TW201727207A - 檢測裝置的製造方法及檢測裝置 - Google Patents

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TW201727207A
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猶根 蘭穆斯
提摩 林德曼
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羅伯特博斯奇股份有限公司
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Abstract

本發明係關於一檢測裝置之一製造方法，其包含以下步驟：在一半導體基板(14)之上及/或之中形成具有至少一個經暴露感測區域(12)之至少一個敏感區(10)；以一方式囊封該半導體基板(14)之至少一部分，該方式使得自一外部環境以一氣密、液密及/或粒密方式密封該至少一個感測區域(12)；及以一方式形成至少一個開口，該方式使得產生自該外部環境至該至少一個感測區域(12)的至少一個空氣、液體及/或粒子通路，其中在形成該至少一個開口之前，進行至少一個第一測試及/或校準量測，為此目的，將具有以一氣密、液密及/或粒密方式密封之該至少一個感測區域(12)的該至少一個敏感區(10)之至少一個感測器信號判定為至少一個第一測試及/或校準信號。此外，本發明係關於檢測裝置。

Description

檢測裝置的製造方法及檢測裝置
本發明係關於檢測裝置的製造方法。此外，本發明係關於檢測裝置。
DE 10 2010 064 108 A1描述一種封裝感測器晶片以用於製造檢測裝置/感測器裝置的方法。為此目的，首先將感測器晶片安裝在載體上。隨後，將感測器晶片至少部分嵌入至模製化合物中。最後，藉由隨後結構化模製化合物來製造進入感測器晶片的媒體之至少一個部分。
本發明提供具有如申請專利範圍第1項之特徵的檢測裝置、具有如申請專利範圍第11項之特徵的檢測裝置及具有如申請專利範圍第12項之特徵的檢測裝置的製造方法。
本發明之優點
本發明例如藉助於在形成用於至少一個空氣、液體及/或粒子通路之至少一個開口之前已進行至少一個第一測試及/或校準量測的事實而有助於製造檢測裝置，諸如感測器裝置及放大器裝置。因此，例如，已在形成至少一個開口之前，基於至少一個第一測試及/或校準信號，有可能 識別故障是否存在於中間產品上，所述故障極大地損害已完成製造之檢測裝置的後續使用。若適宜，可因此在初期終止該製造方法，亦不執行用於將中間產品進一步加工為成品檢測裝置的不必要的方法步驟。對至少一個敏感區之至少一個感測區域進行氣密、液密及/或粒密密封可同樣用於檢測裝置之有利且可簡單實施之校準，亦如下文所解釋。本發明因此促成降低檢測裝置之製造成本。
測試成本及校準成本通常構成檢測裝置之製造成本的相當大的比例。藉助於本發明，可顯著地降低測試成本及校準成本，使得可更具成本效益地製造檢測裝置。
在製造方法之一個有利具體實例中，在形成至少一個開口之後，進行至少一個第二測試及/或校準量測，為此目的，在存在至少一個空氣、液體及/或粒子通路之情況下，將至少一個敏感區之至少一個感測器信號判定為至少一個第二測試及/或校準量測之至少一個第二測試及/或校準信號。特定而言，至少一個第一測試及/或校準信號及至少一個第二測試及/或校準信號可用於已完成製造之檢測裝置的有利及具成本效益的校準。藉助於實例，可藉助於在至少一個感測區域無壓力存在之情況下量測至少一個第一測試及/或校準信號及在至少一個感測區域經受壓力之情況下量測至少一個第二測試及/或校準信號來容易且可靠地校準經設計為壓力感測器的檢測裝置。通常藉由(實質上)線性行為來區分壓力感測器，使得至少一個第一測試及/或校準信號及至少一個第二測試及/或校準信號足以用於定義壓力相關的檢測特徵，而不需要使用用於判定至少一個第一測試及/或校準信號或至少一個第二測試及/或校準信號的壓力室。
