JP2007259439A - Micromachining type combinational composition element and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はマイクロマシニング型のコンビ構成素子に関する。本発明は同じく、当該コンビ構成素子のための製造方法に関する。 The present invention relates to a micromachining type combination component. The invention also relates to a manufacturing method for the combination component.
本発明は原理的には多種のマイクロマシニング型のコンビ構成素子に対して使用可能でもあるが、以下においては容量型のシリコンマイクロホンもしくは容量型の圧力センサにつき本発明ならびに本発明の根底を成す問題点を説明する。 In principle, the present invention can be used for various types of micromachining type combination components, but in the following, the present invention and the problems underlying the present invention are related to capacitive silicon microphones or capacitive pressure sensors. Explain the point.
米国特許出願公告第6522762号明細書およびUS6088463号明細書から、マイクロマシニングのプロセスによってシリコン基板に製造され得る容量型のマイクロホンが公知である。このような容量型のマイクロホンの音響的な機能のためにはバックチャンバが必要である。このバックチャンバは構造化された付加的なウェーハのボンディングにより実現することができる。一般的にマイクロホンは、たとえば携帯電話、ハイファイ装置等のような家電の領域、およびたとえば言語入力のための自動車領域においても極めて大きな個数(13億〜15億個/年)でますます必要とされている。 From US Pat. Nos. 6,522,762 and US 6088463, capacitive microphones are known which can be produced on a silicon substrate by a micromachining process. A back chamber is necessary for the acoustic function of such a capacitive microphone. This back chamber can be realized by structured additional wafer bonding. In general, microphones are increasingly required in extremely large numbers (1.3 to 1.5 billion / year), for example, in the field of consumer electronics such as mobile phones and hi-fi devices, and in the automobile field for example for language input. ing.
これまで公知であった、このような固体マイクロホンのための製造プロセスは、ただし非常に手間がかかる。固体マイクロホンの原則的な構造は、ウェーハ裏面のパーフォレーションを、ウェーハ表面のカンチレバ形のダイヤフラムの下側に備えている。この場合、ひとつにはパーフォレーションはガス緩衝機構のために提供されている。もうひとつにはパーフォレーションにより、たとえばフリップチップ接合技術による回路基板またはハイブリッド回路に対するフェイスダウン取付け時に、ウェーハ裏面からの音波反響時の音波貫通も可能になる。 The manufacturing processes for such solid-state microphones known so far, however, are very laborious. The basic structure of a solid-state microphone has perforations on the backside of the wafer on the underside of the cantilever-shaped diaphragm on the wafer surface. In this case, for example, perforation is provided for the gas buffer mechanism. For example, perforation enables sound penetration from the backside of the wafer when the face is mounted face-down on a circuit board or hybrid circuit using flip chip bonding technology, for example.
容量型のマイクロホンの場合には、ダイヤフラムもしくはバルクウェーハの下側の対向板が、ダイヤフラムに対する電気的な背極として働く、すなわち、容量の変化はダイヤフラムと背極とから形成されているエアギャップコンデンサを介して適切に検出され、ダイヤフラム変位ひいては取り込んだ騒音レベルを再現する電気信号に変換される。 In the case of a capacitive microphone, the counter plate on the lower side of the diaphragm or bulk wafer serves as an electrical back electrode for the diaphragm, that is, the change in capacitance is an air gap capacitor formed by the diaphragm and the back electrode. And is converted into an electrical signal that reproduces the displacement of the diaphragm and thus the captured noise level.
ドイツ連邦共和国特許出願公開第19938206号明細書および同第19719061号明細書から、マイクロマシニング型の加速度センサもしくは回転加速度センサが公知である。これらのセンサは表面マイクロマシニングのプロセスによってシリコン基板に製造される。文献ではこのような構造体は慣性センサとも呼称される。このような構造体の脆弱な構成要素、特に基板の表面に対して水平に変位可能な容量型の測定フィンガは、一般的には構造化されたキャップウェーハのシールガラスボンディングにより損壊および汚染から保護されている。
したがって、本発明の課題は、冒頭で述べた形式のマイクロマシニング型のコンビ構成素子を改良して、慣性センサ構造体とダイヤフラムセンサ構造体、特にマイクロホンとが、1つの共通のシリコン基板に組み込まれていて、1回の共通のパッケージ封止により保護されているようなマイクロマシニング型のコンビ構成素子を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to improve the micromachining type combination component of the type described at the beginning, and to integrate the inertial sensor structure and the diaphragm sensor structure, particularly the microphone, into one common silicon substrate. It is another object of the present invention to provide a micromachining type combination component which is protected by a single common package sealing.
