JP2018066581A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体基板の支持構造における熱応力が半導体基板に伝達することを可及的に抑制する。【解決手段】半導体装置１は、半導体基板２と、支持基板４と、接着層５と、基板支持部６とを備えている。支持基板４は、第一主面４１とその裏側の第二主面４２とを有し、第一主面４１にて半導体基板２と接合されることで半導体基板２を支持する。接着層５は、第二主面４２と平行な延出方向における支持基板４の一の縁部である内縁部４４にて、第二主面４２上に設けられている。基板支持部６は、接着層５を介して支持基板４と接合されることで延出方向における内縁部４４とは反対側の外縁部４５に向かって内縁部４４から延出方向に延出する片持ち梁状に支持基板４を支持するように、第二主面４２と対向配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置に関する。

特許文献１に開示された半導体装置は、半導体基板と、この半導体基板を支持する支持部材とを備えている。支持部材は、第１支持部材と、この第１支持部材を支持する第２支持部材とを有している。半導体基板は、第１支持部材に固定されている。第１支持部材は、第２支持部材に固定されている。

特開２０１２−２１１８９２号公報

この種の半導体装置において、受熱により支持部材側に熱変形が発生することがある。この点、従来のこの種の半導体装置においては、かかる熱変形に起因する応力が半導体基板側に伝達すると、接合部における剥離、半導体装置における動作精度の低下、等の問題が発生し得る。本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、半導体基板を支持する構造部分における熱応力が半導体基板に伝達することを可及的に抑制することを目的とする。

請求項１に記載の半導体装置（１）は、素子部（２５）を有する半導体基板（２）と、第一主面（４１）とその裏側の第二主面（４２）とを有し前記第一主面にて前記半導体基板と接合されることで前記半導体基板を支持する支持基板（４）と、前記第二主面と平行な延出方向における前記支持基板の第一の縁部（４４）にて前記第二主面上に設けられた接着層（５）と、前記接着層を介して前記支持基板と接合されることで前記延出方向における前記第一の縁部とは反対側の第二の縁部（４５）に向かって前記第一の縁部から前記延出方向に延出する片持ち梁状に前記支持基板を支持するように前記第二主面と対向配置された基板支持部（６）とを備えている。

上記構成において、前記半導体基板は、前記支持基板の前記第一主面に接合されることで、前記支持基板により支持される。前記半導体基板を支持する前記支持基板は、前記延出方向における前記第一の縁部にて、前記接着層を介して前記基板支持部と接合される。すると、前記支持基板は、前記基板支持部によって、前記第一の縁部から前記第二の縁部に向かって前記延出方向に延出する片持ち梁状に支持される。即ち、前記支持基板における前記接着層が設けられた部分よりも前記延出方向側は、前記接着層を介しての前記基板支持部との接合がなされない。故に、前記基板支持部にて熱変形が発生した場合であっても、この熱変形に伴う熱応力が前記支持基板を介して前記半導体基板に伝達することが、可及的に抑制され得る。

請求項２に記載の半導体装置は、前記支持基板の前記延出方向における前記第一の縁部よりも前記第二の縁部寄りの位置にて前記第一主面上に形成されたワイヤボンディングパッド（７１）と、前記延出方向における前記ワイヤボンディングパッドに対応する位置にて前記第二主面と対向するように前記支持基板と前記基板支持部との間に設けられた補助支持部（８）とをさらに備えている。

かかる構成においては、前記補助支持部は、前記延出方向における前記ワイヤボンディングパッドに対応する位置にて、前記支持基板における前記第二主面と前記基板支持部との間に設けられる。故に、ワイヤボンディング工程にて前記ワイヤボンディングパッドに作用する荷重が、前記補助支持部によって受け止められ得る。したがって、かかる構成によれば、前記半導体基板を支持する構造部分における熱応力が前記半導体基板に伝達することを可及的に抑制しつつ、良好なワイヤボンディング性を実現することが可能となる。

請求項３に記載の半導体装置においては、前記ワイヤボンディングパッドと前記補助支持部とは、前記第二主面と直交する面直方向に見た場合に互いに重なるように設けられている。かかる構成によれば、前記ワイヤボンディング工程にて前記ワイヤボンディングパッドに作用する前記面直方向に沿った荷重が、前記補助支持部によって良好に受け止められ得る。

請求項４に記載の半導体装置においては、前記基板支持部は、前記接着層と対向する位置にて前記支持基板の前記第一の縁部に向かって突出するように設けられた支持突起部（６５）を有している。また、前記接着層は、略球形のスペーサ（５１）を多数含有するとともに、前記スペーサの外径に対応する厚さに形成されている。さらに、当該半導体装置は、ｔ１＋ｔ２＞ｔ３、且つｔ２≦ｔ３となるように構成されている。ここで、ｔ１は、前記接着層の厚さである。ｔ２は、前記第二主面と対向する前記基板支持部の表面（６４）における前記補助支持部が設けられた位置からの、前記面直方向における前記支持突起部の突出量である。ｔ３は、前記面直方向における前記補助支持部の寸法である。

