[发明专利]用于制造混合集成的构件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造混合集成的构件的方法，所述混合集成的构件具有：至少一个MEMS(micro electro mechanical systems：微电子机械系统)结构元件；一用于所述MEMS结构元件的微机械结构的罩以及至少一个ASIC(Application specific Integrated Circuit：应用特定的集成电路)基底。

背景技术

因为所述根据本发明的方法尤其适于制造惯性传感器、例如加速度传感器和横摆率传感器(Drehratensensor)，所以下面按照一这样的构件的例子来说明本发明，尽管也可借助根据本发明的方法来完成具有其他功能的构件。在惯性传感器的情况下，所述MEMS结构元件的微机械结构包括至少一个振动质量(seismische Masse)，所述振动质量有弹性地悬挂在所述微机械结构内，从而使得其基于加速而被偏转。也可通过离心力或者旋转运动来引起这种加速。振动质量的该偏转被检测和评价。所述构件为此必须一方面设计有用于信号检测的电路器件，例如设计有测量电容器的电极或者设计有压敏电阻。另一方面，需要一用于处理和评价测量信号的评价电路。此外，所述MEMS结构元件的微机械结构应当被罩起来。由此能够为传感器结构提供受限定的压力关系，这显著地连带确定了传感器的阻尼表现。此外，通过这种方式防止MEMS结构元件的微机械结构受到污染和外部影响(例如湿度、外来气体和颗粒)的影响。

在US2011/0012247A1中说明了一种用于制造竖直集成的、具有一MEMS结构元件、一用于MEMS结构元件的微机械结构的罩以及一ASIC基底的构件的方法。该已知的方法设置：所述构件的三个部件彼此独立地完成制造并且为每个部件提供一自己的原始基底。MEMS基底被键合到已经经过处理并且必要时也经结构化的ASIC基底上。根据US2011/0012247A1，MEMS基底的处理要么在装配在ASIC基底上之前进行，要么在装配在ASIC基底上之后才进行，但是在装配罩基底时必须结束。在任何情况下，罩基底在其被装配在MEMS结构元件的微机械结构上之前首先被结构化。罩基底为此也被键合到ASIC基底上。

该已知的方法能够实现具有微机械传感器功能和评价电路的耐用构件的成本低廉的批量生产，因为这里不仅制造出在晶圆复合体中的各个构件部件、即MEMS结构元件、罩和ASIC，而且实现了它们在晶圆级(Waferebene)上装配成一传感器构件。也可在晶圆级上执行MEMS功能和ASIC功能的电测试以及各个传感器构件的校正。这同样有助于缩减制造成本。

已知的方法的一些观点在实践中具有一定的缺点。在制造三个构件部件的情况下，使用三个原始基底造成了相对高的材料耗费和处理耗费。此外，在构件装配的范畴中必须执行两个彼此独立的、各相对耗费的键合过程。最后还要提到，这样制成的构件具有较大的安装高度。

发明内容

利用本发明来提供一种用于混合集成的构件的简单且成本有利的制造方法，所述混合集成的构件具有：至少一个MEMS结构元件、一用于所述MEMS结构元件的微机械结构的罩以及至少一个ASIC基底，使用该方法能够达到高的微型化程度。

这根据本发明通过如下方式来实现，即：MEMS结构元件的微机械结构和在一个层构型内的所述罩被制造，更确切地说，由一共同的半导体基底出发被制造。为此，将至少一个罩层施加到所述半导体基底的第一表面上。由该半导体基底的另外的第二表面出发，对该半导体基底进行处理和结构化，以便产生并露出所述MEMS结构。然后，所述半导体基底以MEMS结构化的第二表面被装配在ASIC基底上。

与US2011/0012247A1中所述的方法不同的是，所述罩在这里因此以薄层技术通过在MEMS基底的一表面上生长至少一个罩层来制造。为此，可使用已知的、可良好控制的并且成本比较有利的半导体工艺。在此，没有键合过程也在MEMS基底与罩结构之间形成气密式较紧密的复合物，该复合物的安装高度仅略大于MEMS结构元件的微机械结构的高度。

根据本发明的制造方法能够以多种多样的方式进行变化，这尤其是涉及到所述罩结构的实现、所述MEMS结构的实现以及MEMS结构元件与ASIC基底之间的连接。过程顺序也取决于待完成的构件的类型和确定。