JP2013224937A5

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Info

Publication number: JP2013224937A5
Application number: JP2013087058A
Authority: JP
Filing date: 2013-04-18
Publication date: 2016-06-09
Anticipated expiration: 2033-04-18

Claims

微細構造デバイスにおいて、
ダイデバイス本体であって、
空隙を含むダイアフラムを含む応力隔離ダイアフラム領域と、
前記ダイデバイス本体を格納するパッケージに取り付けられるように構成され、かつ、適合される、載置ベースであって、前記載置ベースが、前記載置ベースに付与されるパッケージング応力から前記ダイアフラムを隔離するために、前記ダイデバイス本体に沿って、前記応力隔離ダイアフラム領域から横方向にオフセットされる、載置ベースと、
前記載置ベースの外側端部に載置されるパッケージであって、前記載置ベースの前記外側端が、前記ダイデバイス本体の前記応力隔離ダイアフラム領域から外側方向を向き、前記パッケージが、前記空隙と前記第一の外側方向圧力ポートとの間を、前記パスを介して流体連通するために、前記載置ベースを通って外側方向に延在するパスと、流体連通している外側方向圧力ポートを含み、かつ、前記ダイデバイス本体を囲繞して前記ダイデバイス本体のまわりにエンクロージャを形成する外部キャップを含み、前記空隙と向かい合う前記ダイアフラムの側面で、前記エンクロージャと流体連通するために、前記パッケージ内で第２の外側方向圧力ポートが画定される、パッケージと、
を含む、ダイデバイス本体を備える、
微細構造デバイス。
前記ダイデバイス本体が、前記ダイアフラムおよび前記載置ベースを画定する、平面ウエハ構成要素である、請求項１に記載の微細構造デバイス。
前記応力隔離ダイアフラム領域および前記載置ベースが、前記ダイデバイス本体の中に画定される台座によって分離され、前記台座が、前記応力隔離ダイアフラム領域の幅および前記載置ベースの幅よりも狭い幅を有する、請求項１に記載の微細構造デバイス。
前記応力隔離ダイアフラム領域、前記ダイアフラムおよび前記載置ベースが、全て、単結晶シリコンウエハ構成要素の中に画定される、請求項１に記載の微細構造デバイス。
ダイアフラムバッキング部分および台座部分を含むバッキング基板と、
前記台座部分および前記バッキング基板の前記ダイアフラムバッキング部分に載置されてＭＥＭＳダイを形成するダイアフラムを含む、ダイアフラム基板であって、前記バッキング基板および前記ダイアフラム基板の前記台座部分が、前記台座部分全体にわたって前記ダイアフラムに向かい合う前記ＭＥＭＳダイの載置ベースに付与されるパッケージング応力から前記ダイアフラムを隔離するように構成される、前記ＭＥＭＳダイの前記台座を形成し、前記ダイアフラムが、前記ダイアフラムの少なくとも一部を取り囲んでいるダイアフラム縁よりも薄く、また前記ダイアフラム縁が、前記バッキング基板の前記ダイアフラムバッキング部分に接着されて、ダイアフラムと前記バッキング基板の前記ダイアフラムバッキング部分との間に空隙が画定される、ダイアフラム基板と、
前記ダイアフラム基板及び前記バッキング基板それぞれの外側端に載置されるパッケージであって、前記ダイアフラム基板の外側端と前記バッキング基板の外側端の間で、前記パッケージ内で第１の外方向圧力ポートが画定され、前記第１の外方向圧力ポートと前記空隙の間には、外方向に延在するパスが画定されて流体連通しており、前記パッケージが、前記ＭＥＭＳダイの周りにエンクロージャを形成するため、前記ＭＥＭＳダイを囲繞する外側キャップを含み、前記空隙と向かい合う前記ダイアフラムの側面で、前記エンクロージャと流体連通するために、前記パッケージ内で第２の外側方向圧力ポートが画定される、パッケージと、
を備える、ＭＥＭＳ圧力センサ。
前記ＭＥＭＳダイの前記載置ベースが、パッケージング応力を緩和するために前記パッケージから前記ダイアフラムを隔離するように、前記パッケージに載置される、請求項５に記載のＭＥＭＳ圧力センサ。
前記バッキング基板の前記台座部分が、前記ダイアフラムバッキング部分の面内にあり、かつ、それよりも細く、前記ダイアフラム基板の前記台座部分が、前記ダイアフラムの面内にあり、かつ、それよりも細い、請求項５に記載のＭＥＭＳ圧力センサ。
ダイアフラム縁に囲繞されるダイアフラムを含む、ダイアフラム基板と、
