukturen, da diese somit gegen Um welteinflüsse aller Art sicher verpackt angeordnet sind.The inventive method with the in claim 1 mentioned features offers the advantage that in a with a compact semiconductor device integrated micromechanical structures created can be. Because the micromechanical Structures are created in a separate wafer and this wafer with the interposition of at least one electrical and mechanical connecting element on the one having the integrated circuits Wafer is applied adjusted, it is advantageous possible without interfering with the manufacturing process of the integrated circuits the micromechanical To produce structures containing further wafers and an electrical coupling and mechanical housing of the micromechanical structures with the joining of the to connect the two wafers. By arranging the micromechanical structures on which the integrated Wafers contained in circuits will not be additional Space required on the integrated circuits pointing wafer needed. That is very advantageous Hermetic encapsulation of the mi cromechanical structures, since these are thus against Um all influences of the world are safely packaged are.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den in den Unteransprüchen genannten Merk malen.Advantageous refinements of the invention result derive from the note mentioned in the subclaims to paint.

drawings

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungs beispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher er läutert. In den Fig. 1 bis 3 sind die einzelnen Verfahrensschritte zur Herstellung eines mikromecha nische Strukturen aufweisenden Halbleiterbauelements verdeutlicht.The invention is explained in more detail below in an embodiment example with reference to the accompanying drawings. In FIGS. 1 to 3, the individual process steps are illustrated for producing a micromechanical photonic structures having the semiconductor device.

Description of the embodiment

In der Fig. 1 sind die Hauptbestandteile eines Halbleiterbauelements 10 in einer schematischen Schnittdarstellung in ihrem Ausgangszustand gezeigt. Das Halbleiterbauelement 10 besteht aus einem ersten Wafer 12, beispielsweise einem Silicium-Wafer, der hier nicht näher dargestellte, integrierte Schal tungen enthalten kann. Dem ersten Wafer 12 ist ein zweiter Wafer 14 zugeordnet, der hier allgemein mit 16 bezeichnete mikromechanische Strukturen aufweist. Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung soll auf die Erzeugung der mikromechanischen Strukturen 16 nicht näher eingegangen werden. Als mikromechanische Struk turen 16 können beispielsweise federnd aufgehängte seismische Massen und Kammstrukturen zum Antrieb der seismischen Massen beziehungsweise zum Abgriff einer beschleunigungsbedingten Auslenkung der seismischen Massen vorhanden sein. Der zweite Wafer 14 ist bei spielsweise ebenfalls ein Silicium-Wafer, der einen für die Erzeugung der mikromechanischen Strukturen 16 geeigneten Schichtaufbau besitzt. Dieser kann bei spielsweise aus einem Silikon-on-Insulatermaterial, epitaktisch verstärktem Polysilicium, auf einem Zwischenoxid mit nachträglicher Oberflächenpolitur bestehen. Das Erzeugen der mikromechanischen Struk turen 16 wird beispielsweise mittels bekannter Ver fahrensschritte einer Kombination von anisotropen Plasmaätzen und isotropen Unterätzen erzeugt. Bei der Herstellung der mikromechanischen Strukturen 16 wer den diesen relativ großflächigen Kontaktbereiche 18 und 19 zum Beaufschlagen beziehungsweise Abgreifen von Signalen der mikromechanischen Strukturen 16 zu geordnet. In FIG. 1, the major components of a semiconductor device 10 in a schematic sectional view in its initial state are shown. The semiconductor component 10 consists of a first wafer 12 , for example a silicon wafer, which can contain integrated circuits, not shown here. The first wafer 12 is assigned a second wafer 14 , which here has micromechanical structures generally denoted by 16 . In the context of the present description, the generation of the micromechanical structures 16 will not be discussed in more detail. As micromechanical structures 16 , for example, resiliently suspended seismic masses and comb structures for driving the seismic masses or for tapping an acceleration-related deflection of the seismic masses may be present. The second wafer 14 is also, for example, a silicon wafer which has a layer structure suitable for producing the micromechanical structures 16 . This can consist, for example, of a silicone-on-insulator material, epitaxially reinforced polysilicon, on an intermediate oxide with subsequent surface polishing. The generation of the micromechanical structures 16 is generated, for example, by means of known method steps of a combination of anisotropic plasma etching and isotropic undercutting. In the production of the micromechanical structures 16, who are assigned to these relatively large-area contact areas 18 and 19 for applying or tapping signals from the micromechanical structures 16 .

