DE102019102836A1 - Verfahren mit panel-bonding-handlungen und elektronische vorrichtungen mit hohlräumen - Google Patents

Verfahren mit panel-bonding-handlungen und elektronische vorrichtungen mit hohlräumen Download PDF

Info

Publication number
DE102019102836A1
DE102019102836A1 DE102019102836.1A DE102019102836A DE102019102836A1 DE 102019102836 A1 DE102019102836 A1 DE 102019102836A1 DE 102019102836 A DE102019102836 A DE 102019102836A DE 102019102836 A1 DE102019102836 A1 DE 102019102836A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
panel
gas
cavities
bonding
base
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102019102836.1A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102019102836B4 (de
Inventor
Horst Theuss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Infineon Technologies AG
Original Assignee
Infineon Technologies AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Infineon Technologies AG filed Critical Infineon Technologies AG
Priority to DE102019102836.1A priority Critical patent/DE102019102836B4/de
Priority to US16/778,692 priority patent/US11519847B2/en
Priority to CN202010079649.2A priority patent/CN111517271B/zh
Publication of DE102019102836A1 publication Critical patent/DE102019102836A1/de
Priority to US17/993,024 priority patent/US11921032B2/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102019102836B4 publication Critical patent/DE102019102836B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B7/00—Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems
    • B81B7/02—Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems containing distinct electrical or optical devices of particular relevance for their function, e.g. microelectro-mechanical systems [MEMS]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/1702—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated with opto-acoustic detection, e.g. for gases or analysing solids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B7/00—Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems
    • B81B7/0032—Packages or encapsulation
    • B81B7/0035—Packages or encapsulation for maintaining a controlled atmosphere inside of the chamber containing the MEMS
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B7/00—Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems
    • B81B7/0032—Packages or encapsulation
    • B81B7/0045—Packages or encapsulation for reducing stress inside of the package structure
    • B81B7/0054—Packages or encapsulation for reducing stress inside of the package structure between other parts not provided for in B81B7/0048 - B81B7/0051
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00015—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
    • B81C1/00023—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems without movable or flexible elements
    • B81C1/00119—Arrangement of basic structures like cavities or channels, e.g. suitable for microfluidic systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00015—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
    • B81C1/00261—Processes for packaging MEMS devices
    • B81C1/00277—Processes for packaging MEMS devices for maintaining a controlled atmosphere inside of the cavity containing the MEMS
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00015—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
    • B81C1/00261—Processes for packaging MEMS devices
    • B81C1/00277—Processes for packaging MEMS devices for maintaining a controlled atmosphere inside of the cavity containing the MEMS
    • B81C1/00293—Processes for packaging MEMS devices for maintaining a controlled atmosphere inside of the cavity containing the MEMS maintaining a controlled atmosphere with processes not provided for in B81C1/00285
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/14—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object using acoustic emission techniques
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24—Probes
    • G01N29/2418—Probes using optoacoustic interaction with the material, e.g. laser radiation, photoacoustics
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/028—Electrodynamic magnetometers
    • G01R33/0286—Electrodynamic magnetometers comprising microelectromechanical systems [MEMS]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2203/00—Forming microstructural systems
    • B81C2203/01—Packaging MEMS
    • B81C2203/0118—Bonding a wafer on the substrate, i.e. where the cap consists of another wafer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2203/00—Forming microstructural systems
    • B81C2203/03—Bonding two components
    • B81C2203/033—Thermal bonding
    • B81C2203/035—Soldering
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/1702—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated with opto-acoustic detection, e.g. for gases or analysing solids
    • G01N2021/1704—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated with opto-acoustic detection, e.g. for gases or analysing solids in gases
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/021—Gases
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/025—Change of phase or condition
    • G01N2291/0258—Structural degradation, e.g. fatigue of composites, ageing of oils

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Micromachines (AREA)