かかる構成においては、前記支持基板の前記第一の縁部と、前記基板支持部の前記支持突起部とが、前記接着層を介して接合される。ここで、上記の２つの不等式により、０＜ｔ１＋ｔ２−ｔ３≦ｔ１が得られる。即ち、前記補助支持部が設けられた位置における、前記第二主面と対向する前記基板支持部の前記表面と前記第二主面との間隔（即ちｔ１＋ｔ２）よりも、前記補助支持部の前記面直方向における寸法ｔ３の方が、僅かに小さい。また、前記補助支持部と前記第二主面との隙間寸法（即ちｔ１＋ｔ２−ｔ３）は、前記接着層の厚さｔ１以下となる。前記接着層の厚さｔ１は、前記スペーサの前記外径に対応して、略一定に形成され得る。故に、前記ワイヤボンディング工程にて前記面直方向に沿った荷重が前記ワイヤボンディングパッドに作用した場合に、前記支持基板の前記第二主面と前記補助支持部とが良好に接触し得る。したがって、かかる構成によれば、前記ワイヤボンディングパッドに作用する荷重が、前記補助支持部によって確実に受け止められ得る。

請求項５に記載の半導体装置においては、前記スペーサは、低弾性樹脂によって形成されている。かかる構成によれば、前記半導体基板を支持する構造部分における熱応力が前記半導体基板に伝達することが良好に抑制されつつ、前記ワイヤボンディングパッドに作用する荷重を前記補助支持部で受け止めることによる良好なワイヤボンディング性が実現され得る。

請求項６に記載の半導体装置においては、前記基板支持部における、前記支持突起部よりも前記延出方向側の位置には、前記第二主面に向かって前記面直方向に開口する凹部（６３）が形成されている。

かかる構成においては、前記支持基板の前記第一の縁部と前記基板支持部の前記支持突起部との接合箇所よりも、前記延出方向側にて、前記基板支持部に前記凹部が設けられる。前記凹部においては、前記接着層を介しての前記支持基板と前記基板支持部との接合がなされない。故に、前記基板支持部の熱変形に伴う熱応力が前記半導体基板に可及的に伝達しない構成が、簡易に実現され得る。

請求項７に記載の半導体装置においては、前記凹部には、前記基板支持部と前記第二主面との間の空間を埋める充填材（９０）が充填されている。

かかる構成においては、前記支持基板の前記第一の縁部と前記基板支持部の前記支持突起部との接合箇所よりも前記延出方向側に設けられた前記凹部に、前記充填剤が充填される。故に、前記支持基板の前記第二主面と前記基板支持部との隙間が、前記充填剤によって良好に埋め尽くされる。したがって、前記支持基板と前記基板支持部との接合部におけるシール性が向上する。あるいは、かかる構成によれば、前記支持基板の前記第二主面と前記基板支持部との前記隙間への異物の混入、及びこれによる前記接着層の劣化が、可及的に抑制される。

請求項８に記載の半導体装置においては、前記支持基板は、前記面直方向に貫通する基板貫通孔（４３）を有している。また、前記第一の縁部は、前記基板貫通孔の内縁部に設けられている。また、前記基板支持部は、前記面直方向に貫通し前記基板貫通孔に連通する導通孔（６１）を有している。また、前記支持突起部は、前記導通孔の内縁部に設けられている。

かかる構成においては、前記支持基板における前記基板貫通孔の前記内縁部にて前記第二主面上に設けられた前記接着層と、前記基板支持部における前記導通孔の前記内縁部に設けられた前記支持突起部とが接合される。即ち、前記支持基板の、前記接着層が設けられた前記内縁部から前記延出方向に離隔した外縁部側においては、前記接着層を介しての前記基板支持部との接合がなされていない。故に、熱応力が前記支持基板を介して前記半導体基板に伝達することが可及的に抑制され得る構成が、簡略に実現され得る。

請求項９に記載の半導体装置においては、前記半導体基板は、前記基板貫通孔と対向する位置に設けられた薄肉部であるダイアフラム（２３）と、前記ダイアフラムの周囲に設けられた厚肉部であるダイアフラム支持部（２４）とを有している。また、前記素子部は、前記導通孔と前記基板貫通孔とによって形成された空間（Ｃ）内の流体圧力に応じた電気出力を発生するように、前記ダイアフラムに設けられている。

かかる構成においては、前記導通孔と前記基板貫通孔とによって形成された前記空間内の前記流体圧力が、前記ダイアフラムに作用する。これにより、前記素子部にて、前記流体圧力に応じた前記電気出力が発生する。ここで、上述の通り、前記支持基板の、前記基板貫通孔に隣接する前記内縁部から前記延出方向に離隔した前記外縁部においては、前記接着層を介しての前記基板支持部との接合がなされていない。故に、前記基板支持部にて熱変形が発生した場合であっても、この熱変形に伴う熱応力が前記支持基板を介して前記半導体基板に伝達することで前記電気出力の発生特性が変動することが、可及的に抑制され得る。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。

