JP6803579B2 - METHODS for manufacturing MEMS gas sensors, MEMS gas sensor mounts, MEMS gas sensor packages, MEMS gas sensor assemblies, and MEMS gas sensors - Google Patents

Description

本発明は、ガスセンサ、特に、ＭＥＭＳガスセンサに関する。 The present invention relates to gas sensors, especially MEMS gas sensors.

半導体式ガスセンサの感ガス材は、金属酸化物半導体（酸化スズ）からなる。還元ガスが高温状態の酸化スズに接触すると、表面の酸素が還元ガスと反応して取り去られる。その結果、酸化スズ中の電子が自由になる（つまり、酸化スズの抵抗が減少する）。以上の原理により、半導体式ガスセンサにおいてガスが検出される。
半導体式ガスセンサの一種であるＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）ガスセンサは、主に、半導体チップと、それを収容するパッケージとから構成されている。 The gas sensitive material of the semiconductor type gas sensor is made of a metal oxide semiconductor (tin oxide). When the reducing gas comes into contact with tin oxide at a high temperature, oxygen on the surface reacts with the reducing gas and is removed. As a result, the electrons in tin oxide are freed (ie, the resistance of tin oxide is reduced). According to the above principle, gas is detected by the semiconductor gas sensor.
A MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) gas sensor, which is a kind of semiconductor type gas sensor, is mainly composed of a semiconductor chip and a package for accommodating the semiconductor chip.

半導体チップには、キャビティが形成されている。キャビティの開口部には絶縁膜が形成され、絶縁膜に感ガス部が設けられている。感ガス部は、感ガス材と、薄膜ヒータとを有している。感ガス部はさらに配線を有している。配線は、感ガス材及び薄膜ヒータからキャビティの外部まで引き出され、電極パッドに接続されている（例えば、特許文献１を参照）。 A cavity is formed in the semiconductor chip. An insulating film is formed at the opening of the cavity, and a gas-sensitive portion is provided in the insulating film. The gas-sensitive unit has a gas-sensitive material and a thin film heater. The gas sensitive part further has wiring. The wiring is drawn from the gas sensitive material and the thin film heater to the outside of the cavity and connected to the electrode pad (see, for example, Patent Document 1).

特開２０１２−９８２３４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-98234

従来のＭＥＭＳガスセンサでは、電極パッドはワイヤボンディングを介して外部の配線に電気的に接続される。したがって、ＭＥＭＳガスセンサを収容するパッケージが大型化する。
従来のＭＥＭＳガスセンサの製造工程では、ウェハ基板に半導体チップ構造が多数形成された後に、ブレードダイシングで半導体チップごとに分断される。ブレードダイシング時に、ウェハ基板はダイシングテープの上に置かれる。この場合、各半導体チップの絶縁膜においてキャビティ開口に対応する部分（例えば、ブリッジ部）が、キャビティを介してダイシングテープから離れた位置にある。したがって、ブレードダイシング時に、ブリッジ部が破損しやすい。特に、ブリッジ部の強度が十分でない場合は、冷却水がかかるだけでブリッジ部が破損することがある。 In conventional MEMS gas sensors, the electrode pads are electrically connected to external wiring via wire bonding. Therefore, the package accommodating the MEMS gas sensor becomes large.
In the conventional manufacturing process of a MEMS gas sensor, after a large number of semiconductor chip structures are formed on a wafer substrate, the semiconductor chips are separated by blade dicing. During blade dicing, the wafer substrate is placed on the dicing tape. In this case, the portion (for example, the bridge portion) corresponding to the cavity opening in the insulating film of each semiconductor chip is located at a position away from the dicing tape via the cavity. Therefore, the bridge portion is easily damaged during blade dicing. In particular, if the strength of the bridge portion is not sufficient, the bridge portion may be damaged only by the cooling water.

本発明の目的は、ＭＥＭＳガスセンサを収容するパッケージを小型化することにある。
本発明の他の目的は、ＭＥＭＳガスセンサにおいて、感ガス材を支持する薄膜をブレードダイシング時に破損しにくくすることにある。 An object of the present invention is to reduce the size of a package containing a MEMS gas sensor.
Another object of the present invention is to make the thin film supporting the gas sensitive material less likely to be damaged during blade dicing in the MEMS gas sensor.

以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。 Hereinafter, a plurality of aspects will be described as means for solving the problem. These aspects can be arbitrarily combined as needed.

本発明の一見地に係るＭＥＭＳガスセンサは、絶縁体と、感ガス材と、電極とを備えている。
絶縁体は、キャビティを有する。
感ガス材は、キャビティの底面に設けられている。
電極は、感ガス材に接続されている。電極は、絶縁体の底面と反対側に露出した端部を有する。
このＭＥＭＳガスセンサでは、電極の端部が絶縁体の底面と反対側に露出しているので、ＭＥＭＳガスセンサをパッケージ用基板に例えば半田ボールといった接続材料で電気的に接続できる。その結果、ＭＥＭＳガスセンサを収容するパッケージを小型化できる。 The MEMS gas sensor according to the apparent aspect of the present invention includes an insulator, a gas sensitive material, and an electrode.
The insulator has a cavity.
The gas sensitive material is provided on the bottom surface of the cavity.
The electrodes are connected to the gas sensitive material. The electrode has an exposed end opposite to the bottom surface of the insulator.
In this MEMS gas sensor, since the end of the electrode is exposed on the side opposite to the bottom surface of the insulator, the MEMS gas sensor can be electrically connected to the packaging substrate with a connecting material such as a solder ball. As a result, the package containing the MEMS gas sensor can be miniaturized.

本発明の他の見地に係るＭＥＭＳガスセンサ実装体は、上述のＭＥＭＳガスセンサと、基板と、導電層と、接続材料とを備えている。
基板には、ＭＥＭＳガスセンサが搭載される。
導電層は、パッケージ用基板に設けられている。
接続材料は、導電層と電極の端部を電気的に接続する。 The MEMS gas sensor mounting body according to another aspect of the present invention includes the above-mentioned MEMS gas sensor, a substrate, a conductive layer, and a connecting material.
A MEMS gas sensor is mounted on the substrate.
The conductive layer is provided on the packaging substrate.
The connecting material electrically connects the conductive layer and the end of the electrode.

ＭＥＭＳガスセンサ実装体は、ＭＥＭＳガスセンサと基板との間の隙間をガスセンサの平面方向内外で遮断する遮断部材をさらに備えていてもよい。
このＭＥＭＳガスセンサ実装体では、遮蔽部材によって裏面からの熱の移動が遮断され、そのため熱効率が高くなる。したがって、感ガス材のガス検出感度が高くなる。なお、「遮断」とは、熱の移動を少なくとも制限し逃げにくくするように設けられていることを意味する。 The MEMS gas sensor mounting body may further include a blocking member that blocks the gap between the MEMS gas sensor and the substrate inside and outside the plane direction of the gas sensor.
In this MEMS gas sensor mounting body, the heat transfer from the back surface is blocked by the shielding member, and therefore the thermal efficiency is increased. Therefore, the gas detection sensitivity of the gas-sensitive material is increased. In addition, "blocking" means that it is provided so as to at least limit the transfer of heat and make it difficult to escape.

本発明の他の見地に係るＭＥＭＳガスセンサ・パッケージは、上述のＭＥＭＳガスセンサ実装体と、蓋部材とを備えている。蓋部材は、基板に固定され、ＭＥＭＳガスセンサ実装体を覆っている。「覆う」とは、ＭＥＭＳガスセンサ実装体を取り囲んでいる状態を意味する。 The MEMS gas sensor package according to another aspect of the present invention includes the above-mentioned MEMS gas sensor mounting body and a lid member. The lid member is fixed to the substrate and covers the MEMS gas sensor mounting body. By "covering" is meant surrounding the MEMS gas sensor mount.

本発明の他の見地に係るＭＥＭＳガスセンサ・パッケージは、上述のＭＥＭＳガスセンサ実装体と、遮蔽部材とを備えている。遮蔽部材は、絶縁体に固定され、キャビティの開口部を遮蔽している。「遮蔽」とは、開口部が閉じられるように一部又は全体を遮る状態を意味する。
このＭＥＭＳガスセンサ・パッケージでは、遮蔽部材が絶縁体に固定されているので、ＭＥＭＳガスセンサ・パッケージが小型化される。 The MEMS gas sensor package according to another aspect of the present invention includes the above-mentioned MEMS gas sensor mounting body and a shielding member. The shielding member is fixed to the insulator and shields the opening of the cavity. "Shielding" means a state in which a part or the whole is shielded so that the opening is closed.
In this MEMS gas sensor package, since the shielding member is fixed to the insulator, the MEMS gas sensor package is miniaturized.

本発明の他の見地に係るＭＥＭＳガスセンサ・パッケージは、上記のＭＥＭＳガスセンサと、絶縁体に固定されキャビティの開口部を遮蔽する遮蔽部材と、を備えている。
この場合、小型化されたＭＥＭＳガスセンサ・パッケージが得られる。
遮蔽部材は多孔質材料を有していてもよい。
この場合、キャビティ内には、上述の多孔質材料からガスが進入する。 The MEMS gas sensor package according to another aspect of the present invention includes the above-mentioned MEMS gas sensor and a shielding member fixed to an insulator to shield the opening of the cavity.
In this case, a miniaturized MEMS gas sensor package is obtained.
The shielding member may have a porous material.
In this case, gas enters the cavity from the above-mentioned porous material.

遮蔽部材は密封されており、キャビティの底面にはキャビティと外部とを連通する穴が形成されていてもよい。「密封」とは、隙間なく塞ぐこと、つまりガスが完全に通過不能であることを意味する。
この場合、キャビティ内には、上述の穴からガスが進入する。 The shielding member is hermetically sealed, and a hole for communicating the cavity with the outside may be formed on the bottom surface of the cavity. "Sealing" means closing tightly, that is, completely impassable for gas.
In this case, gas enters the cavity through the above-mentioned hole.

基板は、穴に対応する貫通部を有していてもよい。
この場合、キャビティ内には、上述の貫通部からガスが進入する。 The substrate may have a penetration corresponding to the hole.
In this case, gas enters the cavity from the above-mentioned penetrating portion.

