KR101901503B1 - 부품의 제조 방법 및 그 부품 - Google Patents

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Abstract

부품의 제조 방법에 있어서, 먼저 제1 층 복합물은 도전성 물질로 제조되는 제1 기판과 기판에 형성되며 절연 물질로 충진되는 적어도 하나의 트렌치를 포함하도록 생성되며, 제1 기판의 적어도 제1 표면 상의 제1 기판의 제1 영역은 트렌치에 의해 제1 기판의 다른 영역들과 전기적으로 수평적으로 절연된다. 구조층은 부품의 능동 구조물을 포함하며, 적어도 제1 영역에서 전기적으로 전도성이며, 제1 영역은 제1 기판의 제1 영역에서 제1 기판의 제1 표면과 맞닿으며, 전기적으로 전도성인 방식으로 거기에 연결된다. 제1 기판의 제1 표면과 반대편에 위치한 제1 기판의 제2 표면 상에, 제1 접촉면이 제1 기판의 제1 영역에 생성되고, 제1 기판의 제1 영역은 제1 기판의 제2 표면 상에서 트렌치에 의해 제1 기판의 다른 영역들과 전기적으로 수평적으로 절연도니다. 이러한 방법에 의해, 제1 기판의 제1 영역 및 제1 접촉면에 의해 구조층의 제1 영역에 대한 전기적인 접촉이 가능한 부품이 얻어진다.

Description

부품의 제조 방법 및 그 부품{METHOD FOR PRODUCING A COMPONENT, AND COMPONENT}
본 발명은 부품의 제조 방법, 특히 미소 기계, 미소-전기기계(MEMS) 또는 미소-광학-전기-기계(MOEMS) 부품의 제조 방법 및 그러한 부품에 관한 것이다.
미소-전기기계(MEMS) 부품들 및 미소-광학-전기-기계(MOEMS) 부품들에 가해지는 습도 및 오탁물(예를 들어 먼지)과 같은 환경적 영향들을 상대적으로 가능한 낮게 유지하기 위해, 이러한 부품들의 능동 구조물들은 종종 밀봉 캡술화된다. 이런 이유로, 특히, 이동식 구조물들, 광학 구조물들 또는 이동식 및 광학 부품들(예를 들어 이동식 거울들)을 동등하게 포함하는 구조물들은 "능동 구조물"로 이해된다. "능동 영역"이라는 용어는 능동 구조물이 놓이거나 이동하는 부품의 영역 또는 부피를 가리킨다. 밀봉 캡슐화는 또한 능동 구조물들의 영역 내에서 특정한 내부 압력을 설정하는데 이용될 수 있으며, 이는 특히 그 기능이 정의된 내부 압력에 의존하는 부품들, 예를 들어 가속도 센서들 및 자이로스코프들(회전비 센서들)에 유리하다.
가능한 한 비용 효율적인 제조를 가능하게 하기 위해서, MEMS 및 MOEMS 부품들은 각각 일반적으로 웨이퍼 레벨에서 제조된다. 빈번하게 수행되는 결합 공정들은 직접 접합 공정뿐만 아니라 양극 본딩 공정에 의해 이루어질 수 있다.
부품의 특정 부분들과 접촉하기 위해(예를 들어 능동 영역과 접촉하기 위해) 부품의 밀봉 영역으로부터 전기 접속부들을 인출해내는 것은 제조 시점에서부터 실현하기는 어렵다. 여러가지 가능한 수가 고려될 수 있다: 전기 접속부는 예를 들어 각각 이식 또는 확산 공정들에 의해 제조되는 상대적으로 낮은 층 저항을 가지는 수평 흐름 반도체 층들에 의해 실현될 수 있다. 또한, 평탄화된 패시베이션 층에 의해 덮여진 구조화된 전도층들에 의해 실현 가능하다.
또는, 전기 접속부들은 복수 개의 수직 흐름의 도통 연결들(through connections) 형태로 부품으로부터 인출될 수 있다. 접속부들은 각각 와이어를 통해 제조될 수 있으며, 부품의 커버의 개구 또는 홀을 통해 인출되어 접촉되어야 할 부품의 부분에 연결된다. 하지만, 개구부의 종횡비가 큰 경우, 예를 들어 개구의 외측연(lateral surface)에 대한 개구의 깊이의 비가 큰 경우, 접속부의 실현화 및 내구성을 고려하면 문제점들이 대두된다. 또 다른 가능한 수를 고려하면, 접속부는 부품의 커버의 개구 또는 홀 내에 전기 도체층의 피복 또는 전기 도체 물질의 충진에 의해 형성할 수 있다. 이것은, 특히, 개구의 종횡비가 높을 때, 접속부를 실현할 때 어려움, 예를 들어, 충진물에 도통홀들 또는 불연속적인 피복층들이 발생하며, 충진되어야 할 물질 또는 추가적인 공정 단계들을 고려하면, 높은 재료비가 요구된다.
부품의 커버를 부품의 다른 층들과 연결하는 공정에서 또 다른 문제점이 발생할 수 있다. 만약 상기한 개구들이 접합 공정 이전에 이미 존재하고, 도전성 물질로 충진되어 있지 않다면, 이때는 커버를 다른 층들에 연결하기 위해 이용될 수 있는 접합 영역이 감소하게 된다. 만약 존재하는 개구들이 이미 도전성 물질로 충진되어 있으면, 이때는 접합 공정의 파라미터들(예를 들어, 온도 및 압력)을 위한 제한이 이를 뒤따를 수 있다. 두 경우 모두에서, 연결의 품질이 감소할 수 있으며, 부품의 밀봉 영역의 생산이 보장되지 않을 수 있다.
따라서 본 발명의 목적은 부품, 특히 미소-기계, 미소-전기기계 또는 미소-광학-전기-기계 부품의 제조 방법 및 이러한 부품을 제공하는 것이며, 이에 의해 부품의 부분들로의 전기 접속부가 실현될 수 있다.
본 발명의 목적은 독립항에 기재된 권리 범위에 의해 달성된다. 바람직한 실시예들은 종속항에서 찾을 수 있다.
본 발명에 따른 부품을 제조하는 방법은, 전기 전도성 물질로 제조되는 제1 기판 및 절연 물질로 충진되는 적어도 하나의 트렌치를 포함하는 제1 층 복합물을 생성하는 단계를 포함한다. 적어도 하나의 트렌치는 제1 기판의 제1 표면으로부터 바깥쪽으로 연장되며, 제1 기판(11)의 제1 영역(113)은 제1 표면(111) 상에서 적어도 하나의 트렌치(15)에 의해 제1 기판(11)의 다른 영역들과 수평적으로 전기적으로 절연되도록 배치된다. 또한, 부품의 제조 방법은
제1 층 복합물(10)과 부품의 구조층을 포함하는 제2 층 복합물을 생성하는 단게를 포함한다. 구조층은 부품의 능동 구조물을 포함하며 적어도 제1 영역에서 전기적으로 전도성이다. 구조층의 제1 영역은 제1 기판의 제1 영역에서 제1 기판의 제1 표면과 맞닿으며, 전기 전도성인 방식으로 제1 기판의 제1 영역과 연결된다. 또한, 부품을 제조하는 방법은 제1 표면이 제1 표면의 반대편에 위치하고, 제1 기판의 제1 영역 내에 제1 접촉면이 배치되도록, 전기적으로 전도성인 제1 접촉면을 제1 기판의 제2 표면 상에 생성하는 단계를 포함한다. 제1 기판의 제1 영역은 제1 기판의 제2 표면 상에서 적어도 하나의 트렌치에 의해 제1 기판의 다른 영역들과 전기적으로 수평적으로 절연된다. 따라서, 전기적인 연결은 제1 기판의 제1 영역에 의해 제1 기판의 제2 표면 상의 제1 접촉면과 구조층의 제1 영역 사이에서 실현된다.
부품을 제조하는 방법의 일 실시예에 따르면, 제1 오목부는 제1 층 복합물을 생성하는 동안 제1 기판의 제1 표면에 생성될 수 있으며, 제1 오목부의 깊이는 제1 기판의 두께보다 작다. 제1 기판의 제1 영역은 제1 오목부의 외부에 배치된다. 제1 오목부 내에 제1 기판의 제2 영역이 배치될 수 있으며, 이는 제1 기판의 제1 표면 상에서 적어도 하나의 트렌치에 의해 제1 기판의 다른 영역들과 전기적으로 수평적으로 절연된다. 제2 측 복합물을 생성하는 동안, 능동 구조물의 적어도 일부가 제1 기판과 거리를 두고 제1 오목부 내에 배치된다. 또한, 제2 전기 전도성 접촉면이 제1 기판의 제2 표면 상에 생성되고, 제2 접촉면은 제1 기판의 제2 영역에 배치되며, 제1 기판의 제2 영역은, 제1 기판의 제2 표면 상에서 적어도 하나의 트렌치에 의해 제1 기판의 다른 영역들과 전기적으로 수평적으로 절연된다.
