各種實(shí)施例一般地涉及傳感器裝置和用于制造傳感器裝置的方法。

背景技術(shù)：

電子裝置可包括微機(jī)電系統(tǒng)(mems)，被用在各種裝置和應(yīng)用中。mems可包括例如壓力傳感器。消費(fèi)者壓力傳感器市場(chǎng)正在變得主要由asp驅(qū)動(dòng)。今天的壓力傳感器模塊的主要費(fèi)用因素是準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)腔lga封裝，所述準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)腔lga封裝能夠代表60%的制造成本。通常，可能希望使用低成本模制封裝以便減少制造成本。一些mems(諸如，壓力傳感器)對(duì)機(jī)械應(yīng)力非常敏感。通過(guò)封裝內(nèi)部的稠硅膠，封裝內(nèi)部的稠硅膠可被用于分離機(jī)械應(yīng)力與來(lái)自mems的mems應(yīng)力。然而，在標(biāo)準(zhǔn)模制封裝中無(wú)法實(shí)現(xiàn)利用硅膠的在封裝級(jí)的應(yīng)力分離。另外，模制化合物能夠施加取決于環(huán)境因素(諸如，濕度和溫度)的應(yīng)力。因此，無(wú)法使用模制壓力傳感器封裝。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在各種實(shí)施例中，一種傳感器裝置可包括：電子裝置，所述電子裝置包括：半導(dǎo)體襯底，具有至少一個(gè)集成電路和mems傳感器，mems傳感器包括薄膜；后腔，位于半導(dǎo)體襯底內(nèi)，布置在mems傳感器下方并且延伸到半導(dǎo)體襯底的背面；和懸掛結(jié)構(gòu)，在半導(dǎo)體襯底中至少懸掛mems傳感器的薄膜；模制物，部分地密封半導(dǎo)體襯底。所述傳感器裝置還可包括：傳感器端口，在襯底的前側(cè)具有模制物中的開(kāi)口，所述開(kāi)口使至少mems傳感器薄膜暴露于傳感器裝置外部的環(huán)境。所述至少一個(gè)集成電路和mems傳感器可被單片地集成在半導(dǎo)體襯底中。

附圖說(shuō)明

在附圖中，相同的標(biāo)號(hào)通常在不同視圖中始終指代相同的部分。附圖不必符合比例，而是重點(diǎn)通常在于圖示本發(fā)明的原理。在下面的描述中，參照下面的附圖描述本發(fā)明的各種實(shí)施例，在下面的附圖中：

圖1示出根據(jù)至少一個(gè)示例性實(shí)施例的傳感器裝置的實(shí)施例的剖視圖，所述傳感器裝置包括單片地集成的至少一個(gè)集成電路裝置和mems傳感器；

圖2是根據(jù)至少一個(gè)示例性實(shí)施例的用于制造傳感器裝置的方法的流程圖，所述傳感器裝置包括單片地集成的至少一個(gè)集成電路裝置和mems傳感器；

圖3a-3j是根據(jù)至少一個(gè)示例性實(shí)施例的對(duì)襯底進(jìn)行處理以形成傳感器裝置的各階段的視圖；

圖4a-4c示出根據(jù)至少一個(gè)示例性實(shí)施例的傳感器裝置的剖視圖、頂部透視圖和頂部剖視透視圖，所述傳感器裝置包括單片地集成在襯底上的至少一個(gè)集成電路裝置和mems傳感器；

圖5a示出根據(jù)至少一個(gè)示例性實(shí)施例的襯底的懸掛結(jié)構(gòu)的透視圖；和

圖5b是示出指示根據(jù)至少一個(gè)示例性實(shí)施例的圖5a的懸掛結(jié)構(gòu)的應(yīng)變或應(yīng)力分離的曲線圖。

圖6a-6c示出包括傳統(tǒng)彈簧的襯底。

圖7a-7f示出根據(jù)至少一個(gè)示例性實(shí)施例的包括彈簧的襯底。

圖8a-8b示出根據(jù)至少一個(gè)示例性實(shí)施例的具有彈簧的襯底。

具體實(shí)施方式

下面的詳細(xì)描述參照附圖，所述附圖作為說(shuō)明示出了可實(shí)施本發(fā)明的特定細(xì)節(jié)和實(shí)施例。

詞語(yǔ)“示例性”在本文中被用于表示“用作示例、實(shí)例或說(shuō)明”。在本文中描述為“示例性”的任何實(shí)施例或設(shè)計(jì)未必被解釋為相對(duì)于其它實(shí)施例或設(shè)計(jì)是優(yōu)選的或有利的。

關(guān)于形成在側(cè)面或表面“上方”的沉積材料使用的詞語(yǔ)“在...上方”可在本文中被用于表示：沉積材料可“直接”形成在暗示的側(cè)面或表面上，例如與暗示的側(cè)面或表面直接接觸。關(guān)于形成在側(cè)面或表面“上方”的沉積材料使用的詞語(yǔ)“在...上方”可在本文中被用于表示：沉積材料可“間接”形成在暗示的側(cè)面或表面上，其中一個(gè)或多個(gè)另外的層被布置在暗示的側(cè)面或表面和沉積材料之間。

術(shù)語(yǔ)“連接”可既包括間接“連接”又包括直接“連接”。

當(dāng)提及半導(dǎo)體裝置時(shí)，表示至少兩端子裝置，示例是二極管。半導(dǎo)體裝置也能夠是三端子裝置，諸如舉幾個(gè)來(lái)說(shuō)場(chǎng)效應(yīng)晶體管(fet)、絕緣柵雙極晶體管(igbt)、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(jfet)和晶閘管。半導(dǎo)體裝置也能夠包括超過(guò)三個(gè)端子。根據(jù)實(shí)施例，半導(dǎo)體裝置是功率裝置。集成電路可包括多個(gè)集成裝置。

在各種實(shí)施例中，傳感器裝置包括至少一個(gè)集成電路和mems傳感器，所述至少一個(gè)集成電路和mems傳感器兩者被單片地集成在半導(dǎo)體襯底或晶片中。根據(jù)各種實(shí)施例，在本文中描述的懸掛結(jié)構(gòu)被包括或形成在襯底/晶片中。懸掛結(jié)構(gòu)可以是形成在襯底或晶片中的多個(gè)彈簧或一個(gè)彈簧。

圖1示出根據(jù)示例性實(shí)施例的傳感器裝置1的剖視圖和表示，所述傳感器裝置1包括單片地集成在襯底中或集成在襯底上的至少一個(gè)集成電路裝置和mems傳感器。在圖1中，傳感器裝置包括電子裝置5。電子裝置5可例如是半導(dǎo)體芯片或其一部分。圖1中示出的電子裝置5包括半導(dǎo)體襯底10，半導(dǎo)體襯底10具有至少一個(gè)集成電路裝置15和mems傳感器20。根據(jù)各種實(shí)施例，集成電路裝置15和mems傳感器20中的每一個(gè)被單片地集成在半導(dǎo)體襯底10中。

在本文中描述的襯底10和其它半導(dǎo)體層或晶片能夠由任何合適的半導(dǎo)體材料制成。這種材料的示例包括而不限于：舉幾個(gè)來(lái)說(shuō)，元素半導(dǎo)體材料，諸如硅(si)；iv族化合物半導(dǎo)體材料，諸如碳化硅(sic)或硅鍺(sige)；二元、三元或四元iii-v半導(dǎo)體材料，諸如砷化鎵(gaas)、磷化鎵(gap)、磷化銦(inp)、氮化鎵(gan)、氮化鋁鎵(algan)、磷化銦鎵(ingapa)或磷化砷鎵銦(in-gaasp)；和二元或三元ii-vi半導(dǎo)體材料，諸如碲化鎘(cdte)和碲鎘汞(hgcdte)。

在各種實(shí)施例中，所述至少一個(gè)集成電路裝置15可以是專(zhuān)用集成電路(asic)。所述至少一個(gè)集成電路還可包括使用已知半導(dǎo)體工藝制造的半導(dǎo)體裝置(例如，晶體管、二極管)或其它電路元件(諸如，例如電阻器、電容器等)。

mems傳感器20可包括一個(gè)或多個(gè)感測(cè)元件25，諸如薄膜或任何其它類(lèi)型的傳感器元件。在各種實(shí)施例中，mems傳感器20可以是具有薄膜/隔膜的壓力傳感器。

