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DE102012216618A1 - Anordnung von mindestens zwei Wafern zum Detektieren von elektromagnetischer Strahlung und Verfahren zum Herstellen der Anordnung - Google Patents

Anordnung von mindestens zwei Wafern zum Detektieren von elektromagnetischer Strahlung und Verfahren zum Herstellen der Anordnung Download PDF

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DE102012216618A1
DE102012216618A1 DE102012216618.1A DE102012216618A DE102012216618A1 DE 102012216618 A1 DE102012216618 A1 DE 102012216618A1 DE 102012216618 A DE102012216618 A DE 102012216618A DE 102012216618 A1 DE102012216618 A1 DE 102012216618A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
arrangement
wafer
electromagnetic radiation
designed
sensor array
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.)
Withdrawn
Application number
DE102012216618.1A
Other languages
English (en)
Inventor
Ingo Herrmann
Karl-Franz Reinhart
Tjalf Pirk
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Priority to CN201380048226.2A priority patent/CN104620086A/zh
Priority to JP2015532345A priority patent/JP6195929B2/ja
Priority to PCT/EP2013/066635 priority patent/WO2014044463A1/de
Priority to US14/428,736 priority patent/US10270001B2/en
Priority to KR1020157006747A priority patent/KR20150058214A/ko
Priority to FR1358828A priority patent/FR2995724B1/fr
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung von mindestens zwei Wafern (120, 110; 120, 130) zum Detektieren von elektromagnetischer Strahlung (FIR), wobei ein erster Wafer (120) ein Mikrosystem (115) aufweist, welches als ein Sensorarray ausgebildet ist und welches dazu ausgelegt ist, die elektromagnetische Strahlung (FIR) zu erfassen und ein entsprechendes Sensorsignal bereitzustellen; und wobei ein zweiter Wafer (110; 130) eine integrierte Schaltung (105) aufweist, welche als eine mit dem Sensorarray gekoppelte Auswerteschaltung ausgebildet ist und welche dazu ausgelegt ist, anhand des bereitgestellten Sensorsignals die elektromagnetische Strahlung (FIR) zu detektieren.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anordnung von mindestens zwei Wafern zum Detektieren von elektromagnetischer Strahlung und ein Verfahren zum Herstellen der Anordnung.
  • Stand der Technik
  • Die DE 10 2008 043 735 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer Bondverbindung zwischen mindestens zwei Wafern. Das dort beschriebene Verfahren umfasst ein Aufbringen eines ersten Bondmaterials auf einem ersten Wafer, wobei als das erste Bondmaterial Aluminium oder eine Aluminiumlegierung ausgewählt wird.
  • Ferner beschreibt das Verfahren ein Aufbringen eines zweiten Bondmaterials auf einem zweiten Wafer, wobei als das zweite Bondmaterial Gold ausgewählt wird. Anschließend erfolgt bei dem dort beschriebenen Verfahren ein Durchführen eines Bondprozesses, wobei das erste und das zweite Bondmaterial miteinander verbunden werden und hierdurch ein Herstellen einer Wafer-to-Wafer Bondverbindung zwischen dem ersten Wafer und dem zweiten Wafer erfolgt.
  • Weiter ist in der EP 1071126 B1 das Zusammenbonden zweier Wafer beschrieben, wobei für die Bondpads der beiden Wafer verschiedene Bondmaterialien als geeignet beschrieben werden und Bondpads aus Gold verwendet werden. Ferner sind dort als Bondmaterialien Silizium, Indium, Aluminium, Kupfer, Silber, Legierungen aus diesen Elementen beschrieben.
