SE1351530A1 - Tunn övertäckande struktur för MEMS-anordningar - Google Patents

Abstract

18 Sammandrag Uppfinningen avser en anordning innefattande ett bassubstrat (700) med en mikrokomponent (702) anbringad darpa. Lampligen finns anordnat distribueringselement (704) for att leda signaler till och fran komponenten (702). Den innefattar aven distanselement (706) som ocksa kan verka sasom ledanden strukturer for att fordela ut signaler i vertikal led. Det finns en overtackande struktur (708) av ett glasmaterial, anordnad ovanfor bassubstratet (700), bondad via distanselementen (19; 706), foretradesvis medelst eutektisk bondning, dar den overtackande strukturen (708) innefattar vior (710) som innefattar metall for tillhandahallande av elektrisk anslutning genom den overtackande strukturen. (Fig. 7a)

Description

TUNN OVERTACKANDE STRUKTUR FOR MEMS-ANORDNINGAR Foreliggande uppfinning hanfor sig till MEMS-teknologi och avser speciellt tillhandahallande av tunna overtackande strukturer tillverkade av hOgresistiva material sasom glas, och som har substrat (skiv-) genomgaende kontaker (vior).

Uppfinningens bakgrund For RF (radiofrekvens) -tillampningar i MEMS-strukturer och -anordningar är de dielektriska egenskaperna hos stodstrukturer av stor vikt, och det är onskvart att eliminera overhorning mellan intilliggande komponenter eller element pa chip eller skivor dar komponenterna i fraga är anordnade. Aven permeabilitetskonstanten är en viktig faktor som styr kopplingen mellan substrat och komponenter.

Det vanligast anvanda materialet for att bygga MEMS-strukturer och -anordningar är kisel, vilket är ett material som har en jamforelsevis hog dielektrisk konstant.

Emellertid är kislet ofta dopat for att Oka ledningsformagan och salunda kommer ledningsformagan att bidra till negativa effekter.

Strokapacitanser är den viktigaste negativa faktorn i bade RF-tillampningar och vid kapacitiva matningar, och kisel fororsakar i sig sjalvt sadana problem.

Kand teknik Sokandens egen svenska patentansokan nr. 1251236-4 avser en metod for att tillverka metallvior i ett glassubstrat.

Sammanfattning av uppfinningen I ljuset av nackdelarna med att anvanda kisel i ovan diskuterade tillampningar har uppfinnarna tagit fram en ny struktur baserat pa hogresistiva material sasom glas, sasom basmaterial for strukturen och metoder for att framstalla de nodvandiga kanneteeknen i den nya strukturen. Fordelen med metoden enligt uppfinningen är att den overtackande strukturen kan goras mycket tunn.

Uppfinningen definieras i de bifogade kraven.

Specifikt beskrivs en metod for att tillverka en mikroanordning med en overtackande struktur, innefattande stegen att tillhandahalla ett bassubstrat pa vilket det finns anbringat eller integrerat en mikroelektronisk och/eller en mikromekanisk komponent; att tillhandahalla ett Overtackande substrat av glasmaterial, d.v.s. ett icke-kristallint (d.v.s. amorft) material vilket uppvisar en glasovergang dâ det varms mot det flytande tillstandet, foretradesvis ett material valt bland borofloat-glas, kvart, metalliska legeringar, joniska smaltor, AlOx och polymerer; att tillverka mikrofordjupningar i det overtackande substratet till ett pa forhand bestamt djup; metallisera fordjupningama i det overtackande substratet; att tillhandahalla elektriska anslutningar genom det overtackande substratet; att bonda samman bassubstratet och det overtackande substratet, sâ att det foreligger en elektrisk kontakt mellan komponenten pa bassubstratet och de metalliserade fordjupningarna i det overtackande substratet.

Bassubstratet bondas lampligtvis mot det overtackande substratet pa den sida dar mikrofordjupningarna Ors, efter metallisering av mikrofordjupningarna, men innan elektrisk anslutning genom det overtackande substratet Ors. Altemativt bondas bassubstratet mot det overtackande substratet pa den sida som är motsatt belagen fran dar mikrofordjupningarna goras efter metalliseringen av mikrofordjupningarna och efter att de elektriska anslutningama genom det overtackande substratet Ors.