Zwischen den Wafern 12 und 14, das heißt zwischen dem Elektronikteil und dem Sensorteil des Halbleiter bauelements 10, ist wenigstens ein elektrisches und mechanisches Verbindungselement 20 angeordnet, dessen Herstellung nachfolgend detaillierter erläutert wird.Between the wafers 12 and 14 , that is, between the electronic part and the sensor part of the semiconductor component 10 , at least one electrical and mechanical connecting element 20 is arranged, the production of which is explained in more detail below.

Die Oberfläche des fertig prozessierten Wafers 12 wird mit einer Metallstruktur 22 versehen. Hierzu kann beispielsweise eine durchgehende metallische Be schichtung auf dem Wafer 12, beispielsweise eine gesputterte Chrom/Kupfer-Legierung, flächig aufge bracht werden. Auf die Metallstruktur 22 wird eine relativ dicke Photoresistschicht 24, beispielsweise durch Aufschleudern, aufgebracht. Innerhalb der Pho toresistschicht 24 werden mittels bekannter Ver fahren der Photolithographie erste Strukturen 26 und eine zweite Struktur 28 angelegt. Hierzu wird eine nicht dargestellte Maskierung auf die Photoresist schicht 24 aufgebracht und ein Herauslösen bezie hungsweise Herausätzen von Resistmaterial in den spä teren Strukturen 26 und 28 durchgeführt. Die Struk turen 26 sind so angelegt, daß diese geometrisch einerseits auf dem Wafer 12 vorgesehenen Kontaktpads zum elektrischen Kontaktieren der mikromechanischen Strukturen 16 und andererseits den Kontaktbereichen 18 der mikromechanischen Strukturen 16 zugeordnet sind. Die Struktur 28 ergibt einen die Strukturen 26 in der Draufsicht gesehen umlaufenden Graben, wobei die Geometrie der von der Struktur 28 umschlossenen Fläche der Größe der mikromechanischen Strukturen 16 entspricht. The surface of the processed wafer 12 is provided with a metal structure 22 . For this purpose, for example, a continuous metallic coating on the wafer 12 , for example a sputtered chrome / copper alloy, can be brought up flat. A relatively thick photoresist layer 24 is applied to the metal structure 22 , for example by spin coating. Within the photoresist layer 24 , first structures 26 and a second structure 28 are created using known methods of photolithography. For this purpose, a mask, not shown, is applied to the photoresist layer 24 and a removal or etching out of resist material in the later structures 26 and 28 is carried out. The structures 26 are designed so that they are geometrically provided on the one hand on the wafer 12 contact pads for electrical contacting the micromechanical structures 16 and on the other hand the contact areas 18 of the micromechanical structures 16 . The structure 28 results in a trench encircling the structures 26 when viewed in plan view, the geometry of the surface enclosed by the structure 28 corresponding to the size of the micromechanical structures 16 .

In einem nächsten Verfahrensschritt werden die Struk turen 26 und 28 in der Photoresistschicht 24 bei spielsweise mittels galvanischer Abscheideverfahren, metallisch aufgefüllt. Hierdurch ergeben sich die Photoresistschicht 24 durchdringenden metallischen Bereiche 30 in den Strukturen 26 und ein metallischer Bereich 32 in der Struktur 28, der die metallischen Bereiche 30 quasi wannenförmig umschließt.In a next process step, the structures 26 and 28 are metallically filled in the photoresist layer 24, for example by means of galvanic deposition processes. This results in metallic areas 30 penetrating the photoresist layer 24 in the structures 26 and a metallic area 32 in the structure 28 , which quasi-encloses the metallic areas 30 .