前記ダイアフラムと前記バッキング部分との間に画定されるダイアフラム空隙を伴うＭＥＭＳダイを形成するように、前記ダイアフラム縁に載置されるダイアフラムバッキング部分を有する、バッキング基板であって、前記ダイアフラム基板および前記バッキング基板を通してチャネルが画定され、前記チャネルの一部分が前記ダイアフラム縁を囲繞し、前記チャネルの２つの端部が、前記ダイアフラムの面内にある前記ダイアフラム基板および前記バッキング基板の中で該端部の間に台座を画定し、よって、前記台座全体にわたって前記ダイアフラムに向かい合う前記ＭＥＭＳダイの載置ベースに与えられる前記ダイアフラム上のパッケージング応力を緩和するために、前記台座から前記ダイアフラムおよびダイアフラムバッギング部分が吊設される、バッキング基板と、
前記ダイアフラム基板及び前記バッキング基板それぞれの外側端に載置されるパッケージであって、前記ダイアフラム基板の外側端と前記バッキング基板の外側端の間で、前記パッケージ内で第１の外方向圧力ポートが画定され、前記第１の外方向圧力ポートと前記空隙の間には、相互の流体連通のために外方向に延在するパスが画定され、前記パッケージが、前記ＭＥＭＳダイの周りにエンクロージャを形成するため、前記ＭＥＭＳダイを囲繞する外側キャップを含み、前記空隙と向かい合う前記ダイアフラムの側面で、前記エンクロージャと流体連通するために、前記パッケージ内で第２の外側方向圧力ポートが画定される、パッケージと、
を備える、ＭＥＭＳ圧力センサ。
前記ダイアフラム基板および前記バッキング基板が、前記ダイアフラム縁を囲繞する前記チャネルの前記一部分の外側に外縁を含み、前記外側縁が、前記チャネル全体にわたって前記ダイアフラムおよび前記ダイアフラムバッキング部分から離間される、請求項８に記載のＭＥＭＳ圧力センサ。
トッピングウエハと前記ダイアフラムとの間に画定されるトッピング空隙を伴って、前記外縁および前記載置ベース上で前記ダイアフラム基板に載置される、トッピングウエハと、
前記バッキング基板の前記ダイアフラムバッキング部分との間に画定されるベース空隙を伴って、前記パッケージに載置される外側端部、ベースウエハであって、前記トッピングウエハ、前記ベースウエハ、前記外縁、および前記載置ベースが、ダイアフラムエンクロージャからの前記ダイアフラムに対するパッケージング応力を緩和するために、前記ダイアフラムおよび前記ダイアフラムバッキング部分の周囲に前記ダイアフラムエンクロージャを形成する、ベースウエハと、
をさらに備える、請求項８に記載のＭＥＭＳ圧力センサ。
前記トッピングウエハおよび前記ベースウエハのうちの１つに載置される、一体化電子構成要素をさらに備える、請求項１０に記載のＭＥＭＳ圧力センサ。
前記ダイアフラム空隙が、圧力下で前記ダイアフラムを第１の方向に撓ませるように構成される、第１の圧力空間を形成し、前記トッピング空隙および前記ベース空隙が、前記ダイアフラム基板および前記バッキング基板の中の前記チャネルを通して流体連通して、圧力下で前記ダイアフラムを前記第１の方向と反対の第２の方向に撓ませるように構成される、第２の圧力空間を形成する、請求項１０に記載のＭＥＭＳ圧力センサ。
前記第２の圧力空間が、前記第１の圧力空間と流体連通している外部圧力源の絶対圧力を感知するために密閉される、請求項１２に記載のＭＥＭＳ圧力センサ。
第１の外側方向圧力ポートおよび第２の外側方向圧力ポートが前記第１および前記第２の圧力空間とそれぞれ流体連通し、前記第１および前記第２の圧力空間が、前記ダイアフラム全体にわたって第１および第２の外部圧力源それぞれの間の差圧を感知するために、前記ダイアフラムエンクロージャ内で互いに密閉される、請求項１２に記載のＭＥＭＳ圧力センサ。
環境条件から前記ダイアフラムエンクロージャを保護するために、前記パッケージと前記ダイアフラムエンクロージャとの間に密閉空間が画定される、請求項１４に記載のＭＥＭＳ圧力センサ。
前記ダイデバイス本体が、前記載置ベースの上軸面上に載置されるトッピングウエハを含む、請求項1に記載の微細構造デバイス。
前記ダイデバイス本体が、前記パッケージに載置された外側端部を有するベースウエハを含み、前記トッピングウエハと前記ベースウエハが、前記第２の外側方向圧力ポートと流体連通するダイアフラムエンクロージャを形成し、前記第２の外側方向圧力ポートが、前記ベースウエハの外側端部と前記載置ベースの外側端部の間で画定される、請求項１に記載の微細構造デバイス。
前記トッピングウエハと前記ダイアフラムの間にトッピング空隙を画定する前記ダイアフラム基板の載置ベース部分の上軸面上に載置されるトッピングウエハをさらに含む、請求項５に記載のＭＥＭＳ圧力センサ。
前記ベースウエハと前記バッキング基板の前記ダイアフラムバッキング部分との間で画定されるベース空隙を備える前記パッケージに、外側端部が載置されるベースウエハをさらに含み、前記トッピングウエハ、前記ベースウエハ、前記載置ベースが前記エンクロージャから前記ダイアフラムにかかるパッケージング応力を緩和するために、前記ダイアフラムと前記ダイアフラムバッキング部分の周囲にダイアフラムエンクロージャを形成し、前記ダイアフラムエンクロージャと流体連通するために、前記第２の外側方向圧力ポートが、前記ベースウエハの外側端部と前記バッキング基板の外側端部との間に画定される、請求項１８に記載のＭＥＭＳ圧力センサ。