  • Die 4 zeigt eine beispielhafte Anordnung 1 von zwei Wafern 10, 20. Ein erster Wafer 10 wird als ein Kappenwafer der Anordnung verwendet. Ein zweiter Wafer weist einen MEMS-Bereich 15 und einen ASIC-Bereich 5 auf. Zur Kontaktierung des zweiten Wafers sind metallische Bondpads 21, 22, 23 vorgesehen. Der MEMS-Bereich 15 umfasst eine MEMS-Struktur mit einer freistehenden Zungenstruktur 18, welche einen Dehnungsmessstreifen 16 aufweist.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung schafft eine Anordnung von mindestens zwei Wafern zum Detektieren von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere ferne Infrarotstrahlung, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum Herstellen der Anordnung gemäß Patentanspruch 14.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die Idee der Erfindung liegt darin, eine laterale Integration der Auswerteschaltung und die vertikale Kombination von ASIC- und MEMS-Strukturen auf einem Wafer zu vermeiden, da ein gemeinsames Prozessieren beider Strukturen über sehr viele Maskenebenen die Ausschusswahrscheinlichkeit für den gesamten Wafer erhöht.
  • Kern der Erfindung ist die Trennung von ASIC- und MEMS-Strukturen und die ASIC- und MEMS-Strukturen jeweils auf einen von zwei Wafern zu integrieren, wobei die zwei Wafer in einem abschließenden Schritt über auf den beiden Wafern ausgebildete metallische Waferkontakte verbunden werden.
  • Dies erlaubt vorteilhaft, bestimmte und für ASIC- und MEMS-Strukturen optimierte Prozesse für jeden einzelnen Wafer zu verwenden. Ferner schafft die Erfindung Kostenvorteile durch einen minimierten Flächenverbrauch auf den jeweiligen optimierten Wafer-Strukturen. Ferner erlaubt die vorliegende Erfindung ein Einhalten der erforderlichen geringen Abstände zwischen einem Sensorpixel der MEMS-Struktur und der Auswertungsschaltung der ASIC-Struktur.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Auswerteschaltung als ein Schaltungsarray ausgebildet ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Sensorarray als ein Array von mindestens einem Diodenelement ausgebildet ist. Dies erlaubt eine einfache Herstellung des Sensorarrays. Ferner erlaubt dies einen sicheren Betrieb des Sensorarrays, wobei vorteilhaft ausgenutzt wird, dass sich die Spannung an dem Diodenelement ändert, um so auf die durch Strahlung hervorgerufene Temperaturänderung des Sensorarrays zu schließen.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Schaltungsarray und das Sensorarray formähnlich ausgebildet sind. Dadurch können die Weglängen zwischen einem Diodenelement des Sensorarrays und der Auswerteschaltung minimiert werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das mindestens eine Diodenelement mit mindestens einer Auswertungseinheit der Auswerteschaltung gekoppelt ist. Dadurch können von außen auf die Anordnung einwirkende Störeinflüsse verringert werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das mindestens einem Diodenelement aus einer Mehrzahl von in Reihe geschalteten Dioden ausgebildet ist. Dadurch kann der strahlungsinduzierte Effekt einer Änderung des Spannungsabfalls an dem Diodenelement vorteilhaft vergrößert werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die integrierte Schaltung als eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung ausgebildet ist. Dies erlaubt eine effiziente Umsetzung des Sensorarrays.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anordnung ferner einen dritten Wafer aufweist, der als ein Kappenwafer für das Sensorarray ausgebildet ist. Dadurch kann ein von dem Sensorarray benötigter Unterdruck im Betrieb aufrechterhalten werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Sensorarray als ein Mikrobolometerarray zum Erfassen der elektromagnetischen Strahlung, insbesondere ferne Infrarotstrahlung, ausgebildet ist. Dadurch kann vorteilhaft eine Änderung eines elektrischen Widerstandes aufgrund der am Sensorarray absorbierten und im Sensorarray zu einer Temperaturänderung führenden elektromagnetischen Strahlung erfasst werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die integrierte Schaltung ein Hitzeschild aufweist. Dadurch kann die integrierte Schaltung der Anordnung vor einer durch die elektromagnetische Strahlung, insbesondere ferne Infrarotstrahlung, verursachten Überhitzung geschützt werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Mikrosystem eine Gettereinrichtung aufweist. Dadurch kann in vorteilhafter Weise ein von dem Sensorarray benötigter Unterdruck während des Betriebs der Anordnung fortlaufend aufrechterhalten werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Wafer eine Durchkontaktierung aufweist. Dies erlaubt eine einfache und sichere Kontaktierung des ersten Wafers.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der zweite Wafer eine Durchkontaktierung aufweist. Dies erlaubt eine einfache und sichere Kontaktierung des zweiten Wafers.
  • Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich beliebig miteinander kombinieren.
  • Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung.
  • Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die dargestellten Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
  • Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer Anordnung von zwei Wafern zum Detektieren von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere ferne Infrarotstrahlung, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 2 eine schematische Darstellung einer Anordnung von drei Wafern zum Detektieren von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere ferne Infrarotstrahlung, gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
  • 3 eine schematische Darstellung eines Flussdiagramms eines Verfahrens zum Herstellen einer Anordnung von mindestens zwei Wafern zum Detektieren von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere ferne Infrarotstrahlung, gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; und
  • 4 eine beispielhafte Darstellung einer Anordnung von zwei Wafern.
  • In den Figuren der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile, Komponenten oder Verfahrensschritte, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
  • Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung von zwei Wafern zum Detektieren von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere ferne Infrarotstrahlung, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • Als Wafer werden hierbei kreisrunde oder quadratische, etwa ein Millimeter dicke Scheiben bezeichnet. Die Wafer können ein- oder polykristallinen Halbleiter-Materialien aufweisen und dienen in der Regel als Substrat für elektronische Systeme. Als Halbleiter-Materialien können Silicium, Germanium, Galliumarsenid, Siliciumcarbid oder Indiumphosphid verwendet werden.
  • Eine Anordnung 100 umfasst zwei Wafern 120, 110 zum Detektieren von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere ferne Infrarotstrahlung.
  • Ein erster Wafer 120 weist ein Mikrosystem 115 auf, welches als ein Sensorarray ausgebildet ist und welches dazu ausgelegt ist, die elektromagnetische Strahlung, insbesondere ferne Infrarotstrahlung, zu erfassen und ein entsprechendes Sensorsignal bereitzustellen.
  • Ein zweiter Wafer 110 weist eine integrierte Schaltung 105 auf, welche als eine mit dem Sensorarray gekoppelte Auswerteschaltung ausgebildet ist und welche dazu ausgelegt ist, anhand des bereitgestellten Sensorsignals die elektromagnetische Strahlung, insbesondere ferne Infrarotstrahlung, zu detektieren, indem das bereitgestellte Sensorsignal ausgewertet wird.
  • Beispielsweise kann die Auswerteschaltung dazu ausgebildet sein, dasjenige Sensorelement 115a zu bestimmen, welches die elektromagnetische Strahlung, insbesondere ferne Infrarotstrahlung, erfasst hat. Das Sensorarray kann als ein Array von Sensorelementen 115a mit jeweils einem oder mehreren Diodenelementen 116 ausgebildet sein. Die Auswerteschaltung kann ferner als ein Schaltungsarray ausgebildet sein, welches als ein Array von Auswertungseinheiten ausgebildet ist, wobei ein oder mehrere Diodenelemente 116 des Sensorarrays mit jeweils einer Auswertungseinheit der Auswerteschaltung gekoppelt ist.
  • Dabei kann eine Auswertungseinheit der Auswerteschaltung als ein Messumformer ausgebildet sein, welcher ein elektrisches Sensorsignal der als Messaufnehmer ausgebildeten Diodenelementes 116 in ein normiertes elektrisches Signal umwandelt.
  • Das Diodenelement 116 kann aus einer Mehrzahl von in Reihe geschalteten Dioden ausgebildet sein oder auch aus einer Reihenschaltung von Dioden und anderen elektrischen Bauelementen, wie etwa Widerständen. Dabei können als Dioden Halbleiter-Diode zum Einsatz kommen, die entweder ein p-n-dotierter Halbleiterkristall, Silizium, aber auch Germanium, Germaniumdiode, Galliumarsenid, oder ein Metall-Halbleiter-Übergang aufweisen.