Tillhandahallandet av elektriska anslutningar innefattar fOretradesvis att det Overtackande substratet tunnas ned pa den motstaende sidan fran dar mikrofordjupningarna gars och att metallen i mikrofOrdjupningarna exponeras. Nedtunningen kan stoppas innan metallen exponeras och man kan Ora oppningar for att exponera metallen, och metallisera Oppningarna fOr att tillhandahalla kontakt och hermetiskt forsegla den genomgdende anslutningen.

Metoden innefattar lampligen ocksa tillverkning av mikrofordjupningar medelst stampling eller pressning av- en uppsattning nalar som skjuter ut fran en stodskiva, in i glasskivan under varmning och tryck.'lama avlagsnas tillsammans med sin stodskiva omedelbart efter att fordjupningarna Ors for att pa sa satt kvarlamnai glaset. Altemativt lamnas nalarna kvar i glasmaterialet efter fordjupningarna och endast stodskivan avlagsnas for att pa sâ salt lamna kvar metallfyllda hal i glaset.

Det beskrivs ocksâ en anordning innefattande ett bassubstrat med en mikrokomponent anbringad darpa.; distributionselement fOr att leda signaler till och fran komponenten; distanselement som ocksà kan verka som ledande strukturer for att distribuera signaler vertikalt; en overtackande struktur av ett glasmaterial, anordnad ovanfor bassubstratet, bondad via distanselementen, foretradesvis medelst eutektisk bondning, dar den overtackande strukturen innefattar vior som innefattar metall for tillhandahallande av elektrisk anslutning genom den overtackande strukturen. Komponenten är foretradesvis en MEMs- eller CMOS-komponent.

Ytterligare utforingsformer definieras i de beroende kraven.

Kort beskrivning av ritningarna Fig. 1 visar ett exempel pa en struktur som kan erhallas med de beskrivna metoderna; och fig. 2a-1 illustrerar olika utforingsformer av en processekvens; fig. 3a-c illustrerar en metod for att tillverka mikrofordjupningar; fig. 3d-f illustrerar processteg for att fardigbehandla en anordning; fig. 3g-i illustrerar en utforingsform av processen som visas i fig. 3a-c; fig. 4a-b illustrerar en utforingsform av hur man anordnar vior; fig. 5a-c visar en ytterligare utforingsform av metoden att tillverka mikrofordjupningar; fig. 6a-c illustrerar en utforingsform fOr att tillverka langstrackta mikrofordjupningar; fig. 7a ãr en generaliserad representation av en anordning; fig. 7b är en utforingsform dar det overtackande substratet innefattar ett spar for att tillhandahalla plats for en komponent; och fig. 8 visar alternativa utforingsformer for att astadkomma kaviteter for att inrymma komponenter.

Detaljerad beskrivning av foredragna utforingsformer For syftena med denna ansokan och uppfinning skall termen "glas" tolkas brett, och definieras brett, inkluderande forutom traditionella kiseldioxidglas, vane fast amne som har en icke-kristallin (d.v.s. amorf) struktur och som uppvisar en glasovergang nar det varms mot det flytande tillstandet. I denna bredare betydelse kan glas tillverkas av ganska olika typer av material: borofloatglas, kvart, metalliska legeringar, joniska smaltor, AlOx och polymerer.

Vidare skall termen "substrat" nar den anvands tas som att omfatta hela skivor, sasom termen är kand inom halvledarindustrin, sayal som andra struktur av olika storlekar som 10 kan processas sasom beskrivs har.

For vissa aspekter och tillampningar är s.k. borofloatglas lampliga, for andra tillampningar foredras kvartsmaterial.

En viktig egenskap hos materialet for RF-tillampningar är att det är hogresistivt.

