用于制造構件的方法和構件的制作方法

用于制造構件的方法和構件的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于制造構件的方法，首先制造第一層復合體，其包括由導電材料制成的第一基底和至少一個構造在第一基底中并且填充有絕緣材料的溝槽，第一基底的第一區域至少在第一基底的第一表面上通過溝槽側向與第一基底的其它區域電絕緣。接著制造第二層復合體，其包括第一層復合體和結構層。所述結構層具有構件的活動結構并且至少在第一區域中是導電的，結構層的第一區域在第一基底的第一區域中鄰接第一基底的第一表面并且與之導電連接。然后，在第一基底的第二表面上——第二表面與第一表面相對置——在第一基底的第一區域中制出第一導電接觸面，第一基底的第一區域在第一基底的第二表面上通過溝槽側向與第一基底的其它區域電絕緣。借助該方法實現這樣的構件，在其中借助第一基底的第一區域和第一接觸面實現與結構層第一區域的電連接。
【專利說明】
用于制造構件的方法和構件
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種用于制造構件、尤其是微機械、微機電(MEMS)或微光機電(MOEMS)構件的方法以及這種構件。
【背景技術】
[0002]為了盡可能減小環境因素、如濕氣和污物(如灰塵)對微機電構件(MEMS)和微光機電構件(MOEMS)的影響，通常密封地封裝這種構件的活動結構。“活動結構”在此尤其是可理解為可動結構、光學結構或同樣具有可動和光學元件的結構(如可移動鏡)。術語“活動區”表示活動結構所在或移動的構件區域或體積。此外，密封封裝可用于調節活動結構區域內的特定內部壓力，這對于其作用方式取決于定義的內部壓力的構件、如加速度傳感器和陀螺儀(角速度傳感器)尤為有利。
[0003]為了實現盡可能低成本的生產，MEMS構件或MOEMS構件的制造通常在晶片級進行。在此經常實施的接合過程例如可基于直接接合過程以及陽極接合過程進行。
[0004]從構件密封區域引出電觸點以便電連接構件特定區域(如電連接活動結構)在制造技術上較難實現。可考慮幾種可能性:電觸點例如通過側向延伸的、借助植入或擴散法制造的、具有低薄層電阻的半導體層來實現。此外可通過結構化的、覆蓋有平坦化的鈍化層的導電層來實現。
[0005]或者電觸點可以以多個垂直延伸的通孔金屬化形式從構件引出。在此連接可分別通過引線建立，該引線穿過構件覆蓋物中的通口或孔并且與構件待電連接的部分連接。然而在通口縱橫比較大、即在通口的深度與通口的橫向平面之比較大時，在實現和保持連接方面出現困難。根據另一種可能性，可在構件覆蓋物中的通口或孔中通過沉積導電層或沉積填充通口的導電材料制出觸點。這尤其在通口縱橫比較大時例如由于填充物中的孔或未連續沉積的層導致實現觸點方面的困難并且在填充材料或附加鈍化步驟方面需要高的材料花費。
[0006]另一問題可在連接構件覆蓋物與構件其它層的過程中產生。如上述通口在接合過程之前就已存在并且未填充導電材料，則可供用于連接覆蓋物與其它層的接合面減小。如現有通口已被填充導電材料，則接合過程中的參數(如溫度和壓力)由此受到限制。在兩種情況下連接的質量可下降并且不能確保制成構件的密封封裝區域。

【發明內容】

[0007]因此，本發明的任務在于提供一種用于制造構件、尤其是微機械、微機電或微光機電構件的方法以及這種構件，借助該構件可實現與構件部分的電連接。
[0008]該任務通過獨立權利要求的技術方案來解決。優選實施方式在從屬權利要求中給出。
[0009]根據本發明的用于制造構件的方法包括制造第一層復合體，其包括由導電材料制成的第一基底和至少一個填充有絕緣材料的溝槽。所述至少一個溝槽從第一基底的第一表面起延伸并且這樣設置，使得第一基底的第一區域在第一表面上通過所述至少一個溝槽側向與第一基底的其它區域電絕緣。此外用于制造構件的方法還包括制造第二層復合體，其包括第一層復合體和結構層。所述結構層具有構件的活動結構并且至少在第一區域中是導電的。結構層的第一區域在第一基底的第一區域中鄰接第一基底的第一表面并且與第一基底的第一區域導電連接。此外，用于制造構件的方法還包括在第一基底的第二表面上制出第一導電接觸面，第二表面與第一表面相對置并且第一接觸面設置在第一基底的第一區域中。第一基底的第一區域在第一基底的第二表面上通過所述至少一個溝槽側向與第一基底的其它區域電絕緣。由此借助第一基底的第一區域實現第一基底第二表面上的第一接觸面與結構層的第一區域之間的電連接。
[0010]根據用于制造構件的方法的一種實施方式，可在制造第一層復合體時在第一基底的第一表面中制出第一凹部，第一凹部的深度小于第一基底的厚度。第一基底的第一區域設置在第一凹部之外。在第一凹部之內可設置第一基底的第二區域，第二區域在第一基底的第一表面上通過所述至少一個溝槽側向與第一基底的其它區域電絕緣。在制造第二層復合體時至少部分活動結構在第一凹部內與第一基底間隔開地設置。此外，在第一基底的第二表面上制出第二導電接觸面，第二接觸面設置在第一基底的第二區域中并且第一基底的第二區域在第一基底的第二表面上通過所述至少一個溝槽側向與第一基底的其它區域電絕緣。
[0011 ]根據一種實施方式，第一層復合體包括至少兩個填充有絕緣材料的溝槽，并且在第一凹部內設置第一基底的至少兩個第二區域。在第一基底的第二表面上制出至少兩個第二接觸面，每個第二接觸面設置在第一基底的一個第二區域中。