圖1的襯底10包括位于mems傳感器20下方的后腔22。也就是說(shuō)，mems傳感器20至少部分地覆蓋后腔。后腔22被形成在襯底10內(nèi)，并且從襯底的底表面10b延伸到mems傳感器的預(yù)定義距離內(nèi)。

圖1的襯底10包括懸掛結(jié)構(gòu)50(未示出)。懸掛結(jié)構(gòu)50能夠懸掛mems傳感器20以提供機(jī)械應(yīng)力分離。

圖1的懸掛結(jié)構(gòu)50能夠被形成并且布置在溝槽40內(nèi)。溝槽40可至少部分地環(huán)繞mems傳感器20。如圖1中所示，溝槽40從襯底10的前側(cè)10a延伸以到達(dá)后腔22。

圖1的電子裝置5被部分地密封。模制物70覆蓋襯底10的側(cè)壁以及襯底10的前側(cè)10a的部分以在所述模制物中形成開(kāi)口或傳感器端口80。所述開(kāi)口或傳感器端口80在所述模制物中提供開(kāi)口80，所述開(kāi)口80露出襯底10的前側(cè)10a的一部分和mems傳感器25并且還在mems傳感器薄膜和感測(cè)裝置1外部的環(huán)境之間提供開(kāi)口或通道。例如，在壓力傳感器的情況下，傳感器端口(諸如，傳感器端口80)能夠使壓力傳感器的薄膜暴露于感測(cè)裝置1的環(huán)境。

在一個(gè)示例性實(shí)施例中，可通過(guò)任何合適的模制工藝(諸如，例如使用膜輔助模制(fam)技術(shù))來(lái)形成模制物70。在另一實(shí)施例中，可通過(guò)使用平版印刷(例如，使用su8光致抗蝕劑通過(guò)蝕刻來(lái)創(chuàng)建傳感器端口80)來(lái)形成傳感器端口80。

圖1還示出安裝到載體100的電子裝置5。襯底10可借助于粘合劑60(諸如，例如舉幾個(gè)來(lái)說(shuō)，導(dǎo)電和非導(dǎo)電環(huán)氧樹(shù)脂膠、管芯粘片膜、硅膠和/或晶片背涂層)而附接或附著到載體100。

在各種實(shí)施例中，懸掛結(jié)構(gòu)50能夠在芯片級(jí)或封裝級(jí)提供應(yīng)力分離。懸掛結(jié)構(gòu)50可具有彈簧的形式?？赏ㄟ^(guò)產(chǎn)生彈簧或彈簧結(jié)構(gòu)的溝槽蝕刻工藝來(lái)形成溝槽40。也就是說(shuō)，溝槽40可定義向mems傳感器20提供懸掛的彈簧。

圖2示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施例的用于制造傳感器裝置的流程圖，所述傳感器裝置包括mems傳感器和一個(gè)或多個(gè)集成電路裝置，所述mems傳感器和所述一個(gè)或多個(gè)集成電路裝置中的每一個(gè)單片地位于傳感器裝置的襯底中。

圖3a-3g是根據(jù)示例性實(shí)施例的在形成傳感器裝置時(shí)的各種階段中的半導(dǎo)體襯底的剖視圖，所述傳感器裝置具有單片地集成的mems傳感器和一個(gè)或多個(gè)集成電路裝置。

參照?qǐng)D2，提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括至少一個(gè)集成電路和mems傳感器。在至少一個(gè)實(shí)施例中，所述至少一個(gè)集成電路和mems傳感器被單片地形成在半導(dǎo)體襯底中。所述至少一個(gè)集成電路和mems傳感器能夠被形成在半導(dǎo)體襯底的一側(cè)，諸如例如襯底的前側(cè)?？墒褂萌魏魏线m并且公知的半導(dǎo)體和mems制造技術(shù)(例如，沉積、蝕刻、平版印刷等)來(lái)形成所述至少一個(gè)集成電路。在實(shí)施例中，所述至少一個(gè)mems傳感器和所述至少一個(gè)集成電路可按照任何合適或適當(dāng)?shù)拇涡蛐纬伞?/p>

圖3a示出半導(dǎo)體襯底300的一部分310。也就是說(shuō)，如稍后所示，半導(dǎo)體襯底310可被布置在一個(gè)或多個(gè)其它半導(dǎo)體層上或布置在一個(gè)或多個(gè)其它半導(dǎo)體層上方。半導(dǎo)體襯底300可以是諸如在切割之后的晶片的一部分。襯底部分310包括沿橫向與傳感器場(chǎng)部分310b相鄰的邏輯場(chǎng)部分310a。邏輯場(chǎng)部分310a可包含或包括至少一個(gè)邏輯裝置，諸如asic、fpga等。傳感器場(chǎng)部分310b可包含至少一個(gè)傳感器裝置，例如mems傳感器。

另外，上部310可最初包括部分地形成的傳感器裝置，例如壓力傳感器或其它類(lèi)型的傳感器。在這種情況下，傳感器場(chǎng)310b包括電極端子320和位于電極端子320之間的固定電極330。在一個(gè)示例中，可使用任何合適的材料(諸如，氧化硅)形成電極端子320。另外，如圖中所示，犧牲層340可被形成在上襯底部分310上方。在圖3a的實(shí)施例中，犧牲層340包括氮化物和碳的層，所述氮化物和碳的層被布置在邏輯場(chǎng)310a和傳感器310b上方或布置在邏輯場(chǎng)310a和傳感器310b上并且用于形成隔膜或其它類(lèi)型的傳感器元件。在其它實(shí)施例中，犧牲層可包括一個(gè)或多個(gè)其它類(lèi)型層，所述一個(gè)或多個(gè)其它類(lèi)型層包括其它材料，諸如例如氧化硅、聚酰亞胺和一種或多種金屬(例如，鋁)。

接下來(lái)，在圖3b的實(shí)施例中，犧牲層340已被圖案化以形成圖案化的犧牲層340a。通過(guò)去除傳感器場(chǎng)310b上方的犧牲層340的一個(gè)或多個(gè)部分，可蝕刻犧牲層340。使用任何合適的蝕刻或平版印刷工藝或技術(shù)，犧牲層340能夠被圖案化。

在形成圖案化的犧牲層340a之后，薄膜層350能夠被形成或被提供在襯底部分310上方，如圖3c的實(shí)施例中所示。薄膜層350被示出為沉積在傳感器場(chǎng)310b上方并且沉積在邏輯場(chǎng)310a上方。抗蝕劑360也被示出為選擇性地沉積在薄膜層350上方以用于對(duì)薄膜層350進(jìn)行圖案化。薄膜層350可以是任何合適的材料(作為一個(gè)示例，包括多晶硅)。

圖3d的實(shí)施例示出上襯底部分310，上襯底部分310包括mems傳感器(例如，mems壓力傳感器375)和邏輯裝置380。在圖3d中，圖3c中的薄膜層350已被圖案化。通過(guò)光刻工藝或任何其它合適或可行的方法，薄膜層350可被圖案化。此外，如圖3d中所示，圖案化的犧牲層340a已被去除，留下腔355。作為結(jié)果，圖案化的薄膜層350是自由或基本上自由懸掛的薄膜370。根據(jù)示例性實(shí)施例，它可通過(guò)蝕刻而被去除。在犧牲層包括碳層的一個(gè)示例中，碳層能夠使用氧等離子體蝕刻而被蝕刻并且由此去除。在其它實(shí)施例中，可至少部分地使用濕法蝕刻。例如，氫氟酸可被用于去除犧牲層的氧化硅層。

在薄膜圖案化時(shí)使用或產(chǎn)生的材料(例如，抗蝕劑、殘留物等)也能夠被去除。在去除這種材料之后，一個(gè)或多個(gè)后段制程(beol)層可被形成或沉積在襯底部分310的前側(cè)上方或在襯底部分310的前側(cè)上，并且變成襯底300的一部分。所述一個(gè)或多個(gè)beol層可包括各結(jié)構(gòu)，諸如舉幾個(gè)來(lái)說(shuō)一個(gè)或多個(gè)介電層、一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電層、一個(gè)或多個(gè)互連結(jié)構(gòu)等。

