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经由前侧沟槽的分段应力去耦的制作方法

  • 国知局
  • 2024-07-27 12:28:48

本公开总体上涉及半导体器件及半导体器件的制造方法,并且更地,涉及具有应力消除机构的应力敏感传感器。

背景技术:

微机电系统(mems)是微观器件,具体地是具有运动部分的器件。一旦mems可以使用通常被用于制造电子器件的修改的半导体器件制造技术被制造,mems就变得实用。因此,mems可以作为集成电路的部件被构建到衬底中,其被切割放入半导体芯片,该半导体芯片随后被安装在封装中的。

被引入到封装的机械应力(包括由芯片封装生成的应力)和外部机械影响可能不经意地通过封装被传递到集成mems元件(诸如传感器),并且更具体地,被传递到压力传感器。该被传递的机械应力可能影响mems元件的操作或者诱发传感器信号中的移位(例如,偏移)该移位可能导致不正确测量。

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)的压敏元件。许多压力传感器的问题是,即使在不存在待测量的压力(或压力差)的情况下,传感器也测量(或输出或给出)信号。该偏移可以是传感器的壳体(例如,封装)的机械应力和/或变形的结果。壳体应力/变形通常还将引起传感器表面处的应力分量,其中敏感元件(例如,压敏电阻器)位于传感器表面处,从而导致到输出信号的偏移误差、线性误差或甚至滞后误差。

因此,可以期望能够将机械应力从集成mems元件中去耦的改进的器件。

技术实现要素:

实施例提供了半导体器件及半导体器件的制造方法,并且更具体地,提供了具有应力消除机构的应力敏感传感器。

一个或多个实施例提供了一种半导体器件,该半导体器件包括半导体芯片,该半导体芯片包括具有第一表面和第二表面的衬底,该第二表面与第一表面相对布置;应力敏感传感器,该应力敏感传感器被设置于衬底的第一表面处,其中应力敏感传感器对机械应力敏感;第一对相邻应力去耦沟槽,该应力去耦沟槽从应力敏感传感器的第一横向侧被横向地布置,其中第一对相邻应力去耦沟槽中的每个应力去耦沟槽从第一表面朝第二表面部分地延伸至衬底中,但不完全延伸至第二表面;以及第一弹簧结构,该第一弹簧结构被形成在第一对相邻应力去耦沟槽之间,使得第一弹簧结构从应力敏感传感器被横向地布置,并且被配置为吸收来自环境的外部应力。

一个或多个另外的实施例提供了一种半导体器件,该半导体器件包括半导体芯片,该半导体芯片包括具有第一表面和第二表面的衬底,该第二表面与第一表面相对布置,其中第一表面包括多个传感器区域,该多个传感器区域被彼此横向地分开,其中多个传感器区域包括第一对相邻传感器区域;多个应力敏感传感器,该多个应力敏感传感器被设置于衬底的第一表面处的多个传感器区域中,其中每个传感器区域包括多个应力敏感传感器中的至少一个应力敏感传感器,并且其中每个应力敏感传感器包括被配置为检测应力的敏感区域;第一多个应力去耦沟槽,该第一多个应力去耦沟槽被布置在第一对相邻传感器区域之间,其中第一多个应力去耦沟槽从第一表面朝第二表面部分地延伸至衬底中,但不完全延伸至第二表面;以及第一弹簧结构,该第一弹簧结构被形成在第一多个应力去耦沟槽的第一对相邻的应力去耦沟槽之间,使得该第一弹簧结构被横向地布置在第一对相邻的传感器区域之间,并且被配置为吸收来自环境的外部应力。

附图说明

本文参考附图描述实施例。

图1示出了根据一个或多个实施例的芯片100(例如,传感器芯片)的截面图;

图2a示出了根据一个或多个实施例的芯片的顶视图;

图2b示出了沿着图2a中所示出的线a-a截取的芯片的截面图;

图3示出了根据一个或多个实施例的芯片的顶视图;以及

图4示出了根据一个或多个实施例的芯片封装的截面图。

具体实施方式

在下文中,各种实施例将参考附图被详细地描述,其中在全文中相同的附图标记指代相同的元件。应注意,这些实施例仅用于说明性目的,并且不应被解释为限制性的。例如,虽然实施例可以被描述为包括多个特征或元件,但是这不被解释为指示需要所有这些特征或元件来实现实施例。相反,在其他实施例中,一些特征或元件可以被省略,或者可以被备选的特征或元件替代。附加地,可以提供除了明确地被示出和被描述的特征或元件之外的另外的特征或元件,例如传感器设备的常规部件。