本発明の他の見地に係るＭＥＭＳガスセンサ組立体は、上述のＭＥＭＳガスセンサと、第２ＭＥＭＳガスセンサとを有している。第２ＭＥＭＳガスセンサは、第２絶縁体と、第２感ガス材と、第２電極とを有している。第２絶縁体は、キャビティに対向する第２キャビティを有している。第２感ガス材は、第２絶縁体の第２底面と反対側に設けられている。第２電極は、第２感ガス材に接続されている。第２電極は、第２絶縁体の第２底面と反対側に露出した第２端部を有している。
このＭＥＭＳガスセンサ組立体では、第１電極の第１端部と第２電極の第２端部が反対側に分かれて設けられる。したがって、電極の取り出しが容易になる。 The MEMS gas sensor assembly according to another aspect of the present invention includes the above-mentioned MEMS gas sensor and the second MEMS gas sensor. The second MEMS gas sensor has a second insulator, a second gas sensitive material, and a second electrode. The second insulator has a second cavity facing the cavity. The second gas-sensitive material is provided on the side opposite to the second bottom surface of the second insulator. The second electrode is connected to the second gas sensitive material. The second electrode has a second end exposed on the side opposite to the second bottom surface of the second insulator.
In this MEMS gas sensor assembly, the first end portion of the first electrode and the second end portion of the second electrode are separately provided on opposite sides. Therefore, the electrode can be easily taken out.

本発明の他の見地に係るＭＥＭＳガスセンサの製造方法は、下記のステップを備えている。
◎絶縁体に複数のキャビティを形成するキャビティ形成ステップ
◎各キャビティの底面に感ガス材を形成する感ガス材形成ステップ
◎キャビティの底面を下側に配置した状態で支持面の上に載置して、キャビティ及び感ガス材ごとに切断する切断ステップ
このＭＥＭＳガスセンサの製造方法では、キャビティの底面が支持面に載置された状態で、切断ステップが実行される。したがって、感ガス材の周りのキャビティ底面が破損しにくい。 The method for manufacturing a MEMS gas sensor according to another aspect of the present invention includes the following steps.
◎ Cavity forming step to form multiple cavities in the insulator ◎ Gas sensitive material forming step to form gas sensitive material on the bottom surface of each cavity ◎ Placed on the support surface with the bottom surface of the cavity placed on the lower side Cutting step for cutting each cavity and gas sensitive material In this method for manufacturing a MEMS gas sensor, the cutting step is executed with the bottom surface of the cavity placed on the support surface. Therefore, the bottom surface of the cavity around the gas sensitive material is not easily damaged.

ＭＥＭＳガスセンサの製造方法は、下記のステップをさらに備えていてもよい。
◎キャビティ形成ステップの前に、感ガス材に接続される導電配線を絶縁体に形成する導電配線形成ステップ
◎導電配線形成ステップの後に、絶縁体にヒータ配線を形成するステップ The method for manufacturing a MEMS gas sensor may further include the following steps.
◎ Conductive wiring forming step of forming the conductive wiring connected to the gas sensitive material in the insulator before the cavity forming step ◎ After the conductive wiring forming step, the step of forming the heater wiring in the insulator

本発明においては、ＭＥＭＳガスセンサを収容するパッケージが小型化される。
本発明においては、ＭＥＭＳガスセンサにおいて、感ガス材を支持する薄膜がブレードダイシング時に破損しにくくなる。 In the present invention, the package containing the MEMS gas sensor is miniaturized.
In the present invention, in the MEMS gas sensor, the thin film supporting the gas sensitive material is less likely to be damaged during blade dicing.

本発明の一実施形態のＭＥＭＳガスセンサの断面図。Sectional drawing of the MEMS gas sensor of one Embodiment of this invention. ＭＥＭＳガスセンサの平面図。Top view of the MEMS gas sensor. 図２の部分拡大図であり、感ガス材の平面図。FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG. 2, which is a plan view of the gas sensitive material. ＭＥＭＳガスセンサ・パッケージの断面図。Sectional view of the MEMS gas sensor package. ブレードダイシングを示す断面図。Sectional drawing which shows blade dicing. ＭＥＭＳガスセンサ実装体の製造を示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the manufacture of a MEMS gas sensor mounting body. ＭＥＭＳガスセンサ実装体の製造を示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the manufacture of a MEMS gas sensor mounting body. ＭＥＭＳガスセンサの製造工程を示す断面図。The cross-sectional view which shows the manufacturing process of the MEMS gas sensor. ＭＥＭＳガスセンサの製造工程を示す断面図。The cross-sectional view which shows the manufacturing process of the MEMS gas sensor. ＭＥＭＳガスセンサの製造工程を示す断面図。The cross-sectional view which shows the manufacturing process of the MEMS gas sensor. ＭＥＭＳガスセンサの製造工程を示す断面図。The cross-sectional view which shows the manufacturing process of the MEMS gas sensor. ＭＥＭＳガスセンサの製造工程を示す断面図。The cross-sectional view which shows the manufacturing process of the MEMS gas sensor. ＭＥＭＳガスセンサの製造工程を示す断面図。The cross-sectional view which shows the manufacturing process of the MEMS gas sensor. ＭＥＭＳガスセンサの製造工程を示す断面図。The cross-sectional view which shows the manufacturing process of the MEMS gas sensor. ＭＥＭＳガスセンサの製造工程を示す断面図。The cross-sectional view which shows the manufacturing process of the MEMS gas sensor. ＭＥＭＳガスセンサの製造工程を示す断面図。The cross-sectional view which shows the manufacturing process of the MEMS gas sensor. ＭＥＭＳガスセンサの製造工程を示す断面図。The cross-sectional view which shows the manufacturing process of the MEMS gas sensor. ＭＥＭＳガスセンサの製造工程を示す断面図。The cross-sectional view which shows the manufacturing process of the MEMS gas sensor. ＭＥＭＳガスセンサの製造工程を示す断面図。The cross-sectional view which shows the manufacturing process of the MEMS gas sensor. ＭＥＭＳガスセンサの製造工程を示す断面図。The cross-sectional view which shows the manufacturing process of the MEMS gas sensor. ＭＥＭＳガスセンサの製造工程を示す断面図。The cross-sectional view which shows the manufacturing process of the MEMS gas sensor. ＭＥＭＳガスセンサの製造工程を示す断面図。The cross-sectional view which shows the manufacturing process of the MEMS gas sensor. 第２実施形態のＭＥＭＳガスセンサの製造工程を示す断面図。The cross-sectional view which shows the manufacturing process of the MEMS gas sensor of 2nd Embodiment. 第２実施形態のＭＥＭＳガスセンサの製造工程を示す断面図。The cross-sectional view which shows the manufacturing process of the MEMS gas sensor of 2nd Embodiment. 第２実施形態のＭＥＭＳガスセンサの製造工程を示す断面図。The cross-sectional view which shows the manufacturing process of the MEMS gas sensor of 2nd Embodiment. 第２実施形態のＭＥＭＳガスセンサの製造工程を示す断面図。The cross-sectional view which shows the manufacturing process of the MEMS gas sensor of 2nd Embodiment. 第３実施形態のＭＥＭＳガスセンサ・パッケージの断面図。Sectional drawing of the MEMS gas sensor package of 3rd Embodiment. 第４実施形態のＭＥＭＳガスセンサ・パッケージの断面図。Sectional drawing of the MEMS gas sensor package of 4th Embodiment. 第５実施形態のＭＥＭＳガスセンサ・パッケージの断面図。Sectional drawing of the MEMS gas sensor package of 5th Embodiment. 第６実施形態のＭＥＭＳガスセンサ組立体の断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view of the MEMS gas sensor assembly of the sixth embodiment. 第６実施形態のＭＥＭＳガスセンサ・パッケージの断面図。Sectional drawing of the MEMS gas sensor package of 6th Embodiment. 第７実施形態のＭＥＭＳガスセンサ組立体の断面図。Sectional drawing of the MEMS gas sensor assembly of 7th Embodiment. 第８実施形態のＭＥＭＳガスセンサ組立体の断面図。Sectional drawing of the MEMS gas sensor assembly of 8th Embodiment. 第９実施形態のＭＥＭＳガスセンサ・パッケージの断面図。Sectional drawing of the MEMS gas sensor package of 9th Embodiment. 第９実施形態のＭＥＭＳガスセンサ・パッケージの断面図。Sectional drawing of the MEMS gas sensor package of 9th Embodiment. 第１０実施形態のＭＥＭＳガスセンサ・パッケージの断面図。Sectional drawing of the MEMS gas sensor package of tenth embodiment. 第１０実施形態のＭＥＭＳガスセンサ・パッケージの断面図。Sectional drawing of the MEMS gas sensor package of tenth embodiment. 従来技術のブレードダイシングを示す断面図。Sectional drawing which shows the blade dicing of the prior art.

１．第１実施形態
（１）ＭＥＭＳガスセンサ
図１〜図３を用いて、本発明の一実施形態としてのＭＥＭＳガスセンサ１（以下、ガスセンサ１という）を説明する。図１は、本発明の一実施形態のＭＥＭＳガスセンサの断面図である。図２は、ＭＥＭＳガスセンサの平面図である。図３は、図２の部分拡大図であり、感ガス材の平面図である。 1. 1. First Embodiment (1) MEMS Gas Sensor A MEMS gas sensor 1 (hereinafter referred to as a gas sensor 1) as an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is a cross-sectional view of a MEMS gas sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view of the MEMS gas sensor. FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. 2 and is a plan view of the gas sensitive material.

ガスセンサ１は、ベース３（絶縁体の一例）を有している。ベース３は、厚み方向に対向する表面３ａ及び裏面３ｂを有している。「表面」、「裏面」は製造プロセス時の名称であり、図１では表面３ａが下側にあり裏面３ｂが上側にある。ベース３の材料は、例えば、シリコン、サファイヤガラス、石英ガラス、セラミックウェハ、ＳｉＣである。ベース３の厚みは、１００〜８００μｍである。ベース３は、キャビティ３ｃを有している。キャビティ３ｃは、表面３ａと裏面３ｂを貫通しており、表面３ａに開口する第１開口部５ａと裏面３ｂに開口する第２開口部５ｂとを有する。キャビティ３ｃの深さは、１００〜８００μｍである。キャビティ３ｃは、第２開口部５ｂから第１開口部５ａに向かうに従って横断面積が小さくなる四角錐形状である。ただし、キャビティの形状は、垂直穴でもよいし、平面形状は正方形、長方形、丸であってもよい。
なお、ベース３の裏面３ｂには酸化膜６が形成されている。酸化膜６の厚みは０．０５〜２μｍである。酸化膜６は、後述するプロセス時の裏面絶縁膜である。 The gas sensor 1 has a base 3 (an example of an insulator). The base 3 has a front surface 3a and a back surface 3b facing each other in the thickness direction. “Front surface” and “back surface” are names at the time of manufacturing process, and in FIG. 1, the front surface 3a is on the lower side and the back surface 3b is on the upper side. The material of the base 3 is, for example, silicon, sapphire glass, quartz glass, ceramic wafer, and SiC. The thickness of the base 3 is 100 to 800 μm. The base 3 has a cavity 3c. The cavity 3c penetrates the front surface 3a and the back surface 3b, and has a first opening 5a that opens to the front surface 3a and a second opening 5b that opens to the back surface 3b. The depth of the cavity 3c is 100 to 800 μm. The cavity 3c has a quadrangular pyramid shape in which the cross-sectional area decreases from the second opening 5b toward the first opening 5a. However, the shape of the cavity may be a vertical hole, and the planar shape may be a square, a rectangle, or a circle.
An oxide film 6 is formed on the back surface 3b of the base 3. The thickness of the oxide film 6 is 0.05 to 2 μm. The oxide film 6 is a backside insulating film during the process described later.