I fig. 1 visas en utforingsform av en anordning tillverkad i enlighet med uppfinningen, namligen en MEMs-anordning 10 innefattande ett substrat 12 pa vilket det finns anordnat en komponent 14 med ett frihangande eller utskjutande element, eller ett membran, d.v.s. som har ett rorligt element 16 som skulle kunna vara en RF-omkopplare, en resonator eller ett tryckkansligt element. Komponenten 14 är innesluten i ett halrum som beroende pa tillampningen kan ha en atmosfar i form av ett vakuum eller en inert gas vid ett valt tryck. Inneslutningen bildas medelst en bondningsteknik sasom eutektisk bondning, dar en bond 19 formas sasom en sluten Ogla som omger komponenten 14 ifraga, och darigenom bildar en vakuumtat forsegling.

Det visas ytterligare bondningsstrukturer 18 som kan bilda elektriska sammankopplingar substrat-till-substrat, och vilka ocksà kan verka sasom stodstrukturer och/eller distansstrukturer till anordningen.

Den overtackande strukturen 20 är ett glassubstrat (skiva) (sasom definierats har ovan) som har elektriska genomgaende anslutningar 22, hari betecknade vior, som vasentligen utgor spar eller hal som stracker sig genom glassubstratet. Tillverkningen av dessa vior kommer att beskrivas i detalj nedan. Viorna har en metallbeldggning 24 pd sina innervaggar vilken är kopplad till kontaktelement 26 pa den Ovre ytan (sett i figuren) av glassubstratet 20.

Tjockleken for den slutgiltiga overtackande substratstrukturen sasom den visas kan vara sâ lag som 30 nm awn om 50-100 nm fciredras, vilket hittills enligt teknikens stdndpunkt inte kunnat uppnas.

I allmanhet innefattar en anordning tillverkad enligt uppfinningen tillhandahallande av ett overtackande substrat som har genomgdende anslutningar som betecknas vior. Vioma i sig kan tillverkas pd manga olika salt, och metoderna for att tillverka vior är inte i sig del av uppfinningstanken aven om vissa av metodema betraktas sasom innovativa i sig sjdlva.

I fig. 2a-h illustreras sdlunda en metod i sin mer generalla aspekt och visar utforingsformer i figurerna (figurerna är visade sasom tvarsnitt genom strukturerna). I dessa figurer visas inga hdlrum for att inrymma komponenter for enkelhetens skull, men det skall vara underforstatt att sadana hdlrum ofta kravs, och utforingsformer som visar sadana halrum beskrivs nedan.

Ett substrat, ldmpligen en skiva, 200 av ett glasmaterial (sasom definierats hdr ovan) tillhandahalles air att tillverka en Overtackande struktur, fig. 2a. Hal 202 (i en allman bemdrkelse, behover inte vara cirkuldra och skulle i princip aven vara langstrackta spar) tillverkas i glassubstratet med flagon lamplig metod, fig. 2b (borming, blastring, etsning, laserbehandling, ndlmetoden som beskrivs har nedan).

Vaggarna i Mien metalliseras 206 med nagon lämplig metod sasom pldtering, se fig. 2c. Pldtering diskuteras inte hari eftersom det utfor del av fackmannens kompetensomrade.

Nu finns tvd olika majligheter tillgangliga for den fortsatta processningen.

Det forsta valet är att tillhandahalla ett komponentsubstrat 204, fig. 2d, (kisel med flagon MEMS-struktur; ej visad) som bondas pa glaset sa att det astadkommes kontakt mellan komponenten och de metalliserade vioma, om sa kravs genom anordnande av lampliga distributionsstrukturer (ej visade). Darefter tunnas det overtackande substratet 200 ned fran den motsatta sidan i forhallande till dar vioma tillverkas, t.ex. genom slipning, fig. 2e.

Anyo, inom ramen for detta vat, finns tva ytterligare val — antingen kan det overtackande glassubstratet tunnas ned mer an vad som visas i fig. 2e, sa att metallen i botten av vioma exponeras (ej visat) eller, sasom visas, slipningen avbryts pa ett avstand ovanfor vioma, fig. 2e). Darefter utfors etsning (vat eller ton) vid positionema for vioma for att tillhandahalla sma oppningar 208 sa att metallen exponeras, fig. 2f. Dessa oppningar metalliseras, och fylls foretradesvis med metall 209, fig. 2g for att pa sa satt tillhandaalla en hermetisk forslutning. Darefter kan kontakter tillverkas for signaldistribution etc. men detta är inte del av uppfinningen i sig och kommer inte att beskrivas ytterligare. I anslutning till foredragna utforingsformer kommer emellertid detta att forklaras i viss detalj.

