DE102014202808A1 - Verfahren zum eutektischen Bonden zweier Trägereinrichtungen - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum eutektischen Bonden zweier Trägereinrichtungen (100, 200), aufweisend die Schritte: a) Anordnen einer ersten Schicht (50) eines ersten Bondmaterials auf der ersten Trägereinrichtung (100); b) Anordnen einer ersten Schicht (60) eines zweiten Bondmaterials auf der zweiten Trägereinrichtung (200); c) Anordnen einer in Relation zur ersten Schicht (50) des ersten Bondmaterials dünnen zweiten Schicht (61) des ersten Bondmaterials auf der ersten Schicht (50) des ersten Bondmaterials; und d) eutektisches Bonden der beiden Trägereinrichtungen (100, 200).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum eutektischen Bonden zweier Trägereinrichtungen. Die Erfindung betrifft ferner ein mikromechanisches Bauelement.
  • Stand der Technik
  • Mikromechanische Sensoren zur Messung von beispielsweise Beschleunigung und Drehrate sind bekannt und werden für verschiedene Applikationen im Automobil- und Consumer-Bereich in Massenfertigung hergestellt.
  • 1 zeigt eine prinzipielle Querschnittansicht eines herkömmlichen mikromechanischen Inertialsensors 300. Dabei werden auf einem Silizium-Substrat 10 Oxidschichten 20 und Polysiliziumschichten 30 abgeschieden und strukturiert. In einer dicken Funktionsschicht 40 werden bewegliche mikromechanische Strukturen 41 ausgebildet. Die vergrabene Polysiliziumschicht 30 dient als elektrische Leiterbahn oder als Elektrode. Zum Schutz vor Umwelteinflüssen und zum Zwecke einer hermetischen Kapselung (Einstellung eines definierten Innendrucks in einer Kaverne) der empfindlichen Strukturen 41 wird der MEMS-Wafer 100 mit einem Kappenwafer 200 zusammengebondet.
  • Ein dazu benutztes gängiges Bondverfahren ist das eutektische Bonden von zum Beispiel Aluminium und Germanium, bei dem zunächst beispielsweise auf dem MEMS-Wafer 100 eine Aluminium-Schicht 50 und auf einer dem MEMS-Wafer 100 zugewandten Oberfläche des Kappenwafers 200 eine Germanium-Schicht 60 abgeschieden und strukturiert wird. Dicken der genannten Schichten 50, 60 sind dabei in einem Bereich von ca. einem bis wenige Mikrometer ausgebildet.
  • Anschließend werden die Wafer 100, 200 bei Temperaturen im Bereich von ca. 430°C bis ca. 450°C erwärmt und mit hohem Anpressdruck zusammengepresst. Wenn die beiden Schichten 50, 60 miteinander in Kontakt kommen, kann sich eine eutektische Schmelze ausbilden, wobei beim Abkühlprozess ein metallisches Aluminium-Germanium-Gefüge gebildet wird, mit dem sich ein hermetischer Dichtring um die beweglichen MEMS-Strukturen 41 des MEMS-Wafers 100 sowie elektrische Kontakte zwischen dem MEMS-Wafer 100 und dem Kappenwafer 200 realisieren lassen.
  • Einschlägige Verfahren sind beispielsweise aus US 5,693,574 A , US 6,199,748 B1 , US 7,442,570 B2 , US 8,084,332 B2 , US 2012 0094435 A1 , DE 10 2007 048 604 A1 und aus Bao Vu, Paul M. Zavracky, „Patterned eutectic bonding with Al/Ge thin films for microelectromechanical systems", J. Vac. Sci. Technol. Band 14, Seiten 2588–2594 (1996) bekannt.