在圖3e的實(shí)施例中，邏輯裝置380和mems傳感器375中的每一個(gè)被單片地集成在半導(dǎo)體襯底300中或集成在半導(dǎo)體襯底300上。如圖中所示，襯底300包括一個(gè)或多個(gè)beol層390，所述一個(gè)或多個(gè)beol層390被布置在半導(dǎo)體層或晶片385上方，并且例如被布置在邏輯裝置390上方、在mems傳感器375的一個(gè)或多個(gè)部分上方。然而，mems傳感器375的薄膜370被揭露或暴露。也就是說(shuō)，在圖3e中，所述一個(gè)或多個(gè)beol層390未被形成在包括薄膜370的mems傳感器370的至少一部分上方。

半導(dǎo)體層385可包括任何合適的半導(dǎo)體材料，諸如硅等。

返回參照?qǐng)D2，已提供具有單片地集成的mems傳感器和至少一個(gè)集成電路的半導(dǎo)體襯底，然后能夠在220形成半導(dǎo)體襯底中的后腔，并且在230從半導(dǎo)體襯底形成懸掛結(jié)構(gòu)。后腔和懸掛結(jié)構(gòu)可單獨(dú)按照任何次序，例如，能夠首先形成后腔并且隨后形成懸掛結(jié)構(gòu)，反之亦然。另外，后腔325和懸掛結(jié)構(gòu)也能夠被同時(shí)或幾乎同時(shí)形成。根據(jù)各種實(shí)施例，可使用一種或多種蝕刻工藝(諸如，例如使用反應(yīng)離子蝕刻工藝(例如，深度反應(yīng)離子蝕刻(drie)))形成該腔和懸掛結(jié)構(gòu)。

在形成后腔和/或懸掛結(jié)構(gòu)時(shí)，襯底可被放置在暫時(shí)載體上。例如，當(dāng)后腔正被形成時(shí)，襯底的前側(cè)可附接到暫時(shí)載體，和/或當(dāng)前側(cè)懸掛結(jié)構(gòu)正被形成時(shí)，襯底的背面可附接到暫時(shí)或永久載體。

圖3f的實(shí)施例示出包括后腔325和懸掛結(jié)構(gòu)392的圖3e的襯底300。懸掛結(jié)構(gòu)392包括一個(gè)或多個(gè)溝槽394?？赏ㄟ^(guò)深度反應(yīng)離子蝕刻(drie)形成構(gòu)成懸掛結(jié)構(gòu)392的溝槽394和后腔。在蝕刻之前，抗蝕劑395可被沉積在襯底上以用于蝕刻。

圖3g的實(shí)施例示出在去除由蝕刻使用或產(chǎn)生的任何抗蝕劑或其它材料之后的圖3f的襯底300。溝槽392從襯底300的前側(cè)301a延伸到后腔325。后腔325從襯底300的背面300b延伸到襯底300中的預(yù)定高度，諸如例如延伸到半導(dǎo)體層385中的預(yù)定高度或延伸到半導(dǎo)體層385中的預(yù)定高度內(nèi)。

所述一個(gè)或多個(gè)溝槽392可被蝕刻或形成以便產(chǎn)生懸掛結(jié)構(gòu)394，所述懸掛結(jié)構(gòu)394向mems傳感器375提供機(jī)械應(yīng)力分離。懸掛結(jié)構(gòu)392在襯底300中在后腔325上方懸掛mems傳感器375。

根據(jù)一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施例，懸掛結(jié)構(gòu)392可具有形成在襯底300中和/或由襯底300形成的一個(gè)或多個(gè)機(jī)械彈簧的形式。也就是說(shuō)，彈簧可包括構(gòu)成襯底300的各種層，諸如例如包括金屬化層、介電層、鈍化層、半導(dǎo)體層等中的一個(gè)或多個(gè)層的部分或片段。

圖3h是沿著圖3g中的線a-a的襯底300的頂部剖視圖。在圖3h中，懸掛結(jié)構(gòu)392被示出為環(huán)繞mems傳感器375的薄膜370。懸掛結(jié)構(gòu)392包括已被圖案化的溝槽394。溝槽394定義彈簧結(jié)構(gòu)396。彈簧結(jié)構(gòu)396沿垂直方向延伸通過(guò)襯底300。如圖3g和圖3h中所示，彈簧結(jié)構(gòu)396包括襯底300的一個(gè)或多個(gè)垂直部分394a。通過(guò)襯底中的一個(gè)或多個(gè)空間或空隙，垂直部分394a至少部分地與襯底300的一個(gè)或多個(gè)其它垂直部分分離。彈簧或彈簧結(jié)構(gòu)396與溝槽394相鄰和/或位于溝槽394之間。

圖5a示出根據(jù)各種實(shí)施例的溝槽394和彈簧結(jié)構(gòu)396的局部透視圖。圖5b示出xy平面中的圖5a的彈簧結(jié)構(gòu)的絕對(duì)應(yīng)變的仿真(xy平面平行于與后腔325背對(duì)的在襯底300的頂側(cè)301a的表面)。

返回參照?qǐng)D3h，彈簧結(jié)構(gòu)396可包括或提供mems傳感器375和邏輯裝置380之間的電氣連接。如前所述，彈簧結(jié)構(gòu)396能夠包括一個(gè)或多個(gè)金屬化層，所述一個(gè)或多個(gè)金屬化層中的任何金屬化層可電連接到mems傳感器375或其一部分(例如，電極330)。類(lèi)似地，彈簧結(jié)構(gòu)396可電連接到襯底300內(nèi)或襯底300外部的任何部件或裝置。

圖3h中示出的彈簧結(jié)構(gòu)396和溝槽394從后腔325朝著襯底300的前側(cè)301a延伸。也就是說(shuō)，溝槽394可延伸通過(guò)一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體層、導(dǎo)電或金屬化層、介電層等。在其它實(shí)施例中，溝槽394和/或彈簧結(jié)構(gòu)396可不一直延伸到襯底前側(cè)301a。

圖3h示出包括兩個(gè)溝槽394a、394b的一種可能的圖案布置。在圖3h中，每個(gè)溝槽394包括以直角彼此連接的溝槽片段。每個(gè)溝槽394a和394b具有螺旋狀結(jié)構(gòu)，其中針對(duì)傳感器370，每個(gè)溝槽394a和394b相對(duì)于彼此既處于內(nèi)部也處于外部，并且傳感器370被溝槽394中的至少一個(gè)環(huán)繞。當(dāng)然，用于形成彈簧396或懸掛結(jié)構(gòu)392的溝槽的數(shù)量能夠變化。另外，溝槽394的圖案也可變化。也就是說(shuō)，溝槽394不需要按照直線段形成或布置，而是可包括一個(gè)或多個(gè)彎曲、波浪形或其它類(lèi)型的部分。另外，溝槽394可不按照螺旋狀圖案形成或布置。簡(jiǎn)而言之，可實(shí)現(xiàn)其它變化。

在圖3i的實(shí)施例中，圖3g的襯底300被安裝或附接到載體100。載體100可以是絕緣載體或?qū)щ娸d體，和/或可用作散熱器。

如前面所解釋?zhuān)r底300可包括一個(gè)或多個(gè)互連結(jié)構(gòu)。在圖3i中，互連結(jié)構(gòu)經(jīng)由接合線315和接合焊盤(pán)316電連接到載體100。在其它實(shí)施例中，襯底300可包括一個(gè)或多個(gè)另外的互連結(jié)構(gòu)，所述一個(gè)或多個(gè)另外的互連結(jié)構(gòu)可稍后連接到未示出的其它部件或裝置。

返回參照?qǐng)D2，在形成懸掛結(jié)構(gòu)和后腔之后，在240，通過(guò)或經(jīng)過(guò)利用模具至少部分地密封襯底，能夠形成傳感器端口。傳感器端口是在襯底的前側(cè)的模具中的開(kāi)口，該開(kāi)口使mems傳感器的至少一部分(例如，薄膜)暴露于傳感器裝置外部的環(huán)境。