  • Bondmaterial 180 kann ferner auf den ersten Wafer 120 und auf den zweiten Wafer 110; 130 aufgedampft werden, wobei als Bondmaterial Gold oder Indium oder Aluminium oder ein sonstiges zum Waferbonden geeignetes Metall verwendet wird.
  • Zur Kontaktierung des ersten Wafers 120 sind Bondpads 121, 122, 123 vorgesehen, welche ebenfalls aus Gold oder aus Indium oder aus Aluminium oder aus einem sonstigen zum Kontaktbonden geeignetem Metall gefertigt sind.
  • Zur Kontaktierung des ersten Wafers 120 mit dem zweiten Wafer 110 sind auf dem zweiten Wafer 110 Kontaktierungen 125 vorgesehen, die die integrierte Schaltung 105 mit nicht dargestellten Kontaktpads verbinden, welche auf der dem ersten Wafer 120 zugewandten Seite des zweiten Wafers 110 ausgebildet sind.
  • Als Elektroden sind zur elektrischen Kontaktierung Metall- und zur Fixierung der Diodenelemente 116 Stege aus Oxid oder anderen nichtleitenden Materialien 127 vorgesehen. Die Diodenelemente 116 sind dabei in oder auf ansonsten freistehenden Materialbereichen aufgebracht. Der erste Wafer 120 weist beispielsweise eine Durchkontaktierung 124 auf.
  • Ferner umfasst das Sensorelement 115a eine Kaverne 126 zur thermischen Isolierung der Thermosensoren gegenüber ersten Wafer 120, welcher als Substrat für die Sensorelemente 115a verwendet wird.
  • Dabei kann eine individuelle Kaverne 126 unter jedem Sensorelement 115a zum Einsatz kommen oder es können Kavernen 126 ausgebildet werden, welche mehrere Sensorelemente 115a beinhalten und einen Pixelcluster bilden.
  • Ebenso kann eine große Kaverne unter dem gesamten Sensorarray ausgebildet sein.
  • Bei mehreren Sensorelementen 115a pro Kaverne 126 ist es vorteilhaft, insbesondere für die Stabilität und die Performance der Sensorelemente 115a, Stützstellen vorzusehen, um die aufgenommene Wärme möglichst gut in das Reservoir des Substrats abzuführen.
  • Diese können beispielsweise als Wälle oder auch als Säulen ausgeführt werden. Die Herstellung der Kavernen kann beispielsweise durch ein Ätzen einer Opferschicht vorgenommen werden, gegebenenfalls unterstützt durch eine gezielte Verankerung einzelner Kavernen durch Stützstellen, aber auch durch ein anodisches Ätzen des Substrats, wobei im Substrat beispielsweise poröses Silizium erzeugt wird. Ferner können Silizium-Tiefenätzen-Verfahren mit ähnlicher Wirkung durchgeführt werden.
  • Die 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung von drei Wafern zum Detektieren von elektromagnetischer Strahlung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
  • Abweichend von der in der 1 gezeigten Ausführungsform weist bei der in der 2 gezeigten Ausführungsform die Anordnung 100 ferner einen dritten Wafer 140 auf, der als ein Kappenwafer für das Sensorarray ausgebildet ist.
  • Ferner umfasst bei der in der 2 gezeigten Ausführungsform die integrierte Schaltung 105 ein Hitzeschild 108 und das Mikrosystem 115 eine Gettereinrichtung 118. Das Hitzeschild 108 ist beispielsweise als eine die elektromagnetische Strahlung bzw. ferne Infrarotstrahlung reflektierende Schicht ausgebildet.
  • Die Gettereinrichtung 118 ist beispielsweise als ein Getter ausgebildet, d. h. als ein chemisch reaktives Material, das dazu dient, einen Unterdruck möglichst lange zu erhalten. An der Oberfläche Gettereinrichtung 118 gehen Gasmoleküle mit den Atomen des Gettermaterials eine direkte chemische Verbindung ein, oder die Gasmoleküle werden durch Sorption festgehalten. Auf diese Weise werden Gasmoleküle eingefangen und der Innendruck der Kaverne wird abgesenkt.