Processen att tillverka oppningar 208 beskrivs i viss ytterligare detalj nedan i anslutning till en specifik utforingsform, fig. 5.

Sasom namnts kan nedtunning altemativt goras hela vagen ned till metallen i vioma, vilket kraver att viomas djup är mycket noggrant definierat, vilket kan vara svart att uppna.

Om vi gar tillbaka till altemativ efter steget i fig. 2c, d.v.s. bondningen av komponentsubstratet, istallet for att bonda komponentsubstratet till det overtackande substratet efter att halen har metalliserats, skulle bondningen kunna goras efter att vioma har fullbordats, sasom beskrivits ovan, fig. 2h. I ett sadant fall skulle det emellertid kravas en temporar bararskiva 211 for hanteringssyften.

I en utforingsform for att tillverka halen genom att anvanda nalar (kommer att beskrivas nedan) kommer derma temporara barare automatiskt att tillhandahallas genom processen. Annars, om t.ex. borrning eller etsning anvands for att Ora halen, skulle det behovas att en verklig tempordr bdrare 211, sasom visas i fig. 2h, anbringas pa det overtackande substratet. Detta är mojligt men inte foredraget eftersom det adderar processteg till metoden vilket inte är ekonomiskt.

I ytterligare en utfOringsform utnyttjas en stamplings- eller pressningsprocedur med anvandning av nalar for att forse det overtdckande substratet med vior, schematiskt illustrerat i fig. 2i-1.

Sasom visas i fig. 2i anvands saledes en ndlmatrix innefattande en uppsattning ndlar 214 pa ett substrat 212. Foretradesvis är ndlarna tillverkade av kisel pd en kiselskiva. Metoden for att tillverka sadana nalar är kanda och kommer inte att diskuteras har. Ett substrat 200 av ett glasmaterial varms sa att det mjukar och nalarna 214 pressas in i glasmaterialet fig. 2i. Ddrefter slipas glassubstratet 200 sa. att kislet i nalarna exponeras. Lampligtvis slipas ocksâ en del av nalspetsarna bort for att kvarlamna en struktur sasom visas i fig. 2j.

Sedan bondas ett komponent-MEMS-substrat 204 pa det overtdckande substratet 200. Efter bondningen av komponentsubstratet 204 etsas kiselmaterialet, d.v.s. substratet 212 med sina ndlar 214 bort och lamnar kvar den struktur som visas i fig. 2k, d.v.s. ett MEMSsubstrat 204 med ett overtackande substrat 200 som har tomma viahal 215.

I nasta steg, 21, metalliseras viahdlen 215 med lampliga metoder, t.ex. platering for att astadkomma en metallbelaggning 216 inuti viahdlen pa vaggarna. Pd detta saft sakerstalls elektrisk anslutning genom det overtdckande substratet 200.

I en alternativ utforingsform kan nalarna 214 metalliseras innan matrisen pressas in i glassubstratet (ej visat). Sdlunda kan metallen pa ndlarna stanna kvar i Mien ndr kislet selektivt etsas bort efter att nalarna har pressats in i glassubstratet. I denna utforingsform kravs dâ ingen separat metallisering av viahalen. Emellertid kommer slutresultatet att vara identiskt med strukturen i fig. 21.

En utforingsform av metoden enligt uppfinningen for tillverkning av en anordning beskrivs med hanvisning till processekvensen som illustreras i fig. 3a-f med utnyttjande av den nalbaserade metoden for att Ora hal. Komponenten som tillverkas är en RF- omkopplare, men naturligtvis är metodens allmanna aspekt inte begransad till detta.

I fig. 3a tillhandahalles ett kiselsubstrat 300 i eller pa vilket det finns format vassa och vasentligen koniska 70-1001.im hOga kiselnalar 302 tillverkade genom DRIE- och eller KOH-etsning ddr resultatet är en barare 300 med nalar 302 som skjuter ut fran densamma. Nalarna kan vara strukturerade pa atskilliga sat med anvandning av t.ex. KOH-etsning, DRIE-etsning eller genom elektropldtering av Ni i formstrukturer av kisel som definierar nalarna.

