基于引線(xiàn)框架的mems傳感器結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]各種實(shí)施例通常涉及可以包含隔膜元件的基于引線(xiàn)框架的傳感器結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]許多傳統(tǒng)的換能器將隔膜偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成與隔膜偏轉(zhuǎn)的大小成比例的電壓。這些換能系統(tǒng)的靈敏度經(jīng)常受以來(lái)自各種來(lái)源的電噪聲的形式的信號(hào)干擾的水平限制。在傳統(tǒng)的電容式麥克風(fēng)中，比如信號(hào)干擾的少數(shù)來(lái)源可以包含下面中的一個(gè)或多個(gè):在麥克風(fēng)殼體中的聲音入口開(kāi)口的大小；穿過(guò)電容器間隙的空氣流動(dòng)；轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)的阻抗；以及麥克風(fēng)背容積的大小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在各種實(shí)施例中，公開(kāi)微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)傳感器結(jié)構(gòu)。MEMS傳感器結(jié)構(gòu)可以包含:用于支撐MEMS傳感器的引線(xiàn)框架；在引線(xiàn)框架的表面中的凹部；以及耦合到引線(xiàn)框架的表面并且布置在凹部之上以形成腔的MEMS傳感器。依據(jù)各種實(shí)施例，MEMS傳感器結(jié)構(gòu)可以被配置成將入射的聲波轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
【附圖說(shuō)明】
[0004]在附圖中，貫穿不同視圖相同的參考符號(hào)通常指的是相同的部分。附圖不必要成比例，而通常將重點(diǎn)放在圖解公開(kāi)內(nèi)容的原理上。在下面的描述中，參考下面的附圖來(lái)描述公開(kāi)內(nèi)容的各種實(shí)施例，在附圖中:
圖1描繪依據(jù)各種實(shí)施例的基于引線(xiàn)框架的換能器結(jié)構(gòu)的橫截面表示；
圖2描繪在圖1中表示的換能器結(jié)構(gòu)的自下而上的視圖；
圖3描繪在圖1中表示的換能器結(jié)構(gòu)的自上而下的視圖；
圖4描繪依據(jù)各種實(shí)施例的布置成臺(tái)階狀配置的基于引線(xiàn)框架的換能器結(jié)構(gòu)的橫截面表示;
圖5描繪在圖4中表示的換能器結(jié)構(gòu)的可能的實(shí)施例的橫截面表示；
圖6以示意性橫截面形式描繪在圖4中表示的臺(tái)階狀的基于引線(xiàn)框架的換能器結(jié)構(gòu)的可能的實(shí)施例；
圖7以示意性形式描繪在圖4中表示的換能器結(jié)構(gòu)的自上而下的視圖；
圖8描繪依據(jù)各種實(shí)施例的基于引線(xiàn)框架的換能器結(jié)構(gòu)的橫截面表示；
圖9以示意性橫截面形式描繪在圖8中表示的臺(tái)階狀的基于引線(xiàn)框架的換能器結(jié)構(gòu)的可能的實(shí)施例；
圖10以示意性形式描繪在圖8中表示的換能器結(jié)構(gòu)的自上而下的視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0005]下面詳細(xì)的描述涉及附圖，附圖作為圖解示出在其中可以實(shí)踐公開(kāi)內(nèi)容的特定細(xì)節(jié)和實(shí)施例。