本発明の一実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す側断面図である。 図１に示された半導体装置の平面図である。 図２に示された補助支持部の一変形例の構成を示す平面図である。 図１に示された補助支持部の一変形例の構成を示す側面図である。 図１に示された補助支持部の他の変形例の構成を示す側面図である。 図１に示された半導体装置の一変形例の構成を示す側断面図である。

以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において、実施形態と後述する変形例との間で互いに同一又は均等である部分については、図中、同一符号が付されており、技術的に矛盾なき限り、先行する実施形態における説明が後行する変形例にて適宜援用され得るものとする。

（実施形態の構成）
図１を参照すると、本発明の一実施形態に係る半導体装置１は、いわゆるＤＰＦシステムに使用される圧力センサとしての構成を有している。ＤＰＦシステムは、エンジン排気中のＰＭを除去するフィルタを備えたシステムである。ＤＰＦはDiesel Particulate Filterの略であり、ＰＭはParticulate Matterの略である。本実施形態に係る半導体装置１は、図示しないＤＰＦシステムに装着されることで、排気圧力を検出するように構成されている。具体的には、半導体装置１は、半導体基板２と、第一接着層３と、支持基板４と、第二接着層５と、基板支持部６と、配線部７と、補助支持部８とを備えている。

半導体基板２は、いわゆるシリコン基板であって、図中ＸＹ平面と略平行な平板状に形成されている。即ち、半導体基板２における一つの主面である外表面２１と、その裏側の内表面２２とは、それぞれ、図中ＸＹ平面と略平行に設けられている。以下、図中Ｚ軸方向を「面直方向」と称する。これに対し、図中ＸＹ平面と平行な任意の方向は「面内方向」と称される。また、対象物を図中Ｚ軸負方向に見ることを「平面視」と称する。これに対し、対象物をＹ軸正方向に見ることを「側面視」と称する。

半導体基板２は、圧力検出対象である排気が導入される空間Ｃが内表面２２と対向するように配置されている。半導体基板２は、ダイアフラム２３と、ダイアフラム支持部２４と、素子部２５とを有している。ダイアフラム２３は、ダイアフラム支持部２４よりも厚さ（即ち面直方向の寸法）が小さく形成された薄肉部であって、面直方向にて空間Ｃと対向する位置（即ち面内方向にて空間Ｃに対応する位置）に設けられている。ダイアフラム支持部２４は、厚肉部であって、ダイアフラム２３の周囲に設けられている。素子部２５は、空間Ｃ内の排気圧力に応じた電気出力（例えば電圧）を発生するように、ダイアフラム２３に設けられている。具体的には、素子部２５は、いわゆるゲージ抵抗であって、ダイアフラム２３における外表面２１側にて複数形成されている。そして、複数の素子部２５によってブリッジ回路が形成されている。

半導体基板２は、第一接着層３を介して、支持基板４に接合されている。第一接着層３は、半導体基板２の内表面２２におけるダイアフラム支持部２４に相当する部分（即ち面内方向における半導体基板２の外縁部）に設けられている。第一接着層３は、多数のスペーサ３１を含有している。スペーサ３１は、低弾性の合成樹脂材料（例えばエポキシ樹脂等）によって形成された略球形の単分散マイクロビーズであって、ほぼ均一な外径に形成されている。多数のスペーサ３１の単粒子が、第一接着層３内にて均一に分散されている。また、第一接着層３は、スペーサ３１の外径に対応する厚さ（即ちスペーサ３１の外径と同等の厚さ）に形成されている。

支持基板４は、アルミナ等によって形成されたセラミック基板である。支持基板４は、図中ＸＹ平面と略平行な平板状に形成されている。即ち、支持基板４は、図中ＸＹ平面と略平行で半導体基板２と対向する第一主面４１と、その裏側の第二主面４２とを有している。支持基板４は、第一主面４１にて半導体基板２と接合されることで、半導体基板２を支持するように構成されている。

支持基板４には、面直方向に貫通する基板貫通孔４３が形成されている。基板貫通孔４３は、面直方向にてダイアフラム２３と対向する位置に設けられている。また、基板貫通孔４３は、平面視にて、支持基板４の略中央部に配設されている。本実施形態においては、基板貫通孔４３は、平面視にて略矩形状に形成されている。支持基板４の基板貫通孔４３に隣接する部分（即ち基板貫通孔４３の開口内縁近傍部分）である内縁部４４は、第一接着層３を介して半導体基板２と接合されている。

支持基板４は、第二接着層５を介して、基板支持部６に接合されている。第二接着層５は、支持基板４の内縁部４４にて第二主面４２上に設けられている。即ち、第二接着層５は、支持基板４の第二主面４２における、内縁部４４に対応する位置にのみ設けられている。

