KR101871865B1 - 멀티-다이 ｍｅｍｓ 패키지 - Google Patents

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Abstract

본 명세서는 멀티-다이 미세 전자 기계 시스템(microelectromechanical systems, MEMS) 패키지에 관한 것이다. 일예에서, 멀티-다이 MEMS 패키지는, 회로 기판에 연결되도록 구성된 컨트롤러 집적 회로(integrated circuit, IC), 및 상기 컨트롤러 IC를 통해서 상기 컨트롤러 IC의 제 1 측과 상기 제 1 측의 반대편인 제 2 측 사이로 연장하는 실리콘 관통 비아를 포함하고, MEMS IC는 상기 실리콘 관통 비아에 연결된다.

Description

멀티-다이 ＭＥＭＳ 패키지{MULTI-DIE MEMS PACKAGE}
본 출원은, 2010년 9월 18일에 출원된 미국 가출원 제 61/384,241호, "실리콘 관통 비아를 가진 MEMS의 멀티-다이 패키징(MULTI-DIE PACKAGING OF MEMS WITH THROUGH SILICON VIAS)(대리인 사건 번호: 2921.096PRV) 및 2010년 9월 20일에 출원된 미국 가출원 제 61/384,321호, "집적 관성 센서(INTEGRATED INERTIAL SENSOR)(대리인 사건 번호: 2921.0105PRV)에 대한 우선권을 주장하며, 그 출원의 내용은 원용에 의해 본 명세서에 포함된다.
본 명세서는 멀티-다이 미세 전자 기계 시스템(microelectromechanical system, MEMS) 패키지에 관한 것이다.
일반적으로, 복수의 미세 전자 기계 시스템(microelectromechanical system, MEMS) 칩을 이용하는 애플리케이션에는, 각각의 MEMS 칩을 위한 별도의 컨트롤러가 포함된다. 예를 들어, 관성 센서는 자신의 응용 주문형 집적 회로(application specific integrated circuit, ASIC)로 패키징될 수 있는 반면, 압력 센서는 별개의 ASIC로 패키징될 수 있다. 각각의 추가되는 MEMS 칩은 관련 컨트롤러 또는 컨트롤러 회로를 포함하고 있으므로, 복수의 MEMS 시스템은, 소비되는 전력량, 사용되는 실리콘 및 실리콘 리얼 에스테이트(real estate), 사용되는 엔지니어링 자원(engineering resource), 및 시스템을 제조하는데 쏟는 비용을 증가시킬 수 있다. 또한, 일부 MEMS 칩은 고전압 신호를 요구한다. 고전압의 ASIC는 제조될 수 있으나, 비용이 많이 들고 완전히 표준화되어 있지 않다. 고전압을 요구하는 MEMS는, 값비싼 ASIC를 사용하여 고착 상태에 있고, 그에 따른 비용이 많은 소비자의 애플리케이션을 지원해주지 못하는 정도까지 이르렀다.
일예에서, 멀티-다이 MEMS 패키지는, 회로 기판에 연결되도록 구성된 컨트롤러 집적 회로(integrated circuit, IC), 및 상기 컨트롤러 IC를 통해서 상기 컨트롤러 IC의 제 1 측과 상기 제 1 측의 반대편인 제 2 측 사이로 연장하는 실리콘 관통 비아를 포함하고, MEMS IC는 상기 실리콘 관통 비아에 연결된다.
이 개요는 본 특허 출원서의 특징적 구성의 개요를 제공하기 위한 것이다. 이 개요는 본 발명의 배타적 또는 철저한 설명을 제공하기 위한 것은 아니다. 상세한 설명이, 본 특허 출원서에 대한 추가적인 정보를 제공하기 위해 포함된다.