일 실시예에 따르면, 제1 층 복합물은 절연 물질로 충진된 적어도 2개의 트렌치들을 포함하고, 제1 기판의 적어도 2개의 제2 영역들이 제1 오목부 내에 배치된다. 적어도 2개의 접촉면들은 제2 기판의 제2 표면 상에 생성되고, 모든 제2 접촉면은 제1 기판의 제2 영역 중 어느 하나에 배치된다.
일 실시예에 따르면, 제1 층 복합물은 제1 기판 및 적어도 하나의 트렌치만을 포함하며, 제1 기판의 적어도 하나의 트렌치는 제2 층 복합물의 생성에 앞서 제1 기판의 제2 표면까지 연장된다.
또 다른 실시예에 따르면, 제2 층 복합물의 생성에 앞서 제1 층 복합물의 적어도 하나의 트렌치는 먼저 제1 층 복합물의 두께보다 작은 소정 깊이까지 연장된다. 제2 층 복합물의 생성 후 및 제1 접촉면의 생성 전에, 제1 층 복합물의 제1 표면으로부터 적어도 하나의 트렌치의 깊이에 이르는 제1 층 복합물의 두께가 감소된다. 제1 층 복합물의 제1 표면은 제1 층 복합물의 표면으로, 제1 기판의 제1 표면의 반대편에 위치한 표면이다.
또 다른 실시예에 따르면, 제2 층 복합물은 제1 층 복합물의 반대편에서 기판 층과 맞닿으며, 제2 기판을 포함하는 제3 층 복합물을 포함한다.
만약 제2 층 복합물이 제3 층 복합물을 포함한다면, 이때 제2 층 복합물은, 제1 실시예에 따르면, 구조층이 먼저 제1 기판의 제1 표면에 적용되고, 이후에, 제1 층 복합물에 적용된 구조층은 제3 층 복합물에 연결되도록 생성될 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 제2 층 복합물은 먼저 구조층이 제3 층 복합물에 적용된 후에, 제3 층 복합물에 적용된 구조층이 제1 층 복합물에 연결되도록 생성될 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 제3 층 복합물은 적어도 일 영역에서 전도성인 커버층을 포함하며, 커버층은 제2 기판의 제1 표면 상에 배치된다. 제2 기판의 제1 표면은 구조층과 마주하는 제2 기판의 표면이다. 제2 오목부는 커버층의 제1 표면에 생성될 수 있으며, 커버층의 제1 표면은 구조층과 마주하는 커버층의 표면이다. 제2 오목부의 깊이는 커버층의 두께보다 작다. 제2 층 복합물을 생성하는 동안, 커버층의 전도성 영역은 구조층의 제1 영역 및 구조층의 제2 영역에 맞닿도록 배치된다. 구조층의 제1 영역은 능동 구조물 외부에 배치되는 반면, 고주층의 제2 영역은 능동 구조물 내에 배치되며, 전기적으로 전도성이다. 제2 오목부 및 능동 구조물의 적어도 일부는 제2 오목부의 수평 위치가 능동 구조물의 적어도 일부의 수평 위치에 대응하도록 배치된다. 커버층은 그에 의해 도체 경로 브릿지를 형성하고, 도체 경로 브릿지는 구조층의 제2 영역을 구조층의 제1 영역과 연결한다.
일 실시예에 따르면, 구조층 및 제3 층 복합물의 구조층과 마주하는 층은 동일한 물질로 이루어진다.
또 다른 실시예에 따르면, 제1 기판 및 구조층은 동일한 물질로 이루어진다.
제2 층 복합물을 생성하는 동안 층들이 서로 연결되는 경우, 다시 말해 제1 기판과 구조층, 및, 가능한 경우, 구조층과 마주하는 제3 층 복합물의 층은 동일한 물질로 제조되며, 특히 이러한 층들을 연결하기에 적합한 방법이 이용될 수 있으며, 예를 들어, 접합 공정들이다. 예를 들면, 층들은 반도체 물질, 특히, 실리콘으로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 부품은 전기적으로 전도성 물질로 제조되는 제1 기판 및 절연 물질로 충진되는 적어도 하나의 트렌치를 포함하는 제1 층 복합물을 포함한다. 적어도 하나의 트렌치는 제1 기판의 제1 표면으로부터 제2 기판의 제2 표면까지 외측으로 연장되며, 제1 기판의 제2 표면은 제1 기판의 제1 표면의 반대편에 위치한다. 적어도 하나의 트렌치는 제1 기판의 제1 영역이 적어도 하나의 트렌치에 의해 제1 기판의 다른 영역들과 전기적으로 수평 방향으로 절연되도록 배치된다. 부품은 도한 부품의 능동 구조물을 포함하며, 적어도 제1 영역에서 전기적으로 전도성인 구조층을 포함한다. 구조층의 제1 영역은 제1 기판의 제1 영역에서 제1 기판의 제1 표면과 맞닿으며, 구조층의 제1 영역은 전기적으로 전도성인 방식으로 제1 기판의 제 영역에 연결된다. 부품은 또한 제1 기판의 제2 표면 상에 제1 전기 전도성 접촉면을 포함하고, 제1 접촉면은 제1 기판의 제1 영역에 배치된다.
일 실시예에 따르면, 제1 층 복합물은 절연성 물질로 충진되는 적어도 두 개의 트렌치들을 포함한다. 제1 기판의 적어도 2개의 제2 영역들은 제1 오목부 내에 배치되고, 적어도 두 개의 제2 접촉면들이 제1 기판의 제2 표면 상에 배치되며, 모든 제2 접촉면은 제1 기판의 제2 영역들 중 어느 하나에 배치된다.
일 실시예에 따르면, 부품은 또한 제1 층 복합물의 반대편에서 구조층에 맞닿으며 제2 기판을 포함하는 제3 층 복합물을 포함한다. 제1 층 복합물, 구조층, 제3 층 복합물은 구조층의 능동 구조물이 밀봉 방식으로 폐쇄되도록 서로 연결된다.
일 실시예에 따르면, 제3 층 복합물은 적어도 일 영역에서 전도성인 커버층을 포함한다. 커버층은 제2 기판의 제1 표면 상에 배치되고, 제2 기판의 제1 표면은 구조층을 마주하는 제2 기판의 표면이다. 또한, 제2 오목부가 커버층의 제1 표면에 형성되고, 커버층의 제1 표면은 구조층과 마주하는 커버층의 표면이고, 제2 오목부의 깊이는 커버층의 두께보다 작다. 커버층의 전도성 영역은 구조층의 제1 영역 및 구조층의 제2 영역과 맞닿으며, 구조층의 제1 영역은 능동 구조물 바깥에 배치되고, 구조층의 제2 영역은 능동 구조물 내에 배치되며 전기적으로 전도성이다. 제1 오목부 및 능동 구조물의 적어도 일부는, 제2 오목부의 수평 위치와 능동 구조물의 적어도 일부의 수평 위치가 대응하도록 배치된다. 따라서, 커버층은 도체 경로 브릿지를 형성하며, 이는 구조층의 제2 영역과 구조층의 제1 영역을 연결한다.
일 실시예에 따르면, 구조층 및 제3 층 복합물의 구조층과 마주하는 층은 동일한 물질로 이루어진다.
또 다른 실시예에 따르면, 제1 기판 및 구조층은 동일한 물질로 이루어진다.
부품(1)을 제조하기 위한 방법의 이점은 제1 접촉면(17)들과 제2 접촉면(18)들을 생성하기에 앞서, 필요한 경우, 제1 기판(11)의 표면(112)이 완전하게 또는 거의 편평하다는 것, 다시 말해 높이 상 전혀 또는 거의 차이가 없다는 것이다. 이것은 특히 제1 접촉면(17)들과 제2 접촉면(19)들을 형성하는 것 뿐만 아니라 예를 들어, 부품(1)의 단수화뿐만 아니라 캐리어 상의 부품(1)의 조립 및 접촉면(17, 18)들의 다른 요소들에의 연결과 같은 이어지는 공정 단계들에서 매우 유용하다. 만약 와이어 본딩 공정이 접촉면(17, 18)들을 시스템의 다른 요소들과 접촉시키기 위해 이용되면, 이때 접촉되어야 할 접촉면(17) 또는 접촉면(18)이 부품의 커버의 좁은 개구에 위치하지 않기 때문에 접합 공정이 단순해진다. 또한, 예를 들어 플립 칩 본딩 또는 볼 그리드 본딩과 같은 다른 연결 공정들이 접촉면(17, 18)들을 시스템의 다른 요소와 접촉시키는데 이용될 수 있다. 또한, 부품의 커버의 깊은 개구 내에서 실현되는 와이어 본딩 연결에 비해 접촉면(17, 18)들을 위한 요구 공간이 100배까지 감소될 수 있다. 또한, 차폐 전극 역할을 하는 제2 접촉면(18)이 비해 동일한 유전 상수가 주어질 때 제1 접촉면(17)의 기생 용량이 대략 40배 작은 크기를 가진다.