[0012]根據一種實施方式，第一層復合體可僅包括第一基底和所述至少一個溝槽，所述至少一個溝槽在第一基底中在制造第二層復合體之前延伸至第一基底的第二表面。
[0013]根據另一種實施方式，所述至少一個溝槽在第一層復合體中在制造第二層復合體之前首先延伸至小于第一層復合體厚度的深度。在制造第二層復合體之后并且在制出第一接觸面之前將第一層復合體的厚度從第一層復合體的第一表面起減少至所述至少一個溝槽的深度。第一層復合體的第一表面在此是第一層復合體的與第一基底第一表面相對置的表面。
[0014]根據另一種實施方式，第二層復合體還可包括第三層復合體，該第三層復合體在與第一層復合體相對置的一側上鄰接基底層并且包括第二基底。
[0015]如第二層復合體還包括第三層復合體，則根據第一種實施方式的第二層復合體可以下述方式制出:首先在第一基底的第一表面上施加結構層并且隨后連接施加在第一層復合體上的結構層與第三層復合體。根據另一種實施方式，可通過下述方式制出第二層復合體:首先在第三層復合體上施加結構層并且接著連接施加在第三層復合體上的結構層與第一層復合體。
[0016]根據一種實施方式，第三層復合體可包括一個至少在區域中導電的覆蓋層，該覆蓋層設置在第二基底的第一表面上。第二基底的第一表面是第二基底朝向結構層的表面。在覆蓋層的第一表面中可制出第二凹部，覆蓋層的第一表面是覆蓋層朝向結構層的表面。第二凹部的深度小于覆蓋層的厚度。在制造第二層復合體時，覆蓋層的導電區域鄰接結構層的第一區域和結構層的第二區域地設置。在此結構層的第一區域設置在活動結構之外，而結構層的第二區域設置在活動結構之內并且是導電的。第二凹部和至少部分活動結構這樣設置，使得第二凹部的側向位置相應于所述至少部分活動結構的側向位置。由此覆蓋層構成印制導線橋，其連接結構層的第二區域與結構層的第一區域。
[0017]根據一種實施方式，結構層和第三層復合體朝向結構層的層可由同一種材料制成。
[0018]根據另一種實施方式，第一基底和結構層可由同一種材料制成。
[0019]當在制造第二層復合體時待彼此連接的層、即第一基底和結構層和必要時第三層復合體朝向結構層的層由同一種材料制成時，可使用特別適合的方法來連接這些層、如接合方法。例如所述層可由半導體材料、尤其是硅制成。
[0020]根據本發明的構件包括第一層復合體，其包括由導電材料制成的第一基底和至少一個填充有絕緣材料的溝槽。所述至少一個溝槽從第一基底的第一表面起延伸至第一基底的第二表面，第一基底的第二表面與第一基底的第一表面相對置。這樣設置所述至少一個溝槽，使得第一基底的第一區域通過所述至少一個溝槽側向與第一基底的其它區域電絕緣。構件還包括結構層，其包括構件的活動結構并且至少在第一區域中是導電的。結構層的第一區域在第一基底的第一區域中鄰接第一基底的第一表面，結構層的第一區域與第一基底的第一區域導電連接。構件還包括第一基底第二表面上的第一導電接觸面，所述第一接觸面設置在第一基底的第一區域中。
[0021]根據一種實施方式，在第一基底的第一表面中構造有第一凹部，第一凹部的深度小于第一基底的厚度。第一基底的第一區域在此設置在第一凹部之外，而第一基底的第二區域可設置在第一凹部之內，第一基底的第二區域通過所述至少一個溝槽側向與第一基底的其它區域電絕緣。至少部分活動結構在第一凹部之內與第一基底間隔開地設置。構件還包括第一基底第二表面上的第二導電接觸面，所述第二接觸面設置在第一基底的第二區域中。
[0022]根據一種實施方式，第一層復合體包括至少兩個填充有絕緣材料的溝槽。第一基底的至少兩個第二區域設置在第一凹部內并且至少兩個第二接觸面設置在第一基底的第二表面上，每個第二接觸面設置在第一基底的一個第二區域中。
[0023]根據一種實施方式，構件還可包括第三層復合體，該第三層復合體在與第一層復合體相對置的一側上鄰接結構層并且包括第二基底。第一層復合體、結構層和第三層復合體可這樣連接，使得結構層的活動結構被密封地封閉。
[0024]根據一種實施方式，第三層復合體可包括一個至少在區域中導電的覆蓋層。該覆蓋層設置在第二基底的第一表面上，第二基底的第一表面是第二基底朝向結構層的表面。此外，在覆蓋層的第一表面中可構造有第二凹部，覆蓋層的第一表面是覆蓋層朝向結構層的表面并且第二凹部的深度小于覆蓋層的厚度。覆蓋層的導電區域鄰接結構層的第一區域和結構層的第二區域，結構層的第一區域設置在活動結構之外并且結構層的第二區域設置在活動結構之內并且是導電的。第二凹部和至少部分活動結構這樣設置，使得第二凹部的側向位置相應于所述至少部分活動結構的側向位置。覆蓋層因此構成印制導線橋，其連接結構層的第二區域與結構層的第一區域。
[0025]根據一種實施方式，結構層和第三層復合體朝向結構層的層可由同一種材料制成。
[0026]根據另一種實施方式，第一基底和結構層可由同一種材料制成。
【附圖說明】
[0027]下面參考附圖詳細說明本發明的實施方式，在此相同元件設有同一附圖標記。附圖如下:
[0028]圖1A以沿圖1B的Ι-Γ的橫截面圖示出根據本發明一種實施方式的構件示意圖；
[0029]圖1B以俯視圖示出根據本發明一種實施方式的構件兩個層的示意圖；
[0030]圖2以沿Ι-Γ的橫截面圖示出根據本發明另一種實施方式的構件示意圖；
[0031]圖3A至3C以橫截面圖示出本發明方法第一種實施方式的步驟；
[0032]圖4A至4D以橫截面圖示出本發明方法第二種實施方式的步驟；