Abstract

Ein Verfahren beinhaltet ein Bonden eines ersten Panels aus einem ersten Material an ein Basispanel in einer ersten Gasatmosphäre, wobei mehrere hermetisch verschlossene erste Hohlräume, die Gas der ersten Gasatmosphäre einkapseln, zwischen dem ersten Panel und dem Basispanel ausgebildet werden. Das Verfahren beinhaltet ferner ein Bonden eines zweiten Panels aus einem zweiten Material an mindestens eines von dem Basispanel und dem ersten Panel, wobei mehrere zweite Hohlräume zwischen dem zweiten Panel und dem mindestens einen von dem Basispanel und dem ersten Panel ausgebildet werden.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf elektronische Vorrichtungen und Verfahren zu deren Herstellung. Die vorliegende Offenbarung bezieht sich insbesondere auf Verfahren mit Panel-Bonding-Handlungen und elektronische Vorrichtungen mit Hohlräumen, die durch solche Verfahren hergestellt werden.
  • HINTERGRUND
  • Elektronische Vorrichtungen können Hohlräume beinhalten, die elektrische Komponenten der Vorrichtungen aufnehmen. Beispielsweise können bewegliche Teile mikroelektromechanischer Systeme (MEMS) in Hohlräumen angeordnet werden, um die mechanische Funktionalität der beweglichen Teile sicherzustellen. Die Hohlräume können über Löcher oder Kanäle mit der Umgebung verbunden sein, um Flüssigkeiten oder Gase auszutauschen. Die Hersteller von elektronischen Vorrichtungen sind ständig bestrebt, ihre Produkte und Verfahren zu deren Herstellung zu verbessern. Daher kann es wünschenswert sein, Verfahren zur Herstellung elektronischer Vorrichtungen zu entwickeln, die eine verbesserte und kosteneffiziente Herstellung der Vorrichtungen ermöglichen und die sich insbesondere für die Herstellung von MEMS eignen.
  • KURZFASSUNG
  • Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren. Das Verfahren umfasst ein Bonden eines ersten Panels aus einem ersten Material an ein Basispanel in einer ersten Gasatmosphäre, wobei mehrere hermetisch verschlossene erste Hohlräume, die Gas der ersten Gasatmosphäre einkapseln, zwischen dem ersten Panel und dem Basispanel ausgebildet werden. Das Verfahren umfasst ferner ein Bonden eines zweiten Panels aus einem zweiten Material an mindestens eines von dem Basispanel und dem ersten Panel, wobei mehrere zweite Hohlräume zwischen dem zweiten Panel und dem mindestens einen von dem Basispanel und dem ersten Panel ausgebildet werden.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren. Das Verfahren umfasst ein Bonden eines ersten Panels aus einem ersten luftdichten Material an ein Basispanel in einer ersten Gasatmosphäre, wobei mehrere hermetisch verschlossene erste Hohlräume, die Gas der ersten Gasatmosphäre einkapseln, zwischen dem ersten Panel und dem Basispanel ausgebildet werden. Das Verfahren umfasst ferner ein Bonden mehrerer Kappen aus einem zweiten luftdichten Material an mindestens eines von dem Basispanel und dem ersten Panel in einer zweiten Gasatmosphäre, die sich von der ersten Gasatmosphäre unterscheidet, wobei mehrere hermetisch verschlossene zweite Hohlräume, die Gas der zweiten Gasatmosphäre einkapseln, zwischen den mehreren Kappen und dem mindestens einen von dem Basispanel und dem ersten Panel ausgebildet werden.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf eine Vorrichtung. Die Vorrichtung umfasst einen ersten Hohlraum, der durch eine erste Kappe aus einem luftdichten Material ausgebildet wird, die an eine Basis gebondet ist, wobei der erste Hohlraum ein erstes Gas hermetisch verschließt und eine erste elektronische Komponente einkapselt. Die Vorrichtung umfasst ferner einen zweiten Hohlraum, der durch eine zweite Kappe aus einem luftdichten Material ausgebildet wird, die an die Basis gebondet ist, wobei der zweite Hohlraum ein zweites Gas, das sich vom ersten Gas unterscheidet, hermetisch verschließt und eine zweite elektronische Komponente einkapselt.
  • Figurenliste
  • Die beigefügten Zeichnungen dienen dem besseren Verständnis von Aspekten und sind in diese Beschreibung integriert und bilden einen Teil davon. Die Zeichnungen veranschaulichen Aspekte und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, Prinzipien von Aspekten zu erklären. Andere Aspekte und viele der beabsichtigten Vorteile von Aspekten werden leicht erkannt, da sie durch die folgende detaillierte Beschreibung besser verstanden werden. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise relativ zueinander skaliert. Gleiche Bezugszeichen können entsprechende ähnliche Teile bezeichnen.
    • 1 enthält die 1A und 1B, die schematisch eine Querschnittsseitenansicht eines Verfahrens zur Herstellung einer Vorrichtung gemäß der Offenbarung darstellen.
    • 2 enthält die 2A und 2B, die schematisch eine Querschnittsseitenansicht eines Verfahrens zur Herstellung einer Vorrichtung gemäß der Offenbarung darstellen.
    • 3 veranschaulicht schematisch eine Querschnittsseitenansicht einer Vorrichtung 300 gemäß der Offenbarung.
    • 4 enthält die 4A bis 4E, die schematisch eine Querschnittsseitenansicht eines Verfahrens zur Herstellung einer Vorrichtung 400 gemäß der Offenbarung darstellen.
    • 5 enthält die 5A bis 5E, die schematisch eine Querschnittsseitenansicht eines Verfahrens zur Herstellung einer Vorrichtung 500 gemäß der Offenbarung darstellen.
    • 6 enthält die 6A bis 6D, die schematisch eine Querschnittsseitenansicht eines Verfahrens zur Herstellung einer Vorrichtung 600 gemäß der Offenbarung darstellen.
    • 7 enthält die 7A und 7B, die schematisch eine Draufsicht und eine Querschnittsseitenansicht eines Panels 700 darstellen, das in einem Verfahren gemäß der Offenbarung verwendet werden kann.
    • 8 veranschaulicht schematisch eine Querschnittsseitenansicht einer Handlung, die in einem Verfahren gemäß der Offenbarung angewendet werden kann.
    • 9 veranschaulicht schematisch eine Querschnittsseitenansicht einer Handlung, die in einem Verfahren gemäß der Offenbarung angewendet werden kann.
    • 10 veranschaulicht schematisch eine Querschnittsseitenansicht einer Handlung, die in einem Verfahren gemäß der Offenbarung angewendet werden kann.
    • 11 veranschaulicht schematisch eine Querschnittsseitenansicht einer Vorrichtung 1100 gemäß der Offenbarung.
    • 12 veranschaulicht schematisch eine Querschnittsseitenansicht einer Vorrichtung 1200 gemäß der Offenbarung.
    • 13 veranschaulicht schematisch eine Querschnittsseitenansicht einer Vorrichtung 1300 gemäß der Offenbarung.
    • 14 veranschaulicht ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß der Offenbarung.
    • 15 veranschaulicht ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß der Offenbarung.
  • BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
  • In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen verwiesen, in denen zur Veranschaulichung spezifische Aspekte dargestellt sind, in denen die Offenbarung praktiziert werden kann. In diesem Zusammenhang können richtungsweisende Begriffe wie „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, usw. in Bezug auf die Ausrichtung der beschriebenen Figuren verwendet werden. Da Komponenten der beschriebenen Vorrichtungen in verschiedenen Ausrichtungen angeordnet sein können, können die Richtungsbegriffe zur Veranschaulichung verwendet werden und sind in keiner Weise einschränkend. Andere Aspekte können genutzt werden und strukturelle oder logische Änderungen können vorgenommen werden, ohne vom Konzept der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Die folgende detaillierte Beschreibung ist daher nicht in einem einschränkenden Sinne zu verstehen, und das Konzept der vorliegenden Offenbarung wird durch die beigefügten Ansprüche definiert.
  • 1 enthält die 1A und 1B, die schematisch eine Querschnittsseitenansicht eines Verfahrens zur Herstellung einer Vorrichtung gemäß der Offenbarung darstellen. Das Verfahren der 1 ist allgemein dargestellt, um Aspekte der Offenbarung qualitativ zu beschreiben. Das Verfahren kann weitere Aspekte beinhalten, die der Einfachheit halber nicht dargestellt sind. Beispielsweise kann das Verfahren um jeden der Aspekte erweitert werden, die in Verbindung mit anderen Verfahren und Vorrichtungen gemäß der Offenbarung beschrieben sind.
  • In 1A wird ein erstes Panel 2 aus einem ersten Material an ein Basispanel 4 in einer ersten Gasatmosphäre gebondet. Für die Bonding-Handlung können das erste Panel 2 und das Basispanel 4 in einer Bonding-Kammer (nicht dargestellt) angeordnet werden, die dazu ausgelegt ist, die erste Gasatmosphäre bereitzustellen. Es wird angemerkt, dass hierin der Begriff „Panel“ synonym mit dem Begriff „Wafer“ verwendet werden kann. Nach der Bonding-Handlung sind zwischen dem ersten Panel 2 und dem Basispanel 4 mehrere hermetisch verschlossene erste Hohlräume 6A ausgebildet, die Gas der ersten Gasatmosphäre einkapseln. In 1A ist das eingekapselte Gas 8 durch Punkte dargestellt. In dem Beispiel der 1A sind der Einfachheit halber nur zwei erste Hohlräume 6A dargestellt. In weiteren Beispielen kann sich die Anzahl der ausgebildeten ersten Hohlräume 6A beliebig unterscheiden. Beispielsweise kann das erste Panel 2 zur Herstellung mehrerer hundert oder tausend MEMS-Vorrichtungen verwendet werden, wobei jede der hergestellten Vorrichtungen nur einen der ersten Hohlräume 6A beinhalten kann. Beispielsweise kann mindestens einer der ersten Hohlräume 6A Teil eines herzustellenden photoakustischen Gassensors werden. In diesem Fall können ein IR-Emitter und ein Schutzgas in dem ersten Hohlraum 6A eingeschlossen sein.
  • In 1B wird ein zweites Panel 20 aus einem zweiten Material an mindestens eines von dem Basispanel 4 und dem ersten Panel 2 gebondet. Zwischen dem zweiten Panel 20 und dem mindestens einen von dem Basispanel 4 und dem ersten Panel 2 werden mehrere zweite Hohlräume 6B ausgebildet. In dem Beispiel der 1B kann das zweite Panel 20 an das Basispanel 4 gebondet werden. Ein weiteres Beispiel, in dem das zweite Panel an das erste Panel anstelle des Basispanels gebondet wird, ist in Verbindung mit 6 dargestellt und beschrieben.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann das zweite Panel 20 in einer zweiten Gasatmosphäre gebondet werden, die sich von der ersten Gasatmosphäre unterscheidet. Darüber hinaus können die zweiten Hohlräume 6B hermetisch verschlossen sein und können Gas der zweiten Gasatmosphäre einkapseln. Beispielsweise kann mindestens einer der zweiten Hohlräume 6B Teil eines herzustellenden photoakustischen Gassensors werden. In diesem Fall können ein Mikrofon und ein Referenzgas in dem zweiten Hohlraum 6B eingeschlossen sein. In einer alternativen Ausführungsform können die zweiten Hohlräume 6B nicht notwendigerweise hermetisch verschlossen sein, sondern können über ein oder mehrere in dem zweiten Panel 20 angeordnete Löcher und/oder Kanäle mit der Umgebung verbunden sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform können die gebondeten Panels 2, 4 und 20 in mehrere herzustellende Vorrichtungen vereinzelt werden. Der Vereinzelungsprozess kann einen Ätzprozess, einen Plasma-Dicing-Prozess, einen mechanischen Ultraschall-Dicing-Prozess, einen Laser-Dicing-Prozess, oder eine Kombination davon beinhalten. Jede der Vorrichtungen kann mindestens zwei Hohlräume beinhalten, wobei ein erster Hohlraum der mindestens zwei Hohlräume Gas der ersten Gasatmosphäre und ein zweiter Hohlraum der mindestens zwei Hohlräume Gas der zweiten Gasatmosphäre beinhalten kann. Beispielsweise kann eine hergestellte Vorrichtung ein photoakustischer Gassensor sein, wobei der erste Hohlraum einen IR-Emitter und ein Schutzgas einschließen kann und der zweite Hohlraum ein Mikrofon und ein Referenzgas einschließen kann.