さらに本発明の課題は、このようなマイクロマシニング型のコンビ構成素子を製造するために適した、相応の製造方法を提供することである。 A further object of the present invention is to provide a corresponding manufacturing method suitable for manufacturing such a micromachining combination component.
この課題を解決するために本発明の構成では、表面と裏面とを備えた基板と、この基板の表面に形成されている、少なくとも1つの曲げビームを備えている慣性型の第1のセンサ装置と、基板の表面に形成されている、少なくとも1つのダイヤフラムと少なくとも1つの背極とを備えているダイヤフラム型の第2のセンサ装置とが設けられていて、第1のセンサ装置と第2のセンサ装置とが、基板の表面に被着される共通のキャップ装置によりキャップ封止されているようにした。 In order to solve this problem, in the configuration of the present invention, a first sensor device of inertia type having a substrate having a front surface and a back surface and at least one bending beam formed on the surface of the substrate. And a diaphragm-type second sensor device that is formed on the surface of the substrate and includes at least one diaphragm and at least one back electrode, wherein the first sensor device and the second sensor device The sensor device is sealed with a common cap device that is attached to the surface of the substrate.
さらに上記課題を解決するために本発明の方法では、以下のステップ:
表面と裏面とを備えた基板を準備し;
少なくとも1つの曲げビームを備えている慣性型の第1のセンサ装置を、基板の表面に形成し;
少なくとも1つのダイヤフラムと少なくとも1つの背極とを備えているダイヤフラム型の第2のセンサ装置を、基板の表面に形成し;
第1のセンサ装置と第2のセンサ装置とを、基板の表面に共通のキャップ装置を被着することによりキャップ封止する;
を実施するようにした。
Further, in order to solve the above problems, the method of the present invention includes the following steps:
Preparing a substrate with a front side and a back side;
Forming an inertial-type first sensor device comprising at least one bending beam on the surface of the substrate;
Forming a diaphragm type second sensor device comprising at least one diaphragm and at least one back electrode on a surface of the substrate;
Capping the first sensor device and the second sensor device by attaching a common cap device to the surface of the substrate;
Was to be implemented.
請求項1の特徴を備えた本発明によるマイクロマシニング型のコンビ構成素子もしくは請求項10記載の製造方法は、本発明によるマイクロマシニング型のコンビ構成素子によって、多数の物理量、特に音波、圧力、3方向の加速度、回転度等を同時に測定することができるという利点を有している。
The micromachining type combination component according to the present invention having the characteristics of
これにより、僅かな所要面積および容易なプロセッシングと結び付いた有利な多機能性がもたらされる。僅かな構成高さおよびこの構成高さと結び付いたパッケージング利点、もしくは取付け利点は背部研削により達成される。チップスケールパッケージングにより追加パッケージングは必要ない。種々異なる機能性の実現のために、既に確立された同一のプロセスシーケンスを複数回にわたって繰り返すことができる。導電性の基板と、導電性のキャップとこれらに接合されているASICは、組み込まれたEMV保護をもたらす。加速度センサおよびマイクロホン用の単体のキャップ、有利にはキャップウェーハの使用により、面積利点および拡大されたバックチャンバの可能性がもたらされる。 This provides an advantageous multi-functionality coupled with a small required area and easy processing. The slight construction height and the packaging or mounting advantages associated with this construction height are achieved by back grinding. With chip scale packaging, no additional packaging is required. The same process sequence already established can be repeated multiple times to achieve different functionality. The conductive substrate, the conductive cap, and the ASIC bonded to them provide built-in EMV protection. The use of a single cap, preferably a cap wafer, for the acceleration sensor and microphone provides an area advantage and the possibility of an expanded back chamber.