[0033]圖5A至5C以橫截面圖示出本發明方法第三種實施方式的步驟；
[0034]圖6A至6D以橫截面圖示出本發明方法第四種實施方式的步驟。
【具體實施方式】
[0035]圖1A示出根據第一種實施方式的本發明構件沿線Ι-Γ的橫截面圖，而圖1B示出該構件兩個層的俯視圖。圖1A所示的構件I包括第一層復合體10、結構層25、第三層復合體30以及第一接觸面17a至17c和第二接觸面18。第一層復合體10、結構層25和第三層復合體30共同構成第二層復合體20。
[0036]第一層復合體10包括具有第一表面111和第二表面112的第一基底11，第二表面112與第一基底11的第一表面111相對置。術語“基底”在此描述這樣的構成物，其僅由一種材料、如硅晶片制成，但其也可以是包括多個層和材料的復合體，只要第一基底11是導電的。
[0037]第一基底11具有至少一個第一區域113，該第一區域與第一基底11的其它區域通過溝槽15電絕緣。在圖1A中示出三個第一區域113a、113b和113c。在用于電絕緣不同第一區域113的特定溝槽15之間可設置第一基底11的其它區域。這在圖1A中對于第一區域113a和113b示出。但同一溝槽15也可鄰接兩個第一區域，如在圖1A中對于第一區域113b和113c示出。溝槽15填充有絕緣材料并且從第一基底11的第一表面111延伸至第一基底11的第二表面112。這樣設置溝槽15，使得每個溝槽15分別使一個第一區域113完全與第一基底11的其它區域絕緣。在俯視圖中溝槽15可任意設置，只要每個特定溝槽15使一個特定第一區域113完全絕緣。通過特定溝槽15絕緣的特定第一區域113可在俯視圖中具有任意形狀。絕緣的第一區域113例如可在俯視圖中具有圓形、矩形、六邊形形狀或任何其它形狀。溝槽15可在橫截面中從第一表面111任意延伸向第二表面112。也就是說，溝槽15可垂直于表面111和112或與之呈定義角度直線或彎曲地延伸，只要它們連續地延伸。
[0038]在第一基底11中可構造第一凹部115，第一凹部從第一表面111起延伸，第一凹部115的深度小于第一基底11的厚度。在第一凹部115內構造第一基底11的第二區域114，第二區域114通過至少一個溝槽15側向與第一基底11的其它區域電絕緣。在此第一基底11的第二區域114也可側向突出于第一凹部115。也就是說，第二區域114可在第一凹部115之外與第一基底11的區域物理及電連接。在圖1A和IB所示的情況下，第二區域114與第一區域113a至113c電絕緣。
[0039]結構層25包括第一區域251a至251c、活動結構252、第二區域253和第三區域254。第一區域251a至251c設置在活動結構252之外，而第二區域253設置在活動結構252之內。應借助圖1B詳細說明結構層25的設計。
[0040]圖1B以一種示例性實施方式示出微機械構件I的結構層25，該結構層包括活動結構252。活動結構252借助彈簧255與結構層的第三區域254連接并且可在彈簧255的可動范圍內在所有方向上運動。結構層25的第一區域251a至251c以及第二區域253和第三區域254與構件I的其它層固定連接并且不可運動。活動結構252構成封閉的框架，在其中設有結構層的第二區域253。通過設置在活動結構252和第二區域253上的電極256可檢測活動結構的運動。結構層25可由導電材料、如摻雜娃或其它半導體材料制成。在此情況下結構層25的各個區域彼此物理分開。但結構層25也可由僅在特定區域中導電的材料制成。這些區域例如可以是摻雜半導體區域，它們通過未摻雜的半導體區域或絕緣區域彼此電絕緣。因此結構層25的各個區域也可相互物理連接。
[0041 ]圖1B還示出覆蓋層35，該層將在后面詳細說明。
[0042]如圖1A可見，結構層25的第一區域251a至251c鄰接第一基底11在第一基底11第一區域113中的第一表面111。結構層25的第一區域251a至251c因此與第一基底11的第一區域113導電連接。活動結構252在第一基底11的第一凹部115內與第一基底11間隔開地設置。活動結構因此可沿垂直于第一基底11第一表面111的方向、即沿z方向自由運動。
[0043]構件I還包括第三層復合體30。該第三層復合體30可具有第二基底31。在此術語“基底”也描述這樣的構成物，其僅由一種材料、如硅晶片或玻璃片制成，但其也可以是包括多個層和材料的復合體。在圖1A中示出包括第一層313和第二層314的第二基底31。在此所述層可在材料及其導電性中有所區別。例如第一層313可由至少部分導電材料、如硅制成，而第二層314例如可以是由絕緣材料、如氧化硅制成的層。但第一層313例如也可由絕緣材料制成，并且第二層314可以是僅在特定區域中導電的層，或第二層314也可完全不存在。第二基底31也可僅由一種或多種電絕緣材料制成。
[0044]第三層復合體30還可包括覆蓋層35，該覆蓋層設置在第二基底31的第一表面311上。第二基底31的第一表面311是第二基底31朝向結構層25的表面。覆蓋層35可由至少在區域中導電的材料制成并且可用于結構層25不同區域之間的電連接。覆蓋層35因此可以是由導電材料制成的結構化層，在此覆蓋層35的各個區域彼此物理分開。但也可在覆蓋層35中構造單個導電區域，它們并非必須彼此物理分開。覆蓋層35例如可由半導體材料、尤其是硅制成。覆蓋層35的第一表面351至少在特定區域中鄰接結構層25。例如覆蓋層35的第一表面351鄰接結構層25的第一區域251a至251c和第二區域253。覆蓋層35可具有第二凹部352，該第二凹部352從覆蓋層35的第一表面351起延伸并且具有小于覆蓋層35厚度的深度。因此借助在第二凹部352中被削薄的覆蓋層35可實現印制導線橋353，其例如將結構層25的第一區域251a與結構層25的第二區域253導電連接，且跨接結構層25的活動結構252。