  • Die weiteren in der 2 dargestellten Bezugszeichen sind bereits in der zu der 1 zugehörigen Figurenbeschreibung beschrieben und werden daher nicht weiter erläutert.
  • Die 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Flussdiagramms eines Verfahrens zum Herstellen einer Anordnung von mindestens zwei Wafern zum Detektieren von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere ferne Infrarotstrahlung, gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
  • Als ein erster Verfahrensschritt erfolgt ein Bereitstellen S1 eines ersten Wafers 120 mit einem Mikrosystem 115 und eines zweiten Wafern 110; 130 mit einer integrierten Schaltung 105.
  • Als ein zweiter Verfahrensschritt erfolgt ein Aufbringen S2 von Bondmaterial 180 auf den ersten Wafer 120 und auf den zweiten Wafer 110; 130.
  • Als ein dritter Verfahrensschritt erfolgt ein Bonden S3 des mit Bondmaterial 180 versehenen ersten Wafers 120 und des mit Bondmaterial 180 versehenen zweiten Wafers 110; 130 zum Herstellen der Anordnung.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102008043735 A1 [0002]
    • EP 1071126 B1 [0004]

Claims (14)

  1. Anordnung von mindestens zwei Wafern (120, 110; 120, 130) zum Detektieren von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere ferne Infrarotstrahlung, wobei – ein erster Wafer (120) ein Mikrosystem (115) aufweist, welches als ein Sensorarray ausgebildet ist und welches dazu ausgelegt ist, die elektromagnetische Strahlung, insbesondere ferne Infrarotstrahlung, zu erfassen und ein entsprechendes Sensorsignal bereitzustellen; und wobei – ein zweiter Wafer (110; 130) eine integrierte Schaltung (105) aufweist, welche als eine mit dem Sensorarray gekoppelte Auswerteschaltung ausgebildet ist und welche dazu ausgelegt ist, anhand des bereitgestellten Sensorsignals die elektromagnetische Strahlung, insbesondere ferne Infrarotstrahlung, zu detektieren.
  2. Anordnung (100) nach Anspruch 1, wobei die Auswerteschaltung als ein Schaltungsarray ausgebildet ist.
  3. Anordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei das Sensorarray als ein Array von mindestens einem Diodenelement (116) ausgebildet ist.
  4. Anordnung (100) nach Anspruch 3, wobei das Schaltungsarray und das Sensorarray formähnlich ausgebildet sind.
  5. Anordnung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 und 4, wobei das mindestens eine Diodenelement (116) mit mindestens einer Auswertungseinheit der Auswerteschaltung gekoppelt ist.
  6. Anordnung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 5, wobei das mindestens einem Diodenelement (116) aus einer Mehrzahl von in Reihe geschalteten Dioden ausgebildet ist.
  7. Anordnung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die integrierte Schaltung (105) als eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung ausgebildet ist.
  8. Anordnung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anordnung (100) ferner einen dritten Wafer (140) aufweist, der als ein Kappenwafer für das Sensorarray ausgebildet ist.
  9. Anordnung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Sensorarray als ein Mikrobolometerarray zum Erfassen der elektromagnetischen Strahlung, insbesondere ferne Infrarotstrahlung, ausgebildet ist.
  10. Anordnung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die integrierte Schaltung (105) ein Hitzeschild (108) aufweist.
  11. Anordnung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Mikrosystem (115) eine Gettereinrichtung (118) aufweist.
  12. Anordnung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Wafer (120) eine Durchkontaktierung (124) aufweist.
  13. Anordnung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Wafer (110; 130) eine Durchkontaktierung aufweist.
  14. Verfahren zum Herstellen einer Anordnung von mindestens zwei Wafern gemäß den Ansprüchen 1 bis 13, mit folgenden Verfahrensschritten: – Bereitstellen (S1) eines ersten Wafers (120) mit einem Mikrosystem (115) und eines zweiten Wafers (110; 130) mit einer integrierten Schaltung (105); – Aufbringen (S2) von Bondmaterial (180) auf den ersten Wafer (12) und auf den zweiten Wafer (110; 130); und – Bonden (S3) des mit Bondmaterial (180) versehenen ersten Wafers (120) und des mit Bondmaterial (180) versehenen zweiten Wafers (110; 130) zum Herstellen der Anordnung.