在製造方法之一個可能的具體實例中，檢測裝置經形成有評估裝置及記憶體，其中在檢測裝置之後續操作期間，至少考慮到至少一個感測器信號及儲存於記憶體上之評估關係，該評估裝置經設計以定義且輸出關於待檢測之至少一個物理變數及/或至少一種物質的資訊，且其中至少考慮到至少一個第一測試及/或校準信號來定義該評估關係且將其儲存於記憶體上。可因此容易地進行根據製造方法之此具體實例之評估裝置的校準。
替代地，檢測裝置可經形成有放大器裝置及記憶體，其中在檢測裝置之後續操作期間，至少考慮到至少一個感測器信號及儲存於記憶體上之放大關係，該放大器裝置經設計以輸出放大信號，且其中至少考慮到至少一個第一測試及/或校準信號來定義該放大關係且將其儲存於記憶體上。因此，亦可容易地進行(諸如)在製造方法之此具體實例中所進行的放大器裝置之校準。
較佳地，至少考慮到至少一個第一測試及/或校準信號及至少一個第二測試及/或校準信號來定義評估關係或放大關係。以簡單方式獲得之至少兩個測試及/或校準信號尤其足以用於將線性關係定義為評估關係或放大關係。
在製造方法之另一有利具體實例中，至少一個敏感區形成於半導體基板之上及/或之中，該半導體基板為晶圓之一部分，其中自晶圓結構化該半導體基板，且其中藉由定義評估關係或放大關係而同時考慮到關於作為晶圓之一部分的半導體基板之位置的位置資訊之至少一個項目。自晶圓獲得之多個半導體基板中之製造波動可取決於其作為晶圓之部分的各別位置。藉助於少數隨機樣品，有可能發現可靠的匹配演算法，藉助於該 匹配演算法，可藉助於在定義評估關係或放大關係時同時進行相應地適合之考慮來補償取決於各別半導體基板之位置的製造波動。因此，本文所述之製造方法之具體實例有利地促成對檢測裝置之工業規模製造中之製造波動的補償。
有利地，可將壓力感測器、血壓感測器、聲音感測器、麥克風、溫度感測器、化學感測器、氣體感測器、氣味感測器、液體感測器及/或粒子感測器製造為檢測裝置。因此可多樣化地使用本發明。特定而言，甚至可使用本發明在工業規模上製造以上所列舉的所有類型之感測器。然而，本發明之適用性不限於本文中所列舉之感測器之類型。
藉助於實例，具有至少部分地橫跨形成於半導體基板中之空腔的薄膜之電容器可形成為至少一個敏感區。此較佳地為以一種方式進行，該方式使得存在於薄膜之感測區域處作為至少一個物理變數的壓力之改變引起薄膜之變形，電容器之電容因該變形而變化。視電容器之電容而定，作為至少一個感測器信號的電流強度及/或電壓信號亦在此情況下變化。可容易地實施及多樣化地使用本文所述之製造方法之具體實例，例如用於壓力感測器、血壓感測器、聲音感測器、麥克風及/或溫度感測器。然而，指出至少一個敏感區之可組態性不受限於具有薄膜之電容器的組態。
較佳地，在至少一個第一測試及/或校準量測期間，在薄膜無壓力地存在之情況下量測至少一個第一測試及/或校準信號。較佳地，在至少一個第二測試及/或校準量測期間，在將薄膜暴露於不等於零之壓力的情況下(較佳地在薄膜暴露於大氣壓力的情況下)量測至少一個第二測試及/或校準信號。主要地，使用大氣壓力來判定至少一個第二測試及/或校準 信號使得不必要使用壓力室來測試/校準已完成製造之檢測裝置。因此可更快速地及更具成本效益地執行對已完成製造之檢測裝置的測試/校準。
在一個有利發展中，薄膜之溫度可在複數個第一測試及/或校準量測之間及/或複數個第二測試及/或校準量測之間變化。甚至可因此簡單地及快速地執行對檢測裝置之溫度相關之校準。
亦可在根據本發明之檢測裝置之情況下實現上文所描述的優點。指出可根據製造方法之上文所描述之具體實例發展根據本發明之檢測裝置。
10‧‧‧敏感區
12‧‧‧感測區域
14‧‧‧半導體基板
16‧‧‧晶圓
18‧‧‧薄膜
20‧‧‧空腔
22‧‧‧內部區域
24‧‧‧接觸墊
26‧‧‧黏著層
28‧‧‧囊封結構
30‧‧‧接合層及/或黏著層
32‧‧‧中間體積
34‧‧‧印刷電路板
36‧‧‧囊封材料/模製化合物
38‧‧‧評估裝置
40‧‧‧記憶體
42‧‧‧黏著層
44‧‧‧第一接線連接件
46‧‧‧接觸墊
48‧‧‧接觸墊
50‧‧‧第二接線連接件
52‧‧‧開口
54‧‧‧空氣、液體及/或粒子通路
56‧‧‧整合式壓力感測器
58‧‧‧整合式加速度感測器
60‧‧‧蝕刻終止層
a1‧‧‧位置資訊
a2‧‧‧位置資訊