[0045]第一層復合體10、結構層25和第三層復合體30共同構成第二層復合體20，第三層復合體30的單個部分或整個第三層復合體30是可選的。如存在第三層復合體30，則活動結構252可通過第一層復合體10、結構層25和第三層復合體30的連接密封地封裝。
[0046]構件I還包括第一接觸面17a至17c以及一個第二接觸面18。接觸面17a至17c和18由導電材料、如金屬制成并且設置在第一基底11的第二表面112上。在此每個第一接觸面17a至17c設置在第一基底的一個第一區域113a至113c中，而第二接觸面18設置在第一基底11的第二區域114中。第一接觸面17a至17c用于電連接結構層25的第一區域251a至251c，在此電連接經由第一基底11的第一區域113a至113c實現。第二接觸面18用作構件I活動區相對于外部電場的屏蔽并且可用于在活動結構252上方提供定義的電位。在在此所示的實施方式中，結構層25鄰接第一區域113c和第二區域114的區域彼此物理連接，如圖1B可見。當結構層25的相應區域也彼此導電連接時，也可省卻第一接觸面17c。
[0047]圖2示出根據另一種實施方式的構件I示意圖，該實施方式與圖1A所示的實施方式的區別在于，在第一基底11的第一凹部115內構造多個第二區域114a至114d。第二區域114a至114d與第一基底11的相鄰區域分別通過填充有絕緣材料的溝槽15電絕緣。該溝槽15相應于圖1A中所描述的、用于電絕緣不同第一區域113a至113c與第一基底11的其它區域的溝槽15并且在形狀和絕緣材料方面可與之相同或不同地構造。
[0048]在每個第二區域114a至114d中在第一基底11的第二表面112上設置相配的第二接觸面18a至18d。由此可為第一基底11的設置在活動區上方的不同區域114a至114c配置不同的電位。例如可在位于活動結構252上方的第二區域114a和114c中施加這樣的電位，其限定活動結構252沿z方向的運動并且由此防止活動結構252碰撞到第一基底11上。與此相反，第二區域114b和114d可保持在其它電位上，該電位僅應用于相對于外部電場屏蔽結構層25。
[0049]借助圖3A至3C以橫截面圖說明用于制造構件的本發明方法的第一種實施方式。
[0050]如圖3A作為結果所示，首先制造第一層復合體10，其包括第一基底11和至少一個填充有絕緣材料的溝槽15。溝槽15可借助蝕刻法、如干式蝕刻法(DRIE)或高度各向異性的濕式蝕刻法在掩模的輔助下或借助其它方法以及接下來的以絕緣材料填充所產生的溝槽的填充過程來制造。溝槽15從第一基底11的第一表面111起制造并且可延伸至第一層復合體10的第一表面12。如圖3A所示，當第一層復合體10僅包括第一基底11時，則第一基底11的第二表面112是第一層復合體10的第一表面12。在此情況下，溝槽15也可從第一基底11的第一表面111和第二表面112起制造，這在第一基底11特別厚時尤為有利。填充溝槽15的絕緣材料例如可借助化學或物理沉積法(CVD或PVD)填充到溝槽15中。在以絕緣材料充滿溝槽15后，再次去除位于第一基底11的第一表面111上和必要時第二表面112上的多余絕緣材料。這可借助化學機械研磨法(CMP)或借助蝕刻過程來進行。
[0051 ]在圖3A中示出這種情況，即溝槽15從第一基底11的第一表面111連續延伸至第二表面112。因此溝槽15使第一基底11的第一區域113a至113c與第一基底的其它區域電絕緣。
[0052]根據一種實施方式可在第一基底11的第一表面111中構造第一凹部115，第一凹部的深度小于第一基底11的厚度。也就是說，第一凹部115不延伸至第一基底11的第二表面112。如圖3A所示，也可在第一凹部115內構造填充有絕緣材料的溝槽15，該溝槽使第一基底11的第二區域114a至114d與第一基底11的其它區域電絕緣。第一凹部115內的溝槽15可與第一凹部115外的溝槽15同時制出或在分開的過程步驟中制出。溝槽15可在制造第一凹部115之前或之后制出。
[0053]第一層復合體10首先可包括第一基底11和另一鄰接第一基底11第二表面112的層、即輔助層。第一基底11由導電材料、如半導體材料并且尤其是由硅制成。所述輔助層可由絕緣材料、如氧化硅制成，但輔助層在構造和填充溝槽15之后再次被去除，因而作為用于制造第一層復合體10的第一步驟的結果溝槽15從第一基底11的第一表面111延伸至第一基底11的第二表面112并且第一層復合體10僅包括第一基底11并且不具有其它設置在第一基底上的層，如圖3A所示。
[0054]此外，所述輔助層也可以是第一基底11的一部分。這意味著，溝槽15最初并非連續延伸至第一基底11的第二表面112，而是具有小于第一基底11厚度的深度。但根據圖3A所示的方法實施方式，第一基底11從第一基底11的第二表面112起被削薄至溝槽15的深度，使得溝槽15鄰接第一基底11的第二表面112。因此在制造第二層復合體20之前形成圖3A中所示的第一層復合體10的實施方式。
