KR20070003893A - 미세 구조화된 센서 - Google Patents

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KR20070003893A
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프랑크 라이헨바흐
홀거 회퍼
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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 제1 측정 구조를 갖는 제1 측정 영역(6) 및 제2 측정 구조를 갖는 제2 측정 영역(7)이 형성되는 적어도 하나의 측정-칩(2)을 포함하는 미세 구조화된 센서에 관한 것이며, 측정 영역들(6, 7)은 측 방향(Y)으로 서로에 대하여 오프셋되며, 상기 미세 구조화된 센서는 결합 영역에서 측정 칩(2) 상에 진공 밀착식으로 고정된 컵-칩(4)을 포함하며, 측정-칩(2)과 컵-칩(4) 사이에 형성된, 결합 영역(3)을 통해 외측으로 밀봉되며, 이 안에 측정 영역이 배치되는 사이 공간을 포함하며, 측정-칩(2) 상에 형성된, 측정-칩(2)의 접촉을 위해 컵-칩(4)으로부터 해제된 접촉 영역(20, 22)을 포함한다. 센서는 특히 가스 농도를 측정하기 위한 가스 센서 또는 가속도 센서일 수 있다.
컵-칩, 측정-칩, 측정 영역, 측정 웨이퍼, 파임부

Description

미세 구조화된 센서{MICRO-STRUCTURED SENSOR}
본 발명은 특히 가스 센서 또는 가속도 센서일 수도 있는, 미세 구조화된 센서 및 제작 방법에 관한 것이다.
몇몇 센서들은 측정 채널 외에 두 개의 동시에 실행되는, 또는 상이한 조건하에서 실행되는 측정을 실시하기 위한 측정 기준을 포함한다. 측정 기준을 갖는 가스 센서의 경우 두 개의 분리된 칩은 일반적으로 상이한 웨이퍼로부터 하나의 하우징 내로 조립된다. 이러한 형태의 가스 센서는 일반적으로 공동에 의해 에칭된 격막을 포함한다. 센서의 내부 압력 또는 공동 내부 압력 및 예를 들어 도핑 및 공동 깊이 같은 추가 매개 변수들은 상이한 센서들의 경우에 서로 뚜렷하게 구분될 수 있으며, 이로써 가스 센서의 경우, 상이한 측정 특성 및 이를 통한 측정 비교시의 높은 부정확성이 나타난다. 또한 두 개의 센서의 제작 및 이러한 센서를 하우징 내로 설치함으로써 상응하는 높은 제작 비용을 초래한다.
또한, 하나의 칩 상에 두 개의 동시에 작동되는 측정 구조체가 형성되는 가속도 센서가 공지되어 있다. 접촉은 접촉 패드 또는 칩-면 상의 외측 연결부를 통해 발생한다. 하우징 내의 센서가 복잡하게 연결되는 경우, 하우징의 도체 프레임 또는 안내 프레임으로의 접촉이 경우에 따라서는 복잡할 수도 있다.
본 발명에 따른 센서 및 본 발명에 따른 센서 제작 방법은 다른 한편으로는 특히, 두 측정 구조의 높은 공간적 통합이 가능하다는 장점을 포함한다. 본 발명에 따라 하나의 칩 상에 두 개의 측정 구조체가 형성되며, 공통 사이 공간 내의 컵 하부에 수용된다. 공간적 근접, 동일한 가스 내용물, 특히 동일한 내부 압력 및 측정 칩의 컵 및 기판을 통한 직접적인 열결합을 통해 매우 양호한 동시 작동 특성에 도달된다.
이때, 바람직하게도 접촉 영역의 다면 배치는 패키지 하우징의 접촉핀의 더 양호한 사용을 가능하게 한다. 기본적으로 본 발명에 따라, 예를 들어, 세 면으로 접촉되어야 하는 큰 접촉 영역의 단일면 형성도 또한 가능하다.
