Vertikal hybrid integriertes MEMS-ASIC-Bauteil mit Stressentkopplungsstruktur

• Main Authors: TEBJE, LARS, PUYGRANIER, ANTOINE, HATTASS, MIRKO, MEISEL, DANIEL CHRISTOPH, CLASSEN, JOHANNES, NEUL, REINHARD, HEUCK, FRIEDJOF, KRAMER, TORSTEN, REINMUTH, JOCHEN, REICHENBACH, RALF
• Format: Patent
• Language: German
• Published: 17.12.2015
• Subjects: BASIC ELECTRIC ELEMENTS; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ELECTRICITY; MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICALDEVICES; MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY; PERFORMING OPERATIONS; SEMICONDUCTOR DEVICES; TRANSPORTING

Es werden Maßnahmen für eine On-Chip-Stressentkopplung vorgeschlagen, die auf einfache Weise und zuverlässig zum Abbau von montagebedingten mechanischen Spannungen im Aufbau eines vertikal hybrid integrierten Bauteils mit einem MEMS-Bauelement und einem ASIC-Bauelement beitragen und insbesondere zur mechanischen Entkopplung der stressempfindlichen MEMS-Struktur. Die einzelnen Bauelementkomponenten (10,20) des Bauteils (100) sind über mindestens eine Verbindungsschicht (30) übereinander montiert sind und bilden einen Chipstapel. Auf der Montageseite (101) des Bauteils (100) ist mindestens ein Verbindungsbereich (26) ausgebildet für die 2nd-Level-Montage und externe elektrische Kontaktierung des Bauteils (100) auf einem Bauteilträger (110). Erfindungsgemäß ist zumindest in einer Bauelementoberfläche zwischen der Montageseite (101) des Bauteils (100) und dem MEMS-Schichtaufbau (12) mit der stressempfindlichen MEMS-Struktur (13) mindestens eine biegeweiche Stressentkopplungsstruktur (40; 50; 60) ausgebildet, und zwar in mindestens einem Verbindungsbereich (1; 2) zu der angrenzenden Bauelementkomponente des Chipstapels oder zum Bauteilträger (110), wobei die Stressentkopplungsstruktur (40; 50; 60) so konzipiert ist, dass das für die jeweilige Verbindung verwendete Verbindungsmaterial (30; 27) nicht in die Stressentkopplungsstruktur (40; 50; 60) eindringt und die Verbiegbarkeit der Stressentkopplungsstruktur (40; 50; 60) gewährleistet ist. Method for on-chip stress decoupling to reduce stresses in a vertical hybrid integrated component including MEMS and ASIC elements and to mechanical decoupling of the MEMS structure. The MEMS/ASIC elements are mounted above each other via at least one connection layer and form a chip stack. On the assembly side, at least one connection area is formed for the second level assembly and for external electrical contacting of the component on a component support. At least one flexible stress decoupling structure is formed in one element surface between the assembly side and the MEMS layered structure including the stress-sensitive MEMS structure, in at least one connection area to the adjacent element component of the chip stack or to the component support, the stress decoupling structure being configured so that the connection material does not penetrate into the stress decoupling structure and flexibility of the stress decoupling structure is ensured.