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann mindestens eines von dem ersten Material und dem zweiten Material luftdicht sein. Das heißt, das jeweilige Material kann dazu ausgelegt sein, einen Durchgang von Luft, Sauerstoff, oder anderen Gasen auszuschließen. Das luftdichte Material kann dazu ausgelegt sein, hermetisch verschlossene Hohlräume auszubilden, in denen elektronische Komponenten sicher angeordnet werden können. Die elektronischen Komponenten können so gegen äußere Einflüsse, wie z.B. Feuchtigkeit, gesichert werden, so dass eine einwandfreie Funktion und Zuverlässigkeit der elektronischen Komponenten gewährleistet ist. Darüber hinaus können bestimmte elektronische Komponenten, wie z.B. ein Mikrofon, Hohlräume erfordern, die ein definiertes Gas mit konstanter Konzentration einkapseln.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann mindestens eines von dem ersten Material und dem zweiten Material mindestens eines von einem Halbleitermaterial, einem Glasmaterial, und einem Keramikmaterial beinhalten. Insbesondere können diese Materialien luftdicht sein. In einem Beispiel kann ein Glasmaterial ein Panel ausbilden, das aus mindestens einem von Quarz, Quarzglas, Borosilikatglas, usw. hergestellt sein kann oder dieses beinhalten kann. In einem weiteren Beispiel kann ein Keramikmaterial ein Panel ausbilden, das aus mindestens einem von einem LTCC (Low Temperature Cofired Ceramics) Mehrschichtkeramikmaterial, einem HTCC (High Temperature Cofired Ceramics) Mehrschichtkeramikmaterial, usw. hergestellt sein kann oder dieses beinhalten kann. In noch einem weiteren Beispiel kann ein Halbleitermaterial ein Panel ausbilden, das aus mindestens einem von einem elementaren Halbleitermaterial, wie z.B. Si, und einem Verbindungshalbleitermaterial, wie z.B. GaN, SiC, SiGe, GaAs, hergestellt sein kann oder dieses beinhalten kann. Die Panels 2, 4 und 20 können aus einem gleichen Material oder aus unterschiedlichen Materialien bestehen, abhängig von dem Typ der herzustellenden Vorrichtungen.
  • Gemäß einer Ausführungsform können mindestens eines von dem ersten Panel 2 und dem zweiten Panel 20 mehrere Aussparungen aufweisen, mit einer ebenen Fläche des Basispanels 4 verbunden sein, und die zwischen dem Basispanel 4 und dem mindestens einen von dem ersten Panel 2 und dem zweiten Panel 20 ausgebildeten Aussparungen können durch Abschnitte der ebenen Fläche und die Aussparungen ausgebildet sein. In dem Beispiel der 1 können die ersten Hohlräume 6A ausgebildet sein zwischen Aussparungen, die in der Unterseite des ersten Panels 2 angeordnet sind und der Oberseite des Basispanels 4. In einem weiteren Beispiel können die ersten Hohlräume 6A ausgebildet sein zwischen Aussparungen in der Oberseite des Basispanels 4 und einer ebenen Unterseite des ersten Panels 2, die dem Basispanel 4 zugewandt ist. In noch einem weiteren Beispiel können die ersten Hohlräume 6A ausgebildet sein zwischen Aussparungen in der Oberseite des Basispanels 4 und Aussparungen in der Unterseite des ersten Panels 2. In diesem Fall können die Aussparungen in dem ersten Panel 2 und dem Basispanel 4 zumindest teilweise zueinander ausgerichtet sein, so dass Hohlräume jeweils durch eine Aussparung in dem ersten Panel 2 und eine Aussparung in dem Basispanel 4 ausgebildet werden können. Alternativ können die Aussparungen in dem ersten Panel 2 und dem Basispanel 4 zueinander versetzt sein, so dass Hohlräume nur durch eine Aussparung in dem ersten Panel 2 oder nur durch eine Aussparung in dem Basispanel 4 ausgebildet werden können. Es wird angemerkt, dass die obenstehenden Ausführungen auch für die zweiten Hohlräume 6B gelten können, die zwischen dem Basispanel 4 und dem zweiten Panel 20 ausgebildet werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform können das erste Panel 2 und das zweite Panel 20 an gegenüberliegende Oberflächen des Basispanels 4 gebondet werden, wie in der 1 beispielhaft dargestellt. Hierbei können die ersten Hohlräume 6A und die zweiten Hohlräume 6B, die auf gegenüberliegenden Oberflächen des Basispanels 4 angeordnet sind, zueinander versetzt oder ausgerichtet sein. Beispiele für elektronische Vorrichtungen gemäß der Offenbarung mit Hohlräumen, die auf gegenüberliegenden Seiten einer Basis angeordnet sind, sind in Verbindung mit den 3, 11 und 13 dargestellt und beschrieben.
  • Gemäß einer Ausführungsform können das erste Panel 2 und das zweite Panel 20 an eine gleiche Oberfläche des Basispanels 4 gebondet werden. Beispiele für Verfahren gemäß der Offenbarung mit solchen Handlungen sind im Zusammenhang mit den 4 und 5 dargestellt und beschrieben. Ein Beispiel für eine Vorrichtung gemäß der Offenbarung mit Hohlräumen auf einer gleichen Seite einer Basis ist in Verbindung mit 12 dargestellt und beschrieben.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann das zweite Panel 20 an das erste Panel 2 gebondet werden, und die zweiten Hohlräume 6B können über die ersten Hohlräume 6A gestapelt sein. Ein Beispiel für ein Verfahren gemäß der Offenbarung, das eine solche Handlung beinhaltet, ist in Verbindung mit der 6 dargestellt und beschrieben. Ein solches Verfahren kann z.B. zur Herstellung von MEMS-Bauelementen mit vertikaler Struktur verwendet werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann mindestens eines von dem Bonden des ersten Panels 2 und dem Bonden des zweiten Panels 20 mindestens eines von anodischem Bonden, Löten, Kleben, Metall-an-Metall-Bonden beinhalten. Anodisches Bonden kann sich auf eine Panel-Bonding-Technik beziehen, bei der Glas ohne Einbringen einer Zwischenschicht entweder auf Silizium oder Metall versiegelt wird. Anodisches Bonden kann häufig zum Versiegeln von Glas an Siliziumwafer in der Elektronik und Mikrofluidik verwendet werden. Darüber hinaus können auch andere Materialien für anodisches Bonden mit Silizium verwendet werden, z.B. LTCC. Löten kann sich z.B. auf eutektisches Löten (oder eutektisches Bonden) beziehen, das sich auf eine Panel-Bonding-Technik mit einer Metallzwischenschicht beziehen kann, die ein eutektisches System erzeugen kann. Beispielsweise kann eutektisches Bonden für Si-Si-Bonden oder die Si-Glas-Bonden verwendet werden. Kleben kann sich z.B. auf adhäsives Bonden (oder Kleber-Bonden) beziehen, das sich auf eine Panel-Bonding-Technik beziehen kann mit Anwenden einer Zwischenschicht zum Verbinden von Panels verschiedener Materialtypen. Ein angewendeter Klebstoff kann organisch oder anorganisch sein, z.B. SU-8, Benzocyclobuten (BCB), usw. Metall-an-Metall-Bonden kann sich auf eine Panel-Bonding-Technik beziehen, bei der Metallfilme als Bondschichten auf Panelebene verwendet werden können. Insbesondere können Kupfer-an-Kupfer-Bondtechniken eingesetzt werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann Material von dem ersten Panel 2 vor dem Bonden des zweiten Panels 20 zumindest teilweise entfernt werden. Beispielsweise können das erste Panel 2 und das zweite Panel 20 beide an eine gleiche Oberfläche des Basispanels 4 gebondet werden. Vor dem Bonden des zweiten Panels 20 kann das gebondete erste Panel 2 im Wesentlichen die gesamte Oberfläche des Basispanels 4 einnehmen. Um eine Fläche für das Bonden des zweiten Panels 20 bereitzustellen, können Teile des ersten Panels 2 entfernt werden. Eine beispielhafte Handlung zum Entfernen von Material von einem ersten Panel vor dem Bonden eines zweiten Panels ist in Verbindung mit der 4B dargestellt und beschrieben. Das Entfernen von Material von dem ersten Panel 2 kann z.B. mindestens eines von Ätzen, Dicing, chemisch-mechanischen Polieren, Schleifen, Stanzen, Prägen, usw. beinhalten.
  • Gemäß einer Ausführungsform können elektronische Komponenten über dem Basispanel 4 angeordnet werden vor dem Bonden des ersten Panels 2 und dem Bonden des zweiten Panels 20. Mindestens eine der elektronischen Komponenten kann in mindestens einem der ersten Hohlräume 6A und der zweiten Hohlräume 6B angeordnet sein nach dem Bonden des ersten Panels 2 und dem Bonden des zweiten Panels 20. Alternativ oder zusätzlich können die elektronischen Komponenten in den Hohlräumen 6A und 6B über mindestens einem von dem ersten Panel 2 und dem zweiten Panel 20 vor dem/den Bonding-Handlung(en) angeordnet worden sein. Im Allgemeinen können die elektronischen Komponenten jede Art elektronischer Komponenten sein, die in einer MEMS-Vorrichtung, einer Mikrofluidik-Vorrichtung, einer Lab-on-a-Chip-Vorrichtung, usw. verwendet werden können. Diese Vorrichtungen können unter anderem mikromechanische Elemente, Sensoren, Aktuatoren, usw. beinhalten. Ein Sensor (oder Sensorchip) kann mikromechanische Strukturen einbetten und kann ferner elektronische Schaltungen beinhalten, die dazu ausgelegt sind, elektrische Signale zu verarbeiten, die von den mikromechanischen Strukturen erzeugt werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein logischer (Halbleiter-)Chip mit dem Sensorchip gekoppelt sein, wobei der Logikchip dazu ausgelegt sein kann, elektrische Signale zu verarbeiten, die von dem Sensorchip bereitgestellt werden. Beispielsweise kann der Logikchip eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC, application specific integrated circuit) beinhalten. In einem bestimmten Beispiel kann ein photoakustischer Gassensor einen IR-Emitter, ein Mikrofon, und einen ASIC beinhalten.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann das Basispanel 4 aus einem Halbleitermaterial bestehen oder dieses beinhalten. Das Halbleitermaterial kann mindestens eines von einem elementaren Halbleitermaterial, wie z.B. Si, und einem Verbindungshalbleitermaterial, wie z.B. GaN, SiC, SiGe, GaAs, sein. Das Verfahren der 1 kann ferner eine Handlung des Integrierens elektronischer Komponenten in das Halbleitermaterial des Basispanels 4 beinhalten vor dem Bonden des ersten Panels 2 und dem Bonden des zweiten Panels 20. Wieder können die elektronischen Komponenten jede Art elektronischer Komponenten sein, die in einer MEMS-Vorrichtung, einer Mikrofluidik-Vorrichtung, einer Lab-on-a-Chip-Vorrichtung, usw. verwendet werden können. Mindestens eine der integrierten elektronischen Komponenten kann in mindestens einem der ersten Hohlräume 6A und der zweiten Hohlräume 6B angeordnet sein nach dem Bonden des ersten Panels 2 und dem Bonden des zweiten Panels 20. Alternativ oder zusätzlich kann mindestens eines von dem ersten Panel 2 und dem zweiten Panel 20 aus einem Halbleitermaterial bestehen oder dieses beinhalten, wobei die in den Hohlräumen angeordneten integrierten elektronischen Komponenten auch mindestens teilweise in das Halbleitermaterial des ersten Panels 2 und/oder des zweiten Panels 20 integriert sein können.
  • Gemäß einer Ausführungsform können mindestens eines von dem Basispanel 4, dem ersten Panel 2 und dem zweiten Panel 20 eines oder mehreres beinhalten aus einer Gruppe bestehend aus: elektrische Durchgangsverbindungen, Leiterbahnen, elektrische Umverteilungsschichten, optische Verbindungen, fluidische Verbindungen. Eine elektrische Durchgangsverbindung kann z.B. als Via-Verbindung ausgebildet sein, z.B. ein Through-Silicon-Via (TSV). Die elektrische Durchgangsverbindung kann Teil einer Umverteilungsschicht sein. Eine Umverteilungsschicht kann eine oder mehrere Schichten aus einem keramischen oder dielektrischen Material beinhalten. In diese Schichten können Strukturen zum Routen und Umverteilen elektrischer Signale eingebettet sein. Die Signalroutingstrukturen können Vias und Leiterbahnen beinhalten. Die Leiterbahnen können in verschiedenen Ebenen zwischen den keramischen oder dielektrischen Schichten angeordnet sein und können über elektrische Durchgangsverbindungen miteinander elektrisch verbunden sein, die sich im Wesentlichen senkrecht zu den Schichten erstrecken. Beispielsweise kann eine Umverteilungsschicht eine elektrische Verbindung zwischen elektrischen Kontakten herstellen, die auf gegenüberliegenden Oberflächen eines Panels angeordnet sind.
