TW201630153A - 使用矽通孔（ｔｓｖ）的有整合麥克風裝置的晶粒 - Google Patents

使用矽通孔（ｔｓｖ）的有整合麥克風裝置的晶粒 Download PDF

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die
microphone
tsv
layer
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凱文 李
路奇爾 沙拉史瓦
伍威 紀曼
瓦路里 拉歐
托爾 魯納森
尼可拉斯 考利
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英特爾股份有限公司
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Abstract

本揭露之實施例描述使用矽通孔(TSV)之有整合麥克風裝置的晶粒及相關技術及組態。在一實施例中，設備包括包含半導體基板之設備，半導體基板具有第一側及置於第一側對面之第二側、形成於半導體基板之第一側上之互連層、經形成穿越半導體基板並經組配用以於半導體基板之第一側及半導體基板之第二側之間按路線發送電信號之矽通孔(TSV)、及形成於半導體基板之第二側上並與TSV電耦接之麥克風裝置。 可描述及/或主張其他實施例。

Description

使用矽通孔(TSV)的有整合麥克風裝置的晶粒
本揭露之實施例大致上關於積體電路之領域，更明確地關於使用矽通孔(TSV)之有整合麥克風裝置的晶粒及相關技術及組態。
麥克風裝置廣泛地用於各種裝置，包括例如通訊裝置、助聽器、水下聲音區別及噪音控制。朝向電子裝置微型化之產業趨勢目前驅動半導體晶片中基於微機電系統(MEMS)之麥克風裝置的整合。然而，該等整合因半導體晶片上的有限空間及半導體晶片上主動電路系統之脆弱性質而困難重重。基於MEMS之麥克風與主動電路系統之整合可為周圍環境開啟一扇窗，其可有助於導入腐蝕性或有害材料至主動電路系統。半導體晶片之主動側上麥克風裝置的整合可能需要更大、更昂貴的晶片。
10‧‧‧晶圓形式
11‧‧‧晶圓
100‧‧‧單片化形式
102、103a、103b、702、802‧‧‧晶粒
102a‧‧‧半導體基板
102b‧‧‧裝置層
102c‧‧‧互連層
104、1102、1103、1104‧‧‧麥克風裝置
106‧‧‧晶粒級互連結構
110‧‧‧焊墊
112‧‧‧焊球
121、332‧‧‧封裝基板
122‧‧‧電路板
200‧‧‧積體電路(IC)組件
300‧‧‧電容傳感器組件
303‧‧‧腔室
314‧‧‧電路系統
316‧‧‧背板
316a、326a、334a、434a、1434a、1460a、1460b、1460c‧‧‧開口
318、320‧‧‧介電材料
320a、320b‧‧‧鈍化層
322、322a、322b、322c、622‧‧‧矽通孔(TSV)
324、740‧‧‧互連結構
325‧‧‧犧牲材料
326‧‧‧隔膜
328‧‧‧填膠材料
330‧‧‧焊料凸塊
334‧‧‧蓋部
362‧‧‧金屬填充部分
364‧‧‧絕緣層
366、1316‧‧‧隔層及/或晶種層
400、500、600、636、700、800、1400‧‧‧麥克風組件
614‧‧‧主動電路系統
722‧‧‧信令矽通孔(TSV)
723‧‧‧重分佈層(RDL)部件
740‧‧‧互連結構
900‧‧‧接收器電路系統
950‧‧‧矽通孔(TSV)-微機電系統(MEMS)轉換器
952‧‧‧放大器
954‧‧‧相移延遲
956‧‧‧發電機方塊
1000、1500‧‧‧方法
1010‧‧‧轉向延遲階段方塊
1100‧‧‧橫向組態
1105、1106‧‧‧聲波
1202‧‧‧操縱波束圖案
1204‧‧‧未操縱波束圖案
1300‧‧‧佈局
1327‧‧‧截面積
1333、1335‧‧‧重分佈層(RDL)焊墊
1416‧‧‧金屬
1434‧‧‧蓋部
1436、1447‧‧‧黏合劑
1444‧‧‧載體晶圓
1460、1464‧‧‧光敏材料
1466‧‧‧穴部層
1600‧‧‧運算裝置
1602‧‧‧主機板
1604‧‧‧處理器
1606‧‧‧通訊晶片
1608‧‧‧外殼
S1‧‧‧第一側
S2‧‧‧第二側
藉由下列詳細描述結合附圖將易於了解實施 例。為有助於此描述，相似代號配賦相似結構元件。實施例係藉由範例描繪，而非藉由侷限於附圖。
圖1示意地描繪依據一些實施例之晶圓形式及單片化形式之範例晶粒的俯視圖。
圖2示意地描繪依據一些實施例之積體電路(IC)組件的截面側視圖。
圖3示意地描繪依據一些實施例之電容傳感器組件的截面側視圖。
圖4示意地描繪依據一些實施例之麥克風組件的截面側視圖。
圖5示意地描繪依據一些實施例之另一麥克風組件的截面側視圖。
圖6示意地描繪依據一些實施例之第一組態之麥克風組件的透視圖。
圖7示意地描繪依據一些實施例之第二組態之麥克風組件的透視圖。
圖8示意地描繪依據一些實施例之第三組態之麥克風組件的透視圖。
圖9示意地描繪依據一些實施例之麥克風裝置之範例接收器電路系統。
圖10示意地描繪依據一些實施例之輸出資料之相位陣列類比處理範例，包括延遲信號加總。
圖11示意地描繪依據一些實施例之相位陣列麥克風的範例橫向組態。
圖12示意地描繪依據一些實施例之使用相位陣列麥克風的範例波束。
圖13示意地描繪依據一些實施例之麥克風背板及隔膜之範例佈局的透視圖。
圖14a-o示意地描繪依據一些實施例之各式製造階段期間麥克風組件之截面側視圖。
圖15示意地描繪依據一些實施例之麥克風組件之製造方法流程圖。
圖16示意地描繪依據一些實施例之範例系統，其可包括如文中所描述之麥克風組件。
【發明內容及實施方式】
本揭露之實施例描述使用矽通孔(TSV)之有整合麥克風裝置的晶粒及相關技術及組態。在下列詳細描述中，參照附圖，其形成其一部分，其中，通篇中相似代號配賦相似零件，且其中係藉由可實現本揭露之技術主題之描繪實施例而予顯示。應理解的是可利用其他實施例並可實施結構或邏輯改變而未偏離本揭露之範圍。因此，下列詳細描述未採取限制意義，且實施例之範圍係由申請項及其等效論述定義。
為了本揭露之目的，「A及/或B」之用語表示(A)、(B)、或(A及B)。為了本揭露之目的，「A、B、及/或C」之用語表示(A)、(B)、(C)、(A及B)、(A及C)、(B及C)、或(A、B及 C)。
描述可使用基於視角之描述，諸如頂部/底部、側面、之上/之下等。該等描述僅用以促進討論，不希望將文中所描述之實施例的應用限制於任何特別方向。
描述可使用「在實施例中」或「在實施例等中」等用語，可各指一或更多相同或不同實施例。此外，如相對於本揭露之實施例所使用之「包含」、「包括」、「具有」等用詞為同義。
文中可使用「與...耦接」用詞連同其衍生字。「耦接」可表示下列一或更多者。「耦接」可表示二或更多元件直接實體或電連接。然而，「耦接」亦可表示二或更多元件相互間接接觸，但仍彼此相互合作或互動，並可表示一或更多其他元件係於據稱相互耦接之元件間耦接或連接。「直接耦接」用詞可表示二或更多元件直接接觸。