또한, 부품(1)의 밀봉 캡슐화의 견고함이 보장된다. 특히, 구조층(25)을 제1 층 복합물(10)에 연결하거나 제1 층 복합물(100에 이미 적용된 구조층(25)을 제3 층 복합물(30)에 연결하기 위한 결합 공정 동안 적합한 결합 파라미터들이 선택될 수 있다.
도 1A는 도 1B의 I-F 선을 따른 단면에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 부품의 개략도를 보여준다.
도 1B는 상면에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 부품의 두 층들의 개략도를 보여준다.
도 2는 I-I' 선을 따른 단면에서의 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부품의 개략도를 보여준다.
도 3A 내지 3C는 단면들을 기준으로 본 발명에 따른 방법의 제1 실시예의 단계들을 보여준다.
도 4A 내지 4D는 단면들을 기준으로 본 발명에 따른 방법의 제2 실시예의 단계들을 보여준다.
도 5A 내지 5C는 단면들을 기준으로 본 발명에 따른 방법의 제2 실시예의 단계들을 보여준다.
도 6A 내지 6D는 단면들을 기준으로 본 발명에 따른 방법의 제2 실시예의 단계들을 보여준다.
본 발명의 실시예들을 도면을 참조로 하기에서 설명하며, 유사한 요소에 대해서는 동일한 참조 번호로 지칭한다.
도 1A은 I-I'선을 따른 제1 실시예에 따른 본 발명에 따른 부품의 단면도를 보여주며, 도 1B는 부품의 두 층의 상면도를 보여준다. 도 1A에 도시된 부품(1)은 제1 층 복합물(10), 구조 층(25), 제3 층 복합물(30)과, 제1 접속면(17a 내지 17c) 및 제2 접속면(18)을 포함한다. 제1 층 복합물(10), 구조층(25) 및 제3 층 복합물(30)은 함께 제2 층 복합물(20)을 형성한다.
제1 층 복합물(10)은 제1 표면(111) 및 제1 기판(11)의 제1 표면(111)의 반대편에 위치하는 제2 표면(112)을 구비하는 제1 기판(11) 포함한다. 이와 관련하여, "기판"이라는 용어는 예를 들어 실리콘 웨이퍼와 같은 오직 하나의 물질로만 이루어지는 형성물을 말하지만, 제1 기판(11)이 전기적으로 도전성인 한 복수의 층들이나 물질로 이루어지는 복합물을 또한 포함할 수도 있다.
제1 기판(11)은 홈(15)에 의해 제1 기판(11)의 다른 영역들과 전기적으로 절연되는 적어도 하나의 제1 영역(113)을 구비한다. 도 1A에서는, 3개의 제1 영역들(13a, 113b, 113c)가 도시되어 있다. 나아가, 제1 기판(11)의 영역들은 전기적으로 여러 제1 영역들(113)을 절연하는 특정한 트렌치(15)들 사이에 배열될 수 있다. 이f러한 것이 도 1A에 제1 영역들(113a, 113b)에 대해 도시되어 있다. 하지만, 도 1에 제1 영역들(113b, 113c)로 도시된 바와 같이, 동일한 트렌치(15)가 두 개의 제1 영역들에 인접할 수 있다. 트렌치(15)들은 절연 물질로 충진되며, 제1 기판(11)의 제1 표면(111)으로부터 제1 기판(11)의 제2 표면(112)까지 연장된다. 트렌치(15)들은 개별 트렌치(15)가 제1 영역(113)들을 제1 기판(11)의 다른 영역들로부터 완벽하게 절연되도록 배열된다. 상면에서 바라볼 때, 모든 특정 트렌치(15)가 특정 제1 영역(113)을 완벽하게 절연시키는 한, 트렌치(15)들은 임의로 배열될 수 있다. 특정한 트렌치(15)에 의해 절연된 특정 제1 영역(113)은 상면도 상에서 어떠한 형태라도 가질 수 있다. 절연된 제1 영역(113)은 예를 들어 상면도 상에서 라운드형, 장방형, 육각형 또는 어떠한 다른 형태를 가질 수 있다. 이것은, 트렌치(15)들이 연속적으로 연장되어 있는 한, 표면들(111 및 112)에 대해 수직하거나 이러한 표면들에 대해 소정의 각도를 가지는 직선 또는 곡선 형태로 이어질 수 있다는 의미이다.
제1 기판(11)에 제1 오목부(115)가 형성될 수 있으며, 이는 제1 표면(111)으로부터 바깥으로 연장되며, 제1 오목부(115)의 깊이는 제1 기판(11)의 두께보다 작다. 제1 오목부(115) 내에 제1 기판(11)의 제2 영역(114)이 형성되고, 이는 적어도 하나의 트렌치(15)에 의해 제1 기판(11)의 다른 영역들과 측면으로 전기적으로 절연되어 있다. 제1 기판(11)의 제2 영역(114)은 또한 제1 오목부(115)를 넘도록 측방으로 연장될 수 있다. 이는 제2 영역(114)이 제1 오목부(115)의 외부에서 제1 기판(11)의 다른 영역들과 물리적으로도 전기적으로도 연결될 수 있다는 의미이다. 도 1A 및 1B에 도시된 예의 경우, 제2 영역(114)은 제1 영역들(113a 내지 113c)와 전기적으로 절연되어 있다.
구조층(25)은 제1 영역(251a 내지 251c)들, 능동 구조물(252), 제2 영역(253) 및 제3 영역(254)을 포함한다. 제2 영역(253)이 능동 구조물(252) 내에 배치되는 반면, 제1 영역(251a 내지 251c)은 능동 구조물(252)의 바깥에 배치된다. 구조층의 설계는 도 1B를 참조로 하여 더욱 자세하게 설명한다.
도 1B는 미소-기계 부품(1)의 구조층(25)을 보여주며, 모범적인 실시예로, 능동 구조물(252)을 구비한다. 능동 구조물(252)은 스프링(255)을 통해 구조층의 제3 영역(254)에 연결되며, 스프링(255)의 가동 영역 내에서는 모든 방향으로 움직일 수 있다. 구조층(25)의 제1 영역(251a 내지 251c)들, 제2 영역(253) 및 제3 영역(254)은 부품(1)의 다른 층에 단단하게 연결되어 움직일 수 없다. 능동 구조물(252)은 닫힌 뼈대를 형성하며, 그 내부에 구조층의 제2 영역(253)이 배치된다. 능동 구조물(252)과 제2 영역(253)에 장착된 전극(256)들을 통해, 능동 구조물의 움직임을 감지할 수 있다. 구조층(25)은 도전성 물질, 예를 들어, 도프 실리콘 또는 다른 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 이 경우, 구조층(25)의 개별적인 영역들은 서로 물리적으로 분리되어 있다. 하지만, 구조층(25)은 또한 어떤 특정한 영역들에서만 전기 전도성인 물질로 이루어질 수도 있다. 이러한 영역들은, 예를 들면, 언도프 반도체 영역들 또는 절연 영여들을 통해 서로 전기적으로 절연된 도프 반도체 영역들일 수 있다. 이때, 구조층(25)의 개별적인 영역들은 또한 물리적으로 서로 연결될 수 있다.
도 1B는 또한 하기에서 상술될 커버층(35)을 보여준다.
도 1A에서 알 수 있듯이, 구조층(25)의 제1 영역(251a 내지 251c)들은 제1 기판(11)의 제1 영역(113)에서 제1 기판(11)의 제1 표면(111)과 인접한다. 따라서, 구조층(25)의 제1 영역(251a 내지 251c)들은 제1 기판(11)의 제1 영역(113)들과 전기적으로 도전되게 연결된다. 능동 구조물(252)은 제1 기판(11)과 소정 거리를 가지고, 제1 기판(11)의 오목부(115) 내에 배치된다. 이는 따라서 제1 기판(11)의 제1 표면(111)에 대해 수직한 방향으로, 다시 말해 z-방향으로 자유롭게 이동할 수 있다.