  • Eine optische Verbindung kann einen Pfad bereitstellen, der eine Übertragung elektromagnetischer Strahlung durch ein Material ermöglicht. Es wird angemerkt, dass sich der Begriff „optisch“ hierin im Allgemeinen auf elektromagnetische Strahlung jeder Wellenlänge beziehen kann. Insbesondere kann die elektromagnetische Strahlung im infraroten (IR) Bereich liegen, aber auch elektromagnetische Strahlung anderer Wellenlängen kann möglich sein. Beispielsweise kann eine optische Verbindung unter Verwendung eines Materials bereitgestellt werden, das für die übertragene elektromagnetische Strahlung transparent ist. In einem Beispiel kann eine optische Verbindung für IR-Strahlung unter Verwendung eines IRtransparenten Siliziummaterials bereitgestellt werden. Eine fluidische Verbindung kann einen Pfad bereitstellen, der eine Übertragung eines Fluids durch ein Material ermöglicht. Das Fluid kann z.B. ein Gas oder eine Flüssigkeit sein. Beispielsweise kann eine fluidische Verbindung durch Kanäle oder Löcher bereitgestellt werden, die sich durch das Material erstrecken.
  • 2 enthält die 2A und 2B, die schematisch eine Querschnittsseitenansicht eines Verfahrens zur Herstellung einer Vorrichtung gemäß der Offenbarung darstellen. Das Verfahren der 2 ist allgemein dargestellt, um Aspekte der Offenbarung qualitativ zu beschreiben. Das Verfahren kann weitere Aspekte beinhalten, die der Einfachheit halber nicht dargestellt sind. Beispielsweise kann das Verfahren um jeden der Aspekte erweitert werden, die in Verbindung mit anderen Verfahren und Vorrichtungen gemäß der Offenbarung beschrieben sind. Das Verfahren der 2 kann zumindest teilweise dem Verfahren der 1 ähnlich sein, so dass Ausführungen in Verbindung mit 1 auch für 2 gelten können.
  • In 2A wird ein erstes Panel 2 aus einem ersten luftdichten Material in einer ersten Gasatmosphäre an ein Basispanel 4 gebondet. Zwischen dem ersten Panel 2 und dem Basispanel 4 werden mehrere hermetisch verschlossene erste Hohlräume 6A ausgebildet, die Gas 8 der ersten Gasatmosphäre einkapseln. Die Handlung der 2A kann der Handlung der 1A ähnlich sein.
  • In 2B werden mehrere Kappen 10 eines zweiten luftdichten Materials an mindestens eines von dem Basispanel 4 und dem ersten Panel 2 in einer zweiten Gasatmosphäre gebondet, die sich von der ersten Gasatmosphäre unterscheidet. Zwischen den mehreren Kappen 10 und dem mindestens einen von dem Basispanel 4 und dem ersten Panel 2 werden mehrere hermetisch verschlossene zweite Hohlräume 6B ausgebildet, die Gas 12 der zweiten Gasatmosphäre einkapseln. In 2B ist das eingekapselte Gas 12 durch kleine Kreise dargestellt. In dem Beispiel der 2B kann jeder der zweiten Hohlräume 6B durch eine der Kappen 10 ausgebildet werden. In weiteren Beispielen kann eine Kappe 10 auf eine Art geformt sein, so dass mehrere zweite Hohlräume 6B zwischen der spezifischen Kappe 10 und dem Basispanel 4 ausgebildet werden können.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann eine Anordnung, die das Basispanel 4, das erste Panel 2 und die mehreren Kappen 10 beinhaltet, in mehrere Vorrichtungen vereinzelt werden. Jede der Vorrichtungen kann mindestens zwei Hohlräume beinhalten, wobei ein erster Hohlraum der mindestens zwei Hohlräume Gas 8 der ersten Gasatmosphäre und ein zweiter Hohlraum der mindestens zwei Hohlräume Gas 12 der zweiten Gasatmosphäre beinhalten kann. In dem Beispiel der 2B kann die Anordnung beispielsweise entlang einer vertikalen Linie vereinzelt werden, die sich jeweils zwischen den ersten Hohlräumen 6A und den zweiten Hohlräumen 6B erstreckt.
  • 3 veranschaulicht schematisch eine Querschnittsseitenansicht einer Vorrichtung 300 gemäß der Offenbarung. Die Vorrichtung 300 ist allgemein dargestellt, um Aspekte der Offenbarung qualitativ zu beschreiben. Die Vorrichtung 300 kann weitere Komponenten beinhalten, die der Einfachheit halber nicht dargestellt sind. Beispielsweise kann die Vorrichtung 300 um einen der Aspekte erweitert werden, die in Verbindung mit anderen Vorrichtungen und Verfahren gemäß der Offenbarung beschrieben sind. In einem Beispiel kann die Vorrichtung 300 nach einem der Verfahren der 1 und 2 hergestellt werden.
  • Die Vorrichtung 300 beinhaltet einen ersten Hohlraum 6A, der durch eine erste Kappe 10A aus einem luftdichten Material ausgebildet wird, die an eine Basis 14 gebondet ist. Der erste Hohlraum 6A verschließt hermetisch ein erstes Gas 8 und kapselt eine erste elektronische Komponente 16A ein. Die Vorrichtung 300 beinhaltet ferner einen zweiten Hohlraum 6B, der durch eine zweite Kappe 10B aus einem luftdichten Material ausgebildet wird, die an die Basis 14 gebondet ist. Der zweite Hohlraum 6B verschließt hermetisch ein zweites Gas 12, das sich von dem ersten Gas 8 unterscheidet, und kapselt eine zweite elektronische Komponente 16B ein.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann die Basis 14 ein Halbleitermaterial beinhalten und mindestens eine der ersten elektronischen Komponenten 16A und der zweiten elektronischen Komponenten 16B kann in das Halbleitermaterial integriert sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann die Vorrichtung 300 mindestens eines von einem MEMS, einem Mikrofluidik-System, einem Lab-on-a-Chip beinhalten.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann die Vorrichtung 300 einen photoakustischen Gassensor beinhalten, wobei die erste elektronische Komponente 16A ein IR-Emitter sein oder beinhalten kann und das erste Gas 8 ein Schutzgas sein kann. Beispielsweise kann das Schutzgas Stickstoff oder ein Edelgas, wie z.B. Argon, Xenon, Krypton, sein. Darüber hinaus kann die zweite elektronische Komponente 16B ein Mikrofon sein oder beinhalten, und das zweite Gas 12 kann ein Referenzgas sein. Das Referenzgas kann beispielsweise Kohlendioxid, Stickoxid, Methan, Ammoniak sein. Die zweite elektronische Komponente 16B kann ferner einen ASIC beinhalten, der dazu ausgelegt ist, elektrische Signale zu verarbeiten, die von dem Mikrofon bereitgestellt werden.
  • 4 enthält die 4A bis 4E, die schematisch eine Querschnittsseitenansicht eines Verfahrens zur Herstellung einer Vorrichtung 400 gemäß der Offenbarung darstellen. Beispielsweise kann das Verfahren der 4 als eine detailliertere Implementierung der Verfahren der 1 und 2 angesehen werden.
  • In 4A kann ein erstes Panel 2 an ein Basispanel 4 in einer ersten Gasatmosphäre gebondet werden. Zu diesem Zweck können das erste Panel 2 und das Basispanel 4 in einer Bonding-Kammer (nicht dargestellt) angeordnet werden, die dazu ausgelegt ist, die erste Gasatmosphäre bereitzustellen. Die Bonding-Handlung kann mindestens eines von anodischem Bonden, Löten, Kleben, Metall-an-Metall-Bonden beinhalten, abhängig von den Materialien des ersten Panels 2 und des Basispanels 4. Jedes von dem ersten Panel 2 und dem Basispanel 4 kann aus einem luftdichten Material bestehen, wie z.B. mindestens eines von einem Halbleitermaterial, einem Glasmaterial, einem Keramikmaterial. Das erste Panel 2 kann mehrere Aussparungen 18 beinhalten, die in der Unterseite des ersten Panels 2 ausgebildet sind. Die Oberseite des Basispanels 4 kann im Wesentlichen eben sein. Beispielsweise kann das Gas 8 der ersten Gasatmosphäre ein Schutzgas, z.B. Stickstoff oder ein Edelgas, wie Argon, Xenon, Krypton, sein.
  • In 4B können zwischen dem ersten Panel 2 und dem Basispanel 4 nach der Bonding-Handlung mehrere hermetisch verschlossene erste Hohlräume 6A ausgebildet sein, die das Gas 8 der ersten Gasatmosphäre einkapseln. In einer weiteren Handlung (siehe Pfeile) kann Material des ersten Panels 2, das zwischen den ersten Hohlräumen 6A angeordnet ist, entfernt werden. Beispielsweise kann das Material entfernt werden durch Anwenden von mindestens einem von Ätzen, Dicing, Stanzen, Prägen, usw.
  • In 4C kann die Anordnung in einer Bonding-Kammer (nicht dargestellt) angeordnet werden, die eine zweite Gasatmosphäre bereitstellt. Die Bonding-Kammer kann die gleiche Bonding-Kammer sein, wie sie in der Handlung der 4A verwendet wird, oder sie kann sich von ihr unterscheiden. Beispielsweise kann das Gas 12 der zweiten Gasatmosphäre ein Referenzgas sein, wie z.B. Kohlendioxid, Stickoxid, Methan, Ammoniak.
  • In 4D können mehrere Kappen 10 an das Basispanel 4 gebondet werden. Die Kappen 10 können wie in der 4D beispielhaft gezeigt zwischen den ersten Hohlräumen 6A angeordnet sein, können aber auch an anderer Stelle platziert werden, je nach Typ der herzustellenden Vorrichtung. Die Kappen 10 können aus einem luftdichten Material bestehen, wie z.B. mindestens eines von einem Halbleitermaterial, einem Glasmaterial, einem keramischen Material. Die Bonding-Handlung kann mindestens eines von anodischem Bonden, Löten, Kleben, Metall-an-Metall-Bonden beinhalten, abhängig von den Materialien des Basispanels 4 und der Kappen 10. Zwischen dem Basispanel 4 und den Kappen 10 können nach der Bonding-Handlung mehrere hermetisch verschlossene Hohlräume 6B ausgebildet sein, die Gas 12 der zweiten Gasatmosphäre einkapseln.
  • In 4E kann die Anordnung in mehrere Vorrichtungen 400 vereinzelt werden (siehe Pfeil). Der Vereinzelungsprozess kann einen Ätzprozess, einen Plasma-Dicing-Prozess, einen mechanischen Ultraschall-Dicing-Prozess, einen Laser-Dicing-Prozess, oder eine Kombination davon beinhalten. Jede der Vorrichtungen 400 kann zwei Hohlräume 6A und 6B beinhalten. Der erste Hohlraum 6A kann Gas 8 der ersten Gasatmosphäre beinhalten, und der zweite Hohlraum 6B kann Gas 12 der zweiten Gasatmosphäre beinhalten.
  • Das Verfahren der 4 kann weitere Handlungen beinhalten, die der Einfachheit halber nicht dargestellt sind. In einem Beispiel kann das Verfahren jede weitere Handlung beinhalten, die zur Herstellung einer Vorrichtung ähnlich der Vorrichtung 1200 der 12 erforderlich ist. Insbesondere kann eine weitere beispielhafte Handlung ein Anordnen elektronischer Komponenten in den Hohlräumen 6A und 6B beinhalten.
  • In dem Beispiel der 4 können die ersten Hohlräume 6A und die zweiten Hohlräume 6B jeweils hermetisch verschlossen und mit einem definierten Gas gefüllt werden. In weiteren Beispielen kann mindestens einer der ersten Hohlräume 6A und der zweiten Hohlräume 6B ein oder mehrere Löcher, Öffnungen oder Kanäle beinhalten, die eine oder mehrere Verbindungen zwischen den jeweiligen Hohlräumen und der Umgebung bereitstellen. Beispiele für solche Vorrichtungen sind in Verbindung mit den 11 und 13 dargestellt und beschrieben.
  • 5 enthält die 5A bis 5E, die schematisch eine Querschnittsseitenansicht eines Verfahrens zur Herstellung einer Vorrichtung 500 gemäß der Offenbarung darstellen. Das Verfahren der 5 kann zumindest teilweise dem Verfahren der 4 ähnlich sein, so dass Ausführungen, die im Zusammenhang mit 4 gemacht wurden, auch für die 5 gelten können.
  • In 5A kann eine Anordnung mit mehreren hermetisch verschlossenen ersten Hohlräumen 6A zwischen einem ersten Panel 2 und einem Basispanel 4 bereitgestellt werden. Ein erstes Gas 8 kann in den ersten Hohlräumen 6A eingekapselt sein. Beispielsweise kann die Anordnung durch Handlungen ähnlich den Handlungen der 4A bis 4B hergestellt werden.
  • In 5B kann ein zweites Panel 20 in einer zweiten Gasatmosphäre an das Basispanel 4 gebondet werden.
  • In 5C können mehrere hermetisch verschlossene zweite Hohlräume 6B, die Gas 12 der zweiten Gasatmosphäre einkapseln, zwischen dem zweiten Panel 20 und dem Basispanel 4 nach der Bonding-Handlung ausgebildet sein. In einer weiteren Handlung (siehe Pfeile) ähnlich der Handlung der 4B kann Material des zweiten Panels 20, das zwischen den zweiten Hohlräumen 6B angeordnet ist, entfernt werden.
  • 5D zeigt die Anordnung nach dem Entfernen des Materials des zweiten Panels 20. Die Anordnung kann mehrere erste Hohlräume 6A beinhalten, die das erste Gas 8 hermetisch einkapseln, sowie mehrere zweite Hohlräume 6B, die das zweite Gas 12 hermetisch einkapseln.