在下文中參考圖式來解釋本發明之其他特徵及優點，其中：圖1a至圖1d展示用於闡明檢測裝置之製造方法之一個具體實例的示意性橫截面；圖2展示檢測裝置之第一具體實例的示意性橫截面；圖3展示檢測裝置之第二具體實例的示意性橫截面。
圖1a至圖1d展示用於闡明檢測裝置之製造方法之一個具體實例的示意性橫截面。
在圖1a至圖1d之具體實例中，至少一個壓力感測器經製造為檢測裝置。然而，指出製造方法之可實施性不限於製造體現為壓力感測器的至少一個檢測裝置。例如，亦可藉助於(可能相應經調適的)製造方法將至少一個血壓感測器、至少一個聲音感測器、至少一個麥克風、至少一個溫度感測器、至少一個化學感測器(至少一個化學檢測感測器及/或至 少一個化學濃度量測儀器)、至少一個氣體感測器、至少一個氣味感測器、至少一個液體感測器及/或至少一個粒子感測器製造為至少一個檢測裝置。製造方法之可實施性不限於作為檢測裝置的感測器裝置及/或放大器裝置之特定類型。
此外，可甚至在工業規模上執行本文所述之製造方法。如可參看圖1a及圖1b辨別，可藉助於此處所述之製造方法(幾乎)同時製造多個檢測裝置。
在藉助於圖1a示意性地表示之方法步驟中，具有至少一個經暴露感測區域12之至少一個敏感區10形成於(稍後的)半導體基板14之上及/或之中。以一種方式進行在半導體基板14之功能化側面之上及/或之中形成至少一個敏感區10，該方式使得在(已完成之)檢測裝置之後續操作期間，至少一個敏感區10之至少一個感測器信號在待於各別敏感區10之感測區域12處檢測之至少一個物理變數及/或至少一種物質之至少一種化學濃度中之改變的情況下變化。至少一個感測器信號可為藉由各別敏感區10輸出之至少一個信號及/或在各別敏感區10處所判定或分接之信號。例如，至少一個感測器信號可為至少一個電流強度及/或電壓信號，其由於各別敏感區10之至少一個子單元之變形及/或物理性質改變而變化，該變形或物理性質改變係由待於感測區域12處檢測之至少一個物理變數及/或至少一種物質之至少一種化學濃度中之改變而觸發。此亦可藉由闡述以一種方式進行形成至少一個敏感區10來釋義，該方式使得待於感測區域12處檢測之至少一個物理變數及/或至少一種物質之至少一種化學濃度中之改變引起各別敏感區10之至少子單元之變形及/或物理性質改變，該變形及/或物 理性質改變可藉助於至少一個感測器信號之變化來判定。在圖1a至圖1d之具體實例中，多個敏感區10對應地形成於多個半導體基板14(其稍後被單一化)中，該等半導體基板為晶圓16之各部分。
例如，具有至少部分地橫跨形成於半導體基板14中之空腔20的薄膜18之電容器可形成為至少一個敏感區10。(為更清晰起見，在圖1a至圖1d中省略對電容器之其他組件之描繪。)經導引遠離空腔20之經指派薄膜18之區域因此有利地適合作為以此方式形成之敏感區10之感測區域12。存在於薄膜18之感測區域12處之壓力(作為至少一個物理變數)中之改變可引起薄膜18之變形，電容器之電容因該變形而變化。此觸發電流強度及/或電壓信號(作為各別敏感區10之至少一個感測器信號)之變化，其視電容器之電容而定。由於已自先前技術瞭解用於電容器之多種組態可能性，故在此將不對其進行更詳細論述。
圖1a中所表示之敏感區10之組態非常適用於壓力感測器(絕對壓力感測器)，在該壓力感測器中可藉由薄膜18之變形/撓曲來執行壓力量測(絕對壓力量測)。為此目的，當空腔20中盛行之參考壓力存在於薄膜18之內部區域22(經導引遠離感測區域12且定界空腔20)上時，將待量測之壓力施加至薄膜18之感測區域12。真空或極低壓力適宜作為參考壓力以便限制/避免在溫度增加之情況下增加參考壓力(作為存在於空腔20中之至少一種氣體之膨脹的結果)。由於已自先前技術瞭解用於設定空腔20中之經定義參考壓力的技術，故在此不對其進行更詳細論述。
在圖1a中之具體實例中，接觸墊24亦視情況地形成於半導體基板14(具有薄膜18)之功能化側面上。此外，任選黏著層26沈積於半 導體基板14之對置側(經導引遠離功能側面)上。然而，沈積接觸墊24及/或沈積黏著層26為任選方法步驟。