  • Damit der beschriebene eutektische Bondprozess zuverlässig funktioniert, müssen die beteiligten Oberflächen ausreichend eben und sauber sein sowie mit ausreichendem Druck und ausreichender Temperatur beaufschlagt werden. Mehrere Effekte können eine Homogenität und eine Zuverlässigkeit des Bondprozesses allerdings negativ beeinträchtigen:
    • – Sowohl Germanium als auch Aluminium bilden bei Kontakt mit Luft oxidierte Oberflächenbereiche aus, die eine Bondhaftung beeinträchtigen können.
    • – Beide Oberflächen der Bondmaterialien Aluminium und Germanium weisen eine gewisse Grundrauigkeit auf, wodurch ein effektiver geometrischer Kontaktbereich zwischen beiden Oberflächen zunächst reduziert ist, so dass auch die für den Bondprozess erforderliche Interdiffusion von Germanium und Aluminium limitiert ist. Die effektive Kontaktfläche kann erhöht werden, indem der mechanische Bonddruck, mit dem die Wafer zusammengepresst werden, erhöht wird. Ein zu hoher Bonddruck kann aber nachteilig zu Schädigungen am Wafergefüge führen.
    • – Insbesondere für Beschleunigungssensoren werden oftmals so genannte Anti-Stiction-Coatings (ASC) bzw. Antiklebeschichten auf den Sensorstrukturen abgeschieden. Diese ASC-Schichten lagern sich in unerwünschter Weise auch auf den Bondrahmen ab und können ebenfalls zu einer deutlich verminderten Bondhaftung führen. Zur Verbesserung der Bondhaftung müssen die ASC-Schichten vor dem Bonden deshalb nach Möglichkeit wieder entfernt werden. Im Falle von ASC-Schichten auf Aluminium kann dies in herkömmlicher Weise durch ein Aufheizen des Wafers bei geeigneter Temperatur und mit geeigneter Dauer erfolgen, da die Haftung der Antiklebeschicht auf Aluminium schwächer ist als auf den Silizium-MEMS-Strukturen (siehe z.B. US 2012 0244677 A1 ).
    • – Auf Germaniumschichten ist ein entsprechender Abheiz-Prozess aber nicht möglich, da die ASC-Schicht dort ähnlich gut haftet wie auf Silizium. Germanium-beschichtete Wafer benötigen daher andere Reinigungsverfahren wie zum z.B. lokale Erwärmung mit Lasern, wo lediglich der Bondrahmen erwärmt wird, oder Sputtern der Oberfläche. Diese und andere Reinigungsverfahren bergen aber einige Risiken und führen in der Regel zu Mehrkosten.
  • Bekannt sind ferner Verfahren der so genannten „vertikalen Integration“ oder „hybriden Integration“ oder „3D-Integration“, bei denen wenigstens ein MEMS- und ein Auswerte-ASIC-Wafer über ein Waferbondverfahren mechanisch und elektrisch miteinander verbunden werden.
  • Besonders attraktiv sind diese vertikalen Integrationsverfahren in Kombination mit elektrischen Durchkontaktierungen (engl. through-silicon-vias, TSVs) und Flip-Chip-Technologien, wodurch die externe Kontaktierung als sogenannte „bare-die“-Modul oder „Chip-Scale-Package“, also ohne Plastikumverpackung erfolgen kann. Derartige Systeme sind beispielsweise aus US 2012 0049299 A1 und US 2012 0235251 A1 bekannt.
  • DE 10 2009 002 363 A1 offenbart ein eutektisches Bondverfahren, bei dem über vorstrukturierte Oberflächen lokal ausgebildete Bondkontakte realisiert werden. Aufgrund von relativ geringen Größen von Kontaktflächen soll ein beim Bonden verwendeter Druck gesteigert sein, wobei durch den gesteigerten Druck eine Verformung und eine Fließgeschwindigkeit der geschmolzenen Materialien der Bondschichten erhöht sein sollen. Im Ergebnis soll mittels der reduzierten Kontaktflächen ein gutes Vermischen der geschmolzenen Materialien der beiden Bondschichten ermöglicht sein.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes eutektisches Bondverfahren bereitzustellen.
  • Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt gelöst mit einem Verfahren zum eutektischen Bonden zweier Trägereinrichtungen, aufweisend die Schritte:
    • a) Anordnen einer ersten Schicht eines ersten Bondmaterials auf der ersten Trägereinrichtung;
    • b) Anordnen einer ersten Schicht eines zweiten Bondmaterials auf der zweiten Trägereinrichtung;
    • c) Anordnen einer in Relation zur ersten Schicht des ersten Bondmaterials dünnen zweiten Schicht des zweiten Bondmaterials auf der ersten Schicht des ersten Bondmaterials; und
    • d) eutektisches Bonden der beiden Trägereinrichtungen.
  • Auf diese Weise werden erfindungsgemäß zwei gleiche Bondmaterialien gegenüberliegend „face-to-face“ angeordnet. Daher kann sich flüssiges Eutektikum frühzeitig ausbilden, so dass dadurch eine verbesserte Homogenität der Bondverbindung unterstützt ist. Aufgrund der Tatsache, dass bereits vor dem eigentlichen Bonden eine flüssige Phase gebildet wird, wird eine homogene Kontaktierung unterstützt, was auch einen verbesserten Wärmetransfer und ein verbessertes Verschmelzen der beiden Bondmaterialien bewirkt. Durch den innigeren Kontakt kann ein besserer Temperaturausgleich stattfinden.
  • Zudem kann vorteilhaft ein Anpressdruck und eine Dauer einer thermischen Belastung beim Bonden reduziert werden, was insbesondere eine schonende Fertigung von Sensoreinrichtungen mit einem ASIC-Wafer unterstützt. Zudem kann vorteilhaft ein Anpressdruck und eine Dauer der Temperaturbelastung reduziert werden, was insbesondere für eine schonende Fertigung von Sensoreinrichtungen mit einem ASIC-Wafer geeignet ist. Im Ergebnis kann der ASIC-Wafer sehr schonend verarbeitet werden. In vorteilhafter Weise kann zudem ein einziges Reinigungsverfahren zum Entfernen von Oxidschichten auf den Oberflächen der Trägereinrichtungen verwendet werden, wobei auch eine etwaige Antiklebeschicht leichter entfernt werden kann.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe gelöst mit einem mikromechanischen Bauelement, aufweisend:
    • – eine erste Trägereinrichtung; und
    • – eine zweite Trägereinrichtung; wobei die beiden Trägereinrichtungen eutektisch bondbar sind, wobei auf einem Bondrahmen einer der beiden Trägereinrichtungen als oberste Schicht eine Schicht eines Bondmaterials des Bondrahmens der anderen Trägereinrichtung angeordnet ist.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens und des Bauelements sind Gegenstand von Unteransprüchen.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass in Schritt c) ein Anordnen einer in Relation zur ersten Schicht des zweiten Bondmaterials dünnen zweiten Schicht des ersten Bondmaterials auf der ersten Schicht des zweiten Bondmaterials durchgeführt wird. Dadurch wird vorteilhaft eine alternative Schichtfolge von Bondmaterialien bereitgestellt.
  • Eine weitere vorteilhaft Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass die zweite Schicht des zweiten Bondmaterials und die zweite Schicht des ersten Bondmaterials ca. 30 nm bis ca. 2000 nm, vorzugsweise ca. 100 nm bis ca. 500 nm dick ist. Mit diesen spezifischen Dicken der zweiten Schichten der Bondmaterialien kann sehr wirksam eine Ausbildung eines flüssigen Eutektikums bereits vor dem eigentlichen Bonden erzeugt werden. Dadurch können im Bondprozess ein erforderlicher Bonddruck niedrig und eine Temperaturbelastung der Trägereinrichtungen kurz gehalten werden.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass das erste Bondmaterial Germanium und das zweite Bondmaterial Aluminium ist. Dadurch werden zwei bewährte Bondmaterialien bereitgestellt.
