JP2655058B2 - 半導体センサ - Google Patents
半導体センサInfo
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- JP2655058B2 JP2655058B2 JP5318868A JP31886893A JP2655058B2 JP 2655058 B2 JP2655058 B2 JP 2655058B2 JP 5318868 A JP5318868 A JP 5318868A JP 31886893 A JP31886893 A JP 31886893A JP 2655058 B2 JP2655058 B2 JP 2655058B2
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- Japan
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- sensor
- semiconductor
- semiconductor sensor
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体センサの台座構造
に関し、特に圧力、振動等の自然量を歪みに変換する構
造を持った半導体センサの、組立時に生ずる歪み及び、
実装後外部よりくる歪みを吸収することができる半導体
センサの台座構造に関する。
に関し、特に圧力、振動等の自然量を歪みに変換する構
造を持った半導体センサの、組立時に生ずる歪み及び、
実装後外部よりくる歪みを吸収することができる半導体
センサの台座構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体センサの台座構造を図７に
示す。
示す。
【０００３】図７の構造では、半導体センサの例として
半導体加速度センサを用いている。半導体センサ７１
は、台座７２に接着剤７３等によって接着されている。
このセンサと台座の接着は、通常はウェハ状態で行う。
このとき、半導体センサ７１と台座７７の材質が同じシ
リコンであっても、それぞれのウェハの熱履歴の違いに
よりウェハの反り量及び反り方が異っている。つまり、
半導体センサのウェハは、不純物拡散等の高温の工程及
び、パッシベーション膜等の熱膨張係数の異なった膜の
膜形成の工程を経ている。このため、一般的に４インチ
ウェハで数十μｍから１００μｍ程度反っている。これ
に対して台座のウェハは、不純物拡散等の高温工程は無
く、パッシベーション膜等の形成工程のみを経ている。
このため、台座のウェハは一般的に１０〜２０μｍ程度
反っている。この２枚の反ったウェハを接着するには、
接着時にウェハ上下面より圧力を加えてウェハの反りを
強制する必要があった。
半導体加速度センサを用いている。半導体センサ７１
は、台座７２に接着剤７３等によって接着されている。
このセンサと台座の接着は、通常はウェハ状態で行う。
このとき、半導体センサ７１と台座７７の材質が同じシ
リコンであっても、それぞれのウェハの熱履歴の違いに
よりウェハの反り量及び反り方が異っている。つまり、
半導体センサのウェハは、不純物拡散等の高温の工程及
び、パッシベーション膜等の熱膨張係数の異なった膜の
膜形成の工程を経ている。このため、一般的に４インチ
ウェハで数十μｍから１００μｍ程度反っている。これ
に対して台座のウェハは、不純物拡散等の高温工程は無
く、パッシベーション膜等の形成工程のみを経ている。
このため、台座のウェハは一般的に１０〜２０μｍ程度
反っている。この２枚の反ったウェハを接着するには、
接着時にウェハ上下面より圧力を加えてウェハの反りを
強制する必要があった。
【０００４】また、シリコンウェハを金属に接着する際
に、金属の接着面に溝を形成する技術があった（特開昭
６０−２６５８４号公報）。この技術を図８に示す。シ
リコンウェハにＣＰＵ、メモリ等を搭載してウェハ全体
に計算機能を持たせた１ウェハ半導体装置８１を金属
（実施例ではアルミニウム）の基板８２に接着した構造
であった。この金属基板８２のウェハ３１面側に溝を縦
横に設けていた。
に、金属の接着面に溝を形成する技術があった（特開昭
６０−２６５８４号公報）。この技術を図８に示す。シ
リコンウェハにＣＰＵ、メモリ等を搭載してウェハ全体
に計算機能を持たせた１ウェハ半導体装置８１を金属
（実施例ではアルミニウム）の基板８２に接着した構造
であった。この金属基板８２のウェハ３１面側に溝を縦
横に設けていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の台座構造では、
センサウェハと台座ウェハを接着したときの強制圧力
が、センサウェハの一部に集中する。接着したウェハを
分離してチップにしたときに、このウェハの反りを強制
した歪みがセンサチップの薄膜部に悪影響を及ぼすとい
