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Hintergrund
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Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und betrifft eine Halbleitervorrichtung.
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Stand der Technik
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Ein typisches Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Vorrichtung, wie das in
JP 2003- 322 662 A offenbarte Verfahren, kann die Schritte umfassen: Vorbereiten eines Halbleitersubstrats und erster und zweiter Glassubstrate; Ausbilden einer Vertiefung in einer ersten Fläche des ersten Glassubstrats; Ausbilden einer funktionalen Einheit auf dem Halbleitersubstrat; Verbinden einer ersten Fläche des Halbleitersubstrats und einer zweiten Fläche des ersten Glassubstrats; derartiges Ätzen der Vertiefung in die erste Fläche des ersten Glassubstrats, dass sie sich durch dieses und bis zu dessen zweiter Fläche erstreckt; und Ausbilden eines Verbindungslochs in dessen Bodenabschnitt, wobei die funktionale Einheit des Halbleitersubstrats über das Verbindungsloch zur Außenseite freiliegt; Verbinden eines zweiten Substrats des Halbleitersubstrats und eines ersten Substrats des zweiten Glassubstrats; und Ausbilden einer leitfähigen Schicht auf der inneren Wand des Durchgangslochs und Ausbilden einer Elektrode, welche mit der funktionalen Einheit verbunden ist, die am Bodenabschnitt zur Außenseite freiliegt.
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Eine bestehende Halbleitervorrichtung wird durch Bereitstellen eines Halbleitersubstrats, welches einen Sensor umfasst und durch Befestigen einer Mehrzahl von Substraten am Halbleitersubstrat aufgebaut, welche aus Silizium oder Glass hergestellt sind. In solch einer Halbleitervorrichtung ist ein Durchgangsloch im Substrat auf dem Halbleitersubstrat ausgebildet und ein Metallverdrahtungselement ist auf dem Substrat ausgebildet, welches über das Durchgangsloch zur Außenseite freiliegt. Zum Beispiel kann das Durchgangsloch mittels eines Sandstrahlverfahrens ausgebildet sein. Das Metallverdrahtungselement ist mit einem Elektroden-Pad verbunden, welches auf dem Substrat vorgesehen ist und ein Drahtverbinden wird auf das Metallverdrahtungselement angewendet, und folglich wird es ermöglicht, dass elektrische Signale vom Halbleitersubstrat aufgenommen werden können.
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Wenn ein Durchgangsloch in einem aus Glas oder dergleichen hergestellten Material unter Verwendung eines Sandstrahlverfahrens ausgebildet wird, wird das Durchgangsloch eine verjüngte Form aufweisen, in welchem der verarbeitete Boden eine kleinere Fläche aufweist, als diejenige der verarbeiteten Oberfläche. Ein solches sich verjüngendes Durchgangsloch kann der Seitenwand einen steilen Anstieg verleihen. Das Risiko einer Unterbrechung eines Verdrahtungselementes nimmt zu, wenn das Verdrahtungselement auf einer Seitenwand mit einem solch steilen Anstieg ausgebildet ist.
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Die
JP 2001- 274 458 A betrifft eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung und ein Verfahren zu ihrer Herstellung, die ausgelegt sind, die Herstellungskosten einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung zu reduzieren und gleichzeitig eine Bearbeitung zu realisieren, die im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren keine Belastung auf das Substrat ausübt, z.B. bei einer Bearbeitung unter Verwendung eines Plasmas usw. Nachdem GaN-basierte Schichten auf einem Saphirsubstrat aufgewachsen wurden, wird eine Rille in das Substrat geformt oder Schichten oder es wird die Dicke der Schichten durch ein Sandstrahlverfahren reduziert. Obwohl das Substrat und die Schichten eine hohe Härte aufweisen, kann die Bearbeitungszeit durch den Einsatz eines Sandstrahlverfahrens verkürzt werden. Darüber hinaus kann im Gegensatz zu einem herkömmlichen Bearbeitungsverfahren unter Verwendung eines Plasmas die Bearbeitung durchgeführt werden, ohne dass das Substrat einer Belastung ausgesetzt wird.
