[发明专利]用于制造微机械传感器的方法

说明书

本发明涉及一种用于制造微机械传感器的方法(100)，所述方法具有以下步骤：提供具有MEMS衬底(1)的MEMS晶片(10)，其中，在所述MEMS衬底(1)中在膜片区域(3a)中构造限定数量的蚀刻沟，其中，所述膜片区域构造在第一硅层(3)中，该第一硅层以与所述MEMS衬底(1)隔开限定的间距的方式布置；提供罩晶片(20)；将所述MEMS晶片(10)与所述罩晶片(20)键合；并且通过所述MEMS衬底(1)的磨削构造通向所述膜片区域(3a)的介质入口(6)。

技术领域

本发明涉及一种用于制造微机械传感器的方法。

背景技术

用于测量加速度和转速的微机械惯性传感器针对在汽车和消费领域中的不同应用批量生产地制造。尤其在惯性传感装置的领域中越来越多地使用所谓的垂直集成、或混合集成或3D集成的方法。在这些制造方法中使至少一个MEMS晶片和分析处理ASIC晶片通过晶片键合方法相互机械地和电地连接，如由US 7 250 353 B2、US 7 442 570 B2、US 20100109102A1、US 2011 0049652A1、US 2011 0012247A1、US 2012 0049299A1、DE 102007048604A1已知。

特别吸引人的是这些垂直集成方法结合呈硅通孔(TSV)形式的电贯通接触部和倒装芯片技术，由此外部的电触点接通部可以作为“裸芯片”模块或芯片级封装实现，即没有塑料重新封装，如由US 2012 0235251A1已知。

在越来越多的功能集成、即将更多个传感参数集成在单个传感器模块中的过程中，已经提出惯性传感器技术的扩展。在此，所提到的功能集成有利地既保证成本降低也保证在应用电路板上的减小的位置需要。用于将压力传感器集成到惯性传感器工艺中的不同扩展方案例如由DE 10 2206011 545A1、DE 10 2006 024 671 A1、DE 10 2013 213 065A1、DE 10 2013 213071B3已知。

对于压力传感机构的大的挑战在于介质入口的制造。在此，存在众所周知重大的技术困难。

上面提到的文献的大多数包含用于介质入口的所谓的背侧端口(BacksidePort)，如由DE 10 2014 200 512 A1已知。在这里，在整个过程结束时从MEMS衬底晶片的背侧通过蚀刻过程、优选沟槽过程(深反应离子蚀刻，DRIE)制造在膜片区域下方的一个或多个入口孔。所提到的蚀刻过程在直接位于衬底晶片上和在压力传感器膜片下方的氧化物处停止。因为氧化物不是良好适合用于传感器膜片的材料(如由于湿气吸收热膨胀系数与硅的不匹配、内应力等)，在膜片下侧上的氧化物层必须尽可能地被移除。这优选通过借助气相中的HF的蚀刻(所谓的气相蚀刻)发生。

这里的问题是，不仅晶片背侧、而且同时对应键合的晶片的外置侧和晶片边缘被蚀刻。如果对应键合的晶片是具有重新布线和钝化平面的ASIC，那么气相蚀刻会导致ASIC背侧的损坏。ASIC背侧针对气相蚀刻的防护不能以简单的措施实现。

DE 10 2013 213 071 B3描述了作为背侧端口的替代方案的用于通过所谓的侧面端口来制造介质入口的过程。在这种情况下，介质进入不直接垂直地在膜片区域上方或下方实现，而是介质从侧面通过侧面端口引导到传感器膜片下方的区域中。

由DE 10 2009 045 385 A1已知，可能的是，通过在硅层上方的细小的氧化物栅格将深沟槽施加在硅中，并且氧化物栅格随后通过另外的氧化物沉积部又被几乎无表面型貌地封闭，使得随后可以无问题地使用对于半导体而言普遍的或微系统技术上的过程步骤，如层沉积和光刻方法。

发明内容

因此，本发明的任务是，降低在制造微机械传感器时的上面提到的缺点。

所述任务根据第一方面借助用于制造微机械传感器的方法解决，所述方法具有以下步骤：