ガスセンサ１は、ベース絶縁層７を有している。ベース絶縁層７は、ベース３の表面３ａに形成されている。ベース絶縁層７は、酸化膜９と、層間絶縁膜１１と、保護膜１３とを有している。酸化膜９は、後述するプロセス時の表面絶縁膜である。酸化膜９の厚みは、０．０５〜２μｍである。層間絶縁膜１１の厚みは０．０５〜５μｍである。保護膜１３の厚みは０．０５〜０．５μｍである。層間絶縁膜１１及び保護膜１３の材料は、例えば、ＳｉＯ₂、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＳｉＮ_xＯ_y、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯである。 The gas sensor 1 has a base insulating layer 7. The base insulating layer 7 is formed on the surface 3a of the base 3. The base insulating layer 7 has an oxide film 9, an interlayer insulating film 11, and a protective film 13. The oxide film 9 is a surface insulating film during the process described later. The thickness of the oxide film 9 is 0.05 to 2 μm. The thickness of the interlayer insulating film 11 is 0.05 to 5 μm. The thickness of the protective film 13 is 0.05 to 0.5 μm. Material of the interlayer insulating film 11 and the protective film 13, for _{example, SiO 2, Si 3 N 4} , SiN x O y, Al 2 O 3, is MgO.

ベース絶縁層７は、図３に示すように、ベース３の表面３ａに固定される固定部１５と、固定部１５と一体に設けられてベース３の第１開口部５ａに対応して位置する薄板状のブリッジ部１７とを有する。ブリッジ部１７は、キャビティ３ｃの第１開口部５ａを塞ぐようにベース３上に形成された薄膜状の支持膜である。ブリッジ部１７は、平面視では、図３に示すように、中央部１９と、中央部１９と固定部１５とを連結する４本の連結部２１とを有する。連結部２１同士の間は、切り欠き２１ａとなっている。切り欠き２１ａは、図１に示すように、キャビティ３ｃの第１開口部５ａを連通させる部分である。切り欠き２１ａによって、応力緩和が実現されている。この実施形態では、図３に示すように、４本の連結部２１はＸ形状であり、４つの切り欠き２１ａの全体形状は丸である。
連結部は、例えば、２〜５本であり、卍形状、×形状、＋形状などである。また、薄板状部分は、ブリッジ部の代わりに、切り欠きがないメンブレン部であってもよい。 As shown in FIG. 3, the base insulating layer 7 is provided integrally with the fixing portion 15 fixed to the surface 3a of the base 3 and the fixing portion 15 and is located corresponding to the first opening 5a of the base 3. It has a thin plate-shaped bridge portion 17. The bridge portion 17 is a thin-film support film formed on the base 3 so as to close the first opening 5a of the cavity 3c. As shown in FIG. 3, the bridge portion 17 has a central portion 19 and four connecting portions 21 that connect the central portion 19 and the fixed portion 15. There is a notch 21a between the connecting portions 21. As shown in FIG. 1, the notch 21a is a portion through which the first opening 5a of the cavity 3c communicates. Stress relaxation is realized by the notch 21a. In this embodiment, as shown in FIG. 3, the four connecting portions 21 are X-shaped, and the overall shape of the four notches 21a is round.
The number of connecting portions is, for example, 2 to 5, such as a swastika shape, an × shape, and a + shape. Further, the thin plate-shaped portion may be a membrane portion having no notch instead of the bridge portion.

ガスセンサ１は、図３に示すように、ヒータ配線パターン２３を有している。ヒータ配線パターンの層構造は、図１に示すように、ヒータ層２３ａと、ヒータ層密着膜２３ｂである。ヒータ層２３ａの厚みは、０．１〜１μｍである。ヒータ層密着膜２３ｂの厚みは、０．０１〜０．５μｍである。ヒータ層２３ａの材料は、例えば、Ｐｔ、ＮｉＣｒ、Ｗ、Ｒｕ、Ｍｏである。ヒータ層密着膜２３ｂの材料は、例えば、Ｔｉ、Ｔａ、Ｔａ₂Ｏ₅、Ａｌ₂Ｏ₃である。ヒータ配線パターン２３は、層間絶縁膜１１の上に形成され保護膜１３に覆われている。そして、ヒータ配線パターン２３は、図１及び図３に示すように、ブリッジ部１７の中央部１９内に電気ヒータ部２５を有する。電気ヒータ部２５は、一対の電極パッド２７、２７に接続されている。電気ヒータ部２５は、感ガス材３３（後述）を加熱して、測定ガスと感ガス材３３の反応を促進させ、反応した後は速やかに吸着したガス及び水分を発散させる機能を有する。 As shown in FIG. 3, the gas sensor 1 has a heater wiring pattern 23. As shown in FIG. 1, the layer structure of the heater wiring pattern is a heater layer 23a and a heater layer adhesion film 23b. The thickness of the heater layer 23a is 0.1 to 1 μm. The thickness of the heater layer adhesion film 23b is 0.01 to 0.5 μm. The material of the heater layer 23a is, for example, Pt, NiCr, W, Ru, and Mo. The material of the heater layer adhesion film 23b is, for example, Ti, Ta, Ta ₂ O ₅ , and Al ₂ O ₃ . The heater wiring pattern 23 is formed on the interlayer insulating film 11 and is covered with the protective film 13. Then, as shown in FIGS. 1 and 3, the heater wiring pattern 23 has an electric heater portion 25 in the central portion 19 of the bridge portion 17. The electric heater unit 25 is connected to a pair of electrode pads 27, 27. The electric heater unit 25 has a function of heating the gas-sensitive material 33 (described later) to promote the reaction between the measurement gas and the gas-sensitive material 33, and promptly dissipate the adsorbed gas and moisture after the reaction.

ガスセンサ１は、電極配線パターン２９を有している。電極配線パターン２９の層構造は、図１に示すように、センス層２９ａと、センス層密着膜２９ｂである。センス層２９ａの厚みは０．１〜１μｍである。センス層密着膜２９ｂの厚みは０．０１〜０．５μｍである。センス層２９ａの材料は、例えば、Ｐｔ、Ｗ、Ｔｉである。センス層密着膜２９ｂの材料は、例えば、Ｔｉ、Ｔａ、Ｔａ₂Ｏ₅、Ａｌ₂Ｏ₃である。電極配線パターン２９は、図１及び図３に示すようにブリッジ部１７に検出用電極部３１を構成している。検出用電極部３１は、層間絶縁膜１１の表面上に形成されている。検出用電極部３１は、一対の電極パッド２８、２８に接続されている。検出用電極部３１は、感ガス材３３（後述）に検出対象のガスが付着したときに、ガスセンサ１内の抵抗値変化を検出する機能を有する。 The gas sensor 1 has an electrode wiring pattern 29. As shown in FIG. 1, the layer structure of the electrode wiring pattern 29 is a sense layer 29a and a sense layer adhesion film 29b. The thickness of the sense layer 29a is 0.1 to 1 μm. The thickness of the sense layer adhesion film 29b is 0.01 to 0.5 μm. The material of the sense layer 29a is, for example, Pt, W, Ti. The material of the sense layer adhesion film 29b is, for example, Ti, Ta, Ta ₂ O ₅ , and Al ₂ O ₃ . As shown in FIGS. 1 and 3, the electrode wiring pattern 29 constitutes a detection electrode portion 31 in the bridge portion 17. The detection electrode portion 31 is formed on the surface of the interlayer insulating film 11. The detection electrode portion 31 is connected to a pair of electrode pads 28, 28. The detection electrode portion 31 has a function of detecting a change in the resistance value in the gas sensor 1 when the gas to be detected adheres to the gas sensitive material 33 (described later).

ガスセンサ１は、感ガス材３３を有する。感ガス材３３は、被測定ガスに感応（反応）する性質を有する。具体的には、感ガス材３３は、被測定ガスの濃度変化に応じて、抵抗値が変化する。感ガス材３３は、検出用電極部３１を覆うようにブリッジ部１７の中央部１９上に形成されている。言い換えると、感ガス材３３は、キャビティ３ｃの底面に設けられている。感ガス材３３の厚みは、３〜５０μｍである。感ガス材３３の材料は、例えば、ＳｎＯ₂、ＷＯ₃、ＺｎＯ、ＮｉＯ、ＣｕＯ、ＦｅＯ、Ｉｎ₂Ｏ₃である。感ガス材３３の形成方法は、例えば、スクリーン印刷、ディスペンサ塗布、インクジェット塗布、スパッタリングである。 The gas sensor 1 has a gas sensitive material 33. The gas-sensitive material 33 has a property of being sensitive (reacting) to the gas to be measured. Specifically, the resistance value of the gas-sensitive material 33 changes according to the change in the concentration of the gas to be measured. The gas sensitive material 33 is formed on the central portion 19 of the bridge portion 17 so as to cover the detection electrode portion 31. In other words, the gas sensitive material 33 is provided on the bottom surface of the cavity 3c. The thickness of the gas sensitive material 33 is 3 to 50 μm. The material of the gas sensitive material 33 is, for example, SnO ₂ , WO ₃ , ZnO, NiO, CuO, FeO, and In ₂ O ₃ . The method for forming the gas-sensitive material 33 is, for example, screen printing, dispenser coating, inkjet coating, and sputtering.

前述したように、電極配線パターン２９は、キャビティ３ｃの底面と反対側に露出した一対の電極パッド２８、２８（端部の一例）を有する。したがって、ガスセンサ１をパッケージ用基板４３に例えば半田ボールといった接続材料で電気的に接続できる。その結果、ガスセンサ１を収容するパッケージ（後述）を小型化できる。 As described above, the electrode wiring pattern 29 has a pair of electrode pads 28, 28 (an example of an end portion) exposed on the side opposite to the bottom surface of the cavity 3c. Therefore, the gas sensor 1 can be electrically connected to the package substrate 43 with a connecting material such as a solder ball. As a result, the package (described later) accommodating the gas sensor 1 can be miniaturized.