除非另外被具体地指出,否则来自不同实施例的特征可以被组合以形成另外的实施例。被描述的关于实施例中的一个实施例的变化或修改也可以适用于其它实施例。在一些示例中,众所周知的结构和设备以框图形式而非具体地被示出,以避免模糊实施例。

除非另有说明,否则附图中所示或本文中所描述的元件之间的连接或耦合可以是基于有线的连接或无线连接。此外,只要基本上保持了该连接或耦合的一般目的(例如传送某种信号或传送某种信息),这样的连接或耦合可以是不具有附加的中间元件的直接连接或直接耦合,或者具有一个附加的中间元件或多个附加的中间元件的间接连接或间接耦合。

一个或多个实施例涉及应力敏感传感器,该敏感传感器被集成在半导体芯片中并且随后被安装到封装。应力敏感传感器包括微机电系统(mems)应力传感器,包括mems压力传感器。mems可以被称为mems元件或mems器件,并且可以包括例如电容式mems传感器器件或压阻mems传感器器件。

该封装可以适于使mems压力传感器能够检测和/或测量被施加在mems压力传感器上的力。例如,mems压力传感器可以作为换能器来操作,该换能器生成作为被施加的压力的函数的电信号,并且该封装可以具有开口,该开口被形成在mems压力传感器附近以允许介质与mems压力传感器相互作用。该介质可以是任何压力可测量实体或压力诱发实体。

通常,如本文中所使用的传感器可以指将待测量的物理量转换为电信号(例如,电流信号或电压信号)的部件。物理量可以例如包括磁场、电场、压力、力、温度、电流或电压,但不限于此。如本文所描述的传感器器件可以是电压传感器、电流传感器、温度传感器、磁传感器等。物理量可以例如是作为力的表示的压力,该压力被施加到传感器的敏感区域或敏感范围上。因此,传感器可以直接测量和/或检测应力,并且基于检测到的应力产生传感器信号。

备选地,传感器可以基于一些其他物理量(例如,对磁场敏感的霍尔传感器)生成传感器信号。在这种情况下,被传递到传感器的机械应力可能不利地影响传感器信号(例如,基于纯寄生效应)。因此,传感器可以说具有被间接测量和/或被间接检测的应力。

因此,应力敏感传感器是直接或间接地以影响传感器信号的方式对机械应力敏感的任何传感器。应力敏感传感器包括mems传感器和非mems传感器。虽然一些示例是针对代表应力敏感传感器的mems传感器,但是应当理解,mems传感器和非mems传感器可以被认为是可互换的。

碎屑(诸如外来颗粒)可能不利地影响任何传感器的性能。因此,防止碎屑到达传感器的表面可以是可取的,并且具体地,防止碎屑到达传感器的敏感区域或敏感范围。

用于半导体芯片制造的制造过程可以包括两个顺序子过程,该顺序子过程通常被称为前端生产和后端生产。后端生产还可以包括两个顺序子过程,该顺序子过程通常被称为预组装和组装。

前端生产主要是指晶片制造。如本文所使用的晶片也可以被称为衬底。前端生产可以从干净的盘状硅晶片开始,该盘状硅晶片最终变成许多硅芯片。首先,可以创建限定用于电路元件(例如,晶体管)和互连层的电路图案的光掩模。然后该掩模可以被放置在干净的硅晶片上,并且被用于映射电路设计。然后晶体管和其他电路元件可以通过光刻而形成在晶片上。光刻涉及一系列步骤,其中光敏材料被沉积在晶片上,并且通过图案化的掩模被暴露于光;然后不需要的暴露材料被蚀刻,仅在晶片上留下被期望的电路图案。通过堆叠各种图案,可以限定半导体芯片的单独元件。应力敏感传感器(应力敏感传感器可以是mems器件或mems元件)也可以被结合到晶片的表面上和/或晶片的表面中,并且应力敏感传感器也可以被连接到一个或多个电路元件。在前端生产过程的最后阶段期间,晶片上的每个单独芯片被电测试,以识别用于组装的运转正常的芯片。