  • Weitere vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sehen vor, dass das erste Bondmaterial Gold und das zweite Bondmaterial Silizium ist oder dass das erste Bondmaterial Kupfer und das zweite Bondmaterial Zinn ist. Vorteilhaft werden dadurch für das erfindungsgemäße Verfahren weitere Bondmaterialkombinationen ermöglicht.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass die erste Trägereinrichtung ein MEMS-Wafer und die zweite Trägereinrichtung ein ASIC-Wafer ist. Dies ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf vertikal integrierte mikromechanische Bauelemente, weil auf diese Weise eine besonders schonende Behandlung der verwendeten empfindlichen Wafern ermöglicht ist.
  • Die Erfindung wird nachfolgend mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand von mehreren Figuren detailliert beschrieben. Dabei bilden alle Merkmale, unabhängig von ihrer Darstellung in der Beschreibung oder in den Figuren, beziehungsweise unabhängig von ihrer Rückbeziehung in den Patentansprüchen den Gegenstand der Erfindung. Gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente weisen gleiche Bezugszeichen auf. Die Figuren sind vor allem zum prinzipiellen Verständnis gedacht und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu dargestellt.
  • In den Figuren zeigt:
  • 1 eine Querschnittansicht zweier Wafer vor einem herkömmlichen eutektischen Bondprozess;
  • 2 eine Querschnittansicht eines herkömmlichen mikromechanischen Sensors nach durchgeführtem eutektischem Bonden der beiden Wafer;
  • 3a, 3b Detailansichten von herkömmlichen Bondrahmen;
  • 4 eine Querschnittansicht zweier Wafer vor dem herkömmlichen eutektischen Bonden, wobei einer der Wafer einen Auswerte-ASIC aufweist;
  • 5a–5d prinzipielle Detailansichten der erfindungsgemäßen Trägereinrichtungen;
  • 6 eine erste Ausführungsform eines Bondsystems mit erfindungsgemäßen Trägereinrichtungen;
  • 7 eine weitere Ausführungsform eines Bondsystems der erfindungsgemäßen Trägereinrichtung; und
  • 8 einen prinzipiellen Ablauf einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • 2 zeigt eine Querschnittansicht eines herkömmlich eutektisch gebondeten mikromechanischen Sensorelements 300 mit zwei Trägereinrichtungen 100, 200. Erkennbar ist ein Eutektikum 70, welches als ein metallisches Aluminium-Germanium-Gefüge ausgebildet ist. Das Eutektikum 70 bildet einen hermetischen Dichtring um mikromechanische Strukturen 41 des MEMS-Wafers 100 sowie, sofern die Schichten 50, 60 der beiden Bondmaterialien elektrisch leitend an die dicke Funktionsschicht 40 bzw. an den Kappenwafer 200 angebunden sind, elektrische Kontakte zwischen dem MEMS-Wafer 100 und dem Kappenwafer 200.
  • 3a zeigt umrahmt hervorgehoben einen Ausschnitt der beiden Bondregionen mit einer ersten Schicht 50 eines ersten Bondmaterials (z.B. Aluminium) und einer zweiten Schicht 60 eines zweiten Bondmaterials (z.B. Germanium). 3b zeigt den hervorgehobenen Bereich von 3a prinzipiell stark vergrößert. Man erkennt, dass Oberflächen der Schichten 50, 60 eine beträchtliche Oberflächenrauigkeit aufweisen können und dadurch eine nur unvollkommene, teilweise nur punktuell ausgebildete Bondverbindung der beiden Schichten 50, 60 zulassen.
  • 4 zeigt ein konventionelles mikromechanischen Bauelements 300 mit einer zweiten Trägereinrichtung 200, in der ein Metall-Oxid-Stack 80 ausgebildet ist, der elektrisch leitend an einen Transistorbereich 81 und an eine elektrische Durchkontaktierung 82 der zweiten Trägereinrichtung 200 angeschlossen ist. Auf der zweiten Trägereinrichtung 200 ist auf einem Bondrahmen als eine oberste Bondschicht eine Aluminium-Schicht 60 angeordnet, die eine eutektische Verbindung mit einer Germanium-Schicht 50 auf einem Bondrahmen der ersten Trägereinrichtung 100 ausbilden soll.