부품(1)은 또한 제3 층 복합물(30)을 구비한다. 제3 층 복합물(30)은 제2 기판(31)을 포함할 수 있다. 또한 이와 관련하여, "기판"이라는 용어는 예를 들어 실리콘 웨이퍼나 유리판과 같은 오직 하나의 물질로만 이루어지는 구조물들을 말하지만, 복수의 층들이나 물질로 이루어지는 복합물 또한 포함할 수도 있다. 제1 층(313) 및 제2 층(314)을 포함하는 제2 기판(31)이 도 1A에 도시되어 있다. 층들은 물질이나, 전도성의 측면에서 서로 구분된다. 예를 들어, 제1 층(313)은 적어도 부분적으로 전기 전도성이 물질로 이루어질 수 있는 반면, 예를 들어 제2 층(314)은 예를 들어 실리콘 옥사이드와 같은 절연 물질로 이루어질 수 있다. 하지만, 예를 들어 제2 층(314)이 특정 영역들만 전도성이거나, 제2 층(314)이 전혀 존재하지 않을 때, 제1 층(313)은 절연 물질로 이루어질 수 있다. 제2 기판(31)은 또한 하나 또는 그 이상의 전기적으로 절연 물질들로만 이루어질 수 있다.
제3 층 복합물(30)은 또한 제2 기판(31)의 제1 표면(311) 상에 배치되는 커버층(35)을 포함한다. 제2 기판(31)의 제1 표면(311)은 구조층(25)을 대면하는 제2 기판(31)의 표면이다. 커버층(35)은 적어도 한 영역에서 전기적으로 전도성인 물질로 이루이질 수 있으며, 구조층(25)의 다른 영역들 사이에서 전기 접속 역할을 할 수 있다. 따라서, 커버층(35)은 전기 전도성 물질로 이루어진 구조층으로 이루어질 수 있으며, 커버층(35)의 개별적인 영역들은 물리적으로 서로 분리되어 있다. 하지만, 또한 개별적으로 전기적으로 전도성인 영역들만 커버층(35) 내에 형성될 수 있으면, 서로 물리적으로 분리되어 있어야만 할 필요는 없다. 커버층(35)은 에를 들어 반도체 물질로 이루어지며, 특히 실리콘으로 이루어진다. 커버층(351)의 제1 표면(351)은 적어도 일정 영역들에서는 구조층(25)과 접해있다. 예를 들어, 커버층(35)의 표면(351)은 구조층(25)의 제1 영역들(251a 내지 251c) 및 제2 영역(253)과 접해 있다. 커버층(35)은 커버층(35)의 제1 표면(351)으로부터 외부로 연장되며 커버층(35)의 두께보다 작은 깊이를 가지는 제2 오목부(352)를 구비한다. 따라서, 제1 오목부(352)에서 축소된 커버층(35) 때문에, 도체 경로 브릿지(353)을 실현할 수 있으며, 이는 예를 들면, 구조층(25)의 제1 영역(251a)을 구조층(25)의 제2 영역(253)과 전기 전도적으로 연결하며, 구조층(25)의 능동 구조물(252)이 교락된다.
제1 층 복합물(10), 구조층(25), 및 제3 층 복합물(30)은 함께 제2 층 복합물(20)을 형성하고, 제3 층 복합물(30)의 개별적인 부분들 또는 층 복합물(30) 전체는 선택적이다. 만약 제3 층 복합물(30)이 존재한다면, 이때 능동 구조물(252)은 제1 층 복합물(30), 구조층(25) 및 제3 층 복합물(30)의 연결 내에서 밀봉되어 캡슐화될 수 있다.
부품(1)은 제1 접속면들(17a 내지 17c) 및 제2 접촉면(18)을 더 포함한다. 접촉면들(17a 내지 17c 및 18)은 예를 들어 금속과 같은 도전성 물질로 제조되며, 제1 기판(11)의 제2 표면(112) 상에 배치된다. 제2 접촉면(18)이 제1 기판(11)의 제2 영역(114) 내에 배치되는 반면, 모든 제1 접촉면(17a 내지 17c)들은 제1 기판의 제1 영역(113a 내지 113c) 내에 배치된다. 제1 접촉면(17a 내지 17c)들은 구조층(25)의 제1 영역(251a 내지 251c)의 접속을 위해 이용되며, 전기적인 연결은 제1 기판(11)의 제1 영역(113a 내지 113c)을 통해 실현된다. 제2 접촉면(18)은 부품(1)의 능동 영역의 외부 전기장들에 대한 쉴드 역할을 하며, 능동 구조물(252) 상의 정의된 포텐셜을 제공하는 역할을 한다. 여기 도시된 실시예에서, 제1 영역(113c) 및 제2 영역(114)과 맞닿는 구조층(25)의 영역들은 도 1B에 도시된 바와 같이 서로 물리적으로 연결되어 있다. 만약 구조층(25)의 대응하는 영역들이 전기적으로도 전도되도록 서로 연결된다면, 제1 접촉면(17c)은 없어도 된다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 부품(1)의 개략도를 보여주며, 이 실시예는 도 1A에 도시된 실시예와 제1 오목부(115) 내의 제1 기판(11)에 복수 개의 제2 영역(114a 내지 114d)들이 형성된다는 점에서 차이가 있다. 제2 영역(114a 내지 114d)은 절연 물질이 충진된 트렌치(15)들에 의해 제1 기판(11)의 인접한 영역들과 전기적으로 서로 절연되어 있다. 도 1A에 묘사된 트렌치(15)들에 대응하는 제1 기판(11)의 다른 영역들로부터 여러 제1 영역(113a 내지 113c)들을 전기적으로 절연하 트렌치(15)들은 형태나 물질의 절연 측면에서 동일하게 형성되거나 다르게 형성될 수 있다.
모든 제2 영역(114a 내지 114d)에서, 대응하는 제2 접촉면(18a 내지 18d)는 제1 기판(11)의 제2 표면(112) 상에 배치된다. 이러한 이유에서, 능동 영역 상의 제1 기판(11)의 서로 다른 영역들(114a 내지 114c)에 서로 다른 포텐셜을 부여하는 것이 가능하다. 예를 들어, 포텐셜은 능동 구조물(252)의 상부에 위치한 제2 영역(114a 내지 114c)들에 가해질 수 있으며, 이는 능동 구조물의 z-방향 움직임을 제한하고, 따라서, 능동 구조물(252)이 제1 기판(11)에 인접하는 것을 방지할 수 있다. 반대로, 제2 영역(114b 내지 114d)은 다른 포텐셜로 유지될 수 있고, 이는 그저 외부 전기장들로부터 구조층(25)을 차폐하는 역할을 한다는 것을 의미한다.
도 3A 내지 3C를 참조하여, 본 발명에 따른 부품의 제조 방법의 제1 실시예를 단면도에 근거하여 기술한다.
결과적으로 도 3A에 도시된 바와 같이, 먼저 제1 기판(11) 및 절연 물질로 충진되는 적어도 하나의 트렌치(15)를 포함하는 제1 층 복합물(10)이 만들어진다. 트렌치(15)들은 예를 들어, 드라이 에칭 공정(DRIE) 또는 마스크를 이용한 강한 식각 습윤 에칭 공정과 같은 에칭 공정이나 다른 공정들에 의해 만들어지고, 절연 물질을 이용한 트렌치들의 충진 공정이 뒤따른다. 트렌치(15)들은 제1 기판(11)의 제1 표면(111)으로부터 만들어져, 제1 층 복합물(10)의 제1 표면(12)까지 연장될 수 있다. 만약, 도 3A에 도시된 바와 같이 제1 층 복합물(10)이 제1 기판(11)으로만 이러우진다면, 이때 제1 기판의 제2 표면(112)은 제1 층 복합물(10)의 제1 표면(12)이다. 이러한 경우, 트렌치(15)들은 제1 기판(11)의 제1 표면(111) 및 제2 표면(112)에서 시작되도록 만들어질 수도 있으며, 이로써 트렌치(15)들이 충진되고, 예를 들어, 화학적 또는 물리적 증착(각각 CVD 및 PVD) 방법에 의해 트렌치(15)들이 충진될 수 있다. 절연 물질을 이용한 트렌치(15)의 충진 후에, 제1 기판(11)의 제1 표면(111) 및 가능한 경우 제2 표면(112) 상에 위치한 과도한 절연 물질이 또한 제거된다. 이는 화학 기계 연마 공정(CMP) 또는 에칭 공정에 의해 수행될 수 있다.
도 3A는 트렌치(15)들이 제1 기판(1)의 제1 표면(111)으로부터 제2 표면(112)까지 연속적으로 연장된 경우를 도시하고 있다. 따라서, 트렌치(15)들은 기판(11)의 제1 영역(113a 내지 113c)을 제1 기판의 다른 영역드로부터 전기적으로 절연한다.