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Die
JP 2011- 222 796 A zeigt ein Verfahren zur Herstellung eines Substrats, in dem ein in eine beliebige Richtung geneigtes Öffnungsteil ausgebildet werden kann, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und eine elektrooptische Vorrichtung, die mit der damit versehenen Halbleitervorrichtung ausgestattet ist. Bei dem Verfahren zur Herstellung eines Elementsubstrats wird ein Zwischenschicht-Isolatorfilm ausgebildet, bei dem es sich um einen zweiten Isolatorfilm handelt, der einen TFT, bei dem es sich um eine Halbleitervorrichtung handelt, auf dem Elementsubstrat abdeckt und mit einem Loch versehen ist, bei dem es sich um einen ersten Öffnungsteil als Maske handelt. Es wird Trockenätzen auf einen Gate-Isolatorfilm, der ein erster Isolatorfilm ist, aus einer Richtung angewendet, die eine Oberflächennormale des Elementsubstrats schneidet, so dass ein Loch entsteht, das ein zweiter Öffnungsteil ist, das mit dem Loch kommuniziert und an einer Drain-Elektrode des TFT geöffnet ist.
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Die
US 2006 / 0 189 124 A1 beschreibt ein Halbleiterbauteil mit einem Durchkontakt durch eine Gehäusemasse sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben. Dabei weist der Durchkontakt in einem Kontaktloch durch die Gehäusemasse eine asymmetrische Trichterform auf mit drei nahezu senkrecht zur Gehäuseoberseite ausgerichteten Innenwandseiten und mit einer derart geneigten vierten Innenwandseite, dass das Kontaktloch an der Gehäuseoberseite einen Langlochquerschnitt aufweist. Im Bereich der Kontaktanschlussfläche weist das Kontaktloch einen an die Kontaktanschlussfläche angepassten Querschnitt auf. Dazu erstreckt sich eine kontaktgebende Leiterbahn, die den Durchkontakt bildet, von der Gehäuseoberseite entlang der geneigten vierten Innenwandseite bis auf die Kontaktanschlussfläche.
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Die
US 2018 / 0 108 625 A1 schließlich offenbart eine Halbleitervorrichtung, die ein Halbleitersubstrat, in dem ein Durchgangsloch ausgebildet ist, eine erste Verdrahtung, die auf einer ersten Oberfläche des Halbleitersubstrats bereitgestellt ist, eine Isolierschicht, die auf einer Innenoberfläche des Durchgangslochs bereitgestellt ist, und eine zweite Oberfläche umfasst des Halbleitersubstrats und eine zweite Verdrahtung, die auf einer Oberfläche der Isolierschicht bereitgestellt und in einer Öffnung elektrisch mit der ersten Verdrahtung verbunden ist, aufweist. Die Oberfläche der Isolierschicht umfasst einen ersten Bereich, einen zweiten Bereich, einen dritten Bereich, einen vierten Bereich, der gekrümmt ist, um den ersten und den zweiten Bereich kontinuierlich zu verbinden, und einen fünften Bereich, der gekrümmt ist, um den zweiten und den dritten kontinuierlich zu verbinden Regionen. Ein durchschnittlicher Neigungswinkel des zweiten Bereichs ist kleiner als der des ersten Bereichs und kleiner als der der Innenfläche.
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Zusammenfassung
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Die vorliegende Erfindung wurde umgesetzt, um das oben identifizierte Problem zu adressieren und eine Aufgabe dieser ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und eine Halbleitervorrichtung bereitzustellen, welche das Risiko einer Unterbrechung verhindern oder reduzieren.
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Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird bei Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und alternativ des Anspruch 4 und bei Halbleitervorrichtungen erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 8 und alternativ des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.
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In manchen Beispielen umfasst ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung: Befestigen eines oberen Substrats an einer oberen Fläche eines Sensorsubstrats, Ausbilden einer Maske, welche eine erste Öffnung und eine mit der ersten Öffnung in Verbindung stehende zweite Öffnung aufweist, auf einer oberen Fläche des oberen Substrats, wobei die zweite Öffnung eine Breite aufweist, welche mit zunehmendem Abstand von der ersten Öffnung abnimmt, Durchführen eines Sandstrahlverfahrens auf dem oberen Substrat, welches über die erste Öffnung und die zweite Öffnung zu einer Außenseite freiliegt, dem Sensorsubstrat Ermöglichen, direkt unterhalb der ersten Öffnung zur Außenseite freizuliegen, und Ausbilden einer Neigung auf dem oberen Substrat unmittelbar unterhalb der zweiten Öffnung, wobei eine Höhe der Neigung mit zunehmendem Abstand von der ersten Öffnung zunimmt, und Ausbilden eines mit dem freiliegenden Sensorsubstrat in Kontakt stehenden ersten Verdrahtungselementes und eines zweiten Verdrahtungselementes, welches in Kontakt mit der Neigung steht und sich bis zum ersten Verdrahtungselement fortsetzt.
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Andere und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung deutlicher.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht der halbfertigen Halbleitervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
- 2 veranschaulicht eine Draufsicht der Maske;
- 3 veranschaulicht eine Querschnittsansicht der Halbleitervorrichtung nach dem Sandstrahlverfahren;
- 4 zeigt einen Zusammenhang zwischen der Breite der Maskenöffnung und der Tiefe des Lochs;
- 5 ist eine Draufsicht der Halbleitervorrichtung nach dem Sandstrahlverfahren;
- 6 ist eine Querschnittsansicht der Halbleitervorrichtung nach dem Erzeugen der Verdrahtungselemente;
- 7 ist eine Querschnittsansicht der halbfertigen Halbleitervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
- 8 veranschaulicht eine Querschnittsansicht der Halbleitervorrichtung auf welcher das Verdrahtungselement ausgebildet ist;
- 9 zeigt ein modifiziertes Beispiel;
- 10 veranschaulicht eine Draufsicht der Halbleitervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform;
- 11 ist eine Querschnittsansicht, welche entlang einer Linie A-B in 10 entnommen ist;
- 12 veranschaulicht eine Querschnittsansicht des Sensorsubstrats; und
- 13 veranschaulicht eine Draufsicht des Sensorsubstrats.
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Detaillierte Beschreibung
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Ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und eine Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend mit Bezug zu den Figuren beschrieben. Denselben oder korrespondierenden Komponenten können dieselben Bezugszeichen zugewiesen sein und redundante Erklärungen werden nicht wiederholt. Der Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die unten beschriebenen konkreten Beispiele beschränkt.
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Erste Ausführungsform
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1 ist eine perspektivische Ansicht der sich in der Herstellung befindenden Halbleitervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform. Die Halbleitervorrichtung umfasst ein Sensorsubstrat 10, auf welchem ein Beschleunigungssensor ausgebildet ist. Ein oberes Substrat 12 ist auf der oberen Fläche des Sensorsubstrats 10 vorgesehen. Ein unteres Substrat 13 ist auf der unteren Fläche des Sensorsubstrats 10 vorgesehen. Das Sensorsubstrat 10 ist durch das obere Substrat 12 und das untere Substrat 13 geschützt. Die Materialien des oberen Substrats 12 und des unteren Substrats 13 können Glas enthalten. Zum Beispiel können des obere Substrat 12 und das untere Substrat 13 aus Glasmaterialien hergestellt sein. Unterdessen kann das Sensorsubstrat 10 aus einem Siliziummaterial hergestellt sein. Das obere Substrat 12 ist an der oberen Fläche des Sensorsubstrats 10 befestigt, das untere Substrat 13 ist an der unteren Fläche des Sensorsubstrats 10 befestigt, und dadurch wird eine Halbleitervorrichtung bereitgestellt, welche über Substrate in drei Schichten verfügt.
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Ein Durchgangsloch 12a ist im oberen Substrat 12 vorgesehen. In dem in 1 veranschaulichten Beispiel sind vier in der x-Richtung langgestreckte Durchgangslöcher 12a im oberen Substrat 12 ausgebildet. Pad-Abschnitte 16' zum Ausbilden eines Elektroden-Pads sind auf der oberen Fläche des oberen Substrats 12 vorgesehen.
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Nachdem die Substrate in oben beschriebener Weise miteinander verbunden wurden, wird eine Maske auf der oberen Fläche des oberen Substrats 12 ausgebildet. 2 ist eine Draufsicht, welche ein Beispiel des Aufbaus der Maske 20 veranschaulicht. Die Maske 20 verfügt über eine erste Öffnung 20A und eine zweite Öffnung 20B, so dass es einem Teil des oberen Substrats 12 ermöglicht wird, zur Außenseite freizuliegen. Die Breite y1 der ersten Öffnung 20A ist größer, als die Breite y2 der zweiten Öffnung 20B. Als ein Beispiel weist die erste Öffnung 20A eine Kreisform auf und die zweite Öffnung 20B weist eine sich verjüngende Form auf. Als ein Beispiel steht die zweite Öffnung 20B mit der ersten Öffnung 20A in Kontakt und die Breite y2 nimmt mit Zunahme des Abstandes von der ersten Öffnung 20A ab. Der Pad-Abschnitt 16' zum Ausbilden des Elektroden-Pads kann durch die Maske 20 überdeckt sein. Das Elektroden-Pad kann im Pad-Abschnitt 16' in einem beliebigen geeigneten Schritt ausgebildet werden. Die Maske 20 kann auf der gesamten Fläche des oberen Substrats 12 aus 1 ausgebildet sein.
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Als Nächstes wird das Sandstrahlverfahren auf dem oberen Substrat 12 ausgeführt, welches über die erste Öffnung 20A und die zweite Öffnung 20B zur Außenseite freiliegt. 3 ist eine Querschnittsansicht, welche ein Beispiel des Aufbaus der Halbleitervorrichtung veranschaulicht, die dem Sandstrahlverfahren unterzogen wurde. 3 ist eine Querschnittsansicht, welche entlang der Linie III-III' in 2 entnommen ist. Das Sensorsubstrat 10 liegt direkt unterhalb der ersten Öffnung 20A zur Außenseite frei. Eine Seitenwand 12B ist in der ersten Öffnung 20A ausgebildet. Eine Neigung 12A wird derart im oberen Substrat 12 unmittelbar unterhalb der zweiten Öffnung 20B ausgebildet, dass die Höhe der Neigung 12A mit einer Zunahme des Abstands von der ersten Öffnung 20A zunimmt. Wenn das obere Substrat 12 aus einem Material hergestellt ist, das Glas enthält, kann das obere Substrat 12 leicht mittels Standstrahlen verarbeitet werden. Der Anstieg der Neigung 12A ist kleiner, als der Anstieg der Seitenwand 12B.
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4 ist ein Diagramm, welches den Zusammenhang zwischen der Breite der Öffnung der Maske und der Tiefe des Lochs angibt, welches durch das Sandstrahlen erzeugt wurde. Ein Loch oder eine Vertiefung, welche durch Sandstrahlen erzeugt werden, weist an der unteren Seite eine geringere Breite auf, als an der oberen Seite. Mit anderen Worten wird ein sich verjüngendes Loch oder eine sich verjüngende Vertiefung erzeugt. Während zum Beispiel die maximale Breite des Loches oder der Vertiefung im Wesentlichen gleich der Breite der Öffnung der Maske ist, ist die Breite des Lochs oder der Vertiefung an dessen bzw. an deren unterem Abschnitt kleiner, als die Breite der Öffnung der Maske.
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Wenn die Breite der Öffnung der Maske 20 kleiner wird, wird anschließend das Loch oder die Vertiefung, welches bzw. welche im oberen Substrat 12 ausgebildet wird, ebenfalls weniger tief. Entsprechend kann die in 3 veranschaulichte Neigung 12A erhalten werden, indem die Breite der zweiten Öffnung 20B, wie in 2 veranschaulicht, mit zunehmendem Abstand von der ersten Öffnung 20A graduell abnimmt und indem das Sandstrahlverfahren ausgeführt wird. Eine Neigung 12A mit einem moderaten Anstieg kann erhalten werden, indem die Änderungsrate der Breite der zweiten Öffnung 20B in der x-Richtung in 2 reduziert wird. Mit anderen Worten kann eine sich verjüngende Neigung 12A ausgebildet werden, indem die Breite der zweiten Öffnung 20B von der ersten Öffnung 20A zum Pad-Abschnitt 16' graduell abnimmt. Auf diese Weise wird eine sich verjüngende Neigung 12A mit einem geringen Anstieg zwischen der ersten Öffnung 20A und dem Pad-Abschnitt 16' ausgebildet. Die Maske 20 wird nach der Fertigstellung des Sandstrahlverfahrens entfernt.
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5 ist eine Draufsicht der Halbleitervorrichtung, welche dem Sandstrahlverfahren unterzogen wurde. Zum Beispiel wird die Seitenwand 12B in einer C-Form bereitgestellt, wenn sie von oben in dieser Draufsicht betrachtet wird. Die Neigung 12A setzt sich zur Seitenwand 12B fort. Das Durchgangsloch 12a wird auf dem oberen Substrat 12 durch die Seitenwand 12B und die Neigung 12A bereitgestellt.
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Als Nächstes wird ein Verdrahtungselement ausgebildet. 6 ist eine Querschnittsansicht der Halbleitervorrichtung nach der Fertigstellung des Erzeugens der Verdrahtungselemente. Als ein Beispiel ist es denkbar, ein erstes Verdrahtungselement 16A in Kontakt mit dem Sensorsubstrat 10 auszubilden, welches über das Durchgangsloch 12a des oberen Substrats 12 zur Außenseite freiliegt und ein zweites Verdrahtungselement 16B in Kontakt mit der Neigung 12A auszubilden, welches sich bis zum ersten Verdrahtungselement 16A fortsetzt. Zum Beispiel kann das Elektroden-Pad 16C auf der oberen Fläche 12b des oberen Substrats 12 gleichzeitig mit dem Ausbilden des ersten Verdrahtungselementes 16A und des zweiten Verdrahtungselementes 16B ausgebildet werden. In dem in 6 veranschaulichten Beispiel steht das zweite Verdrahtungselement 16B in Kontakt mit der Neigung 12A und verbindet das erste Verdrahtungselement 16A mit dem Elektroden-Pad 16C. Das erste Verdrahtungselement 16A, das zweite Verdrahtungselement 16B, und das Elektroden-Pad 16C können durch Ausbilden einer Metallschicht nach dem Erzeugen des Maskenmusters erzeugt werden.
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Das erste Verdrahtungselement 16A kann sich bis zur Elektrode des Sensorsubstrats 10 fortsetzen. Wenn das erste Verdrahtungselement 16A über das zweite Verdrahtungselement 16B mit dem Elektroden-Pad 16C verbunden wird, kann ein elektrisches Signal des Sensors vom Elektroden-Pad 16C aufgenommen werden. Zum Beispiel kann ein Draht derart am Elektroden-Pad 16C befestigt werden, dass das elektrische Signal unter Verwendung des Drahtes aufgenommen werden kann. Eine Halbleitervorrichtung, welche diese Merkmale aufweist, kann als eine MEMS (Mikroelektromechanisches System) Vorrichtung bereitgestellt werden, welche eine Mehrzahl verbundener Wafer umfasst und welche eine physikalische Größe wie eine Beschleunigung und eine Winkelgeschwindigkeit erfasst.
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Wie oben beschrieben, ist der Anstieg der Neigung 12A moderater, als der Anstieg der Seitenwand 12B des oberen Substrats 12, welche unmittelbar unterhalb der ersten Öffnung 20A mittels des Sandstrahlverfahrens ausgebildet ist. Wenn das zweite Verdrahtungselement 16B auf der Neigung 12A bereitgestellt wird, kann eine Unterbrechung des Verdrahtungselementes unterbunden werden. Außerdem verursacht das oben beschriebene Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung weder eine Zunahme von Prozessschritten, noch eine Zunahme von Prozesskosten im Vergleich zu einem Sandstrahlverfahren unter Verwendung einer Maske mit einer einfachen kreisförmigen Öffnung. Zum Beispiel führt ein gleichzeitiges Erzeugen der Seitenwand 12B und der Neigung 12A zu einem verkürzten Prozess. Das gleichzeitige Ausbilden des ersten Verdrahtungselementes 16A und des zweiten Verdrahtungselementes 16B wird darüber hinaus ebenfalls zur Verkürzung des Prozesses beitragen.
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Das modifizierte Beispiel, welches im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, kann auch auf die Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrats und der Halbleitervorrichtungen gemäß den nachfolgenden Ausführungsformen angewendet werden. Da die Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und der Halbleitervorrichtungen gemäß der nachfolgenden Ausführungsformen viele Gemeinsamkeiten mit jenen gemäß der ersten Ausführungsform aufweisen, sei darauf hingewiesen, dass sich die Erklärungen der nachfolgenden Ausführungsformen auf die Merkmale konzentrieren, welche sich von jenen der ersten Ausführungsform unterscheiden.
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Zweite Ausführungsform
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7 ist eine Querschnittsansicht der Halbleitervorrichtung, welche sich in der Herstellung befindet. Das Sensorsubstrat 10 mit dem darauf ausgebildeten Beschleunigungssensor, das obere Substrat 12, und das untere Substrat 13 werden aneinander befestigt. Im ersten Schritt werden auf diese Weise Substrate miteinander befestigt.
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Anschließend wird Sand 32 von einer Sandstrahldüse 30 abgegeben, um ein Durchgangsloch 12A auszubilden, welches sich schräg durch das obere Substrat 12 erstreckt. Das Sandstrahlverfahren kann in einem Zustand ausgeführt werden, in welchem die Sandstrahldüse 30 bezüglich der oberen Fläche des oberen Substrats 12 geneigt ist. Die Neigung 12A und die Seitenwand 12B können durch dieses Sandstrahlverfahren auf dem oberen Substrat 12 ausgebildet werden. Die Neigung 12A, welche sich im Durchgangsloch 12A befindet, ist eine Fläche, welche in einer Richtung weg vom Sensorsubstrat 10 orientiert ist. Mit anderen Worten kann die Neigung 12A in der Draufsicht erkannt werden, wenn das Substrat von oben betrachtet wird. Die Seitenwand 12B, welche sich ebenfalls im Durchgangsloch 12a befindet, ist eine Fläche, welche in Richtung des Sensorsubstrats 10 orientiert ist. Mit anderen Worten ist die Seitenwand 12B als die Unterseite eines Vorsprungs 12C bereitgestellt, welcher im oberen Substrat 12 vorgesehen ist. Dementsprechend kann die Seitenwand 12B in der Draufsicht nicht betrachtet werden, wenn das Substrat von oben betrachtet wird. Das Durchgangsloch 12a, welches sich schräg durch das obere Substrat 12 erstreckt, stellt somit die Neigung 12A, den Vorsprung 12C, und die Seitenwand 12B als die Unterseite des Vorsprungs 12C bereit.
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Als Nächstes wird das Verdrahtungselement ausgebildet. 8 ist eine Querschnittsansicht, welche ein Beispiel der Halbleitervorrichtung veranschaulicht, auf welcher das Verdrahtungselement ausgebildet ist. Das Verdrahtungselement kann ein erstes Verdrahtungselement 16A und ein zweites Verdrahtungselement 16B umfassen. Das erste Verdrahtungselement 16A steht in Kontakt mit dem Sensorsubstrat 10, welches über das Durchgangsloch 12a zur Außenseite freiliegt. Das zweite Verdrahtungselement 16B wird derart in Kontakt mit der Neigung 12A gebracht, dass sie das erste Verdrahtungselement 16A und das Elektroden-Pad 16C verbindet. Das Elektroden-Pad 16C ist ein Metallelement, welches zu einem geeigneten Zeitpunkt in einem geeigneten Schritt auf der oberen Fläche 12b des oberen Substrats 12 bereitgestellt wird. Als ein Beispiel befindet sich das zweite Verdrahtungselement 16B derart auf der Neigung 12A und der oberen Fläche 12b, dass es das erste Verdrahtungselement 16A und das Elektroden-Pad 16C miteinander verbindet. Ob sich das zweite Verdrahtungselement 16B in einem solchen Ausmaß erstreckt oder nicht, dass es mit der oberen Fläche 12b in Kontakt gebracht wird, hängt von der Länge in der x-Richtung der Neigung 12A ab.
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Das Durchgangsloch 12a, welches im oberen Substrat 12 im Sandstrahlverfahren ausgebildet wurde, kann derart beschrieben werden, dass es durch die sich verjüngende Neigung 12A, welche mit einem geringen Anstieg in Richtung des Elektroden-Pads 16C und durch die Seitenwand 12B bereitgestellt wird, in einer umgekehrt verjüngten Form in der Richtung weg vom Elektroden-Pad ausgebildet wird.
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Wie oben beschrieben, wird das zweite Verdrahtungselement 16B, welches in 8 veranschaulicht ist, derart in Kontakt mit der Neigung 12A und der oberen Fläche 12b des oberen Substrats 12 gebracht, dass es das erste Verdrahtungselement 16A und das Elektroden-Pad 16C verbindet. Es ist auch möglich, eine Neigung mit einem kleineren Anstieg als jenem der in 8 veranschaulichten Neigung 12A bereitzustellen. 9 veranschaulicht ein Beispiel, in welchem die Sandstrahldüse 30 im Vergleich zu oben beschriebenem Beispiel in 7 weiter geneigt ist. 9 veranschaulicht das zweite Verdrahtungselement 16B, welches auf der Neigung 12A mittels des Sandstrahlverfahrens mit einem kleineren Anstieg ausgebildet ist. Das zweite Verdrahtungselement 16B muss nur derart auf der Neigung 12A ausgebildet sein, dass es das erste Verdrahtungselement 16A und das Elektroden-Pad 16C verbindet. Auf diese Weise kann eine Neigung 12A mit einem kleineren Anstieg ausgebildet werden, indem die Sandstrahldüse 30 stark geneigt wird, um den Sand 32 auf das obere Substrat 12 abzugeben.
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Das Durchgangsloch 12a, welches sich schräg durch das obere Substrat 12 erstreckt, stellt den Vorsprung 12C im oberen Substrat 12 bereit. Der Vorsprung 12C vergrößert die Fläche des Abschnittes des oberen Substrats 12, an welchem das Elektroden-Pad 16C nicht ausgebildet ist. Wenn zum Beispiel 6 mit 7 verglichen wird, weist die Halbleitervorrichtung in 7 die größere Fläche des oberen Substrats 12 am Ende der Halbleitervorrichtung aufgrund der Anwesenheit des Vorsprungs 12C auf. Konkret nimmt der Abstand X1 in 7 zu. In normalen Fällen ist das Anordnen von Mustern auf den Regionen innerhalb des vordefinierten Abstandes von den Enden des Halbleiter-Chips untersagt. Die sich umgekehrt verjüngende Seitenwand 12B ermöglicht es, das Durchgangsloch 12a näher an den Enden des Chips anzuordnen, so dass die Fläche des Chips reduziert werden kann. Darüber hinaus muss das Muster des Durchgangslochs im oberen Substrat 12 ausgebildet werden, aber das Muster des Abschnittes, der mit dem Verdrahtungselement korrespondiert, muss nicht bereitgestellt werden, so dass die Halbleitervorrichtung einfacher ausgelegt werden kann. Die Fläche des oberen Endes des Durchgangslochs 12a in 8 ist kleiner, als die Fläche des oberen Endes des Durchgangslochs 12a in 6.
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Dritte Ausführungsform
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10 ist eine Draufsicht, welche ein Beispiel des Aufbaus der Halbleitervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform veranschaulicht. Die lineare Nut 50 ist auf dem oberen Substrat ausgebildet. Zwei Nuten, welche sich in der x-Richtung erstrecken, sind durch eine Nut, welche sich in der y-Richtung erstreckt, verbunden, so dass eine lineare Nut 50 bereitgestellt wird. Wie im Vorstehenden beschrieben, existiert das Durchgangsloch des oberen Substrats unmittelbar oberhalb des ersten Verdrahtungselements 16A, da das erste Verdrahtungselement 16A in Kontakt mit dem Sensorsubstrat gebracht wird, welches über das Durchgangsloch des oberen Substrates zur Außenseite freiliegt. Das erste Ende 50A der linearen Nut 50 ist mit dem Durchgangsloch verbunden und das zweite Ende 50B der linearen Nut 50 ist mit dem Durchgangsloch verbunden. Das Elektroden-Pad 16C ist auf der oberen Fläche des oberen Substrats 12 an der Stelle vorgesehen, welche durch die lineare Nut 50 eingeschlossen ist.
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Das zweite Verdrahtungselement 16B ist an der Stelle vorgesehen, welche durch die lineare Nut 50 eingeschlossen ist, so dass es das erste Verdrahtungselement 16A und das Elektroden-Pad 16C verbindet. Die Neigung unterhalb des zweiten Verdrahtungselementes 16B kann als eine beliebige der vorstehend beschriebenen Neigungen bereitgestellt werden.
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Die Intra-Nut Verdrahtungselemente 40a, 40b, 40c sind in der linearen Nut 50 vorgesehen. Des Weiteren wird ein Metallschicht 52 auf der oberen Fläche des oberen Substrats ausgebildet. 11 ist eine Querschnittsansicht, welche entlang der Linie A-B in 10 entnommen ist. Die lineare Nut 50 verfügt über eine relativ steil geneigte Fläche. Infolgedessen weisen die in der linearen Nut 50 ausgebildeten Intra-Nut Verdrahtungselemente 40b, 40c einen Einschnitt an der Seite der linearen Nut 50 auf. Aufgrund dieses Einschnittes ist der durch die lineare Nuten 50 umgebene Abschnitt bei einer Betrachtung von oben elektrisch vom äußeren Abschnitt der linearen Nut 50 isoliert.
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Das erste Verdrahtungselement 16A, das zweite Verdrahtungselement 16B, das Elektroden-Pad 16C, die Intra-Nut Verdrahtungselemente 40a, 40b, 40c, und die Metallschicht 52 können durch Ausbilden einer Metallschicht auf der gesamten Fläche des Wafers bereitgestellt werden. Solch eine Metallschicht wird nicht durchgängig für die relativ steil geneigte Seitenwand 12B und die lineare Nut 50 ausgebildet, so dass die Unterbrechung an diesen Abschnitten auftritt. Dementsprechend fungiert die Metallschicht in der linearen Nut 50 als ein einzelnes Verdrahtungselement.
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12 ist eine Querschnittsansicht, welche ein Beispiel des Aufbaus des Sensorsubstrats 10 veranschaulicht. Das Sensorsubstrat 10 kann eine Elektrode 10A, eine bewegliche Einheit 10B, und eine gegenüberliegende Einheit 10C umfassen, welche der beweglichen Einheit 10B zugewandt ist. 13 ist eine Draufsicht, welche ein Beispiel des Aufbaus des Sensorsubstrats 10 veranschaulicht. Das Sensorsubstrat 10 umfasst eine bewegliche Einheit 10B und die gegenüberliegende Einheit 10C, die eine nicht bewegliche Einheit ist. Die bewegliche Einheit 10B umfasst einen beweglichen Kammabschnitt 10b, welcher in Form eines Kamms ausgebildet ist, und die gegenüberliegende Einheit 10C umfasst einen nicht beweglichen Kammabschnitt 10c, welcher in Form eines Kamms ausgebildet ist. Der bewegliche Kammabschnitt 10b und der nicht bewegliche Kammabschnitt 10C sind dicht beieinander angeordnet, so dass sie einen Kondensator ausbilden. Die bewegliche Einheit 10B ist über den Stab 37 mit dem Anker 35 verbunden. Die bewegliche Einheit 10B, welche durch den Stab 37 unterstützt wird, wird in Übereinstimmung mit einer Beschleunigung verschoben, um eine Kapazitätsänderung im vorgenannten Kondensator zu bewirken. Die Stange 34 ist derart bereitgestellt, dass sie von der beweglichen Einheit 10B eingeschlossen ist und nicht in Kontakt mit der beweglichen Einheit 10B steht. Die Stange 34 wird in Kontakt mit dem oberen Substrat 12 und dem unteren Substrat 13 platziert und trägt folglich zur Festigkeit der Halbleitervorrichtung bei. Die Stange 34 ist über den Verbindungsabschnitt 36, welcher ein Leiter ist, mit dem Anker 35 verbunden. Das Sensorsubstrat 10 verfügt über einen Verbindungsrahmen 39, oder ist durch den Verbindungsrahmen 39 eingeschlossen. Das obere Substrat 12 und das untere Substrat 13 können mittels einer anodischen Verbindungstechnik mit dem Verbindungsrahmen 39 verbunden werden. Der Verbindungsrahmen 39 kann zum Beispiel aus einem Siliziummaterial hergestellt sein, und das obere Substrat 12 und das untere Substrat 13 können zum Beispiel aus einem Glasmaterial hergestellt sein.
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Des Weiteren veranschaulicht 13 vier Elektroden 10A, 10D, 10E, 10F. Die Elektrode 10A kann als eine Masseelektrode in Kontakt mit dem Verbindungsrahmen 39 ausgebildet sein. Die Elektroden 10D, 10E, 10F können elektrisch mit der beweglichen Einheit 10B oder der gegenüberliegenden Einheit 10C verbunden sein. Diese vier Elektroden 10A, 10D, 10E, 10F können, wie in 1 veranschaulicht, über vier Durchgangslöcher 12A zur Außenseite freiliegen. Zusätzlich können die Schreibelemente für die vier Elektroden 10A, 10D, 10E, 10F in Übereinstimmung mit den oben beschriebenen Verfahren ausgebildet werden. Auf diese Weise kann ein kapazitiver Beschleunigungssensor durch das Sensorsubstrat 10, das obere Substrat 12, und das untere Substrat 13 aufgebaut werden. Ein Beschleunigungssensor mit einer geeigneten Struktur kann als das Sensorsubstrat 10 bereitgestellt werden. Das in den 12 oder 13 veranschaulichte Sensorsubstrat kann als das Sensorsubstrat 10 gemäß den Ausführungsformen bereitgestellt werden, welche vorstehend beschrieben wurden.
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In einigen Beispielen ermöglichen es die hier offenbarten Halbleitervorrichtungen ein Verdrahtungselement auf einer moderat geneigten Fläche auszubilden und stellen ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und eine Halbleitervorrichtung bereit, welche ein Risiko einer Unterbrechung verhindern oder reduzieren kann.