本発明の根底にある思想は、慣性センサ構造体とダイヤフラムセンサ構造体、特にマイクロホンとが、1つの共通のシリコン基板に組み込まれていて、1回の共通のパッケージ封止により保護されているようなマイクロマシニング型のコンビ構成素子を提供することにある。 The idea underlying the present invention is that the inertial sensor structure and the diaphragm sensor structure, in particular the microphone, are built into one common silicon substrate and protected by a single common package seal. Another object of the present invention is to provide a combination component of micromachining type.
有利には、本発明によるマイクロマシニング型の構成素子は、一方の面でキャップ封止されており、他方の面でフリップチップ取付けによりASICに接合されている。電気的なコンタクト形成は、有利にはラテラルな導体路によってセンサ領域/ASICから導出されるか、またはセンサ基板を通じて鉛直に行われる。このようなマイクロマシニング型の構成素子の特に有利な使用は、移動電話にあり、移動電話の空間位置に関連したディスプレイ表示の自動的な調整にある。 Advantageously, the micromachining type component according to the invention is capped on one side and joined to the ASIC by flip chip attachment on the other side. The electrical contact formation is preferably derived from the sensor area / ASIC by a lateral conductor track or carried out vertically through the sensor substrate. A particularly advantageous use of such micromachined components is in mobile telephones and in the automatic adjustment of the display display in relation to the spatial position of the mobile telephone.
請求項2から請求項9もしくは請求項11から請求項17には、それぞれ本発明の対象の有利な改良形および改善形が記載されている。 Claims 2 to 9 or claims 11 to 17 describe advantageous refinements and refinements of the subject of the invention, respectively.
有利な構成によれば、第2のセンサ装置は、基板の裏面から空洞を通じて圧力によって負荷可能である。 According to an advantageous configuration, the second sensor device can be loaded by pressure through the cavity from the back side of the substrate.
別の有利な構成によれば、第2のセンサ装置は、基板の表面からキャップ装置にある貫通開口を通じて圧力によって負荷可能である。 According to another advantageous configuration, the second sensor device can be loaded by pressure from the surface of the substrate through a through opening in the cap device.
さらに別の有利な構成によれば、キャップ装置は第1のセンサ装置の上側に位置する第1の空洞と、第2のセンサ装置の上側に位置する第2の空洞とを有している。この場合、第1の空洞と第2の空洞とは流体接続されてはいない。 According to yet another advantageous configuration, the cap device has a first cavity located above the first sensor device and a second cavity located above the second sensor device. In this case, the first cavity and the second cavity are not fluidly connected.
さらに別の有利な構成によれば、基板には構造化された非導電性の第1の犠牲層と、この第1の犠牲層の上に位置する構造化された導電性の第1の層と、この第1の層の上に位置する構造化された非導電性の第2の犠牲層と、この第2の犠牲層の上に位置する構造化された導電性の第2の層とが設けられている。この場合、曲げビームは導電性の第2の層から構造化されていて、この場合、ダイヤフラムは導電性の第1の層から構造化されている。 According to yet another advantageous configuration, the substrate comprises a structured non-conductive first sacrificial layer and a structured conductive first layer located on the first sacrificial layer. A structured non-conductive second sacrificial layer overlying the first layer; and a structured conductive second layer overlying the second sacrificial layer; Is provided. In this case, the bending beam is structured from a conductive second layer, in which case the diaphragm is structured from a conductive first layer.
さらに別の有利な構成によれば、非導電性の第1の犠牲層の内部に、導電性の接触接続領域が形成されていて、この接触接続領域を介して、構造化された導電性の第1の層の各領域を基板に接続し、この場合、基板は分離溝により絶縁されたコンタクトプラグを有している。これらのコンタクトプラグを介して、導電性の接触接続領域を基板の裏面に電気的に接続している。 According to yet another advantageous configuration, a conductive contact connection region is formed inside the non-conductive first sacrificial layer, through which the structured conductive conductive material is formed. Each region of the first layer is connected to a substrate, in which case the substrate has a contact plug insulated by a separation groove. The conductive contact connection region is electrically connected to the back surface of the substrate through these contact plugs.