  • In 5E kann die Anordnung in mehrere Vorrichtungen 500 vereinzelt werden (siehe Pfeil). Der Vereinzelungsprozess der 5E kann dem Vereinzelungsprozess der 4E ähnlich sein.
  • 6 enthält die 6A bis 6D, die schematisch eine Querschnittsseitenansicht eines Verfahrens zur Herstellung einer Vorrichtung 600 gemäß der Offenbarung darstellen. Das Verfahren der 6 kann zumindest teilweise den Verfahren der 4 und 5 ähnlich sein.
  • In 6A kann ein erstes Panel 2 an ein Basispanel 4 in einer ersten Gasatmosphäre gebondet werden.
  • In 6B können mehrere hermetisch verschlossene erste Hohlräume 6A, die Gas 8 der ersten Gasatmosphäre einkapseln, zwischen dem ersten Panel 2 und dem Basispanel 4 nach der Bonding-Handlung ausgebildet sein. In einer weiteren Handlung kann ein zweites Panel 20 an das erste Panel 2 in einer zweiten Gasatmosphäre gebondet werden.
  • In 6C können mehrere hermetisch verschlossene zweite Hohlräume 6B, die Gas 12 der zweiten Gasatmosphäre einkapseln, zwischen dem zweiten Panel 20 und dem ersten Panel 2 nach der Bonding-Handlung ausgebildet sein. Infolgedessen können die zweiten Hohlräume 6B über den ersten Hohlräume 6A gestapelt sein. Insbesondere kann eine solche Anordnung von gestapelten Hohlräumen gewählt werden, wenn Vorrichtungen mit vertikaler Struktur hergestellt werden sollen.
  • In 6D kann die Anordnung in mehrere Vorrichtungen 600 vereinzelt werden (siehe Pfeil). Der Vereinzelungsprozess der 6D kann dem Vereinzelungsprozess der 4E ähnlich sein.
  • 7 enthält die 7A und 7B, die schematisch ein Panel 700 darstellen, das in einem Verfahren gemäß der Offenbarung verwendet werden kann. 7A zeigt eine Draufsicht des Panels 700. 7B zeigt eine Querschnittsseitenansicht des Panels 700 entlang einer gestrichelten Linie in der Draufsicht der 7A.
  • Das Panel 700 kann mehrere Aussparungen 18 und mehrere Öffnungen 22 beinhalten. In der Draufsicht der 7A sind die Aussparungen 18 durch schraffierte Bereiche gekennzeichnet, können aber in der Realität in dieser Perspektive verdeckt sein. Zur Veranschaulichung zeigt die 7 nur einen Teil oder Ausschnitt des Panels 700. Es wird angemerkt, dass das Panel 700 eine beliebige Anzahl weiterer Aussparungen 18 und weiterer Öffnungen 20 beinhalten kann, die in der Draufsicht z.B. in einer rechteckigen und periodischen Gitterstruktur angeordnet sein können. Beispielsweise kann das Panel 700 für ein Herstellen mehrerer hundert oder tausend MEMS-Vorrichtungen verwendet werden, so dass eine entsprechende Anzahl von Aussparungen 18 und Öffnungen 20 bereitgestellt werden muss. Das Panel 700 kann als einteiliges (oder integrales) Teil ausgebildet sein oder kann mehrere Teile beinhalten, die miteinander verbunden sein können.
  • Die 8 bis 10 veranschaulichen schematisch Querschnittsseitenansichten von Handlungen, die in einem Verfahren gemäß der Offenbarung angewendet werden können. Beispielsweise kann jede der Handlungen der 8 bis 10 in einem der zuvor beschriebenen Verfahren verwendet werden.
  • In 8 kann ein Panel 2 an ein Basispanel 4 gebondet werden, um Hohlräume auszubilden, die insbesondere hermetisch verschlossen sein können. In dem Beispiel der 8 kann einer oder mehrere der Hohlräume zwischen Aussparungen 18 in einer Unterseite des Panels 2 und einer ebenen Oberseite des Basispanels 4 ausgebildet werden. Das Panel 2 kann aus einem Halbleitermaterial, beispielsweise einem elementaren Halbleitermaterial, wie z.B. Si, oder einem Verbindungshalbleitermaterial, wie z.B. GaN, SiC, SiGe, GaAs, bestehen oder dieses beinhalten. Mehrere elektronische Komponenten 16 können in das Halbleitermaterial des Panels 2 integriert sein. Im Allgemeinen kann die Position der integrierten elektronischen Komponenten 16 in dem Panel 2 vom Typ der herzustellenden Vorrichtung abhängen. In dem Beispiel der 8 können die elektronischen Komponenten 16 zwischen den Aussparungen 18 in der Oberseite des Panels 2 angeordnet sein. Je nach Typ der herzustellenden Vorrichtung können die elektronischen Komponenten 16 ähnlich oder unterschiedlich zueinander sein. Im Allgemeinen können die elektronischen Komponenten 16 jede Art elektronischer Komponenten sein, die in einer MEMS-Vorrichtung, einer Mikrofluidik-Vorrichtung, einer Lab-on-a-Chip-Vorrichtung, usw. verwendet werden kann.
  • Im Gegensatz zur 8 können die elektronischen Komponenten 16 in der 9 zwischen den Aussparungen 18 in der Unterseite des Panels 2 angeordnet sein. Darüber hinaus kann eine oder mehrere der elektronischen Komponenten 16 Aussparungen 24 beinhalten, die in einer Unterseite der jeweiligen elektronischen Komponente 16 angeordnet sein können. Beim Bonden des Panels 2 an das Basispanel 4 können zusätzliche Hohlräume zwischen den Aussparungen 24 der elektronischen Komponenten 16 und der Oberseite des Basispanels 4 ausgebildet werden. Beispielsweise kann eine elektronische Komponente 16 mit einer Aussparung 24 eine MEMS-Struktur beinhalten.
  • Die Handlung der 10 kann zumindest teilweise der Handlung der 9 ähnlich sein. Darüber hinaus kann das Panel 2 weitere Aussparungen 26 beinhalten, die in der Oberseite des Panels 2 angeordnet sein können. Beispielsweise können die Aussparungen 26 zusätzliche Hohlräume ausbilden, wenn ein weiteres Panel (nicht dargestellt) an die Oberseite des Panels 2 gebondet werden kann.
  • 11 veranschaulicht schematisch eine Querschnittsseitenansicht einer Vorrichtung 1100 gemäß der Offenbarung. Beispielsweise kann die Vorrichtung 1100 als eine detailliertere Implementierung der Vorrichtung 300 der 3 angesehen werden. Die Vorrichtung 1100 kann durch eines der zuvor beschriebenen Verfahren hergestellt werden.
  • Die Vorrichtung 1100 kann eine Basis 14 mit im Wesentlichen ebenen Ober- und Unterseiten beinhalten. Eine erste Kappe 10A kann über der Oberseite der Basis 14 angeordnet sein und dabei einen hermetisch verschlossenen ersten Hohlraum 6A ausbilden. Beispielsweise kann die erste Kappe 10A durch Vereinzeln eines Panels während der Herstellung der Vorrichtung 1100 erhalten werden. Die erste Kappe 10A kann eine oder mehrere reflektierende Strukturen 32A, 32B beinhalten, die an den Innenwänden der ersten Kappe 10A angeordnet sein können. Insbesondere können die reflektierenden Strukturen 32A, 32B dazu ausgelegt sein, IR-Strahlung zu reflektieren. Ein IR-Emitter 28 kann auf der Oberseite der Basis 14 in dem ersten Hohlraum 6A montiert sein. Der IR-Emitter 28 kann mit elektrischen Signalroutingstrukturen der Basis 14 elektrisch gekoppelt sein. Zusätzlich kann der erste Hohlraum 6A mit einem Schutzgas 30 gefüllt sein, zum Beispiel Stickstoff oder einem Edelgas, wie z.B. Argon, Xenon, Krypton.
  • Eine zweite Kappe 10B kann über der Unterseite der Basis 14 angeordnet sein und dabei einen zweiten Hohlraum 6B und einen dritten Hohlraum 6C ausbilden. Beispielsweise kann die zweite Kappe 10B durch Vereinzeln eines Panels in einer Handlung während der Herstellung der Vorrichtung 1100 erhalten werden. Der zweite Hohlraum 6B kann hermetisch verschlossen sein, während der dritte Hohlraum 6C über ein oder mehrere in der zweiten Kappe 10B angeordnete Löcher 34 mit der Umgebung verbunden sein kann. Ein Mikrofon 36 und ein ASIC 38 können auf der Unterseite der Basis 14 in dem zweiten Hohlraum 6B montiert sein. Der ASIC 38 kann dazu ausgelegt sein, elektrische Signale zu verarbeiten, die von dem Mikrofon 36 bereitgestellt werden. Das Mikrofon 36 und der ASIC 38 können mit elektrischen Signalroutingstrukturen der Basis 14 elektrisch gekoppelt sein. Zusätzlich kann der zweite Hohlraum 6B mit einem Referenzgas 40 gefüllt sein, wie z.B. Kohlendioxid, Stickoxid, Methan, Ammoniak. Die zweite Kappe 10B kann eine oder mehrere reflektierende Strukturen 32C ähnlich der ersten Kappe 10A beinhalten.
  • Die Vorrichtung 1100 kann als photoakustischer Gassensor zum Detektieren und Quantifizieren eines bestimmten Gases oder einer bestimmten Gaskomponente in der Umgebung betrieben werden. Insbesondere kann der photoakustische Gassensor dazu ausgelegt sein, basierend auf elektromagnetischer Strahlung im IR-Bereich zu arbeiten. Jedoch auch ähnliche photoakustische Gassensoren, die auf der Basis von elektromagnetischer Strahlung anderer Wellenlängen arbeiten, können möglich sein. Das Referenzgas 40 kann als Referenz für das bestimmte zu detektierende Gas dienen. Das heißt, das Referenzgas 40 kann eine relativ hohe Konzentration des bestimmten Gastyps bereitstellen. Der IR-Emitter 28 kann dazu ausgelegt sein, einen IR-Impuls bereitzustellen, der ein Breitbandimpuls sein kann, der Wellenlängen beinhaltet, die Anregungsenergien des bestimmten Gases entsprechen. Der emittierte IR-Impuls kann sich entlang eines Pfades ausbreiten (siehe gestrichelte Linie), wobei der IR-Impuls an den an den Innenwänden der ersten Kappe 10A angeordneten reflektierenden Strukturen 32A und 32B reflektiert werden kann und ferner das Material (z.B. Silizium) der Basis 14 passieren kann. Bei der Ausbreitung durch den dritten Hohlraum 6C kann der IR-Impuls zumindest teilweise von Anteilen des bestimmten Gases absorbiert werden, falls in dem dritten Hohlraum 6C (d.h. in der Umgebung) vorhanden. Die Absorption kann spezifisch für das bestimmte Gas sein, z.B. charakteristische Rotations- oder Schwingungsmodi von Atomen oder Molekülen des bestimmten Gases. Der IR-Impuls kann sich ferner durch das Material (z.B. Silizium) der zweiten Kappe 10B zu dem zweiten Hohlraum 6B ausbreiten und kann zumindest teilweise von dem Referenzgas 40 absorbiert werden und kann einen lokalen Druckanstieg in dem Referenzgas 40 hervorrufen, der von dem Mikrofon 36 erfasst werden kann. Das von dem Mikrofon 36 erfasste Signal kann für eine Detektion und Quantifizierung des bestimmten Gases in der Umgebung verwendet werden.
  • 12 veranschaulicht schematisch eine Querschnittsseitenansicht einer Vorrichtung 1200 gemäß der Offenbarung. Die Vorrichtung 1200 kann zumindest teilweise der Vorrichtung 1100 der 11 ähnlich sein. Im Gegensatz zur 11 können die erste Kappe 10A und die zweite Kappe 10B beide auf einer gleichen Oberfläche der Basis 14 angeordnet sein. In einem weiteren Gegensatz zur 11 kann die erste Kappe 10A nur eine reflektierende Struktur 32A beinhalten, die an den Innenwänden der ersten Kappe 10A angeordnet ist. In noch einem weiteren Gegensatz zur 11 kann die zweite Kappe 10B nur den zweiten Hohlraum 6B beinhalten, der das Referenzgas 40 einkapselt, aber muss nicht notwendigerweise den dritten Hohlraum 3C beinhalten, der mit der Umgebung verbunden ist. In dem Beispiel der 12 breitet sich der IR-Impuls durch die Umgebung aus (die mögliche Anteile des bestimmten Gases beinhalten kann, das detektiert werden soll), wenn er einen Abschnitt passiert, der sich zwischen der ersten Kappe 10A und der zweiten Kappe 10B befindet (siehe Abschnitt der gestrichelten Linie zwischen den Kappen 10A und 10B) .
  • 13 veranschaulicht schematisch eine Querschnittsseitenansicht einer Vorrichtung 1300 gemäß der Offenbarung. Die Vorrichtung 1300 kann zumindest teilweise der Vorrichtung 1100 der 11 ähnlich sein. Im Gegensatz zur 11 muss die zweite Kappe 10B nicht notwendigerweise den zweiten Hohlraum 6B ausbilden, der das Referenzgas 40 einkapselt, sondern kann nur den dritten Hohlraum 6C ausbilden, der über ein Loch 34 mit der Umgebung verbunden ist. In dem Beispiel der 13 kann der IR-Emitter 28 dazu ausgelegt sein, einen IR-Impuls zu emittieren, der nur Wellenlängen von Interesse beinhalten kann, die Anregungsenergien des bestimmten zu detektierenden Gases entsprechen. Ein zusätzlicher Filter (nicht dargestellt), der dazu ausgelegt ist, die Ausgabe des IR-Emitters 28 zu filtern, kann verwendet werden, um einen entsprechenden gefilterten IR-Impuls bereitzustellen.
  • 14 veranschaulicht ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß der Offenbarung. Das Verfahren kann dem Verfahren der 1 ähnlich sein und kann in Verbindung mit dem Verfahren der 1 gelesen werden.