（２）パッケージ
図４を用いて、ＭＥＭＳガスセンサ・パッケージ４１（以下、パッケージ４１という）を説明する．図４は、ＭＥＭＳガスセンサ・パッケージの断面図である。
パッケージ４１は、実装用基板５３の上面に搭載されている。パッケージ４１は、パッケージ用基板４３を有している。パッケージ用基板４３の上面には、配線４６（導電層の一例）が形成されている。
ガスセンサ１は、パッケージ用基板４３の表面に搭載されている。ガスセンサ１の電極パッド２７，２８は、半田ボール４７（接続材料の一例）を介して配線４６に電気的に接続されている。パッケージ用基板４３とガスセンサ１によって、ＭＥＭＳガスセンサ実装体４９（以下、実装体４９という）が実現されている。なお、半田ボール４７のサイズによって、実装体４９の裏面側のエアギャップが調整される。 (2) Package The MEMS gas sensor package 41 (hereinafter referred to as the package 41) will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view of the MEMS gas sensor package.
The package 41 is mounted on the upper surface of the mounting board 53. The package 41 has a packaging substrate 43. Wiring 46 (an example of a conductive layer) is formed on the upper surface of the packaging substrate 43.
The gas sensor 1 is mounted on the surface of the packaging substrate 43. The electrode pads 27 and 28 of the gas sensor 1 are electrically connected to the wiring 46 via a solder ball 47 (an example of a connecting material). The MEMS gas sensor mounting body 49 (hereinafter referred to as mounting body 49) is realized by the packaging substrate 43 and the gas sensor 1. The air gap on the back surface side of the mounting body 49 is adjusted according to the size of the solder balls 47.

パッケージ４１は、蓋部材５１を有している。蓋部材５１の材料は、例えば、絶縁樹脂である。蓋部材５１は、パッケージ用基板４３に固定され、実装体４９を覆っている。「覆う」とは、実装体４９を取り囲んでいる状態を意味する。さらに詳しくは、蓋部材５１は、実装体４９の側方にある側部と上方にある上部とを有している。蓋部材５１には、外部からパッケージ４１内に測定ガスを導入するための複数のガス導入孔５１ａが設けられている。 The package 41 has a lid member 51. The material of the lid member 51 is, for example, an insulating resin. The lid member 51 is fixed to the packaging substrate 43 and covers the mounting body 49. "Covering" means a state surrounding the mounting body 49. More specifically, the lid member 51 has a side portion on the side of the mounting body 49 and an upper portion on the upper side. The lid member 51 is provided with a plurality of gas introduction holes 51a for introducing the measurement gas into the package 41 from the outside.

（３）ブレードダイシング及び実装体の製造
図５を用いて、ブレードダイシングを説明する。図５は、ブレードダイシングを示す断面図である。ブレードダイシングは、キャビティ３ｃの底面を下側に配置した状態で、ウェハ３Ａをダイシングテープ４５（支持面の一例）上に載置して、複数のガスセンサ１（キャビティ３ｃ及び感ガス材３３を含む）ごとに切断する工程である。ブレードダイシングには、例えば、高速回転するダイヤモンド・ブレードが用いられる。 (3) Blade Dicing and Manufacture of Mounted Body Blade dicing will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view showing blade dicing. The blade dicing includes a plurality of gas sensors 1 (cavity 3c and gas sensitive material 33) by placing the wafer 3A on a dicing tape 45 (an example of a support surface) with the bottom surface of the cavity 3c arranged on the lower side. ) Is the process of cutting. For blade dicing, for example, a diamond blade that rotates at high speed is used.

ウェハ３Ａは、ベース絶縁層７を下側にしてダイシングテープ４５の上面に置かれる。ダイシングテープ４５は、ＵＶ照射で低粘着化するものを使用することが好ましい。その場合は、ピックアップ時のブリッジ破損や電極パターン剥離も防止できる。
そして、ブレード（図示せず）が上方から個々のガスセンサ１を切断する。
このとき、本実施形態ではブリッジ部１７はダイシングテープ４５の上に置かれているので、破損しにくい。従来の構造であれば、図２０に示すように、ブリッジ部１１７がダイシングテープ１４５に支持されていないので、ブレードダイシングによってＭＥＭＳガスセンサ１０１を製造する時にブリッジ部１１７が破損しやすかった。図２０は、従来技術のブレードダイシングを示す断面図である。 The wafer 3A is placed on the upper surface of the dicing tape 45 with the base insulating layer 7 facing down. As the dicing tape 45, it is preferable to use a dicing tape 45 that has low adhesiveness by UV irradiation. In that case, damage to the bridge and peeling of the electrode pattern during pickup can be prevented.
Then, a blade (not shown) cuts each gas sensor 1 from above.
At this time, since the bridge portion 17 is placed on the dicing tape 45 in the present embodiment, it is not easily damaged. In the conventional structure, as shown in FIG. 20, since the bridge portion 117 is not supported by the dicing tape 145, the bridge portion 117 is liable to be damaged when the MEMS gas sensor 101 is manufactured by blade dicing. FIG. 20 is a cross-sectional view showing a conventional blade dicing.

図６及び図７を用いて、ブレードダイシング後の実装体４９の製造を説明する。図６及び図７は、ＭＥＭＳガスセンサ実装体の製造を示す断面図である。
図６に示すように、半田ボール４７を配線４６の上に載せた状態にする。そして、半田ボール４７を加熱する。これにより、半田ボール４７と配線４６が接続される。次に、図７に示すように、ガスセンサ１を位置合わせしてパッケージ用基板４３の上に置き加熱する。これにより、電極パッド２７，２８が半田ボール４７を介して配線４６に接続される。
または、図６に示すように、半田ボール４７を配線４６の上に載せた状態にする。そして、半田ボール４７を加熱した状態で、図７に示すように、ガスセンサ１を上方からパッケージ用基板４３の上に置く。これにより、電極パッド２７，２８が半田ボール４７を介して配線４６に接続される。この結果、実装体４９が得られる。 The production of the mounting body 49 after the blade dicing will be described with reference to FIGS. 6 and 7. 6 and 7 are cross-sectional views showing the manufacture of a MEMS gas sensor mount.
As shown in FIG. 6, the solder balls 47 are placed on the wiring 46. Then, the solder balls 47 are heated. As a result, the solder ball 47 and the wiring 46 are connected. Next, as shown in FIG. 7, the gas sensor 1 is aligned and placed on the packaging substrate 43 for heating. As a result, the electrode pads 27 and 28 are connected to the wiring 46 via the solder balls 47.
Alternatively, as shown in FIG. 6, the solder balls 47 are placed on the wiring 46. Then, in a state where the solder balls 47 are heated, the gas sensor 1 is placed on the package substrate 43 from above as shown in FIG. 7. As a result, the electrode pads 27 and 28 are connected to the wiring 46 via the solder balls 47. As a result, the mounting body 49 is obtained.

（４）ガスセンサの製造方法
図８Ａ〜図８Ｏを用いて、ガスセンサ１の製造方法を説明する。図８Ａ〜図８Ｏは、ＭＥＭＳガスセンサの製造工程を示す断面図である。なお、製造工程の途中であっても、完成品の各構成に対応する構成には同じ符号を付している場合がある。 (4) Manufacturing Method of Gas Sensor The manufacturing method of the gas sensor 1 will be described with reference to FIGS. 8A to 8O. 8A-8O are cross-sectional views showing a manufacturing process of the MEMS gas sensor. Even in the middle of the manufacturing process, the same reference numerals may be given to the configurations corresponding to the respective configurations of the finished product.

図８Ａに示すように、ベース３の材料として、例えばシリコン単結晶基板からなる大面積のウェハ３Ａの投入が行われる。ウェハ３Ａは、表面３ａと裏面３ｂとを有している。
図８Ｂに示すように、ウェハ３Ａの表面３ａと裏面３ｂに酸化膜９と酸化膜６がそれぞれ形成される。酸化膜は例えば熱酸化法によって形成される。 As shown in FIG. 8A, as the material of the base 3, for example, a large-area wafer 3A made of a silicon single crystal substrate is charged. Wafer 3A has a front surface 3a and a back surface 3b.
As shown in FIG. 8B, the oxide film 9 and the oxide film 6 are formed on the front surface 3a and the back surface 3b of the wafer 3A, respectively. The oxide film is formed by, for example, a thermal oxidation method.

以下、図８Ｃ〜図８Ｅを用いて、電極配線パターン２９（導電配線の一例）をウェハ３Ａ（絶縁体の一例）に形成するステップ（導電配線形成ステップの一例）を説明する。
図８Ｃに示すように、センス層２９ａとセンス層密着膜２９ｂが酸化膜９の上に形成される。さらに、所定のパターンのレジスト５２がセンス層２９ａとセンス層密着膜２９ｂの上に形成される。所定のパターンは、レジスト塗布、露光、現像工程によって形成される。 Hereinafter, the step of forming the electrode wiring pattern 29 (an example of the conductive wiring) on the wafer 3A (an example of the insulator) (an example of the conductive wiring forming step) will be described with reference to FIGS. 8C to 8E.
As shown in FIG. 8C, the sense layer 29a and the sense layer adhesion film 29b are formed on the oxide film 9. Further, a resist 52 having a predetermined pattern is formed on the sense layer 29a and the sense layer adhesion film 29b. The predetermined pattern is formed by resist coating, exposure, and developing steps.

図８Ｄに示すように、センス層２９ａ及びセンス層密着膜２９ｂがドライエッチングされる。ドライエッチングは例えばプラズマ・エッチングである。さらに、レジスト５２が除去される。その結果、センス層２９ａが下層側に配置され、後述するキャビティ開口時に検出用電極部３１のセンス層２９ａがキャビティ３ｃ側に露出する。
図８Ｅに示すように、センス層２９ａ及びセンス層密着膜２９ｂの上に、層間絶縁膜１１が形成されるようになる。 As shown in FIG. 8D, the sense layer 29a and the sense layer adhesion film 29b are dry-etched. Dry etching is, for example, plasma etching. Further, the resist 52 is removed. As a result, the sense layer 29a is arranged on the lower layer side, and the sense layer 29a of the detection electrode portion 31 is exposed on the cavity 3c side when the cavity is opened, which will be described later.
As shown in FIG. 8E, the interlayer insulating film 11 is formed on the sense layer 29a and the sense layer adhesion film 29b.