Nach erfolgter metallischer Abscheidung kann die Oberfläche 34 mittels geeigneter Verfahren, bei spielsweise durch ein mechanisches Polieren, planari siert und geglättet werden. Hierdurch wird an den dem Wafer 12 abgewandten Seiten der metallischen Bereiche 30 beziehungsweise 32 eine vollkommene ebene Ober fläche erzielt. Der die integrierten Schaltungen 12 aufweisende Wafer ist während dieser Glättungsver fahren durch die Photoresistschicht 24 geschützt, so daß Beschädigungen am Wafer 12 ausgeschlossen werden können.After metallic deposition, the surface 34 can be planarized and smoothed using a suitable method, for example by mechanical polishing. In this way, a perfect flat surface is achieved on the sides of the metallic regions 30 and 32 facing away from the wafer 12 . The wafer having the integrated circuits 12 is protected during this smoothing process by the photoresist layer 24 , so that damage to the wafer 12 can be excluded.

Nunmehr wird in einem nächsten Verfahrensschritt die Photoresistschicht 24 entfernt, beispielsweise auf allgemein bekannte Art und Weise im Sauerstoff-Plasma verascht. Die Metallstruktur 22 wird anschließend auf der Oberfläche des Wafers 12 und zwischen den hohen metallischen Bereichen 30 und 32 selektiv entfernt, beispielsweise abgeätzt.Now, in a next process step, the photoresist layer 24 is removed, for example ashes in the oxygen plasma in a generally known manner. The metal structure 22 is then selectively removed, for example etched, on the surface of the wafer 12 and between the high metallic areas 30 and 32 .

Die späteren Kontaktflächen zwischen den metallischen Bereichen 30 und 32 des Verbindungselementes 20 be ziehungsweise den Kontaktbereichen 18 und 19 des Wafers 14 erfahren in einem nächsten Schritt eine ge eignete chemische Vorbehandlung, beispielsweise eine Hydrophilisierung. Hierdurch wird durch Van-der- Waals-Kräfte ein fester Kontakt zwischen den aus Silicium bestehenden Kontaktbereichen 18 und 19 und den metallischen Bereichen 30 beziehungsweise 32 er reicht. Es ist auch möglich, ein lötfähiges Metall zu verwenden oder eine dünne Lotschicht auf zugalvani sieren oder auf zudrucken.The subsequent contact surfaces between the metallic areas 30 and 32 of the connecting element 20 or the contact areas 18 and 19 of the wafer 14 undergo a suitable chemical pretreatment in a next step, for example hydrophilization. As a result, a firm contact between the contact regions 18 and 19 consisting of silicon and the metallic regions 30 and 32 is sufficient by Van der Waals forces. It is also possible to use a solderable metal or to apply a thin layer of solder to it or to print it on.

Anschließend werden die Wafer 12 und 14 justiert in Kontakt gebracht, das heißt, diese werden derart übereinander angeordnet, daß die metallischen Be reiche 30 mit den Kontaktbereichen 18 in Berührung kommen. Dadurch, daß die Kontaktbereiche 18 relativ großflächig angelegt wurden, kann das gezielte Fügen der Wafer 12 und 14 mit hinreichend großer Justage genauigkeit erfolgen, ohne daß eine hochpräzise und damit aufwendige Justage notwendig wird. Die metal lischen Bereiche 32 gelangen hierdurch gleichzeitig in Kontakt mit den Kontaktbereichen 19.Then the wafers 12 and 14 are brought into contact in an adjusted manner, that is to say they are arranged one above the other in such a way that the metallic regions 30 come into contact with the contact regions 18 . The fact that the contact areas 18 have been laid out over a relatively large area enables the precise joining of the wafers 12 and 14 to be carried out with a sufficiently large adjustment, without a highly precise and thus complex adjustment being necessary. The metallic areas 32 thereby simultaneously come into contact with the contact areas 19th