在各式實施例中，「第一部件形成、沉積或置於第二部件上」之用語可表示第一部件形成、沉積或置於第二部件上，且至少部分第一部件可與至少部分第二部件直接接觸(例如直接實體及/或電接觸)或間接接觸(例如第一部件及第二部件之間具有一或更多其他部件)。
如文中所使用，「模組」用詞可指部分或包括專用積體電路(ASIC)、電子電路、處理器(共用、專用、或群組)及/或執行一或更多軟體或韌體程式之記 憶體(共用、專用、或群組)、組合邏輯電路、及/或提供所描述功能之其他適當組件。
圖1示意地描繪依據一些實施例之晶圓形式10及單片化形式100之範例晶粒102之俯視圖。在一些實施例中，晶粒102可為由例如矽或其他適當材料之半導體材料組成之晶圓11之複數晶粒(例如晶粒102、103a、103b)之一者。複數晶粒可形成於晶圓11之表面上。每一晶粒可為包括如文中所描述之一或更多麥克風裝置104之半導體產品之重複單元。晶粒102可包括電路系統，具有電晶體結構，諸如一或更多通道體(例如鰭片結構、奈米線、平面體等)，其提供一或更多電晶體裝置或源極/汲極區之移動電荷載子的通道路徑。在一些實施例中，電路系統可包括麥克風裝置之接收器電路系統、感測器電路系統或其他電路系統。互連結構諸如接點、通孔及/或凹槽可形成於一或更多電晶體結構上並與其耦接以按路線發送電能量至或自電晶體結構。例如，互連結構可與通道體電耦接以提供閘電極用於遞送閾值電壓及/或源極/汲極電流而為電晶體裝置之作業提供移動電荷載子。儘管圖1中為簡單之故而以特別組態描繪一或更多麥克風裝置104，應理解的是一或更多麥克風裝置104可以其他實施例中晶粒102上廣泛其他適當配置之任一者組配，並可具有較所描繪更小或更大尺寸。
在晶粒中體現之半導體產品的製造程序完成後，晶圓11可歷經單片化程序，其中晶粒(例如晶粒 102)相互分離以提供半導體產品之個別「晶片」。晶圓11可為各種尺寸。在一些實施例中，晶圓11具有範圍介於約25.4mm至約450mm之直徑。在其他實施例中，晶圓11可包括其他尺寸及/或其他形狀。在一些實施例中，晶圓11可為薄化晶圓。依據各式實施例，麥克風裝置104可置於晶圓形式10或單片化形式100之半導體基板上。文中所描述之麥克風裝置104可為邏輯或記憶體或其組合而併入晶粒102。在一些實施例中，麥克風裝置104可為系統晶片(SoC)組件之一部分。
圖2示意地描繪依據一些實施例之積體電路(IC)組件200之截面側視圖。在一些實施例中，IC組件200可包括與封裝基板121電及/或實體耦接之一或更多晶粒(以下稱為「晶粒102」)。在一些實施例中，如同可見，封裝基板121可與電路板122電耦接。在一些實施例中，積體電路(IC)組件200可依據各式實施例而包括晶粒102及一或更多封裝基板121及/或電路板122。
晶粒102可代表從半導體材料(例如矽)製造之個別產品，其使用半導體製造技術，諸如結合形成CMOS裝置中使用之薄膜沉積、微影、蝕刻等。在一些實施例中，一或更多麥克風裝置(例如圖1之一或更多麥克風裝置104)可形成於晶粒102上。在一些實施例中，晶粒102可為或包括處理器、記憶體、SoC或ASIC，或為其之一部分。在一些實施例中，諸如模塑複合物或填膠材料(未顯示)之電絕緣材料可包封至少一部分的晶粒102 及/或晶粒級互連結構106。
依據廣泛適當組態，如所描繪，包括例如與覆晶組態之封裝基板121直接耦接，晶粒102可附著至封裝基板121。在覆晶組態中，包括電路系統之晶粒102之第一側(有時稱為「作用側」)S1使用晶粒級互連結構106，諸如凸塊、柱體，而附著至封裝基板121之表面，亦可使用電耦接晶粒102與封裝基板121之其他適當結構。晶粒102之第一側S1可包括主動裝置，諸如電晶體裝置。如同可見，第二側(有時稱為「非作用側」)S2可置於第一側S1之對面。
晶粒102一般可包括半導體基板102a、一或更多裝置層(以下稱為「裝置層102b」)及一或更多互連層(以下稱為「互連層102c」)。在一些實施例中，半導體基板102a實質上可組成有塊半導體材料，諸如矽。裝置層102b可代表諸如電晶體裝置之主動裝置形成於半導體基板上之區。裝置層102b可包括例如電晶體結構，諸如電晶體裝置之通道體及/或源極/汲極區。互連層102c可包括互連結構，經組配用以按路線發送電信號至或自裝置層102b中之主動裝置。例如，互連層102c可包括水平線路(例如凹槽)及/或垂直插塞(例如通孔)或其他適當部件以提供電路由及/或接點。在一些實施例中，可以置於第二側S2之部件形成矽通孔(TSV)穿越半導體基板102a以電耦接裝置層102b或互連層102c之電路系統。儘管描述通篇中使用「TSV」，應理解的是該 些用詞不一定侷限描述之結構僅為基於矽之基板。即，「TSV」一般可指穿越基板通孔，其係經由其他適當基板材料形成。在一些實施例中，裝置層102b及互連層102c可各代表多層。
在一些實施例中，晶粒級互連結構106可與互連層102c電耦接，並經組配用以於晶粒102及其他電裝置之間按路線發送電信號。電信號可包括例如結合晶粒102之作業使用的輸入/輸出(I/O)信號及/或供電/接地信號。
在一些實施例中，封裝基板121為基於環氧樹脂之層壓基板，具有核心及/或內建層，諸如阿基諾莫脫建立膜(ABF)基板。封裝基板121可包括其他實施例中之其他適當類型基板，包括例如從玻璃、陶瓷、或半導體材料形成之基板。
封裝基板121可包括電路由部件，經組配用以按路線發送電信號至或自晶粒102。電路由部件可包括例如置於封裝基板121之一或更多表面上的焊墊或連動桿(未顯示)，及/或內部路由部件(未顯示)，諸如凹槽、通孔、或其他互連結構，以按路線發送電信號通過封裝基板121。例如，在一些實施例中，封裝基板121可包括電路由部件，諸如焊墊(未顯示)，經組配用以接收晶粒102之個別晶粒級互連結構106。
電路板122可為包含電絕緣材料之印刷電路板(PCB)，諸如環氧樹脂層板。例如，電路板122可包 括電絕緣層，其包含材料例如聚四氟乙烯；諸如阻燃劑4(FR-4)、FR-1、棉紙之酚醛棉紙材料；及諸如CEM-1或CEM-3之環氧樹脂材料；或玻璃織物材料，其使用環氧樹脂預浸材料層壓在一起。諸如連動桿、凹槽、或通孔之互連結構(未顯示)可經形成穿越電絕緣層，以按路線發送晶粒102之電信號穿越電路板122。在其他實施例中，電路板122可組成有其他適當材料。在一些實施例中，電路板122為主機板(例如圖16之主機板1602)。
諸如焊球112之封裝級互連可耦接至封裝基板121及/或電路板122上之一或更多焊墊(以下稱為「焊墊110」)，以形成相應焊接點，經組配用以於封裝基板121及電路板122之間進一步按路線發送電信號。焊墊110可組成有諸如金屬之任何適當導電材料，包括例如鎳(Ni)、鈀(Pd)、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、及其組合。在其他實施例中可使用實體及/或電耦接封裝基板121與電路板122之其他適當技術。