在各種實(shí)施例中，通過(guò)密封工藝形成傳感器端口?？墒褂萌魏魏线m的密封工藝(作為一個(gè)示例，包括膜輔助模制(fam)工藝)。fam工藝可在模具中使用一個(gè)或兩個(gè)模制膜(例如，塑料膜)。在fam工藝的一個(gè)示例中，在引線框架或襯底(例如，待密封的產(chǎn)品)被裝載到模具中之前，模制膜被吸入到模具的內(nèi)表面(例如，選出物(cull)、滑槽、腔等)中。這跟隨有通常的傳遞模制工藝。模制材料可首先通過(guò)熱和壓力而被液化，然后被強(qiáng)制輸送到封閉的模具腔中并且在另外的熱和壓力下保持在那里，直至模制材料被凝固或固化。在使模制材料固化之后，打開(kāi)模具，然后取出現(xiàn)在密封的產(chǎn)品。接下來(lái)，真空被去除，在模具的一個(gè)長(zhǎng)度上傳送該膜或更新該膜，并且新周期能夠開(kāi)始。fam工藝使得能夠借助于在底部和/或頂部模具中放置插入件來(lái)創(chuàng)建敞開(kāi)的封裝或帶窗口的封裝。

圖3j的實(shí)施例示出在fam工藝期間在局部模具環(huán)境中的圖3i的襯底300。也就是說(shuō)，襯底300位于部分示出的模具內(nèi)。圖3j示出具有模制膜75的上模具部分77被抽真空或吸到上模具部分77的表面77a上。根據(jù)各種實(shí)施例，襯底300被密封在模具中，以使得上模具77被布置為抵靠襯底300的上側(cè)301a。

在襯底300被放置在模具中之后，模制材料70能夠被注入到模具中。在圖3j中，模制材料70至少部分地密封襯底300，并且覆蓋襯底300的一個(gè)或多個(gè)側(cè)壁和襯底300的上側(cè)301a的一個(gè)或多個(gè)部分。上模具77的插入或伸出部分78壓著襯底300的上側(cè)301a以創(chuàng)建窗口。當(dāng)模制材料70被注入時(shí)，位于mems傳感器375上方的伸出部分78防止模制材料70形成在mems傳感器375上方。

圖4a-4c示出根據(jù)各種實(shí)施例的電子裝置400的幾個(gè)視圖。裝置400包括在密封和安裝在載體100上之后的圖3j的襯底300。模制材料70已固化或硬化，并且包含傳感器端口80。傳感器端口80提供mems傳感器375和電子裝置100外部的環(huán)境之間的開(kāi)口或通道。傳感器端口80能夠允許源于電子裝置400外部的容器(can)的壓力波、聲波、光或其它現(xiàn)象到達(dá)mems傳感器375，并且到達(dá)例如薄膜350(或在其它實(shí)施例中到達(dá)其它感測(cè)元件)。

根據(jù)各種實(shí)施例，彈簧結(jié)構(gòu)392被配置為吸收和/或減小應(yīng)力。彈簧結(jié)構(gòu)392能夠吸收和/或減小發(fā)生在裝置400中的振動(dòng)的影響。例如，彈簧結(jié)構(gòu)392能夠吸收或減小機(jī)械應(yīng)力，所述機(jī)械應(yīng)力因裝置部件或材料的熱膨脹和/或收縮而引起或產(chǎn)生。另外，彈簧結(jié)構(gòu)減小或消除由于在較大pcb(印刷電路板)上安裝所述裝置而導(dǎo)致的機(jī)械應(yīng)力。

在傳感器裝置400或在本文中描述的其它傳感器裝置的操作期間，壓力波或聲波可進(jìn)入傳感器端口80并且到達(dá)mems傳感器375以引起薄膜370的振動(dòng)。振動(dòng)的薄膜370能夠引起所述薄膜和電極330之間的電場(chǎng)的對(duì)應(yīng)變化，因此產(chǎn)生電磁場(chǎng)。這種所獲得的電磁場(chǎng)可創(chuàng)建或產(chǎn)生電信號(hào)，所述電信號(hào)與進(jìn)入傳感器端口80并且使薄膜370振動(dòng)的壓力波或聲波對(duì)應(yīng)。這個(gè)電信號(hào)可隨后由任何裝置(例如，邏輯裝置380或另一外部裝置(未示出))處理。

盡管在各種實(shí)施例中mems傳感器已被描述為壓力傳感器，但可替代地使用其它類(lèi)型的mems傳感器。例如，mems傳感器375不需要是壓力傳感器，而是可以是任何其它合適的mems傳感器(諸如，在一個(gè)示例中，超聲換能器)。在這個(gè)方面，薄膜370可替代地是其它類(lèi)型的合適的感測(cè)元件。根據(jù)各種實(shí)施例，在本文中描述的mems傳感器，舉幾個(gè)來(lái)說(shuō)，可以是壓力傳感器、氣體傳感器、麥克風(fēng)等。

圖6a-6c示出包括各種傳統(tǒng)懸掛結(jié)構(gòu)的襯底600的視圖。襯底600可以是半導(dǎo)體襯底(例如，硅)，并且可例如具有芯片框架的形式。

圖6a是包括mems裝置的襯底600的局部三維透視圖。出于可見(jiàn)說(shuō)明性原因，襯底600的一部分已被去除。由mems裝置或其它裝置占用或者將要由mems裝置或其它裝置占用的區(qū)域可被稱(chēng)為裝置區(qū)域(在這個(gè)實(shí)施例中指定為620)。裝置區(qū)域620連接到懸掛結(jié)構(gòu)625，所述懸掛結(jié)構(gòu)625在一種已知配置中包括多個(gè)彈簧610。圖6b和6c是描繪懸掛結(jié)構(gòu)625的不同配置的芯片框架600的頂視圖。如圖6a-6c中所示，出于說(shuō)明性目的，彈簧610被描繪為線段，但另外將會(huì)具有垂直維度，例如高度或深度。

正如指出的，在圖6a中，包括一些彈簧610的襯底600的片段或部分已被去除，以使得能夠更清楚地描繪彈簧610的內(nèi)部布置。

圖6a-6c描繪包括彈簧610的傳統(tǒng)懸掛結(jié)構(gòu)625。這些彈簧610中的每個(gè)彈簧610在裝置區(qū)域620和襯底600之間主要按照單個(gè)維度或按照單個(gè)維度延伸。也就是說(shuō)，在一部分或大部分或彈簧僅沿一個(gè)方向延伸的意義上，每個(gè)彈簧610受到限制。換句話說(shuō)，每個(gè)彈簧610通常不按照超過(guò)一個(gè)橫向維度或不能按照超過(guò)一個(gè)橫向維度提供機(jī)械分離或顯著分離。

作為一個(gè)示例，圖6b中示出的每個(gè)彈簧610具有一個(gè)主彈簧部分或片段611。彈簧部分611僅沿單個(gè)方向延伸，其中彈簧部分611面對(duì)并且平行于mems裝置/區(qū)域620的外圍側(cè)。然而，沒(méi)有一個(gè)彈簧繞著mems裝置/區(qū)域620延伸。也就是說(shuō)，沒(méi)有一個(gè)環(huán)繞或圍繞mems裝置/區(qū)域620的任何拐角或轉(zhuǎn)彎。類(lèi)似地，如圖6c中所示，彈簧片段611和613相對(duì)于彼此折疊，并且也僅沿單個(gè)方向延伸。

根據(jù)本公開(kāi)的示例性實(shí)施例，在本文中描述的懸掛結(jié)構(gòu)或彈簧可具有不同的配置，所述不同的配置具有改進(jìn)的性能特性，尤其在提供機(jī)械分離方面具有改進(jìn)的性能特性。