第二接着層５は、多数のスペーサ５１を含有している。スペーサ５１は、低弾性の合成樹脂材料（例えばエポキシ樹脂等）によって形成された略球形の単分散マイクロビーズであって、ほぼ均一な外径に形成されている。多数のスペーサ５１の単粒子が、第二接着層５内にて均一に分散されている。また、第二接着層５は、スペーサ５１の外径に対応する厚さ（即ちスペーサ５１の外径と同等の厚さ）に形成されている。

図１及び図２を参照しつつ、基板支持部６の構成について詳述する。基板支持部６は、ポリフェニレンサルファイド等の合成樹脂材料によって形成されている。基板支持部６は、半導体装置１の筐体をなすものであって、半導体基板２及び支持基板４を収容しつつ支持するように構成されている。なお、図１及び図２においては、基板支持部６のうちの、半導体基板２及び支持基板４の近傍部分のみが図示されており、それ以外の部分の図示が省略されている。基板支持部６における、図１及び図２に図示された部分（即ち半導体基板２及び支持基板４の近傍部分）は、支持基板４の第二主面４２と対向配置されている。

基板支持部６は、導通孔６１を有している。導通孔６１は、基板支持部６を面直方向に貫通するとともに、基板貫通孔４３に連通するように形成されている。即ち、導通孔６１は、面直方向に基板貫通孔４３と連通することで、ダイアフラム２３と対向する位置にて空間Ｃを形成するように設けられている。本実施形態においては、導通孔６１は、平面視にて基板貫通孔４３とほぼ重なるように、略矩形状に形成されている。

基板支持部６の、支持基板４と対向する主面である支持面６２には、凹部６３が形成されている。凹部６３は、支持基板４における第二主面４２に向かって面直方向に開口するように設けられている。本実施形態においては、凹部６３は、図中ＸＹ平面と略平行な、平坦な底面６４を有している。図２に示されているように、凹部６３は、平面視にて、導通孔６１の全周囲を囲むように略矩形状に形成されている。

基板支持部６における、凹部６３よりも導通孔６１側の位置には、支持突起部６５が形成されている。即ち、支持突起部６５は、導通孔６１を取り囲むように、導通孔６１の開口内縁部に設けられている。支持突起部６５は、第二接着層５と対向する位置にて、凹部６３における底面６４から支持基板４の内縁部４４に向かって突出するように設けられている。支持突起部６５は、第二接着層５と接合されている。基板支持部６における、凹部６３を挟んで支持突起部６５と反対側の位置には、外側突起部６６が形成されている。外側突起部６６は、凹部６３における底面６４から、面直方向にて支持突起部６５と同じ方向（即ち図中Ｚ軸正方向）に突出するように設けられている。

上記説明から明らかなように、基板支持部６は、支持突起部６５にて第二接着層５を介して支持基板４の内縁部４４と接合されることで、支持基板４を、内縁部４４から外縁部４５に向かって面内方向に延出する片持ち梁状に支持するように構成されている。片持ち梁状に支持されている支持基板４において、固定端側である内縁部４４から自由端側である外縁部４５に向かう方向を、以下「延出方向」と称する。本実施形態の構成においては、「延出方向」は、支持基板４の図１における基板貫通孔４３よりも右側の部分については右方向（即ち図中Ｘ軸正方向）となる。一方、支持基板４の図１における基板貫通孔４３よりも左側の部分については、「延出方向」は左方向（即ち図中Ｘ軸負方向）となる。

片持ち梁状に支持されている支持基板４において、固定端側の部分である内縁部４４は基板支持部６における支持突起部６５に固定されている。一方、延出方向における固定端側とは反対側の自由端側である外縁部４５は、凹部６３の底面６４から所定のギャップを隔てて配置されている。凹部６３は、基板支持部６における、支持突起部６５よりも延出方向側に設けられている。

配線部７は、半導体基板２にて発生した電気出力を外部装置（例えば図示しないエンジン制御装置）に出力し得るように設けられている。具体的には、配線部７は、ワイヤボンディングパッド７１と、ターミナル７２と、ボンディングワイヤ７３とを有している。

ワイヤボンディングパッド７１は、良導体金属（例えば金）の薄膜であって、支持基板４の第一主面４１上に形成されている。また、ワイヤボンディングパッド７１は、支持基板４に形成された配線パターンを含む、図示しない接続配線を介して、半導体基板２と電気的に接続されている。ワイヤボンディングパッド７１は、延出方向における内縁部４４よりも外縁部４５寄りの位置に配置されている。本実施形態においては、ワイヤボンディングパッド７１は、支持基板４における、延出方向を図中Ｘ軸正方向とする部分（即ち図中基板貫通孔４３よりも右側の部分）に設けられていて、それ以外の部分には設けられていない。また、本実施形態においては、複数のワイヤボンディングパッド７１が、延出方向と直交する幅方向（即ち図中Ｙ軸方向）に沿って配列されている。