圖1b展示用於囊封半導體基板之至少一個部分的第一方法步驟。在圖1b中之具體實例中，藉助於至少一個接合及/或黏著層30將作為至少一種囊封結構28的(可能部分地中空的)另外的半導體基板28固定至半導體基板14，使得囊封結構28橫跨至少一個敏感區10/薄膜18。視情況地，可將真空/低壓圍封在至少一個敏感區10/薄膜18與囊封結構28之間的中間體積32中。
隨後，可自晶圓16結構化作為晶圓16之部分的半導體基板14(在半導體基板14之上及/或之中具有至少一個敏感區10)。然而，在自其結構化半導體基板14之前，關於作為晶圓16之部分的半導體基板14之位置/定位的位置資訊a1及a2之至少一個項目亦可經定義及/或儲存以用於半導體基板14之後續校準。例如，可將半導體基板14與晶圓16之中點(未示意性地描繪)之間的第一距離a1及/或半導體基板14與晶圓16之邊緣之間的第二距離a2定義及/或儲存為位置資訊a1及a2之至少一個項目。在此情況下，可在後續校準中同時考慮位置資訊a1及a2之至少一個項目。(在下文甚至更詳細地論述在藉助於各別半導體基板14形成之檢測裝置之校準中同時考慮位置資訊a1及a2之至少一個項目。)
圖1c展示用於(在自晶圓16將其單一化之後)囊封半導體基板14之至少一個部分的另一方法步驟。為此目的，(藉助於黏著層26)將半導體基板14固定在印刷電路板34上。隨後，至少一種囊封材料36(例如，至少一種模製化合物36)沈積於印刷電路板34上，使得半導體基板14 (具有囊封結構28)至少部分地(可能完全地)嵌入於其中。如在圖1c中所說明之半導體基板14之囊封具有自至少部分地經囊封半導體基板之外部環境以氣密、液密及/或粒密方式密封至少一個敏感區10/薄膜18之至少一個感測區域12的效果。特定而言，以一種方式藉助於囊封自外部環境密封至少一個敏感區10/薄膜18之至少一個感測區域12，該方式使得甚至在待於至少部分地經囊封半導體基板之外部環境中檢測之至少一個物理變數及/或至少一種物質之至少一種化學濃度中之(顯著)改變之情況下，(實質上)防止對至少一個敏感區10/薄膜18的影響。至少一個感測器信號因此不改變/幾乎不改變，而不管待在(由於氣密、液密及/或粒密密封)至少部分地經囊封半導體基板之外部環境中檢測之至少一個物理變數及/或至少一種物質之至少一種化學濃度中之(顯著的)改變。在製造至少一個壓力感測器期間，自至少部分地經囊封半導體基板之外部環境(例如)以氣密(耐壓)方式密封至少一個敏感區10/膜片18之至少一個感測區域12。
作為任選發展，在圖1a至圖1d中之具體實例中，檢測裝置經形成有評估裝置38及記憶體40(可能作為評估裝置38之子單元)，其中在檢測裝置之後續操作期間，至少考慮到至少一個感測器信號及儲存於記憶體40中之評估關係，評估裝置38經設計以定義且輸出關於待檢測之至少一個物理變數及/或至少一種物質的資訊。可將具有記憶體40之評估裝置38製造(例如)為特殊應用積體電路(ASIC)(參照半導體基板14形成於外部)。同樣地，評估裝置38及/或記憶體40亦可形成於半導體基板14之上及/或之中。此外，評估裝置38及記憶體40之可組態性不受限於電路之特定類型特定類型之記憶體之類型。
可藉助於另一黏著層42將評估裝置38固定在印刷電路板34上。可經由第一接線連接件44將評估裝置38之接觸墊46連接至半導體基板14之接觸墊24。可經由第二接線連接件50將評估裝置38之另一接觸墊48連接至印刷電路板34。視情況地，亦可將評估裝置38及/或接線連接件44及50中之至少一者(連同半導體基板14之至少一個部分)嵌入至至少一種囊封材料36中。
在囊封半導體基板14之至少部分之後，進行至少一個第一測試及/或校準量測，為此目的，將具有以氣密、液密及/或粒密方式自至少部分地經囊封半導體基板14之外部環境密封之至少一個感測區域12的至少一個敏感區10之至少一個感測器信號判定為至少一個第一測試及/或校準信號。以此方式獲得之至少一個第一測試及/或校準信號非常適用於測試/檢查是否仍然值得進一步加工圖1c中所展示之中間產品。如下文中更詳細地解釋，以此方式獲得之至少一個第一測試及/或校準信號亦有利地適用於由至少半導體基板14製造的檢測裝置之後續校準。此外，其可有利的將至少一個第一測試及/或校準信號暫時儲存於記憶體40上直至稍後執行校準為止。