根據(jù)本公開(kāi)的示例性實(shí)施例，圖7a-7f中的每一個(gè)描繪了分別具有彈簧710a-710f的半導(dǎo)體襯底700的頂視圖。可根據(jù)任何合適的制造技術(shù)(包括在本文中描述的制造技術(shù))形成彈簧710a-710f。襯底700可連接(例如，電連接和/或物理連接)到其它裝置或元件。在一些實(shí)施例中，襯底700還可包括單片地集成在襯底700中的一個(gè)或多個(gè)其它裝置，例如至少一個(gè)集成電路。襯底700可包括形成和/或定位在裝置區(qū)域700中的裝置，例如mems裝置?？筛鶕?jù)在本文中描述的實(shí)施例形成所述裝置，例如mems裝置、其它裝置和/或彈簧710a-170f。例如除mems裝置之外的其它類(lèi)型的裝置可被定位和/或形成在裝置區(qū)域720中。腔或后腔可被形成在裝置區(qū)域下方的襯底700中。

在圖7a中示出的示例性實(shí)施例中，襯底700包括多個(gè)彈簧710a。每個(gè)彈簧710a包括指定為711a和713a的至少兩個(gè)彈簧片段或部分。彈簧部分711a和713a能夠一起被視為l形部分。這些部分以90度或基本上90度彼此相交。l形部分(諸如，由彈簧部分711a和713a形成的l形部分)可部分地包圍、圍繞或環(huán)繞裝置區(qū)域的一部分。在圖7a中，包括部分711a和713a的l形部分纏繞裝置區(qū)域720的拐角或一部分。

另外，在圖7a的實(shí)施例中，彈簧部分711a和713不沿橫向方向(在xy平面中)延伸超出或超過(guò)相應(yīng)部分711a或713所面對(duì)的裝置區(qū)域720的多于一個(gè)邊緣、側(cè)面或不同邊界。例如，彈簧部分711a僅延伸超過(guò)虛線“a”，虛線“a”對(duì)應(yīng)于裝置區(qū)域720的邊界或外圍側(cè)。類(lèi)似地，彈簧部分713b僅延伸超過(guò)虛線“b”，虛線“b”對(duì)應(yīng)于裝置區(qū)域720的另一邊界或外圍側(cè)。

另外，如圖7a中針對(duì)裝置區(qū)域720所示，彈簧片段711a和713a每個(gè)可平行于并且面對(duì)裝置區(qū)域的周界的不同側(cè)或不同部分。彈簧710a包括將彈簧部分711a連接或附接到裝置區(qū)域720的彈簧部分，并且包括將彈簧部分713a連接或附接到襯底700的另一部分。

在每個(gè)彈簧710a覆蓋或遮蔽裝置區(qū)域720的周界的不同部分或區(qū)域的意義上，如圖7a中所布置的彈簧710a不彼此交疊。圖7a的彈簧710a看起來(lái)相同或具有相同維度。然而，情況未必如此，并且在其它實(shí)施例中，彈簧710a中的一個(gè)或多個(gè)可具有不同維度，例如具有與至少一個(gè)其它彈簧不同的長(zhǎng)度或厚度。彈簧710a的維度可至少部分地取決于裝置區(qū)域720的維度。

在圖7b的示例性實(shí)施例中，襯底700包括多個(gè)彈簧710b。每個(gè)彈簧710b包括l形彈簧部分，所述l形彈簧部分包括片段或彈簧部分711b和713b。彈簧部分711b和713b以直角或近似90度彼此相交。如圖中所示，彈簧片段或彈簧部分711b和713彼此正交或基本上正交。在其它實(shí)施例中，彈簧部分相交的角度可不同，例如，在一個(gè)示例中，相對(duì)于直角偏離高達(dá)5-10%。

圖7b的彈簧部分711b和713b中的每個(gè)彈簧部分延伸超過(guò)或超出mems裝置區(qū)域720的至少一個(gè)最外面的邊界或側(cè)面/邊緣。例如，圖7b中的彈簧部分711b延伸超過(guò)虛線“b”，虛線“b”對(duì)應(yīng)于裝置區(qū)域的邊界。

另外，彈簧部分713b延伸超過(guò)裝置區(qū)域720的兩側(cè)或最外面的邊界。換句話說(shuō)，從俯視視角或在xy平面內(nèi)，彈簧部分713b可具有比mems裝置區(qū)域720的寬度或長(zhǎng)度大的長(zhǎng)度。圖7b中的mems裝置區(qū)域720被描繪為矩形(情況未必如此)，其中彈簧部分713b具有比彈簧部分713b所面對(duì)的裝置區(qū)域720的周界的對(duì)應(yīng)側(cè)的長(zhǎng)度大的長(zhǎng)度。如圖中所示，彈簧部分713到達(dá)襯底700或與襯底700相交。

另外，彈簧部分711b可延伸超過(guò)裝置區(qū)域720的最外面的邊界或邊緣以便到達(dá)彈簧部分713b或與彈簧部分713b相交。彈簧部分711b延伸超過(guò)裝置區(qū)域的同一邊界的第二端或極端以便到達(dá)部分713b。也就是說(shuō)，彈簧部分711b也具有比面對(duì)該彈簧部分的區(qū)域720的側(cè)面/區(qū)域的長(zhǎng)度大的長(zhǎng)度。在其它實(shí)施例中，彈簧部分711b的長(zhǎng)度可以更小，并且可開(kāi)始與面對(duì)彈簧部分711b的裝置區(qū)域的側(cè)面/邊界的末端對(duì)應(yīng)的位置。

圖7b中的彈簧710b包括將彈簧部分711b連接或附接到裝置區(qū)域720的彈簧部分，并且還包括將部分713b連接或附接到襯底700的另一部分。

在圖7c中示出的示例性實(shí)施例中，襯底700包括多個(gè)彈簧710c。彈簧710c可類(lèi)似于圖7b的彈簧710b，但以不同方式布置。像彈簧710b一樣，每個(gè)彈簧710c包括l形部分，所述l形部分包括彼此正交或基本上正交的彈簧片段或部分711c和713c。在圖7b中，彈簧710b不交疊，其中每個(gè)彈簧710b覆蓋、遮蔽或面對(duì)裝置區(qū)域720的周界的不同側(cè)或區(qū)域。然而，在圖7c的示例性實(shí)施例中，彈簧710c被以纏繞的螺旋或螺旋形模式(并且更具體地講，以纏繞的正方形或矩形狀螺旋模式)布置。在其它實(shí)施例中，彈簧710c可被以其它類(lèi)型的螺旋模式(舉幾個(gè)來(lái)說(shuō)，包括例如以纏繞的圓形或橢圓形螺旋模式等)布置。

在圖7c的實(shí)施例中，每個(gè)彈簧710c從mems區(qū)域720的周界的不同部分(例如，不同片段、不同邊界或不同側(cè))開(kāi)始。另外，彈簧710c被布置，以使得裝置區(qū)域720的每個(gè)外圍側(cè)由相應(yīng)彈簧710c的彈簧片段或部分沿橫向覆蓋或遮蔽。彈簧710c包圍裝置區(qū)域720。如圖中所示，每個(gè)彈簧710c包括l形彈簧部分，所述l形彈簧部分面對(duì)或至少部分地遮蔽mems裝置區(qū)域720的周界的各側(cè)。

圖7d的示出的示例性實(shí)施例描繪襯底700，襯底700包括多個(gè)彈簧710d。圖7d的彈簧710d與圖7c的彈簧710c類(lèi)似之處在于它們也被以纏繞的螺旋或螺旋狀模式布置。如圖中所布置，圖7d的彈簧710d環(huán)繞裝置區(qū)域720。在其它實(shí)施例中，彈簧710d還可被以如前面在本文中所述的其它類(lèi)型的螺旋模式布置。

在圖7d的實(shí)施例中，裝置區(qū)域720是矩形的，每個(gè)外圍側(cè)面對(duì)彈簧710c的彈簧片段或部分或者被彈簧710c的彈簧片段或部分覆蓋或遮蔽。彈簧710d包括c形部分。彈簧710d至少部分地面對(duì)或覆蓋裝置區(qū)域720的周界的三個(gè)側(cè)面或部分。能夠看出，彈簧710d和彈簧710c之間的差別在于：彈簧710d具有c形部分，而非單個(gè)l形部分。如圖中所示，對(duì)于每個(gè)彈簧710d，c形部分包括彈簧片段或部分711d、713d和715d。彈簧710d的c形部分能夠被描述為兩個(gè)l形部分，所述兩個(gè)l形部分共享共同的彈簧片段713d。