  • Im Falle, dass der MEMS-Wafer 100 über eine eutektische Aluminium-Germanium-Bondverbindung mit dem ASIC-Wafer 200 vertikal integriert werden soll, kann das Risiko bestehen, dass aufgrund von hohem mechanischem Bonddruck empfindliche Strukturen des ASIC-Wafers 200, wie insbesondere die Transistorbereiche 81 oder Leiterbahnstrukturen des Metall-Oxid Stacks 80 beschädigt werden und dadurch z.B. unerwünschte elektrische Kurzschlüsse verursachen. Zudem sind die CMOS-Strukturen gegenüber hohen Temperatureinwirkungen oberhalb von ca. 400°C empfindlich. Auch daraus können, insbesondere bei lang andauernder erhöhter thermischer Belastung, Fehlfunktionen im ASIC-Wafer 200 resultieren.
  • Es ist daher insbesondere für vertikal integrierte MEMS-Bauelemente 300 wünschenswert, beim eutektischen Al-Ge-Bonden den mechanischen Bonddruck und die Bonddauer zu reduzieren.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, auf Bondrahmen der zwei Trägereinrichtungen 100, 200 zwei gleiche Bondmaterialien gegenüberliegend anzuordnen.
  • 5a zeigt prinzipiell, dass vor dem eutektischen Bonden zweier Wafer auf die Germanium-Schicht 50 des oberen Wafers zusätzlich noch eine dünne Aluminium-Schicht 61 abgeschieden wird, die in Relation zu den Bondschichten 50, 60, die in einem Bereich von ca. 0.5 µm bis wenige µm dick sind, relativ dünn ausgebildet ist. Beispielsweise beträgt eine Dicke der zusätzlichen Al-Schicht 61 zwischen ca. 30 nm und ca. 2000 nm, bevorzugt zwischen ca. 100 nm und ca. 500 nm. Stöchiometrische Mischungsverhältnisse der eutektischen Schmelze sollen somit mittels vordefinierter Schichtdicken erreicht werden. Dies bewirkt, dass bei einer Erhöhung der Temperatur der Wafer auf Werte oberhalb des eutektischen Punktes, d.h. bei ca. 430°C bis 450°C an der Oberfläche des oberen Wafers ein Eutektikum 70 in Form einer flüssigen Aluminium-Germanium-Phase ausgebildet wird, wie in 5b prinzipiell dargestellt.
  • Vorzugsweise kann es vorgesehen sein, nicht zunächst die Temperatur zu erhöhen und dann den oberen mit dem unteren Wafer in Kontakt zu bringen, sondern zunächst einen mechanischen Kontakt der beiden Wafer herzustellen und erst danach die Temperatur hochzufahren.
  • Bei Überschreiten des eutektischen Punkts wird sich nun die flüssige Phase an der Oberfläche des oberen Wafers ausbilden, da hier der Kontakt zwischen Aluminium und Germanium flächig ausgebildet ist, wie in 5c dargestellt. Da die derart gebildete eutektische Flüssigkeit sehr leicht verlaufen kann, bildet sich nunmehr anstelle der punktförmigen Kontakte (wie in 3b angedeutet) ein wesentlich flächigerer Kontakt zwischen den beiden Wafern, wodurch ein guter Ausgleich von Topographien an den Oberflächen, ein besserer Wärmefluss zwischen den Wafern, vor allem aber eine deutlich verbesserte Interdiffusion zwischen den Bondpartnern Germanium und Aluminium ermöglicht ist.
