专利名称：用于制造电子元件和压力传感器的方法
技术领域：
本发明涉及一种电子元件的制造方法，特别是根据权利要求1前序部分 所述特征的、用于压力和/或压差测量的电子传感器的制造方法，并且涉及一
种根据权利要求5前序部分所述特征的电子元件。
背景技术：
例如由专利文献DE 297 24 622 Ul中已知有特别是用作压力或压差传感 器的电子元件。所述电子元件由半导体基底构成，所述半导体基底在随后要 形成传感器薄膜区域的区域中以变薄的方式(ausgediinnt)构成。在所述区 域中还构成有实际上为电阻形式的测量元件，所述测量元件通常与测量电桥 连接，并在随后的应用中通过薄膜应变来改变所述测量元件的电阻特性，其 又作为用于电子计算待定压力的值。所述硅基底以及在其内构成的测量元件 在基底的上侧或下侧分别设置有通常为氧化层的绝缘层，所述绝缘层还覆盖 有通常为络钽层的耐腐蚀的金属膜。在已知元件中，所述金属膜延伸至两侧 边缘并仅在连接触点的区域中断开。
此类电子元件不是单个制造的，而是通常以晶片的形式进行制造，即多 个电子元件彼此相邻地形成在硅基底中或硅基底上，随后涂覆绝缘层，之后 淀积保护性的金属膜。然后，所构成的多个电子元件通过机械方法分离成单 个元件。所述方法在半导体技术中长期得到使用并且是可靠的。
然而特别地，在用于压力和/或压差测量的、必须设置耐腐蚀的金属膜的 电子传感器的制造过程中存在着这样的问题当切分晶片(即，分离单个元 件)时，始终无法光滑地切断金属膜边缘侧，而是出现润滑效应 (schmiereffekt)，金属颗粒会到达连接触点与金属膜之间的区域中或端面 区域中。此外，切分时边缘区域中的绝缘层也可能受到损坏，使得金属膜能 直接设置在基底上并产生泄漏电流。因此，如此构造的元件的电子特性可能 受到损坏。这至少导致如此构造的电子元件具有相对较大的偏差，这是不利
的。
发明内容
基于上述原因，本发明的目的在于提供一种克服上述缺陷的方法，特别 地，通过该方法来抑止可能产生的泄漏电流。
本发明的目的通过具有权利要求1所述特征的方法而得以实现。按照本 发明的方法的优选方案在从属权利要求中进行了说明。
借助本发明的方法制造的电子元件通过权利要求5的特征进行了描述， 所述元件的优选结构通过从属权利要求6和7的特征进行了描述。本发明的 其它优选结构在随后的文字描述以及附图中进行了说明。
按照本发明的方法包括在晶片上首先形成电子元件的半导体结构，随
后涂覆至少一层例如为氧化层的绝缘层，接着淀积至少一层保护性的金属 膜。然而，按照本发明只在晶片的某些区域中局部淀积金属膜，在所述区域 中不进行后续的晶片切分。可选地，代替局部淀积金属膜的方式，也可以在
晶片上全部淀积金属膜，例如可通过气相沉积法(Aufdampfen)进行淀积， 之后，在进行切分之前，至少去除晶片要进行后续切分的区域中的金属膜。 这两种方法总能保证，在晶片切分前，在要进行后续切分的区域中不存在金 属膜。然后，将这样构造的电子元件通过切割晶片从结合部分(Verbimd) 中分离。
本发明的基本构思是，在完成加工过程之后切分晶片以形成单个电子元 件的区域中，不具有金属膜或有目的地将这些区域中的金属膜清除掉，使得 在后续的晶片切割过程中不必切割到金属膜。其优点在于，无需切分金属膜， 由此就不会出现会导致如此构造的电子元件的电子特性具有相对较大偏差 的前述不利效应。按照本发明的方法，通过仅在晶片不进行后续切分的区域 中有目的地淀积金属膜，还能显著降低如此构造的元件的电子特性偏差并且 由此提高元件的质量，而不会使加工过程明显变得昂贵或成本过高， 一方面 是因为金属膜不是全部覆盖，而是必须始终局部设置，另一方面也因为例如 在电触点区域中迄今仍然必须留有空隙的缘故。
通过气相沉积法使晶片全部设有金属膜，随后通过化学或电化学工艺， 优选通过腐蚀法局部去除金属膜，这从加工技术上来说是有利的。可选地，
金属膜的局部去除也可以通过合适的热作用例如通过激光辐射来完成。