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JP2015532345A JP6195929B2 (ja) 2012-09-18 2013-08-08 電磁波を検出するための少なくとも2つのウェハを有する装置、および、当該装置の製造方法
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015214586A1 (de) 2015-07-31 2017-02-02 Robert Bosch Gmbh Strahlungssensor, Verfahren zur Detektion von Strahlung
DE102015220271A1 (de) 2015-10-19 2017-04-20 Robert Bosch Gmbh Magnetischer Temperatursensor, Verfahren zur Bestimmung einer Temperatur
WO2021005150A1 (de) * 2019-07-09 2021-01-14 Heimann Sensor Gmbh Verfahren zum herstellen eines thermischen infrarot-sensor arrays in einem vakuumgefüllten waferlevel gehäuse
FR3099953A1 (fr) * 2019-08-14 2021-02-19 Elichens Procédé de fabrication collective d'un détecteur pyroélectrique
DE102020210130A1 (de) 2020-08-11 2022-02-17 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Chip-Anordnung; Verfahren zur Herstellung einer Chip-Anordnung; Verfahren zum Betreiben einer Chip-Anordnung

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203967072U (zh) * 2014-07-16 2014-11-26 佳霖科技股份有限公司 用于温测组件的晶圆级封装结构
FR3055166B1 (fr) * 2016-08-18 2020-12-25 Commissariat Energie Atomique Procede de connection intercomposants a densite optimisee
DE102017206388A1 (de) * 2017-04-13 2018-10-18 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Schutz einer MEMS-Einheit vor Infrarot-Untersuchungen sowie MEMS-Einheit
US10923525B2 (en) 2017-07-12 2021-02-16 Meridian Innovation Pte Ltd CMOS cap for MEMS devices
US10403674B2 (en) 2017-07-12 2019-09-03 Meridian Innovation Pte Ltd Scalable thermoelectric-based infrared detector
FR3070096B1 (fr) * 2017-08-08 2021-09-17 Commissariat Energie Atomique Procede de fabrication d'un dispositif de detection a deux substrats et un tel dispositif de detection
EP3676584A1 (de) * 2017-08-31 2020-07-08 Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy Wärmedetektor und wärmedetektoranordnung
WO2020204834A1 (en) 2019-04-01 2020-10-08 Meridian Innovation Pte Ltd Heterogenous integration of complementary metal-oxide-semiconductor and mems sensors
CN113677618B (zh) 2019-04-01 2025-01-10 迈瑞迪创新科技有限公司 基于热电的红外探测器的单片后互补金属氧化物-半导体集成
US20220128411A1 (en) * 2019-04-02 2022-04-28 Meridian Innovation Pte Ltd Wafer level vacuum packaging (wlvp) of thermal imaging sensor
EP3875424A1 (de) * 2020-03-05 2021-09-08 Meridian Innovation Pte Ltd Cmos-kappe für mems-vorrichtungen
CN113184796A (zh) * 2021-03-22 2021-07-30 北京大学(天津滨海)新一代信息技术研究院 一种微机电系统器件及其制造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1071126B1 (de) 1999-07-23 2006-12-06 Agilent Technologies, Inc. (a Delaware corporation) Verpackung auf Waferebene unter Verwendung einer Mikrokappe mit Vias
DE102008043735A1 (de) 2008-11-14 2010-05-20 Robert Bosch Gmbh Anordnung von mindestens zwei Wafern mit einer Bondverbindung und Verfahren zur Herstellung einer solchen Anordnung

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US42404A (en) * 1864-04-19 Improvement in apparatus for making fluted ruffles
US4532424A (en) 1983-04-25 1985-07-30 Rockwell International Corporation Pyroelectric thermal detector array
JP3031926B2 (ja) 1989-09-28 2000-04-10 株式会社ロゼフテクノロジー ゴム製品などのワークの傷検査方法
JPH09113352A (ja) * 1995-10-18 1997-05-02 Nissan Motor Co Ltd マイクロレンズ付赤外線検出素子およびその製造方法
US7994599B2 (en) * 2005-06-27 2011-08-09 Meas Deutschland Gmbh Device for the detection of electromagnetic waves and method for producing such a device
