[发明专利]混合集成部件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种混合集成部件，其包括具有集成电路元件和后端叠堆的ASIC（application specific integrated circuit：专用集成电路）构件、具有在MEMS衬底的整个厚度上延伸的微机械结构的MEMS（micro electro mechanical systems：微机电系统）构件和罩晶片。MEMS构件如此装配在ASIC构件上，使得在微机械结构和ASIC构件的后端叠堆之间存在间隙并且罩晶片装配在MEMS构件的微机械结构上方。

此外，本发明还涉及一种用于制造这类混合集成部件的方法。

背景技术

在US2011/0049652A1中描述了一种具有ASIC构件、MEMS构件和罩晶片的垂直集成部件及其制造方法。已知的方法提出，首先处理ASIC衬底，然后将用于MEMS构件的初始衬底键合到所述ASIC衬底上。此后才在MEMS衬底中产生微机械结构。在US2011/0049652A1的情况下，所述微机械结构包括弹性悬挂的震动质量（seismische Masse）。与此无关地，罩晶片被结构化并且被预先准备用于MEMS衬底的微机械结构上方和ASIC衬底上的装配。在MEMS衬底的结构化之后，将如此处理的罩晶片键合到ASIC衬底上，从而微机械结构严密密封地包围在ASIC衬底和罩晶片之间。

已知的部件配备有电容器装置，所述电容器装置包括弹性支承的震动质量上的可偏转的电极和构造在ASIC衬底的表面上的经结构化的金属层中的固定的对应电极。根据部件作为惯性传感器或致动器的功能，电容器装置或者用于测量信号检测或者用于震动质量的控制。

已知的部件方案能够实现具有微机械功能和信号处理电路的稳固部件的成本有利的批量生产。在此不仅在晶片复合体中制造各个部件组件——ASIC构件、MEMS构件和罩。还在晶片层面上实现其至部件的装配。此外，可以在晶片层面上测试MEMS功能和ASIC功能，并且甚至还可以在分离之前在晶片层面上进行各个部件的调整。此外，已知的部件由于堆叠的结构需要相对较小的装配面，这有利地影响最终设备的制造成本。

发明内容

借助本发明使已知的部件方案扩展附加的MEMS功能，而对此不需要部件“覆盖区（footprint）”的显著增大。此外，如此扩展的部件方案能够实现具有多层的微机械结构的部件——例如麦克风部件和扬声器部件的实现。

根据本发明，这通过以下方式实现：在ASIC构件的后端叠堆（Back-endstapel）中构造具有电容器装置的至少一个可偏转的电极的压敏的膜片结构，更确切地说如此构造，使得膜片结构覆盖（überspannen）ASIC构件的背侧中的压力连接端。

据此，根据本发明，通过ASIC构件的后端叠堆的结构化扩展已知的部件方案，其中在后端叠堆中不仅如现有技术中那样产生直立型结构，而且产生具有自己的传感器功能或者致动器功能的微机械膜片结构。此外，因为部件结构还包括具有独立的MEMS功能的MEMS构件，所以例如可以很简单地并且成本有利地实现具有压力传感器功能和其他与压力传感器功能无关的MEMS功能的稳健的部件。因此，根据本发明的部件的ASIC膜片结构的压力传感器功能例如可以与惯性传感器功能组合，所述惯性传感器功能随后在MEMS构件的微机械结构中实现并且借助罩晶片封装。此外，根据本发明的部件结构很好地适于具有多层微机械结构的部件的实现，例如适于电容式的麦克风部件和扬声器部件的实现。ASIC部件的后端叠堆中的膜片结构在此用作声学有效膜片，而后板、即具有固定的对应电极的所属的声学穿透的对应元件被构造在MEMS构件的微机械结构中。罩晶片在所述应用中被用于背侧容积的定义。在任何情况下，优选用于部件的MEMS功能的信号处理电路的至少一部分集成在ASIC构件中。