さらに別の有利な構成によれば、評価ICが、接触接続面を介してコンタクトプラグにボンディングされている。 According to yet another advantageous configuration, the evaluation IC is bonded to the contact plug via the contact connection surface.
さらに別の有利な構成によれば、背極が基板から構造化されている。 According to yet another advantageous configuration, the back electrode is structured from the substrate.
さらに別の有利な構成によれば、背極が導電性の第2の層から構造化されている。 According to yet another advantageous configuration, the back electrode is structured from a conductive second layer.
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面につき詳しく説明する。 In the following, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図面には同一の構成要素または同一の機能を有する構成要素には同じ符号が付与されている。 In the drawings, the same reference numerals are given to the same components or components having the same function.
図1a、図1b、図1c、図1dおよび図1eには、本発明の第1の実施例によるマイクロマシニング型のコンビ構成素子の主要製造ステップの概略的な縦断面図が示してある。 FIGS. 1a, 1b, 1c, 1d and 1e show schematic longitudinal sectional views of the main manufacturing steps of a micromachining combination component according to a first embodiment of the invention.
図1aには表面VSと裏面RSとを有するシリコンウェーハ基板が符号1で示してある。シリコンウェーハ基板1の表面VSには、シリコン酸化物から成る犠牲層21が被着されていて、この犠牲層21は本例では4μmの厚さを有している。犠牲層21の上側には、厚さ5μmの導電性の層31が被着され構造化される。この導電性の層31は、後の慣性センサ構造体に対応配置されている第1の領域31aと、後のダイヤフラムセンサ構造体(ここでは容量型マイクロホン)に対応配置されている第2の領域31bとを有している。図1aから分かるように、導電性の層31の第2の領域31bは貫通孔36を有していて、この貫通孔36は後のマイクロホンのダイヤフラムにおいて圧力補償をもたらす。導電性の層31として、ドーピングされたポリシリコンが特に有利である。
In FIG. 1 a, a silicon wafer substrate having a front surface VS and a back surface RS is indicated by
別の実施例(図示せず)では導電性の層31が、たとえば誘電性の別の層にポリシリコンが埋め込まれている層スタックから成っていてよく、これにより層スタック内部の応力は有利には僅かな引張応力に調整することができるようになる。たとえばドイツ連邦共和国特許出願公開第19847455号明細書および同第10065013号明細書から公知のように、択一的には犠牲層をたとえばSiGeから実現するか、または保護酸化物によって取り囲まれたシリコン層を導電性の単層もしくは導電性の複層として使用することができる。
In another embodiment (not shown), the
さらに図1bに示したように、シリコン酸化物から成る別の犠牲層22が、第1の犠牲層21および構造化された導電性の層31の上側に堆積され同様に構造化される。本例では、第2の犠牲層22は10μmの厚さを有している。第2の犠牲層22は、導電性の層31の第1の領域31aの上側に3つの貫通孔37a,37b,37cを有していて、導電性の層31の第2の領域31bの上側にさらに1つの貫通孔37dを有している。次のプロセス経過では、ポリシリコンから成る別の導電性の層4が、構造体にわたって堆積されドーピングされる。本例では、別の導電性の層4は10μm以上、たとえば30μmの厚さを有している。この別の導電性の層4は、貫通孔37a,37b,37c,37dを介して機械的および電気的に導電性の層31の第1の領域31aもしくは第2の領域31bに接続されている。さらに次のプロセスステップでは、金属製のボンディング面5a,5bの被着および構造化が行われる。これらのボンディング面5a,5bは後にボンディングランドとしてワイヤボンディングに適するか、またはアンダバンプメタライジング部としてキャップウェーハであるキャップの共晶ボンディングに適する。これに相応して金属製のボンディング面5a,5bは、アンダバンプメタライジングのために、有利にはアルミニウムまたはプラチナもしくはたとえばAl/Ti/Ni/Au等の他の標準金属層列から成っている。
