[发明专利]用于在微结构化部件之间制造间隔的导电连接的接触装置

说明书

背景技术

本发明涉及一种用于在第一和第二微结构化部件之间建立间隔的、导电的连接的接触装置，其包括在第一微结构化部件上的电连接接触部，在连接接触部上的钝化层，以及设置在钝化层上的介电间隔层。此外，本发明涉及一种部件装置，其包括彼此连接的第一和第二微结构化部件，其中第一部件包括根据本发明的第一接触装置，并且第二部件具有与接触装置相连的第一连接接触部。此外，本发明涉及一种用于制造这种接触装置的方法。

为了将MEMS（微电子机械系统）晶片与第二晶片气密地电连接，现有技术中公开了用于与不同的材料组合共晶接合的方法。这种共晶连接的例子是铝-锗、金-硅、金-锡以及铝-硅。此外，已知了用于垂直集成MEMS器件和分析电路（专用集成电路ASIC）的装置，其基于在芯片平面或者晶片平面上的两个组成部分的共晶连接。

在MEMS器件尤其是惯性传感器的包封或者封装时，器件所需的自由移动性通过如下方式实现：在盖罩晶片（Kappenwafer）中在器件之上的区域中设置腔穴。盖罩芯片的该区域于是不适于或者仅仅以高花费地适于安置其他的器件、尤其是用于传感器元件的分析电路。

于是，例如US 2005/0166677 A1公开了一种垂直地集成的微机械（MEMS）装置，包括：a）MEMS子装置，其带有基本上平坦的框架和在该框架内的至少一个MEMS元件以及至该装置的柔性接触部；b）借助第一连接来连接到框架上的盖，所述盖基本上与框架平行；以及c）接合到框架的表面上的基部，该基部以第二连接而离开第一衬底。在基部上的电极与MEMS元件之间的间隙以光刻方式实现。提供了对间隙的精确控制，并且至少一个MEMS元件安置在腔内。

尽管有用于安置分析电路的腔穴仍然使用盖罩晶片的各种可能性同样是已知的，然而全部具有缺点。于是，分析电路可以安置在盖罩晶片的背离MEMS器件的侧上。只有当传感器元件和分析电路之间的电连接或者穿过盖罩来引导或者借助线接合来设置时，这才可能。在第一变形方案中，在MEMS器件的电容性分析的情况下，附加的寄生电容产生干扰。在第二替选方案中的连接是费事的。为此，至传感器晶片上的端子例如必须借助锯割来分开。此外，在此存在开放的线接合使得使用传感器作为“裸片”（即没有其他封装）变得困难。也可能考虑的是，将分析电路安置在盖罩芯片的朝向MEMS器件的侧上，然而在腔旁边。然而，这意味着大量的面积损失以及由此意味着额外成本。

因此值得希望的是一种可能性，其允许将也可以包括ASIC的盖罩芯片与MEMS晶片共晶连接，使得在两个晶片之间借助简单的薄层技术的方法实现良好限定的距离，并且可以实现局部限定的电连接。此外有利的是，可以避免在共晶接合连接中总是出现的液态共晶相的流动效应。由此，也可以避免在安装过程期间的错误调整。

发明内容

因此，根据本发明提出了一种用于在第一晶片和第二晶片之间建立间隔的、导电的连接的接触装置，其中接触装置包括电连接接触部、在连接接触部上的钝化层和设置在钝化层上的介电间隔层，并且其中接触装置至少设置在晶片之一上。

根据本发明的接触装置的特征在于，接触装置包括以能够形成金属-金属化合物的第一材料来至少部分地填充的沟槽，其中所述沟槽是从间隔层穿过钝化层直到连接接触部的连续的沟槽，并且第一材料在沟槽中从连接接触部设置直到沟槽的上边缘。

借助根据本发明的接触装置，可以将两个晶片间隔地彼此连接，使得在晶片之间得到间隙或者空隙。换而言之，本发明能够借助穿通接触的间隔结构来实现带有限定的晶片距离的导电的接合连接。接合连接可以在要求时气密地密封实施。

在晶片上并且朝向间隙或者空隙可以设置有微结构化的部件。因此，根据本发明的接触装置可以直接地设置在晶片上以及设置在位于晶片上的并且朝向间隙或者空隙的微结构化的部件上。通过这种方式，可以将电接触路径保持得短。

本发明也包含一种包括这种接触装置的晶片。

在本发明意义中的微结构化的部件在此是如下部件：其功能结构具有在微米范围中的尺寸。例如，这些功能结构可以具有大于等于1μm到小于等于1000μm的长度、高度和/或宽度。部件理解为传感器和集成电路。这些集成电路例如可以控制传感器或者分析其信号。于是，也可以涉及专用集成电路。

根据本发明的接触装置的大小、即尤其是长度、高度和/或宽度同样可以处于微米范围中。

第一和第二晶片中的晶片之一有利地是盖罩晶片，其可以用于两个微结构化的部件的封装。可选地，盖罩晶片包含ASIC。