后端生产指单独的半导体器件或单独的半导体芯片的组装和测试。组装过程旨在保护芯片、促进芯片被集成到电子系统中、限制电干扰以及使得能够从器件耗散热量。一旦前端生产过程完成,晶片就被锯成或切割成单独的半导体芯片。晶片被切割成单独的半导体芯片被称为预组装。

在后端生产的组装阶段中,半导体芯片被结合到封装中。例如,这些半导体芯片可以借助于合金或粘合剂被单独地附接至引线框架,该引线框架是被用于将半导体连接至电路板的金属器件。然后引线框架上的引线可以通过使用称为引线接合器的自动化机器,通过铝线或金线被连接到半导体芯片上的输入端/输出端。然后,每个半导体器件可以至少部分地被包封在塑料模塑料或陶瓷外壳中,从而形成封装。

因此,mems元件或其它应力敏感传感器可以作为集成电路的部件被构建到衬底中,然后该衬底被切割成半导体芯片,该半导体芯片随后各自被安装在封装中。

应当理解,虽然预组装(即切割)过程可以被描述为后端生产流程的一部分,但是芯片可以在前端生产的最终阶段期间被部分地分割。因此,在一些情况下,预组装可以在前端生产期间开始或被执行。

根据一个或多个实施例,机械应力去耦被提供给应力敏感传感器作为应力消除机构。可以提供应力去耦特征,诸如一个沟槽或多个沟槽(即,一个应力去耦沟槽或多个应力去耦沟槽)。另外,每个应力去耦沟槽可以被填充有凝胶(例如,硅树脂凝胶),并且凝胶可以附加地在晶片层面被沉积在应力敏感传感器上方(即,在前端制造过程期间),或在预组装过程期间或预组装过程之后,包括在封装之前或封装之后。保护材料可以被沉积在应力敏感传感器的暴露表面上,使得应力敏感传感器的整个暴露表面被保护材料覆盖。

应力敏感传感器的暴露表面可以包括或者可以被称为敏感区域,该敏感区域使应力敏感传感器能够测量物理量。例如,应力敏感传感器可以是mems压力传感器,mems压力传感器响应于被施加在暴露表面上的力的变化,被配置以检测或测量压力变化。保护材料被配置为当应力敏感传感器被保护材料覆盖时,使得应力敏感传感器的传感器功能保持完整。例如,保护材料可以是具有弹性模量和/或泊松比的硅树脂凝胶,这样的硅树脂凝胶允许被施加在硅树脂凝胶上的力传递到mems压力传感器。因此,保护材料是足够柔性的,使得当保护材料被压下时,mems压力传感器的敏感区域也按比例地被压下。

更具体地,保护材料允许应力敏感传感器的全传感器功能,包括机械功能和电功能,同时密封应力敏感传感器的整个表面。甚至更具体地,保护材料被配置为使得应力敏感传感器的功能不被保护材料阻碍。

通过确保应力敏感传感器的功能保持完整,保护材料可以在芯片制造过程的早期阶段被沉积到应力敏感传感器上作为永久材料。因此,在保护材料被沉积到应力敏感传感器上时,应力敏感传感器可能已经被配置在可操作状态(例如,最终可操作状态),并且保护材料在沉积之后可以保持完全完整,包括整个组装过程,使得保护材料在最终产品中保持特征。

由于保护材料的早期沉积,应力敏感传感器被提供免受外来物质的早期颗粒和湿度保护,该外来物质在的(预)组装过程期间可能已经被引入,这可能影响传感器性能。

虽然本文提供的一些实施例可以涉及保护材料为温度硬化凝胶(例如,硅树脂凝胶),但其它实施例可以使用紫外线(uv)硬化凝胶。然而,保护材料不限于此,并且保护材料可以是任何在允许应力敏感传感器的传感器功能的同时提供免受异物的保护的材料,并且更具体地允许应力敏感传感器在保护材料沉积时的传感器功能。因此,保护材料可以是任何保护凝胶。

图1示出了根据一个或多个实施例的芯片100(例如,传感器芯片)的截面图。芯片100包括半导体衬底10(例如,硅衬底),半导体衬底10具有在芯片100的前侧处的第一主表面11和在芯片10的背侧处且与前侧相对布置的第二主表面21。芯片还包括被集成在主表面11处的mems元件12。

mems元件12可以是电容性mems元件,包括两个平行导电板:被电介质材料15分开的顶部电极13和底部电极14。例如,电介质材料15可以是真空,在该真空中在顶部电极13与底部电极14之间腔被形成。真空作为压力传感器的参考压力。电介层(未示出)也可以被设置于电极13和电极14之间(例如,在底部电极14的上表面上)。