在圖1a至圖1d之具體實例中，(由於不存在空氣通路/壓力通路或自外部環境之氣密密封)在(幾乎)相同壓力存在於薄膜18之區域12及22處時進行至少一個第一測試及/或校準量測。因此，(對於第一近似值)針對「真空/無外部壓力」量測至少一個第一測試及/或校準信號。此亦可藉由闡述在至少一個第一測試及/或校準量測期間在薄膜18無壓力地存在之情況下量測至少一個第一測試及/或校準信號來釋義。
圖1d展示在以一種方式在至少部分地經囊封半導體基板14處形成至少一個開口52之後的至少部分地經囊封半導體基板14，該方式使得產生自至少部分地經囊封半導體基板14之外部環境至至少一個感測區域12的至少一個空氣、液體及/或粒子通路54。明確地指出在形成至少一個開口52之前進行至少一個第一測試及/或校準量測。隨後進行形成至少一個開口52以使得由於(以開啟方式)存在之至少一個空氣、液體及/或粒子通路54，待在外部環境中檢測之至少一個物理變數及/或至少一種物質之至少一種化學濃度中之改變導致在至少一個(經暴露)感測區域12處之至少一個物理變數及/或至少一種化學濃度中之改變(可由於至少一個感測器信號之變化而識別)。在(例如)藉助於至少一個開口52製造至少一個壓力感測器期間，產生自至少部分地經囊封半導體基板14之外部環境至至少一個感測區域12的空氣通路/壓力通路54，使得存在於至少部分地經囊封半導體基板14之外部環境中之環境壓力引起薄膜18之變形。
在此處所述之製造方法之具體實例中，在形成至少一個開口52之後，進行至少一個第二測試及/或校準量測，為此目的，在至少一個空氣、液體及/或粒子通路54(以開啟方式)存在的情況下將至少一個敏感區10/薄膜18之至少一個感測器信號判定為至少一個第二測試及/或校準量測之至少一個第二測試及/或校準信號。例如，在至少一個第二測試及/或校準量測期間，在薄膜18暴露於大氣壓力之情況下量測至少一個第二測試及/或校準信號。
隨後，至少考慮到至少一個第一測試及/或校準信號及至少一個第二測試及/或校準信號來定義評估關係(用於在檢測裝置之後續操作 期間藉助於評估裝置38評估至少一個感測器信號)。例如，可將校準值/匹配值及/或至少一種校準演算法/至少一個特性曲線定義為評估關係。儘管至少一個第一測試及/或校準信號及至少一個第二測試及/或校準信號具有可容易判定性/可容易量測性，但此等信號有利地適合用於定義評估關係。例如，考慮到至少一個第一測試及/或校準信號及至少一個第二測試及/或校準信號，可容易地將線性關係定義為評估關係。隨後將評估關係儲存於記憶體上。
習知地，用於補償製造波動之大部分壓力感測器在其完成之後才得以校準。為該目的，根據先前技術，將(已完成製造之)壓力感測器配置在壓力室中。隨後，用壓力室中之至少兩個不同壓力值來進行校準量測。考慮到在壓力室中進行之校準量測，隨後意欲對應地匹配壓力感測器。然而，在壓力室中，可僅用相對較小數目之壓力感測器來(同時)進行校準量測。
相比之下，此處所述之製造方法提供較不複雜的校準，但其仍確保至少一個經校準檢測裝置之高量測及檢測準確度。特定而言，可在不使用壓力室之情況下執行校準且因此可與先前技術相比更具成本效益地且更簡單地執行。除在至少一個第一測試及/或校準量測期間在「真空/無外部壓力」下判定至少一個第一測試及/或校準信號之外，可在大氣壓力/室壓下判定用於至少一個第二測試及/或校準量測的至少一個第二測試及/或校準信號。(可另外藉助於經校準測量儀器非常精確地判定大氣壓力/室壓。)因此，當執行此處所述之製造方法時，壓力室中之習知量測對校準而言不再為必要的。省略壓力室亦允許對檢測裝置之更簡單的接觸。由於檢測裝 置之更簡單的接觸，更好的溫度連接及控制亦為可能的，其結果為可在較短時間內量測且匹配更多檢測裝置。甚至晶圓級匹配係可能的。此外，基於習知所需之壓力室之空間限制，可同時量測之檢測裝置之數目將比可能的更多。