일 실시예에 따르면, 제1 오목부(115)는 제1 기판(11)의 제1 표면(111) 내에 형성될 수 있고, 그 깊이는 제1 기판(11)의 두께보다 작다. 이것은, 제1 오목부(115)가 제1 기판(11)의 제2 표면(112)까지 연장되지는 않는다는 의미이다. 도 3A에 도시된 바와 같이, 절연 물질로 충진된 트렌치(15)들은 또한 오목부(115) 내에 형성될 수 있으며, 이는 제1 기판(11)의 다른 영역들로부터 제1 기판(11)의 제2 영역(114a 내지 114d)들을 전기적으로 절연한다. 오목부(115) 내의 트렌치(15)들은 제1 오목부(115)의 오부의 트렌치(15)들과 동시에 만들어질 수도 있고, 별도의 공정 단계로 만들어질 수도 있다. 트렌치(15)들은 제1 오목부(115)를 만들기 전이나 후에 만들수 있다.
제1 층 복합물(10)은 초기에는 제1 기판(11) 및 다른 층, 제1 기판(11)의 제2 표면(112)에 접하는 보조 층으로 이루어진다. 제1 기판(11)은 전기 전도성 물질로 이루어지며, 예를 들어 반도체 물질, 특히 실리콘으로 이루어진다. 상기한 보조 층은 절연 물질, 예를 들어 실리콘 옥사이드로 이루어지나, 트렌치(15)들의 형성 및 충진 후에 다시 제거되어, 제1 층 복합물(10)의 형성의 제1 단계의 결과로서, 트렌치(15)들은 제1 기판(11)의 제1 표면(111)으로부터 제1 기판(11)의 제1 표면(112)까지 연장되고, 도 3A에 도시된 바와 같이, 제1 층 복합물(10)은 제1 기판(11)만을 구비하며, 그 상부에는 어떠한 층도 배치되지 않는다.
또한, 상기한 보조 층은 또한 제1 기판(11)의 일부일 수도 있다. 이것은, 트렌치(15)들이 처음에는 제1 기판(11)의 제2 표면(11)에 연속적으로 형성되지 않으나, 제1 기판(11)의 두께보다 작은 깊이를 가진다는 것을 의미한다. 하지만, 도 3A에 도시된 방법의 실시예에 따르면, 제1 기판(11)이 기판(11)의 제2 표면(112)으로부터 트렌치(15)들의 깊이까지로 얇아져서, 트렌치(15)들이 제1 기판(11)의 제2 표면(112)에 접한다. 따라서, 도 3A에 도시된 제1 층 복합물(10)의 실시예는 제2 층 복합물(20)의 생성 전에 존재한다.
3B에 도시된 제2 단게에서, 제2 층 복합물(20)이 생성되고, 이는 제1 층 복합물(10) 및 능동 구조물(252)과 제1 영역(251)들이 형성된 구조층(25)을 포함한다. 구조층(25)은 적어도 제1 영역(251)들 내에서 전기적으로 전도성이다. 제2 층 복합물(20)은 제1 층 복합물(10)에 구조층(25)을 적용함으로써 생성되거나, 구조층(25)을 제1 층 복합물(10)에 연결함으로써 생성된다. 구조층(25)은 처음에는 비구조적인 층으로 제1 기판(11)의 제1 표면(111)에 적용되거나, 연결된 다음, 능동 구조물(252)을 생성하기 위해, 이후에 구조화될 수 있다. 이것은, 예를 들어, 에칭 공정에 의해 실현될 수 있으며, 에칭 공정에서 또한 제1 영역(251)들이 생성될 수 있다. 하지만, 제1 영역(251)들은 또한 구조층(25) 내부에서 서로 절연된 전기 전도성 영역들로 형성될 수 있으며, 예를 들어 반도체층에서 도핑 공정에 의해 형성될 수 있으며, 개별적인 제1 영역(251)들은 반드시 물리적으로 서로 분리되어야 할 필요는 없다.
구조층(25)은 증착 공정의 도움으로 예를 들어, 최초로 제1 오목부(115)를 충진하고, 증착과 구조층(25)의 구조화 후에 선택적으로 다시 제거되는 보조층을 사용하여, 제1 기판(11)의 표면(111)에 적용될 수 있다. 하지만, 구조층(25)은 또한 접합 공정, 예를 들어 실리콘 직접 접합(SDB), 양극 접합 또는 다른 방법들의 도움으로, 비구조층이나 이미 구조화된 층으로서 제1 기판(11)의 표면(111)엔 연결될 수도 있다. 이는 특히, 서두에서 언급한 능동 영역의 밀봉 캡슐화가 이루어져야 할 때 적합하다. 만약 층들이 연결되어야 한다면, 이러한 경우 제1 기판(11) 및 구조층(25)은 동일한 물질로 이루어지는 것이 접합 공정에 특히 유리하다.
본 발명에 따른 방법의 제1 실시예의 또 다른 단계에서, 제1 접촉면(17a 내지 17c)은 제1 기판(11)의 제1 영역(113a 내지 113c)들에서 제1 기판(11)의 제2 표면(112) 상에 생성된다. 또한, 제2 접촉면(18a 내지 18d)들은 제1 기판(11)의 제2 영역(114a 내지 114d)들에서 제1 기판(11)의 제2 표면(112) 상에 생성된다. 제1 접촉면(17a 내지 17c)들 및 제2 접촉면(18a 내지 18d)들은 완전히 동일한 물질 또는 다른 전기 전도성 물질들로 이루어질 수 있으며, 한 단계 또는 서로 다른 단계들에서 생성될 수 있다. 예를 들어, 금속층이 제1 기판(11)의 제2 표면(112) 상에 적용되고, 이어서 제1 접촉면(17a 내지 17c)들 및 제2 접촉면(18a 내지 18d)들이 드러나도록 에칭 공정이나 리프트 오프 공정에 의해 구조화될 수 있다.
도 4A 내지 4D는 본 발명에 따른 부품의 제조를 위한 방법의 제2 실시예의 여러 단계들을 보여준다.
먼저, 제1 기판(11)과 제1 기판(11)에 형성되며 절연 물질로 충진되는 적어도 하나의 트렌치(11)를 포함하는 제1 층 복합물(10)이 제1 단계에서 생성되며, 적어도 하나의 트렌치(15)는 제1 기판(11)의 제1 표면(111)으로부터 바깥쪽으로 연장된다. 도 4A에 도시된 바와 같이, 트렌치(들)(15)은, 하지만, 제1 기판(11)의 제1 표면(111)의 반대편에 위치한 제1 층 복합물(10)의 제1 표면(12)으로 연장되지 않는다. 이는 트렌치(15)들의 깊이 d15가 제1 층 복합물(10)의 두께 d10보다 작다는 것을 의미한다. 기 설명된 도 3A를 참조하면, 제1 층 복합물(10)은 제1 기판(11)에 더해, 제1 기판(11)의 제2 표면(112)과 맞닿으며 트렌치(15)들이 형성되지 않은 보조층(13)을 포함할 수 있다. 혹은, 제1 층 복합물(10)은 제1 기판(11)만을 포함할 수 있는 반면, 트렌치(15)들이 제1 기판(11)의 제2 표면(112)까지 연장되지 않는다. 다시 말해: 도 4A에 도시된 보조층(13)은 제1 기판(11)의 일부일 수 있다. 하지만, 도 3A에 묘사된 방법의 제1 실시예와는 달리, 보조층(13)은 처음에는 보존되며, 다시 말해, 제2 층 복합물(20)의 생성 전에는 제거되지 않는다.
도 4A에 도시된 바와 같이, 제1 오목부(115)는 제1 기판(11)의 제1 표면(111)에 형성되며, 그 내부에 제1 기판의 제2 영역(114)이 배치된다. 또한, 도 3A에 도시된 바와 같이, 트렌치(15)들은 제1 오목부(115)와 접하는 기판(11)의 영역 내에 형성될 수 있으며, 따라서 도 3A에 도시된 바와 같이 복수 개의 제2 영역(114)들이 생성된다. 방법의 제2 실시예의 제1 단계의 결과, 도 4A에 도시된 바와 같이 제1 층 복합물(10)이 존재한다.