본 발명에 따른 센서는 특히 측정 파장 영역 및 측정 기준 파장 영역에서의 적외선-광선을 감지하는 가스 센서일 수 있다. 정해진 파장 영역에서 적외선-광선의 흡수를 통해, 예를 들어, 주변 공기의 CO2 같은 가스 혼합물에서의 단일 가스의 농도가 측정될 수 있다. 이러한 형태의 가스 센서는 예를 들어 승용차의 내부 공간에서의 공기질을 측정하기 위해, 그리고 CO2-냉매를 갖는 에어컨에서의 누출을 확인하기 위해 사용될 수 있다. 또한 다른 가스를 위한 선택적인 가스 측정 및 적용도 또한 가능하다. 본 발명에 따른 센서는 적어도 두 개의 칩 상에 형성된, 공통적 컵-칩 하부의 공통 사이 공간에 배치된 측정 영역을 포함한다. 이때, 기본적으로 두 개 이상의 측정 영역이 제공될 수 있다. 기판 및 공통의 컵에 대한 측정 영역들 사이의 직접적인 열결합을 통해, 그리고 사이 공간에서의 동일한 가스 내용물을 통해 각각의 측정 조건들이 매우 양호하게 적용된다.
칩 상의 두 개의 측정 영역 및 단지 하나의 컵을 갖는 본 발명에 따른 설계는 두 개의 센서의 분리된 가공에 비해, 제조시 비용에 대한 장점을 갖는다. 또한 센서-모듈에서는 단지 하나의 칩이 위치되며 접촉되어야 한다.
하우징 내로 설치시에 칩 언 칩(chip on chip) 및 분석 칩 상에 측정-칩이 위치되는 플립-칩-기술(flip-chip-technik)이 적용될 수 있다. 이때, 외측 연결부가 균일하게 분포될 수 있으며, 이를 통해 측정 칩 상에 와이어링의 번거로움이 적기 때문에, 높은 공간 사용이 보장될 수 있다.
특히 크기가 큰 센서의 경우에 두 개의 측정 영역들 사이의 사이 공간에 웨이퍼 본드 지지 위치가 형성될 수 있으며, 이를 통해 부하가 큰 경우에 가스 센서가 작동되지 않을 수 있다. 따라서 가스 센서는 특히 다음과 같이, 몰드시에 나타나는 압력에 의하지 않고 압축될 수 있도록, 주조된 하우징 내에 장치될 수 있다.
본 발명은 실시예에 대한 다음의 도면을 통해 설명된다.
도1은 두 개의 면으로 서로에 대하여 180°회전된 측정 영역 및 접촉 영역을 갖는 제1 실시 형태에 따른 가스 센서의 칩 배열을 도시한 평면도이다.
도2는 도1에 대한, 칩 중앙에 추가 웨이퍼 접합 지지 위치를 갖는 실시 형태에 따른 가스 센서를 도시한 평면도이다.
도3은 두 개의 서로 대면하여 놓이는 면 상의 접촉 영역 및 절단된 중앙의 웨이퍼 접합 지지 위치를 갖는 센서의 칩 배열을 도시한 평면도이다.
도4a는 칩 가장자리에서의 컵 프로세싱을 위한 두 개의 서로 대면하여 위치하는 면 및 보조 구성체 상의 접촉 영역을 갖는 추가 실시 형태에 따른 가스 센서의 칩 배열을 도시한 평면도이다.
도4b는 하나의 면 상에 넓은 접촉 영역과 시각적 분리 및 공통의 컵 파임부로서의 웨이퍼 접합 지지 위치를 갖는 추가 실시 형태에 따른 가스 센서의 칩 배열을 도시한 평면도이다.
도5는 네 개의 면 상에 서로 대면하여 위치하는 측정 영역, 접촉 영역과 칩 가장자리에서의 컵 프로세싱을 위한 보조 구성체를 갖는 추가 실시 형태에 따른 가스 센서의 칩 배열을 도시한 평면도이다.
도6은 예시적인 측정 구조에 대한 단면도이다.
도7은 주조된 하우징 내의 분석 칩 상에 설치된 센서를 갖는 본 발명의 실시 형태에 따른 센서 모듈에 대한 수직 단면도이다.
도8은 안내 프레임과 접촉하며, 하우징 내에 삽입된 가스 센서를 갖는 추가 실시예에 따른 센서 모듈에 대한 수직 단면도이다.