도면은 반드시 일정한 비율로 도시되어 있지 않으며, 도면에서 유사한 참조 번호는 다른 도면에서 유사한 구성요소를 나타낸다. 상이한 첨자를 가지는 유사한 참조 번호는 유사한 구성요소의 상이한 예(instance)를 나타낼 수 있다. 도면은 본 명세서에서 논의되는 다양한 실시예를 예시적인 방법으로 일반적으로 도시할 뿐, 한정하는 방법으로 도시하는 것은 아니다.
도 1 내지 4는 멀티-다이 MEMS의 예를 일반적으로 나타낸다.
도 1은, MEMS 장치(101) 및 응용 주문형 집적 회로(application specific integrated circuit, ASIC)와 같은 컨트롤러 IC(102)를 포함하는 멀티-다이 MEMS 패키지(100)의 예를 나타낸다. 일부 예에서는, MEMS 장치(101)는 컨트롤러 IC(102)의 일측 상의 콘택(contact)에 연결되고, 컨트롤러 IC(102)는 실리콘 관통 비아(through silicon vias, TSVs)를 포함하는데, 실리콘 관통 비아는 콘택을, 컨트롤러 IC(102)의 다른 측 상의 제 2 콘택에 연결시킨다. TSV를 사용함으로써, 와이어 본드(wire bonds)와, MEMS 장치(101)로부터 컨트롤러 IC(102) 또는 인쇄 회로 기판(printed circuit board, PCB)(103)과 같은 다른 회로로 연장되는, 와이어 본드를 수용하는 영역이 제거될 수 있다. 일부 예에서는, 멀티-다이 MEMS 패키지(100)는 전체 장치의 패키지 풋프린트(package footprint)를 감소시킬 수 있다.
일부 예에서, 멀티-다이 MEMS 패키지(100)는, MEMS 장치(101)에 근방에 위치한 컨트롤러 IC(102) 위에 장착되는 고전압 칩(104)을 포함할 수 있다. 이러한 예에서, 고전압 칩(104)은 멀티-다이 MEMS 패키지(100)의 고전압 회로를 제공할 수 있고, 컨트롤러 IC(202)는 멀티-다이 MEMS 패키지(100)의 저전압 회로를 제공할 수 있다. 일예에서, 복수의 MEMS 장치(101)는, 컨트롤러 IC(102)의 실리콘 관통 비아(TSV)를 사용하여, 컨트롤러 IC(102) 또는 다른 회로 위에 장착되거나 컨트롤러 IC(102) 또는 다른 회로에 연결될 수 있다.
도 2는, MEMS 장치(201), 및 TSV(204)를 포함하는 컨트롤러 IC(202)를 포함하는 멀티-다이 MEMS 패키지(200)의 예를 나타낸다. MEMS 장치는 디바이스 층(205)과 캡 층(cap layer)(206)을 포함한다. 일예에서, 디바이스 층(205)은, 하나 이상의 앵커(anchor)에 의해 지지되는 검사 질량(proof mass)(207)을 포함할 수 있다. 일예에서, 디바이스 층은, 단일 앵커에 의해 지지되는 검사 질량을 포함할 수 있다. 일부 예에서, MEMS IC는, 디바이스 층(205) 내에서 2 이상의 검사 질량(207)을 포함할 수 있다. 검사 질량(207)을 포함하는 디바이스 층(205)은, 디바이스 층(205)을 통해 수직 및 수평 방향 모두로 연장하는 갭(gap)(209)을 포함할 수 있다. 갭(209)은 검사 질량(207)의 복수의 이동부(movable portions)를 형성할 수 있고, 디바이스 층(205)의 주요 표면에 대하여 복수의 이동부가 면내 운동 또는 면외 운동을 하도록 할 수 있다. 일예에서, 검사 질량(207)의 면내 운동과 면외 운동은, 멀티-다이 MEMS 패키지(200)의 가속과 회전을 감지하는데 사용될 수 있다. 일부 예에서, 디바이스 층(205)은 에칭되어, MEMS 패키지(200)의 선형 및 각 가속도를 감지하기 위한 6 개의 자유도를 가진 관성 센서를 제공한다. 일부 예에서, 캡 층(206)은 검사 질량(207)을 위해 환경 인클로저(environmental enclosure)의 일부를 제공할 수 있다. 일예에서, 캡 층(206) 또는 디바이스 층(205) 내의 공동(cavity)(210)은 영역을 제공할 수 있는데. 검사 질량(207)은 이 영역 내에서 면외 방향으로 움직일 수 있다. 일예에서, 캡 층(206)은, 예를 들어, 멀티-다이 MEMS 패키지(200)가 기계적인 충격(mechanical shock)을 받을 때, 검사 질량(207)의 면외 운동을 제한할 수 있다. 일부 예에서, 디바이스 층(205)을 수용하는 환경 인클로저는, 디바이스 층(205)의 이동부 주위에 진공 상태를 유지할 수 있다.