在圖7d的實(shí)施例中，彈簧部分711d經(jīng)由另一彈簧片段或部分連接或附接到裝置區(qū)域720。另外，圖7d的彈簧部分715d直接連接或附接到襯底700。在其它實(shí)施例中，彈簧部分715d可經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)其它彈簧片段間接地連接到襯底。

盡管圖7c和7d的示例性實(shí)施例分別示出彈簧710c和710d在裝置區(qū)域720周?chē)鷱澢鷥纱?具有l(wèi)形部分)以及彎曲三次(具有c形部分)，但在其它實(shí)施例中，彈簧可按照相同的螺旋方式在裝置區(qū)域720周?chē)M(jìn)一步延伸出來(lái)并且盤(pán)旋。例如，在mems裝置區(qū)域像圖7d中一樣是矩形的情況下，彈簧可多次在裝置區(qū)域720周?chē)由觳⑶冶P(pán)旋。

另外，盡管在圖7c和7d的每個(gè)實(shí)施例中描繪一組四個(gè)彈簧，但彈簧的量可變化。例如，襯底(諸如，襯底700)可包括在裝置區(qū)域720周?chē)P(pán)旋的僅一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)不同的彈簧。

圖7e的示例性實(shí)施例描繪襯底700，襯底700包括具有折疊的彈簧710e。每個(gè)彈簧710e包括彈簧折疊712e和714e。如圖中所示，彈簧折疊712e包括彈簧部分711e、716e和713e。彈簧部分713e能夠被視為相對(duì)于彈簧部分711e“折疊”，反之亦然。彈簧部分716e可被視為折疊712e中的“彎曲”，所述“彎曲”將彈簧部分711e連接到彈簧部分713e。類(lèi)似地，彈簧折疊714e包括彈簧片段或部分715e、717e和718e。在彈簧710e中，彈簧折疊712e連接或附接到彈簧折疊714e。更具體地講，在圖7e的實(shí)施例中，彈簧折疊712e的彈簧部分713e與彈簧折疊714e的彈簧部分715e相交或連接到彈簧折疊714e的彈簧部分715e。

如圖7e的示例性實(shí)施例中所示，彈簧折疊712e與彈簧折疊714e正交或基本上正交。也就是說(shuō)，彈簧折疊712e的彈簧部分711e和713e與彈簧折疊714e的彈簧部分715e和717e正交或基本上正交。

另外，每個(gè)彈簧710e部分地包圍或環(huán)繞裝置區(qū)域720的周界。在圖7e的實(shí)施例中，裝置區(qū)域720是矩形的，其中每個(gè)彈簧折疊712e和714e面對(duì)和/或布置為平行于裝置區(qū)域720的周界的不同側(cè)。

圖7f的示例性實(shí)施例也描繪襯底700，襯底700具有彈簧710f，彈簧710f具有折疊。然而，每個(gè)彈簧710f包括單個(gè)折疊712f，而非像在彈簧710e的情況下那樣包括兩個(gè)折疊。圖7f的折疊712f包括內(nèi)彈簧部分711f和外彈簧部分713f。彈簧部分711f和713f是如前面在本文中所討論的l形彈簧部分。外彈簧部分713f覆蓋內(nèi)彈簧部分711f或折疊在內(nèi)彈簧部分711f上方。由于彈簧折疊712f包括兩個(gè)l形彈簧部分，所以彈簧折疊712f在xy平面內(nèi)沿兩個(gè)正交或基本上正交的方向延伸。

在圖7f中，彈簧710f一起環(huán)繞裝置區(qū)域的周界，其中每個(gè)彈簧710f部分地包圍或環(huán)繞裝置區(qū)域720的周界。

根據(jù)示例性實(shí)施例，溝槽可被創(chuàng)建以形成或定義彈簧710a-710f。例如，如前面在本文中公開(kāi)的各種實(shí)施例中所解釋或討論，可通過(guò)深度反應(yīng)離子蝕刻(drie)形成溝槽。溝槽(比如，彈簧710a-710f)可被沿垂直方向或沿垂直于顯示的xy平面的方向形成。溝槽可定義彈簧710a-710f的結(jié)構(gòu)、形狀和/或配置。例如，在圖7a和7b的實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)溝槽730包括或提供緊挨著彈簧部分的空隙。通常，彈簧部分之間或彈簧部分和裝置區(qū)域720之間的空隙可以相同，或者可彼此不同。通常，在xy平面中，溝槽和彈簧或彈簧部分被配置為直的而非彎曲。然而，彈簧、彈簧部分或溝槽的形狀的變化可包括較小的或可忽略的彎曲，其中彎曲的或弓形的部分等可能是由于由制造過(guò)程產(chǎn)生的正常偏差所導(dǎo)致的。

類(lèi)似地，彈簧部分711a和713a與襯底700之間的空隙的寬度可以相同或者彼此不同。

盡管在圖7a-7b的實(shí)施例中示出某個(gè)量或數(shù)量的彈簧，例如一組四個(gè)彈簧710a被示出在圖7a中，但在襯底中使用的彈簧710a的數(shù)量可變化并且可以是任何合適的量。此外，彈簧710a-710f可彼此一起使用，彈簧710a-710f中的一些彈簧可與彼此和/或與其它類(lèi)型的彈簧一起包括在同一個(gè)襯底中。彈簧710a-710f可結(jié)合前面在本文中描述的裝置(例如，結(jié)合圖1-4c描述的裝置)用作彈簧。

正如指出的，模制封裝中的傳感器芯片(諸如，壓力傳感器芯片等)經(jīng)歷熱膨脹。作為結(jié)果，襯底和/芯片能夠經(jīng)歷由于熱膨脹和其它效應(yīng)而導(dǎo)致的彎曲。與已知彈簧相比，由本文中提出的彈簧(例如，彈簧710a-710f)執(zhí)行的分離提供顯著更好的分離。

圖8a示出具有一對(duì)彈簧810a的襯底800，所述一對(duì)彈簧810a類(lèi)似于圖7a的彈簧710a，而圖8b示出具有一對(duì)彈簧810b的襯底800，所述一對(duì)彈簧810b類(lèi)似于圖6c的彈簧。由彈簧810a提供的分離的量或裝置區(qū)域820(例如，mems裝置)上的應(yīng)力的量減小至大約1/50,000。相比之下，由彈簧810b減小的對(duì)裝置區(qū)域820的應(yīng)力的量?jī)H為大約2000。

例如，注意的是，當(dāng)外力使芯片彎曲時(shí)，在不存在應(yīng)力分離(例如，沒(méi)有溝槽并且沒(méi)有后腔)的情況下，所獲得的作用在mems裝置上的應(yīng)力能夠是例如1mpa。(這將會(huì)是沿x和y方向的絕對(duì)法向應(yīng)力分量之和)。然而，當(dāng)引入應(yīng)力分離結(jié)構(gòu)或特征時(shí)，這可導(dǎo)致應(yīng)力減小至例如0.2mpa。在這個(gè)示例中，在這個(gè)示例中所獲得的應(yīng)力減小因子將會(huì)是因子5。

也就是說(shuō)，彈簧810a以及圖7a-7b的彈簧的配置的結(jié)構(gòu)提供類(lèi)似或更好的機(jī)械分離和應(yīng)力減小。

在各種實(shí)施例中，一種傳感器裝置包括襯底，所述襯底包括單片地集成在襯底中的mems傳感器和至少一個(gè)集成電路，所述襯底具有大約100μm至大約1000μm的厚度。

在各種實(shí)施例中，所述襯底可包括懸掛結(jié)構(gòu)，所述懸掛結(jié)構(gòu)在后腔上方懸掛mems傳感器。在各種實(shí)施例中，所述懸掛結(jié)構(gòu)至少部分地環(huán)繞mems傳感器的薄膜的周界。