う問題があった。
センサウェハと台座ウェハを接着したときの強制圧力
が、センサウェハの一部に集中する。接着したウェハを
分離してチップにしたときに、このウェハの反りを強制
した歪みがセンサチップの薄膜部に悪影響を及ぼすとい
う問題があった。
【０００６】また、半導体センサを厚膜基板、モールド
パッケージ等の異物質に搭載した際に、半導体基板と搭
載基板間の熱膨張係数の差によって熱歪みが生じ、半導
体センサの特性が劣化するという問題があった。
パッケージ等の異物質に搭載した際に、半導体基板と搭
載基板間の熱膨張係数の差によって熱歪みが生じ、半導
体センサの特性が劣化するという問題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】半導体基板に機械加工も
しくはエッチング加工を施して圧力、振動等の自然量を
電気に変換する機能を備えた半導体センサと、この半導
体センサの下部に半導体センサの材質と同じ材質の台座
を接着剤で接着し、その台座の接着剤による接着箇所に
対応する位置の両面に溝を設けた。
しくはエッチング加工を施して圧力、振動等の自然量を
電気に変換する機能を備えた半導体センサと、この半導
体センサの下部に半導体センサの材質と同じ材質の台座
を接着剤で接着し、その台座の接着剤による接着箇所に
対応する位置の両面に溝を設けた。
【０００８】
【実施例】まず本発明の実施例の説明に先立ち、実施例
に関連する参考例について説明する。 参考例 １参考例 １を図１に示す。図１では、半導体センサの１例
として半導体加速度センサを挙げている。センサウェハ
１は、所望の拡散工程により、ゲージ抵抗や電極等の変
換素子をセンサウェハ１内に形成した後、ウェットエッ
チング法等の３次元加工により、図１に示すような形状
に加工される。
に関連する参考例について説明する。 参考例 １参考例 １を図１に示す。図１では、半導体センサの１例
として半導体加速度センサを挙げている。センサウェハ
１は、所望の拡散工程により、ゲージ抵抗や電極等の変
換素子をセンサウェハ１内に形成した後、ウェットエッ
チング法等の３次元加工により、図１に示すような形状
に加工される。
【０００９】下部ストッパウェハ２及び上部ストッパウ
ェハ５は、それぞれ下部ストッパ溝４及び上部ストッパ
溝５を形成した後に、センサウェハ１に接着剤６によっ
て接着される。
ェハ５は、それぞれ下部ストッパ溝４及び上部ストッパ
溝５を形成した後に、センサウェハ１に接着剤６によっ
て接着される。
【００１０】接着剤６の効果時には、センサウェハ１及
び下部ストッパウェハ２及び上部ストッパウェハ５を高
温（１２０℃〜１５０℃程度）にする。このときにセン
サウェハ１と下部ストッパウェハ２間に熱による歪みが
生ずる。これは、もともとセンサウェハ１は拡散工程を
経ているために持っている反りが熱により一層歪むため
に生ずる。
び下部ストッパウェハ２及び上部ストッパウェハ５を高
温（１２０℃〜１５０℃程度）にする。このときにセン
サウェハ１と下部ストッパウェハ２間に熱による歪みが
生ずる。これは、もともとセンサウェハ１は拡散工程を
経ているために持っている反りが熱により一層歪むため
に生ずる。
【００１１】この熱歪みは、ウェハを上下に加圧して接
着するため、ウェハの面方向に蓄積される。従って、ウ
ェハ内で歪みの大小の分布が生じる。この歪みをストッ
パウェハに形成した溝が吸収する。
着するため、ウェハの面方向に蓄積される。従って、ウ
ェハ内で歪みの大小の分布が生じる。この歪みをストッ
パウェハに形成した溝が吸収する。
【００１２】センサウェハ１と下部ストッパウェハ２間
を接着する際に生じる歪みは、下部ストッパ溝４により
吸収される。
を接着する際に生じる歪みは、下部ストッパ溝４により
吸収される。
【００１３】また同様に上部ストッパ溝５により、上部
ストッパウェハ３とセンサウェハ１を接着する際の歪み
は吸収される。
ストッパウェハ３とセンサウェハ１を接着する際の歪み
は吸収される。
【００１４】参考例２参考例 ２では、半導体センサの例として半導体圧力セン
サを挙げている。
サを挙げている。
【００１５】図２に示すように半導体圧力センサのセン
サウェハ２１は、台座ウェハ２２に接着剤２６によって
固定される。このとき、台座ウェハ２２に台座溝形成し
ておく。この台座溝２４により、台座ウェハ２２とセン
サウェハ２１を接着する際のウェハ間の反り等による歪
みを吸収する。
サウェハ２１は、台座ウェハ２２に接着剤２６によって
固定される。このとき、台座ウェハ２２に台座溝形成し
ておく。この台座溝２４により、台座ウェハ２２とセン
サウェハ２１を接着する際のウェハ間の反り等による歪
みを吸収する。
【００１６】参考例３ 図３に示す参考例３は参考例１と同様に半導体加速度セ
ンサの他の例である。
ンサの他の例である。
【００１７】参考例３と参考例１の差異は、下部ストッ