当没有压力被施加到mems元件12时,电极13和电极14形成具有基线或参考电容的电容元件。顶部电极13是柔性的和压力敏感的,在其中底部电极是刚性的并且被固定在位于刚性衬底10上,在顶部电极13下面和/或围绕顶部电极13。顶部电极13可以是敏感隔膜或膜片,并且腔被形成在固定的底部电极14和可移动的电极13之间,以允许隔膜或膜片的偏转。当压力被施加到敏感隔膜上时,被包围在两个平行电极13和电极14之间的腔在体积上随着敏感隔膜偏转并接近固定膜片而减小,导致电极13和电极14之间的电容的可检测的变化对应于所施加的压力。电容的变化是通过电信号的可读值。

备选地,mems元件12可以是另一类型的集成压力传感器或另一类型的应力敏感传感器。因此,每一个mems元件12可以占据衬底10的mems区域,并且包括至少一个敏感区域,该敏感区域对应力敏感并且可以可操作以检测应力。通常,mems区域可以被称为衬底10的传感器区域或应力敏感区域,在该区域处,应力敏感传感器被集成在衬底10处。

芯片100还包括后端制程(beol)堆叠16,beol堆叠16包括多个(备选的)电介层17和金属层18。beol是ic制造的第二部分,其中单独的器件(晶体管、电容器、电阻器等)与晶片上的布线(即,金属化层)互连。

金属层18可以包括金属线1,金属线1被用于经由弹簧结构25(例如,在范围ii中)将传感器电路(例如,在范围i中)与传感器(例如,范围iii中的mems元件12)电连接。附加地或备选地,可以经由半导体衬底10中的植入范围2在不同的范围i、范围ii和范围iii之间建立电连接。因此,范围i、范围ii和范围iii经由导电结构被互连,该导电结构被配置为承载电信号。

应当理解,虽然可能未示出,但在其它附图中被说明的实施例还可以包括具有金属线1和/或植入范围2的beol堆叠16,beol堆叠16用于在三个范围i、范围ii和范围iii之间建立电连接。因此,图2a、图2b、图3和图4中所示的器件还包括这些导电结构中的一个或多个导电结构。

芯片100还包括浅沟槽隔离(sti)范围19,浅沟槽隔离范围19是集成电路特征,该集成电路特征防止相邻半导体器件部件之间的电流泄漏。

芯片100还包括应力去耦特征,该应力去耦特征由一个或多个应力去耦沟槽20a、应力去耦沟槽20b和应力去耦沟槽20c(统称为应力去耦沟槽20)制成。每个应力去耦沟槽20与mems元件12被横向地间隔开,每个应力去耦沟槽20从衬底10的主表面11延伸至衬底10中,并且部分地延伸穿过衬底10。换句话说,沟槽20不完全延伸穿过衬底10。因此,沟槽20在包括整个mems元件12的单个晶片上的硅中终止。

沟槽20限定芯片100的内部或第一范围22之间的垂直边界,其中提供mems元件12,以及芯片100的一个或多个外围或第二范围23。沟槽20被配置为去耦来自例如芯片100的封装的任何机械应力,以免机械应力被传递到mems元件12。也就是说,沟槽20被配置为减少存在于芯片100的外围范围23中的任何机械应力,以免机械应力被传递到芯片100的内部范围22,并且最终被传递到mems元件12。因此,应力去耦特征保护mems元件12免受外部机械影响,并且因此防止传感器信号的移位,传感器信号由于这些影响由mems元件12或应力敏感传感器产生。

为了形成沟槽20,beol堆叠16中的相应开口可以通过使用膜片释放和沟槽硬掩模形成。接着使用深沟槽蚀刻以形成沟槽20,沟槽20从主表面11(即,从芯片的前侧)朝主表面21(即,朝向芯片的背侧)延伸至衬底10中。如上所述,每个沟槽20部分地延伸,但不完全延伸穿过衬底10。例如,沟槽20可以具有大约325μm到375μm的深度。具体地,沟槽20的深度是包络mems元件12或更深的元件的相邻沟槽之间的距离的顺序。