[0006]在本文中詞“示范性”被用來(lái)表示“用作示例、實(shí)例、或圖解”。在本文中被描述為“示范性”的任何實(shí)施例或設(shè)計(jì)不必要被理解為比其它實(shí)施例或設(shè)計(jì)優(yōu)選或有利。
[0007]關(guān)于“在側(cè)或表面之上”形成的沉積的材料而使用的詞“在...之上”可以在本文中被用來(lái)表示沉積的材料可以“在暗示的側(cè)或表面上直接地”形成，例如與暗示的側(cè)或表面直接接觸。關(guān)于“在側(cè)或表面之上”形成的沉積的材料而使用的詞“在...之上”可以在本文中被用來(lái)表示沉積的材料可以“在暗示的側(cè)或表面上間接地”形成，其中一個(gè)或多個(gè)額外的層被布置在暗示的側(cè)或表面和沉積的材料之間。
[0008]在各種實(shí)施例中，隔膜可以包含板或膜。板可以被理解為在壓力下的隔膜。膜可以被理解為在張力下的隔膜。盡管各種實(shí)施例將關(guān)于膜在以下被更詳細(xì)地描述，但是它們可以替選地被提供板、或通常被提供隔膜。
[0009]依據(jù)各種實(shí)施例，如在圖1中圖解的，公開(kāi)MEMS傳感器結(jié)構(gòu)100。MEMS傳感器結(jié)構(gòu)100可以包含:用于支撐MEMS傳感器的引線(xiàn)框架102 ;在引線(xiàn)框架102的表面中的凹部104 ;以及耦合到引線(xiàn)框架102的表面并且布置在凹部104之上以形成腔108的MEMS傳感器106。在一些實(shí)施例中，MEMS傳感器結(jié)構(gòu)100可以進(jìn)一步包含集成電路110。集成電路110可以被電耦合到MEMS傳感器106并且被配置成處理由MEMS傳感器106生成的信號(hào)。依據(jù)各種實(shí)施例，MEMS傳感器結(jié)構(gòu)100可以進(jìn)一步包含設(shè)置在引線(xiàn)框架102的表面之上的密封層112。在至少一個(gè)實(shí)施例中，密封層112可以至少部分地包封和/或圍住MEMS傳感器106和集成電路110。依據(jù)各種實(shí)施例，MEMS傳感器結(jié)構(gòu)100可以進(jìn)一步包含在密封層112中的開(kāi)口 114。開(kāi)口 114可以被布置，使得MEMS傳感器106的部分不被密封層112覆蓋。依據(jù)各種實(shí)施例，MEMS傳感器結(jié)構(gòu)100可以進(jìn)一步包含布置在開(kāi)口 114的邊緣區(qū)域處的間隔區(qū)結(jié)構(gòu)116。間隔區(qū)結(jié)構(gòu)116可以被配置成防止密封層112被沉積在開(kāi)口 114中。
[0010]在各種實(shí)施例中，MEMS傳感器結(jié)構(gòu)100可以具有高度H1，該高度H1在從大約0.3mm到大約1.5 mm的范圍內(nèi)，例如在從大約0.3 mm到大約0.5 mm的范圍內(nèi)、例如在從大約0.5 mm到大約0.7 mm的范圍內(nèi)、例如在從大約0.7 mm到大約1 mm的范圍內(nèi)、例如在從大約1 mm到大約1.5 mm的范圍內(nèi)。
[0011 ] 在各種實(shí)施例中，引線(xiàn)框架102可以包含半導(dǎo)體芯片座區(qū)域102a和圍繞半導(dǎo)體芯片座區(qū)域102a的外圍來(lái)布置的多個(gè)電引線(xiàn)102b。如在圖1和2中圖解的，半導(dǎo)體芯片座區(qū)域102a可以在形狀上是方形的或基本上方形的。在各種實(shí)施例中，半導(dǎo)體芯片座區(qū)域102a可以在形狀上是長(zhǎng)方形的或基本上長(zhǎng)方形的。半導(dǎo)體芯片座區(qū)域102a可以在形狀上是圓或基本上圓的。半導(dǎo)體芯片座區(qū)域102a可以在形狀上是橢圓或基本上橢圓狀的。依據(jù)各種實(shí)施例，半導(dǎo)體芯片座區(qū)域102a可以在形狀上是三角形或基本上三角形的。半導(dǎo)體芯片座區(qū)域102a可以是十字或基本上十字形的。