然而，同样有利的是，开始可以局部气相沉积金属膜，那么优选地，在
淀积金属膜之前通过掩模(Maskierung)将晶片不进行后续切分的区域遮盖 住。掩模的作用是不黏附金属膜，从而在遮盖区域内不淀积金属膜。
当金属膜与后续形成的切分线(Trennfligen)或与后续在切分线处的周 边所形成的端面保持足够间距时，基本上可以省略对切分形成的狭长端面的 进一步加工。但是当例如由于空间原因金属膜与切分线之间的间距相对较小 时，特别有利的是，在晶片切分之后将分割形成的端面封装起来，例如可以 通过涂覆具有电绝缘作用的、涂覆后能硬化的液体封漆(versiegelung)来实 现这种封装。所述封装不仅仅能保护每个元件由于切分形成的狭长端面，还 可将某些损伤特别是绝缘层边缘区域中的微小破裂填满，从而能在这些区域 中不形成明显的泄漏电流。
按照本发明如此构造的电子元件的特征在于，所述电子元件的至少位于 一侧的保护性金属膜的各侧与相邻周边保持有间距。可以理解的是， 一方面 保护性金属膜的各侧与相邻周边的间距应小到始终能够确保要被保护的区 域通过金属膜保护，对于压差或压力传感器来说，所述要被保护的区域通常 是薄膜区域或是围绕薄膜区域的固定区域(Einspannberdch);另一方面保 护性金属膜的各侧与相邻周边的间距应大到使得能够确保在以后执行金属 膜外的切分工序。
对于压差传感器，通过使硅基底变薄形成的薄膜在两侧受压，所以在两 侧都设置有保护性的金属膜，所述金属膜不仅包围薄膜本身，同时也包围优 选在固定位置上延伸的直接相邻区域，由此，元件可得到可靠的保护而不受 外界的影响。前述固定位置不是强制性地用机械方法保持元件的位置，而是 针对待测量压力或压差的介质而将该元件封装的位置。
特别优选的是，在按照本发明所述的电子元件的端面(即，通过切分晶 片而形成的侧面)上设置封漆。所述的封漆应这样有效设置，即其可在流动 状态下进行涂覆并在硬化/干燥后形成电绝缘的保护层或在适当情况下形成 使基底得以保护而不受外界影响的保护层。
本发明所述的方法不仅仅局限于制造压力或压差传感器，同时也可应用 于当将晶片切割成单个元件时会出现前述不利效应的其它电子元件。可以理
解的是，所述方法在适当情况下可应用于不是由金属构成的膜层，以阻止相 似的效应在以后的切分处理中出现。
以下参照附图中示出的实例对本发明进行详细说明。
图1:以十分简化的示意性截面图示出了具有固定件的压差传感器形式 的电子元件；
图2:示出了在图1中示出的电子元件的俯视图；以及 图3:示出了通过在两个彼此相邻设置的电子元件的区域中切割晶片所 形成的截面。
具体实施例方式
所示出的电子元件是压差传感器，其由硅基底l构成，所述硅基底l在 后续所形成的传感器的原本薄膜的位置变薄。薄膜区域以附图标记2表示。 在此薄膜区域2中，在硅基底1中于如图1所示的上侧形成有电阻3形式的 电子元件，所述电子元件以已知的方式和测量电桥(没有单独示出)连接， 所述测量电桥的电连接端以触点4的形式在硅基底1的上侧引出。此触点4 如同以相同方式构成的通向电阻3的印制导线(Leiterbahn)(没有单独示出) 以及该元件的其它在此没有单独描述的电子组件一样，由铝制成。
在具有构成在基底1中的电阻3、组件以及位于基底1上的印制导线的 基底1的两侧各覆盖有绝缘的氧化层，所述绝缘的氧化层仅在触点4的位置 被穿透。
氧化层5又由耐腐蚀的金属膜6覆盖，所述金属膜6由铬钽合金制成。 金属膜6不仅设置在薄膜区域2中，而且在夹紧固定区域7上，侧向伸出并 延伸至与通过硅基底1及其构造所形成的电子元件的相邻周边10保持一定 间距的位置处。固定区域7在图2中以虚线示出。在图l中还示出了两个O 形环8和9，所述0形环8和9在随后的安装位置构成固定件，以将元件封 装结合到壳体中。随后，所述0形环8和9相对边缘区域将真正的薄膜区域 2封装，所述薄膜区域2通过金属膜6在两侧得到保护。所述0形环8和9 通常位于传感器壳体的内部，流体作用通过所述传感器壳体施加到薄膜2的
两侧。