JP4158830B2 (ja) 2005-11-25 2008-10-01 松下電工株式会社 熱型赤外線検出装置の製造方法
EP1994384B1 (de) * 2006-03-14 2010-01-27 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. B0l0meter mit organischer halbleiterschichtanordnung
US7651880B2 (en) 2006-11-04 2010-01-26 Sharp Laboratories Of America, Inc. Ge short wavelength infrared imager
DE102007024902B8 (de) 2007-05-29 2010-12-30 Pyreos Ltd. Vorrichtung mit Membranstruktur zur Detektion von Wärmestrahlung, Verfahren zum Herstellen und Verwendung der Vorrichtung
DE102007024903B4 (de) 2007-05-29 2009-05-07 Pyreos Ltd. Vorrichtung mit Sandwichstruktur zur Detektion von Wärmestrahlung, Verfahren zum Herstellen und Verwendung der Vorrichtung
EP2230497A1 (de) * 2008-06-09 2010-09-22 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung e.V. Diodenbolometer und ein Verfahren zur Herstellung eines Diodenbolometers
DE102008060796B4 (de) 2008-11-18 2014-01-16 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zum Ausbilden einer Mikro-Oberflächenstruktur sowie zum Herstellen eines mikroelektromechanischen Bauelements, Mikro-Oberflächenstruktur sowie mikroelektromechanisches Bauelement mit einer solchen Struktur
US7820525B2 (en) 2009-03-25 2010-10-26 E-Phocus Method for manufacturing hybrid image sensors
JP5786273B2 (ja) * 2009-12-28 2015-09-30 オムロン株式会社 赤外線センサ及び赤外線センサモジュール
EP2599297A1 (de) 2010-07-27 2013-06-05 Flir System, Inc. Systeme und verfahren für infrarotkameraarchitektur
DE102011081641B4 (de) 2011-08-26 2014-11-20 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Sensor und Verfahren zum Herstellen eines Sensors
US8564125B2 (en) * 2011-09-02 2013-10-22 Stats Chippac Ltd. Integrated circuit packaging system with embedded thermal heat shield and method of manufacture thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1071126B1 (de) 1999-07-23 2006-12-06 Agilent Technologies, Inc. (a Delaware corporation) Verpackung auf Waferebene unter Verwendung einer Mikrokappe mit Vias
DE102008043735A1 (de) 2008-11-14 2010-05-20 Robert Bosch Gmbh Anordnung von mindestens zwei Wafern mit einer Bondverbindung und Verfahren zur Herstellung einer solchen Anordnung

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015214586A1 (de) 2015-07-31 2017-02-02 Robert Bosch Gmbh Strahlungssensor, Verfahren zur Detektion von Strahlung
DE102015220271A1 (de) 2015-10-19 2017-04-20 Robert Bosch Gmbh Magnetischer Temperatursensor, Verfahren zur Bestimmung einer Temperatur
WO2021005150A1 (de) * 2019-07-09 2021-01-14 Heimann Sensor Gmbh Verfahren zum herstellen eines thermischen infrarot-sensor arrays in einem vakuumgefüllten waferlevel gehäuse
US11988561B2 (en) 2019-07-09 2024-05-21 Heimann Sensor Gmbh Method for producing a thermal infrared sensor array in a vacuum-filled wafer-level housing
FR3099953A1 (fr) * 2019-08-14 2021-02-19 Elichens Procédé de fabrication collective d'un détecteur pyroélectrique
DE102020210130A1 (de) 2020-08-11 2022-02-17 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Chip-Anordnung; Verfahren zur Herstellung einer Chip-Anordnung; Verfahren zum Betreiben einer Chip-Anordnung

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015534642A (ja) 2015-12-03
US10270001B2 (en) 2019-04-23
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