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原文传递用于对MEMS单元中的参考气体进行封闭的方法

专利名称：	用于对MEMS单元中的参考气体进行封闭的方法
摘要：	在第一方面，本发明涉及一种用于产生气密地密封的气体填充的参考室的方法。由此，仅在形成参考室的晶片键合之后，在单独的涂覆室中经由开口引入填充参考室的气体。参考室优选地包含MEMS设备。在另一方面，本发明涉及一种包括这种参考室的光声气体传感器，在该参考室内存在MEMS传感器。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	德国;DE
申请人：	哈恩-席卡德应用研究学会
发明人：	阿希姆·比特纳;阿尔方斯·德厄;阿纳尼娅·斯里瓦斯塔瓦
专利状态：	有效
申请日期：	2022-03-04T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-17T00:00:00+0800
申请号：	CN202280018241.1
公开号：	CN117083514A
代理机构：	成都超凡明远知识产权代理有限公司
代理人：	张云娇
分类号：	G01N21/17;G;G01;G01N;G01N21;G01N21/17
申请人地址：	德国维林根-施文宁根
主权项：	1.一种产生气体填充的参考室的方法，所述气体填充的参考室内存在MEMS设备和/或电子电路，所述方法包括下述步骤： a)提供第一晶片(1)和第二晶片(2)，其中，至少所述第一晶片(1)和/或所述第二晶片(2)具有空腔(6)，并且其中，MEMS设备和/或电子电路存在于所述第一晶片(1)和/或所述第二晶片(2)上， b)在键合室内将所述第一晶片(1)键合到所述第二晶片(2)以形成能够填充有参考气体(11)的容积(7)，其中，在键合之后开口(9)保留在两个晶片的接触表面(3)上，或者在键合之前或键合之后在所述第一晶片(1)和/或所述第二晶片(2)中形成开口(9)， c)在涂覆系统内经由所述开口(9)将参考气体(11)注入到所述参考室中， d)在所述涂覆系统内对所述参考室的所述开口(9)进行密封。 2.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的产生方法，其特征在于，所述参考气体(11)包括腐蚀性气体和/或爆炸性气体，优选地，所述参考气体(11)包括甲烷、丙烷、丙烯、硅烷、氯硅烷、氢气和/或氧气，特别优选地，所述参考气体(11)包括氨气。 3.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的产生方法，其特征在于，为了对所述参考室内的所述参考气体(11)的部分压力进行设定，将惰性气体经由所述开口(9)另外地引入到所述参考室中，优选地，所述惰性气体为氮气。 4.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的产生方法，其特征在于，所述第一晶片(1)和所述第二晶片(2)具有用于将所述第一晶片(1)键合到所述第二晶片(2)的接触表面(3)，其中，为了形成所述开口(9)，所述接触表面(3)上的一区域不被键合，并且/或者其中，键合后所述两个晶片的接触表面(3)上保留有开口(9)，其中，所述开口(9)的横截面为1μm2至1000μm2，优选地，所述开口(9)的横截面为1μm2至100μm2，并且所述开口(9)的长度为1μm至1000μm，优选地，所述开口(9)的长度为10μm至500μm。 5.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的产生方法，其特征在于，在将所述第一晶片(1)键合到所述第二晶片(2)之前或之后，从所述第一晶片(1)或所述第二晶片(2)的外侧开始向内侧形成所述开口(9)，优选地，借助于蚀刻工艺从所述第一晶片(1)或所述第二晶片(2)的外侧开始向内侧形成所述开口(9)。 6.