  • Bei 42 wird ein erstes Panel aus einem ersten Material in einer ersten Gasatmosphäre an ein Basispanel gebondet. Zwischen dem ersten Panel und dem Basispanel werden mehrere hermetisch verschlossene erste Hohlräume ausgebildet, die Gas der ersten Gasatmosphäre einkapseln. Bei 44 wird ein zweites Panel aus einem zweiten Material an mindestens eines von dem Basispanel und dem ersten Panel gebondet. Zwischen dem zweiten Panel und dem mindestens einen von dem Basispanel und dem ersten Panel werden mehrere zweite Hohlräume ausgebildet.
  • 15 veranschaulicht ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß der Offenbarung. Das Verfahren kann dem Verfahren der 2 ähnlich sein und kann in Verbindung mit diesem gelesen werden.
  • Bei 46 wird ein erstes Panel aus einem ersten luftdichten Material in einer ersten Gasatmosphäre an ein Basispanel gebondet. Zwischen dem ersten Panel und dem Basispanel werden mehrere hermetisch verschlossene erste Hohlräume ausgebildet, die Gas der ersten Gasatmosphäre einkapseln. Bei 48 werden mehrere Kappen aus einem zweiten luftdichten Material an mindestens eines von dem Basispanel und dem ersten Panel in einer zweiten Gasatmosphäre gebondet, die sich von der ersten Gasatmosphäre unterscheidet. Zwischen den mehreren Kappen und dem mindestens einen von dem Basispanel und dem ersten Panel werden mehrere hermetisch verschlossene zweite Hohlräume ausgebildet, die Gas der zweiten Gasatmosphäre einkapseln.
  • BEISPIELE
  • Im Folgenden werden Verfahren mit Panel-Bonding-Handlungen und elektronische Vorrichtungen mit Hohlräumen anhand von Beispielen erläutert.
  • Beispiel 1 ist ein Verfahren, umfassend: Bonden eines ersten Panels aus einem ersten Material an ein Basispanel in einer ersten Gasatmosphäre, wobei mehrere hermetisch verschlossene erste Hohlräume, die Gas der ersten Gasatmosphäre einkapseln, zwischen dem ersten Panel und dem Basispanel ausgebildet werden; und Bonden eines zweiten Panels aus einem zweiten Material an mindestens eines von dem Basispanel und dem ersten Panel, wobei mehrere zweite Hohlräume zwischen dem zweiten Panel und dem mindestens einen von dem Basispanel und dem ersten Panel ausgebildet werden.
  • Beispiel 2 ist ein Verfahren nach Beispiel 1, wobei das zweite Panel in einer zweiten Gasatmosphäre gebondet wird, die sich von der ersten Gasatmosphäre unterscheidet, und die zweiten Hohlräume hermetisch verschlossen sind und Gas der zweiten Gasatmosphäre einkapseln.
  • Beispiel 3 ist ein Verfahren nach Beispiel 2, ferner umfassend: Vereinzeln der gebondeten Panels in mehrere Vorrichtungen, wobei jede der Vorrichtungen mindestens zwei Hohlräume umfasst, wobei ein erster Hohlraum der mindestens zwei Hohlräume Gas der ersten Gasatmosphäre umfasst und ein zweiter Hohlraum der mindestens zwei Hohlräume Gas der zweiten Gasatmosphäre umfasst.
  • Beispiel 4 ist ein Verfahren nach einem der vorstehenden Beispiele, wobei mindestens eines von dem ersten Material und dem zweiten Material luftdicht ist.
  • Beispiel 5 ist ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Beispiele, wobei mindestens eines von dem ersten Material und dem zweiten Material mindestens eines von einem Halbleitermaterial, einem Glasmaterial, einem Keramikmaterial umfasst.
  • Beispiel 6 ist ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Beispiele, wobei mindestens eines von dem ersten Panel und dem zweite Panel: mehrere Aussparungen umfasst, an eine ebenen Oberfläche des Basispanels gebondet ist, und die zwischen dem Basispanel und dem mindestens einen von dem ersten Panel und dem zweiten Panel ausgebildeten Hohlräume durch Abschnitte der ebenen Oberfläche und die Aussparungen ausgebildet werden.
  • Beispiel 7 ist ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Beispiele, wobei das erste Panel und das zweite Panel an eine gleiche Oberfläche des Basispanels gebondet sind.
  • Beispiel 8 ist ein Verfahren nach einem der Beispiele 1 bis 6, wobei das erste Panel und das zweite Panel an gegenüberliegende Oberflächen des Basispanels gebondet sind.
  • Beispiel 9 ist ein Verfahren nach einem der Beispiele 1 bis 6, wobei das zweite Panel an das erste Panel gebondet ist und die zweiten Hohlräume über die ersten Hohlräume gestapelt sind.
  • Beispiel 10 ist ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Beispiele, wobei mindestens eines von dem Bonden des ersten Panels und dem Bonden des zweiten Panels mindestens eines von anodischem Bonden, Löten, Kleben, Metall-an-Metall-Bonden umfasst.
  • Beispiel 11 ist ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Beispiele, ferner umfassend: zumindest teilweises Entfernen von Material von dem ersten Panel vor dem Bonden des zweiten Panels.
  • Beispiel 12 ist ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Beispiele, ferner umfassend: Anordnen elektronischer Komponenten über dem Basispanel vor dem Bonden des ersten Panels und dem Bonden des zweiten Panels, wobei mindestens eine der elektronischen Komponenten in mindestens einem der ersten Hohlräume und der zweiten Hohlräume nach dem Bonden des ersten Panels und dem Bonden des zweiten Panels angeordnet ist.
  • Beispiel 13 ist ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Beispiele, wobei das Basispanel ein Halbleitermaterial umfasst und das Verfahren ferner umfasst: Integrieren elektronischer Komponenten in das Halbleitermaterial des Basispanels vor dem Bonden des ersten Panels und dem Bonden des zweiten Panels, wobei mindestens eine der integrierten elektronischen Komponenten in mindestens einem der ersten Hohlräume und der zweiten Hohlräume nach dem Bonden des ersten Panels und dem Bonden des zweiten Panels angeordnet ist.
  • Beispiel 14 ist ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Beispiele, wobei mindestens eines von dem Basispanel, dem ersten Panel und dem zweiten Panel eines oder mehreres umfasst aus einer Gruppe bestehend aus: elektrische Durchgangsverbindungen, Leiterbahnen, elektrische Umverteilungsschichten, optische Verbindungen, fluidische Verbindungen.
  • Beispiel 15 ist ein Verfahren, umfassend: Bonden eines ersten Panels aus einem ersten luftdichten Material an ein Basispanel in einer ersten Gasatmosphäre, wobei mehrere hermetisch verschlossene erste Hohlräume, die Gas der ersten Gasatmosphäre einkapseln, zwischen dem ersten Panel und dem Basispanel ausgebildet werden; und Bonden mehrerer Kappen aus einem zweiten luftdichten Material an mindestens eines von dem Basispanel und dem ersten Panel in einer zweiten Gasatmosphäre, die sich von der ersten Gasatmosphäre unterscheidet, wobei mehrere hermetisch verschlossene zweite Hohlräume, die Gas der zweiten Gasatmosphäre einkapseln, zwischen den mehreren Kappen und dem mindestens einem von dem Basispanel und dem ersten Panel ausgebildet werden.
  • Beispiel 16 ist ein Verfahren nach Beispiel 15, ferner umfassend: Vereinzeln einer Anordnung, die das Basispanel, das erste Panel und die mehreren Kappen umfasst, in mehrere Vorrichtungen, wobei jede der Vorrichtungen mindestens zwei Hohlräume umfasst, wobei ein erster Hohlraum der mindestens zwei Hohlräume Gas der ersten Gasatmosphäre umfasst und ein zweiter Hohlraum der mindestens zwei Hohlräume Gas der zweiten Gasatmosphäre umfasst.
  • Beispiel 17 ist eine Vorrichtung, umfassend: einen ersten Hohlraum, der durch eine erste Kappe aus einem luftdichten Material ausgebildet ist, die an eine Basis gebondet ist, wobei der erste Hohlraum ein erstes Gas hermetisch verschließt und eine erste elektronische Komponente einkapselt; und einen zweiten Hohlraum, der durch eine zweite Kappe aus einem luftdichten Material ausgebildet ist, die an die Basis gebondet ist, wobei der zweite Hohlraum ein zweites Gas, das sich vom ersten Gas unterscheidet, hermetisch verschließt und eine zweite elektronische Komponente einkapselt.
  • Beispiel 18 ist eine Vorrichtung nach Beispiel 17, wobei die Basis ein Halbleitermaterial umfasst und mindestens eine von der ersten elektronischen Komponente und der zweiten elektronischen Komponente in das Halbleitermaterial integriert ist.
  • Beispiel 19 ist eine Vorrichtung nach Beispiel 17 oder 18, wobei die Vorrichtung mindestens eines von einem mikroelektromechanischen System, einem Mikrofluidik-System, einem Lab-on-a-Chip umfasst.
  • Beispiel 20 ist eine Vorrichtung nach einem der Beispiele 17 bis 19, wobei die Vorrichtung einen photoakustischen Gassensor umfasst, die erste elektronische Komponente einen IR-Emitter umfasst, die zweite elektronische Komponente ein Mikrofon umfasst, das erste Gas ein Schutzgas ist, und das zweite Gas ein Referenzgas ist.
  • Wie in dieser Beschreibung verwendet, bedeuten die Begriffe „verbunden“, „gekoppelt“, „elektrisch verbunden“ und/oder „elektrisch gekoppelt“ nicht unbedingt, dass Elemente direkt miteinander verbunden oder gekoppelt sein müssen. Zwischen den „verbundenen“, „gekoppelten“, „elektrisch verbundenen“ oder „elektrisch gekoppelten“ Elementen können Zwischenelemente bereitgestellt werden.
  • Ferner kann das Wort „über“, das in Bezug auf z.B. eine Materialschicht verwendet wird, die „über“ einer Oberfläche eines Objekts ausgebildet oder angeordnet ist, hierin verwendet werden, um zu bedeuten, dass die Materialschicht „direkt auf“, z.B. in direktem Kontakt mit der implizierten Oberfläche, angeordnet werden kann (z.B. ausgebildet, abgeschieden usw.). Das Wort „über“, das in Bezug auf z.B. eine Materialschicht verwendet wird, die „über“ einer Oberfläche ausgebildet oder angeordnet ist, kann hierin auch verwendet werden, um zu bedeuten, dass die Materialschicht „indirekt“ auf der implizierten Oberfläche angeordnet sein kann (z.B. ausgebildet, abgeschieden usw.), wobei z.B. eine oder mehrere zusätzliche Schichten zwischen der implizierten Oberfläche und der Materialschicht angeordnet sind.
  • Soweit die Begriffe „haben“, „enthaltend“, „aufweisend“, „mit“ oder Varianten davon entweder in der detaillierten Beschreibung oder in den Ansprüchen verwendet werden, sollen diese Begriffe in ähnlicher Weise wie der Begriff „umfassend“ umfassend sein. Das heißt, wie hierin verwendet, sind die Begriffe „haben“, „enthaltend“, „aufweisend“, „mit“, „umfassend“ und dergleichen offene Begriffe, die auf das Vorhandensein angegebener Elemente oder Merkmale hinweisen, aber zusätzliche Elemente oder Merkmale nicht ausschließen.
  • Darüber hinaus wird das Wort „beispielhaft“ hierin verwendet, um als Beispiel, Instanz oder Darstellung zu dienen. Jeder Aspekt oder jede Gestaltung, die hierin als „beispielhaft“ beschrieben wird, ist nicht unbedingt als vorteilhaft gegenüber anderen Aspekten oder Gestaltungen auszulegen. Vielmehr soll die Verwendung des Wortes beispielhaft dazu dienen, Konzepte konkret darzustellen.
  • Vorrichtungen und Verfahren zur Herstellung von Vorrichtungen werden hierin beschrieben. Ausführungen, die im Zusammenhang mit einer beschriebenen Vorrichtung abgegeben werden, können auch für ein entsprechendes Verfahren gelten und umgekehrt. Wenn beispielsweise eine bestimmte Komponente einer Vorrichtung beschrieben wird, kann ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung eine Handlung des Bereitstellens der Komponente in geeigneter Weise beinhalten, auch wenn diese Handlung nicht ausdrücklich beschrieben oder in den Figuren dargestellt ist.
  • Obwohl diese Offenbarung mit Bezug auf veranschaulichende Ausführungsformen beschrieben wurde, ist diese Beschreibung nicht als Einschränkung zu verstehen. Verschiedene Modifikationen und Kombinationen der illustrativen Ausführungsformen sowie andere Ausführungsformen der Offenbarung werden für den Fachmann unter Bezugnahme auf die Beschreibung ersichtlich sein. Es ist daher beabsichtigt, dass die beigefügten Ansprüche solche Änderungen oder Ausführungsformen umfassen.