在其他實施例中，IC組件200可包括廣泛其他適當組態，包括例如覆晶及/或引線接合組態之適當組合、互連體、包括系統級封裝(SiP)及/或堆疊式封裝(PoP)組態之多晶片封裝組態。在一些實施例中，可使用於晶粒102及IC組件200之其他組件間按路線發送電信號之其他適當技術。
圖3示意地描繪依據一些實施例之電容傳感器組件300之截面側視圖。依據各式實施例，電容傳感器 組件300可包括半導體基板102a(例如圖1之晶粒102或晶圓11)，如同可見，具有形成於半導體基板102a之第一側S1上之電路系統(例如電路系統314)；形成於半導體基板之第二側S2上之背板316；及經形成穿越半導體基板102a之矽通孔(TSV)322a、322b、322c。
在一些實施例中，電路系統314可包括主動電路系統，諸如麥克風裝置之接收器或感測器電路系統。在一些實施例中，電路系統314可包括圖2之裝置層102b。電路系統314可進一步包括一或更多互連層之互連結構(例如凹槽或通孔)。在一些實施例中，電路系統314可包括圖2之互連層102c。電路系統314可置於介電材料318中，及背板316可置於介電材料320中。介電材料318、320可包括任何適當材料，諸如二氧化矽(SiO2)等。
在一些實施例中，可藉由圖案化半導體基板102a之第二側S2上之重分佈層(RDL)而形成背板316。在一些實施例中，背板316可包括一或更多開口316a，經形成穿越背板316。
如同可見，可形成矽通孔(TSV)322a、322b、322c穿越半導體基板102a。在一些實施例中，一或更多TSV可為信號TSV 322a，經組配用以於第一側S1上之電路系統314及第二側S2上(諸如背板316)之麥克風裝置之組件間按路線發送電信號。在一些實施例中，當作業中時，背板316可經組配用以做為電主動感測電 極，及信號TSV 322a可經組配用以提供電連接至電路系統314(例如感測器電路系統)。
一或更多TSV可為接地TSV 322b，經組配用以於半導體基板102a之第一側S1及第二側S2上之部件之間按路線發送接地信號。在一些實施例中，接地TSV 322b可與第一側S1上之互連結構324(例如焊墊或接點)耦接，其經組配用以與電容傳感器組件300外部之另一電裝置(例如另一晶粒、封裝基板、互連體或電路板)電耦接。
一或更多TSV可為支撐TSV 322c，其經組配用以結構上支撐麥克風裝置之組件，諸如背板316。例如，支撐TSV 322c可為虛擬TSV，做為支撐柱體。支撐TSV 322c可不經組配為於電路系統314及背板316間按路線發送電信號。在一實施例中，支撐TSV 322c可包括至少部份填充電絕緣材料。
依據各式實施例，如結合圖1所描述，半導體基板102a可代表晶圓形式10或單片化形式100之一部分的晶粒102。在一些實施例中，電容傳感器組件300可用做部分單一麥克風或部分麥克風陣列。
圖4示意地描繪依據一些實施例之麥克風組件400之截面側視圖。在一些實施例中，麥克風組件400可包括圖3之電容傳感器組件300。例如，依據各式實施例，如同可見，麥克風組件400可包括半導體基板102a(例如圖1之晶粒102或晶圓11)，具有形成於半導體 基板102a之第一側S1上之電路系統(例如電路系統314)；形成於半導體基板之第二側S2上之背板316；以及經形成穿越半導體基板102a之矽通孔(TSV)322a、322b、322c。如同可見，麥克風組件400可進一步包括與背板316耦接之隔膜326，以形成電容器及形成於半導體基板102a中鄰近隔膜326(例如其下)之腔室303。
一或更多開口316a可經形成穿越背板316及/或介電材料320，且一或更多開口326a可經形成穿越隔膜326。犧牲材料325可置於隔膜326及背板316之間。犧牲材料325可於麥克風組件400之製造期間移除，以於犧牲材料325佔據之區提供氣隙。腔室303、開口316a、326a、及犧牲材料325之區可以任何適當氣體填充，以形成包括例如各式實施例中之空氣。開口316a、326a可提供通氣孔。在一些實施例中，麥克風組件400之麥克風裝置(例如圖1之麥克風裝置104)可包括背板316、隔膜326、腔室303、TSV 322a、322b、322c、開口316a、326a、犧牲材料325佔據之區中氣隙及/或電路系統314之一或更多者。在電路系統314對面之背側(例如第二側S2)上形成麥克風裝置之組件可提供空間，允許背側上之麥克風裝置的相位陣列。該等組態可允許藉由依據諸如全向或(超)心形之所欲聲極模式(定向)形成之數位延遲疊加束實施麥克風聲響應修改及增加靈敏度。
在一些實施例中，半導體基板102a及麥克風裝置之組件可安裝於封裝基板332上。例如，在所描繪之 實施例中，第一側S1使用焊料凸塊330與封裝基板332耦接。如同可見，諸如基於環氧樹脂之填膠之填膠材料328或其他適當電絕緣材料可置於半導體基板102a及封裝基板332之間。焊料凸塊330可經組配用以於封裝基板332及電路系統314或麥克風裝置之其他組件間按路線發送電信號，包括例如供電/接地及/或輸入/輸出(I/O)信號。在其他實施例中，半導體基板102a可使用其他適當技術及組態與封裝基板332耦接。
在一些實施例中，麥克風組件400可包括蓋部334，經組配用以遮蓋麥克風裝置之組件。蓋部334可例如包含金屬，並可與其上安裝半導體基板102a之封裝基板332耦接。蓋部334可與封裝基板332(例如覆晶基板)耦接以形成穴部，其密封晶粒(例如形成於第一側S1及第二側S2上之半導體基板102a及部件)。
在一些實施例中，蓋部334可包括一或更多開口334a以提供麥克風組件400之聲音埠而允許聲音進入穴部供麥克風裝置作業。在一些實施例中，上部埠(例如一或更多開口334a)可適於平板電腦裝置。蓋部334可為由蓋部334遮蓋之麥克風組件400之組件提供電磁干擾(EMI)屏蔽。依據各式實施例，蓋部334可經組配用以於裝置製造、晶圓切割(例如單片化)及/或封裝期間保護隔膜。在其他實施例中，蓋部334可具有其他組態及/或可組成有其他適當材料。
依據一些實施例，圖5示意地描繪另一麥克 風組件500之截面側視圖。麥克風組件500可適合結合麥克風組件400描述之實施例，除了圖5中麥克風組件500不包括一或更多開口334a以提供聲音埠；而是封裝基板332包括一或更多開口434a，經形成穿越封裝基板332以提供麥克風組件500之聲音埠。在一些實施例中，封裝基板332為覆晶基板，且半導體基板102a為與覆晶組態之覆晶基板耦接之晶粒的一部分。如同可見，一或更多開口434a可提供存取周圍氣體(例如空氣)，以進入由蓋部334密封之區。在一些實施例中，一或更多開口434a可為供超音波流通之導管。在一些實施例中，底部埠(例如一或更多開口434a)可適於行動電話裝置。