Ett glassubstrat 304 tillhandahalles, med en tjocklek om 300-500och har ldmpliga mjukningsegenskaper vid forhojda temperaturer, och nalarna pressas eller stdmplas in i detta glassubstrat vid en temperatur om ungefar 650°C och under en kraft om 10kN, se fig. 3b.

Ndr nalarna har pressats ned i glaset kan bararen avlagsnas helt enkelt genom att bryta av desamma och nalarna 302 som kvarstannar i glaset etsas bort. Mojligtvis etsas hela strukturen, d.v.s. substrat och nalar, bort.

Om en stamplingsmetod anvands pressas nalama bara in i glaset och omedelbart darefter separeras de fran glaset i samma process och lamnar armed kvar fordjupningar 306 i glaset. Ddrigenom foreligger inget behov att avldgsna eventuellt restkisel i ett foljande processteg.

Om kisel maste avldgsnas Ors detta ldmpligtvis medelst TMAH/KOH/-slipning for att astadkomma en struktur sasom den som visas i fig. 3c.

Darefter, sasom visas i fig. 3d, plateras koppar (Cu) 308 pa vaggarna 306 genom att tillhandahalla en pldteringsmask med anvandning av lämplig litografi (ej visad) och kontaktelement 310 anordnas ocksa ldmpligen i samma pldteringssteg. Det finns ocksa anordnat en Ni/Au/Sn-struktur for tillhandahallande av en bond- och forseglingsram och elektrisk kontakt.

Strukturen som visas i fig. 3d är en intermediar struktur 307 som slutligen kommer att bilda den Overtackande strukturen i den fdrdiga produkten.

Sedan, se fig. 3e, byggs en RF-omkopplare 312 pa ett komponentsubstrat 305, lampligtvis tillverkat av kisel, vars detaljer inte diskuteras eftersom denna komponent endast är exemplifierande och fifth& teknikens standpunkt.

Ni/Au-element for kontakt- och forseglingsring Ors ocksa med metoder som är val kanda 10 for fackmannen. Strukturen i fig. 3e betecknas som en funktionskomponentstruktur.

Den intermediara overtackande strukturen fran fig. 3d vands over anda och placeras upplinjerad medelst val kanda upplinjeringstekniker Over funktionskomponentstrukturen frail fig. 3e.

Med anvandning av varme och tryck bondas de tva strukturerna tillsammans medelst eutektisk bondning tack vare bondningsmaterialen som anordnats pa vane struktur.

Glassubstratet 304 tunnas ned genom slipning och/eller etsning for att exponera metallen 308 i fordjupningarna 306. Genom lamplig maskning och platering tillhandahalles ytterligare kontakter 314 pa den overtackande strukturen av glas, och bildar darvid en struktur som visas i fig. 3f med ett forseglat halrum som har en overtackande struktur av glas med metallvior och utmarkta egenskaper for RF-tillampningar.

Emellertid är det i allmanhet mycket svart aft kontrollera viornas djup, och foljaktligen är slipningen fcir att exponera metallen, sasom beskrivs ovan inte alltid mOjlig eftersom vissa vior kommer att exponeras fore andra. Altemativt kan darfor glaset tunnas ned endast i en sadan omfattning att 10-30 [tm av glasmaterialet lamnas kvar ovanfor viorna, se fig. 4a. Darefter oppnas kontakthal 416 upp genom slipning ochleller vat-HF-etsning och de salunda bildade fordjupningarna metalliseras for att bilda kontaktelement 418, fig. 4b.

Denna senare process är inte specifik for ovanstaende utforingsform utan kan anvandas i vilken utforingsform som heist i den allmanna metoden som beskrivs hari. 10 I processen att tillverka fordjupningarna genom att pressa nalar ned i glasmaterialet, sasom i fig. 3a-c, kommer det fOrskjutna materialet oundvikligen att tvingas ta vagen nagonstans, och det som Under är att substratets yta kommer att "bukta" 316 runtom halen som skapas av en nal 320. Detta illustreras i fig. 3g men är inte skalenligt.

