硅通道在ASIC200的背侧敞开并且然后通过隔离层上方的重新布线层和焊料球400引导到例如移动电话中的应用印制电路板(没有示出)上。
[0043]ASIC元件200具有多个布线层和隔离层。由于简单性和改善的清楚性，图3示出所参与的层的仅仅一部分、尤其自第一多晶硅层10起的MEMS元件100。此外，在以下所有附图中再次旋转晶片堆叠，使得MEMS元件100位于下方而ASIC元件200位于上方。图3的剖面基本上相应于在图2中虚线所包围的区域B。
[0044]与图1的MEMS元件100不同，图3的MEMS元件100具有第四多晶硅层40形式的另一硅层，所述另一硅层布置在第三多晶硅层30上并且起MEMS晶片和ASIC晶片之间的间距保持部的作用。在第四多晶硅层40上，在共晶的要键合的区域中还布置例如以锗层50形式的第一键合层，相应(即在拓扑结构和面积方面相似)于所述第一键合层的结构相对置地位于ASIC元件200的最上方的金属层M6中。
[0045]在晶片键合之后，在键合框的区域中产生共晶的铝锗键合连接70 ο在此，在所实施的键合之后，MEMS元件100的机械稳健性的以上所阐述的问题然而不利地保持不变，因为第二多晶硅层20和第三多晶硅层30之间的缝隙23小于第三多晶硅层30和ASIC元件200的M6层之间的缝隙。相应地，在此也可以不利地实现MEMS元件200在第二和第三多晶硅层20、30之间的止挡。
[0046]因此根据本发明设置，在MEMS晶片100上设置第四多晶硅层40和第一键合层50的局部应用，以便实现在可移动的检测元件22上的所限定的机械的z止挡。在止挡的范围中，在ASIC侧上去除最上方的金属层M6。由此得到MEMS元件100和ASIC元件200之间的小的残留缝隙，所述残留缝隙小于MEMS元件100中的功能性的多晶硅层(第一至第三多晶硅层10、20、30)之间的缝隙。
[0047]有利地，在止挡情形中由于MEMS元件100和ASIC元件200之间的小的残留缝隙，可移动的MEMS结构可以撞在ASIC元件200上而不再撞在强烈断裂危险的多晶硅层上。通过这种方式有利地提高整个MEMS结构的机械稳健性。
[0048]因为实现以所限定的方式撞到隔离层n?5上，所以有利地也可以不发生电短路。由此，可以有利地取消MEMS元件100中的z止挡的可能非常耗费的布线，为了避免短路所述z止挡必须具有与可移动的质量相同的电势。
[0049]图4示出所述根据本发明的布置，其中在可移动的第三多晶硅层30的部分区域上，z止挡布置在第四多晶硅层40上和第一键合层50上。现在，锗层50和ASIC元件200的侧上的隔离层MD5之间的结果的残留缝隙61小于第二和第三多晶硅层20、30之间的缝隙23。在大的垂直偏移时，实现因此与止挡结构40、50的第一机械止挡而不再在多晶硅层20,30之间，如其在图5中原理性说明的那样。识别出，检测元件22的垂直于z止挡方向构造的区段22a具有与电极32的间距，尽管止挡情形已经出现。
[0050]传感器装置的另一实施方式的特征在于，ASIC元件200的止挡区域中的不导电材料IMD5是氧化物材料。由于MEMS结构位于所限定的电势上的事实，当其向上止挡时，然而通过这种方式没有短路。相反，当撞到金属上时，金属的电势必须与MEMS结构的电势相同，以便可靠地避免损害。
[0051]有利地，本发明不局限在具有第二和第三多晶硅层20、30的部分重叠的区域的MEMS元件100上，而也可以有益地用于其他布置。
[0052]图6示出MEMS元件100，其同样由第二和第三多晶硅层20、30的元件构成，然而在第三多晶硅层30中不具有相对电极或者z止挡。但是，在ASIC元件200的最上方的金属层M6中具有相对电极。在这种情形中，止挡部的根据本发明的布置借助第四多晶硅层40和锗层50的布置是有利的，以便在大的机械过载时防止可移动的MEMS结构和ASIC相对电极之间的电短路。
[0053]图7示出具有以下一些区别的与图6相似的布置:可移动的MEMS元件100在这种情形中仅仅在第三多晶硅层30中实现。优点与以上结合图6所描述的相同。
[0054]图8示出用于制造微机械的传感器装置300的方法的一种实施方式的原理性流程。
[0055]在第一步骤SI中，提供MEMS元件100。
[0056]在第二步骤S2中，提供ASIC元件200。
[0057]在第三步骤S3中，实施检测元件22在MEMS元件100中的构造，其中在所述检测元件22上布置止挡元件40、50，其中在用于止挡元件40、50的止挡区域中在ASIC元件200上构造隔离层IMD5。