アウェハ３２及び上部ストッパウェハ３３には溝を形成
しないで、センサウェハ３１の上部及び下部にそれぞれ
センサウェハ下部溝３４及びセンサウェハ上部溝３５を
形成した点である。
アウェハ３２及び上部ストッパウェハ３３には溝を形成
しないで、センサウェハ３１の上部及び下部にそれぞれ
センサウェハ下部溝３４及びセンサウェハ上部溝３５を
形成した点である。
【００１８】本発明の実施例を図４に示す。図４では、
下部ストッパ４２の上部に下部ストッパ溝１：４４を形
成し、下部に下部ストッパ溝２：４７を形成している。
下部ストッパ４２の上部に下部ストッパ溝１：４４を形
成し、下部に下部ストッパ溝２：４７を形成している。
【００１９】下部ストッパ溝２：４７は、参考例１〜３
と異なり、センサウェハ４１に接着する面と逆の面に形
成してある。この下部ストッパ溝２は、ウェハを張り合
わせる際に使用する治具の熱膨張係数の差による歪みを
吸収する。また、ウェハをチップに分離した後にマウン
トする基板、リードフレーム等との熱膨張率の差による
歪みを吸収する。
と異なり、センサウェハ４１に接着する面と逆の面に形
成してある。この下部ストッパ溝２は、ウェハを張り合
わせる際に使用する治具の熱膨張係数の差による歪みを
吸収する。また、ウェハをチップに分離した後にマウン
トする基板、リードフレーム等との熱膨張率の差による
歪みを吸収する。
【００２０】図５は、参考例１〜３および実施例のスト
ッパウェハを上部より見た見取図である。センサチップ
に対応して縦横に溝を形成している。
ッパウェハを上部より見た見取図である。センサチップ
に対応して縦横に溝を形成している。
【００２１】図６は、溝の形成方法の違いによる溝の形
状の差を説明するためのストッパウェハの断面図であ
る。
状の差を説明するためのストッパウェハの断面図であ
る。
【００２２】図６（ａ）の形状の溝は、以下の２通りの
方法によって形成することが出来る。
方法によって形成することが出来る。
【００２３】（１）ダイシング等の物理的手段によりシ
リコンを削る方法。
リコンを削る方法。
【００２４】（２）ドライエッチングによりシリコンを
エッチングして形成する方法。
エッチングして形成する方法。
【００２５】図６（ｂ）の形状は、薬液を用いたウェッ
トエッチング方法で、特に等法性エッチングにより形成
した場合の例である。等法性エッチング液の表例として
波、弗化水素系エッチング液が挙げられる。
トエッチング方法で、特に等法性エッチングにより形成
した場合の例である。等法性エッチング液の表例として
波、弗化水素系エッチング液が挙げられる。
【００２６】図６（ｃ）の形状は、（ｂ）と同様にウェ
ットエッチング方法で、特に異方性エッチングにより溝
を形成した場合の例である。異方性エッチング液の代表
例としては、ＫＯＨが挙げられる。
ットエッチング方法で、特に異方性エッチングにより溝
を形成した場合の例である。異方性エッチング液の代表
例としては、ＫＯＨが挙げられる。
【００２７】
【発明の効果】従来の台座構造では、半導体センサウェ
ハと台座ウェハを接着したときの強制圧力が、半導体セ
ンサウェハの一部に集中し、接着したウェハを分離して
半導体センサチップにしたときに、このウェハの反りを
強制した歪みが半導体センサチップの薄膜部に悪影響を
及ぼしたが、本発明の構造では、ウェハ間の反りをスト
ッパウェハ又は半導体センサウェハに形成した溝により
吸収し、半導体センサチップに歪みを与えないという効
果を持つ。
ハと台座ウェハを接着したときの強制圧力が、半導体セ
ンサウェハの一部に集中し、接着したウェハを分離して
半導体センサチップにしたときに、このウェハの反りを
強制した歪みが半導体センサチップの薄膜部に悪影響を
及ぼしたが、本発明の構造では、ウェハ間の反りをスト
ッパウェハ又は半導体センサウェハに形成した溝により
吸収し、半導体センサチップに歪みを与えないという効
果を持つ。
【００２８】また、従来の技術では半導体センサを厚膜
基板、モールドパッケージ等の異物質に搭載した際に、
半導体センサチップと搭載基板間の熱膨張係数の差によ
って熱歪みが生じ、半導体センサチップの特性が劣化す
るという問題があったが、本発明の構造では、半導体セ
ンサチップと搭載物質間の熱膨張係数の差による熱歪み
をストッパウェハに形成した溝により吸収し、半導体セ
ンサチップに歪みを与えないという効果を持つ。
基板、モールドパッケージ等の異物質に搭載した際に、
半導体センサチップと搭載基板間の熱膨張係数の差によ
って熱歪みが生じ、半導体センサチップの特性が劣化す
るという問題があったが、本発明の構造では、半導体セ
ンサチップと搭載物質間の熱膨張係数の差による熱歪み
をストッパウェハに形成した溝により吸収し、半導体セ
ンサチップに歪みを与えないという効果を持つ。
【図１】参考例１として半導体加速センサの例を説明す