以下、図８Ｆ〜図８Ｉを用い、ウェハ３Ａにヒータ配線パターン２３を形成するステップを説明する。
図８Ｆに示すように、ヒータ層２３ａ及びヒータ層密着膜２３ｂが、層間絶縁膜１１の上に形成される。さらに、所定のレジスト５４がヒータ層２３ａ及びヒータ層密着膜２３ｂの上に形成される。 Hereinafter, the steps of forming the heater wiring pattern 23 on the wafer 3A will be described with reference to FIGS. 8F to 8I.
As shown in FIG. 8F, the heater layer 23a and the heater layer adhesion film 23b are formed on the interlayer insulating film 11. Further, a predetermined resist 54 is formed on the heater layer 23a and the heater layer adhesion film 23b.

図８Ｇに示すように、ヒータ層２３ａ及びヒータ層密着膜２３ｂがドライエッチングされる。さらに、レジスト５４が除去される。
図８Ｈに示すように、保護膜１３がヒータ層２３ａ及びヒータ層密着膜２３ｂの上に形成される。 As shown in FIG. 8G, the heater layer 23a and the heater layer adhesion film 23b are dry-etched. Further, the resist 54 is removed.
As shown in FIG. 8H, the protective film 13 is formed on the heater layer 23a and the heater layer adhesion film 23b.

図８Ｉに示すように、ベース絶縁層７に電極パッド開口５５が形成される。
図８Ｊに示すように、レジスト４８が電極パッド形成部以外を覆うように形成され、次に、電極パッド２７，２８が電極パッド開口５５の底面に形成される。このとき、レジスト４８の上には電極パッドと同じ材料の層５０が形成される。電極パッド２７はヒータ配線パターン２３に接続され、電極パッド２８は電極配線パターン２９に接続される。このようにして、ベース３の表面３ａに、電極パッド２７，２８が形成される。 As shown in FIG. 8I, an electrode pad opening 55 is formed in the base insulating layer 7.
As shown in FIG. 8J, the resist 48 is formed so as to cover other than the electrode pad forming portion, and then the electrode pads 27 and 28 are formed on the bottom surface of the electrode pad opening 55. At this time, a layer 50 made of the same material as the electrode pad is formed on the resist 48. The electrode pad 27 is connected to the heater wiring pattern 23, and the electrode pad 28 is connected to the electrode wiring pattern 29. In this way, the electrode pads 27 and 28 are formed on the surface 3a of the base 3.

図８Ｋに示すように、連結部２１同士の間となる切り欠き２１ａが形成される。これにより、中央部１９も形成される。
図８Ｌに示すように、ウェハ３Ａを上下反転させる。これにより、プロセス時の裏面３ｂが上に配置される。そして、次に、酸化膜６の中央部分が除去される。この除去部分５８が、キャビティ３ｃの第２開口部５ｂに対応する。 As shown in FIG. 8K, a notch 21a is formed between the connecting portions 21. As a result, the central portion 19 is also formed.
As shown in FIG. 8L, the wafer 3A is turned upside down. As a result, the back surface 3b during the process is placed on top. Then, the central portion of the oxide film 6 is then removed. The removed portion 58 corresponds to the second opening 5b of the cavity 3c.

図８Ｍに示すように、ウェハ３Ａにキャビティ３ｃが形成される。具体的には、異方性エッチングによりウェハ３Ａの露出した裏面３ｂ側からエッチングを施して、輪郭形状が方形状（ほぼ正方形）になる第２開口部５ｂを有するキャビティ３ｃを形成する。キャビティ形成後には、検出用電極部３１上の酸化膜９が除去される。除去方法は、ドライ又はウェットのエッチングである。この結果、検出用電極部３１がキャビティ３ｃの底面にて露出される。
以上の工程が、ＭＥＭＳチップ形成工程である。 As shown in FIG. 8M, the cavity 3c is formed in the wafer 3A. Specifically, etching is performed from the exposed back surface 3b side of the wafer 3A by anisotropic etching to form a cavity 3c having a second opening 5b having a rectangular contour shape (almost square). After the cavity is formed, the oxide film 9 on the detection electrode portion 31 is removed. The removal method is dry or wet etching. As a result, the detection electrode portion 31 is exposed on the bottom surface of the cavity 3c.
The above step is the MEMS chip forming step.

図８Ｎに示すように、感ガス材３３が形成される。感ガス材３３は、中央部１９の検出用電極部３１（キャビティ３ｃの底面）の上に形成される。つまり、感ガス材３３は、検出用電極部３１を覆うように中央部１９の表面に形成される。一例として、感ガス材３３は、Ｉｎ₂Ｏ₃を主成分とする金属化合物半導体をペースト化したものを中央部１９の表面に塗布し、６５０℃以上で焼成することにより形成する。 As shown in FIG. 8N, the gas sensitive material 33 is formed. The gas sensitive material 33 is formed on the detection electrode portion 31 (bottom surface of the cavity 3c) of the central portion 19. That is, the gas sensitive material 33 is formed on the surface of the central portion 19 so as to cover the detection electrode portion 31. As an example, the gas-sensitive material 33 is formed by applying a paste of a metal compound semiconductor containing In ₂ O ₃ as a main component to the surface of the central portion 19 and firing it at 650 ° C. or higher.

図８Ｏに示すように、ウェハ３Ａに対してブレードダイシングが行われる。この結果、複数のブリッジ型のガスセンサ１が得られる。
このガスセンサ１の製造方法では、キャビティ３ｃの底面が支持面に載置された状態で、切断ステップが実行される。したがって、感ガス材３３の周りのキャビティ底面（例えば、ブリッジ部１７）が破損しにくい。 As shown in FIG. 8O, blade dicing is performed on the wafer 3A. As a result, a plurality of bridge-type gas sensors 1 can be obtained.
In this method of manufacturing the gas sensor 1, the cutting step is executed with the bottom surface of the cavity 3c placed on the support surface. Therefore, the bottom surface of the cavity (for example, the bridge portion 17) around the gas sensitive material 33 is not easily damaged.

２．第２実施形態
図８Ｐ〜図８Ｓを用いて、ガスセンサ１の他の実施形態を説明する。この実施形態では、メンブレン型のガスセンサが対象である。図８Ａ〜図８Ｌまでは前記実施形態と同じである。
図８Ｐに示すように、ウェハ３Ａを上下反転させて、次に酸化膜６の中央部分を除去する。この除去部分５８がキャビティ３ｃの第２開口部５ｂに対応する。 2. 2. Second Embodiment With reference to FIGS. 8P to 8S, another embodiment of the gas sensor 1 will be described. In this embodiment, a membrane type gas sensor is targeted. 8A to 8L are the same as those in the above embodiment.
As shown in FIG. 8P, the wafer 3A is turned upside down, and then the central portion of the oxide film 6 is removed. The removed portion 58 corresponds to the second opening 5b of the cavity 3c.

図８Ｑに示すように、ウェハ３Ａにキャビティ３ｃが形成される。キャビティ形成後には、検出用電極部３１上の酸化膜９が除去される。除去方法は、ドライ又はウェットのエッチングである。この結果、検出用電極部３１がキャビティ３ｃの底面にて露出される
図８Ｒに示すように、感ガス材３３が形成される。感ガス材３３は、中央部１９の検出用電極部３１（キャビティ３ｃの底面）の上に形成される。 As shown in FIG. 8Q, the cavity 3c is formed in the wafer 3A. After the cavity is formed, the oxide film 9 on the detection electrode portion 31 is removed. The removal method is dry or wet etching. As a result, as shown in FIG. 8R where the detection electrode portion 31 is exposed on the bottom surface of the cavity 3c, the gas sensitive material 33 is formed. The gas sensitive material 33 is formed on the detection electrode portion 31 (bottom surface of the cavity 3c) of the central portion 19.

図８Ｓに示すように、ウェハ３Ａに対してブレードダイシングが行われる。この結果、複数のメンブレン型のガスセンサ１が得られる。
このガスセンサ１の製造方法では、キャビティ３ｃの底面が支持面に載置された状態で、切断ステップが実行される。したがって、感ガス材３３の周りのキャビティ底面が破損しにくい。 As shown in FIG. 8S, blade dicing is performed on the wafer 3A. As a result, a plurality of membrane-type gas sensors 1 can be obtained.
In this method of manufacturing the gas sensor 1, the cutting step is executed with the bottom surface of the cavity 3c placed on the support surface. Therefore, the bottom surface of the cavity around the gas sensitive material 33 is not easily damaged.

３．第３実施形態
図９を用いて、ＭＥＭＳガスセンサ・パッケージ６１（以下、パッケージ６１という）を説明する。図９は、第３実施形態のＭＥＭＳガスセンサ・パッケージの断面図である。
パッケージ６１は、実装用基板５３に搭載されている。実装用基板５３の上面には、配線４６（導電層の一例）が形成されている。 3. 3. Third Embodiment The MEMS gas sensor package 61 (hereinafter referred to as a package 61) will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view of the MEMS gas sensor package of the third embodiment.
The package 61 is mounted on the mounting board 53. Wiring 46 (an example of a conductive layer) is formed on the upper surface of the mounting substrate 53.

ガスセンサ１の電極パッド２７，２８は、半田ボール４７（接続材料の一例）を介して配線４６に電気的に接続されている。実装用基板５３とガスセンサ１によって、ＭＥＭＳガスセンサ実装体４９（以下、実装体４９という）が実現されている。 The electrode pads 27 and 28 of the gas sensor 1 are electrically connected to the wiring 46 via a solder ball 47 (an example of a connecting material). The MEMS gas sensor mounting body 49 (hereinafter referred to as mounting body 49) is realized by the mounting board 53 and the gas sensor 1.

パッケージ６１は、遮蔽部材６３を有している。遮蔽部材６３の材料は、例えば、ＭＥＭＳ加工で微細貫通穴が空いたＳｉ基板である。遮蔽部材６３は、ガスセンサ１のベース３に固定され、キャビティ３ｃの第２開口部５ｂを遮蔽している。「遮蔽」とは、開口部が閉じられるように一部又は全体を遮る状態を意味する。遮蔽部材６３には、ガスセンサ１の外部から測定ガスを導入する複数のガス導入孔６３ａが設けられている。
このパッケージ６１では、遮蔽部材６３がベース３に固定されているので、パッケージ６１が小型化される。 The package 61 has a shielding member 63. The material of the shielding member 63 is, for example, a Si substrate having fine through holes formed by MEMS processing. The shielding member 63 is fixed to the base 3 of the gas sensor 1 and shields the second opening 5b of the cavity 3c. "Shielding" means a state in which a part or the whole is shielded so that the opening is closed. The shielding member 63 is provided with a plurality of gas introduction holes 63a for introducing the measurement gas from the outside of the gas sensor 1.
In this package 61, since the shielding member 63 is fixed to the base 3, the package 61 is miniaturized.