根据图1和2示出的元件具有正方形的硅基底。用于电连接该元件的触 点4位于角部区域。如图2所示，金属膜6构造成圆形，使得触点4位于圆 面之外，其中，所选的圆直径明显小于该元件的边长，使得金属膜6与相邻 的基底1的周边10始终保持有最小间距a。另外，金属膜6可以在下侧形成 与基底形状相对应的正方形，其中，金属膜6的正方形的边长应有目的地与 在另一侧的金属膜6的圆直径相对应，使得金属膜6与相邻的周边10在此 处也确保有最小间距a。
和周边10保持有间距的金属膜6的上述设计具有这样的优点，即对于 触点4不必设置特别的空位(Freistellen)，另一方面，在晶片内(在图3中 示出了在切割之前晶片内的两个元件)始终确保将要执行晶片切割以形成单 个元件的区域b不被金属膜6覆盖。
图3示例性地示出了两个元件，其在晶片内相邻设置。在元件的真正加 工工序结束后、在切割晶片时，切割以b示出的区域，从而切分元件之间的 连接。因为在所述区域中没有金属膜，先前所述的由金属部件引起的润滑效 应和污染不会出现。如图3所示，金属膜6与区域b保持间距a，以给切缝 形成一定的偏差区域，所述偏差区域确保了在切割工序中不会碰到金属膜6。
通过切割工序形成的端面11设有封漆，封漆也可使此区域中的基底电 绝缘并将其保护起来。因为通过在周边10附近执行的切割工序(可以是机 械式切割或是激光切割)可能会致使绝缘的氧化层5部分破裂，所有封漆实 施为紧邻绝缘的氧化层5，即越过周边10向外分布，并填补绝缘的氧化层5 的可能破裂的部分。
附图标记一览表
1硅基底
2薄膜区域
3电阻
4触点
5绝缘的氧化层
6金属膜
7固定区域
8上部O形环
9下部O形环
10周边
11端面
最小间距
b晶片分离区域
权利要求
1. 一种电子元件的制造方法，特别是用于压力和/或压差测量的电子传感器的制造方法，该方法包括在晶片上首先形成电子元件(3)的半导体结构，随后涂覆至少一层绝缘层(5)，接着淀积至少一层保护性的金属膜(6)，随后将晶片切分成多个所述电子元件(3)，特别是传感器，其特征在于，仅在晶片不进行后续切分的区域中局部淀积金属膜(6)，或者在切分前至少去除晶片要进行后续切分的区域中的金属膜。
2. 按照权利要求1所述的制造方法，其特征在于，通过腐蚀或通过激光 照射局部地去除金属膜。
3. 按照权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在淀积金属膜之前， 通过掩模至少遮盖住晶片要进行后续切分的区域。
4. 按照上述权利要求之一所述的制造方法，其特征在于，在晶片切分之 后对由切分形成的端面(11)进行封装。
5. —种压力或压差传感器形式的电子元件，其通过切分晶片而构成，并 具有至少一层保护性的金属膜(6)，其特征在于，所述金属膜(6)的各侧 与相邻周边(10)保持有间距(a)。
6. 按照权利要求5所述的电子元件，其特征在于，所述电子元件至少在 一侧具有变薄的区域(2)，在所述变薄的区域(2)中形成构成所述传感器 的半导体结构(3)，并且所述变薄的区域(2)的两侧设有保护性的金属膜(6)，其中两金属膜(6)的各侧与各自的相邻周边(10)保持有间距(a)。
7. 按照权利要求5或6所述的电子元件，其特征在于，所述端面(11) 设有封装。
全文摘要
本发明涉及一种电子元件、特别是用于压力和压差测量的电子传感器的制造方法。首先在晶片上形成电子元件的半导体结构。随后涂覆绝缘的氧化层。之后再淀积保护性的金属膜(6)，其中仅在晶片的某些区域内局部淀积金属膜(6)，在所述区域中不进行后续的例如通过机械方法所进行的分离。之后，将在晶片中这样构成的电子元件切分成单个元件。
文档编号G01L9/06GK101389941SQ200780005710
公开日2009年3月18日 申请日期2007年1月30日 优先权日2006年2月15日
发明者卡斯滕·迪尔拜, 延斯·彼得·克罗, 格特·弗里斯·埃里克森 申请人:格伦德福斯管理联合股份公司