圖6示意地描繪依據一些實施例之第一組態之麥克風組件600之透視圖。在第一組態中，描繪單一晶粒實施例其中主動電路系統614，諸如放大器、偏壓電路系統、移相器、形成電路系統之延遲疊加束、和差調變器、相移延遲(Td)、及/或發電及調整元件或接收器電路系統之其他組件，係置於諸如晶粒及麥克風組件636之第一側S1上的裝置層102b中。例如，一或更多MEMS麥克風轉換器之隔膜及/或背板係置於晶粒之第二側S2上。例如，麥克風組件可為單一晶片整合MEMS麥克風SoC。
麥克風組件636可包括暴露於空氣之隔膜以允許聲波檢測(例如以橫向組態)。在一些實施例中，每一描繪之麥克風組件636可代表麥克風裝置陣列之個別麥 克風裝置。麥克風組件600之第一組態可允許晶粒之第一側S1的覆晶耦接(例如藉由與互連層102c耦接之晶粒-互連結構)與諸如第二側S2上之封裝基板及麥克風組件636的另一晶粒或封裝組件可直接暴露於外部聲波波前。
將隔膜置於晶粒之背側(例如第二側S2)可允許定位晶粒(例如在晶粒堆疊頂部)，使得隔膜暴露以於晶粒為安裝於另一晶粒或基板上之覆晶時匯入波前。相較於具有晶粒作用側上麥克風組件之晶粒的引線接合，該等組態可允許晶粒之覆晶安裝較佳地將隔膜暴露於聲波。使用覆晶組態可促進麥克風組件600在較小覆蓋區為重要因子之實施中之應用，例如在諸如行動電話或可穿戴裝置之較小裝置中。相對於麥克風組件636配置於具主動電路系統614之前側上(例如第一側S1)，麥克風組件636配置於背側上(例如第二側S2)可允許減少之晶粒尺寸(例如約減少50%尺寸)。隔膜配置於晶粒之背側上可進一步空出晶粒之前側(例如第一側S1)供更多諸如主動電路系統614之主動裝置，同時仍提供隔膜及主動電路系統614間之短距離。此外，在覆晶組態中，可屏蔽主動電路系統614免於環境。在一些實施例中，可在主動電路系統614之後製造麥克風組件636，因而，可不影響主動電路系統之處理。
依據各式實施例，如同可見，與麥克風組件636相應之一或更多TSV 622可經形成穿越半導體基板102a。在一些實施例中，主動電路系統614可使用一或更 多TSV 622與麥克風組件636耦接，該些TSV 622經組配用以按路線發送電信號穿越半導體基板102a。
圖7示意地描繪依據一些實施例之第二組態之麥克風組件700之透視圖。在第二組態中，描繪多晶粒實施例其中主動電路系統614係置於與其上形成麥克風組件636之晶粒電耦接的晶粒上(例如描繪之範例的晶粒702)。例如，具有麥克風組件636之晶粒可使用晶粒級互連結構106而與晶粒702耦接，以於主動電路系統614及麥克風組件636之間按路線發送電信號。可於互連層102c中形成一或更多互連結構(例如通孔及/或凹槽)740，以於晶粒702之主動電路系統614及具有麥克風組件636之晶粒的第二側S2之間按路線發送電信號。例如，一或更多互連結構740可與一或更多TSV 622耦接，以提供測試及/或用於測試(諸如藉由探測之電子元件測試)麥克風組件700之參考信號的路由。在一些實施例中，第二組態可允許於第二側S2上探測轉換器(例如參考平面探測)。
在一些實施例中，晶粒702可進一步與另一晶粒802耦接。例如，晶粒702可具有作用側(例如包括主動裝置)，其直接耦接至具有麥克風組件636之晶粒的第一側S1；以及非作用側，其使用晶粒級互連結構106而與其他晶粒802耦接。晶粒702可包括一或更多TSV，經組配用以於晶粒702及其他晶粒802之間按路線發送電信號。在一實施例中，晶粒702可為系統晶片，包括主動 電路系統614用於結合麥克風組件636使用，及晶粒802可為記憶體或邏輯(例如處理器)。在其他實施例中，晶粒802或晶粒組合(例如晶粒702及晶粒802)可包括主動電路系統614。仍在其他實施例中，麥克風組件636可使用其他適當技術，例如引線接合或其他互連體組態，而與另一晶粒上之主動電路系統614電耦接。
圖8示意地描繪依據一些實施例之第三組態之麥克風組件800之透視圖。在第三組態中，描繪另一多晶粒實施例，其中主動電路系統614係置於與其上形成麥克風組件636之晶粒電耦接的晶粒上(例如描繪之範例中的晶粒702)。麥克風組件800可適合結合麥克風組件700描述之實施例，除了圖8之麥克風組件800可允許探測第一側S1上之轉換器(例如參考平面探測)以外。例如，在一些實施例中，可形成一或更多信令TSV 722、互連結構740及/或重分佈層(RDL)部件723以允許從第一側S1穿越一或更多信令TSV 722探測隔膜。
圖9示意地描繪依據一些實施例之麥克風裝置(例如圖1之麥克風裝置104)的範例接收器電路系統900。接收器電路系統900可代表麥克風輸出之接收器電路。依據各式實施例，如同可見，接收器電路系統900可包括與放大器952及相移延遲954耦接之TSV-MEMS轉換器950(例如圖3之電容傳感器組件300)。在一些實施例中，個別麥克風之音調信號可由相移延遲954轉換為數位串流。接收器電路系統900可進一步包括發電機方塊 956，其可包括用於TSV-MEMS轉換器950(電荷泵電路)之晶粒上高電壓偏壓產生器，及用於前置放大器952之靜默功率調節器。在一些實施例中，文中所描述之電路系統314或主動電路系統614可包括圖9之接收器電路系統900。
圖10示意地描繪依據一些實施例之包括延遲信號加總之輸出資料之相位陣列類比處理的範例方法1000。在一些實施例中，麥克風陣列之信號處理方法1000可由延遲疊加束形成實施。相位陣列可以聚焦之「束狀」靈敏度圖案組配。例如，可電子控制連同瓣方向之諸如全向、(超)心形的麥克風聲束極圖案(定向性)。在一些實施例中，每一個別麥克風之接收器電路系統(例如圖9之接收器電路系統900)可饋送輸出音調信號進入轉向延遲階段方塊1010(例如濾波器)，其中可程控延遲可導入音調信號。範例1000可包括可變電容器(例如圖3之電容傳感器組件300或圖9之TSV-MEMS轉換器950)陣列，及置於共同半導體基板102a上並經組配用以處理個別麥克風裝置之輸出資料的放大器(例如圖9之放大器952)。
圖11示意地描繪依據一些實施例之相位陣列麥克風的範例橫向組態1100。在橫向組態1100中，如同可見，麥克風裝置(例如麥克風裝置1102、1103、1104)可以橫向圖案組配，使得入射聲波(聲波1105、1106)垂直於一線麥克風裝置。如同可見，來自麥克風裝 置(例如麥克風裝置1102、1103、1104)之個別輸出可加總在一起。在圖10中，可程控延遲可被導入音調信號。在一些實施例中，圖11中隨後可將每一個別麥克風裝置(例如麥克風裝置1102、1103、1104)之延遲音調信號施加可程控加權係數加總在一起。描述之信號處理可由麥克風陣列晶粒上之數位信號處理實施。在其他實施例中，因為其小尺寸形狀因子，多麥克風陣列可以端射組態組配。在其他實施例中，麥克風裝置可以其他適當方式組配。