如此,衬底10的沟槽仅限于前侧沟槽,而没有形成背侧沟槽或背侧腔。以这种方式,在芯片100背侧处的主表面21是平面,该平面是未被破坏的单元件的表面。此外,衬底10包括背侧部分10a,该背侧部分10a横向延伸遍及衬底10的主体(即,遍及整个芯片),衬底10的主体没有沟槽、腔等。这个背侧部分10a从芯片10的背侧处的主表面21延伸至最深沟槽20的底部。

由于背面部分10a,衬底10是单件整体构件,其一体构造在芯片整体上保持统一。换句话说,不能使用两个或多个衬底,也不能通过沟槽或腔将单个衬底破坏成多个部分。

mems元件12被布置在衬底10的内部范围22,mems元件12从主表面11垂直地延伸并且与背侧部分10a一体地被形成。

一个沟槽或多个沟槽可以包络mems元件12。例如,沟槽20a可以是围绕mems元件12的单个连续沟槽。类似地,每个邻近沟槽20a的沟槽20b和沟槽20c可以一起形成围绕mems元件12的单个连续沟槽。

备选地,沟槽20b可以包络不同mems元件(未示出),该元件从mems元件12被横向地设置于芯片100的不同mems区域中。类似地,沟槽20c可以包络更不同的mems元件(未示出),该元件从mems元件12被横向地设置于芯片100的更不同mems区域中。因此,芯片100可以包括一个或多个不同的mems区域,每个mems区域包括不同的mems元件12,该mems元件12与衬底10集成,其中每个mems元件12包括一个或多个敏感区域,该敏感区域可操作用于检测压力和/或应力。

附加地或备选地,沟槽20b和沟槽20c中的一个沟槽或两个沟槽可以从衬底10的第一横向侧延伸至衬底10的第二横向侧,该第二横向侧与第一横向侧相对。

此外,弹簧结构25(例如,弹簧结构25a或25b)被形成在两个相邻的沟槽段之间,并且被配置为吸收来自环境的外部应力,使得被传递到内部范围22的外部应力的量(即,到mems元件12)被减小或被防止。外部应力可以由封装本身引起(例如,由于热失配)。两个沟槽或沟槽段被相邻地布置在mems元件12的相同横向侧上,以便在可以被称为“相邻的”或“邻近的”沟槽的两个沟槽或沟槽段之间形成弹簧结构25。因此,在弹簧结构25在一对相邻的沟槽20之间形成。

弹簧结构25被定义为衬底10的部分,被布置在两个相邻沟槽20之间或在同一沟槽20的两个横向地被分开的部分之间,弹簧结构25从背侧部分10a的上部朝朝芯片100的前侧处的第一主表面11延伸。换句话说,弹簧结构25形成两个相邻沟槽的侧壁20或相邻沟槽段的侧壁。在一些实施例中,弹簧结构25可以在芯片100的前侧处延伸至第一主表面11。两个相邻的沟槽20或同一沟槽20的两个被横向地间隔开的部分彼此平行地延伸,使得弹簧结构25在两个相邻的沟槽20或同一沟槽20的两个被横向间隔开的部分之间形成。

在该示例中,弹簧结构25a在沟槽20a和沟槽20b之间形成,并且弹簧结构25b在沟槽20a和沟槽20c之间形成。例如,如果沟槽20b和沟槽20c形成与沟槽20a同心的单个沟槽,则弹簧结构25a和弹簧结构25b可以分开构件或者可以是整体构造的单个构件。

此外,每个弹簧结构25可以例如经由金属线1和/或掺杂剂范围2被电耦合到相应的mems元件12,并且被配置为接收传感器信号(例如,电信号),该传感器信号由相应的mems元件12的至少一个敏感区域生成,并且提供电路径给传感器电路,该传感器电路被配置为读出传感器信号。

芯片的所有弹簧结构25由衬底10的背侧部分10a结合,衬底10的背侧部分10a是单件整体构造。

图2a示出了根据一个或多个实施例的芯片200的俯视图。附加地,图2b示出了沿着图2a中所示的线a-a所截取的芯片200的截面图。具体地,衬底10包括四个mems区域10b、区域10c、区域10d和区域10e,在该四个mems区域10b、区域10c、区域10d和区域10e处,不同的mems元件区域被集成在第一主表面11处。在此示例中,每个mems元件包括四个敏感区域,该四个敏感区域彼此被横向地分开,并且被布置为网格形成。每个敏感区域被配置为响应于被检测到的压力和/或应力而生成电信号。由mems元件的敏感区域生成的电信号可以由传感器电路被添加或被平均在一起。

