[发明专利]应力解耦和粒子过滤器集成

说明书

本公开涉及应力解耦和粒子过滤器集成。提供一种半导体器件及其制造方法。半导体器件包括：衬底，具有第一表面和与第一表面相对布置的第二表面；应力敏感传感器，设置在衬底的第一表面处，其中应力敏感传感器对机械应力敏感；应力解耦沟槽，具有从第一表面延伸到衬底中的竖直延伸，其中应力解耦沟槽朝向第二表面竖直地部分延伸至衬底中，但未完全延伸到第二表面；以及多个粒子过滤器沟槽，从第二表面竖直地延伸至衬底中，其中多个粒子过滤器沟槽中的每个粒子过滤器沟槽具有与应力解耦沟槽的竖直延伸正交延伸的纵向延伸。

技术领域

本公开大体上涉及半导体器件及其制造方法，并且更特别地涉及具有应力缓解机制的应力敏感传感器。

背景技术

微机电系统(MEMS)是微观器件，特别是那些具有移动部件的器件。一旦可以使用通常被用于制造电子产品的改进半导体器件制造技术来制造MEMS，MEMS就变得实用。因此，MEMS可以作为集成电路的部件被内置在衬底中，衬底被切成半导体芯片，随后被安装在封装中。

包括由芯片封装生成的应力的机械应力以及被引入到封装的外部机械影响，可能会无意中通过封装传递给集成的MEMS元件，诸如传感器，并且更特别地，传递给压力传感器。该传递的机械应力可能会影响MEMS元件的操作或引起传感器信号的移位(例如偏移)，从而可能导致错误的测量。

例如，半导体压力传感器具有被布置为测量绝对压力或相对压力(例如，两个压力之间的差)的压力敏感元件。许多压力传感器的问题在于：即使没有待测量的压力(或压力差)，该传感器也会测量(或输出、或给出)信号。该偏移可能是传感器外壳(例如，封装)的机械应力和/或变形的结果。外壳应力/变形通常还会在敏感元件(例如，压电电阻器)所处的传感器表面上引起应力分量，并且从而引起输出信号的偏移误差、线性误差甚至迟滞误差。

因此，可以期望能够将机械应力与集成的MEMS元件解耦的改进的器件。

发明内容

实施例提供半导体器件及其制造方法，并且更特别地，提供具有应力缓解机制的应力敏感传感器。

一个或多个实施例提供一种半导体器件，半导体器件包括：衬底，该衬底具有第一表面和与该第一表面相对布置的第二表面；第一应力敏感传感器，设置在衬底的第一表面处，其中第一应力敏感传感器对机械应力敏感；第一应力解耦沟槽，具有从第一表面延伸至衬底中的竖直延伸，其中第一应力解耦沟槽朝向第二表面竖直地部分延伸至衬底中，但未完全延伸到第二表面；以及多个粒子过滤器沟槽，从第二表面竖直延伸至衬底中，其中多个粒子过滤器沟槽中的每个粒子过滤器沟槽具有与第一应力解耦沟槽的竖直延伸正交延伸的纵向延伸，并且其中多个粒子过滤器沟槽中的每个粒子过滤器沟槽通过从第二表面延伸到第一应力解耦沟槽的底部的衬底的背侧部分而与多个粒子过滤器沟槽中邻近的粒子过滤器沟槽分离。

一个或多个另外的实施例提供一种制造半导体器件的方法。该方法包括：执行半导体衬底的前端制造，半导体衬底具有第一表面和与第一表面相对布置的第二表面，前端制造包括集成设置在衬底的第一表面处的第一应力敏感传感器，并且在第一衬底中形成应力解耦沟槽，其中第一应力解耦沟槽具有从第一表面延伸至衬底中的竖直延伸，其中第一应力解耦沟槽朝向第二表面竖直地部分延伸至衬底中，但未完全延伸到第二表面；以及在衬底的第二表面处形成多个粒子过滤器沟槽，其中多个粒子过滤器沟槽从第二表面竖直地延伸至衬底中，其中多个粒子过滤器沟槽中的每个粒子过滤器沟槽具有与第一应力解耦沟槽的竖直延伸正交延伸的纵向延伸，并且其中多个粒子过滤器沟槽中的每个粒子过滤器沟槽通过从第二表面延伸到第一应力解耦沟槽的底部的衬底的背侧部分而与多个粒子过滤器沟槽中邻近的粒子过滤器沟槽分离。

附图说明

本文参考附图描述实施例。

图1A示出了根据一个或多个实施例的的沿图1B和图1C中的线A-A截取的芯片的竖直截面图；

图1B和1C分别图示了根据一个或多个实施例的图1A中所示的芯片的俯视图和仰视图；