  • Dies hat vorteilhaft zur Folge, dass das gesamte eutektische Bondverfahren bei niedrigerem Anpressdruck und/oder kürzerer Dauer durchgeführt werden kann. Auf diese Weise kann vorteilhaft eine Zuverlässigkeit der Bondverbindung beträchtlich erhöht sein. Das in 5d dargestellte eutektische Gefüge 70 ist im Wesentlichen ähnlich zu jenem bei herkömmlichen Bondverfahren, kann aber vorteilhaft eine verbesserte Homogenität aufweisen.
  • Besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren in Kombination mit der vertikalen Integration eines MEMS-Wafers mit einem ASIC-Wafer durchführbar, wie in 6 prinzipiell dargestellt. Der einzige Unterschied zum herkömmlichen mikromechanischen Bauelement 300 von 4 ist, dass auf der Germanium-Schicht 50 eine zusätzliche dünne Aluminium-Schicht 61 angeordnet ist. Dazu wird auf die erste Trägereinrichtung 100 (MEMS-Wafer) zunächst eine Germanium-Schicht 50 abgeschieden und strukturiert, anschließend eine dünne Aluminium-Schicht 61. Die Schichtdicke der zusätzlichen dünnen Aluminiumschicht 61 ist wie oben erläutert ausgebildet.
  • Da jetzt die Oberflächen der Bondrahmen beider Trägereinrichtungen 100, 200 mit Aluminium bedeckt sind, können sie auf die gleiche technische Art und Weise von oxidiertem Material befreit werden, vorzugsweise durch ein kurzes Exponieren der Wafer in gasförmigem HF oder durch einen geringfügigen Schichtabtrag mittels Argon-Sputtern. Diese Arten der Reinigung sind bewährt und können daher auf nützliche Weise zu einer erleichterten Reinigung der Oberflächen der Bondrahmen beitragen.
  • Da die oberste Schicht auf dem Bondrahmen des MEMS-Wafers 100 als eine Aluminiumschicht 61 ausgebildet ist, kann nunmehr auch eine ASC-Schicht (nicht dargestellt), die überall auf dem MEMS-Wafer 100 abgeschieden wurde, durch Aufheizen des Wafers 100 bei Temperaturen deutlich unterhalb von ca. 400°C selektiv vom Bondrahmen entfernt werden. Die ASC-Schicht in den klebeempfindlichen Silizium-MEMS-Strukturen 41 bleibt dabei bei geeigneter Prozessführung vorteilhaft unbeeinträchtigt. Das selektive Abheizen der ASC- bzw. Antiklebeschicht von Aluminium ist gut bekannt und etabliert.
  • Alternativ kann zu der in 6 dargestellten Anordnung in einer weiteren Ausführungsform der Trägereinrichtungen 100, 200, wie in 7 dargestellt, die obere erste Aluminiumschicht 60 des ASIC-Wafers 200 im Bereich des Bondrahmens mit einer dünnen zweiten Germaniumschicht 51 bedeckt werden. Die Argumentation bezüglich der Ausbildung der eutektischen Schmelze zwischen den Schichten 60, 51 und der dadurch verbesserten eutektischen Verbindung und Interdiffusion ist analog zur oben anhand von 6 erläuterten Variante.
  • Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass die vorteilhaften Eigenschaften der Erfindung nicht auf Aluminium-Germanium-Bondverbindungen beschränkt sind, sondern auch auf andere Materialsysteme bzw. Bondpartner übertragbar sind, z.B. auf Gold-Silizium- oder Kupfer-Zinn-Systeme. Basisidee ist jeweils, im Bereich der herzustellenden Bondverbindung das erste Material auf der Oberfläche des ersten Wafers anzuordnen und auf der Oberfläche des zweiten Wafers zunächst ein zweites Material und anschließend als oberste Lage wieder eine dünne Schicht des ersten Materials abzuscheiden. Bevorzugt ist diese oberste Lage dünner als die darunter angeordnete Lage und auch dünner als die Schicht des Bondmaterials auf dem anderen Wafer.