일부 예에서, 디바이스 층(205)은 ASIC와 같은 컨트롤러 IC(202)에 본딩된다. 일예에서, 컨트롤러 IC(202)의 패시베이션 층(passavation layer)에 형성되는 전극과 같은, 컨트롤러 IC(202)에 형성되는 전극과 협력하는 디바이스 층(205)은, 검사 질량(207)의 면외 운동의 각각의 축에 대해 차동(differential) 센서를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 컨트롤러 IC(202)는 하나 이상의 실리콘 관통 비아(204)를 포함하여, 컨트롤러 IC(202)의 일측으로부터의 신호를 컨트롤러 IC(202)의 타측에 전기적으로 연결할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러 IC(202)는 TSV(204)를 포함하여, 컨트롤러 IC(202)의 일측에 배치되는 MEMS 장치(201)의 전극을 컨트롤러 IC(202)의 타측 상에 배치되는 콘택(211)에 연결시킬 수 있다. 일부 예에서, 컨트롤러 IC(202)는 디바이스 층(212)을 포함할 수 있다. 디바이스 층(212)은 트랜지스터와 같은 집적 전자 회로(integrated electronic circuitry)를 포함하여, MEMS 장치(201)에 관한 정보를 처리할 수 있다. 일예에서, 컨트롤러 IC(202)의 디바이스 층(212)은, 컨트롤러 IC(202)에 장착되는 2 이상의 MEMS 장치(201)에 제어 회로를 제공할 수 있다. 일예에서, 컨트롤러 IC(202)는 패시베이션 층(213)을 포함하여, 디바이스 층(212)을 보호할 수 있다. 일부 예에서, 패시베이션 층(213)은, MEMS 장치(201)를 위한 전극을 형성하는데 사용될 수 있다.
일부 예에서, 웨이퍼 본드 금속(214)은, 디바이스 층(205)의 경계 본드 영역(perimeter bond area)을 컨트롤러 IC(202)에 연결시킬 수 있다. 일예에서, 웨이퍼 본드 금속(214)은, 단일의 앵커(208)를 컨트롤러 IC(202)에 연결시킬 수 있다. 일예에서, 웨이퍼 본드 금속(214)은, 단일의 앵커(208)를 포함하는 디바이스 층(205)을 컨트롤러 IC(202)의 원료 실리콘에 직접 연결시킬 수 있다. 일예에서, 앵커(208)와 디바이스 층(205)의 경계 영역을 본딩하기 위한 균일한 본딩층을 사용하고 차동 면외 감지(differential out-of-plane sensing)를 제공할 수 있으므로, 열팽창 효과(thermal expansion effects)를 감소시킬 수 있고, 본딩된 구성요소의 응력 구배(stress gradient)를 감소시킬 수 있다. 열팽창 효과의 감소와 본딩된 구성 요소의 응력 구배의 감소를 통해, MEMS 장치(201)의 성능이 향상될 수 있다.