ターミナル７２は、良導体金属（例えば金）の薄板材であって、外部装置との接続用の図示しないコネクタ部と電気的に接続されている。ターミナル７２は、基板支持部６に固定されている。具体的には、ターミナル７２は、インサート成形法により、外側突起部６６に固着されている。ターミナル７２は、外側突起部６６における、平面視にてワイヤボンディングパッド７１と近接する箇所に配置されている。本実施形態においては、複数のワイヤボンディングパッド７１の設置数と同数の、複数のターミナル７２が、幅方向に沿って配列されている。複数のワイヤボンディングパッド７１の各々は、対応するターミナル７２と、ボンディングワイヤ７３を介して電気的に接続されている。即ち、ボンディングワイヤ７３の一端はワイヤボンディングパッド７１に固定され、他端はターミナル７２に固定されている。

補助支持部８は、支持基板４と基板支持部６との間に設けられている。具体的には、補助支持部８は、凹部６３の底面６４から支持基板４に向かって突出するように、支持基板４の第二主面４２と対向配置されている。本実施形態においては、補助支持部８は、基板支持部６と同一の材料によって、基板支持部６と継ぎ目無く一体に形成されている。

本実施形態においては、補助支持部８は、側面視にて上方（即ち図中Ｚ軸正方向）に突設された略円錐形状に形成されている。また、複数のワイヤボンディングパッド７１の設置数と同数の、複数の補助支持部８が、幅方向に沿って配列されている。複数の補助支持部８の各々は、延出方向における、ワイヤボンディングパッド７１に対応する位置に配設されている。具体的には、補助支持部８は、面直方向に見た場合に、対応するワイヤボンディングパッド７１と重なるように設けられている。

ここで、第二接着層５の厚さをｔ１とする。また、凹部６３の底面６４からの、面直方向における支持突起部６５の突出量をｔ２とする。さらに、面直方向における補助支持部８の寸法（即ち補助支持部８の高さ寸法）をｔ３とする。この場合、本実施形態の半導体装置１は、ｔ１＋ｔ２＞ｔ３、且つｔ２≦ｔ３となるように構成されている。

（効果）
本実施形態においては、半導体基板２は、支持基板４の第一主面４１に接合されることで、支持基板４により支持される。ここで、支持基板４と基板支持部６とを接合する第二接着層５は、要求される接合強度を確保する上で必要最小限の面積で設けられる。具体的には、半導体基板２を支持する支持基板４は、内縁部４４にて、第二接着層５を介して基板支持部６と接合される。すると、支持基板４は、基板支持部６によって、内縁部４４から外縁部４５に向かって延出する片持ち梁状に支持される。即ち、支持基板４における第二接着層５が設けられた部分よりも延出方向側は、第二接着層５を介しての基板支持部６との接合がなされない。故に、本実施形態によれば、基板支持部６にて熱変形が発生した場合であっても、この熱変形に伴う熱応力が支持基板４を介して半導体基板２に伝達することが、可及的に抑制され得る。

本実施形態においては、補助支持部８は、ワイヤボンディングパッド７１に対応する位置にて、支持基板４における第二主面４２と基板支持部６との間に設けられる。故に、ワイヤボンディング工程にてワイヤボンディングパッド７１に作用する面直方向（即ち図中Ｚ軸負方向）に沿った荷重が、補助支持部８によって受け止められ得る。したがって、本実施形態によれば、基板支持部６における熱応力が半導体基板２に伝達することを可及的に抑制しつつ、良好なワイヤボンディング性を実現することが可能となる。

本実施形態においては、ワイヤボンディングパッド７１と補助支持部８とは、面直方向に見た場合に互いに重なるように設けられている。故に、ワイヤボンディング工程にてワイヤボンディングパッド７１に作用する面直方向に沿った荷重が、補助支持部８によって良好に受け止められ得る。

本実施形態においては、基板支持部６には、第二接着層５と対向する位置にて支持基板４の内縁部４４に向かって突出するように、支持突起部６５が設けられている。即ち、支持基板４の内縁部４４と、基板支持部６の支持突起部６５とが、第二接着層５を介して接合される。故に、本実施形態によれば、基板支持部６の熱変形に伴う熱応力が半導体基板２に可及的に伝達しない構成が、簡易に実現され得る。

本実施形態においては、第一接着層３は、略球形のスペーサ３１を多数含有するとともに、スペーサ３１の外径に対応する厚さに形成されている。故に、本実施形態によれば、第一接着層３が、均一な厚さで形成され得る。さらに、スペーサ３１は、低弾性樹脂によって形成されている。故に、熱応力が半導体基板２に伝達することが、良好に抑制され得る。

本実施形態においては、第二接着層５は、略球形のスペーサ５１を多数含有するとともに、スペーサ５１の外径に対応する厚さに形成されている。故に、本実施形態によれば、第二接着層５が、均一な厚さで形成され得る。さらに、片持ち梁状に支持された支持基板４における固定端部に設けられた第二接着層５に含有されたスペーサ５１は、低弾性樹脂によって形成されている。故に、基板支持部６における熱応力が半導体基板２に伝達することが良好に抑制されつつ、ワイヤボンディングパッド７１に作用する荷重を補助支持部８で受け止めることによる良好なワイヤボンディング性が実現され得る。