가스 센서(1)는 도1에 따라 실리콘으로 구성된 측정-칩(2)과 결합 영역(3) 내의 측정 칩(2) 상에 고정된, 실리콘으로 구성된 컵-칩(4)을 포함한다. 컵-칩(4)과 측정-칩(2) 사이에 도6의 수직 단면도에 따라, 측정-칩(2)과 컵-칩(4) 사이의 결합 영역(3)을 통한 외부 공간에 대하여 진공 밀착식으로 밀봉된 사이 공간(5)이 형성된다. 결합 영역(3)은 특히 예를 들면 용융점이 낮은 납유리를 포함하는 밀봉-유리-결합을 통해 형성될 수 있다.
측정 칩(2) 상에 측 방향(Y)으로 서로에 대하여 오프셋되며, 예를 들어 직접 경계를 두는, 이러한 실시 형태의 경우 역시 측 방향(Y)에 대하여 수직으로 진행되는 종방향(X)으로 서로에 대하여 약간 오프셋 된 두 개의 측정 영역(6, 7)이 형성된다. 측정 영역(6, 7)은 특히, 다양한 파장 영역에서의 적외선-광선을 측정하기 위해, 또는 가속도, 또한 예를 들어 제1 측정 및 측정 기준으로써 사용되는 제2 측정에서의 동일한 가속도를 측정하기 위해 형성된다.
실시 형태에 따라, 각각의 측정 영역(6 또는 7)은 측정 칩(2)의 미세 구조화를 통해 도6의 적외선-센서 또는 가스 센서로써 형성되며, 공지된 고유의 방법으로 도6에 따라 동공(9)을 통해 에칭된 격막(10), 예를 들어, 금속 및 폴리 실리콘 및 열전체-구조체(12) 상에 코팅된 흡수막과 같은 상이한 전도성 재료로 구성된, 접촉된, 예를 들어 겹쳐진 두 개의 도체 선로로 구성된, 격막(10) 상에 형성된 열전체-구조체(12)를 포함한다.
컵-칩(4)은 자신의 하부에 사이 공간(5)을 형성하기 위한 에칭된 파임부(11)를 포함한다. 컵-칩(4) 상에 적외선-광선(S)을 단지 소정의 파장 영역 내에서만 통과시키는, 측정 영역(6, 7) 상부의 광선 필터가 접착제를 통해 부착될 수 있으며, 이러한 형태의 광선 필터는 대안적으로, 광학 경로에서의 다른 위치에서도 제공될 수 있다.
적외선-광선(S)을 위한 투과성 실리콘으로 구성된 컵-칩(4) 및 흡수막(14) 상의 사이 공간(5)을 통해 모든 측정 영역(6, 7)에서 감지할 적외선-광선(S)이 나타나며, 이를 통해 상기 흡수막은 광선의 강도에 따라 가열된다. 이를 통해, 열전체-구조체(12)에 전기적으로 측정될 수 있는 열전압이 생성된다. 또한, 도체 선로(19)는 측정 영역(6, 7)의 열전체-구조체(12)로부터 종방향(X)으로 연결된, 가스 센서(1)의 접촉을 위한 연결(21, 23) 패드를 포함하는 접촉 영역(20, 22)으로 진행된다.
광학 경로에서 제공된 광선 필터는 소정의 상이한 파장 영역에서 가스 성분의 양적인 측정이 가능하도록 적외선-광선을 통과시킨다. 제2 측정 영역(7)의 기준 측정을 통해 제1 측정 영역(6)의 측정이 표준화 또는 수정될 수 있다.
측정-칩(2)의 접촉 영역(20, 22)은 컵-칩(4)에 의해 덮이지 않으며, 이로써 와이어 본드와 접촉될 수 있다.
도1의 실시예에서, 접촉 영역들(20, 22)은 측 방향(Y)으로 서로에 대하여 오프셋되고, 종방향(X)으로 서로 대면하여 위치하는 면에 구비되며, 즉, 측정 영역(6, 7) 및 접촉 영역(20, 22)은 중앙의 대칭 점(P)을 중심으로 180°만큼 서로에 대하여 회전되거나 점 대칭으로 배치된다.