[0055]在圖3B所示的第二步驟中制造第二層復合體20，其包括第一層復合體10以及結構層25，在結構層中構造有活動結構252以及第一區域251。結構層25至少在第一區域251中是導電的。第二層復合體20可通過將結構層25施加到第一層復合體10上或通過連接結構層25與第一層復合體10制出。在此結構層25首先可作為非結構化層被施加到第一基底11的第一表面111上或與之連接并且在此后結構化，以便制出活動結構252。這例如可通過蝕刻過程實現，在該蝕刻過程中也可制出第一區域251。但第一區域251也可構造為結構層25內彼此電絕緣的導電區域，例如通過半導體層中的摻雜過程，在此各個第一區域251并非必須相互物理分離。
[0056]結構層25可借助沉積法施加到第一基底11的第一表面111上，例如通過使用輔助層，該輔助層首先填充第一凹部115并且在沉積和結構化結構層25后選擇性地被再次去除。但結構層25作為非結構化層或已經結構化的層也可借助接合方法、如硅直接接合(SDB)JH極接合或其它方法與第一基底11的第一表面111連接。這在應如開頭所提密封封裝活動區時是特別適合的。對于接合方法特別有利的是，待連接的層、在此情況下即第一基底11和結構層25由同一種材料制成。
[0057]在本發明方法第一種實施方式的下一步驟中，可在第一基底11的第一區域113a至113c中在第一基底11的第二表面112上制出第一接觸面17a至17c。此外，可在第一基底11的第二區域114a至114d中在第一基底11的第二表面112上制出第二接觸面18a至18d。第一接觸面17a至17c和第二接觸面18a至18d可由同一種或不同種導電材料制成并且可在一個或不同過程步驟中制出。例如可在第一基底11的第二表面112上施加金屬層并且接著借助蝕刻法或剝離過程將之結構化，從而形成第一接觸面17a至17c和第二接觸面18a至18d。
[0058]圖4A至4D示出用于制造構件的本發明方法的第二種實施方式的不同過程步驟。
[0059]首先，在第一過程步驟中制出第一層復合體10，其包括第一基底11和至少一個構造在第一基底11中并且填充有絕緣材料的溝槽15，所述至少一個溝槽15從第一基底11的第一表面111起延伸。然而如圖4A所示溝槽15并非延伸至第一層復合體10的第一表面12，該第一表面12與第一基底11的第一表面111相對置。也就是說，溝槽15的深度dl 5小于第一層復合體10的厚度dlO。如已經參考圖3A所描述的，第一層復合體10除了第一基底11外還可包括輔助層13，該輔助層13鄰接第一基底11的第二表面112并且在其中不構造有溝槽15。作為替代方案，第一層復合體10可僅包括第一基底11，但溝槽15不延伸至第一基底11的第二表面112。換言之，圖4A所示的輔助層13可以是第一基底11的一部分。但與參考圖3A所描述的本方法第一種實施方式不同，首先保留輔助層13，即在制造第二層復合體20之前不去除該輔助層13。
[0060]如圖4A所示，可在第一基底11的第一表面111中構造第一凹部115，在第一凹部內設置第一基底的一個第二區域114。此外，如圖3A所示，溝槽15也可構造在第一基底11鄰接第一凹部115的區域中，從而如圖3A所示形成多個第二區域114。作為本方法第二種實施方式的第一過程步驟的結果形成圖4A中所示的第一層復合體10。
[0061 ]隨后，在下一過程步驟中制造第二層復合體20，其方式是，將結構層25施加在第一基底11的第一表面111上或與第一基底11的第一表面111連接。結果在圖4B中示出。這相應于參考圖3B所描述的過程步驟，但在此溝槽15在制造第二層復合體20之前不延伸至第一層復合體10的第一表面12。本方法的該實施方式相對于本方法的第一種實施方式具有如下優點:第一層復合體10在制造第二層復合體20期間具有更高的穩定性，因為第一層復合體10的各個側向區域、如第一區域113a至113c尚且通過輔助層13彼此連接。因此尤其是在用于連接結構層25與第一基底11的第一表面111的接合過程中可使用這樣的過程參數，其能實現結構層25和第一基底11之間更穩定且密封的連接、例如在接合方法中更高的壓力。
[0062]在下一過程步驟中一一其結果在圖4C中示出，去除輔助層13。這可借助CMP過程或蝕刻過程來實現。在此去除輔助層13直至到達溝槽15。作為結果溝槽15鄰接第一基底11的第二表面112并且因此使第一基底11的第一區域113a至113c與第一基底11的其它區域電絕緣。
[0063]在如圖4D所示的下一過程步驟中，在第一基底11的第二表面112上制造多個第一接觸面17a至17c和一個第二接觸面18。該過程相應于圖3C所示的過程步驟。作為結果區域251通過第一基底11的相應第一區域113a至113c與相配的第一接觸面17a至17c電連接，而第二接觸面18用作屏蔽電極，其相對于外部電場屏蔽構件I的活動區。作為替代方案也可構造多個接觸面18，以便如圖3C所示電連接第一基底11的必要時構造成多個的第二區域114。
[0064]借助圖5A至5C說明用于制造構件I的本發明方法的第三種實施方式。
[0065]首先如圖5A所示第一層復合體10—一其包括第一基底11和所述至少一個填充有絕緣材料的溝槽15—一與結構層25連接，如已參考圖3A和3B所說明的。但第一層復合體10也可相應于圖4A和4B或4A至4C所示的過程步驟來制造。也就是說，第一層復合體10除了第一區域113外也可僅具有一個第二區域114。此外可這樣構造第一層復合體10，使得溝槽15在連接第一層復合體10與結構層25后延伸至第一層復合體10的第一表面12，如圖3B或4C所示。但溝槽15也可尚未延伸至第一層復合體10的第一表面12，這相應于圖4B所示的實施方式。