Denna effekt kan fororsaka problem i den efterffiljande processen, sasom metalliseringsoch bondningsstegen som skall folja dar planaritet är en onskad egenskap. I foredragna utforingsformer forbehandlas darfor substratet for att tillhandahalla fordjupningar 318 i substratet, se fig. 4h. Dessa fordjupningar kommer att uppta buktningen ndr nalarna pressas in i substratmaterialet och salunda sakerstalls substratets planaritet, atminstone i tillräcklig omfattning, eftersom det utbuktande materialet inte kommer att stracka sig ovanfor substratets "field", d.v.s. omgivande substratyta 319.

Detta illustreras i fig. 3i, som är en forstoring av en del av ett substrat och dess fordjupning 318, som visar en nal 320 under processen av att pressa den in i substratet 304 inom granserna av en fordjupning 318 sa att det forskjutna materialet innesluts i fordjupningen och inte stacker sig ovanfor "field"-ytan 219 pa substratet.

I en annan aspekt av metoden att anvanda nalar for att tillhandahalla fordjupningar for efterfoljande metallisering for att Ora vior, kan djupa hal med liten pitch (centrum-tillcentrum-avstand) for andra syften goras. Detta kommer nu att beskrivas med hanvisning till fig. 5a-c.

Speciellt är iden att anvanda en matris av nalar pa en bararskiva som pressas eller stdmplas in i ett glassubstrat generellt anvandbar for att tillverka sma hal och mycket smala kanaler i glas med hog pitch, d.v.s. 50-200 m, med en haldiameter (eller kanalbredd) om 10-100 och ett djup av 10-100 pm.

Saledes kan processekvensen enligt fig. 5a-c foljas men resultatet som visas i fig. 5c kan tas som slutprodukten i vissa tillampningar, d.v.s. om endast halen som sadana är onskvarda. Naturligtvis kan sadana hal behandlas pa manga sat for att bereda aktiva ytor 11 pa innervaggarna i halen, mojligtvis inom life science-onuldet skulle ytorna kunna funktionaliseras och anvandas som reaktionskuvetter. Sadana funktioner skulle kunna vara immobiliserade reagenter av olika slag, enzymer, antikroppar, markorer etc..

Detta illustreras schematiskt i fig. 5a-c.

Ett kiselsubstrat 500 fOrses med nalar 502, fig. 4j. Nalarna pressas eller stamplas in i ett glassubstrat 505, fig. 4k. Efter aft ha avldgsnat kiselnalarna, antingen tillsammans med substratet eller i ett separat steg, sasom diskuteras ovan, forses glassubstratet 505 med fordjupningar 506 i ett valt monster for det specifikt erforderliga och forbestdmda syftet, fig. 41.

Det är ocksa tankbart aft tillhandahalla ett substrat med skdrande eggar, d.v.s. i langdriktningen skarpa asar eller kanter som skulle skara langsgaende spar i glassubstraten.

Detta illustreras schematiskt i fig. 6.

Saledes forses ett substrat 600 med i langdriktningen utstrdckta skdrande eggar 602, fig. 6a. Dessa pressas eller stamplas in i ett glassubstrat 604, och nar de avldgsnas ldmnar de kvar kanaler 606 i glassubstratet, fig. 6b-c. Dessa kanaler kan anvandas for biokemiska mikrokanalanordningar (mikrofluidiktillampningar), och kan naturligtvis funktionaliseras pa samma vis som beskrivs ovan i anslutning till halen.

Som ett alternativ till stamplings- eller pressningsmetoderna som beskrivits ovan, kan halen ocksa gOras med anvandning av andra tekniker, speciellt om materialet i den overtackande strukturen inte sa latt mjuknar genom varmning sasom det traditionella glasmaterialen.

Litografi, d.v.s. maskning och etsning är standardmetoder inom MEMS- och halvledarteknologi, och fackmannen skulle ha formaga att utforma lampliga uppstallningar 12 for att skapa hat i valda material for overtackande substrat, ddr halen har de onskade dimensionerna (diameter, djup, pitch) for att passa i foreliggande uppfinning. Blastringstekniker kan ocksa anyandas.