圖12示意地描繪依據一些實施例之使用相位陣列麥克風之範例波束。連同未操縱波束圖案1204描繪波束圖案1202。未操縱圖案1204之波峰集中於0度，且波束圖案1202箱對於操縱圖案1202偏移。為較佳雜訊消除，波束圖案1202可朝向雜訊源操縱。在一些實施例中，所有相位陣列束形成電路系統可置於單一晶粒上，其亦包含相位陣列麥克風。
圖13示意地描繪依據一些實施例之麥克風背板316及隔膜326之範例佈局1300之分解透視圖。依據各式實施例，隔膜326可包括多個延伸結構(「腿部」)，其連接至晶粒102之背側(例如第二側S2)以於背板316之上懸掛隔膜326。例如，如同在描繪之實施例中可見，隔膜326包括五個腿部，與相應RDL焊墊1333實體及電耦接，在一些實施例中，其可與一或更多TSV(例如圖4之接地TSV 322b)電及實體耦接。RDL 焊墊1333及隔膜326之腿部間之實體及電耦接係以垂直虛線代表，以避免混淆本發明之觀點，但可使用通孔或任何其他適當互連結構完成。在一些實施例中，每一RDL焊墊1333可與相應接地TSV(例如圖4之接地TSV 322b)電耦接。
背板316可包括一或更多開口316a以提供進入其下之腔室(例如圖4之腔室303)的空氣孔。在一些實施例中，RDL焊墊1335可與背板316實體及電耦接。在一些實施例中，RDL焊墊1335可與諸如信號TSV(例如圖4之信號TSV 322a)之其下之TSV電及實體耦接。
隔膜326可包括較所描繪更多或更少腿部，及/或可相對於其他實施例中其他適當組態之背板316組配。截面積1327可代表結合圖14a-o描述使用之一部分的截面積。
圖14a-o示意地描繪依據一些實施例之各式製造階段期間麥克風組件1400之截面側視圖。在一些實施例中，圖14a-o之截面側視圖可包括圖13之截面積1327。
參照圖14a，描繪在晶粒102之第一側S1上形成電路系統(例如裝置層102b及/或互連層102c)，形成矽通孔(TSV)322穿越晶粒102之半導體基板102a，及在晶粒102之第二側S2上形成麥克風裝置之背板316後之麥克風組件1400。在一些實施例中，可在形成電路系統之後形成TSV 322，及在形成TSV之後可實施 形成背板316。可薄化或凹入晶粒之第二側S2，以於形成TSV之前提供具有較小厚度之晶粒102。在其他實施例中，此動作可以其他適當順序實施。
晶粒102可使用任何適當技術而與諸如載體晶圓1444之暫時載體組件耦接，包括例如黏合劑1447，其經組配用以形成載體晶圓1444及晶粒102間之暫時接合。載體晶圓1444可用以促進晶粒102之第二側S2上製造期間之晶粒102的搬運。
晶粒102可包括與互連層102c之電路系統耦接之晶粒級互連結構106，其經組配用以於晶粒102及將與晶粒102耦接之其他組件之間按路線發送電信號。互連層102c可包括多層互連結構(例如凹槽及/或通孔)，經組配用以於裝置層102b及晶粒級互連結構106之間按路線發送電信號。裝置層102b可包括主動裝置，諸如電路系統之電晶體或其他組件，結合麥克風裝置之作業使用。
TSV 322可經形成穿越半導體基板102a，且至少一些TSV 322可與裝置層102b及/或互連層102c電耦接，以於裝置層102b或互連層102c及晶粒102之第二側S2上之麥克風裝置之組件間按路線發送電信號。在一些實施例中，TSV 322之個別TSV可包括隔層及/或晶種層366、絕緣層364(例如氧化物)及金屬填充部分362，如同可見實施耦接。
可形成一或更多鈍化層以保護其下組件免於 暴露至水、氧或其他污染物。在一些實施例中，鈍化層320a可形成於晶粒102之第二側S2之半導體基板102a上。在一些實施例中，可於形成TSV 322穿越晶粒102之第二側S2之前沉積鈍化層320a。鈍化層320a可組成有廣泛適當材料之任何，其適當材料包括例如氮化矽(SiN)或碳化矽(SiC)。
背板316可形成於鈍化層320a及TSV 322上。在一些實施例中，背板316可組成有隔層及/或晶種層1316及諸如銅之置於隔層及/或晶種層1316上之金屬1416。可使用習知技術形成背板316用於製造重分佈層(RDL)。在一些實施例中，如同可見，鈍化層320b可形成於背板316及鈍化層320a上。鈍化層320b可組成有如針對鈍化層320a描述之類似材料。
參照圖14b，如同可見，描繪在沉積諸如光阻之光敏材料1460以包覆第二側S2後之麥克風組件1400。可使用例如微影程序(例如暴露/顯影)圖案化光敏材料1460，以於光敏材料1460中形成開口(例如開口1460a、1460b、1460c)。例如，一或更多開口1460a可形成於與薄膜電及實體耦接之背板316的一或更多部分上，且一或更多開口1460b、1460c可形成於鈍化層320a、320b中需要開口(例如用於空氣孔)之區上。
參照圖14c，如同可見，描繪在蝕刻圖案化光敏材料1460以延伸開口1460a、1460b、1460c穿越鈍化層320a、320b後之麥克風組件1400。蝕刻程序可暴露背 板316或半導體基板102a之半導體材料其下金屬1416。在一些實施例中，蝕刻程序可包括乾式蝕刻，諸如電漿蝕刻。蝕刻程序可包括其他實施例中之其他適當技術。
參照圖14d，描繪在移除光敏材料1460後之麥克風組件1400。可使用任何適當光阻剝離及/或清除程序移除光敏材料1460。
參照圖14e，描繪在晶粒102之第二側S2上沉積及圖案化犧牲材料325後之麥克風組件1400。可圖案化犧牲材料325，使得犧牲材料325經組配用以提供結構支架及/或模型用於在犧牲材料325上形成薄膜。例如，在一些實施例中，可形成犧牲材料325以填充開口1460b及1460c，同時留下暴露之開口1460a。在一些實施例中，可以低於脫裂黏合劑1447使用之處理溫度的溫度形成犧牲材料325，其介於約攝氏175度至約攝氏200度。犧牲材料325可包括任何適當材料，包括例如聚丙烯基於碳酸酯之材料、光阻、緩衝塗層材料等。
參照圖14f，描繪在隔膜326沉積於晶粒102之第二側S2上後之麥克風組件1400，如同可見。隔膜326可包括使用任何適當技術沉積之一或更多層，包括例如物理氣相沉積(PVD)、化學氣相沉積(CVD)、電漿加強式CVD、及/或原子層沉積(ALD)。在一些實施例中，隔膜326可包括多層堆疊(未顯示)，包括置於鈍化層320b、犧牲材料325及背板316之金屬1416上之黏附層、置於黏附層上之薄膜金屬層及置於薄膜金屬層上之敷 蓋層。在一實施例中，黏附層包括氮化鈦(TiN)，薄膜金屬層包括鋁(Al)，及敷蓋層包括TiN。鋁針對可使用之下游蝕刻程序(例如XeF2)可具有相容蝕刻選擇性。在其他實施例中，隔膜326可包括其他適當材料。例如，在其他實施例中，薄膜金屬層可組成有銅或金。
參照圖14g，描繪在隔膜326上沉積及圖案化光敏材料1464後之麥克風組件1400。例如，可曝光及顯影光敏材料1464以提供隔膜326上之開口，其中需要移除隔膜326。