在此處所述之製造方法之一個有利發展中，薄膜18之溫度(或薄膜18之空間環境中之溫度)可在複數個第一測試及/或校準量測之間及/或複數個第二測試及/或校準量測之間變化。第一測試及/或校準量測及/或第二測試及/或校準量測之壓力相關及溫度相關信號可隨後用於定義用於校準檢測裝置的壓力相關及溫度相關評估關係。因此，亦可在不使用壓力室之情況下執行壓力相關及溫度相關校準。在習知所需之壓力室中，溫度僅可緩慢變化，由於該原因，對於各量測循環而言，必須佔用壓力室很長時間。相比之下，薄膜18之該溫度(或薄膜18之空間環境中之溫度)可針對第一測試及/或校準量測及/或第二測試及/或校準量測相對快速及容易地變化。特定而言，由於省略壓力室，原則上亦有可能採用非常快速的溫度斜升。在此情況下，特別地有利的係在壓力感測器內執行溫度量測。此外，可在形成至少一個開口52之前已將第一測試及/或校準量測之溫度量測值暫時儲存於記憶體40中及/或亦可在形成至少一個開口52之後將第二測試及/或校準量測之溫度量測值暫時儲存於記憶體40中。在此發展中，可以相對較小複雜性及較低成本執行校準程序/匹配程序。
在另一有利發展中，在定義評估關係時同時考慮關於作為晶圓16之部分的半導體基板14之(先前或仍然當前)位置/定位的位置資訊a1及a2之至少一個項目。藉助於隨機樣品，有可能根據作為晶圓16之部分 的半導體基板14之位置/定位而發現至少部分地補償均勻製造波動/偏差的可靠的匹配演算法(例如，在至少一個蝕刻期間之「陰影效應」)。藉由執行採用晶圓16之少數隨機樣品之程序一次，匹配演算法可經定義為對許多晶圓18之所有半導體基板14具有統計確定性。接著可在另外考慮位置資訊a1及a2之至少一個項目及經定義之匹配演算法時執行定義評估關係。
在此處所述之製造方法之替代性具體實例中，至少一個檢測裝置亦可經形成有放大器裝置及記憶體40，其中在檢測裝置之後續操作期間，至少考慮到至少一個感測器信號及儲存於記憶體40上之放大關係，該放大器裝置經設計以輸出放大信號。在此情況下，至少考慮到至少一個第一測試及/或校準信號，較佳地亦考慮到至少一個第二測試及/或校準信號及/或考慮到位置資訊a1及a2之至少一個項目及該經定義匹配演算法來定義該放大關係。接著將放大關係儲存於記憶體40上。
圖2展示檢測裝置之第一具體實例的示意性橫截面。
在圖2中示意性地說明之檢測裝置包含具有形成於半導體基板14之上及/或之中的至少一個敏感區10的半導體基板14，其中藉助於至少一種囊封材料36及/或至少一個囊封結構28至少部分地囊封半導體基板14。至少一個敏感區10之至少一個感測區域12藉助於至少一個空氣、液體及/或粒子通路54暴露，該至少一個空氣、液體及/或粒子通路54在每一情況下至少部分地經由至少一種囊封材料36及/或至少一個囊封結構28自至少部分地經囊封半導體基板14之外部環境延伸至至少一個感測區域12。至少一個敏感區10之至少一個感測器信號在待於各別敏感區10之感測區域12處檢測之至少一個物理變數及/或至少一種物質之至少一種化學濃 度中之改變的情況下變化。此外，檢測裝置具有帶記憶體40之評估裝置38，其中至少考慮到至少一個感測器信號及儲存於記憶體40上之評估關係，評估裝置38經設計以定義且輸出關於待檢測之至少一個物理變數及/或至少一種物質的資訊。
可(例如)根據評估關係包含至少一個第一測試及/或校準信號的事實來識別根據以上所解釋之製造方法的檢測裝置之製造，該至少一個第一測試及/或校準信號在自外部環境對至少部分地經囊封半導體基板14之至少一個感測區域12進行氣密、液密及/或粒密密封之情況下經判定為至少一個感測器信號。
可(例如)藉助於經由壓力(且可能經由溫度)的高度精確量測來展現根據以上所解釋之製造方法的具有整合式壓力感測器56及整合式加速度感測器58的檢測裝置之製造。特定而言，藉助於對經由壓力(且可能經由溫度)的故障之統計分析，有可能展現在真空及環境壓力下進行校準。
此外，亦有可能進行對評估裝置38/記憶體40之分析以便展現藉助於製造方法製造檢測裝置。在記憶體40上，(例如)將校準值/匹配值及/或至少一種校準演算法/至少一個特性曲線儲存為評估關係，自其中可推導出在真空及/或正常環境壓力下之匹配。
參考符號60係指蝕刻終止層。代替評估裝置38，檢測裝置亦可具有待記憶體40之放大器裝置，其中至少考慮到至少一個感測器信號及儲存於記憶體40上之放大關係，該放大器裝置經設計以輸出放大信號，且其中該放大關係包含至少一個第一測試及/或校準信號，該至少一個第一 測試及/或校準信號在自外部環境對至少部分地經囊封半導體基板14之至少一個感測區域12進行氣密、液密及/或粒密密封之情況下經判定為至少一個感測器信號。