이어서, 제1 기판(10)의 제1 표면(111)에 구조층(25)을 적용함으로써 제2 층 복합물(20)이 다음 단계에서 생성되고, 제1 기판(11)의 제1 표면(111)에 연결된다. 결과는 도 4B에 도시되어 있다. 이는 도 3B를 참조로 기술된 공정 단계에 대응하나, 트렌치(15)들은 제2 층 복합물(2)의 생성 전에 제1 층 복합물(10)의 제1 표면(12)까지 연장되지 않는다. 방법의 이러한 실시예는 방법의 제1 실시예에 대해 층 복합물(10)의 개별적인 측방 영역들, 예를 들어 영역(113a 내지 113c)들이 보조층(13)을 통해 여전히 서로 연결되어 있기 때문에, 제1 층 복합물(10)이 제2 층 복합물(20)을 생성하는 동안 높은 안정성을 가진다는 이점을 가진다. 따라서, 특히 구조층(25)을 제1 기판(11)의 제1 표면(111)에 연결하기 위한 접합 공정을 위해, 공정 파라미터들이 이용될 수 있으며, 이는 구조층(25)과 제1 기판(11) 사이의 더욱 안정적이고 더욱 단단한 연결이라는 결과를 낳는다.
그 결과가 도 4C에 도시된 다음 공정 단계에서, 보조층(13)이 제거된다. 이는 CMP 공정이나 에칭 공정의 도움으로 수행된다. 보조층(13)은 트렌치(15)들에 도달할 때까지 제거된다. 그 결과, 트렌치(15)들은 제1 기판(11)의 제2 표면(112)과 맞닿으며, 따라서 제1 기판(11)의 다른 영역들로부터 제1 기판(11)의 영역(113a 내지 113c)들을 전기적으로 절연한다.
도 4D에 도시된 다음 공정 단계에서, 제1 접촉면(17a 내지 17c) 및 제2 접촉면(18)이 제1 기판(11)의 제2 표면(112) 상에 생성된다. 이러한 공정은 도 3C에 도시된 공정 단계에 대응한다. 그 결과, 제2 접촉면(18)이 외부 전기장들로부터 부품(1)의 능동 영역을 차폐하는 차폐 전극을 형성하는 반면, 영역(251)들이 제1 기판(11)의 각각 제1 영역(113a 내지 113c)들 및 관련된 각각의 제1 접촉면(17a 내지 17c)들을 통해 접촉될 수 있다. 또는, 도 3C에 도시된 바와 같이, 형성된 제1 기판(11)의 복수의 제2 영역(114)들에 접촉하기 위해 복수 개의 접촉면(18)들이 형성될 수도 있다.
도 5A 내지 5C를 참조하여, 본 발명에 따른 부품(1)의 제조 방법의 제3 실시예에 대해 설명한다.
먼저, 도 5A에 도시된 바와 같이, 제1 기판(11) 및 절연 물질로 충진되는 적어도 하나의 트렌치(15)을 포함하는 제1 층 복합물(10)이 구조층(25)에 연결되며, 이는 도 3A 및 3B를 참조로 하여 이미 설명되었다. 하지만, 제1 층 복합물(10)은 또한 도 4A 및 4B 또는 4A 내지 4C에 도시된 공정 단계들에 따라 생성될 수 있다. 이는, 제1 층 복합물(10)이 제1 영역(11)들에 더해, 오직 하나의 제2 영역(114)을 구비할 수 있다는 의미이다. 또한, 도 3B 및 도 4C에 각각 도시된 바와 같이, 제1 층 복합물은 제1 층 복합물(10)이 구조층(25)에 연결된 다음, 트렌치(15)들이 제1 층 복합물의 제1 표면(12)까지 연장되도록 형성될 수 있다. 하지만, 트렌치(15)들은 제1 층 복합물(10)의 제1 표면(12)까지는 아직 연장될 수 없으며, 이는 도 4B에 도시된 실시예와 대응된다.
결과가 도 5B에 도시된 추가적인 공정 단계에서, 제3 층 복합물(30)이 생성된다. 제3 층 복합물(30)은 도 5A에 도시된 공정 단계와 독립되어, 예를 들어 순서상으로 도 5A에 도시된 공정 단계의 전이나 후에 생성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제3 층 복합물(30)은 제1 층(313) 및 제3 층을 구비하는 제3 기판(31) 및 커버층(35)을 포함한다. 커버층(35)은 구조화되며, 커버층(35)의 여러 영역들을 서로 연결하는 안내 경로들을 형성한다. 이렇게 함으로써, 커버층(35)의 제1 표면(351)으로부터 바깥으로 연장된 제2 오목부(352) 또한 생성될 수 있다. 이러한 이유에서, "구조화"라는 용어는, 예를 들어 반도체층의 도핑에 의해 서로 전기적으로 절연되지 되지만 물리적으로 서로 분리되지는 않은 전기적으로 전도성인 영역들 또는 서로 물리적으로 분리된 전기 전도인 영역들의 생성을 모두 포함한다.
그 결과가 도 5C에 도시된 추가적인 공정 단계에서, 제2 층 복합물(20)은 구조층(25)과 거기에 연결된 제1 층 복합물(10)을 제3 층 복합물(30)에 연결함으로써 생성된다. 이는 상기에서 설명한 결합 공정에 의해 실현될 수 있다. 이러한 목적에서, 구조층(25) 및 제3 층 곱합물(300의 구조층(25)을 면하는 층, 이 경우 커버층(35),은 동일한 물질로 이루어지는 것이 특히 유리하다. 이 물질은 예를 들어 실리콘이다. 그 결과, 구조층(25)의 제1 영역(251)들은 커버층(35)의 표면(351)과 접한다. 따라서, 커버층(35) 내에서 구조층(25) 내에서 서로 절연된 구조층(25)의 전기 전도성인 영역들 사이의 전도성 연결들을 만들어낼 수 있다. 예를 들어, 제1 오복부(352)와 접하는 커버층의 영역이 능동 구조(252)를 교락하며 구조층(25)의 제1 영역(241)을 구조층의 제2 영역(253)에 연결하는 도체 경로 브릿지(353)을 형성할 수 있다.
트렌치(들)(15)이 제2 층 복합물(20)의 생성 전에 제1 층 복합물(10)의 제1 표면(12)까지 연장하지 하는 경우, 구조층(25)과 제1 층 복합물(1)을 제3 창 복합물(30)에 연결한 이후, 제1 층 복합물(1)은 제1 표면(12)으로부터 트렌치(15)들이 제1 층 복합물(1)의 제1 표면(12)과 맞닿는 크기까지 얇아진다. 다시 말해: 결과적으로, 제1 기판(11)의 제2 표면(112)은 제1 층 복합물(10)의 제1 표면(12)에 대응한다.
다음 공정 단계에서, 제1 접촉면(17a 내지 17c)들 및 제2 접촉면(18) 또는 필요한 경우, 복수의 제2 접촉면(18a 내지 18d)들이 제1 기판(11)의 제2 표면(112) 상에 생성되어, 따라서 그 결과, 도 1A 및 도 2에 도시된 부품(1)이 각각 존재하게 된다.
도 6A 내지 도 6D는 본 발명에 따른 부품의 제조 방법의 제4 실시예의 공정 단계들을 보여준다.
이 실시예에 따르면, 먼저 제3 층 복합물(30)이, 이는 제3 기판(31) 및 적어도 한 영역에서 전도성인 커버층(35)을 포함한다. 따라서, 도 6A에 도시된 제3 층 복합물(30)은 도 5B에 도시된 제3 층 복합물(30)에 대응된다.
다음 공정 단계에서, 구조층(25)이 커버층(35)의 제1 표면(351) 상에 생성되고, 구조층(25)은 커버층(35)의 표면(351)에 하나의 층으로서 적용될 수도 있고, 결합 공정에 의해 커버층(35)의 표면(351)에 연결될 수도 있다. 구조층(25)은 처음에는 구조화되지 않은 층(25)으로서 존재할 수 있으며, 개별적인 제1 영역(251)들, 능동 구조물(252) 및 필요하다면 다른 영역들, 예를 들어 제2 영역(253)들을 생성하기 위해 이는 추후에 구조화된다. 또는, 구조층(25)은 이미 구조화된 층으로서 커버층(35)의 표면(351)에 적용되거나, 연결될 수도 있다. 이런 공정 단계의 결과가 도 6B에 도시되어 있다.
도 6C에 그 결과가 도시되어 있는 다음 공정 단계에서, 기판(11), 절연 물질로 충진된 적어도 하나의 트렌치(15) 및 보조층(13)을 포함하는 제1 층 복합물(10)이 생성된다. 트렌치(들)(15)은 제1 기판(11)의 제1 표면(111)으로부터 바깥쪽으로 연장되고, 제1 기판(11)의 다른 영역들과 제1 표면(111) 상에서 제1 기판(11)의 제1 영역(113a 내지 113c)들을 측방으로 절연한다. 또한, 하나 이상의 제1 오목부(115)가 제1 기판(11)에 형성될 수 있고, 그 내부에 제2 영역(114)이 배치된다. 따라서, 제1 층 복합물(10)은 도 4A에 도시된 제1 층 복합물(10)에 대응하며, 이런 제1 층 복합물의 제조에 대한 설명도 동일하게 적용될 수 있다.