在各種實(shí)施例中，所述懸掛結(jié)構(gòu)包括形成在襯底內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)彈簧，所述一個(gè)或多個(gè)彈簧與半導(dǎo)體襯底的一個(gè)或多個(gè)溝槽相鄰和/或位于半導(dǎo)體襯底的一個(gè)或多個(gè)溝槽之間。在各種實(shí)施例中，所述一個(gè)或多個(gè)溝槽從半導(dǎo)體襯底的前側(cè)延伸到后腔，其中溝槽的維度具有大約1μm至大約100μm的寬度和大約10μm至大約500μm的深度。

在各種實(shí)施例中，所述襯底被安裝在載體上。

在各種實(shí)施例中，通過(guò)深度反應(yīng)離子蝕刻(drie)形成所述懸掛結(jié)構(gòu)的溝槽。

在各種實(shí)施例中，所述傳感器裝置包括部分地密封半導(dǎo)體襯底的模制物。所述模制物能夠具有用于傳感器端口的開(kāi)口，所述開(kāi)口使mems傳感器的至少一部分(例如，薄膜/隔膜)暴露于傳感器裝置外部的環(huán)境。

在各種實(shí)施例中，通過(guò)使用膜輔助模制工藝至少部分地密封襯底來(lái)形成傳感器端口。

在各種實(shí)施例中，所述懸掛結(jié)構(gòu)將mems傳感器電連接到所述至少一個(gè)集成電路。在各種示例性實(shí)施例中，所述至少一個(gè)集成電路包括專(zhuān)用集成電路(asic)。

在各種實(shí)施例中，所述mems傳感器是壓力傳感器，并且在一些實(shí)施例中包括由多晶硅制成的隔膜或薄膜。

在各種實(shí)施例中，一種傳感器裝置可包括：電子裝置，所述電子裝置包括：半導(dǎo)體襯底，具有至少一個(gè)集成電路和mems傳感器，mems傳感器包括薄膜；后腔，位于半導(dǎo)體襯底內(nèi)，布置在mems傳感器下方并且延伸到半導(dǎo)體襯底的背面；和懸掛結(jié)構(gòu)，在半導(dǎo)體襯底中至少懸掛mems傳感器的薄膜；模制物，部分地密封半導(dǎo)體襯底。所述傳感器裝置還可包括：傳感器端口，在襯底的前側(cè)具有模制物中的開(kāi)口，所述開(kāi)口使至少mems傳感器薄膜暴露于傳感器裝置外部的環(huán)境。所述至少一個(gè)集成電路和mems傳感器可被單片地集成在半導(dǎo)體襯底中。

在各種實(shí)施例中，所述傳感器裝置懸掛結(jié)構(gòu)可包括形成在半導(dǎo)體襯底內(nèi)的彈簧結(jié)構(gòu)。所述懸掛結(jié)構(gòu)可至少部分地環(huán)繞mems傳感器的薄膜的周界。所述彈簧結(jié)構(gòu)包括由半導(dǎo)體襯底的一個(gè)或多個(gè)溝槽之間的襯底形成的彈簧。所述一個(gè)或多個(gè)溝槽能夠從半導(dǎo)體襯底的前側(cè)延伸到后腔。

在各種實(shí)施例中，所述電子裝置被安裝在載體上。所述傳感器芯片可通過(guò)粘合劑而附接到載體。在一些實(shí)施例中，所述懸掛結(jié)構(gòu)將mems傳感器電連接到所述至少一個(gè)集成電路裝置。

在一些實(shí)施例中，所述傳感器裝置可包括所述至少一個(gè)集成電路，所述至少一個(gè)集成電路包括例如專(zhuān)用集成電路(asic)。

在各種實(shí)施例中，所述mems傳感器是壓力傳感器。所述至少一個(gè)集成電路能夠例如經(jīng)由可被密封在模制物內(nèi)的接合線電耦合到載體。

根據(jù)各種實(shí)施例，在本文中描述的后腔可以是矩形的或矩形狀的。例如，后腔的維度可以是從大約50x50μm2變動(dòng)到大約1000x1000μm2。根據(jù)各種實(shí)施例，在本文中描述的后腔可以是圓形的或圓形狀的，其中直徑為從大約50μm到大約1000μm。在各種實(shí)施例中，所述后腔可具有從大約10μm到大約500μm的深度。

根據(jù)各種實(shí)施例，形成在襯底中的溝槽(諸如，可至少部分地環(huán)繞mems傳感器的溝槽)可具有大約1μm到大約20μm的寬度并且可具有大約10μm到大約500μm的深度。

根據(jù)各種實(shí)施例，在本文中描述的粘合劑可包括導(dǎo)電環(huán)氧樹(shù)脂膠、非導(dǎo)電環(huán)氧樹(shù)脂膠、管芯粘片膜、硅膠和/或晶片背涂層及其組合。

根據(jù)各種實(shí)施例，在本文中描述的犧牲層可包括一層或多層的氮化物、碳、氧化硅、聚酰亞胺和一種或多種金屬(諸如，鋁)。

在本公開(kāi)的示例性實(shí)施例中，一種裝置包括襯底，半導(dǎo)體襯底包括裝置。在各種實(shí)施例中，所述裝置是mems裝置。在各種示例性實(shí)施例中，所述mems裝置被單片地集成在襯底內(nèi)。

所述襯底還可包括在半導(dǎo)體襯底內(nèi)布置在mems裝置下方的后腔，并且包括在半導(dǎo)體襯底中懸掛mems裝置的至少一部分并且向mems裝置的至少一部分提供機(jī)械分離的懸掛結(jié)構(gòu)。在本公開(kāi)的示例性實(shí)施例中，所述懸掛結(jié)構(gòu)包括一個(gè)或多個(gè)彈簧，其中所述一個(gè)或多個(gè)彈簧由形成在半導(dǎo)體襯底內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)溝槽定義。

在示例性實(shí)施例中，所述一個(gè)或多個(gè)彈簧中的至少一個(gè)彈簧包括至少一個(gè)l形部分。所述至少一個(gè)彈簧的所述至少一個(gè)l形部分可至少部分地環(huán)繞mems裝置的垂直外表面或周界。所述至少一個(gè)彈簧的l形部分可包括第一彈簧部分和第二彈簧部分，所述第一彈簧部分和第二彈簧部分中的每一個(gè)分別基本上平行于mems裝置的周界的第一側(cè)或部分和第二側(cè)或部分。在各種實(shí)施例中，第一和第二彈簧部分可彼此正交。

在各種實(shí)施例中，所述至少一個(gè)彈簧的l形部分的第一彈簧部分延伸超過(guò)mems裝置的周界的第一側(cè)的至少一個(gè)邊緣，并且其中所述至少一個(gè)彈簧的l形部分的第二部分延伸超過(guò)mems裝置的周界的第二側(cè)的至少一個(gè)邊緣。

在各種實(shí)施例中，所述至少一個(gè)彈簧的l形部分的第一彈簧部分或第二彈簧部分延伸或連接到半導(dǎo)體襯底。

在各種實(shí)施例中，所述至少一個(gè)彈簧的l形部分的第一彈簧部分具有比mems裝置的周界的第一側(cè)的長(zhǎng)度大的長(zhǎng)度。

在各種實(shí)施例中，所述至少一個(gè)彈簧的l形部分的第二彈簧部分具有比mems裝置的周界的第二側(cè)的長(zhǎng)度大的長(zhǎng)度。

在各種實(shí)施例中，包括所述至少一個(gè)l形部分的所述至少一個(gè)彈簧還包括從l形部分延伸到mems裝置的彈簧部分。

在各種實(shí)施例中，包括所述至少一個(gè)l形部分的所述至少一個(gè)彈簧還包括從l形部分延伸到半導(dǎo)體襯底的另一彈簧部分。

在各種實(shí)施例中，定義所述一個(gè)或多個(gè)彈簧的所述一個(gè)或多個(gè)溝槽沿垂直方向從半導(dǎo)體襯底的前側(cè)延伸到后腔。

在各種實(shí)施例中，所述后腔延伸到半導(dǎo)體襯底的背面。

在本公開(kāi)的示例性實(shí)施例中，一種裝置包括半導(dǎo)體襯底，包括mems裝置。在各種實(shí)施例中，所述裝置包括：后腔，位于半導(dǎo)體襯底內(nèi)，布置在mems裝置下方；和懸掛結(jié)構(gòu)，在半導(dǎo)體襯底中懸掛mems裝置的至少一部分并且向mems裝置的所述至少一部分提供機(jī)械分離，其中所述懸掛結(jié)構(gòu)包括包含多個(gè)彈簧，其中所述多個(gè)彈簧由形成在半導(dǎo)體襯底內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)溝槽定義。