本実施形態においては、第二接着層５の厚さｔ１、支持突起部６５の突出量ｔ２、及び補助支持部８の高さｔ３について、ｔ１＋ｔ２＞ｔ３、且つｔ２≦ｔ３が成立する。この２つの不等式により、０＜ｔ１＋ｔ２−ｔ３≦ｔ１が得られる。即ち、補助支持部８の高さｔ３は、ｔ１＋ｔ２よりも僅かに小さい。このｔ１＋ｔ２は、補助支持部８が設けられた位置における第二主面４２と底面６４との間隔である。また、補助支持部８と第二主面４２との隙間寸法はｔ１＋ｔ２−ｔ３となり、これは第二接着層５の厚さｔ１以下となる。ここで、第二接着層５の厚さｔ１は、スペーサ５１の外径に対応して、略一定に形成され得る。故に、ワイヤボンディング工程にてワイヤボンディングパッド７１に荷重が作用した場合に、支持基板４の第二主面４２と補助支持部８とが、第二接着層５による接合箇所に大きな応力が発生することなく良好に接触し得る。したがって、かかる構成によれば、ワイヤボンディングパッド７１に作用する荷重が、補助支持部８によって確実に受け止められ得る。

本実施形態においては、基板支持部６における、支持突起部６５よりも延出方向側の位置には、第二主面４２に向かって面直方向に開口する凹部６３が設けられる。即ち、支持基板４の内縁部４４と基板支持部６の支持突起部６５との接合箇所よりも、延出方向側にて、基板支持部６に凹部６３が形成される。換言すれば、基板支持部６に凹部６３を形成することで、凹部６３よりも空間Ｃ側にて、第二接着層５を介して支持基板４と基板支持部６との接合を行うための支持突起部６５が設けられる。かかる凹部６３においては、第二接着層５を介しての支持基板４と基板支持部６との接合がなされない。故に、本実施形態によれば、基板支持部６の熱変形に伴う熱応力が半導体基板２に可及的に伝達しない構成が、簡易に実現され得る。

本実施形態においては、支持基板４における基板貫通孔４３側の内縁部４４にて第二主面４２上に設けられた第二接着層５と、基板支持部６における導通孔６１の内縁部側に設けられた支持突起部６５とが接合される。即ち、支持基板４の、第二接着層５が設けられた内縁部４４から延出方向に離隔した外縁部４５側においては、第二接着層５を介しての基板支持部６との接合がなされない。故に、熱応力が支持基板４を介して半導体基板２に伝達することが可及的に抑制され得る構成が、簡略に実現され得る。

本実施形態においては、導通孔６１と基板貫通孔４３とによって形成された空間Ｃ内の流体圧力（即ち排気圧力）が、ダイアフラム２３に作用する。すると、素子部２５にて、流体圧力に応じた電気出力が発生する。ここで、上述の通り、支持基板４の、基板貫通孔４３に隣接する内縁部４４から延出方向に離隔した外縁部４５においては、第二接着層５を介しての基板支持部６との接合がなされていない。故に、基板支持部６にて熱変形が発生した場合であっても、この熱変形に伴う熱応力が支持基板４を介して半導体基板２に伝達することで電気出力の発生特性が変動することが、可及的に抑制され得る。

（変形例）
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、上記実施形態に対しては適宜変更が可能である。以下、代表的な変形例について説明する。以下の変形例の説明においては、上記実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

上記実施形態に係る半導体装置１が、ＤＰＦシステム用の排気圧力センサに適用される場合、排気圧力はフィルタの上流側と下流側との双方で検出する必要がある。このため、この場合、半導体装置１には、複数の空間Ｃが互いに連通しないように個別に設けられる。そして、複数の空間Ｃの各々に対応して、半導体基板２が１つずつ設けられる。この場合でも、筐体をなす基板支持部６は共通化され得る。

本発明は、圧電タイプの圧力センサに限定されない。即ち、本発明は、圧電タイプとは異なるタイプ（例えば静電容量タイプ）の圧力センサに対しても好適に適用可能である。また、検出対象も、排気圧力に限定されず、吸気圧力等の低圧流体圧力であってもよく、燃料圧、ブレーキ油圧、水素ガス圧力、等の高圧流体圧力であってもよい。

本発明の適用対象は、車載センサに限定されない。また、本発明は、圧力センサに限定されない。即ち、本発明は、空間Ｃ内の流体特性（例えば温度）に応じた電気信号を出力するように構成された流体特性センサに対して、好適に適用され得る。

半導体基板２は、シリコン基板に限定されない。また、半導体基板２は、センサ機能を有していなくてもよい。また、半導体基板２は、ダイアフラム２３を有していなくてもよい。