參照圖14h，描繪在藉由蝕刻移除隔膜326之未保護部分後之麥克風組件1400。蝕刻程序可包括例如溼式或乾式蝕刻技術。在一實施例中，其中隔膜326包括TiN/Al/TiN堆疊，可使用氯基乾式蝕刻程序。
參照圖14i，描繪在移除光敏材料1464後之麥克風組件1400。可使用例如任何適當光阻剝離及/或清除程序移除光敏材料1464。
參照圖14j，描繪在沉積及圖案化穴部層1466後之麥克風組件1400。在一些實施例中，穴部層1466可組成有諸如基於環氧樹脂之材料或其他適當材料之聚合物。在一些實施例中，聚合物可為厚的、光可界定及永久性。可使用任何適當技術沉積穴部層1466之材料以包覆晶粒102之第二側S2，包括例如旋塗程序等。如同可見，穴部可形成於背板316及隔膜326上之穴部層1466中，使得穴部層1466形成周長以部分容納背板316及隔 膜326。在一些實施例中，可藉由圖案化(例如曝光/顯影)形成穴部。在一些實施例中，可於穴部層1466之沉積材料上實施固化程序。
參照圖14k，描繪在移除犧牲材料325後之麥克風組件1400。可使用任何適當技術移除犧牲材料325，包括例如熱分解或溼式/乾式蝕刻技術。空氣可填充由移除犧牲材料325所形成之間隙。
參照圖14l，描繪在半導體基板102a中形成腔室303後之麥克風組件1400。依據各式實施例，藉由穿越鈍化層320a、320b中開口的蝕刻程序可形成腔室303。例如，在一實施例中，二氟化氙(XeF2)電漿蝕刻可在約腔室溫下以氣相等向蝕刻半導體基板102a之矽，其針對許多材料具高選擇性，包括二氧化矽、氮化矽、氮化鈦、鋁、銅、金、及許多聚合物。蝕刻半導體基板102a以形成腔室303可經由經形成穿越鈍化層320a、320b之通氣孔(例如圖4之開口316a)實施。其他實施例中可使用其他適當蝕刻程序及/或狀況以形成腔室303。在一些實施例中，如同可見，一或更多TSV 322可經組配用以為腔室303之區中的背板316提供支撐柱體。
參照圖14m，描繪在以蓋部1434遮蓋及/或封閉隔膜326及背板316後之麥克風組件1400。在一些實施例中，如同可見，蓋部1434可包括蓋部晶圓，具黏合劑1436置於表面上以形成蓋部晶圓及穴部層1466間之接合，使得蓋部1434及穴部層1466圍繞隔膜326及背板 316形成外殼。
蓋部1434可組成有廣泛適當材料之任何，包括例如矽、不鏽鋼、基於聚合物之材料，諸如玻璃增強環氧樹脂或環氧樹脂複合材料、或玻璃。黏合劑1436可組成有廣泛適當材料之任何，包括例如填膠及/或模塑複合物材料。
可使用任何適當技術於蓋部1434及穴部層1466之間形成接合，包括例如熱固化，以設定黏合劑1436。由蓋部1434及穴部層1466形成之外殼可於隨後搬運及/或處理期間，例如晶圓脫裂程序期間，保護麥克風裝置之組件免於機械損害。
參照圖14n，描繪在將具包封麥克風裝置之晶粒102從暫時載體(例如描繪實施例中之載體晶圓1444)卸下後之麥克風組件1400。依據各式實施例，載體晶圓1444係使用加熱程序軟化或破壞黏合劑1447而從晶粒102脫裂。在一些實施例中，脫裂程序可包括於熱接觸中以機器刀片及處理夾頭夾帶圖14m之麥克風組件1400的相對側。在該等實施例中，可保護包封麥克風裝置於蓋部1434搬運期間免於損害。
蓋部1434亦可於晶粒102之單片化程序期間保護麥克風裝置之組件。例如，晶粒102可安裝在聚酯樹脂切割框架上，且晶圓之麥克風側附著在切割框架上之黏合劑進行單片化。蓋部1434可於從切割框架移除單片化晶粒並置於帶和盤上時保護麥克風裝置。
參照圖14o，描繪在形成開口1434a穿越蓋部1434以提供麥克風組件1400之聲音埠孔後之麥克風組件1400。可使用任何適當技術形成開口1434a，包括例如機器及/或雷射鑽孔。在一些實施例中，可於麥克風組件1400之單片化及/或最後封裝之後形成開口1434a，以減少該等處理期間對於隔膜326之損害風險。
圖15示意地描繪依據一些實施例之製造麥克風組件(例如圖4、5或14o之個別麥克風組件400、500、或1400)之方法1500的流程圖。方法1500可適合結合圖1-4描述之實施例，反之亦然。
在1502，方法1500可包括提供具有第一側(例如圖14a之第一側S1)之半導體基板(例如圖14a之半導體基板102a)、置於第一側對面之第二側(例如圖14a之第二側S2)及半導體基板之第一側上之互連層(例如圖14a之互連層102c)。在一些實施例中，半導體基板可進一步包括置於互連層及半導體基板間之第一側上之裝置層(例如圖14a之裝置層102b)。
在1504，方法1500可包括形成矽通孔(TSV)(例如圖14a之TSV 322或圖4之TSV 322a、322b、322c)穿越半導體基板。在一些實施例中，在形成互連層及/或裝置層之後，可形成TSV穿越半導體基板之第二側。TSV可經組配用以於其中形成主動裝置及/或互連之電路系統之半導體基板之第一側及其中形成麥克風裝置之組件之半導體基板之第二側間按路線發送電信號。 例如，在一實施例中，TSV可經組配用以於裝置層之主動裝置及麥克風裝置之間按路線發送電信號。
在1506，方法1500可包括於半導體基板之第二側上形成麥克風裝置(例如圖1之麥克風裝置104)，其中麥克風裝置與TSV電耦接。在一些實施例中，形成麥克風裝置可包括於半導體基板之第二側上形成背板(例如圖4或圖14o之背板316)。背板可與TSV電及/或實體耦接。在一些實施例中，形成背板可包括圖案化包含金屬之重分佈層。
在一些實施例中，形成麥克風裝置可進一步包括於背板之上形成隔膜(例如圖4或圖14o之隔膜326)以形成電容器。在一些實施例中，形成隔膜可包括於背板上沉積犧牲材料(例如圖14e之犧牲材料325)、於犧牲材料上沉積隔膜材料、及移除犧牲材料。
在一些實施例中，形成麥克風裝置可進一步包括於鄰近隔膜或其下之半導體基板中形成腔室(例如圖4或圖14l之腔室303)。可依據結合圖14l描述之技術形成腔室。
在一些實施例中，形成麥克風裝置可包括以蓋部(例如圖4之蓋部334或圖14m之蓋部1434)遮蓋麥克風裝置之組件。半導體基板可於至少部分形成麥克風之程序(例如結合圖14a-m描述之動作)期間與暫時載體(例如圖14m之載體晶圓1444)耦接，且半導體基板可在以蓋部遮蓋麥克風裝置之後從暫時載體退耦。
各式作業以最有助於了解所申請技術主題的方式依次被描述為多個個別作業。然而，描述之順序不應解譯為暗示該些作業必須依據順序。本揭露之實施例可實施為使用視需要組配之任何適當硬體及/或軟體之系統。
如文中所描述，圖16示意地描繪範例系統(例如運算裝置1600)，其可包括麥克風組件(例如圖4、5及14o之個別麥克風組件400、500或1400)。依據一些實施例，運算裝置1600之組件可容納於外殼中(例如外殼1608)。主機板1602可包括一些組件，包括但不侷限於處理器1604及至少一通訊晶片1606。處理器1604可實體及電耦接至主機板1602。在一些實施中，至少一通訊晶片1606亦可實體及電耦接至主機板1602。在進一步實施中，通訊晶片1606可為處理器1604之一部分。