[0066]在另一過程步驟中，其結果在圖5B中示出，制造第三層復合體30。第三層復合體30的制造可獨立于圖5A所示的過程步驟進行，如在時間上在圖5A所示過程步驟之前或之后。根據一種實施方式第三層復合體30包括第三基底31，其具有第一層313和第二層314以及覆蓋層35。覆蓋層35被結構化并且構成印制導線，這些印制導線連接覆蓋層35的不同區域。在此也可制出第二凹部352，其從覆蓋層35的第一表面351起延伸。術語“結構化”在此不僅可包括例如通過摻雜半導體層制造彼此電絕緣、但物理上不相互分開的導電區域，也可包括導電區域的物理分離。
[0067]在下一過程步驟中一一其結果在圖5C中示出，制造第二層復合體20，其方式是，連接結構層25和與之連接的第一層復合體10與第三層復合體30。這可通過如上所述的接合方法實現。對此特別有利的是，結構層25和第三層復合體30朝向結構層25的層、在此情況下即覆蓋層35由同一種材料制成。該材料例如可以是硅。作為結果結構層25的第一區域251鄰接覆蓋層35的表面351。由此在覆蓋層35內在結構層25的于結構層25內彼此電絕緣的導電區域之間建立導電連接。例如覆蓋層35鄰接第二凹部352的區域可構成印制導線橋353，其連接結構層25的一個第一區域251與結構層25的第二區域253并且在此跨接活動結構252。
[0068]當在制造第二層復合體20之前溝槽15未延伸至第一層復合體10的第一表面12時，則在連接結構層25和第一層復合體10與第三層復合體30之后將第一層復合體10從第一表面12起這樣削薄，使得溝槽15鄰接第一層復合體10的第一表面12。換言之，作為結果第一基底11的第二表面112相應于第一層復合體10的第一表面12。
[0069]在下一過程步驟中，在第一基底11的第一表面12上制出第一接觸面17a至17c以及必要時一個第二接觸面18或多個第二接觸面18a至18d，以致作為結果形成圖1A或圖2中所示的構件I。
[0070]圖6A至6D示出用于制造構件的本發明方法的第四種實施方式的過程步驟。
[0071]根據該實施方式，首先制造第三層復合體30，其包括第三基底31和一個至少在區域中導電的覆蓋層35。因此圖6A所示的第三層復合體30相應于圖5B所示的第三層復合體30 ο
[0072]在下一過程步驟中，在覆蓋層35的第一表面351上制造結構層25，結構層25可作為層被施加到覆蓋層35的第一表面351上或通過接合方法與覆蓋層35的第一表面351連接。在此結構層25首先可作為未結構化的層存在，其隨后被結構化，以便形成各個第一區域251a至251c、活動結構252和必要時其它區域、如第二區域253。作為替代方案結構層25可作為已經結構化的層被施加到覆蓋層35的第一表面351上或與之連接。該過程的結果在圖6B中示出。
[0073]在下一過程步驟中一一其在圖6C中示出，制造第一層復合體10，其包括第一基底U、至少一個填充有絕緣溝槽15以及輔助層13。溝槽15從第一基底11的第一表面111起延伸并且使第一基底11的第一區域113a至113c在第一表面111上側向與第一基底11的其它區域絕緣。還可在第一基底11中構造一個或多個第一凹部115，在第一凹部內設有一個第二區域114。因此該第一層復合體10相應于圖4A所示的第一層復合體10，關于制造該第一層復合體10的說明也同樣適用。
[0074]用于制造第一層復合體10的過程步驟可在時間上在圖6A和6B所示的過程步驟之前或之后進行。
[0075]在下一過程步驟中一一其結果在圖6D中示出，制造第二層復合體20，在其中第一層復合體10與結構層25和第三層復合體30連接。作為結果，第一基底11的第一表面111至少在特定區域中鄰接結構層25。第二層復合體20的制造尤其是可通過接合過程進行。在此情況下，輔助層13的存在在接合過程期間是有利的，因為由此可使用特別適合的接合參數、如高的壓力，其可實現第一層復合體10和結構層25之間良好且密封的連接。在連接第一層復合體10與結構層25后去除輔助層13，如參考圖4C所描述的，從而作為結果可自由接近第一基底11的第二表面112。在此溝槽15延伸至第二表面112并且因此使各個第一區域113a至113c與第一基底11的其它區域電絕緣。
[0076]作為替代方案輔助層13也可在連接第一層復合體10與結構層25之前就已被去除。
[0077]在下一過程步驟中在第一基底11的表面112上制出第一接觸面17a至17c以及一個或多個第二接觸面18，如已參考圖3C和4D所描述的。作為結果形成如圖1A或圖2所示的構件1
[0078]除了圖3A至6D所示的實施方式外，第一層復合體10、結構層25、第三層復合體30和第二層復合體20的其它實施方式以及這些實施方式的各種不同組合也是可能的。例如可在第一基底11中構造或不構造第二區域114a至114d。第一基底11的第一凹部115也是如此。覆蓋層35也并非必須存在并且以在此所示的形式結構化。第一基底11第一區域113和第一基底11第二區域114以及結構層25第一區域251以及第一接觸面17和第二接觸面18的數量可自由選擇。