Claims (20)

  1. Verfahren, umfassend: Bonden eines ersten Panels aus einem ersten Material an ein Basispanel in einer ersten Gasatmosphäre, wobei mehrere hermetisch verschlossene erste Hohlräume, die Gas der ersten Gasatmosphäre einkapseln, zwischen dem ersten Panel und dem Basispanel ausgebildet werden; und Bonden eines zweiten Panels aus einem zweiten Material an mindestens eines von dem Basispanel und dem ersten Panel, wobei mehrere zweite Hohlräume zwischen dem zweiten Panel und dem mindestens einen von dem Basispanel und dem ersten Panel ausgebildet werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das zweite Panel in einer zweiten Gasatmosphäre gebondet wird, die sich von der ersten Gasatmosphäre unterscheidet, und die zweiten Hohlräume hermetisch verschlossen sind und Gas der zweiten Gasatmosphäre einkapseln.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend: Vereinzeln der gebondeten Panels in mehrere Vorrichtungen, wobei jede der Vorrichtungen mindestens zwei Hohlräume umfasst, wobei ein erster Hohlraum der mindestens zwei Hohlräume Gas der ersten Gasatmosphäre und ein zweiter Hohlraum der mindestens zwei Hohlräume Gas der zweiten Gasatmosphäre umfasst.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eines von dem ersten Material und dem zweiten Material luftdicht ist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eines von dem ersten Material und dem zweiten Material mindestens eines von einem Halbleitermaterial, einem Glasmaterial, einem keramischen Material umfasst.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eines vom dem ersten Panel und dem zweite Panel mehrere Aussparungen umfasst, an eine ebenen Fläche des Basispanels gebondet ist, und die Hohlräume, die zwischen dem Basispanel und dem mindestens einen von dem ersten Panel und dem zweiten Panel ausgebildet sind, durch Abschnitte der ebenen Fläche und die Aussparungen ausgebildet sind.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Panel und das zweite Panel an eine gleiche Oberfläche des Basispanels gebondet sind.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das erste Panel und das zweite Panel an gegenüberliegende Oberflächen des Basispanels gebondet sind.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das zweite Panel an das erste Panel gebondet ist, und die zweiten Hohlräume über die ersten Hohlräume gestapelt sind.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eines von dem Bonden des ersten Panels und dem Bonden des zweiten Panels mindestens eines von anodischem Bonden, Löten, Kleben, Metall-an-Metall Bonden umfasst.
  11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner umfassend: zumindest teilweises Entfernen von Material von dem ersten Panel vor dem Bonden des zweiten Panels.
  12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner umfassend: Anordnen elektronischer Komponenten über dem Basispanel vor dem Bonden des ersten Panels und dem Bonden des zweiten Panels, wobei mindestens eine der elektronischen Komponenten in mindestens einem der ersten Hohlräume und der zweiten Hohlräume nach dem Bonden des ersten Panels und dem Bonden des zweiten Panels angeordnet ist.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Basispanel ein Halbleitermaterial umfasst und das Verfahren ferner umfasst: Integrieren elektronischer Komponenten in das Halbleitermaterial des Basispanels vor dem Bonden des ersten Panels und dem Bonden des zweiten Panels, wobei mindestens eine der integrierten elektronischen Komponenten in mindestens einem der ersten Hohlräume und der zweiten Hohlräume nach dem Bonden des ersten Panels und dem Bonden des zweiten Panels angeordnet ist.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eines vom dem Basispanel, dem ersten Panel und dem zweiten Panel eines oder mehreres umfasst von einer Gruppe bestehend aus: elektrische Durchgangsverbindungen, Leiterbahnen, elektrische Umverteilungsschichten, optische Verbindungen, fluidische Verbindungen.
  15. Verfahren, umfassend: Bonden eines ersten Panels aus einem ersten luftdichten Material an ein Basispanel in einer ersten Gasatmosphäre, wobei mehrere hermetisch verschlossene erste Hohlräume, die Gas der ersten Gasatmosphäre einkapseln, zwischen dem ersten Panel und dem Basispanel ausgebildet werden; und Bonden mehrerer Kappen aus einem zweiten luftdichten Material an mindestens eines von dem Basispanel und dem ersten Panel in einer zweiten Gasatmosphäre, die sich von der ersten Gasatmosphäre unterscheidet, wobei mehrere hermetisch verschlossene zweite Hohlräume, die Gas der zweiten Gasatmosphäre einkapseln, zwischen den mehreren Kappen und dem mindestens einen von dem Basispanel und dem ersten Panel ausgebildet werden.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, ferner umfassend: Vereinzeln einer Anordnung, die das Basispanel, das erste Panel und die mehreren Kappen umfasst, in mehrere Vorrichtungen, wobei jede der Vorrichtungen mindestens zwei Hohlräume umfasst, wobei ein erster Hohlraum der mindestens zwei Hohlräume Gas der ersten Gasatmosphäre und ein zweiter Hohlraum der mindestens zwei Hohlräume Gas der zweiten Gasatmosphäre umfasst.
  17. Vorrichtung, umfassend: einen ersten Hohlraum, der durch eine erste Kappe aus einem luftdichten Material ausgebildet wird, die an eine Basis gebondet ist, wobei der erste Hohlraum ein erstes Gas hermetisch verschließt und eine erste elektronische Komponente einkapselt; und einen zweiten Hohlraum, der durch eine zweite Kappe aus einem luftdichten Material ausgebildet wird, die an die Basis gebondet ist, wobei der zweite Hohlraum ein zweites Gas, das sich vom ersten Gas unterscheidet, hermetisch verschließt und eine zweite elektronische Komponente einkapselt.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Basis ein Halbleitermaterial umfasst und mindestens eine der ersten elektronischen Komponente und der zweiten elektronischen Komponente in das Halbleitermaterial integriert ist.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, wobei die Vorrichtung mindestens eines von einem mikroelektromechanischen System, einem Mikrofluidik-System, einem Lab-on-a-Chip umfasst.
  20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei die Vorrichtung einen photoakustischen Gassensor umfasst, die erste elektronische Komponente einen IR-Emitter umfasst, die zweite elektronische Komponente ein Mikrofon umfasst, das erste Gas ein Schutzgas ist, und das zweite Gas ein Referenzgas ist.
DE102019102836.1A 2019-02-05 2019-02-05 Verfahren mit panel-bonding-handlungen und elektronische vorrichtungen mit hohlräumen Active DE102019102836B4 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019102836.1A DE102019102836B4 (de) 2019-02-05 2019-02-05 Verfahren mit panel-bonding-handlungen und elektronische vorrichtungen mit hohlräumen
US16/778,692 US11519847B2 (en) 2019-02-05 2020-01-31 Methods including panel bonding acts and electronic devices including cavities
CN202010079649.2A CN111517271B (zh) 2019-02-05 2020-02-04 包括面板键合操作的方法和包括空腔的电子器件
US17/993,024 US11921032B2 (en) 2019-02-05 2022-11-23 Methods including panel bonding acts and electronic devices including cavities