[0058]随后，在第四步骤S4中，在MEMS元件100和ASIC元件200之间构造键合结构70。
[0059]综上所述，借助本发明提出一种微机械传感器装置和一种用于制造微机械传感器装置的方法，借此以有利的方式提供用于传感器装置的所限定的止挡。这尤其在强烈增大的加速度力上时是有利的，所述加速度力可能在电子设备撞击到地面上时出现。由此，可以有利地防止敏感的MEMS结构的损害。所述力也可以在芯片的独立化时通过强烈震动出现并且根据本发明被缓和。
[0060]尽管以上根据具体的实施例描述了本发明，但是其决不局限于此。因此，本领域技术人员在不偏离本发明的核心的情况下能够适当地改变或者相互组合所描述的特征。
【主权项】
1.一种微机械传感器装置(300)，其具有: MEMS 元件(100)； ASIC元件(200)，其中，在所述MEMS元件(100)和所述ASIC元件(200)之间构造键合结构(70)，所述MEMS元件(100)具有: 具有交替重叠布置的隔离层(11，12)和功能层(10，20，30)的层布置，其中，在所述功能层(10，20，30)的至少一个中构造有能够在检测方向(z)上移动的检测元件(22); 其中，借助另一功能层(40)构造间距元件，所述间距元件用于构造所述MEMS元件(100)和所述ASIC元件(200)之间的所限定的间距； 其特征在于，在所述检测元件(22)上布置具有所述间距元件和第一键合层(50)的止挡元件(40，50)，其中，在所述止挡元件(40，50)的止挡区域中在所述ASIC元件(200)上布置隔离层(MD5)。2.根据权利要求1所述的微机械传感器装置(300)，其特征在于，所述检测元件(22)具有垂直于所述检测方向(z)构造的区段(22a)。3.根据权利要求1或2所述的微机械传感器装置(300)，其特征在于，其具有至少一个与所述检测元件共同作用的电极(12，32)。4.根据权利要求3所述的微机械传感器装置(300)，其特征在于，所述止挡元件(40，50)与所述ASIC元件(200)的间距大于与所述电极(32)的探测缝隙(23)。5.根据以上权利要求中任一项所述的微机械传感器装置(300)，其特征在于，所述间距兀件(40，50)具有多晶娃层。6.根据以上权利要求中任一项所述的微机械传感器装置(300)，其特征在于，所述间距元件(40，50)的第一键合层(50)由以下中的一个组成:锗、铝、金属。7.根据以上权利要求中任一项所述的微机械传感器装置(300)，其特征在于，在止挡方向(z)上与所述止挡元件(40，50)相对置地在所述ASIC (200)上布置氧化物材料。8.根据以上权利要求中任一项所述的微机械传感器装置(300)，其特征在于，所述检测元件(22)构造在单独的功能层(10，20，30)中。9.一种用于制造微机械传感器装置(300)的方法，所述方法具有以下步骤: 提供MEMS元件(100); 提供ASIC元件(200); 在所述MEMS元件(100)中构造检测元件(22)，其中，在所述检测元件(22)上布置止挡元件(40，50)，其中，在用于所述止挡元件(40，50)的止挡区域中在所述ASIC元件(200)上构造隔离层； 在所述MEMS元件(100)和所述ASIC元件(200)之间构造键合结构(70)。
【专利摘要】一种微机械传感器装置(300)，其具有：-MEMS元件(100)；-ASIC元件(200)，其中，在所述MEMS元件(100)和所述ASIC元件(200)之间构造键合结构(70)，所述MEMS元件(100)具有：-具有交替重叠布置的隔离层(11，12)和功能层(10，20，30)的层布置，其中，在功能层(10、20、30)的至少一个中构造可在检测方向(z)上移动的检测元件(22)；-其中，借助另一功能层(40)构造用于构造MEMS元件(100)和ASIC元件(200)之间的所限定的间距的间距元件；其特征在于，在所述检测元件(22)上布置具有所述间距元件和第一键合层(50)的止挡元件(40，50)，其中，在所述止挡元件(40，50)的止挡区域中在所述ASIC元件(200)上布置隔离层(IMD5)。
【IPC分类】B81B7/00, B81C1/00, G01D5/12, B81B7/02
【公开号】CN105217562
【申请号】CN201510363068
【发明人】J·克拉森
【申请人】罗伯特·博世有限公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年6月26日
【公告号】DE102014212314A1, US20150375990