[实用新型]半导体设备

说明书

本公开的实施例涉及半导体设备。一种半导体设备，包括：基底，包括第一表面、第二表面以及开口，第二表面背向第一表面，以及开口从第一表面延伸穿过基底到第二表面；微机电系统MEMS裸片，与开口对准，MEMS裸片通过腔体与基底的第二表面隔开，MEMS裸片包括：第三表面，面向基底的第二表面，腔体从MEMS裸片的第三表面延伸到基底的第二表面；多个侧壁，横向于第三表面；以及MEMS元件，与在基底中的腔体对准；模塑化合物，覆盖MEMS裸片的多个侧壁，并且限定腔体的侧面。利用本公开的实施例，通过消除用于保护ASIC裸片和MEMS裸片的帽的必要性，减小了制造材料的成本，这是因为不需要帽来形成半导体封装件，并且不需要利用高准确度机器和工具来将帽耦合到基底。

技术领域

本公开涉及被暴露于外部环境的微机电系统(MEMS)传感器。

背景技术

具有微机电系统(MEMS)裸片的许多半导体封装件包括使MEMS 裸片的传感器组件暴露于外部环境的腔体。传感器组件监测在封装件外部的外部环境的物理量或者质量。这种半导体封装件通常使用被粘合到基底的刚性帽而形成，MEMS裸片被定位在该基底上。帽被成形为在 MEMS裸片与帽之间形成腔体，并且包括使腔体暴露于外部环境的开口或孔。该开口和腔体使MEMS裸片的传感器组件暴露于外部环境。例如，传感器组件可以监测传感器组件所暴露于的外部环境的：压力、温度、声音、光或者一些其他量、质量或者量和质量的组合。

针对具有用于监测外部环境的大量物理量和质量、电子设备的环境、来自用户的输入或者需要被监测的任何其他物理量或者质量的MEMS 传感器的半导体封装件，存在较大并且正在扩大的市场。然而，在以下项中存在重大挑战：减小半导体封装件的制造成本、大小、占用面积和厚度；以及提供执行越来越复杂的功能的半导体封装件。电子设备的示例包括：膝上型计算机、显示器、电视机、智能电话、平板计算机、计算机、可弯曲的电子设备或者可以受益于监测外部环境的物理量或者质量的任何其他电子设备。

一项重大挑战是：生产具有MEMS裸片的半导体封装件，该MEMS 裸片在以下项中被减小：大小、占用面积和轮廓、以及厚度，同时维持 MEMS裸片监测外部环境的物理量和质量的能力。由于具有MEMS裸片的半导体封装件在大小、占用面积、轮廓和厚度方面被减小，所以提供具有足够的间隙以在使MEMS的传感器组件暴露于外部环境以便进行监测的同时避免MEMS裸片的传感器组件发生故障的帽变得更加困难。

另一重大挑战是：减小生产具有MEMS裸片的半导体封装件的成本。由于被用于半导体封装件的组件和材料的数目增加，所以制造具有 MEMS裸片的半导体封装件的成本增加，并且制造步骤的数目增加。例如，形成具有用于保护MEMS裸片的帽的半导体封装件包括：制造帽，使用高准确度帽附接机器来将帽放置在正确的位置，以及使用粘合剂来将帽附接到基底。而且，通过制造更小的帽来使这种半导体封装件更小将是昂贵的，这是因为由于在对帽的定位中的较小的偏移和间隙以及低水平的允许公差，制造更小的帽来使这种半导体封装件更小将包括：制造新的高准确度帽附接机器以处理更小的帽并且将帽放置在正确的位置。

实用新型内容

鉴于上述重大挑战的列表(该列表不是完整的列表)，期望的是提供，以便：不需要帽来保护MEMS裸片或者使MEMS裸片暴露于外部环境，具有更小的厚度和更小的大小，不需要那么多的制造步骤，并且当制造半导体封装件时允许更大的变化公差，因此，增加了所形成的可用半导体封装件的产量。

根据本公开的一方面，提供了一种半导体设备，包括：基底，包括第一表面、第二表面以及开口，第二表面背向第一表面，以及开口从第一表面延伸穿过基底到第二表面；微机电系统MEMS裸片，与开口对准， MEMS裸片通过腔体与基底的第二表面隔开，MEMS裸片包括：第三表面，面向基底的第二表面，腔体从MEMS裸片的第三表面延伸到基底的第二表面；多个侧壁，横向于第三表面；以及MEMS元件，与在基底中的腔体对准；模塑化合物，覆盖MEMS裸片的多个侧壁，并且限定腔体的侧面。