Anschließend erfolgt die Herstellung einer festen Verbindung zwischen den metallischen Bereichen 30 und 32 beziehungsweise den Kontaktbereichen 18 und 19. Hierzu kann beispielsweise der Wafer 14 kurz erhitzt werden, während der Wafer 12 gekühlt wird. Dieser Verfahrensschritt kann mittels einer geeigneten Vor richtung, die beispielsweise eine mit dem Wafer 12 in Kontakt kommende Kühleinrichtung und eine mit dem Wa fer 14 in Kontakt kommende Heizeinrichtung aufweist, durchgeführt werden. Hierdurch wird erreicht, daß die Kontaktstelle zwischen den metallischen Bereichen 30 und 32 beziehungsweise den Kontaktbereichen 18 und 19, auf Temperaturen größer als 450°C erwärmt werden können, während gleichzeitig der Wafer 12 und die hier angeordneten integrierten Schaltungen vor einer übermäßigen Erhitzung geschützt werden. Durch die Erwärmung der Kontaktbereiche kommt es zu einer Legierungsbildung zwischen dem Silicium der Kontakt bereiche 18 und 19 und dem Metall der metallischen Bereiche 30 und 32, so daß eine feste mechanische und elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den Wafern 12 und 14 über das Verbindungselement 20 entsteht. Dies kann durch eine zuvor aufgebrachte Lotschicht noch weiter unterstützt werden.A firm connection is then produced between the metallic regions 30 and 32 or the contact regions 18 and 19 . For this purpose, for example, the wafer 14 can be heated briefly while the wafer 12 is being cooled. This method step can be carried out by means of a suitable device, which has for example a cooling device coming into contact with the wafer 12 and a heating device coming into contact with the wafer 14 . This ensures that the contact point between the metallic regions 30 and 32 or the contact regions 18 and 19 can be heated to temperatures greater than 450 ° C., while at the same time the wafer 12 and the integrated circuits arranged here are protected against excessive heating. The heating of the contact areas leads to an alloy formation between the silicon of the contact areas 18 and 19 and the metal of the metallic areas 30 and 32 , so that a firm mechanical and electrically conductive connection is created between the wafers 12 and 14 via the connecting element 20 . This can be further supported by a previously applied solder layer.

Nach weiteren Ausführungsbeispielen kann anstelle der Legierungserzeugung eine Verbindung zwischen den Kon taktbereichen 18 und 19 beziehungsweise den metal lischen Bereichen 30 und 32 durch andere Techniken, beispielsweise dem Einsatz von Leitklebern oder Loten, erfolgen.According to further exemplary embodiments, instead of producing the alloy, a connection between the contact areas 18 and 19 or the metallic areas 30 and 32 can be made by other techniques, for example the use of conductive adhesives or solders.

Nach erfolgter Verbindung der Wafer 12 und 14 wird über die metallischen Bereiche 30 eine elektrische Verbindung zwischen den integrierten Schaltungen in dem Wafer 12 und den mikromechanischen Strukturen 16 in dem Wafer 14 zur Signalführung gewährleistet. Die die mikromechanischen Strukturen 16 wandförmig um gebenden metallischen Bereiche 32 sorgen einerseits für eine Erhöhung der Stabilität der mechanischen Verbindung zwischen den Wafern 12 und 14 und an dererseits für eine hermetische Einkapselung der mi kromechanischen Strukturen 16. Die mikromechanischen Strukturen 16 sind hierbei komplett durch den Wafer 14 beziehungsweise den Wafer 12 und dem metallischen Bereich 32 eingekapselt, so daß Umwelteinflüsse auf die Funktionsfähigkeit der empfindlichen mikro mechanischen Strukturen 16 keinen Einfluß haben kön nen. Weiterhin wird durch diese vollkommene Ein kapselung eine Beschädigung der mikromechanischen Strukturen bei weiteren Verfahrensschritten, wie beispielsweise Vereinzeln der Bauelemente 10 und einem späteren Gehäuseeinbau, beispielsweise einer Kunststoffumspritzung, sicher vermieden.After connection of the wafers 12 and 14 , an electrical connection between the integrated circuits in the wafer 12 and the micromechanical structures 16 in the wafer 14 for signal routing is ensured via the metallic regions 30 . The metallic regions 32 surrounding the micromechanical structures 16 in the form of a wall ensure on the one hand an increase in the stability of the mechanical connection between the wafers 12 and 14 and on the other hand a hermetic encapsulation of the micro-mechanical structures 16 . The micromechanical structures 16 are in this case or encapsulated completely through the wafer 14 to the wafer 12 and the metallic area 32, so that environmental influences on the function of the sensitive micromechanical structures 16 have no influence NEN Kgs. Furthermore, this complete encapsulation reliably prevents damage to the micromechanical structures in further method steps, such as, for example, separating the components 10 and subsequent installation in the housing, for example plastic encapsulation.