依據(jù)各種實(shí)施例，半導(dǎo)體芯片座區(qū)域102a可以被形成為任何形狀，如對(duì)給定應(yīng)用可以期望的。依據(jù)各種實(shí)施例，半導(dǎo)體芯片座區(qū)域102a可以包含下述或可以由下述組成:各種元素金屬，例如銅、鎳、錫、鉛、銀、金、鋁；以及各種金屬合金，諸如例如白銅、鎳鋁等。半導(dǎo)體芯片座區(qū)域102a可以包含下述或可以由下述組成:各種其它材料，例如金屬材料、金屬箔、焊料可濕材料、各種金屬合金和/或化合物金屬、以及各種元素金屬，如對(duì)給定應(yīng)用可以是期望的。依據(jù)各種實(shí)施例，半導(dǎo)體芯片座區(qū)域102a可以被實(shí)施為引線(xiàn)框架102的散熱和/或熱沉區(qū)域的類(lèi)型。在各種實(shí)施例中，引線(xiàn)框架102可以包含圍繞半導(dǎo)體芯片座區(qū)域102a的外圍來(lái)布置的多個(gè)電引線(xiàn)102b。在各種實(shí)施例中，多個(gè)電引線(xiàn)102b可以以放射式的方式從半導(dǎo)體芯片座區(qū)域102a的外圍向外延伸。依據(jù)各種實(shí)施例，多個(gè)電引線(xiàn)102b可以包含下述或可以由下述組成:各種金屬，例如銅、鎳、錫、鉛、銀、金、鋁；以及各種金屬合金，諸如例如白銅、鎳鋁等。多個(gè)電引線(xiàn)102b可以包含下述或可以由下述組成:各種其它材料，例如金屬材料、金屬箔、焊料可濕材料、各種金屬合金和/或化合物金屬、以及各種元素金屬，如對(duì)給定應(yīng)用可以是期望的。依據(jù)各種實(shí)施例，引線(xiàn)框架102可以被實(shí)施為各種模制的引線(xiàn)框架封裝格式，例如微引線(xiàn)框架封裝(MLP)、小外形無(wú)引線(xiàn)封裝(SON)、方形扁平無(wú)引線(xiàn)封裝(QFN)、雙扁平無(wú)引線(xiàn)封裝(DFN)、各種空氣空腔和/或塑料模制的QFN封裝、以及其它引線(xiàn)框架配置，如對(duì)給定應(yīng)用可以是期望的。
[0012]在至少一個(gè)實(shí)施例中，凹部104可以被形成在引線(xiàn)框架102的表面中。如在圖1中圖解的，凹部104可以被形成在引線(xiàn)框架102的半導(dǎo)體芯片座區(qū)域102a中。在各種其它實(shí)施例中，凹部104可以被形成在引線(xiàn)框架102的其它部分中。依據(jù)各種實(shí)施例，凹部104可以通過(guò)下述各種技術(shù)被形成在引線(xiàn)框架102中:例如深反應(yīng)離子刻蝕、各向同性氣相刻蝕、氣相刻蝕、濕法刻蝕、各向同性干法刻蝕、等離子體刻蝕、激光鉆孔、各種研磨技術(shù)、以及其它技術(shù)，如對(duì)給定應(yīng)用可以是期望的。在各種實(shí)施例中，凹部104可以在形狀上是方形的或基本上方形的。凹部104可以在形狀上是長(zhǎng)方形的或基本上長(zhǎng)方形的。依據(jù)各種實(shí)施例，凹部104可以在形狀上是圓或基本上圓的。凹部104可以在形狀上是橢圓或基本上橢圓狀的。依據(jù)各種實(shí)施例，凹部104可以在形狀上是三角形或基本上三角形的。凹部104可以是十字或基本上十字形的。依據(jù)各種實(shí)施例，凹部104可以被形成為對(duì)給定應(yīng)用可以期望的任何形狀。在一些實(shí)施例中，凹部104可以被實(shí)施為完全穿孔引線(xiàn)框架102的部分的孔。在至少一個(gè)實(shí)施例中，凹部104可以具有深度D1，該深度D1在從大約50 ym到大約1 mm的范圍內(nèi)，例如在從大約50 μ m到大約100 μ m的范圍內(nèi)、例如在從大約100 μ m到大約200 μm的范圍內(nèi)、例如在從大約200 μm到大約300 μm的范圍內(nèi)、例如在從大約300 μπι到大約5