Further, as shown in FIG. 1b, another
次いで、さらに図1cに示したように、導電性の層4のいわゆるトレンチエッチング(または簡単にトレンチング)が、標準リソグラフィ技術を使って行われる。トレンチングにより金属製のボンディング面5a,5bを絶縁するための分離溝43と、ボンディング面5a,5bの下側に位置する相応のコンタクトプラグ45a;45bとがもたらされる。これらのコンタクトプラグ45a,45bを介して金属製のボンディング面5a;5bは、その下側に位置する、導電性の層31の相応の領域31a;31bに電気的に接続される。
Then, as further illustrated in FIG. 1c, a so-called trench etching (or simply trenching) of the
さらに、後の慣性センサ構造体のビーム46a,46b,46c,46dを位置規定する分離溝41がもたらされる。この場合、ビーム46a,46dは、慣性センサ構造体の定置のビームであって、これに対してビーム46b,46cは、基板1の表面VSに対して平行に変位可能な、慣性センサ構造体のビームである。さらに、後のダイヤフラムセンサ構造体の背極47a,47b、すなわちマイクロホン緩衝、ひいてはダイヤフラムセンサ構造体の音響的な機能を規定する分離溝42がもたらされる。最終的にはその次に、シリコンウェーハ基板1は、空洞10がダイヤフラムセンサ構造体の裏面にもたらされるように裏面RSから構造化される。
In addition, a
これに続いて、図1dに示したように、犠牲層21,22は、有利にはSiGeおよびSiに関して、たとえばClF3,XeF2等を使ったガスによるHFエッチングプロセスによりエッチングされる。このHFエッチングプロセスにより、慣性センサ構造体はサイドエッチングされ、表面VSに対して水平に変位可能なビーム46b,46cが形成される。これらのビーム46b,46cは、定置のビーム46a,46dと一緒にコンデンサとして作用する。このコンデンサの容量は状況もしくは加速度に関連して可変である。ダイヤフラムセンサ構造体の領域では、エッチングプロセスによりカンチレバ形のダイヤフラム25が形成される。このダイヤフラム25は、表面VSに対して垂直に変位可能で、音波信号を検出することを可能にする。既述したように、この場合、貫通孔36は空洞圧と周囲圧との間の圧力補償のために働く。この貫通孔36が設けられない場合、ダイヤフラムセンサ構造体は容量型圧力センサとして働くことができる。
Following this, as shown in FIG. 1d, the
次いで、図1eに示したように、慣性センサ構造体とダイヤフラムセンサ構造体を保護するために、第1の空洞71と第2の空洞72とを備えた予め構造化されたキャップウェーハ7が、シールガラス領域6によって導電性の層4にボンディングされる。この場合、キャップウェーハ7の構造化およびボンディングは、第1の空洞71が気密に閉じられていて、この第1の空洞71内で基準室(負)圧が調整されるように行われる。ダイヤフラムセンサ構造体の領域では、空洞72がマイクロホンのバックチャンバ(Rueckvolumen)として働く。汚染、湿分等から保護するために、シリコンウェーハ基板1の裏面RSにシート19を被着することができる。このシート19は、必要な場合には構造化することもできる。
Then, as shown in FIG. 1e, a
別の実施例(図示せず)の場合、空洞71,72を単に1つの空洞に形成することができる。そのために、キャップウェーハ7は先行技術から公知であるz形ストッパ(z−Anschlaegen)(図示せず)を備えて設計されていてよい。このように製造されたマイクロマシニング型の構成素子は、音響的な開口を備えたプレートに位置固定され、金属製のボンディング面5a,5bを介して電気的に接触接続することができる。
In another embodiment (not shown), the
図2a、図2b、図2cおよび図2dには、本発明の第2の実施例によるマイクロマシニング型のコンビ構成素子の主要製造ステップの概略的な縦断面図が示してある。 2a, 2b, 2c and 2d show schematic longitudinal sectional views of the main manufacturing steps of a micromachined combination component according to a second embodiment of the invention.