일부 예에서, 컨트롤러 IC는 상호연결부(interconnects)(218)를 포함하여, 멀티-다이 MEMS 패키지를 다른 회로에 연결시킬 수 있다. 일예에서, 상호연결부(218)는 솔더 범프(solder bump)를 포함할 수 있다.
도 3은, MEMS 장치(301) 및 실리콘 관통 비아(TSV)를 가지는 컨트롤러 IC(302)를 포함하는 멀티-다이 MEMS 패키지(300)의 예를 일반적으로 나타낸다. MEMS 장치(301)는, 디바이스 층(305), 캡 층(306) 및 비아층(315)을 포함할 수 있다. 일예에서, 디바이스 층(305)은, 검사 질량(307)과 검사 질량(307)을 지지하도록 구성된 단일의 앵커(308)를 포함하는 MEMS 구조체를 포함할 수 있다. 일예에서, 캡 층(306)과 비아 층(315)은 MEMS 구조체를 위한 환경 인클로저를 제공할 수 있다. 일예에서, 캡 층(306)과 비아 층(315)은, MEMS 구조체의 구성요소가 패키지 응력으로부터 격리될 수 있도록 MEMS 구조체를 위한 강성의(stiff) 기계적 지지를 제공할 수 있다. 일예에서, MEMS 구조체는 관성 센서 구조체일 수 있다. 일예에서, MEMS 구조체는 자이로스코프 센서(gyroscope sensor)일 수 있다. 일예에서, MEMS 구조체는 가속도계 센서일 수 있다. 일부 예에서, MEMS 구조체는 하나 이상의 멀티축, 관성 센서를 포함할 수 있고, 이러한 관성 센서는, 예컨대, 3축 자이로스코프, 3축 가속도계, 또는 통합형, 멀티축, 자이로스코프와 가속도계이지만 이에 한정되지 않는다. 일부 예에서, 비아 층(315)은, MEMS 구조체와 라우팅(routing) 회로를 위한 전극을 제공하여, MEMS 장치를 ASIC 같은 컨트롤러 IC(302)에 연결하는 전기적으로 격리된 영역을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 비아 층(315)과 컨트롤러 IC(302) 사이의 솔더 연결부(solder joint)(316)는, 비아 층(315)의 경계 근처와 같은 비아 층(315)의 외측 에지(outer edges)에 또는 그 근처에 배치될 수 있다. 솔더 연결부(316)를 비아 층(315)의 경계에 배치함으로써, 컨트롤러 IC(302)가 인쇄 회로 기판(PCB)(303)과 같은 다른 회로에 장착되는 경우에 도입되는 응력의 영향을 감소시킬 수 있다.
일예에서, 컨트롤러 IC(302)는, 전도성 물질을 포함하는 재배선층(redistribution layer)(317)을 포함하여, 멀티-다이 MEMS 패키지(300)뿐만 아니라 컨트롤러 IC(302)를 인쇄 프린트 기판(PCB)(303)과 같은 다른 회로에 연결할 수 있다. 일예에서, 재배선층(317)은, 예를 들어, PCB(303)에 대한 솔더링(soldering)을 위해 상호연결부(318)를 포함할 수 있다. 상호연결부(318)는 컨트롤러 IC(302)의 중심 근처에서 클러스터화(cluster)되어, 컨트롤러 IC(302)에 연결되는 MEMS 장치(301)로 전달되는 패키지 응력을 감소시킬 수 있다. 컨트롤러 IC(302)가 2 이상의 MEMS 장치를 지지하는 경우와 같은 일부 예에서, 상호연결부는, 컨트롤러 IC(302) 위에 놓이는 MEMS 장치에 의해 한정되는 각 풋프린트의 중심 주위에서 클러스터화된다. 일부 예에서, 멀티-다이 MEMS 패키지(300)의 컨트롤러 IC(302)를 연결하기 위한 상호연결부는 폴리머-코어 구리(polymer-core copper) 상호연결부를 포함하여, 패키지 응력을 더욱 감소시킬 수 있다. 일예에서, 컨트롤러 IC(302) 및 PCB(303)는 낮은 강성 경계층(stiffness boundary layer, SBL)을 포함하여, 멀티-다이 MEMS 패키지(300)가 PCB(303)에 전기적으로 연결되는 경우에 도입되는 응력을 감소시킬 수 있다.