도2의 실시예와 도1의 실시예의 차이점은 특히, 측정 칩(2)의 중앙에 웨이퍼 본드 지지 위치(24)가 형성되며, 웨이퍼 본드 지지 위치 상에 측정-칩(2) 상의 컵-칩(4)이 지지된다. 또한 컵-칩(4)은 예를 들어, 하향 돌출된 돌출부를 포함할 수 있으며, 즉 웨이퍼 본드 지지 위치(24) 영역에 컵-칩(4) 내에서의 파임부(11)가 형성되지 않는다. 웨이퍼 본드 지지 위치(24)는 예를 들어, 연결 영역(3)의 밀봉-유 리-연결과 상응하는 밀봉-유리-결합을 통해 형성될 수 있다. 추가 웨이퍼 본드 지지 위치(24)를 통해 부하에 대한 가스 센서(1)의 안정성은 위에서부터 증가된다.
도3의 실시예에서 측정 영역(6, 7)들은 측 방향(Y)으로 인접하여 위치한다. 접촉 영역(20, 22)들은 측 방향으로 대면하여 위치하는 측정-칩(2)의 면에 위치하고, 역으로 컵-칩(4)으로부터 제외된다. 종방향(X)으로 접촉 영역의 전후에는 이러한 실시 형태의 경우에 컵 프로세싱을 위한 보조 구성체(25)가 연결 영역의 부분으로써 형성된다; 도4a 및 도5에서도 역시 상응한다. 도3의 실시 형태의 경우, 측정 영역(6, 7)들 사이의 측정-칩(2) 중앙에 가스 센서(1)의 안정성 향상을 위한 절단된 웨이퍼 본드 지지 위치(26)가 형성된다. 도2, 도3의 웨이퍼 본드 지지 위치(24, 26)는 가스 교환이 가능하도록, 측정 영역(6, 7)의 공통의 사이 공간(5)을 절단하지 않는다. 도4a의 실시 형태의 경우에서는 도3에 대하여 절단된 웨이퍼 본드 지지 위치(26)가 생략되지만, 웨이퍼 본드 지지 위치는 여기에서도 또한 가능하다.
도4b는 측정 영역(6 및 7)이 측 방향으로 오프셋되며, 웨이퍼 본드 지지 위치(24)가 광학적 분리로써 작용하는 실시 형태를 도시한다. 단지 측정 칩(2)의 하나의 면에서만 접촉 영역(29)이 컵-칩(4)으로부터 제외된다. 접촉 영역(29)은 이 경우에도 또한 절단될 수 있다.
도5에는 가스 센서(1)의 실시 형태가 도시되며, 이 경우에 추가로 종 방향에 서로 대면하여 위치하는 두 개의 외측 모서리에 각각 하나의 접촉 영역(30, 31)이 제공되며, 컵-칩(4)으로부터 제외된다. 따라서, 측정-칩(2)은 전체 네 개의 면에 접촉될 수 있다. 또한 이러한 실시 형태의 경우에 도3, 도4a에 설명된 보조 구성체(25)는 단일 가스 센서(1)를 단일화할 때 컵 프로세싱을 위한 연결 영역(3)의 부분으로써 형성된다.
도1 내지 도5의 실시 형태의 측정 영역들(6, 7)은 도6의 도면 구성과 상응한다.
도1 내지 도5의 가스 센서(1)는 웨이퍼 층 상에서 단일화 이전에 제작될 수 있으며, 따라서 이러한 가스 센서의 제작은 큰 스케일 일 때 저렴하다. 또한, 측정 웨이퍼 상에 먼저, 각각의 측정 영역(6, 7)이 고유의 공지된 방법으로 구조화된다. 또한, 컵-웨이퍼 상에 나중의 컵-칩(4)을 형성하기 위해 구조화되며, 이러한 구조화의 경우에 접촉 영역(20, 22)은 에칭을 통해 제거되며, 사이 공간(5)을 위해 하부 면에 파임부(11)가 형성된다. 그 다음 측정-웨이퍼와 컵-웨이퍼가 상하로 일치되어 위치하며, 밀봉-유리를 통해 연결 영역(3) 및 경우에 따라서는 웨이퍼 본드 지지 위치(24, 26)가 형성된다. 다음으로, 단일화, 즉 형성된 웨이퍼 퇴적층의 절단을 통해 가스 센서(1)가 직접 제작될 수 있다.
본 발명에 따른 가스 센서(1)는 상이한 패키지로 발생될 수 있다. 도7, 도8에는 주조된 하우징을 갖는 센서 모듈(32, 33)이 가능한 실시 형태로써 도시된다. 또한, 대안적으로, 예를 들어 기본적으로, 덮여진 커버 또는 세라믹 하우징을 갖는 예비 몰드 하우징이 가능하다.