依據其應用，運算裝置1600可包括可或不可實體及電耦接至主機板1602之其他組件。該些其他組件可包括但不侷限於麥克風裝置、揮發性記憶體(例如動態隨機存取記憶體(DRAM))、非揮發性記憶體(例如唯讀記憶體(ROM))、快閃記憶體、圖形處理器、數位信號處理器、加密處理器、晶片組、天線、顯示器、觸控螢幕顯示器、觸控螢幕控制器、電池、音頻編解碼器、視訊編解碼器、功率放大器、全球定位系統(GPS)裝置、羅盤、蓋革計數器、加速計、陀螺儀、揚聲器、相機、及大量儲存裝置(諸如硬碟、光碟(CD)、數位影音光碟(DVD)等)。
通訊晶片1606可致能無線通訊用於將資料轉移至及自運算裝置1600。「無線」用詞及其衍生字可用以描述電路、裝置、系統、方法、技術、通訊通道等，可經由使用調變電磁輻射通過非固態媒體而傳遞資料。該用詞並非暗示相關裝置不包含任何線路，儘管在一些實施例中可能不包含任何線路。通訊晶片1606可實施一些無線標準或協定之任一者，包括但不侷限於電氣及電子工程師學會(IEEE)標準，包括Wi-Fi(IEEE 802.11系列)、IEEE 802.16標準(例如IEEE 802.16-2005修正)、長期演進(LTE)計畫連同任何修正、更新、及/或版本(例如先進LTE計畫、超行動寬頻(UMB)計畫(亦稱為「3GPP2」)等)。IEEE 802.16相容寬頻無線存取(BWA)網路通常稱為WiMAX網路，係全球互通微波存取標準之縮寫，為通過IEEE 802.16標準之一致性及互操作性測試之產品的驗證標記。通訊晶片1606可依據全球行動通信系統(GSM)、通用封包無線電服務(GPRS)、通用行動電信系統(UMTS)、高速封包存取(HSPA)、進化HSPA(E-HSPA)、或LTE網路作業。 通訊晶片1606可依據GSM增強數據率演進(EDGE)、GSM EDGE無線電存取網路(GERAN)、通用陸地無線電存取網路(UTRAN)、或進化UTRAN(E-UTRAN)作業。通訊晶片1606可依據分碼多重存取(CDMA)、分時多重存取(TDMA)、數位增強無線通訊(DECT)、資料優化演進(EV-DO)、其衍生物、以及指配予3G、 4G、5G及更先進者之任何其他無線協定作業。在其他實施例中，通訊晶片1606可依據其他無線協定作業。
運算裝置1600可包括複數通訊晶1606。例如第一通訊晶片1606可專用於短距離無線通訊，諸如Wi-Fi及藍牙，及第二通訊晶片1606可專用於長距離無線通訊，諸如GPS、EDGE、GPRS、CDMA、WiMAX、LTE、EV-DO、及其他。
如文中所描述，運算裝置1600之處理器1604可包括麥克風組件(例如圖4、5及14o之個別麥克風組件400、500或1400)。例如，圖1-2之晶粒102可安裝於封裝基板上(例如封裝基板121)，其係安裝於諸如主機板1602之電路板上。「處理器」用詞可指處理來自暫存器及/或記憶體之電子資料而將電子資料轉換為可儲存於暫存器及/或記憶體之其他電子資料的任何裝置或部分裝置。
如文中所描述，通訊晶片1606亦可包括麥克風組件(例如圖4、5及14o之個別麥克風組件400、500或1400)。在進一步實施中，如文中所描述，容納於運算裝置1600中之另一組件(例如SoC、ASIC、記憶體裝置或其他積體電路裝置)可包括麥克風組件(例如圖4、5及14o之個別麥克風組件400、500或1400)。
在各式實施中，運算裝置1600可為行動運算裝置、膝上型電腦、輕省筆電、筆記型電腦、超筆電、智慧手機、平板電腦、個人數位助理(PDA)、超行動 PC、行動電話、桌上型電腦、伺服器、印表機、掃描器、監視器、機上盒、娛樂控制單元、數位相機、可攜式音樂播放器、或數位錄影機。在進一步實施中，運算裝置1600可為處理資料之任何其他電子裝置。
範例
依據各式實施例，本揭露描述一種設備。設備之範例1可包括半導體基板，其具有第一側及置於第一側對面之第二側、形成於半導體基板之第一側上之互連層、經形成穿越半導體基板並經組配用以於半導體基板之第一側及半導體基板之第二側之間按路線發送電信號之矽通孔(TSV)、及形成於半導體基板之第二側上並與TSV電耦接之麥克風裝置。範例2可包括範例1之設備，進一步包含形成於半導體基板之第一側上之裝置層，其中，TSV經組配用以於裝置層之主動裝置及麥克風裝置之間按路線發送電信號。範例3可包括範例2之設備，其中，TSV為複數矽通孔(TSV)之第一TSV，及複數TSV之第二TSV經組配用以結構上支撐麥克風裝置，且未經組配用以於裝置層及麥克風裝置之間按路線發送電信號。範例4可包括範例1之設備，其中，麥克風裝置包含置於半導體基板之第二側上並與TSV耦接之背板，及與背板耦接以形成電容器之隔膜。範例5可包括範例4之設備，其中，麥克風裝置進一步包含形成於半導體基板中鄰近隔膜之腔室。範例6可包括範例4之設備，進一步包含蓋部， 經組配用以遮蓋麥克風裝置。範例7可包括範例6之設備，進一步包含鈍化層，置於半導體基板之第二側上，其中，鈍化層係置於至少一部分的背板及半導體基板之間；以及穴部層，置於鈍化層上，並具有形成於穴部層中之穴部，其中，隔膜係置於穴部中，且蓋部與穴部層耦接。範例8可包括範例6之設備，其中，蓋部包括聲音埠孔。範例9可包括範例6之設備，進一步包含包括聲音埠孔之覆晶基板，其中，半導體基板為與覆晶組態之覆晶基板耦接之晶粒的一部分；蓋部與覆晶基板耦接以形成穴部；晶粒係置於穴部內；以及聲音埠孔提供針對穴部之聲音存取。範例10可包括範例1-5之任一者之設備，其中，半導體基板為第一晶粒之一部分；第一晶粒與第二晶粒耦接；以及第二晶粒包括麥克風裝置之接收器或感測器電路系統。範例11可包括範例1-5之任一者之設備，其中，麥克風裝置為形成於半導體基板之第二側上之複數麥克風裝置之一者。
依據各式實施例，本揭露描述一種方法。方法之範例12可包括提供半導體基板，具有第一側、置於第一側對面之第二側、及半導體基板之第一側上之互連層；形成矽通孔(TSV)穿越半導體基板，TSV經組配用以於半導體基板之第一側及半導體基板之第二側之間按路線發送電信號；以及於半導體基板之第二側上形成麥克風裝置，麥克風裝置與TSV電耦接。範例13可包括範例12之方法，其中，提供半導體基板進一步包含提供半導體基 板，其具有形成於半導體基板之第一側上之裝置層，其中，TSV經組配用以於裝置層之主動裝置及麥克風裝置之間按路線發送電信號。範例14可包括範例12之方法，其中形成該麥克風裝置包含於半導體基板之第二側上形成背板，背板與TSV耦接；以及於背板之上形成隔膜，以形成電容器。範例15可包括範例14之方法，其中，形成隔膜包含於背板上沉積犧牲材料；將隔膜之材料沉積於犧牲材料上；以及移除犧牲材料。範例16可包括範例14之方法，進一步包含於半導體基板中形成腔室，鄰近隔膜。範例17可包括範例12之方法，進一步包含以蓋部遮蓋麥克風裝置。範例18可包括範例17之方法，其中，半導體基板於形成麥克風裝置之至少部分程序期間與暫時載體耦接；以及半導體基板在以蓋部遮蓋麥克風裝置之後從暫時載體退耦。