도 4는, 복수의 MEMS 장치(401, 421)를 포함하는 시스템(400)의 예의 일부분을 일반적으로 나타낸다. 일부 예에서, 시스템(400)은 PCB(403) 상에 장착되는 MEMS 패키지(420)를 포함한다. MEMS 패키지(420)는 ASIC와 같은 컨트롤러 IC(402)를 포함한다. MEMS 패키지(420)는 컨트롤러 IC(402)에 장착되는 복수의 MEMS 장치(401, 421)를 포함한다. 복수의 MEMS 장치(401, 421)를 단일의 컨트롤러 IC(402)에 장착함으로써, 그렇지 않을 경우 각각의 MEMS 장치에 대한 별개의 컨트롤러 IC에 의해 사용되는 공간을 절약할 수 있다. 일 예에서, MEMS 패키지(420)는, 컨트롤러 IC(402)를 위해 사용되는 기술보다 더 높은 전압을 사용하는 시스템(400)의 MEMS 장치에 더 높은 전압을 제공할 수 있다. 일부 예에서, 고전압 ASIC와 같은 고전압 IC(404)는, 공진 주파수로 진동하도록 MEMS 장치층의 검사 질량을 구동하는데 사용될 수 있다. MEMS 구조체의 이런 움직임은, 멀티-다이 MEMS 패키지(420)의 각 가속도를 검출하는데 도움이 될 수 있다. 이러한 구성을 통해, 고전압 기술을 이용하는 전체 컨트롤러 IC의 제조에 관련된 풋프린트 영역 및 비용이 절감될 수 있다. 일부 예에서, MEMS 장치(401, 421)는 자이로스코프 센서 및 가속도 센서와 같은 관성 센서, 압력 센서, 나침반 센서 등을 포함할 수 있다. 시스템은, 기타 다른 장치들뿐만 아니라 컨트롤러 IC(402)에 장착되는 추가적인 MEMS 센서를 포함할 수 있어 컨트롤러 IC는 충분한 공간과 처리 능력을 갖게 된다는 것이 이해된다.
부가 사항 및 실시예들
실시예 1에서, 장치는, 회로 기판에 연결되도록 구성되는 컨트롤러 집적 회로(integrated circuit, IC), 상기 컨트롤러 IC의 제 1 측에 장착되는 미세 전자 기계 시스템(micro electro mechanical systems, MEMS) IC, 및 상기 컨트롤러 IC를 통해, 상기 컨트롤러 IC의 상기 제 1 측과 상기 제 1 측의 반대편인 제 2 측 사이에서 연장하는 실리콘 관통 비아를 포함하며, 상기 MEMS IC는 상기 실리콘 관통 비아에 연결된다.
실시예 2에서, 실시예 1의 장치는, 선택적으로, 상기 회로 기판와 상기 컨트롤러 IC에 연결되는 복수의 솔더 상호연결부(solder interconnects)를 포함한다.
실시예 3에서, 실시예 1 또는 2의 상기 MEMS IC는 관성 센서를 선택적으로 포함한다.
실시예 4에서, 실시예 1 내지 3 중 어느 하나 이상의 상기 관성 센서는 선택적으로, 6개의 자유도를 가지는 관성 센서를 포함한다.