る断面図。
る断面図。
【図２】参考例２として半導体圧力センサの例を説明す
る断面図。
る断面図。
【図３】参考例３として半導体加速度センサの他の例を
説明する断面図。
説明する断面図。
【図４】本発明による半導体加速度センサの実施例を示
す断面図。
す断面図。
【図５】ストッパウェハを上部より見た見取図。
【図６】溝の形成法によって溝の形状が異ることを説明
した断面図。
した断面図。
【図７】従来例を半導体加速度センサをつかって説明し
た断面図。
た断面図。
【図８】従来例を説明する断面図。
１，２１，３１，４１，７１ センサウェハ ２，３２，４２，７２ 下部ストッパウェハ ３，２３，３３，４３，７３ 上部ストッパウェハ ４，３４ 下部ストッパ溝 ５，２５，３５，４５ 上部ストッパ溝 ６，２６，３６，４６，７６ 接着剤 ２２ 台座ウェハ ２４ 台座溝 ４４ 下部ストッパ溝１ ４７ 下部ストッパ溝２ ５１ ストッパ（台座）ウェハ ５２ １チップ形成領域 ５３ 溝形成領域 ８１ ウェハ半導体装置 ８２ 金属の基板
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体基板に機械加工もしくはエッチン
グ加工を施して圧力、振動等の自然量を電気に変換する
機能を備えた半導体センサと、前記半導体センサの下部
に前記半導体センサの材質と同じ材質の台座を接着剤で
接着した半導体センサにおいて、前記台座の前記接着剤
による接着箇所に対応する位置の両面に溝を設けたこと
を特徴とする半導体センサ。 - 【請求項２】 前記半導体センサの上部にも前記半導体
センサの材質と同じ材質の台座を接着剤で接着し、かつ
その接着箇所に対応する位置に溝を設けたことを特徴と
する請求項１記載の半導体センサの構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5318868A JP2655058B2 (ja) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | 半導体センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5318868A JP2655058B2 (ja) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | 半導体センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07176764A JPH07176764A (ja) | 1995-07-14 |
| JP2655058B2 true JP2655058B2 (ja) | 1997-09-17 |
Family
ID=18103865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5318868A Expired - Lifetime JP2655058B2 (ja) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | 半導体センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2655058B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003007645A (ja) * | 2001-06-22 | 2003-01-10 | Japan Radio Co Ltd | 電子デバイスパッケージの製造方法及びそれに関するウエハ |
| JP4957414B2 (ja) * | 2007-07-04 | 2012-06-20 | 株式会社デンソー | 容量式半導体加速度センサ |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5821380A (ja) * | 1981-07-29 | 1983-02-08 | Hitachi Ltd | 半導体圧力変換器の製造方法 |
| JPS58164270A (ja) * | 1982-03-24 | 1983-09-29 | Toshiba Corp | 半導体圧力センサ |
| JP3025313B2 (ja) * | 1990-12-31 | 2000-03-27 | 株式会社ワコー | 静電容量の変化を利用したセンサの製造方法 |
-
1993
- 1993-12-20 JP JP5318868A patent/JP2655058B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07176764A (ja) | 1995-07-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970415 |