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019102836.1A DE102019102836B4 (de) 2019-02-05 2019-02-05 Verfahren mit panel-bonding-handlungen und elektronische vorrichtungen mit hohlräumen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102019102836A1 true DE102019102836A1 (de) 2020-08-06
DE102019102836B4 DE102019102836B4 (de) 2023-02-02

Family

ID=71615421

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019102836.1A Active DE102019102836B4 (de) 2019-02-05 2019-02-05 Verfahren mit panel-bonding-handlungen und elektronische vorrichtungen mit hohlräumen

Country Status (3)

Country Link
US (2) US11519847B2 (de)
CN (1) CN111517271B (de)
DE (1) DE102019102836B4 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019102836B4 (de) 2019-02-05 2023-02-02 Infineon Technologies Ag Verfahren mit panel-bonding-handlungen und elektronische vorrichtungen mit hohlräumen
DE102019134279B3 (de) * 2019-12-13 2021-05-27 Infineon Technologies Ag Photoakustische Sensoren und MEMS-Bauelemente
DE102019134267A1 (de) * 2019-12-13 2021-06-17 Infineon Technologies Ag Photoakustische Detektoreinheit, photoakustischer Sensor und zugehörige Herstellungsverfahren

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010039057A1 (de) * 2010-08-09 2012-02-09 Robert Bosch Gmbh Sensormodul
DE102013208814A1 (de) * 2013-05-14 2014-11-20 Robert Bosch Gmbh Integrierter Drehraten- und Beschleunigungssensor und Verfahren zur Herstellung eines integrierten Drehraten- und Beschleunigungssensor

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7553695B2 (en) * 2005-03-17 2009-06-30 Hymite A/S Method of fabricating a package for a micro component
US7569926B2 (en) * 2005-08-26 2009-08-04 Innovative Micro Technology Wafer level hermetic bond using metal alloy with raised feature
TWI290358B (en) * 2005-12-27 2007-11-21 Ind Tech Res Inst Package structure of micro gas sensor and making method thereof
US8021961B2 (en) 2008-05-13 2011-09-20 Integrated Sensing Systems, Inc. Process of fabricating microfluidic device chips and chips formed thereby
CN101962166B (zh) * 2010-08-16 2012-07-25 苏州晶方半导体科技股份有限公司 封装结构以及封装方法
FR2994332B1 (fr) * 2012-07-31 2015-05-15 Commissariat Energie Atomique Procede d'encapsulation d'un dispositif microelectronique
US9726563B2 (en) * 2012-09-25 2017-08-08 The University Of Tokyo Device member including cavity and method of producing the device member including cavity
US9174838B2 (en) * 2012-12-10 2015-11-03 MCube Inc. Distributed MEMS devices time synchronization methods and system
FR3005648B1 (fr) * 2013-05-15 2016-02-12 Commissariat Energie Atomique Procede d'encapsulation d'un dispositif microelectronique comprenant une injection de gaz noble a travers un materiau permeable a ce gaz noble
US9513261B2 (en) * 2013-10-14 2016-12-06 Infineon Technologies Ag Photoacoustic gas sensor device and a method for analyzing gas
JP6451062B2 (ja) * 2014-03-18 2019-01-16 セイコーエプソン株式会社 電子デバイス、電子モジュール、電子機器および移動体
US9656857B2 (en) * 2014-11-07 2017-05-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Microelectromechanical systems (MEMS) devices at different pressures
DE202015002315U1 (de) 2015-03-27 2015-05-06 Infineon Technologies Ag Gassensor
CN106082104B (zh) * 2015-04-29 2018-05-11 台湾积体电路制造股份有限公司 用于双压mems器件的密封和屏蔽的方法
US9909926B2 (en) 2016-05-31 2018-03-06 Ams Sensors Uk Limited Chemical sensor
DE102016221055A1 (de) * 2016-10-26 2018-04-26 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Herstellen eines mikromechanischen Bauelements
EP3401273A1 (de) 2016-12-22 2018-11-14 Silex Microsystems AB Verfahren zur herstellung einer mehrfachhohlraum-mems-vorrichtung mit unterschiedlichen drücken in den hohlräumen
CN108128750B (zh) * 2017-12-14 2020-12-11 上海交通大学 一种电离式传感器的制造方法
DE102019102836B4 (de) 2019-02-05 2023-02-02 Infineon Technologies Ag Verfahren mit panel-bonding-handlungen und elektronische vorrichtungen mit hohlräumen

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010039057A1 (de) * 2010-08-09 2012-02-09 Robert Bosch Gmbh Sensormodul
DE102013208814A1 (de) * 2013-05-14 2014-11-20 Robert Bosch Gmbh Integrierter Drehraten- und Beschleunigungssensor und Verfahren zur Herstellung eines integrierten Drehraten- und Beschleunigungssensor

Also Published As

Publication number Publication date
US11519847B2 (en) 2022-12-06
CN111517271B (zh) 2024-06-18
CN111517271A (zh) 2020-08-11
DE102019102836B4 (de) 2023-02-02
US20200249149A1 (en) 2020-08-06
US11921032B2 (en) 2024-03-05
US20230085825A1 (en) 2023-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102019102836B4 (de) Verfahren mit panel-bonding-handlungen und elektronische vorrichtungen mit hohlräumen
EP1869705B1 (de) Verfahren zur herstellung gehäuster elektronischer bauelemente und gehäustes elektronisches bauelement
DE102016213878B3 (de) Gehäuse für einen Mikrochip mit einem strukturierten Schichtverbund und Herstellungsverfahren dafür
EP1805101B1 (de) Verfahren zum montieren von halbleiterchips und entsprechende halbleiterchipanordnung
DE102010006132A1 (de) Miniaturisiertes elektrisches Bauelement mit einem MEMS und einem ASIC
WO2007113325A1 (de) Mikromechanische gehäusung mit mindestens zwei kavitäten mit unterschiedlichem innendruck und/oder unterschiedlicher gaszusammensetzung sowie verfahren zu deren herstellung
DE102016103646A1 (de) Integriertes photoakustisches gassensormodul
WO2003019617A2 (de) Verfahren zur herstellung von elektronischen bauelementen
EP1144977B1 (de) Verfahren zum erzeugen eines mikro-elektromechanischen elements
DE102006040115A1 (de) Verfahren und Anordnung zur hermetisch dichten vertikalen elektrischen Durchkontaktierung von Deckscheiben der Mikrosystemtechnik
DE102004039229B4 (de) Bauelement-Anordnung mit einem Trägersubstrat
DE102011087963A1 (de) Mikrofonpackage und Verfahren zu dessen Herstellung
DE112016000704T5 (de) Mikrofluidikeinheit mit Nichtbenetzungs-Entlüftungsbereichen
EP2494332B1 (de) Messzelle zur infrarot-analyse von fluiden, messsystem mit einer solchen messzelle und verfahren zur herstellung einer solchen messzelle
WO2000036385A1 (de) Verfahren zum erzeugen einer mikromechanischen struktur für ein mikro-elektromechanisches element
DE10123039A1 (de) Sensoranordnung, insbesondere mikromechanische Sensoranordnung
EP3231010B1 (de) Einfach herstellbares elektrisches bauelement und verfahren zur herstellung eines elektrischen bauelements
DE10324421B4 (de) Halbleiterbauelement mit Metallisierungsfläche und Verfahren zur Herstellung desselben
DE102018111898A1 (de) Gehäuse für ein optoelektronisches Bauelement sowie Verfahren zu dessen Herstellung und Deckel für ein Gehäuse
DE19927970A1 (de) Verfahren zum Erzeugen eines mikro-elektromechanischen Elements
DE102012220323A1 (de) Bauteil und Verfahren zu dessen Herstellung
EP3601154B1 (de) Verfahren zur herstellung eines wenigstens teilweise gehäusten halbleiterwafers
DE102009046081B4 (de) Eutektische Bondung von Dünnchips auf einem Trägersubstrat
DE102017012256B3 (de) Vorrichtung mit Hohlraumstruktur und Verfahren zum Herstellen selbiger
DE10244786A1 (de) Mikromechanisches Bauelement und Verfahren

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R082 Change of representative