Fig. 7a är en schematisk atergivning av en struktur som infOrlivar en overtdckande struktur av glas med metallvior. Det är en generalisering av strukturen som visas i fig. 1.

Salunda kan en anordning allmant innefatta ett bassubstrat 700 med nagon komponent 702, t.ex. MEMS- eller CMOS-komponent, anbringad aril& Det finns distributionselement 704 for att leda signaler till och fran namnda komponent 702. Inre och yttre distanselement 706 respektive 707 är anordnade, vilka ocksa kan verka sasom ledande strukturer for att distribuera signaler vertikalt. Ldmpligen bildar de yttre distanselementen 707 en inneslutning for forseglingssyfte, och det inre distanselementet 706 tjanar till elektriska anslutningar. Ovanfor bassubstratet 700 finns det anordnat en overtdckande struktur 708 av glas, bondad via namnda distanselement 706, 707, foretrddesvis medelst eutektisk bondning, sasom diskuterats ovan. Distanselementen tillhandahaller ett finit och val definierat avstand mellan bassubstratet och det overtdckande substratet.

Vissa av distanselementen kan vara faktiska styv a element som definierar en pa forhand bestamd hojd. Andra element, sasom indikerats ovan ldmpligtvis det yttre elementet 707 kan anyandas som ett forseglingselement i vilket fall de omger komponenten 702 till bildning av ett forseglat halrum, och behover inte nodvandigtvis vara stela i sig sjalva, utan de kan vara beroende pa andra distanselement for att definiera hOjden.

Den overtdckande strukturen 708 innefattar vior 710 som omfattar metall fOr tillhandahallande av elektrisk anslutning genom den overtdckande strukturen, och kontaktelement 712 kopp lade till metallen i viorna.

I fig. 7b illustreras ytterligare en utforingsform av strukturen som visas i fig. 7a. Hdr har komponenten 702 enhojd sadan att distanselementen 706 inte är tillrackligt langa for att uppta komponenten mellan substraten. Dad& Ors en fordjupning 714 i det overtdckande 13 substratet 708. Denna fordjupning tillhandalfaller tillrackligt utrymme for komponenten 702, t.ex. om denna innefattar ett rorligt element som ror sig i vertikal riktning.

Detta kannetecken, d.v.s. att tillhandahalla en fordjupning i substraten är anvandbar i alla utforingsformer av foreliggande uppfinning, och fordjupningen kan tillhandahallas i bassubstratet, i det overtackande substratet eller i bagge, vilket illustreras i fig. 8.

Salunda har i fig. 8a ett bassubstrat 800 en komponent 802 belagen i en fordjupning 804 i bassubstratet och ett overtackande substrat 806 är bondat for att tillhandahalla ett forseglat 10 halrum.

I fig. 8b (samma hanvisningssiffor som i fig. 8a anvands) är fordjupningen 804 anordnad i det overtackande substratet 806, och i fig. 8c finns anordnat fordjupningar 804 i bagge substraten 800 och 806.

Komponentema 802 kan vara integrerade eller diskreta komponenter, bade MEMS- och CMOS-strukturer.

Claims (17)

PATENTKRAV:

1. Metod Mr tillverkning av en mikroanordning med en Overtackande struktur, innefattande: att ett bassubstrat tillhandahalles pa vilket det finns anbringat eller integrerat en mikroelektronisk och/eller mikromekanisk komponent; att ett overtackande substrat av ett glasmaterial, det viii saga ett ickekristallint eller amorft material, tillhandahalles vilket material uppvisar en glasOvergang da det upphettas mot det flytande tillstandet, foretradesvis ett material utvalt bland borofloatglas, kvarts, metallegeringar, A10., och polymerer; att fOrdjupningar Ors i det overtackande substratet till ett pa fOrhand bestamt djup; att vaggarna i det overtackande substratets fOrdjupningar metalliseras; att elektrisk anslutning genom det Overtackande substratet tillhandahalles; att bassubstratet och det Overtackande substratet bondas samman, sâ att det foreligger en elektrisk kontakt mellan komponenten pa bassubstratet och de metalliserade fordjupningarna i det Overtackande substratet.