如图2a中可以看到的,mems区域10b包括mems元件,该mems元件包括敏感区域12b,mems区域10c包括mems元件,该mems元件包括敏感区域12c,mems区域10d包括mems元件,该mems元件包括敏感区域12d,并且mems区域10e包括mems元件,该mems元件包括敏感区域12e。每个mems区域可以具有矩形形状。

另外,多个沟槽20被形成在相邻或邻近的mems区域10b至mems区域10e之间。此外,沟槽20或沟槽20的段也被形成在mems区域10b至mems区域10e的外围范围周围、在mems区域与芯片200的横向边缘之间。此外,一个或多个沟槽20可以被结合以形成单个连续沟槽。

弹簧结构25(例如,弹簧结构25a和弹簧结构25b)被形成在两个相邻的沟槽20之间或同一沟槽20的两个被横向地分开的部分之间。

多个沟槽20包括围绕mems区域10b的沟槽20b。具体地,沟槽20b包括第一端b和第二端b’。因此,在该示例中,沟槽20b围绕mems区域10b缠绕1.5圈,使得一个沟槽段由沟槽20b形成在mems区域的外部外围边缘处(即,邻近芯片200边缘的那些边缘),并且两个沟槽段由沟槽20b形成在内部外围边缘处(即,不邻近芯片200边缘的那些边缘,或者是最接近于相邻的mems区域10c和mems区域10d的那些边缘)。

因此,一对相邻的应力去耦沟槽或应力去耦沟槽段由围绕mems区域10b的单个连续沟槽20b从mems区域10b的一个横向侧形成,使得单个连续沟槽的至少一部分在横向方向上与单个连续沟槽自身重叠。当单个连续沟槽20b具有围绕mems区域10b缠绕的螺旋图案时,这样的布置可以发生,弹簧结构25被形成在沟槽20b的横向地重叠段之间。自然地,弹簧结构25也可以具有与单个连续沟槽20b的螺旋图案一致的螺旋图案。

类似于沟槽20b,沟槽20c包括第一端c和第二端c’。因此,在该示例中,沟槽20c围绕mems区域10c缠绕1.5圈,使得一个沟槽段由沟槽20c形成在mems区域的外部外围边缘处(即,邻近芯片200边缘的那些边缘),并且两个沟槽段由沟槽20c形成在内部外围边缘处(即,不邻近芯片200边缘的那些边缘,或者是最接近于相邻的mems区域10b和mems区域10e的那些边缘)。

类似于沟槽20b,沟槽20d包括第一端d和第二端d’。因此,在该示例中,沟槽20d围绕mems区域10d缠绕1.5圈,使得一个沟槽段由沟槽20d形成在mems区域的外部外围边缘处(即,邻近芯片200边缘的那些边缘),并且两个沟槽段由沟槽20d形成在内部外围边缘处(即,不邻近芯片200边缘的那些边缘,或者是最接近于相邻的mems区域10b和mems区域10e的那些边缘)。

类似于沟槽20b,沟槽20e包括第一端e和第二端e’。因此,在该示例中,沟槽20e围绕mems区域10e缠绕1.5圈,使得一个沟槽段由沟槽20e形成在mems区域的外部外围边缘处(即,邻近芯片200边缘的那些边缘),并且两个沟槽段由沟槽20e形成在内部外围边缘处(即,不邻近芯片200边缘的那些边缘,或者是最接近于相邻的mems区域10c和mems区域10d的那些边缘)。

沟槽20f包括第一端f和第二端f’,使得沟槽20f从芯片200的一个边缘横向地延伸至芯片200第二边缘,该第二边缘与芯片的第一边缘相对。沟槽20f也可以被形成与沟槽20b至沟槽20d结合,从而形成单个连续沟槽。

如此,五个沟槽20被横向地形成在mems区域10b和mems区域10c之间,其中四个弹簧结构25被横向形成在五个沟槽20之间。在这种情况下,五对相邻沟槽被横向地布置在mems区域10b和mems区域10c之间,这导致四个弹簧结构25(即,每对具有被布置在相邻沟槽之间的对应弹簧结构25)。