第一接着層３の厚さは、成膜条件により、良好に均一化され得る。したがって、厚さの均一化という観点からは、スペーサ３１は省略され得る。応力伝達緩和を主要な観点としてスペーサ３１が用いられる場合、スペーサ３１は単分散粒子ではなくてもよい。即ち、スペーサ３１の粒径分布はブロードであってもよい。

支持基板４は、セラミック基板に限定されない。即ち、支持基板４は、合成樹脂製のプリント基板であってもよい。但し、セラミック基板はプリント基板等と比較して剛性が高く、合成樹脂材料と比較して熱劣化が小さいという特徴を有している。

第二接着層５の厚さは、成膜条件により、良好に均一化され得る。したがって、厚さの均一化という観点からは、スペーサ５１は、省略され得る。応力伝達緩和を主要な観点としてスペーサ５１が用いられる場合、スペーサ５１は単分散粒子ではなくてもよい。即ち、スペーサ５１の粒径分布はブロードであってもよい。

基板支持部６は、合成樹脂製に限定されない。即ち、例えば、基板支持部６は、金属製であってもよいし、セラミックス製であってもよい。凹部６３の底面６４は、平面状に限定されず、例えば凹面状であってもよい。

凹部６３は省略され得る。即ち、基板支持部６における、支持基板４と対向する表面である支持面６２は、凹部６３を有しない平面状であってもよい。この場合、支持基板４と基板支持部６との間には、第二接着層５の厚さに相当する高さ寸法のギャップが形成されていてもよい。また、この場合、補助支持部８は省略されるか、上述のギャップの高さ寸法未満の厚さを有する薄板状に形成され得る。かかる構成においても、支持基板４における第二接着層５が設けられた部分よりも延出方向側の、上述のギャップにて、第二接着層５を介しての基板支持部６との接合がなされない箇所が形成される。故に、かかる構成によれば、基板支持部６にて熱変形が発生した場合であっても、この熱変形に伴う熱応力が支持基板４を介して半導体基板２に伝達することが、可及的に抑制され得る。さらに、ワイヤボンディングパッド７１に作用する荷重が、基板支持部６における支持面６２によって確実に受け止められ得る。

ワイヤボンディングパッド７１は、ターミナル７２以外のものに電気的に接続されるものであってもよい。即ち、例えば、ワイヤボンディングパッド７１は、図示しない他のボンディングワイヤを介して半導体基板２と電気的に接続されるものであってもよい。この場合、ワイヤボンディングパッド７１は、面内方向にて半導体基板２と隣接する位置に設けられ得る。この場合であっても、補助支持部８を面内方向にてワイヤボンディングパッド７１に対応する位置（即ちワイヤボンディングパッド７１と重なる位置）に設けることで、良好なワイヤボンディング性が得られる。

補助支持部８は、基板支持部６とは別体に形成されていてもよい。即ち、補助支持部８は、接着等によって基板支持部６（即ち凹部６３の底面６４）に固定されていてもよい。あるいは、補助支持部８は、凹部６３内にて移動可能に収容されていてもよい。

補助支持部８の位置及び数は、上記実施形態に示された具体的態様に限定されない。即ち、例えば、補助支持部８は、幅方向（即ち図中Ｙ軸方向）にて隣り合うワイヤボンディングパッド７１の間に設けられていてもよい。あるいは、延出方向（即ち図中Ｘ軸方向）に並ぶ一対の補助支持部８の間に、ワイヤボンディングパッド７１が設けられていてもよい。あるいは、複数のワイヤボンディングパッド７１のうちの一部については、対応する補助支持部８が設けられていなくてもよい。あるいは、図３に示されているように、１つの補助支持部８が、複数のワイヤボンディングパッド７１に跨って設けられてもよい。

補助支持部８の形状も、上記実施形態に示された具体的態様に限定されない。即ち、例えば、補助支持部８は、角錐状であってもよいし、円錐台状であってもよいし、角錐台状であってもよい。補助支持部８は、図４に示されているように、側面視にて角柱状であってもよい。補助支持部８は、図５に示されているように、側面視にて半楕円球状（例えば半球状）であってもよい。

ワイヤボンディングが用いられない場合、ワイヤボンディングパッド７１は設けられない。この場合、補助支持部８は、省略され得る。

図６に示されているように、支持基板４の第二主面４２と基板支持部６との間の空間には、充填材９０が充填されていてもよい。充填材９０は、シリコーンゲルであって、凹部６３内を満たしつつ第二主面４２に接触するように配設されている。充填材９０は、半導体基板２の少なくとも一部を覆うように設けられてもよい。充填材９０は、支持基板４の第一主面４１の一部を覆うように設けられてもよい。充填材９０は、ターミナル７２におけるボンディングワイヤ７３の接続部を覆うように設けられてもよい。