図2aによれば、導電性の層31の領域31a,31bは、シリコンウェーハ基板1に対して導電性の領域31′a,31′bを介して電気的および機械的に接触接続している。これらの導電性の領域31′a,31′bは、別の導電性の層31′から構造化されていて、第1の犠牲層21内に埋め込まれている。さらに導電性の層4′が、第2の犠牲層22を抜けて延び、導電性の層31′の別の導電性の領域31′cに当たるコンタクトプラグ45cを有することにより、導電性の層4′は、半導体基板1に対して電気的および機械的に接触接続する。犠牲層22は、ここでは犠牲層21の前で表面VSからエッチングされ、その後、キャップ封止が行われる。キャップウェーハ7′は、この第2の実施例ではシリコンウェーハ基板1とのより大きな面オーバラップ(図示の場合には完全なオーバラップ)を有している。
According to FIG. 2a, the
さらに図2bに示したように、シリコンウェーハ基板1の裏面RSが薄肉化されるので、シリコンウェーハ基板1の最終的な厚さは200μm以下、有利には100μm以下である。続いて、このようにしてもたらされた薄肉化された裏面RS′に、金属製のボンディング面5′a,5′b,5′c,5′dが裏面RS′に堆積され構造化される。
Further, as shown in FIG. 2b, since the back surface RS of the
次いで、さらに図2cに示したように、裏面のトレンチエッチングが、慣例のリソグラフ技術によって行われ、これにより空洞10′と分離溝43′とが、シリコンウェーハ基板1の裏面RS′から構造化される。これに続いて、犠牲層21のエッチングが裏面から行われ、これによりダイヤフラム25が露出する。分離溝43′は、コンタクトプラグ45a,45e,45fを規定し、これらのコンタクトプラグ45a,45e,45fは、金属製のボンディング面5′a,5′b,5′cを導電性の領域31′a,31′b,31′cに接続する。
Then, as further shown in FIG. 2c, the backside trench etching is performed by conventional lithographic techniques, whereby the cavity 10 'and the isolation groove 43' are structured from the backside RS 'of the
次いで、図2dに示したように、反転された状態においてフリップチップ技術で評価IC(ASIC)8が、シリコンウェーハ基板1の裏面RS′に被着され、この場合、電気的および機械的な接触接続は、金属製のボンディング面5′a,5′b,5′cを介して実現化される。金属製のボンディング面5′dは、全構成素子の電気的な接触接続(詳しく説明せず)のために働く。
Next, as shown in FIG. 2d, an evaluation IC (ASIC) 8 is applied to the back surface RS ′ of the
本例では、3つのチップスタックの全高は、個々の高さ、すなわちキャップウェーハ7′の厚さ約380μmと、裏面を薄肉化されたシリコンウェーハ基板1の厚さ約120μmと、評価ICチップ8(はんだ面を含む)の厚さ500μm以下とから構成される。これにより、1000μm以下の全厚さが実現可能であることが明らかになる。
In this example, the total height of the three chip stacks is the individual height, that is, the thickness of the
図3には、本発明の第3の実施例によるマイクロマシニング型のコンビ構成素子の主要製造ステップの概略的な縦断面図が示してある。 FIG. 3 shows a schematic longitudinal sectional view of main manufacturing steps of a micromachining combination component according to a third embodiment of the present invention.
図3の実施例では、評価IC8′のコンタクト形成を、裏面を薄肉化されたシリコンウェーハ基板1に対して側方にずらして行う。これによりラテラルな突出Dがもたらされる。評価IC8′の、シリコンウェーハ基板1に向いている側には、金属製の別のボンディング面5′eがあり、このボンディング面5′eはワイヤボンディングによる接続のために働くことができる。
In the embodiment of FIG. 3, the contact formation of the
図4には、本発明の第4の実施例によるマイクロマシニング型のコンビ構成素子の主要製造ステップの概略的な縦断面図が示してある。 FIG. 4 shows a schematic longitudinal sectional view of the main manufacturing steps of a micromachining combination component according to a fourth embodiment of the present invention.
図4の第4の実施例では、評価IC8″は、薄肉化されたシリコンウェーハ基板1の裏面RS′を全体的に覆っている。キャップウェーハ7″には貫通開口73が備え付けられていて、この貫通開口73はダイヤフラムセンサ構造体用の音響的な開口として働く。キャップウェーハ7″の別の開口74により、金属製のボンディング面5aの導電性の層4におけるコンタクト形成が可能になる。
In the fourth embodiment of FIG. 4, the
図5には、本発明の第5の実施例によるマイクロマシニング型のコンビ構成素子の主要製造ステップの概略的な縦断面図が示してある。 FIG. 5 shows a schematic longitudinal sectional view of main manufacturing steps of a micromachining combination component according to a fifth embodiment of the present invention.