４．第４実施形態
図１０を用いて、ＭＥＭＳガスセンサ・パッケージ６５（以下、パッケージ６５という）を説明する。図１０は、第４実施形態のＭＥＭＳガスセンサ・パッケージの断面図である。パッケージ６５の基本的な構造は第３実施形態と同じである。
パッケージ６５は、遮蔽部材６７を有している。遮蔽部材６７は、ガスセンサ１のベース３に固定され、キャビティ３ｃの第２開口部５ｂを遮蔽している。「遮蔽」とは、開口部が閉じられるように一部又は全体を遮る状態を意味する。遮蔽部材６７は多孔質材料からなる。具体的には、遮蔽部材６７の材料は、例えば、ポーラスＳｉ、多孔質セラミックである。この場合、キャビティ３ｃ内には、上述の多孔質材料からガスが進入する。 4. Fourth Embodiment The MEMS gas sensor package 65 (hereinafter referred to as a package 65) will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a cross-sectional view of the MEMS gas sensor package of the fourth embodiment. The basic structure of the package 65 is the same as that of the third embodiment.
The package 65 has a shielding member 67. The shielding member 67 is fixed to the base 3 of the gas sensor 1 and shields the second opening 5b of the cavity 3c. "Shielding" means a state in which a part or the whole is shielded so that the opening is closed. The shielding member 67 is made of a porous material. Specifically, the material of the shielding member 67 is, for example, porous Si or porous ceramic. In this case, gas enters the cavity 3c from the above-mentioned porous material.

パッケージ６５では、遮蔽部材６７がベース３に固定されているので、パッケージ６５が小型化される。 In the package 65, since the shielding member 67 is fixed to the base 3, the package 65 is miniaturized.

５．第５実施形態
図１１を用いて、ＭＥＭＳガスセンサ・パッケージ６９（以下、パッケージ６９という）を説明する。図１１は、第５実施形態のＭＥＭＳガスセンサ・パッケージの断面図である。パッケージ６９の基本的な構造は第３実施形態と同じである。
パッケージ６９は、遮蔽部材７１を有している。遮蔽部材７１の材料は、例えば、絶縁樹脂である。遮蔽部材７１は、ガスセンサ１のベース３に固定され、キャビティ３ｃの第２開口部５ｂを遮蔽している。「遮蔽」とは、開口部が閉じられるように一部又は全体を遮る状態を意味する。遮蔽部材７１には穴が空いておらず、ガスが通過不能である。この場合、キャビティ３ｃ内には、上述の遮蔽部材７１からガスが進入しない。 5. Fifth Embodiment The MEMS gas sensor package 69 (hereinafter referred to as a package 69) will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a cross-sectional view of the MEMS gas sensor package of the fifth embodiment. The basic structure of the package 69 is the same as that of the third embodiment.
Package 69 has a shielding member 71. The material of the shielding member 71 is, for example, an insulating resin. The shielding member 71 is fixed to the base 3 of the gas sensor 1 and shields the second opening 5b of the cavity 3c. "Shielding" means a state in which a part or the whole is shielded so that the opening is closed. There are no holes in the shielding member 71, and gas cannot pass through. In this case, gas does not enter the cavity 3c from the above-mentioned shielding member 71.

パッケージ６９では、遮蔽部材７１がベース３に固定されているので、パッケージ６９が小型化される。
ガスセンサ１はブリッジ型であるので、キャビティ３ｃの底面には、キャビティ３ｃと外部とを連通する切り欠き２１ａが形成されていている。この場合、切り欠き２１ａが、空気穴として機能しており、キャビティ３ｃ内には切り欠き２１ａからガスが進入する。他の実施形態として、ガスセンサ１がメンブレン型の場合は、薄膜状の支持膜に貫通穴が形成されている。 In the package 69, since the shielding member 71 is fixed to the base 3, the package 69 is miniaturized.
Since the gas sensor 1 is a bridge type, a notch 21a that communicates the cavity 3c with the outside is formed on the bottom surface of the cavity 3c. In this case, the notch 21a functions as an air hole, and gas enters the cavity 3c from the notch 21a. As another embodiment, when the gas sensor 1 is a membrane type, a through hole is formed in the thin-film support film.

実装用基板５３は、切り欠き２１ａに対応する貫通部５３ａを有している。したがって、キャビティ３ｃ内に流入するガスの量が多くなる。 The mounting substrate 53 has a penetration portion 53a corresponding to the notch 21a. Therefore, the amount of gas flowing into the cavity 3c increases.

６．第６実施形態
図１２を用いて、ＭＥＭＳガスセンサ組立体７３（以下、組立体７３という）を説明する。図１２は、第６実施形態のＭＥＭＳガスセンサ組立体の断面図である。
組立体７３は、上述のＭＥＭＳガスセンサ１（以下、ガスセンサ１という）と、第２ＭＥＭＳガスセンサ７５（以下、第２ガスセンサ７５）とを有している。 6. A MEMS gas sensor assembly 73 (hereinafter referred to as an assembly 73) will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a cross-sectional view of the MEMS gas sensor assembly of the sixth embodiment.
The assembly 73 has the above-mentioned MEMS gas sensor 1 (hereinafter, referred to as gas sensor 1) and the second MEMS gas sensor 75 (hereinafter, second gas sensor 75).

第２ガスセンサ７５は、第２ベース８３（第２絶縁体の一例）と、第２感ガス材８５（第２感ガス材の一例）と、第２電極配線パターン８７（第２電極の一例）とを有している。第２ガスセンサ７５は、ガスセンサ１と同様にヒータ等を有しているが、ここでは説明を省略する。
第２ベース８３は、キャビティ３ｃに対向する第２キャビティ８３ａを有している。第２感ガス材８５は、第２ベース８３の底面８３ｂ（第２底面の一例）と反対側に設けられている。第２電極配線パターン８７は、第２感ガス材８５に接続されている。第２電極配線パターン８７は、第２ベース８３の底面８３ｂと反対側に露出した電極パッド８９（第２端部の一例）を有している。 The second gas sensor 75 includes a second base 83 (an example of a second insulator), a second gas sensitive material 85 (an example of a second gas sensitive material), and a second electrode wiring pattern 87 (an example of a second electrode). And have. The second gas sensor 75 has a heater or the like like the gas sensor 1, but the description thereof will be omitted here.
The second base 83 has a second cavity 83a facing the cavity 3c. The second gas-sensitive material 85 is provided on the side opposite to the bottom surface 83b (an example of the second bottom surface) of the second base 83. The second electrode wiring pattern 87 is connected to the second gas sensitive material 85. The second electrode wiring pattern 87 has an electrode pad 89 (an example of a second end portion) exposed on the side opposite to the bottom surface 83b of the second base 83.

この組立体７３では、電極配線パターン２９の電極パッド２８と第２電極配線パターン８７の電極パッド８９が反対側に分かれて設けられる。したがって、電極の取り出しが容易になる。
以上に述べたように、２つのＭＥＭＳセンサを重ねる構造とすることで、２種類の感ガス材料を用いたチップを形成できる。
また、同じ形状のＭＥＭＳガスセンサを重ねると、電極の取り出しが困難であったが、本実施形態の構造では、異なった形状をした２種類のガスセンサ同士の重ね合わせとなり、そのため電極取り出しは表側と裏側に分かれる。つまり、電極の取り出しが容易である。 In the assembly 73, the electrode pad 28 of the electrode wiring pattern 29 and the electrode pad 89 of the second electrode wiring pattern 87 are separately provided on opposite sides. Therefore, the electrode can be easily taken out.
As described above, by forming the structure in which the two MEMS sensors are overlapped, it is possible to form a chip using two kinds of gas-sensitive materials.
Further, when the MEMS gas sensors having the same shape are stacked, it is difficult to take out the electrodes. However, in the structure of the present embodiment, two types of gas sensors having different shapes are overlapped with each other, and therefore the electrodes are taken out from the front side and the back side. Divided into. That is, the electrodes can be easily taken out.

さらに、２種類のチップを用いているが、パッケージサイズ（実装面積）は１種類の場合と同程度である。
図１３を用いて、組立体７３が収容されたＭＥＭＳガスセンサ・パッケージ９１（以下、パッケージ９１という）を説明する。図１３は、第６実施形態のＭＥＭＳガスセンサ・パッケージの断面図である。 Further, although two types of chips are used, the package size (mounting area) is about the same as that of one type.
A MEMS gas sensor package 91 (hereinafter referred to as a package 91) in which the assembly 73 is housed will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a cross-sectional view of the MEMS gas sensor package of the sixth embodiment.

パッケージ９１は、パッケージ用基板４３を有している。パッケージ用基板４３の上面には、配線４６（導電層の一例）が形成されている。
組立体７３は、パッケージ用基板４３に搭載されている。具体的には、ガスセンサ１の電極パッド２７，２８は、半田ボール４７（接続材料の一例）を介して配線４６に電気的に接続されている。また、第２ガスセンサ７５の電極パッド８９は、ボンディングワイヤ９３によって、配線４６に電気的に接続されている。 The package 91 has a packaging substrate 43. Wiring 46 (an example of a conductive layer) is formed on the upper surface of the packaging substrate 43.
The assembly 73 is mounted on the packaging substrate 43. Specifically, the electrode pads 27 and 28 of the gas sensor 1 are electrically connected to the wiring 46 via a solder ball 47 (an example of a connecting material). Further, the electrode pad 89 of the second gas sensor 75 is electrically connected to the wiring 46 by the bonding wire 93.

パッケージ９１は、蓋部材５１を有している。蓋部材５１の材料は、例えば、絶縁樹脂である。蓋部材５１は、パッケージ用基板４３に固定され、組立体７３を覆っている。蓋部材５１には、外部からパッケージ９１内に測定ガスを導入するための複数のガス導入孔５１ａが設けられている。 The package 91 has a lid member 51. The material of the lid member 51 is, for example, an insulating resin. The lid member 51 is fixed to the packaging substrate 43 and covers the assembly 73. The lid member 51 is provided with a plurality of gas introduction holes 51a for introducing the measurement gas into the package 91 from the outside.

７．第７実施形態
図１４を用いて、ＭＥＭＳガスセンサ組立体９５（以下、組立体９５という）を説明する。図１４は、第７実施形態のＭＥＭＳガスセンサ組立体の断面図である。
組立体９５は、上述のＭＥＭＳガスセンサ１（以下、ガスセンサ１という）と、他のセンサ９７（フローセンサ、圧力センサ、加速度センサなど）とを有している。 7. Seventh Embodiment The MEMS gas sensor assembly 95 (hereinafter referred to as an assembly 95) will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a cross-sectional view of the MEMS gas sensor assembly of the seventh embodiment.
The assembly 95 has the above-mentioned MEMS gas sensor 1 (hereinafter referred to as gas sensor 1) and another sensor 97 (flow sensor, pressure sensor, acceleration sensor, etc.).