此外,五个沟槽20被横向地形成在mems区域10d和mems区域10e之间,其中四个弹簧结构25被横向地形成在五个沟槽20之间;四个沟槽20被横向地形成在mems区域10b和mems区域10d之间,其中三个弹簧结构25被横向形成在四个沟槽20之间。四个沟槽20被横向地形成在mems区域10c和mems区域10e之间,其中三个弹簧结构25被横向形成在四个沟槽20之间。弹簧结构25被配置为吸收来自环境的外部应力,使得每个mems区域10b至mems区域10e,以及因此mems元件的每个敏感区域与外部应力绝缘。

图3示出了根据一个或多个实施例的芯片300的俯视图。芯片300类似于图2a和图2b中所示的芯片200,除了芯片300具有不同沟槽20(即,沟槽20b至沟槽20f)的图案和弹簧结构25(即,弹簧结构25a和弹簧结构25b)。

图4示出了根据一个或多个实施例的芯片封装400的截面图。具体地,芯片封装400是模制封装,该模制封装将芯片(例如,芯片200)容纳在模制化合物30中。

接合线33用于将芯片200的相应管芯焊盘34附接至引线框架(未示出)。

从过程的角度来看,芯片200可以通过附接层被附接到引线框架,并且接合线33可以耦合到引线框架和管芯焊盘34。然后,芯片200和接合线33可以被模制在模制化合物30中。然后保护材料26可以被分配到沟槽20中和mems元件12上方(例如,在mems区域12b至mems区域12e上方),至少部分地填充腔35,腔35由模制化合物30的侧壁形成。具体地,腔35被设置于mems元件12b和mems元件12c(以及mems元件12d和mems元件12e)上方,使得所施加的压力可以通过保护材料26被施加到每一个mems元件中的敏感区域。保护材料26可以完全横向地延伸在模制化合物30的侧壁之间。最后,保护材料26可以被固化。

弹簧结构25被配置为吸收来自环境的外部应力,使得每个mems区域10b至mems区域10e,以及因此mems元件的每个敏感区域与外部应力绝缘。

鉴于上文,前述实施例通过将mems元件与封装去耦并且提供机械稳健和易于处理的解决方案来提供从环境应力到mems元件(尤其是集成压力传感器或其它应力敏感传感器)的机械去耦。另外,筛选效率可以通过收紧内在分布(p-sens,p0,..)被提高。

尽管本文所描述的实施例涉及mems压力传感器,并且在一些情况下涉及电容式压力传感器,但是应当理解,其他实现方式可以包括其他类型的应力敏感传感器或这其他类型的mems器件或mems元件。另外,尽管在装置的上下文中已经描述了一些方面,但是很清楚,这些方面还表示对相应方法的描述,其中块或器件对应于方法步骤或方法步骤的特征。类似地,在方法步骤的上下文中被描述的方面还表示对对应装置的对应块或对应项目或对应特征的描述。方法步骤中的一些或全部方法步骤可以通过(或使用)例如微处理器、可编程计算机或电子电路的硬件装置执行。在一些实施例中,方法步骤中的一些或多个方法步骤可以被这样的装置执行。

此外,应该理解,说明书或权利要求中公开的多个行为或功能可以不以具体顺序来构造。因此,多个行为或功能的公开将不限于特定顺序,除非这些行为或功能由于技术原因不能交换。此外,在一些实施例中,单个行为可以包括或者可以分为多个子行为。可以包括这些子行为并且作为该单个行为的公开的一部分,除非明确排除。

此外,说明书和附图仅仅示出了本公开的原理。由此,本领域技术人员将能够得到各种布置(尽管本文没有明确描述或示出)、具体化本公开的原理并且包括在其精神和范围内。此外,本文引用的所有示例原则上扩展仅用于教育目的以帮助理解本公开的原理和促成本领域的概念,并且被构造为不限于这些具体引用的示例和条件。此外,本文引用本公开的原理、方面和实施例的所有陈述以及其具体示例用于包括其等效物。因此,应当理解,本文中所描述的布置和细节的修改和变化对于本领域的其他技术人员将是明显的。

此外,以下权利要求结合到具体实施方式中,其中,每个权利要求都可以代表独立的实施例。虽然每个权利要求可以代表独立的实施例,但应该注意,尽管从属权利要求可以在权利要求中表示与一个或多个其他权利要求的特定组合,但其他实施例还可以包括从属权利要求与每个其他从属权利要求的主题的组合。这里提出这些组合,除非明确不表示特定组合。此外,目的还包括权利要求的特征到任何其他独立权利要求中,即使该权利要求没有直接从属于独立权利要求。

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