실시예 5에서, 실시예 1 내지 4 중 어느 하나 이상의 상기 MEMS IC는 선택적으로, 복수의 이동부(movable portions)와 단일의 앵커(anchor)를 가지는 디바이스 층; 및 상기 디바이스 층에 연결되되, 상기 컨트롤러 IC의 반대측에 연결되는 캡을 포함하고, 상기 디바이스 층은, 하나 이상의 상기 이동부의 면내 운동과 면외 운동을 허용하도록 구성되고, 상기 앵커는, 상기 복수의 이동부를 지지하도록 구성된다,
실시예 6에서, 실시예 1 내지 5 중 어느 하나 이상의 상기 관성 센서는 선택적으로, 상기 디바이스 층의 주변부와 상기 앵커에서 상기 디바이스 층에 연결되는 비아 층을 포함하며, 상기 비아 층은, 상기 관성 센서의 면외 전극을 제공하도록 구성되는, 전기적으로 절연된 영역을 포함한다.
실시예 7에서, 실시예 1 내지 6 중 어느 하나 이상의 상기 디바이스 층은 선택적으로, 상기 디바이스 층의 주변부와 상기 단일의 앵커에서 상기 컨트롤러 IC에 직접 연결된다.
실시예 8에서, 실시예 1 내지 7 중 어느 하나 이상의 상기 컨트롤러 IC는 선택적으로, 응용 주문형 집적 회로(application specific integrated circuit, ASIC)를 포함한다.
실시예 9에서, 실시예 1 내지 8 중 어느 하나 이상의 상기 장치는 선택적으로, 상기 MEMS IC를 공진하도록 구동시키기 위해 전압을 공급하도록 구성된 고전압 컨트롤러 IC를 포함한다.
실시예 10에서, 실시예 1 내지 9 중 어느 하나 이상의 상기 고전압 컨트롤러 IC는 선택적으로, 상기 컨트롤러 IC에 장착된다.
실시예 11에서, 실시예 1 내지 10 중 어느 하나 이상의 상기 컨트롤러 IC는 선택적으로, 제 1 ASIC를 포함하고, 실시예 1 내지 10 중 하나 이상의 상기 고전압 컨트롤러 IC는 선택적으로, 제 2 ASIC를 포함한다.
실시예 12에서, 장치는, MEMS IC 및 상기 MEMS IC에 연결되는 제 1측을 가진 컨트롤러 IC를 포함한다. 상기 MEMS IC는, 복수의 갭(gaps)을 가지는 디바이스 층을 포함하며, 상기 복수의 갭은 복수의 이동부와 단일의 앵커를 형성하고, 상기 단일의 앵커는, 상기 복수의 이동부를 지지하도록 구성되고, 캡 층은 상기 디바이스 층에 연결되며 상기 복수의 이동부 주위를 진공으로 유지하고 상기 복수의 이동부의 면외 운동을 제한하도록 구성된다. 상기 컨트롤러 IC는, 상기 컨트롤러 IC는, 상기 컨트롤러 IC를 통해 상기 제 1 측으로부터 상기 컨트롤러 IC의 제 2 측으로 연장하는 실리콘 관통 비아를 포함할 수 있다. 상기 실리콘 관통 비아는, 상기 컨트롤러 IC의 상기 제 1 측 상에 위치하는 콘택과 상기 컨트롤러 IC의 상기 제 2 측 상에 위치하는 콘택을 전기적으로 연결하도록 구성될 수 있다.
실시예 13에서, 실시예 1 내지 12 중 어느 하나 이상의 상기 MEMS IC는 선택적으로, 상기 디바이스 층에 연결되되 상기 캡층의 밴대측에 연결되는 비아 웨이퍼를 포함하며, 상기 비아 층은 선택적으로, 상기 디바이스 층과 상기 컨트롤러 IC를 전기적으로 연결하도록 구성된다.
실시예 14에서, 실시예 1 내지 13 중 어느 하나 이상의 상기 컨트롤러 IC는 선택적으로, 상기 디바이스 층의 경계와 상기 단일의 앵커에서 상기 디바이스 층에 직접 연결된다.