在各種實(shí)施例中，所述多個(gè)彈簧中的每個(gè)彈簧各自包括第一彈簧部分和第二彈簧部分，其中第一彈簧部分以直角或基本上直角接合到或連接到第二彈簧部分。

在各種實(shí)施例中，所述多個(gè)彈簧中的每個(gè)彈簧包括第三彈簧部分，其中第三彈簧部分沿與第一彈簧部分或第二彈簧部分延伸的方向平行的方向延伸。

在各種實(shí)施例中，所述多個(gè)彈簧被以纏繞的螺旋模式布置。

在各種實(shí)施例中，所述mems裝置的周界具有四側(cè)，并且其中所述多個(gè)彈簧中的每個(gè)彈簧在所述裝置的周界的不同相應(yīng)側(cè)開(kāi)始或附接到所述裝置的周界的不同相應(yīng)側(cè)。

在各種實(shí)施例中，所述多個(gè)彈簧中的每個(gè)彈簧包括第一折疊和第二折疊，其中第一折疊和第二折疊中的每一個(gè)包括彼此平行且通過(guò)空隙而彼此分離的一組兩個(gè)彈簧部分。另外，在各種實(shí)施例中，對(duì)于每個(gè)彈簧，所述第一折疊的彈簧部分垂直于或基本上垂直于第二折疊的彈簧部分。

在各種實(shí)施例中，所述mems裝置的周界包括垂直側(cè)或部分，并且其中所述多個(gè)彈簧包括環(huán)繞mems裝置的垂直側(cè)或部分的第一彈簧和第二彈簧。

在各種實(shí)施例中，彈簧和/或彈簧部分可以是彎曲的、弓形的、或直的，例如具有弓形的、彎曲的或直的形狀的部分或彈簧部分。

在各種實(shí)施例中，彈簧按照直的或基本上直線的彈簧部分布置。在占用區(qū)域或空間方面，具有直的或基本上直的彈簧部分的彈簧可以是有利的或經(jīng)濟(jì)的。

在本公開(kāi)的示例性實(shí)施例中，一種裝置包括：半導(dǎo)體襯底，包括mems裝置；后腔，位于半導(dǎo)體襯底內(nèi)，布置在mems裝置下方；和懸掛結(jié)構(gòu)，在半導(dǎo)體襯底中懸掛mems裝置的至少一部分并且向mems裝置的至少一部分提供機(jī)械分離，其中所述懸掛結(jié)構(gòu)包括一個(gè)或多個(gè)彈簧，其中所述一個(gè)或多個(gè)彈簧由形成在半導(dǎo)體襯底內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)溝槽定義。

在各種實(shí)施例中，mems裝置被單片地集成在所述襯底內(nèi)。

在各種實(shí)施例中，所述一個(gè)或多個(gè)彈簧中的至少一個(gè)彈簧包括至少一個(gè)l形彈簧部分。

在各種實(shí)施例中，所述至少一個(gè)彈簧的所述至少一個(gè)l形彈簧部分至少部分地環(huán)繞mems裝置的周界。

在各種實(shí)施例中，所述至少一個(gè)彈簧的至少一個(gè)l形彈簧部分包括第一部分和第二部分，所述第一部分和第二部分中的每一個(gè)分別基本上平行于mems裝置的周界的第一側(cè)和第二側(cè)。

在各種實(shí)施例中，第一和第二部分彼此正交。

在各種實(shí)施例中，所述至少一個(gè)彈簧的至少一個(gè)l形彈簧部分的第一部分延伸超過(guò)mems裝置的第一側(cè)的至少一個(gè)邊緣，并且其中所述至少一個(gè)彈簧的至少一個(gè)l形彈簧部分的第二部分延伸超過(guò)mems裝置的第二側(cè)的至少一個(gè)邊緣。

在各種實(shí)施例中，所述至少一個(gè)彈簧的至少一個(gè)l形彈簧部分的第一部分或第二部分延伸到半導(dǎo)體襯底。

在各種實(shí)施例中，所述至少一個(gè)彈簧的至少一個(gè)l形彈簧部分的第一部分具有比mems裝置的第一側(cè)的長(zhǎng)度大的長(zhǎng)度。

在各種實(shí)施例中，所述至少一個(gè)彈簧的至少一個(gè)l形彈簧部分的第二部分具有比mems裝置的第二側(cè)的長(zhǎng)度大的長(zhǎng)度。

在各種實(shí)施例中，包括所述至少一個(gè)l形彈簧部分的所述至少一個(gè)彈簧還包括從至少一個(gè)l形彈簧部分延伸到mems裝置的部分。

在各種實(shí)施例中，包括所述至少一個(gè)l形彈簧部分的所述至少一個(gè)彈簧還包括從至少一個(gè)l形彈簧部分延伸到半導(dǎo)體襯底的另一部分。

在各種實(shí)施例中，定義所述一個(gè)或多個(gè)彈簧的所述一個(gè)或多個(gè)溝槽沿垂直方向從半導(dǎo)體襯底的前側(cè)延伸到后腔。

在各種實(shí)施例中，所述后腔延伸到半導(dǎo)體襯底的背面。

在各種實(shí)施例中，所述至少一個(gè)彈簧的至少一個(gè)l形彈簧部分包括基本上直的一個(gè)或多個(gè)彈簧部分。

在各種實(shí)施例中，所述至少一個(gè)彈簧的至少一個(gè)l形彈簧部分包括包含弓形形狀的一個(gè)或多個(gè)彈簧部分。

在本公開(kāi)的示例性實(shí)施例中，一種裝置包括：半導(dǎo)體襯底，包括mems裝置；后腔，位于半導(dǎo)體襯底內(nèi)，布置在mems裝置下方；和懸掛結(jié)構(gòu)，在半導(dǎo)體襯底中懸掛mems裝置的至少一部分并且向mems裝置的至少一部分提供機(jī)械分離，其中所述懸掛結(jié)構(gòu)包括多個(gè)彈簧，其中所述多個(gè)彈簧由形成在半導(dǎo)體襯底內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)溝槽定義。

在各種實(shí)施例中，所述多個(gè)彈簧中的每個(gè)彈簧包括第一彈簧部分和第二彈簧部分，其中第一彈簧部分以基本上直角接合到第二彈簧部分。

在各種實(shí)施例中，所述多個(gè)彈簧中的每個(gè)彈簧包括第三彈簧部分，其中第三彈簧部分沿與第一彈簧部分或第二彈簧部分延伸的方向平行的方向延伸。

在各種實(shí)施例中，所述多個(gè)彈簧被以纏繞的螺旋模式布置。

在各種實(shí)施例中，所述mems裝置的周界包括四側(cè)，并且其中每個(gè)彈簧部分在所述裝置的不同相應(yīng)側(cè)開(kāi)始。

在各種實(shí)施例中，所述多個(gè)彈簧中的每個(gè)彈簧包括第一折疊和第二折疊，其中第一折疊和第二折疊中的每一個(gè)包括彼此平行且通過(guò)空隙而彼此分離的一組兩個(gè)彈簧部分，并且其中對(duì)于每個(gè)彈簧，所述第一折疊的這組彈簧部分垂直于第二折疊的這組彈簧部分。

在各種實(shí)施例中，所述mems裝置包括垂直側(cè)，并且其中所述多個(gè)彈簧包括第一彈簧和第二彈簧，從而所述第一彈簧和第二彈簧環(huán)繞mems裝置的垂直側(cè)。

盡管已參照特定實(shí)施例具體地示出和描述本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可對(duì)其做出形式和細(xì)節(jié)上的各種變化。本發(fā)明的范圍因此由所附權(quán)利要求指示，并且因此旨在包括落在權(quán)利要求的等同物的含義和范圍內(nèi)的所有變化。