2. Metod enligt krav 1, dar bassubstratet bondas mot det Overtackande substratet pa den sida dar fordjupningarna Ors, efter metalliseringen av fordjupningarna, men innan den elektriska anslutningen genom det Overtackande substratet Ors.

3. Metod enligt krav 1, dar bassubstratet bondas mot det Overtackande substratet pa motsatt sida ifran vilken fordjupningarna gars, efter metalliseringen av fordjupningarna, och efter att den elektriska anslutningen genom det Overtackande substratet gars.

4. Metod enligt krav 1, dar tillhandahallandet av elektriska anslutningar innefattar nedtunning av det overtackande substratet pa den motsatta sidan i forhallande till dar fOrdjupningarna Ors, och exponering av metallen i fOrdjupningarna.

5. Metod enligt krav 4, dar nedtunningen avbryts innan metallen exponeras, och oppningar Ors for att exponera metallen, och oppningarna metalliseras for tillhandahallande av kontakt och fOr att hermetiskt fOrsegla den genomgaende anslutningen.

6. Metod enligt krav 1, dar fordjupningarna gars genom att stampla eller pressa en uppsattning nalar som skjuter ut fran ett bararsubstrat in i det Overtackande substratet under varmning och tryck.

7. Metod enligt krav 6, dar nalarna avlagsnas tillsammans med bararsubstratet omedelbart efter att fOrdjupningarna gjorts sâ att hal kvarlamnas i det Overtackande substratet.

8. Metod enligt krav 6, dar nalarna lamnas kvar i det Overtackande substratet efter att fordjupningarna gjorts och endast stodsubstratet avlagsnas sâ att metallfyllda hal lamnas kvar i materialet i det overtackande substratet.

9. Metod enligt krav 1, dar fOrdjupningarna Ors medelst etsning, blastring eller laserborrning.

10. Metod enligt nagot av kraven 1 - 9, dar bassubstratet, det overtackande substratet eller bagge fOrses med en fordjupning (804) som bildar en kavitet som upptar komponenten (802) nar substraten bondas samman.

11. Anordning innefattande ett bassubstrat (200; 300; 400; 500; 600; 700) med en mikrokomponent (14; 312; 702; 802) anbringad darpa; utfordelningselement (704) for att leda signaler till och frail komponenten (14; 312; 702; 802); distanselement (19; 706) som ocksa kan verka sasom ledanden strukturer fOr att fOrdela ut signaler i vertikal led; en overtackande struktur (708) av ett glasmaterial, anordnad ovanfOr bassubstratet (700), bondad via distanselementen (19; 706), dar den Overtackande strukturen (708) innefattar vior (22; 306, 308; 710) som innefattar metall pa vaggarna fOr tillhandahallande av elektrisk anslutning genom den Overtackande strukturen; ddr komponenten (14; 312; 702; 802) innefattar ett frihdngande eller Overskjutande element, eller ett membran, det vill saga ett rOrligt element (16), vilken komponent är vald bland en RF-omkopplare, en resonator eller ett tryckavkannande element.

12. Anordning enligt krav 11, ddr komponenten dr en MEMS- eller CMOSkomponent.

13. Anordning enligt krav 11, ddr distanselementen tillhandahaller ett finit och väl definierat avstandet mellan bassubstratet och det Overtackande substratet.

14. Anordning enligt krav 11, ddr komponenten (14) är innesluten i en kavitet som beroende pa tillampning kan ha en atmosfar i form av ett vakuum, eller en inert gas vid ett valt tryck.

15. Anordning enligt krav 11, ddr inneslutningen formas medelst en bondningsteknik sasom eutektisk bondning ddr en bondfog (19) formas som en sluten slinga som omger komponenten (14) ifraga, och darigenom bildar en vakuumtat fOrsegling.

16. Anordning enligt krav 11, ddr bassubstratet, det Overtackande substratet eller bada ãr forsedda med en fordjupning (804) som bildar en kavitet som upptar komponenten (802). 1/13 19 -,■--- a) 2/13 / EV 200Ai/ /