실시예 15에서, 실시예 1 내지 14 중 어느 하나 이상의 상기 MEMS IC는 선택적으로, 관성 센서를 포함한다.
실시예 16에서, 실시예 1 내지 15 중 어느 하나 이상의 상기 MEMS IC는 선택적으로, 3축 자이로스코프 센서 및 3축 가속도계를 포함한다.
실시예 17에서, 실시예 1 내지 16 중 어느 하나 이상의 상기 3축 자이로스코프 센서와 실시예 1 내지 16 중 어느 하나 이상의 상기 3축 가속도계는 선택적으로, 상기 디바이스 층 내에서 기계적으로 통합된다.
실시예 18에서, 실시예 1 내지 17 중 어느 하나 이상의 상기 장치는 선택적으로, 상기 컨트롤러 IC의 상기 제 1 측에 연결되는 MEMS 압력 센서 IC를 포함한다.
실시예 19에서, 실시예 1 내지 18 중 어느 하나 이상의 상기 장치는 선택적으로, 상기 MEMS IC 근방에서 상기 컨트롤러 IC의 상기 제 1 측에 연결되는 고전압 컨트롤러 IC를 포함하며, 상기 고전압 컨트롤러 IC는, 상기 컨트롤러 IC보다 높은 전압으로 구동되도록 구성된다.
실시예 20에서, 실시예 1 내지 19 중 어느 하나 이상의 실시예의 상기 컨트롤러 IC는 선택적으로, ASIC를 선택적으로 포함한다.
실시예 21은, 실시예 1 내지 20 중 어느 하나 이상의 실시예 중 임의의 부분 또는 임의의 부분의 조합을 포함할 수 있거나, 선택적으로 이러한 임의의 부분 또는 임의의 조합과 조합될 수 있고, 실시예 1 내지 20의 기능 중 임의의 하나 이상의 기능을 수행하기 위한 수단, 또는 기계에 의해 수행될 때 기계로 하여금 실시예 1 내지 20의 기능 중 임의의 하나 이상의 기능을 수행하도록 하는 명령을 포함하는 기계 판독 가능 매체를 포함할 수 있는 구성을 포함한다.
상기 기재된 사항은 상세한 설명의 일부를 이루는 첨부 도면에 대한 참조를 포함한다. 도면은, 실례로서, 본 발명을 실시할 수 있는 구체적인 실시예를 나타낸다. 이 실시예는 여기에서는 "예(example)"라고도 한다. 본 명세서에 언급된 모든 공보, 특허, 및 특허 문헌은, 원용에 의해 개별적으로 본 명세서에 포함되는 것처럼, 그 내용 전체가 인용에 의해 본 명세서에 포함된다. 본 명세서와 원용에 의해 포함되는 상기 문헌들 사이에서 사용에 불일치가 있는 경우, 포함된 문헌에서의 사용은 그 명세서의 부분에 대한 보충으로서 고려되어야 하며; 양립할 수 없는 모순이 있는 경우, 본 명세서에서의 사용이 우선한다.
본 명세서에서는, 특허 문헌에서 흔히 쓰이는 바와 같이, "일" 또는 "하나의"의 용어가 "하나 이상의"의 용어 또는 임의의 다른 예와 관계없이 하나 또는 하나 이상을 포함하도록 사용된다. 본 명세서에서, 특별한 지시가 없는 한, "A 또는 B"가 "A이나 B가 아닌," "B이나 A가 아닌" 및 "A 및 B"를 포함하도록, 용어 "또는"이 비배타적인 것을 언급하도록 사용된다. 본 명세서에서, "포함하다(including)" 및 "-인(in which)"은 용어 "포함하다(comprising)" 및 "-인, -이고(wherein)"의 공통 등가물로 사용된다. 또한, 후술하는 청구범위에서, "포함하다"의 용어는 개방형(open-ended), 즉 구성요소를 포함하는 시스템, 장치, 물건 또는 프로세스뿐만 아니라 청구항에서 그러한 용어가 청구항의 범위 내에 있는 것으로 여겨진 후 리스트된 것이다. 또한, 후술하는 청구범위에서, 용어 "제 1," "제 2" 및 "제 3" 등은 단순히 이름표(label)로서 사용되는 것이지, 이것들의 대상에 대한 수적 요건을 강제하려는 의도는 아니다.
