[发明专利]具有脱耦结构的传感器单元及其制造方法

权利要求书

1.一种传感器单元(1)，其具有第一半导体器件(10)和第二半导体器件(20)，其中，所述第一半导体器件(10)具有第一衬底(11)和传感器结构(12)，其中，所述第二半导体器件(20)具有第二衬底(21)，其中，所述第一和第二半导体器件(10，20)通过晶圆连接部(40)彼此连接，其中，所述传感器单元(1)具有脱耦结构(50)，该脱耦结构(50)配置为，使得所述传感器结构(12)热机械地和/或机械地与所述第二半导体器件(20)脱耦，

其特征在于，

所述脱耦结构包括至少一个膜片元件(55)，所述至少一个膜片元件(55)覆盖所述第一半导体器件(10)的层结构中的空洞(56)并且构造在所述晶圆连接部(40)上方的区域中。

2.根据权利要求1所述的传感器单元(1)，其特征在于，所述脱耦结构(50)具有沟槽结构(51)，其中，所述沟槽结构(51)沿与所述第一衬底(11)的主延伸平面(100)垂直的法线方向(103)延伸进入所述第一衬底(11)中或者完全延伸穿过所述第一衬底(11)。

3.根据权利要求1或2所述的传感器单元(1)，其特征在于，所述脱耦结构(50)具有耦合元件(52)，所述耦合元件(52)用于将所述传感器结构(12)耦合到所述第一衬底(11)的主体结构(11′)上。

4.根据权利要求2所述的传感器单元(1)，其特征在于，所述沟槽结构(51)主要平行于所述第一衬底(11)的所述主延伸平面(100)延伸，其中，所述沟槽结构(51)包围所述传感器结构(12)。

5.根据权利要求4所述的传感器单元，其特征在于，在所述至少一个膜片元件(55)下方的所述空洞(56)是封闭的或者具有至少一个压力平衡开口(58)。

6.根据权利要求3所述的传感器单元(1)，其特征在于，所述传感器结构(12)具有由所述第一衬底(11)包含的结构元件(120)以及由所述第一半导体器件(10)的功能层(13)包含的传感器元件(123)，其中，所述传感器元件(123)通过所述耦合元件(52)与所述第一衬底(11)仅仅间接地连接。

7.根据权利要求1或2所述的传感器单元(1)，其特征在于，所述传感器单元(1)具有空腔(60)和/或独立的另一空腔(60′)，其中，所述空腔(60)和/或所述另一空腔(60′)布置在所述第一和第二半导体器件(10，20)之间，其中，所述晶圆连接部(40)具有包围所述空腔(60)和/或所述另一空腔(60′)的键合框结构(42)，该键合框结构(42)配置为，使得所述空腔(60)和/或独立的所述另一空腔(60′)能够气密地密封或已经气密地密封。

8.根据权利要求1或2所述的传感器单元(1)，其特征在于，所述传感器结构(12)是压力传感器结构，其中，在所述第一衬底(11)中布置有压力传感器通道(14)，其中，所述压力传感器通道(14)延伸进入所述传感器单元(1)中直至所述压力传感器结构的膜片(18)。

9.根据权利要求6所述的传感器单元(1)，其特征在于，所述传感器单元(1)具有构造在所述第一衬底(11)中的敷镀通孔(15)，该敷镀通孔用于所述传感器结构(12)的所述传感器元件(123)的电接触。

10.根据权利要求1或2所述的传感器单元(1)，其特征在于，所述脱耦结构(50)是填充以填充材料(54)的沟槽结构(51)，其中，所述填充材料(54)具有的弹性模数比所述第一衬底(11)的衬底材料小至少一个数量级。

11.根据权利要求4所述的传感器单元(1)，其特征在于，所述沟槽结构(51)是回曲形或框形的。

12.根据权利要求6所述的传感器单元(1)，其特征在于，所述耦合元件(52)由所述第一衬底(11)和/或由所述功能层(13)形成。

13.根据权利要求7所述的传感器单元(1)，其特征在于，通风道(16)延伸穿过所述第一衬底(11)直至所述空腔(60)或所述另一空腔(60′)中。

14.根据权利要求10所述的传感器单元(1)，其特征在于，所述填充材料(54)是聚合物材料。

15.根据权利要求10所述的传感器单元(1)，其特征在于，所述第一衬底(11)的衬底材料是硅材料。