  • 8 zeigt ein prinzipielles Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • In einem ersten Schritt S1 wird eine erste Schicht 50 eines ersten Bondmaterials auf der ersten Trägereinrichtung 100 angeordnet. In einem Schritt S2 wird eine erste Schicht 60 eines zweiten Bondmaterials auf der zweiten Trägereinrichtung 200 angeordnet.
  • In einem Schritt S3 wird eine in Relation zur ersten Schicht 50 des ersten Bondmaterials dünne zweite Schicht 61 des zweiten Bondmaterials auf der ersten Schicht 50 des ersten Bondmaterials angeordnet.
  • Schließlich wird in einem Schritt S4 ein eutektisches Bonden der beiden Trägereinrichtungen 100, 200 durchgeführt.
  • Zusammenfassend wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren bereitgestellt, welches mit relativ geringem Zusatzaufwand eine verbesserte Bondverbindung und eine verbesserte Reinigungsmöglichkeit von Oberflächen von Bondrahmen ermöglicht. Mittels des vorgeschlagenen Verfahrens ist vorzugweise eine vertikale Integration von ASIC- mit MEMS-Wafern verbessert, weil mittels verringertem Anpressdruck beim Bonden bzw. verkürzter Bonddauer eine schonende Behandlung der beteiligten Wafer unterstützt ist.
  • Obwohl die Erfindung anhand von konkreten Ausführungsbeispielen offenbart worden ist, ist sie nicht darauf beschränkt. Der Fachmann wird somit vorgehend nicht oder nur teilweise beschriebene Ausführungsformen realisieren können, 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
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    • US 7442570 B2 [0006, 0009]
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    • US 20120094435 A1 [0006]
    • DE 102007048604 A1 [0006, 0009]
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    • US 7250353 B2 [0009]
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  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
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Claims (9)

  1. Verfahren zum eutektischen Bonden zweier Trägereinrichtungen (100, 200), aufweisend die Schritte: a) Anordnen einer ersten Schicht (50) eines ersten Bondmaterials auf der ersten Trägereinrichtung (100); b) Anordnen einer ersten Schicht (60) eines zweiten Bondmaterials auf der zweiten Trägereinrichtung (200); c) Anordnen einer in Relation zur ersten Schicht (50) des ersten Bondmaterials dünnen zweiten Schicht (61) des zweiten Bondmaterials auf der ersten Schicht (50) des ersten Bondmaterials; und d) eutektisches Bonden der beiden Trägereinrichtungen (100, 200).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei in Schritt c) ein Anordnen einer in Relation zur ersten Schicht (60) des zweiten Bondmaterials dünnen zweiten Schicht (51) des ersten Bondmaterials auf der ersten Schicht (60) des zweiten Bondmaterials durchgeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zweite Schicht (61) des zweiten Bondmaterials und die zweite Schicht (51) des ersten Bondmaterials ca. 30 bis ca. 2000 nm, vorzugsweise ca. 100 nm bis ca. 500 nm dick ist.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das erste Bondmaterial Germanium und das zweite Bondmaterial Aluminium ist.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das erste Bondmaterial Gold und das zweite Bondmaterial Silizium ist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das erste Bondmaterial Kupfer und das zweite Bondmaterial Zinn ist.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Trägereinrichtung (100) ein MEMS-Wafer und die zweite Trägereinrichtung (200) ein ASIC-Wafer ist.
  8. Mikromechanisches Bauelement (300), aufweisend: – eine erste Trägereinrichtung (100); und – eine zweite Trägereinrichtung (200); wobei die beiden Trägereinrichtungen (100, 200) eutektisch bondbar sind, wobei auf einem Bondrahmen einer der beiden Trägereinrichtungen (100, 200) als oberste Schicht eine Schicht eines Bondmaterials des Bondrahmens der anderen Trägereinrichtung (100, 200) angeordnet ist.
  9. Mikromechanisches Bauelement (300) nach Anspruch 8, wobei die erste Trägereinrichtung (100) ein MEMS-Wafer und die zweite Trägereinrichtung (200) ein ASIC-Wafer ist.
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