제1 층 복합물(1)을 생성하기 위한 공정 단게는 순서상으로 도 6A 및 6B에 도시된 공정 단계들의 전 또는 후에 수행될 수 있다.
도 6D에 그 결과가 도시된 다음 공정 단게에서, 제2 층 복합물(20)이 제1 층 복합물(10)을 구조층(25)과 제3 층 복합물(30)에 연결함으로써 생성된다. 그 결과, 제1 기판(11)의 제1 표면(111)은 구조층(25)과 적어도 어느 특정 영역들에서 맞닿는다. 제2 층 복합물(2)은 특히, 결합 공정에 의해 생성될 수 있다. 이런 이유에서, 결합 공정 동안의 보조층(13)의 존재가 유리하며, 예를 들어 고압과 같은 특히 적합한 결합 파라미터들을 사용함으로써, 이는 제1 층 복합물(10)과 구조층(25) 사이의 양호하며 밀봉된 연결을 이끌어낸다. 도 4C를 참조로 설명된 바와 같이, 제1 층 복합물(1)을 구조층(25)에 연결한 이후, 보조층(13)이 제거되며, 그 결과, 제1 기판(11)의 제2 표면(112)에 자유롭게 접근가능하다. 트렌치(15)들은 제2 표면(112)까지 연장되고, 따라서 제1 기판(11)의 다른 영역들로부터 개별적인 제1 영역(113a 내지 113c)들을 전기적으로 절연한다.
또는, 커버층(3)은 제1 층 복합물(1)을 구조층(25)에 연결하기에 앞서 미리 제거될 수도 있다.
다음 공정 단계에서, 도 3C 및 4D를 참조로 설명된 바와 같이, 제1 접촉면(17a 내지 17c)들 및 하나 또는 그 이상의 제2 접촉면(18)들이 제1 기판(11)의 표면(112) 상에 생성된다. 그 결과, 도 1A 및 2에 도시된 부품(1)이 각각 존재한다.
도 3A 내지 6D에 도시된 실시예에 추가로, 이들 실시예들을 다양하게 조합한 제1 층 복합물(10), 구조층(25), 제3 층 복합물(30) 및 제2 층 복합물(20)의 또 다른 실시예들도 가능하다. 예를 들어, 제2 영역(114a 내지 114d)들이 제1 기판(11)에 형성되거나 그렇지 않을 수 있다. 동일한 것이 제1 기판(11)의 제1 오목부(115)에도 적용될 수 있다. 또한 커버층(35)이 반드시 존재해야 하는 것은 아니며, 반드시 여기 도시된 형태로 구조화될 필요도 없다. 제1 기판(11)의 제1 영역(113)들과 제1 기판(11)의 제2 영역(114)들, 구조층(25)의 제1 영역(251)들 및 제1 접촉면(17)들과 제2 접촉면(18)들의 갯수도 자유롭게 선택될 수 있다.
부품(1)을 제조하기 위한 방법의 이점은 제1 접촉면(17)들과 제2 접촉면(18)들을 생성하기에 앞서, 필요한 경우, 제1 기판(11)의 표면(112)이 완전하게 또는 거의 편평하다는 것, 다시 말해 높이 상 전혀 또는 거의 차이가 없다는 것이다. 이것은 특히 제1 접촉면(17)들과 제2 접촉면(19)들을 형성하는 것 뿐만 아니라 예를 들어, 부품(1)의 단수화뿐만 아니라 캐리어 상의 부품(1)의 조립 및 접촉면(17, 18)들의 다른 요소들에의 연결과 같은 이어지는 공정 단계들에서 매우 유용하다. 만약 와이어 본딩 공정이 접촉면(17, 18)들을 시스템의 다른 요소들과 접촉시키기 위해 이용되면, 이때 접촉되어야 할 접촉면(17) 또는 접촉면(18)이 부품의 커버의 좁은 개구에 위치하지 않기 때문에 접합 공정이 단순해진다. 또한, 예를 들어 플립 칩 본딩 또는 볼 그리드 본딩과 같은 다른 연결 공정들이 접촉면(17, 18)들을 시스템의 다른 요소와 접촉시키는데 이용될 수 있다. 또한, 부품의 커버의 깊은 개구 내에서 실현되는 와이어 본딩 연결에 비해 접촉면(17, 18)들을 위한 요구 공간이 100배까지 감소될 수 있다. 또한, 차폐 전극 역할을 하는 제2 접촉면(18)이 비해 동일한 유전 상수가 주어질 때 제1 접촉면(17)의 기생 용량이 대략 40배 작은 크기를 가진다.
또한, 부품(1)의 밀봉 캡슐화의 견고함이 보장된다. 특히, 구조층(25)을 제1 층 복합물(10)에 연결하거나 제1 층 복합물(100에 이미 적용된 구조층(25)을 제3 층 복합물(30)에 연결하기 위한 결합 공정 동안 적합한 결합 파라미터들이 선택될 수 있다.

Claims (18)

  1. 전기 전도성 물질로 제조되는 제1 기판(11) 및 절연 물질로 충진되며 제1 기판(11)의 제1 표면(111)으로부터 바깥쪽으로 연장되는 적어도 하나의 트렌치(15)를 포함하며, 제1 기판(11)의 제1 영역(113)은 제1 표면(111) 상에서 적어도 하나의 트렌치(15)에 의해 제1 기판(11)의 다른 영역들과 수평적으로 전기적으로 절연되도록, 제1 층 복합물(10)을 생성하고,
    제1 층 복합물(10), 및 부품의 능동 구조물(252)을 포함하고, 적어도 제1 영역(251)에서 전기 전도성인 구조층(25)을 포함하며, 구조층(25)의 제1 영역(251)이 제1 기판(11)의 제1 영역(113)에서 제1 기판(11)의 제1 표면(111)과 맞닿으며, 전기적으로 전도성인 방식으로 그곳에 연결되도록, 제2 층 복합물(20)을 생성하고,
    제2 표면(112)은 제1 표면(111)의 맞은 편에 위치하고, 제1 접촉면(17)은 제1 기판(11)의 제1 영역에 배치되며, 제1 기판(11)의 제1 영역(113)은 제2 표면(112) 상에서 적어도 하나의 트렌치(15)에 의해 제1 기판(11)의 다른 영역들과 수평 방향으로 전기적으로 절연되도록, 제1 기판(11)의 제2 표면(112) 상에 제1 전기 전도성 접촉면(17)을 생성하되,
    제1 층 복합물을 생성하는 동안, 제1 오목부(115)가 제1 기판(11)의 제1 표면(111)에 생성되고, 제1 오목부(115)는 제1 기판(11)의 두께보다 작은 깊이를 가지며, 제1 기판(11)의 제1 영역(113)은 제1 오목부(115)의 외부에 위치하고, 제1 기판(11)의 제2 영역(114)은 제1 오목부(115) 내에 배치되며, 제1 기판(11)의 제2 영역(114)은 제1 기판(11)의 제1 표면(111) 상에서 적어도 하나의 트렌치(15)에 의해 제1 기판(11)의 다른 영역들과 전기적으로 수평적으로 절연되고,
    제2 층 복합물을 생성하는 동안, 적어도 능동 구조물(252)의 일부가 제1 기판(11)과 간격을 두고 제1 오목부(115) 내에 배치되고,
    제2 전기 전도성 접촉면(18)은 제1 기판(11)의 제2 표면(112) 상에 생성되고, 제2 접촉면은 제1 기판(11)의 제2 영역(114)에 배치되고, 제1 기판(11)의 제2 영역(114)은 제2 표면(112) 상의 적어도 하나의 트렌치(15)에 의해 제1 기판(11)의 다른 영역들과 전기적으로 수평적으로 절연되며,
    제1 층 복합물(10)은 절연 물질로 충진되는 적어도 두 개의 트렌치(15)들을 포함하고,
    제1 기판(11)의 복수의 제2 영역(114)들이 제1 오목부(115) 내에 배치되고,
    복수의 제2 접촉면(18)들이 제1 기판(11)의 제2 표면(112) 상에 형성되고, 제2 접촉면(18)들 각각이 하나의 제2 영역(114)에 대응하도록 제1 기판(11)의 제2 영역(114)에 배치되는 부품(1)의 제조 방법에 있어서,
    복수의 제2 영역(114)들 및 제2 접촉면(18)들은, 서로 다른 제2 영역(114)들에 제2 접촉면(18)들을 통해 서로 다른 포텐셜이 부여될 수 있도록, 동시에 능동 구조물(252)의 제1 표면(111)에 수직으로의 움직임이 제한될 수 있고 구조층(25)의 외부 전기장들로부터의 차폐가 얻어질 수 있도록, 형성되는 것을 특징으로 하는 부품(1)의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    제1 층 복합물(10)은 제1 기판(11)과 적어도 하나의 트렌치(15)만을 포함하고,
    제1 기판(11)의 적어도 하나의 트렌치(15)는 제2 층 복합물(20)의 생성에 앞서 제1 기판(11)의 제2 표면(112)까지 연장되는 것을 특징으로 하는 부품(1)의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    제1 층 복합물(10)의 적어도 하나의 트렌치(15)는 제2 층 복합물(20)의 생성 단계에 앞서, 제1 층 복합물(10)의 두께보다 작은 깊이까지 연장되고,
    제1 접촉면(17)의 생성 단계에 앞서, 제1 층 복합물(10)의 제1 표면(12)으로부터 적어도 하나의 트렌치(15)의 깊이까지 제1 층 복합물(1)의 두께가 감소되고, 제1 층 복합물(10)의 제1 표면(12)은 제1 기판(11)의 제1 표면(111)의 반대편에 위치한 제1 층 복합물(10)의 표면인 것을 특징으로 하는 부품(1)의 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 중 어느 한 항에 있어서,