図5の第5の実施例の記述は図1dの記述に相応する。図1dとは異なり図5では、電極47′a,47′bが導電性の層4に設けられているのではなく、シリコンウェーハ基板1から構造化されている。このことは、空洞10のエッチングの際の相応なマスキングにより可能になる。
The description of the fifth embodiment of FIG. 5 corresponds to the description of FIG. Unlike FIG. 1 d, in FIG. 5, the electrodes 47 ′ a, 47 ′ b are not provided on the
本発明の第6の実施例によるマイクロマシニング型のコンビ構成素子の主要製造ステップの概略的な縦断面図が示してある。 A schematic longitudinal section of the main manufacturing steps of a micromachining combination component according to a sixth embodiment of the invention is shown.
図6の第6の実施例は、図1dの第1の実施例と図5の第5の実施例との組合せとして解することができる。なぜならば第6の実施例は、ダイヤフラム25と、電極47a,47bと、電極47′a,47′bとを既に有しているからである。したがって、ダイヤフラム変位の差分評価が可能である。
The sixth embodiment of FIG. 6 can be understood as a combination of the first embodiment of FIG. 1d and the fifth embodiment of FIG. This is because the sixth embodiment already has the
以上、本発明を有利な実施例につき説明したが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではなく、種々多様に改良可能である。 Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments, the present invention is not limited to these embodiments and can be variously improved.
発明の対象から逸脱せず、特に、個々のプロセスステップの順序を互いに入れ替えることもできる。すなわち、たとえばウェーハ裏面処理をウェーハ表面処理の前に行うか、またはウェーハ表面プロセッシングの前に完了しておくか、あるいはウェーハ表面プロセッシングを最初に行うか、または最初に完了しておき、その後にウェーハ裏面処理を行うことができる。しかし、ウェーハ表面およびウェーハ裏面における個々の方法ステップを全プロセス経過中に順次に互いに交互に行うことができ、すなわちまず一度ウェーハ表面を処理し、次いで再びウェーハ裏面を処理し、引き続きウェーハ表面とウェーハ裏面とが、それぞれ1つまたは複数のステップを経て処理されてゆく。上述したプロセス経過は、多くの点で有利であるとみなすことができるが、しかし本発明の意図において唯一の可能なプロセス経過ではない。特に、種々異なる実施例のプロセス部分もしくは構造体部分を互いに入れ替えることができる。 In particular, the order of the individual process steps can be interchanged without departing from the subject of the invention. This means, for example, whether the wafer backside treatment is performed before the wafer surface treatment or is completed before the wafer surface processing, or the wafer surface processing is performed first or is completed first, and then the wafer is processed. Backside processing can be performed. However, the individual method steps on the wafer surface and the wafer back surface can be alternately performed one after the other during the entire process, i.e. the wafer surface is first processed and then the wafer back surface is processed again, followed by the wafer surface and the wafer. Each back side is processed through one or more steps. The process process described above can be considered advantageous in many respects, but is not the only possible process process for the purposes of the present invention. In particular, the process parts or structure parts of the different embodiments can be interchanged with one another.