圖3展示檢測裝置之第二具體實例的示意性橫截面。
如可參看圖3所辨別，檢測裝置亦可形成為裸晶粒(BARE DIE)元件。恰好在檢測裝置形成為裸晶粒元件之情況下，可在晶圓級處執行第一測試及校準量測或第一及第二測試及校準量測。此外，可省去使用至少一種囊封材料36。因此，另外亦有可能省去至少一個囊封結構28及/或印刷電路板34。
10‧‧‧敏感區
12‧‧‧感測區域
14‧‧‧半導體基板
18‧‧‧薄膜
24‧‧‧接觸墊
26‧‧‧黏著層
28‧‧‧囊封結構
30‧‧‧接合及/或黏著層
32‧‧‧中間體積
34‧‧‧印刷電路板
36‧‧‧囊封材料/模製化合物
38‧‧‧評估裝置
40‧‧‧記憶體
42‧‧‧黏著層
44‧‧‧接線連接件
46‧‧‧接觸墊
48‧‧‧接觸墊
50‧‧‧接線連接件

Claims (12)

  1. 一種檢測裝置的製造方法，其包含以下步驟：以一方式在一半導體基板(14)之上及/或之中形成具有至少一個經暴露感測區域(12)之至少一個敏感區(10)，該方式使得在該檢測裝置之後續操作期間，該至少一個敏感區(10)之至少一個感測信號在待於該各別敏感區(10)之該感測區域(12)處檢測之至少一個物理變數及/或至少一種物質之至少一種化學濃度中之一改變的情況下變化；以一方式囊封該半導體基板(14)之至少一個部分，該方式使得該至少一個敏感區(10)之該至少一個感測區域(12)係自該至少部分地經囊封半導體基板(14)之一外部環境以一氣密、液密及/或粒密方式密封；及以一方式在該至少部分地經囊封半導體基板(14)處形成至少一個開口(52)，該方式使得產生自該至少部分地經囊封半導體基板(14)之該外部環境至該至少一個感測區域(12)的至少一個空氣、液體及/或粒子通路(54)；其特徵在於在形成該至少一個開口(52)之前，進行至少一個第一測試及/或校準量測，為此目的，將具有以一氣密、液密及/或粒密方式自該至少部分地經囊封半導體基板(14)之該外部環境密封之該至少一個感測區域(12)的該至少一個敏感區(10)之該至少一個感測信號判定為該至少一個第一測試及/或校準量測之至少一個第一測試及/或校準信號。
  2. 如申請專利範圍第1項之製造方法，其中，在形成該至少一個開口(52) 之後，進行至少一個第二測試及/或校準量測，為此目的，在存在該至少一個空氣、液體及/或粒子通路(54)之情況下，將該至少一個敏感區(10)之該至少一個感測信號判定為該至少一個第二測試及/或校準量測之至少一個第二測試及/或校準信號。
  3. 如申請專利範圍第1項之製造方法，其中該檢測裝置經形成有一評估裝置(38)及一記憶體(40)，其中在該檢測裝置之該後續操作期間，至少考慮到該至少一個感測信號及儲存於該記憶體(40)上之一評估關係，該評估裝置(38)經設計以定義且輸出關於待檢測之該至少一個物理變數及/或該至少一種物質的資訊，且其中至少考慮到該至少一個第一測試及/或校準信號來定義該評估關係且將其儲存於該記憶體(40)上。
  4. 如申請專利範圍第1項之製造方法，其中該檢測裝置經形成有一放大器裝置及一記憶體(40)，其中在該檢測裝置之該後續操作期間，至少考慮到該至少一個感測信號及儲存於該記憶體(40)上之一放大關係，該放大器裝置經設計以輸出一放大信號，且其中至少考慮到該至少一個第一測試及/或校準信號來定義該放大關係且將其儲存於該記憶體(40)上。
  5. 如申請專利範圍第3項或第4項之製造方法，其中至少考慮到該至少一個第一測試及/或校準信號及該至少一個第二測試及/或校準信號來定義該評估關係或該放大關係。
  6. 如申請專利範圍第3項或第4項之製造方法，其中該至少一個敏感區(10)形成於該半導體基板(14)之上及/或之中，該半導體基板(14) 為一晶圓(16)之部分，其中自該晶圓(16)結構化該半導體基板(14)，且其中藉由定義該評估關係或該放大關係而同時考慮關於作為該晶圓(16)之部分的該半導體基板(14)之一位置的位置資訊(a1、a2)之至少一個項目。