In einem nächsten, in Fig. 3 verdeutlichten Ver fahrensschritt, wird die Oberfläche des Wafers 12 wieder freigelegt, indem die überschüssigen, das heißt, die die mikromechanische Struktur 16 umge benden, für die weitere Funktion des Halbleiterbau elementes 10 nicht notwendigen Abschnitte 36 des Wafers 14, entfernt werden. Das Entfernen der Ab schnitte 36 kann in einfacher Weise mittels einem hier angedeuteten Sägeschnitt 38 erfolgen. Dieser Sägeschnitt kann beispielsweise mechanisch oder mit tels geeigneter Lasertechniken usw. erfolgen. Um si cherzustellen, daß bei diesem Abtrennen der Ab schnitte 36 keine Beschädigung des Wafers 12 erfolgt, können bei der Herstellung des Wafers 14 bereits grabenförmige Vertiefungen 40 vorgesehen sein, die die Solltrennstellen definieren.In a next process step illustrated in FIG. 3, the surface of the wafer 12 is uncovered again by the excess, that is to say the micromechanical structure 16 surrounding, elements 36 of the wafer which are not necessary for the further function of the semiconductor component 10 14 , can be removed. The removal of the sections 36 can be done in a simple manner by means of a saw cut 38 indicated here. This saw cut can be made mechanically, for example, or by means of suitable laser techniques, etc. In order to ensure that cuts 36 do not damage the wafer 12 during this separation, trench-shaped depressions 40 can already be provided in the manufacture of the wafer 14 , which define the desired separation points.

Alternativ ist es auch möglich, vor dem Verbinden des Wafers 14 mit dem Wafer 12 die mikromechanischen Strukturen 16 aus einem Waferverbund vorher zu ver einzeln, so daß der in Fig. 3 verdeutlichte Ver fahrensschritt an einem bereits fertig gefügten Halb leiterbauelement 10 entfallen würde.Alternatively, it is also possible, prior to connecting the wafer 14 to the wafer 12, to separate the micromechanical structures 16 from a wafer composite beforehand, so that the process step illustrated in FIG. 3 would be omitted on an already finished semiconductor component 10 .

Alternativ ist es auch möglich, vor dem Verbinden des Wafers 14 mit dem Wafer 12 die IC-Chips des Wafers 12 zu vereinzeln und gegen die Sensorchips des noch kompletten Sensorwafers 14 zu bonden. Die Vereinze lung der Sensoren erfolgt anschließend; dies ist dann vorteilhaft, wenn der IC-Wafer bereits eine schwie rige, das heißt sehr unebene Topographie aufgrund der zahlreichen Halbleiterprozeßschritte aufweist und schwierig ganzflächig zu bonden wäre.Alternatively, it is also possible to separate the IC chips of the wafer 12 before bonding the wafer 14 to the wafer 12 and to bond them to the sensor chips of the still complete sensor wafer 14 . The sensors are then separated; This is advantageous if the IC wafer already has a difficult, that is to say very uneven, topography due to the numerous semiconductor process steps and would be difficult to bond over the entire surface.