[0079]用于制造構件I的本發明方法的優點在于，第一基底11的表面112在制出第一接觸面17和必要時第二接觸面18之前是完全或大致平面的，即沒有或沒有較大的高度差。這對于構造第一接觸面17和第二接觸面18以及對于后期過程步驟、如分離構件1、構件I在載體上的安裝以及接觸面17和18和系統其它構件的連接尤為有利。當為了電連接接觸面17和18與系統其它構件使用引線接合過程時，該接合過程通過下述方式得以簡化，即待電連接的接觸面17或18不位于構件覆蓋物的狹窄通口中。此外，也可使用其它連接過程、如倒裝芯片接合(Flip-Chip-Bonden)或球柵接合(Bal 1-Grid-Bonden)來連接接觸面17和18與系統其它構件。此外，與在構件覆蓋物深的通口中實現的弓I線接合連接相比，接觸面17和18的面積需求可減少至百分之一。此外，第一接觸面17相對于用作屏蔽電極的第二接觸面18的寄生電容在相同的介電常數下縮小大約四十倍。
[0080]此外，可確保構件I活動區的密封封裝。尤其是可在用于連接結構層25與第一層復合體10或連接已經施加到第一層復合體10上的結構層25與第三層復合體30的接合過程中選擇適合的接合參數。
【主權項】
1.用于制造構件(I)的方法，包括: 制造第一層復合體(10)，其包括由導電材料制成的第一基底(11)和至少一個填充有絕緣材料的溝槽(15)，所述至少一個溝槽從第一基底(11)的第一表面(111)起延伸，第一基底(11)的第一區域(113)在第一表面(111)處通過所述至少一個溝槽(15)側向與第一基底(11)的其它區域電絕緣， 制造第二層復合體(20)，其包括第一層復合體(10)和結構層(25)，所述結構層具有構件的活動結構(252)并且至少在第一區域(251)中是導電的，結構層(25)的第一區域(251)在第一基底(I I)的第一區域(113)中鄰接第一基底(I I)的第一表面(111)并且與該第一基底導電連接，并且 在第一基底(11)的第二表面(112)上制出第一導電接觸面(17)，第二表面(112)與第一表面(111)相對置并且第一接觸面(17)設置在第一基底(11)的第一區域(113)中，第一基底(11)的第一區域(113)在第二表面(112)處通過所述至少一個溝槽(15)側向與第一基底(11)的其它區域電絕緣。2.根據權利要求1所述的用于制造構件(I)的方法，其特征在于，在制造第一層復合體(10)時在第一基底(11)的第一表面(111)中制出第一凹部(115)，第一凹部(115)的深度小于第一基底(11)的厚度并且第一基底(11)的第一區域(113)設置在第一凹部(115)之外并且第一基底(11)的第二區域(114)設置在第一凹部(115)之內，第一基底(11)的第二區域(114)在第一基底(11)的第一表面(111)處通過所述至少一個溝槽(15)側向與第一基底(11)的其它區域電絕緣， 在制造第二層復合體(20)時，活動結構(252)的至少一部分與第一基底(11)間隔開地設置在第一凹部(115)內，并且 在第一基底(11)的第二表面(112)上制出第二導電接觸面(18)，第二接觸面設置在第一基底(11)的第二區域(114)中并且第一基底(11)的第二區域(114)在第二表面(112)處通過所述至少一個溝槽(15)側向與第一基底(11)的其它區域電絕緣。3.根據權利要求2所述的用于制造構件(I)的方法，其特征在于，所述第一層復合體(10)包括至少兩個填充有絕緣材料的溝槽(15)，在第一凹部(115)內設置第一基底(11)的至少兩個第二區域(114)，并且在第一基底(11)的第二表面(112)上制出至少兩個第二接觸面(18)，并且每個第二接觸面(18)設置在第一基底(11)的一個第二區域(114)中。4.根據上述權利要求之一所述的用于制造構件(I)的方法，其特征在于，所述第一層復合體(10)僅包括第一基底(11)和所述至少一個溝槽(15)并且所述至少一個溝槽(15)在第一基底(11)中在制造第二層復合體(20)之前延伸至第一基底(11)的第二表面(112)。5.根據權利要求1至3之一所述的用于制造構件(I)的方法，其特征在于，所述至少一個溝槽(15)在第一層復合體(10)中在制造第二層復合體(20)之前延伸至小于第一層復合體(10)厚度的深度，并且在制出第一接觸面(17)之前將第一層復合體(10)的厚度從第一層復合體(10)的第一表面(12)起減少至所述至少一個溝槽(15)的深度，第一層復合體(10)的第一表面(12)是第一層復合體(10)的與第一基底(11)第一表面(111)相對置的表面。6.根據上述權利要求之一所述的用于制造構件(I)的方法，其特征在于，所述第二層復合體(20)還包括第三層復合體(30)，該第三層復合體在與第一層復合體(10)相對置的一側上鄰接結構層(25)并且包括第二基底(31)。7.根據權利要求6所述的用于制造構件(I)的方法，其特征在于，第二層復合體(20)的制造包括在第一基底(11)的第一表面(I 11)上制出結構層(25)并且連接施加在第一層復合體(10)上的結構層(25)與第三層復合體(30)。8.根據權利要求6所述的用于制造構件(I)的方法，其特征在于，第二層復合體(20)的制造包括在第三層復合體(30)上制出結構層(25)并且連接施加在第三層復合體(30)上的結構層(25)與第一層復合體(10)。9.