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的产生方法，其特征在于，阀(14)存在于所述第一晶片(1)或所述第二晶片(2)的所述开口(9)的端部处，其中，在将所述第一晶片(1)与所述第二晶片(2)键合之后，所述阀(14)优选地位于从所述第一晶片(1)或所述第二晶片(2)的外侧开始的所述开口(9)的端部处并且位于所述参考室的所述容积(7)内，并且/或者其中，所述阀(14)优选地是软金属，优选地，所述阀(14)是选自包括铅、金、铟、铜、铂、银、锌、锡和/或其化合物的有色金属，特别优选地，所述阀(14)是铝和/或其化合物。 7.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的产生方法，其特征在于，在将所述第一晶片(1)键合到所述第二晶片(2)之后，在所述涂覆系统中将所述参考室注入所述参考气体(11)，所述气体经由所述开口(9)并且经由所述阀(14)进入所述参考室的所述容积(7)。 8.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的产生方法，其特征在于，在将所述参考气体(11)注入到所述参考室中以用于对所述开口(9)进行密封之后，将焊料(15)熔化，其中，所述焊料(15)优选地包括选自以下各项的易熔材料：铅、锡、锌、银、铜、合金和/或其化合物。 9.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的产生方法，其特征在于，所述开口(9)在所述涂覆系统内借助于涂覆工艺进行密封，优选地所述开口(9)在所述涂覆系统内通过喷涂涂覆、薄雾涂覆和/或蒸汽涂覆进行密封。 10.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的产生方法，其特征在于，所述涂覆系统是物理涂覆系统，优选地，所述涂覆系统是等离子体辅助物理涂覆系统或者化学涂覆系统，优选地，所述涂覆系统是等离子体辅助化学涂覆系统、低压化学涂覆系统和/或外延涂覆系统。 11.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的产生方法，其特征在于，为了在所述涂覆系统内对所述开口(9)进行密封，将覆盖层(12)至少施加在所述开口(9)的区域上，优选地将覆盖层(12)围绕整个参考室施加，其中，以下材料优选地用作用于所述覆盖层(12)的材料：氮化物，优选地氮化硅、碳氮化硅、氧氮化硅、氮化钛和/或氮化钽；氧化物，优选地氧化硅、氧化铝、二氧化硅、二氧化钛或氧化钽；或者金属，优选地铝和/或贵金属，优选地金、铂、铱、钯、锇、银、铑和/或钌。 12.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的产生方法，其特征在于，为了对所述开口(9)进行密封，并且为了形成覆盖层(12)，将工艺气体引入所述涂覆系统中，其中，在注入参考气体之后将所述工艺气体引入所述参考室，或者其中，选择用于形成所述覆盖层(12)的材料，使得所述参考气体能够同时充当所述工艺气体。 13.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的产生方法，其特征在于，所述MEMS设备包括MEMS传感器或MEMS致动器，并且/或者所述电子电路包括处理器、开关、晶体管和/或换能器，并且/或者所述MEMS设备是声压检测器，其中，所述声压检测器优选地包括：电容式可读或光学可读的棒、压电式的棒、压阻式的棒和/或磁性的棒；以及/或者，电容式的麦克风、压电式的麦克风、压阻式的麦克风和/或光学的麦克风。 14.一种参考室，所述参考室能够借助于根据前述权利要求中任一项所述的产生方法来产生。 15.一种光声气体传感器，包括： -可调制的发射器， -参考室，所述参考室填充有参考气体(11)，其中，MEMS传感器存在于所述参考室内，其中，所述参考室存在于所述发射器的光束路径中，使得所述发射器能够借助于能够可调制地发射的辐射来激发所述参考室中的所述参考气体(11)，以形成能够借助于所述MEMS传感器检测到的声压波，其特征在于，填充有所述参考气体(11)的所述参考室能够通过根据权利要求1至13所述的方法产生。 16.根据前一权利要求所述的光声气体传感器，其特征在于，所述参考室形成密封系统，所述密封系统填充有所述参考气体(11)，并且待被分析的气体存在于所述发射器与所述参考室之间的所述光束路径中，使得所述待被分析的气体中所述参考气体(11)的比例能够借助于在所述参考室中形成声压波进行测量，所述待被分析的气体优选为环境空气。
所属类别：	发明专利