  7. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項之製造方法，其中將一壓力感測器(56)、一血壓感測器、一聲音感測器、一麥克風、一溫度感測器、一化學感測器、一氣體感測器、一氣味感測器、一液體感測器及/或一粒子感測器製造為該檢測裝置。
  8. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項之製造方法，其中以一方式將具有至少部分地橫跨形成於該半導體基板(14)中之一空腔(20)的一薄膜(18)之一電容器形成為該至少一個敏感區(10)，該方式使得存在於該薄膜(18)之該感測區域(12)處作為該至少一個物理變數的的一壓力之一改變引起該薄膜(18)之一變形，該電容器之一電容且取決於該電容器之該電容之作為該至少一個感測器信號之一電流強度及/或電壓信號因該變形而變化。
  9. 如申請專利範圍第8項之製造方法，其中在該至少一個第一測試及/或校準量測期間，在該薄膜(18)無壓力地存在的情況下量測該至少一個第一測試及/或校準信號，且在該至少一個第二測試及/或校準量測期間，在該薄膜(18)暴露於該大氣壓力的情況下量測該至少一個第二測試及/或校準信號。
  10. 如申請專利範圍第9項之製造方法，其中該薄膜(18)之一溫度在複數個第一測試及/或校準量測之間及/或在複數個第二測試及/或校準量 測之間變化。
  11. 一種檢測裝置，其包含：一半導體基板(14)，其具有形成於該半導體基板(14)之上及/或之中的至少一個敏感區(10)，其中該半導體基板(14)至少部分地藉助於至少一種囊封材料(36)及/或至少一個囊封結構(28)囊封，其中該至少一個敏感區(10)之至少一個感測區域(12)藉助於至少一個空氣、液體及/或粒子通路(54)暴露，該至少一個空氣、液體及/或粒子通路(54)在每一情況下至少部分地經由該至少一種囊封材料(36)及/或該至少一個囊封結構(28)自該至少部分地經囊封半導體基板(14)之一外部環境延伸至該至少一個感測區域(12)，且其中該至少一個敏感區(10)之至少一個感測器信號在待於該各別敏感區(10)之該感測區域(12)處檢測之至少一個物理變數及/或至少一種物質之至少一種化學濃度中之一改變之情況下變化；及一評估裝置(38)，其具有一記憶體(40)，其中至少考慮到該至少一個感測器信號及儲存於該記憶體(40)上之一評估關係，該評估裝置(38)經設計以定義且輸出關於待檢測之該至少一個物理變數及/或該至少一種物質的資訊；其特徵在於該評估關係包含至少一個第一測試及/或校準信號，該至少一個第一測試及/或校準信號在自該外部環境對該至少部分地經囊封半導體基板(14)之該至少一個感測區域(12)進行一氣密、液密及/或粒密密封之情況下經判定為該至少一個感測器信號。
  12. 一種檢測裝置，其包含：一半導體基板(14)，其具有形成於該半導體基板(14)之上及/或之中的至少一個敏感區(10)，其中該半導體基板(14)至少部分地藉助於至少一種囊封材料(36)及/或至少一個囊封結構(28)囊封，其中該至少一個敏感區(10)之至少一個感測區域(12)藉助於至少一個空氣、液體及/或粒子通路(54)暴露，該至少一個空氣、液體及/或粒子通路(54)在每一情況下至少部分地經由該至少一種囊封材料(36)及/或該至少一個囊封結構(28)自該至少部分地經囊封半導體基板(14)之一外部環境延伸至該至少一個感測區域(12)，且其中該至少一個敏感區(10)之至少一個感測器信號在待於該各別敏感區(10)之該感測區域(12)處檢測之至少一個物理變數及/或至少一種物質之至少一種化學濃度中之一改變之情況下變化；及一放大器裝置，其具有一記憶體(40)，其中至少考慮到該至少一個感測器信號及儲存於該記憶體(40)上之一放大關係，該放大器裝置經設計以輸出一放大信號；其特徵在於該放大關係包含至少一個第一測試及/或校準信號，該至少一個第一測試及/或校準信號在自該外部環境對該至少部分地經囊封半導體基板(14)之該至少一個感測區域(12)進行一氣密、液密及/或粒密密封之情況下經判定為該至少一個感測器信號。
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