根據權利要求6至8之一所述的用于制造構件(I)的方法，其特征在于，所述第三層復合體(30)包括一個至少在一區域中導電的覆蓋層(35)，該覆蓋層(35)設置在第二基底(31)的第一表面(311)上，第二基底(31)的第一表面(311)是第二基底(31)朝向結構層(25)的表面， 在覆蓋層(35)的第一表面(351)中制出第二凹部(352)，覆蓋層(35)的第一表面(351)是覆蓋層(35)朝向結構層(25)的表面并且第二凹部(352)的深度小于覆蓋層(35)的厚度，并且 在制造第二層復合體(20)時，覆蓋層(35)的導電區域鄰接結構層(25)的第一區域(251)和結構層(25)的第二區域(253)地設置，結構層(25)的第一區域(251)設置在活動結構(252)之外并且結構層(25)的第二區域(253)設置在活動結構(252)之內并且是導電的，并且第二凹部(352)和活動結構(252)的至少一部分這樣設置，使得第二凹部(352)的側向位置相應于活動結構(252)的所述至少一部分的側向位置，覆蓋層(35)構成印制導線橋(353)，其連接結構層(25)的第二區域(253)與結構層(25)的第一區域(251)。10.根據權利要求6至9之一所述的用于制造構件(I)的方法，其特征在于，所述結構層(25)和第三層復合體(30)朝向結構層(25)的層由同一種材料制成。11.根據上述權利要求之一所述的用于制造構件(I)的方法，其特征在于，所述第一基底(11)和結構層(25)由同一種材料制成。12.構件(1)，包括: 第一層復合體(10)，其包括由導電材料制成的第一基底(11)和至少一個填充有絕緣材料的溝槽(15)，所述至少一個溝槽從第一基底(11)的第一表面(111)起延伸至第一基底(11)的第二表面(112)，第二表面(112)與第一表面(111)相對置并且第一基底(11)的第一區域(113)通過所述至少一個溝槽(15)側向與第一基底(11)的其它區域電絕緣； 結構層(25)，其包括構件(I)的活動結構(252)并且至少在第一區域(251)中是導電的，結構層(25)的第一區域(251)在第一基底(11)的第一區域(113)中鄰接第一基底(11)的第一表面(111)并且與第一基底(11)的第一區域(113)導電連接;以及 第一基底(11)第二表面(112)上的第一導電接觸面(17)，所述第一接觸面(17)設置在第一基底(11)的第一區域(113)中。13.根據權利要求12所述的構件，其特征在于， 在第一基底(11)的第一表面(111)中構造有第一凹部(115)，第一凹部(115)的深度小于第一基底(11)的厚度并且第一基底(11)的第一區域(113)設置在第一凹部(115)之外并且第一基底(11)的第二區域(114)設置在第一凹部(115)之內，第一基底(11)的第二區域(114)通過所述至少一個溝槽(15)側向與第一基底(11)的其它區域電絕緣， 活動結構(252)的至少一部分在第一凹部(115)之內與第一基底(11)間隔開地設置，并 且 在第一基底(11)的第二表面(112)上設有第二導電接觸面(18)，所述第二接觸面設置在第一基底(11)的第二區域(114)中。14.根據權利要求13所述的構件，其特征在于，所述第一層復合體(10)包括至少兩個填充有絕緣材料的溝槽(15 )，第一基底(11)的至少兩個第二區域(I 14)設置在第一凹部(I 15)內，并且至少兩個第二接觸面(18)設置在第一基底(11)的第二表面(112)上，其中每個第二接觸面(18)設置在第一基底(11)的一個第二區域(114)中。15.根據權利要求12至14之一所述的構件，其特征在于，所述構件(I)還包括第三層復合體(30)，該第三層復合體在與第一層復合體(10)相對置的一側上鄰接結構層(25)并且包括第二基底(31)。16.根據權利要求15所述的構件，其特征在于，所述第三層復合體(30)包括一個至少在一區域中導電的覆蓋層(35)，該覆蓋層(35)設置在第二基底(31)的第一表面(311)上，第二基底(31)的第一表面(311)是第二基底(31)朝向結構層(25)的表面， 在覆蓋層(35)的第一表面(351)中構造有第二凹部(352)，覆蓋層(35)的第一表面(351)是覆蓋層(35)朝向結構層(25)的表面并且第二凹部(352)的深度小于覆蓋層(35)的厚度，并且 覆蓋層(35)的導電區域鄰接結構層(25)的第一區域(251)和結構層(25)的第二區域(253)，結構層(25)的第一區域(251)設置在活動結構(252)之外并且結構層(25)的第二區域(253)設置在活動結構(252)之內并且是導電的，并且第二凹部(352)和活動結構(252)的至少一部分這樣設置，使得第二凹部(352)的側向位置相應于活動結構(252)的所述至少一部分的側向位置，覆蓋層(35)構成印制導線橋(353)，其連接結構層(25)的第二區域(253)與結構層(25)的第一區域(251)。17.根據權利要求15或16之一所述的構件(I)，其特征在于，所述結構層(25)和第三層復合體(30)朝向結構層(25)的層由同一種材料制成。18.根據權利要求12至17之一所述的構件(I)，其特征在于，所述第一基底(11)和結構層(25)由同一種材料制成。
【文檔編號】B81C1/00GK105980293SQ201580006575
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2015年2月11日
【發明人】沃爾弗拉姆·蓋格
【申請人】諾思羅普·格魯曼·利特夫有限責任公司