도7의 센서 모듈의 경우에 가스 센서(1)는 특정 용도 반도체(34)(ASIC, application specified integrated circuit) 상에 위치되며, 예를 들어 접착 막(35)을 통해 접착되거나 또는 납땜된다. 가스 센서(1)의 연결 패드(21)는 와이어 본드(36)를 통해 특정 용도 반도체(34; ASIC)와 접촉한다. 특정 용도 반도체(34; ASIC)는 다시 다이 패드(39) 상에 위치된다. 또한, 안내 프레임(40)은 와이어 본드(36)를 통해 특정 용도 반도체(34; ASIC)와 접촉되는 단일 접촉 핀을 구비한다. 이러한 배치는 플라스틱 또는 몰드-컴파운드로 구성된 하우징(42) 내로 주조되거나 또는 주입된다. 제조를 위해 예를 들어 가스 센서(1)가 각각 특정 용도 반도체(34; ASIC) 상에 위치되며, 와이어 본드(36)를 통해 특정 용도 반도체와 접촉된다. 특정 용도 반도체(34; ASIC)는 다음에서 관련된 다수의 안내 프레임(46)으로 구성된 안내 프레임 구조체의 다이 패드(39) 상에 위치되며, 그 다음 하우징(42)이 주조되며, 다음으로 리스 프레임(Leasframe) 구조체의 절단을 통해 단일 센서 모듈(32)이 단일화된다.
도8의 실시 형태의 경우 가스 센서(1)는 예를 들어 접착막(35)을 통해 다이 패드(39) 상에 직접 고정된다. 가스 센서(1)의 연결 패드(21)는 와이어 본드(36)를 통해 안내 프레임(40)과 접촉되며, 이러한 배치는 몰드-컴파운드 또는 플라스틱으로 구성된 하우징(42) 내로 주입된다.
도7, 도8의 실시 형태의 경우 가스 센서(1)의 측정 신호의 분석이 특정 용도 반도체(34; ASIC) 내에서 직접 발생될 수 있다. 근본적으로, 일체된 회로의 형성은 측정 신호의 분석을 위해 측정-칩(2) 내에서 가능하다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 센서
2 : 측정-칩
3 : 결합 영역
4 : 컵-칩
5 : 사이 공간
6 : 제1 측정 영역
7 : 제2 측정 영역
9 : 공동
10 : 격막
11 : 파임부
12 : 열전퇴-구조
14 : 흡수막
20 : 접촉 영역
21 : 연결 패드
22 접촉 영역
24 : 웨이퍼 본드 지지 위치
25 : 보조 구성체
26 : 웨이퍼 본드 지지 위치
30 : 접촉 영역
32 : 접촉 영역
34 : 분석 칩
35 : 접착막
36 : 와이어 본드
39 : 안내 프레임
40 : 안내 프레임
42 : 하우징
P : 대칭 점
S : 적외선-광선
Y : 측 방향

Claims (18)

  1. 제1 측정 구조(9, 10, 12, 14)를 갖는 제1 측정 영역(6) 및 제2 측정 구조(9, 10, 12, 14)를 갖는 제2 측정 영역(7)이 형성되는 적어도 하나의 측정-칩(2)을 포함하는 미세 구조화된 센서에 관한 것이며,
    측정 영역들(6, 7)은 측 방향(Y)으로 서로에 대하여 오프셋되며, 상기 미세 구조화된 센서는 결합 영역(3)에서 측정 칩(2) 상에 진공 밀착식으로 고정된 컵-칩(4)을 포함하며, 측정-칩(2)과 컵-칩(4) 사이에 형성된, 결합 영역(3)을 통해 외측으로 밀봉되며, 이 안에 측정 영역이 배치되는 사이 공간(5)을 포함하며, 측정-칩(2) 상에 형성된, 측정-칩(2)의 접촉을 위해 컵-칩(4)으로부터 해제된 접촉 영역(20, 22, 30, 31; 29)을 포함하는 미세 구조화된 센서.
  2. 제1항에 있어서, 측정-칩(2) 상에 형성된, 측정-칩(2)의 접촉을 위해 컵-칩(4)으로부터 해제된 접촉 영역(20, 22, 30, 31; 29)을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 구조화된 센서.