    제2 층 복합물(20)은 제1 층 복합물(10)의 반대편에서 구조층(25)과 맞닿으며, 제2 기판(31)을 포함하는 제3 층 복합물(30)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부품(1)의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    제2 층 복합물(2)을 생성하는 단계는:
    제1 기판(11)의 제1 표면(111) 상에 구조층(25)을 생성하는 단계 및
    제1 층 복합물(10)에 적용된 구조층(25)을 제3 층 복합물(30)에 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부품(1)의 제조 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    제2 층 복합물(20)을 생성하는 단계는:
    제3 층 복합물(30) 상에 구조층(25)을 생성하는 단계 및
    제3 층 복합물(30)에 적용된 구조층(25)을 제1 층 복합물(10)에 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부품(1)의 제조 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    제3 층 복합물(30)은 적어도 한 영역에서 전도성인 커버층(35)을 포함하고, 커버층(35)은 제2 기판의 제1 표면(311) 상에 배치되며, 제2 기판(31)의 제1 표면(311)은 제2 기판(31)의 구조층(25)과 마주하는 표면이고,
    제2 오목부(352)가 커버층(35)의 제1 표면(351)에 생성되고, 커버층(35)의 제1 표면(351)은 커버층(35)의 구조층(25)과 마주하는 표면이고, 제2 오목부(352)의 깊이는 커버층(35)의 두께보다 작으며,
    제2 층 복합물(20)을 생성하는 단계 동안, 커버층(35)의 전도성 영역이 구조층(25)의 제1 영역(251) 및 구조층(25)의 제2 영역(352)과 맞닿으며, 구조층(25)의 제1 영역(251)은 능동 구조물(252)의 외부에 배치되고, 구조층(25)의 제2 영역(253)은 능동 구조물(252) 내부에 배치되며 전기적으로 전도성이고, 제2 오목부(352) 및 능동 구조물(252)의 적어도 일부는 제2 오목부(352)의 측방 위치가 능동 구조물(252)의 적어도 일부와 측방 위치가 대응하며, 커버층(35)은 구조층(25)의 제2 영역(352)을 구조층(25)의 제1 영역(251)과 연결하는 도체 경로 브릿지(353)를 형성하는 것을 특징으로 하는 부품(1)의 제조 방법.
  8. 제4항에 있어서,
    구조층(25) 및 제3 층 복합물(30)의 구조층(25)과 마주하는 층은 동일한 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부품(1)의 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    제1 기판(11) 및 구조층(25)은 동일한 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부품(1)의 제조 방법.
  10. 전기 전도성 물질로 만들어지는 제1 기판(11) 및 제1 기판(11)의 제1 표면(111)으로부터 제1 기판(11)의 제2 표면(112)까지 바깥쪽으로 연장되며 절연 물질로 충진되는 적어도 하나의 트렌치(15)를 포함하며, 제2 표면(112)은 제1 표면(111)의 반대편에 위치하고, 제1 기판(11)의 제1 영역(113)은 적어도 하나의 트렌치(15)에 의해 제1 기판(11)의 다른 영역들과 수평적으로 전기적으로 절연되는, 제1 층 복합물(10),
    부품(1)의 능동 구조물(252)을 포함하고, 제1 영역(251)이 기판(11)의 제1 영역(113)에서 기판(11)의 제1 표면(111)과 맞닿으며, 전기 전도성인 방식으로 제1 기판(11)의 제1 영역(113)과 연결되도록 적어도 제1 영역(251)에서 전기적으로 전도성인 구조층(25),
    제1 기판(11)의 제1 영역(113)에 배치되도록, 제1 기판(11)의 제2 표면(112) 상에 배치되는 전기적으로 전도성인 접촉면(17)을 포함하고,
    제1 오목부(115)는 제1 기판(11)의 제1 표면(111)에 형성되고, 제1 오목부(115)는 제1 기판(11)의 두께보다 작은 깊이를 가지며, 제1 기판(11)의 제1 영역(113)은 오목부(115)의 외부에 배치되고, 제1 기판(11)의 제2 영역(114)은 적어도 하나의 트렌치(15)에 의해 제1 기판(11)의 다른 영역들과 수평적으로 전기적으로 절연되며,
    능동 구조물(252)의 적어도 일부가 제1 기판(11)과 거리를 두고 제1 오목부(115) 내에 배치되고,
    제2 전기 전도성 접촉면(18)은 제1 기판(11)의 제2 표면(112) 상에 배치되고, 제2 접촉면은 제1 기판(11)의 제2 영역(114)에 배치되고,
    제1 층 복합물(10)은 절연 물질로 충진되는 적어도 두 개의 트렌치(15)들을 포함하고,
    제1 기판(11)의 복수의 제2 영역(114)들이 제1 오목부(115) 내에 배치되고,
    복수의 제2 접촉면(18)들이 제1 기판(11)의 제2 표면(112) 상에 형성되고, 제2 접촉면(18)들 각각이 하나의 제2 영역(114)에 대응하도록 제1 기판(11)의 제2 영역(114)에 배치되는 부품(1)에 있어서,
    복수의 제2 영역(114)들 및 제2 접촉면(18)들은, 서로 다른 제2 영역(114)들에 제2 접촉면(18)들을 통해 서로 다른 포텐셜이 부여될 수 있도록, 동시에 능동 구조물(252)의 제1 표면(111)에 수직으로의 움직임이 제한될 수 있고 구조층(25)의 외부 전기장들로부터의 차폐가 얻어질 수 있도록, 형성되는 것을 특징으로 하는 부품(1).
  11. 제10항에 있어서,
    부품(1)은, 제1 층 복합물(10)의 반대편에서 구조층(25)과 맞닿으며, 제2 기판(31)을 포함하는 제3 층 복합물(3)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부품(1).
  12. 제11항에 있어서,
    제3 층 복합물(3)은 적어도 한 영역에서 전도성인 커버층(35)을 포함하고, 커버층(35)은 제2 기판의 제1 표면(311) 상에 배치되고, 제2 기판(31)의 제1 표면(311)은 제2 기판(31)의 구조층(25)과 마주하는 표면이며,
    제2 오목부(352)가 커버층(35)의 제1 표면(351)에 형성되고, 커버층(35)의 제1 표면(351)은 커버층(35)의 구조층(25)과 마주하는 표면이며, 제2 오목부(352)의 깊이는 커버층(35)의 두께보다 작으며,
    커버층(35)의 전도성 영역은 구조층(25)의 제1 영역(251) 및 구조층(25)의 제2 영역(253)과 맞닿으며, 구조층(25)의 제1 영역(251)은 능동 구조물(252)의 외부에 배치되고, 구조층(25)의 제2 영역(253)은 능동 구조물(252) 내에 배치되며 전기 전도성이고, 제2 오목부(352) 및 능동 구조물(252)의 적어도 일부는 제2 오목부(352)의 수평 위치가 능동 구조물(252)의 적어도 일부와 수평 위치가 대응되도록 배치되고, 커버층(35)은 구조층(25)의 제2 영역(253)을 구조층(25)의 제1 영역(251)에 연결하는 도체 경로 브릿지(353)를 형성하는 것을 특징으로 하는 부품(1).
  13. 제11항 및 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    구조층(25) 및 제3 층 복합물(30)의 구조층(25)과 마주하는 층은 동일한 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부품(1).
  14. 제10항에 있어서,
    제1 기판(11) 및 구조층(25)은 동일한 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부품(1).
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