JP2014157866A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】キャビティ66を形成する前に、半導体基板63の一面61に酸化膜64を形成しておき、マスク81を用いて酸化膜64を除去してから半導体基板63の一面61からエッチングしてキャビティ66を形成する。これにより、酸化膜64を均一な膜厚にできるし、酸化膜64を形成する際の熱酸化がキャビティ66の影響を受けないため、キャビティ66との境界となる端部61aの周囲において一面61が平面になる。また、酸化膜64の表面も凸形状とはならず、平坦面となる。このため、酸化膜64が端部61aからデバイスウェハ10に貼り付けられるようにでき、従来のような未接合領域がほぼなく、ほぼ全域が接合領域となるようにできる。したがって、接合代を広面積にとる必要性がなくなり、半導体装置の小型化を図ることが可能となる。
【選択図】図1
Description
請求項2に記載の発明では、半導体基板における一面とは反対側となる他面(62)側から半導体基板および酸化膜を貫通する孔部(67a)内に、絶縁膜(67b)を介してデバイスウェハに電気的に接続される貫通電極(67c)を有する貫通電極部(67)を有し、貫通電極部がキャビティが形成された範囲内に配置されていると共に、該貫通電極部が形成された位置においてセンシング部が支持基板に支持され、貫通電極部およびセンシング部を支持基板で支持したサポートピラー(90)が備えられていることを特徴としている。
本発明の第1実施形態について説明する。本実施形態では、デバイスウェハに対して可動部を有する加速度センサ等の力学量センサを備えた半導体装置に対して本発明の一実施形態を適用した場合について説明する。
本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対して貫通電極部67の形成位置を変更したものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する
第1実施形態では、キャビティ66の外側に貫通電極部67を配置した場合について説明したが、本実施形態では、図9に示すように、キャビティ66の内側に貫通電極部67のうちの少なくとも一部を配置している。例えば、キャビティ66を矩形状としているが、その矩形状の内部に複数の貫通電極部67を配置している。そして、貫通電極部67が形成された位置において半導体層13および埋込絶縁膜12も残されるようにしており、貫通電極部67と半導体層13および埋込絶縁膜12が支持基板11によって支持されることで、サポートピラー90が構成されている。つまり、貫通電極部67が形成された位置において、サポートピラー90により、キャビティ66の内側でもキャップウェハ60を支持した構造となっている。
本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態では、第1実施形態に対してデバイスウェハ10に対して形成するデバイスを変更したものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
上記各実施形態では、デバイスウェハ10に形成したセンサとして、加速度センサもしくは圧力センサを例に挙げて説明したが、これは単なる一例を示したものである。例えば、角速度センサのように固定部と可動部を有する他の慣性センサに加えて、可動部を有さない磁気センサやホール素子などを用いたセンサがセンシング部16に形成されていてもよい。また、加速度センサについては、基板平面方向(XY方向)において可動部20が変位する2軸加速度センサに限らず、基板法線方向(Z方向)にも可動部20が変位する3軸加速度センサに対しても本発明を適用できる。その場合、例えば支持基板11のうち可動部20と対向する位置に検出用電極を配置するなどにより、可動部20と検出用電極との容量変化に基づいて基板法線方向における可動部20の変位を検出することができる。3軸加速度センサにおいては、基板法線方向の寸法精度が要求されることから、このような3軸加速度センサに対して本発明を適用すると特に有効である。
16 センシング部
60 キャップウェハ
61 一面
61a 端部
63 半導体基板
64 酸化膜
66 キャビティ
67 貫通電極部
70 気密室
Claims (6)
- 物理量に応じたセンサ信号を出力するセンシング部(16)が形成されたデバイスウェハ(10)と、
前記デバイスウェハに貼り合わされる一面(61)を有し、当該一面のうち前記センシング部と対向する領域にキャビティ(66)が形成された半導体基板(63)と、前記デバイスウェハと前記半導体基板の一面との間に配置される酸化膜(64)と、を有して構成されるキャップウェハ(60)と、を備え、
前記デバイスウェハと前記キャビティの内壁面が形成する空間によって形成される気密室(70)に前記センシング部が気密封止されてなる半導体装置であって、
前記一面側において、前記一面上にのみ前記酸化膜が形成されることで前記キャビティの内壁面が前記酸化膜から露出させられており、前記一面のうち前記キャビティとの境界部となる端部(61a)から前記キャビティの外周方向に向かって前記一面が平坦かつ均一膜厚な面になっていると共に、前記酸化膜が前記端部から前記デバイスウェハに貼り付けられた接合領域とされていることを特徴とする半導体装置。 - 前記半導体基板における前記一面とは反対側となる他面(62)側から前記半導体基板および前記酸化膜を貫通する孔部(67a)内に、絶縁膜(67b)を介して前記デバイスウェハに電気的に接続される貫通電極(67c)を有する貫通電極部(67)を有し、
前記貫通電極部が前記キャビティが形成された範囲内に配置されていると共に、該貫通電極部が形成された位置において前記センシング部が前記支持基板に支持され、前記貫通電極部および前記センシング部を前記支持基板で支持したサポートピラー(90)が備えられていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 - 前記貫通電極部の外周における前記酸化膜と前記デバイスウェハとの接合長さが10〜50μmであることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
- 前記センシング部には、支持基板(11)に対して固定された固定部(30、40)と前記支持基板に対して可動させられる可動部(20)とを有する慣性センサが備えられていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の半導体装置。
- 前記センシング部には、前記デバイスウェハを薄膜化したダイヤフラム(100)と、該ダイヤフラム内に形成されたピエゾ抵抗(102)とを有する圧力センサが備えられていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の半導体装置。
- 請求項1ないし5のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法であって、
前記センシング部が形成された前記デバイスウェハを製造する工程と、
前記半導体基板を用意したのち、該半導体基板における前記一面に熱酸化によって前記酸化膜を形成する工程と、前記酸化膜の上に前記キャビティと対応する位置が開口するマスク(81)を形成し、該マスクを用いて前記酸化膜および前記半導体基板をエッチングし、前記キャビティを形成する工程と、を行うことで前記キャップウェハを製造する工程と、
前記マスクを除去した後、前記酸化膜を前記デバイスウェハに貼り合せることで、前記キャップウェハと前記デバイスウェハとを貼り合せる工程と、を含んでいることを特徴とする半導体装置の製造方法。
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JP2010161266A (ja) * | 2009-01-09 | 2010-07-22 | Denso Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2011139018A (ja) * | 2009-12-04 | 2011-07-14 | Denso Corp | 領域分割基板およびそれを用いた半導体装置ならびにそれらの製造方法 |
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