他のセンサ９７は、第３ベース９９と、センサ部１０１と、第３電極配線パターン１０３とを有している。
第３ベース９９は、キャビティ３ｃに対向する第３キャビティ９９ａを有している。第３電極配線パターン１０３は、センサ部１０１に接続されている。第３電極配線パターン１０３は、第３ベース９９の底面９９ｂと反対側に露出した電極パッド１０５を有している。 The other sensor 97 has a third base 99, a sensor unit 101, and a third electrode wiring pattern 103.
The third base 99 has a third cavity 99a facing the cavity 3c. The third electrode wiring pattern 103 is connected to the sensor unit 101. The third electrode wiring pattern 103 has an electrode pad 105 exposed on the side opposite to the bottom surface 99b of the third base 99.

組立体９５では、電極配線パターン２９の電極パッド２８と第３電極配線パターン１０３の電極パッド１０５が反対側に分かれて設けられる。したがって、電極の取り出しが容易になる。
この実施形態では、ガスセンサ１がメンブレン型であり、上側の他のセンサ９７は、第３キャビティ９９ａ及びキャビティ３ｃに通じる複数の連通穴１０７を有している。 In the assembly 95, the electrode pad 28 of the electrode wiring pattern 29 and the electrode pad 105 of the third electrode wiring pattern 103 are separately provided on opposite sides. Therefore, the electrode can be easily taken out.
In this embodiment, the gas sensor 1 is of the membrane type, and the other upper sensor 97 has a plurality of communication holes 107 leading to the third cavity 99a and the cavity 3c.

８．第８実施形態
図１５を用いて、ＭＥＭＳガスセンサ組立体９５Ａ（以下、組立体９５Ａという）を説明する。図１５は、第８実施形態のＭＥＭＳガスセンサ組立体の断面図である。
組立体９５Ａの基本構造は、組立体９５と同じであるので、以下異なる点のみを説明する。
この実施形態では、上側の他のセンサ９７は連通穴を有していない。しかし、ガスセンサ１がブリッジ型であるので、切り欠き２１ａからキャビティ３ｃ内にガスが導入される。 8. Eighth Embodiment The MEMS gas sensor assembly 95A (hereinafter referred to as an assembly 95A) will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a cross-sectional view of the MEMS gas sensor assembly of the eighth embodiment.
Since the basic structure of the assembly 95A is the same as that of the assembly 95, only the differences will be described below.
In this embodiment, the other upper sensor 97 does not have a communication hole. However, since the gas sensor 1 is a bridge type, gas is introduced into the cavity 3c from the notch 21a.

９．第９実施形態
図１６を用いて、ＭＥＭＳガスセンサ・パッケージ４１Ａ（以下、パッケージ４１Ａという）を説明する．図１６は、第９実施形態のＭＥＭＳガスセンサ・パッケージの断面図である。 9. A MEMS gas sensor package 41A (hereinafter referred to as a package 41A) will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a cross-sectional view of the MEMS gas sensor package of the ninth embodiment.

パッケージ４１Ａは、実装用基板５３の上面に搭載されている。パッケージ４１Ａは、パッケージ用基板４３を有している。パッケージ用基板４３の上面には、配線４６（導電層の一例）が形成されている。
ガスセンサ１は、パッケージ用基板４３の表面に搭載されている。ガスセンサ１の電極パッド２７，２８は、半田ボール４７（接続材料の一例）を介して配線４６に電気的に接続されている。パッケージ用基板４３とガスセンサ１によって、ＭＥＭＳガスセンサ実装体４９Ａ（以下、実装体４９Ａという）が実現されている。 Package 41A is mounted on the upper surface of the mounting substrate 53. Package 41A has a packaging substrate 43. Wiring 46 (an example of a conductive layer) is formed on the upper surface of the packaging substrate 43.
The gas sensor 1 is mounted on the surface of the packaging substrate 43. The electrode pads 27 and 28 of the gas sensor 1 are electrically connected to the wiring 46 via a solder ball 47 (an example of a connecting material). The MEMS gas sensor mounting body 49A (hereinafter referred to as mounting body 49A) is realized by the packaging substrate 43 and the gas sensor 1.

パッケージ４１Ａは、蓋部材５１を有している。蓋部材５１の材料は、例えば、絶縁樹脂である。蓋部材５１は、パッケージ用基板４３に固定され、実装体４９Ａを覆っている。「覆う」とは、実装体４９Ａを取り囲んでいる状態を意味する。蓋部材５１には、外部からパッケージ４１Ａ内に測定ガスを導入するための複数のガス導入孔５１ａが設けられている。 Package 41A has a lid member 51. The material of the lid member 51 is, for example, an insulating resin. The lid member 51 is fixed to the packaging substrate 43 and covers the mounting body 49A. “Covering” means a state surrounding the mounting body 49A. The lid member 51 is provided with a plurality of gas introduction holes 51a for introducing the measurement gas into the package 41A from the outside.

実装体４９Ａは、ガスセンサ１とパッケージ用基板４３との間の隙間をガスセンサ１の平面方向内外で遮断する遮断部材１１１Ａを有している。なお、「遮断」とは、熱の移動を少なくとも制限するように設けられていることを意味する。具体的には、遮断部材１１１Ａは、アンダーフィル（液状硬化性樹脂）を用いてパッケージ用基板４３の上面に形成された環状のダム形状部分である。アンダーフィルはガスセンサ１裏面の外周部に密着している。また、変形例として、図１７に示すように、パッケージ用基板４３の上面に形成された環状の突起形状の遮断部材１１１Ｂを採用してもよい。この場合、遮断部材１１１Ｂはガスセンサ１に密着していることが好ましい。
この実装体４９Ａでは、遮断部材１１１Ａ又は１１１Ｂによってガスセンサ１とパッケージ用基板４３との間の隙間からの熱逃げが抑制されるその結果、感ガス材３３が高感度になる。また、遮断部材１１１Ａ又は１１１Ｂによって、パッケージ用基板４３とガスセンサ１の接続強度が向上する。 The mounting body 49A has a blocking member 111A that blocks the gap between the gas sensor 1 and the packaging substrate 43 inside and outside the gas sensor 1 in the plane direction. In addition, "blocking" means that it is provided so as to at least limit the transfer of heat. Specifically, the blocking member 111A is an annular dam-shaped portion formed on the upper surface of the packaging substrate 43 using an underfill (liquid curable resin). The underfill is in close contact with the outer peripheral portion of the back surface of the gas sensor 1. Further, as a modification, as shown in FIG. 17, an annular protrusion-shaped blocking member 111B formed on the upper surface of the packaging substrate 43 may be adopted. In this case, the blocking member 111B is preferably in close contact with the gas sensor 1.
In the mounting body 49A, the blocking member 111A or 111B suppresses heat escape from the gap between the gas sensor 1 and the packaging substrate 43, and as a result, the gas sensitive material 33 becomes highly sensitive. Further, the blocking member 111A or 111B improves the connection strength between the packaging substrate 43 and the gas sensor 1.

１０．第１０実施形態
図１８を用いて、ＭＥＭＳガスセンサ・パッケージ６１Ａ（以下、パッケージ６１Ａという）を説明する。図１７は、第１０実施形態のＭＥＭＳガスセンサ・パッケージの断面図である。 10. A MEMS gas sensor package 61A (hereinafter referred to as a package 61A) will be described with reference to FIG. FIG. 17 is a cross-sectional view of the MEMS gas sensor package of the tenth embodiment.

パッケージ６１Ａは、実装用基板５３に搭載されている。実装用基板５３の上面には、配線４６（導電層の一例）が形成されている。
ガスセンサ１の電極パッド２７，２８は、半田ボール４７（接続材料の一例）を介して配線４６に電気的に接続されている。実装用基板５３とガスセンサ１によって、ＭＥＭＳガスセンサ実装体４９Ｂ（以下、実装体４９Ｂという）が実現されている。 Package 61A is mounted on the mounting board 53. Wiring 46 (an example of a conductive layer) is formed on the upper surface of the mounting substrate 53.
The electrode pads 27 and 28 of the gas sensor 1 are electrically connected to the wiring 46 via a solder ball 47 (an example of a connecting material). The MEMS gas sensor mounting body 49B (hereinafter referred to as mounting body 49B) is realized by the mounting board 53 and the gas sensor 1.

パッケージ６１Ａは、遮蔽部材６３を有している。遮蔽部材６３の材料は、例えば、ＭＥＭＳ加工で微細貫通穴が空いたＳｉ基板である。遮蔽部材６３は、ガスセンサ１のベース３に固定され、キャビティ３ｃの第２開口部５ｂを遮蔽している。「遮蔽」とは、開口部が閉じられるように一部又は全体を遮る状態を意味する。遮蔽部材６３には、外部からパッケージ６１Ａ内に測定ガスを導入するための複数のガス導入孔６３ａが設けられている。
実装体４９Ｂは、ガスセンサ１と実装用基板５３との間の隙間をガスセンサ１の平面方向内外で遮断する遮断部材１１３Ａを有している。なお、「遮断」とは、熱の移動を少なくとも制限するように設けられていることを意味する。具体的には、遮断部材１１３Ａは、アンダーフィル（液状硬化性樹脂）を用いて実装用基板５３の上面に形成された環状のダム形状部分である。アンダーフィルはガスセンサ１裏面の外周部に密着している。また、変形例として、図１９に示すように、実装用基板５３の上面に形成された環状の突起形状の遮断部材１１３Ｂを用いてもよい。この場合、遮断部材１１３Ａ又は１１３Ｂはガスセンサ１に密着していることが好ましい。 Package 61A has a shielding member 63. The material of the shielding member 63 is, for example, a Si substrate having fine through holes formed by MEMS processing. The shielding member 63 is fixed to the base 3 of the gas sensor 1 and shields the second opening 5b of the cavity 3c. "Shielding" means a state in which a part or the whole is shielded so that the opening is closed. The shielding member 63 is provided with a plurality of gas introduction holes 63a for introducing the measurement gas into the package 61A from the outside.
The mounting body 49B has a blocking member 113A that blocks the gap between the gas sensor 1 and the mounting substrate 53 inside and outside the gas sensor 1 in the plane direction. In addition, "blocking" means that it is provided so as to at least limit the transfer of heat. Specifically, the blocking member 113A is an annular dam-shaped portion formed on the upper surface of the mounting substrate 53 using an underfill (liquid curable resin). The underfill is in close contact with the outer peripheral portion of the back surface of the gas sensor 1. Further, as a modification, as shown in FIG. 19, an annular protrusion-shaped blocking member 113B formed on the upper surface of the mounting substrate 53 may be used. In this case, it is preferable that the blocking member 113A or 113B is in close contact with the gas sensor 1.

実装体４９Ｂでは、遮断部材１１３Ａ又は１１３Ｂによってガスセンサ１と実装用基板５３との間の隙間から熱が逃げにくいその結果、感ガス材３３が高感度になる。
パッケージ６１Ａでは、遮蔽部材６３がベース３に固定されているので、パッケージ６１Ａが小型化される。遮蔽部材６３の形状、材質等は特に限定されない。 In the mounting body 49B, it is difficult for heat to escape from the gap between the gas sensor 1 and the mounting substrate 53 by the blocking member 113A or 113B, and as a result, the gas sensitive material 33 becomes highly sensitive.
In the package 61A, since the shielding member 63 is fixed to the base 3, the package 61A is miniaturized. The shape, material, etc. of the shielding member 63 are not particularly limited.

１１．第１〜第１０実施形態の特徴
ＭＥＭＳガスセンサ１（ＭＥＭＳガスセンサの一例）は、ベース３（絶縁体の一例）と、感ガス材３３（感ガス材の一例）と、電極配線パターン２９（電極の一例）とを有している。
ベース３は、キャビティ３ｃ（キャビティの一例）を有する。
感ガス材３３は、キャビティ３ｃの底面に設けられている。
電極配線パターン２９は、感ガス材３３に接続されている。電極配線パターン２９は、ベース３の底面と反対側に露出した電極パッド２８（端部の一例）を有する。
このガスセンサ１では、電極パッド２８がベース３の底面と反対側に露出しているので、ガスセンサ１をパッケージ用基板に例えば半田ボールといった接続材料で電気的に接続できる。その結果、ガスセンサ１を収容するパッケージを小型化できる。 11. Features of the first to tenth embodiments The MEMS gas sensor 1 (an example of a MEMS gas sensor) includes a base 3 (an example of an insulator), a gas sensitive material 33 (an example of a gas sensitive material), and an electrode wiring pattern 29 (an example of an electrode). One example) and.
The base 3 has a cavity 3c (an example of a cavity).
The gas sensitive material 33 is provided on the bottom surface of the cavity 3c.
The electrode wiring pattern 29 is connected to the gas sensitive material 33. The electrode wiring pattern 29 has an electrode pad 28 (an example of an end portion) exposed on the side opposite to the bottom surface of the base 3.
In this gas sensor 1, since the electrode pad 28 is exposed on the side opposite to the bottom surface of the base 3, the gas sensor 1 can be electrically connected to the packaging substrate with a connecting material such as a solder ball. As a result, the package accommodating the gas sensor 1 can be miniaturized.

１２．他の実施形態
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。 12. Other Embodiments Although the plurality of embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention. In particular, the plurality of embodiments and modifications described herein can be arbitrarily combined as needed.

本発明は、ＭＥＭＳガスセンサに広く適用できる。 The present invention is widely applicable to MEMS gas sensors.

１ ：ＭＥＭＳガスセンサ
３ ：ベース
３ａ ：表面
３ｂ ：裏面
３ｃ ：キャビティ
５ａ ：第１開口部
５ｂ ：第２開口部
６ ：酸化膜
７ ：ベース絶縁層
９ ：酸化膜
１１ ：層間絶縁膜
１３ ：保護膜
１５ ：固定部
１７ ：ブリッジ部
１９ ：中央部
２１ ：連結部
２１ａ ：切り欠き
２３ ：ヒータ配線パターン
２３ａ ：ヒータ層
２３ｂ ：ヒータ層密着膜
２５ ：電気ヒータ部
２７ ：電極パッド
２８ ：電極パッド
２９ ：電極配線パターン
２９ａ ：センス層
２９ｂ ：センス層密着膜
３１ ：検出用電極部
３３ ：感ガス材
４１ ：ＭＥＭＳガスセンサ・パッケージ
４３ ：パッケージ用基板
４５ ：ダイシングテープ
４６ ：配線
４７ ：半田ボール
４９ ：ＭＥＭＳガスセンサ実装体
５１ ：蓋部材
５１ａ ：ガス導入孔
５３ ：実装用基板
５３ａ ：貫通部 1: MEMS gas sensor 3: Base 3a: Front surface 3b: Back surface 3c: Cavity 5a: First opening 5b: Second opening 6: Oxidized film 7: Base insulating layer 9: Oxidized film 11: Interlayer insulating film 13: Protective film 15: Fixed part 17: Bridge part 19: Central part 21: Connecting part 21a: Notch 23: Heater wiring pattern 23a: Heater layer 23b: Heater layer adhesion film 25: Electric heater part 27: Electrode pad 28: Electrode pad 29: Electrode wiring pattern 29a: Sense layer 29b: Sense layer adhesion film 31: Detection electrode portion 33: Gas sensor 41: MEMS gas sensor package 43: Package substrate 45: Dying tape 46: Wiring 47: Solder ball 49: MEMS gas sensor Mounting body 51: Lid member 51a: Gas introduction hole 53: Mounting substrate 53a: Penetration portion

Claims (5)

導電層を有する基板と、A substrate having a conductive layer and
上面に開口部を有する第１キャビティが形成された第１絶縁体と、前記第１キャビティの底面に設けられた第１感ガス材と、前記第１感ガス材に接続され、前記第１絶縁体の下面側に露出した第１端部を有する第１電極とを含み、前記導電層と前記第１電極の前記第１端部とが電気的に接続され前記基板に搭載されたＭＥＭＳガスセンサと、The first insulator having a first cavity having an opening on the upper surface, the first gas sensitive material provided on the bottom surface of the first cavity, and the first gas sensitive material connected to the first gas sensitive material are connected to the first insulation. A MEMS gas sensor mounted on the substrate, which includes a first electrode having a first end exposed on the lower surface side of the body, and the conductive layer and the first end of the first electrode are electrically connected to each other. ,
前記第１絶縁体に固定された、前記開口部を遮蔽する遮蔽部材とを備え、A shielding member fixed to the first insulator to shield the opening is provided.
前記遮蔽部材は、ガスが通過不能な材料で形成され、The shielding member is made of a material through which gas cannot pass.
前記キャビティの底面に、前記キャビティと外部とを連通する穴が形成された、ＭＥＭＳガスセンサ・パッケージ。A MEMS gas sensor package in which a hole for communicating the cavity with the outside is formed on the bottom surface of the cavity. 前記ＭＥＭＳガスセンサと前記基板との間の隙間を、前記ＭＥＭＳガスセンサの平面方向内外で遮断する遮断部材をさらに備えた、請求項１に記載のＭＥＭＳガスセンサ・パッケージ。The MEMS gas sensor package according to claim 1, further comprising a blocking member that blocks a gap between the MEMS gas sensor and the substrate inside and outside the plane direction of the MEMS gas sensor. 前記基板は、前記穴に対応する貫通部を含む、請求項１または２に記載のＭＥＭＳガスセンサ・パッケージ。The MEMS gas sensor package according to claim 1 or 2, wherein the substrate includes a through portion corresponding to the hole. 請求項１に記載の前記ＭＥＭＳガスセンサと、The MEMS gas sensor according to claim 1 and
下面に開口部を有する第２キャビティが形成された第２絶縁体と、前記第２キャビティの上に設けられた第２感ガス材と、前記第２感ガス材に接続され、前記第２絶縁体の上面側に露出した第２端部を有する第２電極とを含む他のＭＥＭＳガスセンサとを備え、A second insulator having a second cavity having an opening on the lower surface, a second gas sensitive material provided on the second cavity, and a second gas sensitive material connected to the second gas sensitive material are connected to the second insulation. It comprises another MEMS gas sensor including a second electrode having an exposed second end on the upper surface side of the body.
前記ＭＥＭＳガスセンサと前記他のＭＥＭＳガスセンサとは、各々の前記開口部を対向させ、１つのキャビティが形成されるように互いに接続された、ＭＥＭＳガスセンサ組立体。A MEMS gas sensor assembly in which the MEMS gas sensor and the other MEMS gas sensor are connected to each other so that their respective openings face each other and one cavity is formed. 一方の端部が中央部で感ガス材に接続され、第１ブリッジ部を通って、他方の端部が周辺の固定部にある導電配線を絶縁体の下に形成するステップと、A step in which one end is connected to the gas sensitive material at the center, passes through the first bridge, and the other end forms a conductive wiring under the insulator with a peripheral fixed part.
前記導電配線の上に層間絶縁膜を形成するステップと、The step of forming an interlayer insulating film on the conductive wiring and
前記中央部から第２ブリッジ部を通って、端部が前記固定部にあるヒータ配線を前記層間絶縁膜の上に形成するステップと、A step of forming a heater wiring having the end portion at the fixed portion on the interlayer insulating film from the central portion through the second bridge portion.
前記ヒータ配線の上に保護膜を形成するステップと、The step of forming a protective film on the heater wiring and
前記導電配線及び前記ヒータ配線の、固定部にある端部を露出させるステップと、The step of exposing the end portion of the conductive wiring and the heater wiring at the fixed portion,
前記層間絶縁膜及び前記保護膜に切欠きを形成し、前記中央部、前記第１ブリッジ部及び前記第２ブリッジ部を形成するステップと、A step of forming a notch in the interlayer insulating film and the protective film to form the central portion, the first bridge portion, and the second bridge portion.
前記絶縁体の上面に開口部を有し、前記切欠きに連通するキャビティを形成するステップと、A step of forming a cavity having an opening on the upper surface of the insulator and communicating with the notch.
前記導電配線に接続されるように、前記中央部に前記感ガス材を形成するステップと、A step of forming the gas-sensitive material in the central portion so as to be connected to the conductive wiring,
前記キャビティ、前記感ガス材、前記導電配線及び前記ヒータ配線は、１つの前記絶縁体に組をなして複数形成され、前記中央部、前記第１ブリッジ部及び前記第２ブリッジ部の下面がダイシングテープに支持されるように、前記絶縁体を前記ダイシングテープの上に載置し、前記組ごとに切断するステップとを備えた、ＭＥＭＳガスセンサの製造方法。A plurality of the cavity, the gas sensor, the conductive wiring, and the heater wiring are formed in a set on one of the insulators, and the central portion, the first bridge portion, and the lower surface of the second bridge portion are diced. A method for manufacturing a MEMS gas sensor, comprising a step of placing the insulator on the dicing tape so as to be supported by the tape and cutting each set.

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