形成基板两侧包括MEMS设备及集成电路的半导体结构的方法以及相关结构和设备技术

一种形成半导体设备的方法，该半导体设备包括集成电路以及与集成电路操作地联接的微机电系统(MEMS)设备，该方法包括：形成导电通道，该导电通道从基板的第一主表面朝向基板的相反的第二主表面至少部分地延伸穿过基板；以及将集成电路的至少一部分制造在基板的第一主表面上。MEMS设备设置在基板的第二主表面上，并且使用至少一个导电通道将MEMS设备与集成电路操作地联接。使用这种方法制造的结构和设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】形成半导体设备的方法
本公开涉及制造半导体结构的方法，该半导体结构包括一个或多个微机电系统(MEMS)设备以及位于其中的导电通道，还涉及使用这种方法制造的半导体结构。
技术介绍
半导体结构是制造半导体设备中所使用或者形成的结构。例如，半导体设备包括电子信号处理器、电子内存设备、光敏设备以及微机电系统(MEMS)设备。这些结构以及材料通常包括一个或多个半导体材料(例如，硅、锗、III-V半导体材料等)，并且可包括集成电路的至少一部分。MEMS设备是小型设备，其具有物理有源特征及电气有源特征。MEMS设备的有源特征可以具有微米尺寸和/或纳米尺寸特征。例如，MEMS设备可以具有的有源特征的截面尺寸为大约100μm或者更少。MEMS设备通常包括换能器，该换能器将电能转换为动能(物理能量)，或者将动能转换为电能，电能呈例如电压或者电流的形式，动能呈例如机械偏转或者振动的形式。例如，MEMS设备包括共振器，该共振器响应于施加的电信号生成共振的机械振动。MEMS设备还包括传感器，传感器用以通过感测由物理现象所引起的电信号的变动来感测物理现象(例如，偏转、压力、振动等)。一些MEMS设备的特征可以既是共振器又是传感器。本领域中公知了许多类型的MEMS共振器例如包括板声波共振器、挠曲型共振器、体声波(BAW)共振器、表面声波(SAW)共振器以及薄膜体声波共振器(FBAR)。
技术实现思路
提供该
技术实现思路
来介绍简化形式的构思选择。这些构思在以下公开的示范实施例中将进一步详细描述。该
技术实现思路
不旨在识别所要求保护的主题的关键特征或者重要特征，也不旨在用以限制所要求保护的主题的范围。在一些实施例中，本公开包括形成半导体设备的方法，所述半导体设备包括集成电路以及与所述集成电路操作地联接的MEMS设备。根据这种方法，导电通道可以形成为从所述基板的第一主表面朝向所述基板的相反的第二主表面至少部分地延伸穿过所述基板。集成电路的至少一部分制造在所述基板的第一主表面上。MEMS设备设置在所述基板的第二主表面上，使用所述至少一个导电通道将MEMS设备与所述集成电路操作地联接。在其他实施例中，本公开包括半导体结构，其具有：形成在基板的第一主表面上的集成电路的至少一部分；位于所述基板的第二主表面上的包括换能器的MEMS设备；以及导电通道，其延伸穿过所述基板并且将所述MEMS设备电联接至所述集成电路的所述至少一部分。所述基板的第二主表面布置在所述基板的与所述基板的第一主表面相反的一侧。在又一实施例中，本公开包括电子设备，其包括：基板，该基板具有有源表面以及相对的背面；集成电路的有源部件，其位于所述基板的有源表面上；MEMS换能器，其位于所述基板的背面；以及导电通道，其延伸穿过所述基板并且将所述MEMS换能器电联接至位于所述基板的有源表面上的所述集成电路的有源部件。附图说明尽管说明书附带权利要求书，权利要求书尤其指出并独特地陈述了本专利技术的实施例，但是，结合附图，本公开的实施例的优势可以很容易地从本公开实施例的特定例子的说明获得，其中：图1至图8图示了可以用以形成半导体设备的方法的例子，半导体设备包括集成电路的至少一部分以及与集成电路操作地联接的MEMS设备，其中，MEMS设备与基板单独制造，随后结合至基板，基板上形成有集成电路；图1是图示出基板的简化截面图；图2图示了导电通道，它们从基板的第一主表面朝向基板的第二主表面部分地延伸穿过图1的基板；图3图示了晶体管，其形成在基板的第一主表面处；图4图示了导电特征部，它们制造在图3的晶体管上，并且与晶体管和导电通道电通信；图5图示了凹槽，其形成在基板的第二主表面中；图6图示了MEMS设备，其至少部分地布置在图5示出的基板中的凹槽中，并且与导电通道联接；图7图示了导电触头，它们形成在基板的第一主表面上面；图8图示了图7的结构，其使用形成在基板的第一主表面上面的导电触头在结构上联接至以及电联接至更高水平的基板；图9至图18图示了可以用以形成半导体设备方法的另一例子，半导体设备包括集成电路的至少一部分以及与集成电路操作地联接的MEMS设备，其中，MEMS设备的至少一部分与基板一体地制造，该基板上形成有集成电路；图9图示了与图4类似的结构，包