  3. 제1항에 있어서, 측정-칩(2)의 상이한 쪽에서의 측정-칩(2) 상에 형성된, 측정-칩(2)의 접촉을 위해 컵-칩(4)으로부터 해제된 적어도 두 개의 접촉 영역(20, 22, 30, 31; 29)을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 구조화된 센서.
  4. 제1항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서, 미세 구조화된 센서는 가스 농도를 측정하기 위한 가스 센서이며, 제1 파장 영역에서 입사 적외선-광선(S)을 감지하기 위한 제1 측정 영역(6)이 제공되며, 제2 파장 영역에서 적외선-광선(S)을 측정하기 위한 제2 측정 영역(7)이 제공되며, 컵-칩(4)은 측정할 적외선-광선(S)에 대해 투과 가능한 것을 특징으로 하는 미세 구조화된 센서.
  5. 제4항에 있어서, 측정 구조(9, 10, 12, 14)는 공동을 갖는 하부 절단된 각각 하나의 격막(10) 및 격막(10) 상에 형성된 각각 하나의 열전퇴-구조체(12) 및 열전퇴-구조체 상에 코팅된 각각 하나의 흡수막(14)을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 구조화된 센서.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 미세 구조화된 센서는 가속도 센서(1)이며, 측정 영역들(6, 7)은 제1 측정에서 동일한 가속도를 측정하기 위한 것이며, 측정 기준으로 사용되는 제2 측정으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 미세 구조화된 센서.
  7. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 측정 영역(6, 7) 및 접촉 영역(20, 22)은 기본적으로 측정-칩(2)의 대칭 점(P)에 대하여 180°만큼 오프셋되어 배치되는 것을 특징으로 하는 미세 구조화된 센서.
  8. 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 접촉 영역(20, 22)은 축 방향(X)에서의 서로 대면하여 놓이는 면에 형성되며, 측 방향(Y)으로 서로에 대하여 오프셋되어 배치되는 것을 특징으로 하는 미세 구조화된 센서.
  9. 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 접촉 영역(20, 22)은 측 방향으로 서로 대면하여 놓이는 측정-칩(2)의 면에 형성되는 것을 특징으로 하는 미세 구조화된 센서.
  10. 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 측정 영역(6, 7)은 측 방향(Y)으로 서로 인접하여 배치되며, 측정-칩(2)의 네 개의 면에 적어도 각각 하나의 접촉 영역(20, 22, 30,32)이 형성되는 것을 특징으로 하는 미세 구조화된 센서.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 측정 영역들(6, 7) 사이에 웨이퍼 본드 지지 위치(24, 26)가 형성되며, 상기 웨이퍼 본드 지지 위치 내에서 컵-칩(4)은 측정-칩(2) 상에 고정되는 것을 특징으로 하는 미세 구조화된 센서.
  12. 제11항에 있어서, 웨이퍼 본드 지지 위치(26)는 절단되는 것을 특징으로 하는 미세 구조화된 센서.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 컵-칩(4)은 측정-칩(2)을 기본 적으로 접촉 영역(20, 22, 30, 32)까지 완전히 덮는 것을 특징으로 하는 미세 구조화된 센서.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 접촉 영역(20, 22, 30, 32)에 인접한 측정-칩(2)의 모서리 영역에 결합 영역(3)에서의 보조 구성체(25)가 형성되는 것을 특징으로 하는 미세 구조화된 센서.
  15. 제1 및 제2 측정 영역(6, 7)과 측정 웨이퍼 내에서의 적어도 하나의 접촉 영역(20, 22, 30, 32; 29)의 구조화,
    접촉 영역(20, 22, 30,32)을 위한 컵-웨이퍼의 하부 및 공실에 파임부(11)의 에칭을 통한 컵-웨이퍼의 구조화,
    두 개의 측정 영역(6, 7)을 포함하는 컵-웨이퍼들의 파임부(11) 사이에 각각 하나의 사이 공간(5)을 에워싸는 진공 밀착식 결합 영역(3)이 형성되는 웨이퍼 접합 방법을 통한 측정-웨이퍼 상으로의 컵-웨이퍼의 접합,
    두 개의 측정 영역(6, 7)을 갖는, 각각의 미세 구조화된 센서는 결합 영역(3)에 의해 에워 싸이는 적어도 하나의 사이 공간(5)을 포함하는 방식으로, 측정-웨이퍼 및 컵-웨이퍼로 구성된 웨이퍼 적층의 절단을 통한 미세 구조화된 센서(1)의 분리,
    적어도 상기와 같은 단계를 포함하는 미세 구조화된 센서를 제작하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 웨이퍼 접합 방법의 경우에 결합 영역(3)에서 밀봉-유리-결합이 형성되는 것을 특징으로 하는 미세 구조화된 센서를 제작하기 위한 방법.
  17. 제1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 따른 미세 구조화된 센서를 포함하며, 안내 프레임(40, 39)과 안내 프레임(40, 39)의 일부 및 미세 구조화된 센서(1)를 에워싸는 하우징(42)을 포함하며, 미세 구조화된 센서(1)의 측정-칩(2)의 적어도 하나의 접촉 영역(20, 22, 30, 32; 29)으로부터 다양한 방향으로 전도체 접합제(36)가 안내 프레임(39, 40)으로 진행되는 센서 모듈.
  18. 제17항에 있어서, 미세 구조화된 센서(1)는 분석 칩(34) 상에 고정되고 안내 프레임(39, 40)과 접촉되는 미세 구조화된 센서는 분석 칩 상에 접촉되는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7836764B2 (en) * 2007-04-02 2010-11-23 Infineon Technologies Ag Electrical device with covering
DE102008028757B4 (de) 2008-06-17 2017-03-16 Epcos Ag Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterchipanordnung
CN102213673B (zh) * 2010-04-09 2013-03-20 中国科学院微电子研究所 一种mems红外发射式气敏传感器

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4021766A (en) * 1975-07-28 1977-05-03 Aine Harry E Solid state pressure transducer of the leaf spring type and batch method of making same
EP0566156B1 (en) * 1992-04-17 1997-08-27 Terumo Kabushiki Kaisha Infrared sensor and method for production thereof
JP3613838B2 (ja) 1995-05-18 2005-01-26 株式会社デンソー 半導体装置の製造方法
US5841137A (en) * 1995-08-11 1998-11-24 Texas Instruments Incorporated Duplicative detector sensor
US5584117A (en) * 1995-12-11 1996-12-17 Industrial Technology Research Institute Method of making an interferometer-based bolometer
US5729019A (en) * 1995-12-29 1998-03-17 Honeywell Inc. Split field-of-view uncooled infrared sensor
US5962854A (en) * 1996-06-12 1999-10-05 Ishizuka Electronics Corporation Infrared sensor and infrared detector
US6252229B1 (en) 1998-07-10 2001-06-26 Boeing North American, Inc. Sealed-cavity microstructure and microbolometer and associated fabrication methods
DE19938207A1 (de) 1999-08-12 2001-02-15 Bosch Gmbh Robert Sensor, insbesondere mikromechanischer Sensor, und Verfahren zu dessen Herstellung
US6652452B1 (en) * 1999-10-25 2003-11-25 Advanced Medical Electronics Corporation Infrared endoscope with sensor array at the distal tip
US6670538B2 (en) * 2001-01-05 2003-12-30 Endevco Corporation Thermal radiation sensor
DE10243014B4 (de) * 2002-09-17 2010-07-01 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Detektion und Vorrichtung zur Messung der Konzentration eines Stoffes
WO2004037712A2 (en) * 2002-10-25 2004-05-06 Microbridge Technologies Inc. Method for producing a packaged integrated circuit with a microcavity
DE10327694A1 (de) * 2003-06-20 2005-01-05 Robert Bosch Gmbh Optische Sensoranordnung und entsprechendes Herstellungsverfahren
DE102004030418A1 (de) * 2004-06-24 2006-01-19 Robert Bosch Gmbh Mikrostrukturierter Infrarot-Sensor und ein Verfahren zu seiner Herstellung
DE102004031315A1 (de) * 2004-06-29 2006-01-19 Robert Bosch Gmbh Mikrostrukturierter Infrarot-Sensor
US7402453B2 (en) * 2004-07-28 2008-07-22 Micron Technology, Inc. Microelectronic imaging units and methods of manufacturing microelectronic imaging units

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EP1723406A1 (de) 2006-11-22
US7564033B2 (en) 2009-07-21
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WO2005085808A1 (de) 2005-09-15

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