상기 설명은 도면에 도시되도록 의도되나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 예에서, 상기 설명된 예(또는 그것의 하나 이상의 측면)는 서로 조합하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 설명을 검토하여 당업자에 의해, 상이한 실시예가 사용될 수도 있다. 요약은 37 C.F.R.§1.72(b)에 맞게 제공되어 공개 기술이 독자에게 쉽게 확인되도록 한다. 요약은, 청구범위의 의미 또는 범위를 제한하거나 특정하게 해석하는데 사용되지 않도록 고려하여 제출된다. 또한, 상기 발명의 상세한 설명에서, 여러 가지 특징들은 함께 그룹화되어 공개를 간소화할 수도 있다. 이것은, 청구되지 않고 공개되지 않은 특징이 임의의 청구항에 필수적이라고 의도되도록 해석되지 않아야 한다. 오히려, 발명의 특징적 구성은 특정한 공개 실시예의 모든 특징보다 작게 두어도 좋다. 따라서, 후술하는 청구항은 개별적인 실시예로서 각각의 청구항과 함께 발명의 상세한 설명에 이로써 포함된다. 본 발명의 범위는 청구범위에 주어진 등가물의 전 범위와 함께 첨부된 특허 청구 범위를 참조하여 결정되어야 한다.

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  12. 미세 전자 기계 시스템(MEMS) 집적 회로(IC); 및
    상기 MEMS IC에 연결되는 제 1 측을 갖는 컨트롤러 IC
    를 포함하며,
    상기 MEMS IC는,
    복수의 갭(gaps)을 가지는 디바이스 층으로서, 상기 복수의 갭은 복수의 이동부와 단일의 앵커를 형성하고, 상기 단일의 앵커는, 상기 복수의 이동부를 지지하도록 구성되는 디바이스 층; 및
    상기 디바이스 층에 연결되는 캡 층으로서, 상기 복수의 이동부 주위를 진공으로 유지하고 상기 복수의 이동부의 면외 운동을 제한하도록 구성되는 캡 층
    을 포함하고,
    상기 컨트롤러 IC는, 상기 컨트롤러 IC를 통해 상기 제 1 측으로부터 상기 컨트롤러 IC의 제 2 측으로 연장하는 실리콘 관통 비아를 포함하고, 상기 실리콘 관통 비아는, 상기 컨트롤러 IC의 상기 제 1 측 상에 위치하는 콘택과 상기 컨트롤러 IC의 상기 제 2 측 상에 위치하는 콘택을 전기적으로 연결하도록 구성되는,
    장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 MEMS IC는, 상기 디바이스 층에 연결되되 상기 캡층의 반대측에 연결되는 비아 웨이퍼를 포함하며, 상기 비아 웨이퍼은, 상기 디바이스 층과 상기 컨트롤러 IC를 전기적으로 연결하도록 구성되는,
    장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 컨트롤러 IC는, 상기 디바이스 층의 경계와 상기 단일의 앵커에서 상기 디바이스 층에 직접 연결되는,
    장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 MEMS IC는 관성 센서를 포함하는,
    장치.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 MEMS IC는 3축 자이로스코프 센서 및 3축 가속도계를 포함하는,
    장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 3축 자이로스코프 센서와 상기 3축 가속도계는, 상기 디바이스 층 내에서 기계적으로 통합되는,
    장치.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 컨트롤러 IC의 상기 제 1 측에 연결되는 MEMS 압력 센서 IC를 더 포함하는,
    장치.
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