JP2008249390A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
本発明は、第1の厚さを有する第1の領域と、第1の領域の周辺に画成され第1の厚さよりも厚い第2の厚さを有する第2の領域と、第2の領域の周辺に画成され第2の厚さよりも厚い第3の厚さを有する第3の領域と、を有するパッケージであって、第3の領域にパッケージの外部と電気的に接続される接続パッドを有するパッケージと、第1の錘部と、第1の錘部を離間して囲む固定部と、第1の錘部と固定部とを連結する可撓性を有する梁部と、を有するセンサチップであって、固定部がパッケージの第2の領域に配置されるセンサチップと、固定部及び梁部と離間され、第1の錘部に接着層を介して接続される第2の錘部とを有する半導体装置を提供する。
【選択図】図1
Description
以上のようなセンサチップは、例えば以下に示す特許文献1に開示されている。
そこで本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、センサ感度が低下することなく、製造工程の簡略化と歩留まりの低下の防止とを実現することが可能な半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
本願発明の第1の実施例によれば、追加錘部を有することにより検出感度が向上するとともにセンサチップ、ひいては半導体装置をさらに小型化することができる。また、追加錘部が納められるパッケージ凹部(第1の領域121)及びセンサチップの固定部により追加錘部の変位量を制限できることにより耐衝撃性が向上する。
図9(a)に示すように本願発明の実施例1におけるセンサチップ110は、支持基板910、絶縁層920、及びSOI層930の三層からなる積層基板によって形成される。
図9(b)に示すように、SOI層930に電極パッド114及びピエゾ抵抗素子(図示せず)、配線(図示せず)等の加速度センサが動作するために必要な素子等を形成し、錘部111、固定部112、及び梁部113を区画するための貫通孔を形成する(図示せず)。
その後、図9(d)に示すように絶縁層920の一部を除去することによって本願発明の実施例1におけるセンサチップ110が形成される。
図10(a)に示すように、パッケージ120を準備する。
図10(b)に示すように、パッケージ120の第2の領域122にセンサチップ110の固定部112が搭載される。このとき、センサチップ110には追加錘部130が接続されており、追加錘部130はパッケージ120の第1の領域121内にパッケージ120とは離間して配置される。
図10(d)に示すように、パッケージ120内を気密封止する蓋部140を形成する。
以上の工程により本願発明の実施例1における半導体装置100が形成される。
本願発明の第2の実施例によれば、第1の実施例と同様の耐衝撃性を有することができる。さらに第1の実施例に比較して追加錘部の体積を大きくすることにより、錘の質量の設定について自由度が増すとともにさらなる小型化が達成できる。また、センサチップの形成が容易となり、センサチップの歩留まりが向上するとともにそれによるコストの低減が可能となる。
図11(a)に示すように本願発明の実施例2におけるセンサチップ210は、支持基板1110、絶縁層1120、及びSOI層1130の三層からなる積層基板によって形成される。
その後、図11(d)に示すように絶縁層1120の一部を除去することによって本願発明の実施例2におけるセンサチップ210が形成される。
図12(a)に示すように、パッケージ120を準備する。
図12(b)に示すように、パッケージ120の第2の領域122にセンサチップ210の固定部212が搭載される。このとき、センサチップ210には追加錘部230が接続されており、追加錘部230の突起部232はパッケージ120の第1の領域121内にパッケージ120とは離間して配置される。
図12(d)に示すように、パッケージ120内を気密封止する蓋部140を形成する。
以上の工程により本願発明の実施例1における半導体装置が形成される。
パッケージ320は、パッケージ320の中央部分に第1の厚さの第1の領域321と、第1の領域を囲み第1の厚さよりも厚い第2の厚さの第2の領域322とを有している。
第1の領域321は、前述のようにセンサチップ210の搭載面であり、センサチップ210の電極パッド214に対応する領域に接続パッド323が形成されている。接続パッド323は、半導体装置300が搭載される外部の基板、例えば実装基板等の外部電極に電気的に接続される。ここで、接続パッド323は、実施例1と同様に、例えばパッケージ320がセラミック材料からなる場合には複数の層を張り合わせて形成され、接続パッド323と外部電極とを接続する配線は層間配線及び複数の層を貫通する配線によって形成される。パッケージ320がシリコンウェハ等によって形成される場合には接続パッド323と外部電極とを接続する配線は貫通電極等によって形成される。また、電極パッド214と接続パッド323とは例えばバンプ電極等の導電部材324を介して接続される。このような接続方法とすることによって、ボンディングワイヤによって接続する必要がなく、半導体装置300をより薄型化することが可能となる。また、バンプ電極の高さを例えば5μmと設定することによって、センサチップ210の錘部211の下側方向への変位を制限することができ、バンプ電極によって耐衝撃性を向上させることも可能となる。
本願発明の実施例3の半導体装置によれば、実施例1及び実施例2と同様の耐衝撃性を確保することができる。さらに実施例2と同様に小型化することができるとともに、半導体装置のさらなる薄型化を達成することができる。
図13(a)に示すように、パッケージ320を準備する。
図13(b)に示すように、パッケージ320の第1の領域321に例えばバンプ電極からなる導電部材324が形成される。導電部材324は接続パッド323に電気的に接続されて形成される。このとき、導電部材324は、接続パッド323の直上に形成されても良く、配線等を用いて接続すること接続パッド323から離れた位置に形成されても良い。換言すると、センサチップ210の電極パッド214と接続可能となるように導電部材324の位置は適宜変更することができる。
以上の工程により本願発明の実施例3における半導体装置300が形成される。
本願発明の実施例4の半導体装置によれば、実施例1乃至実施例3と同様の耐衝撃性を確保できるとともに、実施例3と同様にさらなる薄型化を達成することができる。さらに実施例1乃至実施例3よりも錘部412を大きく形成することができるため、慣性モーメントを大きくすることができるとともに錘の質量を大きくすることができることによってさらなる感度向上が可能となる。
図14(a)に示すように本願発明の実施例4におけるセンサチップ410は、支持基板1410、絶縁層1420、及びSOI層1430の三層からなる積層基板によって形成される。
その後、図14(d)に示すように絶縁層1420の一部を除去することによって本願発明の実施例4におけるセンサチップ410が形成される。
図15(a)に示すように、パッケージ420を準備する。
図15(b)に示すように、パッケージ420の第1の領域421に例えばバンプ電極からなる導電部材424が形成される。導電部材424は接続パッド423に電気的に接続されて形成される。このとき、導電部材424は、接続パッド423の直上に形成されても良く、配線等を用いて接続すること接続パッド423から離れた位置に形成されても良い。換言すると、センサチップ410の電極パッド414と接続可能となるように導電部材424の位置は適宜変更することができる。
以上の工程により本願発明の実施例4における半導体装置が形成される。
110、210、410 … センサチップ
111、211、412 … 錘部
112、212、411 … 固定部
113、213、413 … 梁部
114、214、414 … 電極パッド
120、320、420 … パッケージ
121、321、421 … 第1の領域
122、322、422 … 第2の領域
123 … 第3の領域
124 … 第4の領域
125、323、423 … 接続パッド
126 … ボンディングワイヤ
130、230、330、430 … 追加錘部
131、231、431 … 接着層
140 … 蓋部
232 … 突起部
324、424 … 導電部材
910、1110、1410 … 支持基板
920、1120、1420 … 絶縁層
930、1130、1430 … SOI層
Claims (13)
- 第1の厚さを有する第1の領域と、該第1の領域の周辺に画成され該第1の厚さよりも厚い第2の厚さを有する第2の領域と、該第2の領域の周辺に画成され該第2の厚さよりも厚い第3の厚さを有する第3の領域と、を有するパッケージであって、該第3の領域に該パッケージの外部と電気的に接続される接続パッドを有する該パッケージと、
第1の錘部と、該第1の錘部を離間して囲む固定部と、該第1の錘部と該固定部とを連結する可撓性を有する梁部と、を有するセンサチップであって、該固定部が前記パッケージの前記第2の領域に配置される該センサチップと、
前記固定部及び前記梁部と離間され、前記第1の錘部に接着層を介して接続される第2の錘部と
を有することを特徴とする半導体装置。 - 請求項1に記載の半導体装置において、
前記固定部の前記第2の領域との接合面は、前記第2の領域よりも前記第1の領域側へ所定の幅だけ突出する突出部を有し、
前記第2の錘部は、前記固定部の前記突出部と前記第1の領域との間の領域まで延在することを特徴とする半導体装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の半導体装置において、
前記第1の錘部は第4の厚さを有し、
前記固定部は前記第4の厚さと等しい第5の厚さを有することを特徴とする半導体装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の半導体装置において、
前記第1の錘部は前記梁部の厚さと等しい第4の厚さを有し、
前記固定部は前記第4の厚さより厚い第5の厚さを有することを特徴とする半導体装置。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか一つに記載の半導体装置において、
前記センサチップは、電極パッドを有し
前記電極パッドと前記接続パッドとを電気的に接続するワイヤを有することを特徴とする半導体装置。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか一つに記載の半導体装置において、
前記パッケージは、前記第3の領域の周辺に画成され前記第3の厚さよりも厚い第6の厚さを有する第4の領域を有し、
前記第4の領域上に配置され、前記センサチップを覆う蓋部を有することを特徴とする半導体装置。 - 請求項1乃至請求項6のいずれか一つに記載の半導体装置において、
前記パッケージはセラミック材料により形成されることを特徴とする半導体装置。 - 請求項1乃至請求項7のいずれか一つに記載の半導体装置において、
前記第2の錘部は、銅からなる合金によって形成されることを特徴とする半導体装置。 - 第1の厚さを有する第1の領域と、該第1の領域の周辺に画成され該第1の厚さよりも厚い第2の厚さを有する第2の領域と、を有するパッケージであって、該第1の領域に該パッケージの外部と電気的に接続される接続端子を有する該パッケージと、
第1の錘部と、該第1の錘部を離間して囲み、電極パッドを有する固定部と、該第1の錘部と該固定部とを連結する可撓性を有する梁部と、を有するセンサチップであって、前記接続端子と該電極パッドとが接続されて前記パッケージ上に配置される該センサチップと、
前記固定部及び前記梁部と離間され、前記第1の錘部に接続層を介して接続される第2の錘部と
を有することを特徴とする半導体装置。 - 請求項9に記載の半導体装置において、
前記第2の錘部は、前記固定部上に延在して形成されることを特徴とする半導体装置。 - 請求項9又は請求項10に記載の半導体装置において、
前記パッケージの前記第2の領域上に配置され、前記センサチップ及び前記第2の錘部を離間して覆う蓋部を有することを特徴とする半導体装置。 - 第1の厚さを有する第1の領域と、該第1の領域の周辺に画成され該第1の厚さよりも厚い第2の厚さを有する第2の領域と、を有するパッケージであって、該第1の領域に該パッケージの外部と電気的に接続される接続端子を有する該パッケージと、
電極パッドを有する固定部と、該固定部を離間して囲む第1の錘部と、該固定部と該第1の錘部とを連結する可撓性を有する梁部と、を有するセンサチップであって、前記接続端子と該電極パッドとが接続されて前記パッケージに配置される該センサチップと、
前記第1の錘部上に形成され、前記固定部を離間して覆う第2の錘部と
を有することを特徴とする半導体装置。 - 請求項12に記載の半導体装置において、
前記パッケージの前記第2の領域上に配置され、前記第2の錘部を離間して覆う蓋部を有することを特徴とする半導体装置。
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