Insgesamt wird es möglich, Halbleiterbauelemente 10 mit integrierten mikromechanischen Strukturen 16 her zustellen, bei denen zur Erzeugung des die elek trische und mechanische Kopplung übernehmenden Ver bindungselementes 20 lediglich eine zusätzliche Mas kenebene notwendig ist. Diese zusätzliche Maskenebene kann nach Abschluß aller Prozessierungsschritte des Wafers 12 aufgebracht werden, so daß ein Eingriff in die Prozessierung der integrierten Schaltungen aus geschlossen ist.Overall it is possible, semiconductor devices 10 establish with integrated micromechanical structures 16 here, in which the binding element 20 only one additional Mas is necessary for generating the kenebene the elec tric and mechanical coupling of the receiving Ver. This additional mask level can be applied after completion of all processing steps of the wafer 12 , so that an intervention in the processing of the integrated circuits is excluded.

Bei dem fertigen Halbleiterbauelement 10 ergibt sich ferner der Vorteil, da sowohl der Wafer 12 als auch der Wafer 14 aus dem gleichen Siliciummaterial be stehen, daß bei Dauerlast oder bei Lastwechseln ein gleiches thermisches Verhalten auftritt, so daß eine thermische Beeinflussung der Langzeitlebensdauer des Halbleiterbauelements 10 minimiert werden kann.In the finished semiconductor device 10 , there is also the advantage that both the wafer 12 and the wafer 14 are made of the same silicon material, that the same thermal behavior occurs under continuous load or under load changes, so that a thermal influence on the long-term life of the semiconductor device 10 can be minimized.

Claims

1. A method for the production of micromechanical structures having semiconductor components, characterized in that the micromechanical structures ( 16 ) are generated in a separate wafer ( 14 ) and this wafer ( 14 ) with the interposition of a connecting element ( 20 ) on an integrated circuits having wafer ( 12 ) is applied adjusted.

2. The method according to claim 1, characterized in that the connecting element ( 20 ) on the surface of the finished processed wafer ( 12 ) is applied.

3. The method according to claim 2, characterized in that the wafer ( 12 ) is provided with a metal structure (layer) ( 22 ), to which a photoresist layer ( 24 ) is then applied.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that in the photoresist layer ( 24 ) openings for creating structures ( 26 , 28 ) are created, which serve the subsequent electrical and mechanical connection of the wafers ( 12 , 14 ).

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the openings ( 26 , 28 ) are filled to metallic structures ( 30 , 32 ), the photoresist layer ( 24 ) and the metal structure ( 22 ) are removed, so that only relatively high , metallic areas ( 30 , 32 ) form the connecting part ( 20 ).

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the metallic regions ( 30 ) take over an electrical connection of the integrated circuit of the wafer ( 12 ) and the micromechanical structures ( 16 ) of the wafer ( 14 ).

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the metallic areas ( 32 ) completely surround the metallic areas ( 30 ), in the manner of a ring.

8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the wafers ( 12 , 14 ) are joined by contact areas ( 18 , 19 ) of the wafer ( 14 ) with the metallic areas ( 30 , 32 ) are brought into contact.

9. The method according to claim 8, characterized in that between the contact areas ( 18 , 19 ) and the metallic areas ( 30 , 32 ) an intimate, electrically conductive connection is made.

10. The method according to claim 9, characterized in that in the contact area an alloy between the materials of the contact areas ( 18 , 19 ) and the areas ( 30 , 32 ) is produced by the wafer ( 14 ) heated and the wafer ( 12 ) is cooled at the same time.

11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that sections ( 36 ) of the wafer ( 14 ) which are not required in terms of function are preferably removed at previously structured predetermined separation points ( 40 ).

12. Semiconductor component with on the surface of an integrated circuit having wafer angeord Neten micromechanical structures, characterized in that the semiconductor component ( 10 ) is made according to at least one of claims 1 to 11.