依據各式實施例，本揭露描述一種系統(例如運算裝置)。系統之範例19可包括電路板及與電路板電耦接之晶粒，晶粒包括半導體基板，其具有第一側及置於第一側對面之第二側；互連層，形成於半導體基板之第一側上；矽通孔(TSV)，經形成穿越半導體基板，並經組配用以於半導體基板之第一側及半導體基板之第二側之間按路線發送電信號；以及麥克風裝置，形成於半導體基板之第二側上，並與TSV電耦接。範例20可包括範例19之運算裝置，其中，晶粒與封裝基板耦接；以及封裝基板與電路板耦接。範例21可包括範例19之任何運算裝置， 其中，運算裝置為行動運算裝置，包括天線、顯示器、觸控螢幕顯示器、觸控螢幕控制器、電池、音頻編解碼器、視訊編解碼器、功率放大器、全球定位系統(GPS)裝置、羅盤、蓋革計數器、加速計、陀螺儀、揚聲器、及相機之一或更多者。
各式實施例可包括上述實施例之任何適當組合，包括以上以結合形式(及)描述之實施例的替代(或)實施例(例如「及」可為「及/或」)。此外，一些實施例可包括一或更多製品(例如非暫態電腦可讀取媒體)具有儲存於其上之指令，當執行時導致上述實施例之任一者的動作。再者，一些實施例可包括設備或系統，其具有實施上述實施例之各式作業的任何適當機構。
描繪實施之以上描述，包括摘要中之描述，不希望窮舉或侷限本揭露之實施例為所揭露之精準形式。雖然文中為描繪目的描述特定實施及範例，如熟悉本技藝之人士將認同的，在本揭露之範圍內可實施各式等效修改。
鑑於上述詳細描述，可針對本揭露之實施例進行該些修改。下列申請項中使用之用詞不應解譯為侷限本揭露之各式實施例於說明書及申請項中所揭露之特定實施。而是，範圍完全由下列申請項決定，其係依據申請項解譯之建立原則解釋。
102a‧‧‧半導體基板
332‧‧‧封裝基板
303‧‧‧腔室
314‧‧‧電路系統
316‧‧‧背板
316a、326a、434a‧‧‧開口
318、320‧‧‧介電材料
322a、322b、322c‧‧‧矽通孔(TSV)
324‧‧‧互連結構
325‧‧‧犧牲材料
326‧‧‧隔膜
328‧‧‧填膠材料
330‧‧‧焊料凸塊
334‧‧‧蓋部
S1‧‧‧第一側
S2‧‧‧第二側

Claims (21)

  1. 一種設備，包含：半導體基板，具有第一側及置於該第一側對面之第二側；互連層，形成於該半導體基板之該第一側上；矽通孔(TSV)，經形成穿越該半導體基板，並經組配用以於該半導體基板之該第一側及該半導體基板之該第二側之間按路線發送電信號；以及麥克風裝置，形成於該半導體基板之該第二側上，並與該TSV電耦接。
  2. 如申請專利範圍第1項之設備，進一步包含：裝置層，形成於該半導體基板之該第一側上，其中，該TSV經組配用以於該裝置層之主動裝置及該麥克風裝置之間按路線發送電信號。
  3. 如申請專利範圍第2項之設備，其中：該TSV為複數矽通孔(TSV)之第一TSV；以及該複數TSV之第二TSV經組配用以結構上支撐該麥克風裝置，且未經組配用以於該裝置層及該麥克風裝置之間按路線發送電信號。
  4. 如申請專利範圍第1項之設備，其中，該麥克風裝置包含：背板，置於該半導體基板之該第二側上，並與該TSV耦接；以及隔膜，與該背板耦接以形成電容器。
  5. 如申請專利範圍第4項之設備，其中，該麥克風裝置進一步包含：腔室，形成於該半導體基板中，鄰近該隔膜。
  6. 如申請專利範圍第4項之設備，進一步包含：蓋部，經組配用以遮蓋該麥克風裝置。
  7. 如申請專利範圍第6項之設備，進一步包含：鈍化層，置於該半導體基板之該第二側上，其中，該鈍化層係置於至少一部分的該背板及該半導體基板之間；以及穴部層，置於該鈍化層上，並具有形成於該穴部層中之穴部，其中，該隔膜係置於該穴部中，且該蓋部與該穴部層耦接。
  8. 如申請專利範圍第6項之設備，其中，該蓋部包括聲音埠孔。
  9. 如申請專利範圍第6項之設備，進一步包含包括聲音埠孔之覆晶基板，其中：該半導體基板為與覆晶組態之該覆晶基板耦接之晶粒的一部分；該蓋部與該覆晶基板耦接以形成穴部；該晶粒係置於該穴部內；以及該聲音埠孔提供針對該穴部之聲音存取。
  10. 如申請專利範圍第1項之設備，其中：該半導體基板為第一晶粒之一部分；該第一晶粒與第二晶粒耦接；以及 該第二晶粒包括該麥克風裝置之接收器或感測器電路系統。
  11. 如申請專利範圍第1項之設備，其中，該麥克風裝置為形成於該半導體基板之該第二側上之複數麥克風裝置之一者。
  12. 一種方法，包含：提供半導體基板，具有第一側、置於該第一側對面之第二側、及該半導體基板之該第一側上之互連層；形成矽通孔(TSV)穿越該半導體基板，該TSV經組配用以於該半導體基板之該第一側及該半導體基板之該第二側之間按路線發送電信號；以及於該半導體基板之該第二側上形成麥克風裝置，該麥克風裝置與該TSV電耦接。
  13. 如申請專利範圍第12項之方法，其中，提供半導體基板進一步包含提供半導體基板，其具有形成於該半導體基板之該第一側上之裝置層，其中，該TSV經組配用以於該裝置層之主動裝置及該麥克風裝置之間按路線發送電信號。
  14. 如申請專利範圍第12項之方法，其中形成該麥克風裝置包含：於該半導體基板之該第二側上形成背板，該背板與該TSV耦接；以及於該背板之上形成隔膜，以形成電容器。
  15. 如申請專利範圍第14項之方法，其中，形成該隔 膜包含：於該背板上沉積犧牲材料；將該隔膜之材料沉積於該犧牲材料上；以及移除該犧牲材料。
  16. 如申請專利範圍第14項之方法，進一步包含：於該半導體基板中形成腔室，鄰近該隔膜。
  17. 如申請專利範圍第12項之方法，進一步包含：以蓋部遮蓋該麥克風裝置。
  18. 如申請專利範圍第17項之方法，其中：該半導體基板於形成該麥克風裝置之至少部分程序期間與暫時載體耦接；以及該半導體基板在以該蓋部遮蓋該麥克風裝置之後從該暫時載體退耦。
  19. 一種運算裝置，包含：電路板；以及晶粒，與該電路板電耦接，該晶粒包括：半導體基板，具有第一側及置於該第一側對面之第二側；互連層，形成於該半導體基板之該第一側上；矽通孔(TSV)，經形成穿越該半導體基板，並經組配用以於該半導體基板之該第一側及該半導體基板之該第二側之間按路線發送電信號；以及麥克風裝置，形成於該半導體基板之該第二側上，並與該TSV電耦接。
  20. 如申請專利範圍第19項之運算裝置，其中：該晶粒與封裝基板耦接；以及該封裝基板與該電路板耦接。
  21. 如申請專利範圍第19項之運算裝置，其中：該運算裝置為行動運算裝置，包括天線、顯示器、觸控螢幕顯示器、觸控螢幕控制器、電池、音頻編解碼器、視訊編解碼器、功率放大器、全球定位系統(GPS)裝置、羅盤、蓋革計數器、加速計、陀螺儀、揚聲器、及相機之一或更多者。
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