括：基板；导电通道，它们从基板的第一主表面朝向基板的第二主表面部分地延伸穿过基板；以及在基板的第一主表面上面的晶体管及其他导电特征部；图10图示了通过从基板的第二主表面移除材料使图9的基板变薄所形成的结构；图11图示了换能器腔室凹槽，其形成在图10的基板的第二主表面中；图12图示了绝缘体上半导体型结构，其结合至图11的基板的第二主表面；图13图示了从绝缘体上半导体型结构转移至基板的第二主表面的相对薄的材料层；图14图示了通过处理图13所示的转移的薄材料层以形成共振器所形成的结构，共振器包括一部分薄材料层；图15图示了通过图14的转移的薄材料层形成的电触头结构，以建立在一个或多个导电通道和包括一部分薄材料层的共振器之间的电接触；图16图示了帽结构，其结合至基板的第二主表面、薄材料层和包括一部分薄材料层的共振器的上面；图17图示了导电触头，其形成在基板的第一主表面上面；图18图示了图17的结构，其使用形成在基板的第一主表面上面的导电触头在结构上联接至以及电联接至更高水平的基板；图19至图28图示了可以用以形成半导体设备方法的另一例子，半导体设备包括集成电路的至少一部分以及与集成电路操作地联接的MEMS设备，其中，MEMS设备的一部分与基板一体地制造，该基板上形成有集成电路，MEMS设备的另一部分与基板单独制造并且随后结合至基板；图19图示了类似于图10的结构，其包括：基板；导电通道，它们从基板的第一主表面至基板的第二主表面部分地延伸穿过基板；以及在基板的第一主表面上面的晶体管以及其他导电特征部；图20图示了换能器腔室凹槽，其形成在图19的基板的第二主表面中；图21图示了绝缘体上半导体型结构；图22图示了换能器腔室凹槽，其形成在基板的主表面中；图23图示了结合至图22的基板的主表面的图21的绝缘体上半导体型结构；图24图示了在形成图23的结合结构之后，通过从绝缘体上半导体型结构移除相对厚的块材料体积，而从图21的绝缘体上半导体型结构转移至图22的基板的第二主表面的相对薄的材料层；图25图示了通过处理图24所示的转移的薄材料层以形成共振器所形成的结构，共振器包括一部分薄材料层；图26图示了图25的结构，其在结构上联接以及电联接图20的结构，使得图25的结构的共振器电联接图20的结构的导电通道；图27图示了形成在图26的结构上的导电触头；以及图28图示了图27的结构，该结构使用导电触头在结构上联接至以及电联接至更高水平基板。具体实施方式此处提出的图例不旨在作为任何特定半导体材料、结构或者设备的实际视图，而仅仅是用以描述本公开的实施例的理想图示。此处使用的任何标题不应理解为限制本专利技术实施例的范围，该范围由以下权利要求以及它们的法律上的等同结构限定。任何具体标题中描述的构思通常能够应用到整个说明书的其他段落中。此处引用了数个参考文献，它们的整个公开通过引用整体上并入此处用于所有目的。此外，不管引用的参考文献的特征如何，所有参考文献都不被视为是本文要求保护的主题的专利技术的现有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成半导体设备的方法，所述半导体设备包括集成电路以及与所述集成电路操作地联接的MEMS设备，该方法包括：形成导电通道，所述导电通道从基板的第一主表面朝向所述基板的相反的第二主表面至少部分地延伸穿过所述基板；将集成电路的至少一部分制造在所述基板的所述第一主表面上；以及将MEMS设备设置在所述基板的所述第二主表面上，并且使用至少一个所述导电通道将所述MEMS设备与所述集成电路操作地联接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.31 US 61/677,7961.一种形成半导体设备的方法，所述半导体设备包括集成电路以及与所述集成电路操作地联接的MEMS设备，该方法包括：形成导电通道，所述导电通道从基板的第一主表面朝向所述基板的相反的第二主表面至少部分地延伸穿过所述基板；将集成电路的至少一部分制造在所述基板的所述第一主表面上；以及将MEMS设备设置在所述基板的所述第二主表面上，并且使用至少一个所述导电通道将所述MEMS设备与所述集成电路操作地联接，其中，将MEMS设备设置在所述基板的所述第二主表面上包括：将所述MEMS设备的至少一部分一体地形成在所述基板的所述第二主表面上；其中，将所述MEMS设备的所述至少一部分一体地形成在所述基板的所述第二主表面上包括：在所述基板的所述第二主表面中形成至少一个换能器腔室凹槽；以及将换能器设置在所述基板的所述第二主表面上...

【专利技术属性】
技术研发人员：玛丽亚姆·萨达卡，伯纳德·阿斯帕，克里斯特勒·拉加赫·布兰查德，
申请(专利权)人：索泰克公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR