JP2013228357A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体基板63の一面61のうち窪み部66を取り囲む領域において、窪み部66との境界となる領域を境界部61aとし、境界部61aを取り囲む領域を接合領域61bとしたとき、接合領域61bの面積を境界部61aの面積より大きくし、半導体基板63の一面61のうち接合領域61bを絶縁膜64を介してセンサ部10と接合する。
【選択図】図4
Description
本発明の第1実施形態について説明する。以下で説明する半導体装置は、可動部を有する加速度センサ等の力学量センサであり、例えば車両の加速度等の検出に用いられるものである。
本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対してキャップ部60の製造工程を変更したものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対して半導体基板63の一面61のうち境界部61aを露出させたものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
本発明の第4実施形態について説明する。本実施形態は、第3実施形態に対してキャップ部60の製造工程を変更したものであり、その他に関しては第3実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
本発明の第5実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対してキャップ部60の製造工程を変更したものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
本発明の第6実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対してキャップ部60の構成を変更したものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
本発明の第7実施形態について説明する。本実施形態は、第6実施形態に対してキャップ部60の構成を変更したものであり、その他に関しては第4実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
本発明の第8実施形態について説明する。本実施形態は、上記第1実施形態に対して、SOIウェハ14aに絶縁膜64を形成した後に、SOIウェハ14aと半導体ウェハ63aとを接合するものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
上記各実施形態では、センサ部10に加速度を検出するセンシング部16が形成されたものを説明したが、例えば、センサ部10に角速度を検出するセンシング部16が形成されていてもよい。同様に、センシング部16は可動部20を有するものではなく、例えば、センシング部16は温度に応じて抵抗値が変化するような可動部20を有さないものであってもよい。
16 センシング部
60 キャップ部
61 一面
61a 境界部
61b 接合領域
62 他面
63 半導体基板
64 絶縁膜
66 窪み部
70 気密室
100 積層ウェハ
Claims (12)
- 一面側に、物理量に応じたセンサ信号を出力するセンシング部(16)が形成されたセンサ部(10)と、
前記センサ部と対向する一面(61)を有し、当該一面のうち前記センシング部と対向する領域に窪み部(66)が形成された半導体基板(63)と、
前記センサ部の一面と前記半導体基板の一面との間に配置された絶縁膜(64)と、を備え、
前記センサ部と前記窪み部との間の空間によって構成される気密室(70)に前記センシング部が気密封止されてなる半導体装置であって、
前記半導体基板の一面のうち前記窪み部を取り囲む領域において、前記窪み部との境界となる領域を境界部(61a)とし、前記境界部を取り囲む領域を接合領域(61b)としたとき、前記接合領域の面積が前記境界部の面積より大きくされており、
前記半導体基板の一面は、前記接合領域が前記絶縁膜を介して前記センサ部と接合されていることを特徴とする半導体装置。 - 前記絶縁膜は、前記半導体基板の一面に形成されており、前記接合領域上に位置する部分の膜厚が前記境界部上に位置する部分の膜厚より厚くされ、前記接合領域上に位置する部分が前記センサ部と接合されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記半導体基板の一面側の表層部のうち前記接合領域側には、不純物層(67)が形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置。
- 前記絶縁膜は、前記センサ部の一面と前記半導体基板の一面における前記接合領域との間にのみ配置されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記センサ部は、前記センシング部内に前記絶縁膜と接合される接合部(52)を有し、
前記半導体基板は、前記窪み部の平面形状が枠状とされ、前記窪み部内に前記半導体基板によって構成される支柱(69)を有しており、
前記支柱の先端面のうち前記窪み部との境界となる領域を境界領域(61c)とし、当該境界領域で囲まれる領域を内縁領域(61d)としたとき、前記内縁領域の面積が前記境界領域の面積より大きくされており、
前記絶縁膜は、前記内縁領域に形成されている部分の膜厚が前記境界部および前記境界領域に形成されている部分の膜厚より厚く、かつ前記接合領域に形成されている部分の膜厚と等しくされており、前記接合領域上および前記内縁領域上に形成されている部分が前記センサ部と接合されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の半導体装置。 - 前記支柱および前記支柱の先端面に形成された前記絶縁膜を前記センサ部と前記半導体基板との積層方向に貫通すると共に前記センシング部と電気的に接続された貫通電極部(68)が備えられていることを特徴とする請求項5に記載の半導体装置。
- 一面側に、物理量に応じたセンサ信号を出力するセンシング部(16)が形成されたセンサ部(10)と、
前記センサ部と対向する一面(61)を有し、当該一面のうち前記センシング部と対向する領域に窪み部(66)が形成された半導体基板(63)と、
前記センサ部の一面と前記半導体基板の一面との間に配置された絶縁膜(64)と、を備え、
前記センサ部と前記窪み部との間の空間によって構成される気密室(70)に前記センシング部が気密封止されており、
前記半導体基板の一面のうち前記窪み部を取り囲む領域において、前記窪み部との境界となる領域を境界部(61a)とし、前記境界部を取り囲む領域を接合領域(61b)としたとき、前記接合領域の面積が前記境界部の面積より大きくされ、
前記半導体基板の一面は、前記接合領域が前記絶縁膜を介して前記センサ部と接合されている半導体装置の製造方法であって、
チップ単位に分割されることによって前記センサ部を構成する第1半導体ウェハ(14a)を用意し、前記第1半導体ウェハの各チップ形成領域に前記センシング部を形成する工程と、
チップ単位に分割されることによって前記半導体基板を構成する第2半導体ウェハ(63a)を用意し、前記第2半導体ウェハにおける前記第1半導体ウェハと対向する前記一面のうち前記センシング部と対向する位置に前記窪み部を形成する工程と、
前記第2半導体ウェハの一面のうち前記窪み部を取り囲む領域において、前記接合領域に前記境界部よりも膜厚が厚くなる前記絶縁膜を形成する工程と、
前記第1半導体ウェハと前記接合領域上に形成された前記絶縁膜とを接合することにより、前記第1半導体ウェハと前記第2半導体ウェハとを接合して積層ウェハ(100)を形成する工程と、
前記積層ウェハをチップ単位に分割する工程と、を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記絶縁膜を形成する工程では、前記第2半導体ウェハのうち前記接合領域に対して不純物をイオン注入し、当該不純物を活性化させて不純物層(67)を形成する工程と、前記第2半導体ウェハを熱酸化し、前記接合領域上の酸化を前記境界部上の酸化に対して増速酸化させることにより、前記接合領域に前記境界部よりも膜厚が厚くなる前記絶縁膜を形成する工程と、を行うことを特徴とする請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記絶縁膜を形成する工程では、前記第2半導体ウェハを熱酸化して熱酸化膜を形成する工程と、前記熱酸化膜上に酸素不透過膜(100)を形成する工程と、前記接合領域上に形成された前記熱酸化膜が露出するように前記酸素不透過膜をパターニングする工程と、前記第2半導体ウェハを再び熱酸化することにより、前記接合領域上に形成された前記熱酸化膜の膜厚が前記境界部上に形成された前記熱酸化膜の膜厚よりも厚くなる前記絶縁膜を形成する工程と、を行うことを特徴とする請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記絶縁膜を形成する工程では、前記第2半導体ウェハの一面に第1絶縁膜(64a)を形成する工程と、前記第1絶縁膜上にマスク(120)を形成する工程と、前記境界部上に形成された前記第1絶縁膜が露出するように前記マスクをパターニングする工程と、前記境界部上に形成された前記第1絶縁膜を除去する工程と、前記第2半導体ウェハの一面に第2絶縁膜(64b)を形成することにより、前記接合領域上に形成された前記第1、第2絶縁膜からなる前記絶縁膜の膜厚が前記境界部上に形成された前記第2絶縁膜からなる前記絶縁膜の膜厚よりも厚くなる前記絶縁膜を形成する工程と、を行うことを特徴とする請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
- 一面側に、物理量に応じたセンサ信号を出力するセンシング部(16)が形成されたセンサ部(10)と、
前記センサ部と対向する一面(61)を有し、当該一面のうち前記センシング部と対向する領域に窪み部(66)が形成された半導体基板(63)と、
前記センサ部の一面と前記半導体基板の一面との間に配置された絶縁膜(64)と、を備え、
前記センサ部と前記窪み部との間の空間によって構成される気密室(70)に前記センシング部が気密封止されており、
前記半導体基板の一面のうち前記窪み部を取り囲む領域において、前記窪み部との境界となる領域を境界部(61a)とし、前記境界部を取り囲む領域を接合領域(61b)としたとき、前記接合領域の面積が前記境界部の面積より大きくされており、
前記半導体基板の一面は、前記接合領域が前記絶縁膜を介して前記センサ部と接合されている半導体装置の製造方法であって、
チップ単位に分割されることによって前記センサ部を構成する第1半導体ウェハ(14a)を用意し、前記第1半導体ウェハの各チップ形成領域に前記センシング部を形成する工程と、
チップ単位に分割されることによって前記半導体基板を構成する第2半導体ウェハ(63a)を用意し、前記第2半導体ウェハにおける前記第1半導体ウェハと対向する前記一面のうち前記センシング部と対向する位置に前記窪み部を形成する工程と、
前記第2半導体ウェハの一面のうち前記窪み部を取り囲む領域において、前記接合領域のみに前記絶縁膜を形成する工程と、
前記第1半導体ウェハと前記接合領域上に形成された前記絶縁膜とを接合することにより、前記第1半導体ウェハと前記第2半導体ウェハとを接合して積層ウェハ(100)を形成する工程と、
前記積層ウェハをチップ単位に分割する工程と、を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記絶縁膜を形成する工程では、前記第2半導体ウェハの一面に絶縁膜を形成する工程と、当該絶縁膜上にマスク(120)を形成する工程と、前記境界部上に形成された前記絶縁膜が露出するように前記マスクをパターニングする工程と、前記境界部上に形成された前記絶縁膜を除去する工程と、を行うことを特徴とする請求項11に記載の半導体装置の製造方法。
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