1 シリコンウェーハ基板、 VS 表面、 RS 裏面、 21 第1の犠牲層、 22 第2の犠牲層、 31 第1の導電性の層、 31a 31の第1の領域、 31b 31の第2の領域、 4 導電性のポリシリコン層、 36 貫通孔、 37a〜37b 貫通孔、 5a,5b,5a′ 金属製のボンディング面、 41,42,43 分離溝、 10,10′ 空洞、 46a,46b,46c,46d 慣性センサ構造体のビーム、 47a,47b,47′a,47′b ダイヤフラムセンサ構造体の電極、 25 ダイヤフラム、 45a,45b コンタクトプラグ、 7,7′,7″ キャップウェーハ、 71,72 空洞、 6 シールガラス領域、 19 シート、 71′,72′ 空洞、 73,74 貫通開口、 31′ 導電性の層、 31′a 31′の第1の領域、 31′b 31′の第2の領域、 31′c 31′の第3の領域、 5′a,5′b,5′c,5′d 金属製のボンディング面、 RS′ 薄肉化された裏面、 45 DEFコンタクトプラグ、 45c コンタクトプラグ、 8,8′ 評価IC、 43′ 分離溝、 45d,45g コンタクトプラグ、 31′d 31′の第4の領域
DESCRIPTION OF
Claims (17)
表面(VS)と裏面(RS;RS′)とを備えた基板(1)と;
基板(1)の表面(VS)に形成されている、少なくとも1つの曲げビーム(46a〜46d)を備えている慣性型の第1のセンサ装置(46a〜46d)と;
基板(1)の表面(VS)に形成されている、少なくとも1つのダイヤフラム(25)と、少なくとも1つの背極(47a,47b;47′a,47′b;47a,47b,47′a,47′b)とを備えているダイヤフラム型の第2のセンサ装置(25,47a,47b;25,47′a,47′b;25,47a,47b,47′a,47′b)とが設けられており;
第1のセンサ装置(46a〜46d)と第2のセンサ装置(25,47a,47b;25,47′a,47′b;25,47a,47b,47′a,47′b)とが、基板(1)の表面(VS)に被着される共通のキャップ装置(7;7′;7″)によりキャップ封止されていることを特徴とする、マイクロマシニング型のコンビ構成素子。 In micromachining type combination components,
A substrate (1) comprising a front surface (VS) and a back surface (RS; RS ′);
An inertial-type first sensor device (46a-46d) comprising at least one bending beam (46a-46d) formed on the surface (VS) of the substrate (1);
At least one diaphragm (25) formed on the surface (VS) of the substrate (1) and at least one back electrode (47a, 47b; 47'a, 47'b; 47a, 47b, 47'a, A second sensor device (25, 47a, 47b; 25, 47'a, 47'b; 25, 47a, 47b, 47'a, 47'b) provided with Provided;
The first sensor device (46a-46d) and the second sensor device (25, 47a, 47b; 25, 47'a, 47'b; 25, 47a, 47b, 47'a, 47'b) A micromachining type combination component characterized by being capped with a common cap device (7; 7 '; 7 ") applied to the surface (VS) of the substrate (1).
表面(VS)と裏面(RS;RS′)とを備えた基板(1)を準備し;
少なくとも1つの曲げビーム(46a〜46d)を備えている慣性型の第1のセンサ装置(46a〜46d)を、基板(1)の表面(VS)に形成し;
少なくとも1つのダイヤフラム(25)と、少なくとも1つの背極(47a,47b;47′a,47′b;47a,47b,47′a,47′b)とを備えたダイヤフラム型の第2のセンサ装置(25,47a,47b;25,47′a,47′b;25,47a,47b,47′a,47′b)を、基板(1)の表面(VS)に形成し;
第1のセンサ装置(46a〜46d)と第2のセンサ装置(25,47a,47b;25,47′a,47′b;25,47a,47b,47′a,47′b)とを、基板(1)の表面(VS)に共通のキャップ装置(7;7′;7″)を被着することにより、キャップ封止する;
を実施することを特徴とする、マイクロマシニング型のコンビ構成素子のための製造方法。 In a manufacturing method for a micromachining type combination component, the following steps:
Providing a substrate (1) having a front surface (VS) and a back surface (RS; RS ′);
An inertial type first sensor device (46a-46d) comprising at least one bending beam (46a-46d) is formed on the surface (VS) of the substrate (1);
Diaphragm type second sensor comprising at least one diaphragm (25) and at least one back pole (47a, 47b; 47'a, 47'b; 47a, 47b, 47'a, 47'b) Forming devices (25, 47a, 47b; 25, 47'a, 47'b; 25, 47a, 47b, 47'a, 47'b) on the surface (VS) of the substrate (1);
A first sensor device (46a-46d) and a second sensor device (25, 47a, 47b; 25, 47'a, 47'b; 25, 47a, 47b, 47'a, 47'b), Cap sealing by applying a common cap device (7; 7 '; 7 ") to the surface (VS) of the substrate (1);
A manufacturing method for a micromachining type combination component, characterized in that:
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