[发明专利]具有两个半导体构件的部件和用于制造两个半导体构件之间的键合连接的方法

说明书

为了在两个半导体构件(10，20)的连接时实现具有不同的内部压力的腔(21，22)而提出，结构化所述两个待连接的构件表面中的至少一个，使得至少一个环绕的键合框区域相对于至少一个另外的环绕的键合框区域凹入或凸出。然后，应施加至少一个连接层到所述经结构化的构件表面上并且在所述构件表面的不同表面水平上由所述连接层结构化出至少两个环绕的键合框(31，32)。构件表面中的如此实现的表面轮廓能够实现顺序键合，其中，能够相继地在所述两个构件(10)之间严密密封地封闭多个腔(21，22)，使得在所述腔(21，22)的每一个中存在限定的内部压力。

技术领域

本发明涉及一种具有至少两个半导体构件的部件，所述至少两个半导体构件通过至少一个经结构化的连接层相互连接，其中，在所述两个构件之间构造有至少两个腔，所述至少两个腔分别通过连接层中的环绕的键合框严密密封地封闭，从而在所述腔的每一个中存在限定的内部压力。

此外，本发明涉及一种用于制造两个半导体构件之间的键合连接的方法。

背景技术

用于在此讨论的部件的一个重要的应用例子是具有MEMS构件的所谓 IMU(惯性测量单元)，所述MEMS构件不仅包括旋转速度传感器元件，而且包括加速度传感器元件。这两个传感器元件构造在MEMS构件的层结构中并且并排地设置。两个传感器元件借助第二构件封装，以便保护传感器结构并且确保用于相应传感器运行的限定的压力状况。因为旋转速度传感器和加速度传感器通常在不同的环境压力下运行，所以在第二构件中对于每一个传感器结构设有各自的罩结构。在旋转速度传感器的情况下，谐振地驱动传感器结构的一部分。因此，在旋转速度传感器元件的空腔中设置尽可能低的约1mbar的内部压力，以便将传感器结构的衰减保持得尽可能低。然后，旋转速度传感器已经可以以相对小的激励电压运行。与此不同，应尽可能不激励加速度传感器的传感器结构进行振动。因此，加速度传感器运行在明显更高的通常为500mbar的内部压力下。

US 2012/0326248 A1涉及用于MEMS构件的各个传感器元件的如此不同的压力状况的实现，所述各个传感器元件借助于共同的罩构件封装。在该文献中此外提出，分级地实施用于连接MEMS构件和罩构件的键合工艺，使得各个传感器元件的腔不是同时地，而是在彼此相继的键合步骤中被封闭。在该操作方式中利用了，在键合工艺期间外部压力状况可以强烈地发生变化。因此可能的是，在彼此相继的键合步骤期间预给定不同的压力状况并且相应于在相应的工艺步骤中被封闭的腔的所力求的内部压力地选择所述不同的压力状况。

根据US 2012/0326248 A1，通过两个材料层制造MEMS构件和罩构件之间的压力密封的连接，所述两个材料层施加到两个待连接的构件表面上并且由所述两个材料层结构化出用于各个腔的键合框。为了实现键合工艺的多级性，至少在所述两个构件表面的一个上实现用于各个腔的具有不同层厚度的键合框。

在键合工艺期间，然后以如此制备的表面彼此挤压MEMS构件和罩构件。在此，最厚的、最大程度暴露的键合框首先进行接触并且在第一键合步骤中形成严密密封的键合连接，借助该键合连接封闭第一腔。然后，一直继续这些构件的共同挤压，直至较薄的键合框开始接触。然后才通过较薄的键合框的所形成的严密密封的键合连接来封闭另一个腔。由于相比与第一键合步骤，第二键合步骤在不同的环境压力下实施，所以在两个腔中调节不同的内部压力。

具有不同层厚度的键合框结构的制造实际上被证实为相对耗费并且并非适合于所有连接材料。

发明内容

借助本发明进一步发展一种用于在两个构件连接时实现具有不同的内部压力的腔的由US 2012/0326248 A1已知的顺序键合方案。

与此不同，根据本发明的部件方案设置，将所述环绕的键合框中的至少两个设置在所述两个构件中的至少一个的不同表面水平上。