かかる構成においては、基板支持部６における、支持突起部６５よりも延出方向側の位置には、第二主面４２に向かって面直方向に開口する凹部６３が設けられる。この凹部６３には、基板支持部６と第二主面４２との間の空間を埋めるように、充填材９０が充填される。即ち、支持基板４の内縁部４４と基板支持部６の支持突起部６５との接合箇所よりも延出方向側に設けられた凹部６３に、充填材９０が充填される。故に、支持基板４の第二主面４２と基板支持部６との隙間が、充填材９０によって良好に埋め尽くされる。したがって、支持基板４と基板支持部６との接合部におけるシール性が向上する。また、支持基板４の第二主面４２と基板支持部６との隙間への異物の混入、及びこれによる第二接着層５の劣化が、可及的に抑制される。

上記説明において、互いに継目無く一体に形成されていた複数の構成要素は、互いに別体の部材を貼り合わせることによって形成されてもよい。同様に、互いに別体の部材を貼り合わせることによって形成されていた複数の構成要素は、互いに継目無く一体に形成されてもよい。

上記説明において、互いに同一の材料によって形成されていた複数の構成要素は、互いに異なる材料によって形成されてもよい。同様に、互いに異なる材料によって形成されていた複数の構成要素は、互いに同一の材料によって形成されてもよい。

変形例も、上記の例示に限定されない。また、複数の変形例が、互いに組み合わされ得る。更に、上記実施形態の全部又は一部と、変形例の全部又は一部とが、互いに組み合わされ得る。

１ 半導体装置
２ 半導体基板
２５ 素子部
４ 支持基板
４１ 第一主面
４２ 第二主面
４４ 内縁部
４５ 外縁部
５ 第二接着層
６ 基板支持部

Claims (9)

1. 素子部（２５）を有する半導体基板（２）と、
   第一主面（４１）とその裏側の第二主面（４２）とを有し、前記第一主面にて前記半導体基板と接合されることで前記半導体基板を支持する支持基板（４）と、
   前記第二主面と平行な延出方向における前記支持基板の第一の縁部（４４）にて、前記第二主面上に設けられた接着層（５）と、
   前記接着層を介して前記支持基板と接合されることで、前記延出方向における前記第一の縁部とは反対側の第二の縁部（４５）に向かって前記第一の縁部から前記延出方向に延出する片持ち梁状に前記支持基板を支持するように、前記第二主面と対向配置された基板支持部（６）と、
   を備えた半導体装置（１）。
2. 前記支持基板の前記延出方向における前記第一の縁部よりも前記第二の縁部寄りの位置にて、前記第一主面上に形成されたワイヤボンディングパッド（７１）と、
   前記延出方向における前記ワイヤボンディングパッドに対応する位置にて前記第二主面と対向するように、前記支持基板と前記基板支持部との間に設けられた補助支持部（８）と、
   をさらに備えた、請求項１に記載の半導体装置。
3. 前記ワイヤボンディングパッドと前記補助支持部とは、前記第二主面と直交する面直方向に見た場合に互いに重なるように設けられた、請求項２に記載の半導体装置。
4. 前記基板支持部は、前記接着層と対向する位置にて前記支持基板の前記第一の縁部に向かって突出するように設けられた支持突起部（６５）を有し、
   前記接着層は、略球形のスペーサ（５１）を多数含有するとともに、前記スペーサの外径に対応する厚さに形成され、
   前記接着層の厚さをｔ１、前記第二主面と対向する前記基板支持部の表面（６４）における前記補助支持部が設けられた位置からの、前記第二主面と直交する面直方向における前記支持突起部の突出量をｔ２、前記面直方向における前記補助支持部の寸法をｔ３とした場合に、ｔ１＋ｔ２＞ｔ３、且つｔ２≦ｔ３となるように構成された、請求項２又は３に記載の半導体装置。
5. 前記スペーサは低弾性樹脂によって形成された請求項４に記載の半導体装置。
6. 前記基板支持部における、前記支持突起部よりも前記延出方向側の位置には、前記第二主面に向かって前記面直方向に開口する凹部（６３）が形成された、請求項４又は５に記載の半導体装置。
7. 前記凹部には、前記基板支持部と前記第二主面との間の空間を埋める充填材（９０）が充填されている、請求項６に記載の半導体装置。
8. 前記支持基板は、前記第二主面と直交する面直方向に貫通する基板貫通孔（４３）を有し、
   前記第一の縁部は、前記基板貫通孔の内縁部に設けられ、
   前記基板支持部は、前記面直方向に貫通し前記基板貫通孔に連通する導通孔（６１）を有し、
   前記支持突起部は、前記導通孔の内縁部に設けられた、請求項１〜７のいずれか１つに記載の半導体装置。
9. 前記半導体基板は、前記基板貫通孔と対向する位置に設けられた薄肉部であるダイアフラム（２３）と、前記ダイアフラムの周囲に設けられた厚肉部であるダイアフラム支持部（２４）と、を有し、
   前記素子部は、前記導通孔と前記基板貫通孔とによって形成された空間（Ｃ）内の流体圧力に応じた電気出力を発生するように、前記ダイアフラムに設けられた、請求項８に記載の半導体装置。

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