JP4353118B2 - Signal extraction structure for semiconductor microelectromechanical devices - Google Patents
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Description
本発明は、半導体微小電子機械デバイスから電気信号を取り出すための半導体微小電子機械デバイスの信号取り出し構造に関する。 The present invention relates to a signal extraction structure of a semiconductor microelectromechanical device for extracting an electrical signal from the semiconductor microelectromechanical device.
従来より、ガラス等からなる基板と半導体からなる基板とを接合した構造からなり、圧力や加速度等を検出するために用いられる半導体微小電子機械デバイスが用いられている。例えば、特許文献1に示されるように、半導体板3枚とブラスト加工により貫通孔が設けられたガラス板2枚を交互に接合した構造の加速度センサが知られている。この加速度センサの中層部の半導体板には梁部によって支持された可動電極である構造体が形成されており、この構造体の両側のガラス板にはその構造体と対向するように固定電極が設けられている。それぞれの固定電極はガラス板の貫通孔を通して設けられる電極膜を介して、外層部の半導体板と電気的に接続されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a semiconductor microelectromechanical device having a structure in which a substrate made of glass or the like and a substrate made of a semiconductor are joined and used for detecting pressure, acceleration, or the like has been used. For example, as disclosed in
この加速度センサに加速度が加わると、構造体が慣性力により変位し、それぞれの固定電極と構造体との間の距離が変化して、中層部の半導体板と両外層部の半導体板との間の静電容量がそれぞれ変化する。この静電容量の変化が電気信号の変化として外部に取り出されて、外部回路等がこの信号を元に当該加速度を検出する。この加速度センサにおいては、貫通孔を通して設けられる電極膜が外層部の半導体板と接合するガラス板の面上にも延設して設けられており、電極膜が確実に外層部の半導体板と接合するようにしている。 When acceleration is applied to the acceleration sensor, the structure is displaced by the inertial force, and the distance between each fixed electrode and the structure is changed, so that the intermediate layer semiconductor plate and the outer layer semiconductor plate are separated from each other. The capacitance of each changes. This change in capacitance is taken out as a change in electrical signal, and an external circuit or the like detects the acceleration based on this signal. In this acceleration sensor, the electrode film provided through the through hole is also provided so as to extend on the surface of the glass plate to be joined to the semiconductor plate of the outer layer portion, and the electrode film is securely joined to the semiconductor plate of the outer layer portion. Like to do.
また、上述の加速度センサとは別の半導体微小電子機械デバイスの信号取り出し構造の一例を図6(a)(b)(c)に示す。この半導体微小電子機械デバイスは、貫通孔81aを有するガラス板81と、ガラス板81との接合面に電極パッド84が形成された半導体板82とを接合したものであり、半導体板82に上述の加速度センサの可動電極のような構造体(図示なし)が形成されているものである。貫通孔81aの内面とガラス板81の上面には電極膜85が電極パッド84と電気的に接続されるよう形成されている。電極パッド84は、ガラス板81に形成されて構造体の変位に応じて電気信号が発生する固定電極86と接続され、また、半導体板82とは絶縁膜87が設けられることで絶縁されている。固定電極86で発生する電気信号は、電極パッド84を介して電極膜85から外部へ取り出される。
FIGS. 6A, 6B, and 6C show an example of a signal extraction structure of a semiconductor microelectromechanical device different from the above-described acceleration sensor. This semiconductor microelectromechanical device is obtained by joining a
この半導体微小電子機械デバイスの貫通孔81aは、図6(a)に示されるように、ガラス板81の上面にフォトレジスト等のパターン815を形成し、図の矢印方向からブラスト加工することによって形成される。貫通孔81aを形成した後、パターン815が取り除かれ、図6(b)に示されるように、固定電極86が形成されたガラス板と電極パッド84及び絶縁膜87が形成された半導体板とが接合される。そして、貫通孔81aの内面とガラス板81の上面に電極膜85が形成され、固定電極86から電気信号を取り出す経路が構成される。
しかしながら、上述のような加速度センサ等の半導体微小電子機械デバイスの信号取り出し構造において、ガラス板81上にブラスト加工によって貫通孔81aを形成するとき、ガラス板81を貫通するときに貫通孔の端縁部でチッピング等が発生するという問題がある。例えば図6(b)に示されるように、チッピングの発生により貫通孔81a内面に欠け部81bが生じると、図6(c)に示されるように、ガラス板81の上面からの電極膜85の成膜時に、電極膜85が欠け部81bにうまく成膜されずに途切れてしまい、電極パッド84と電極膜85が絶縁状態となって固定電極86と電極膜85との導通が確保できず、電気信号を取り出すことができないという不具合が発生する恐れがある。
However, in the signal extraction structure of the semiconductor microelectromechanical device such as the acceleration sensor as described above, when the
チッピングが発生しても、上述の特許文献1に記載のように、電極膜85をガラス板81の両面に面するように形成すれば上記不具合が発生する恐れは少なくなるが、製造工程が複雑となってコストが高くなるという問題があり、また、ガラス板81と半導体板82とを接合した後に電極膜85を形成する場合には適用できない。
Even if chipping occurs, if the
本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、電極膜を貫通孔内面に生じる欠け部を避けて成膜することで、容易且つ確実にこの電極膜と電極パッドとの導通を確保して導電信頼性が高い半導体微小電子機械デバイスの信号取り出し構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and by ensuring that the electrode film is formed while avoiding the chipped portion formed on the inner surface of the through-hole, the conduction between the electrode film and the electrode pad is ensured easily and reliably. Another object of the present invention is to provide a signal extraction structure for a semiconductor microelectromechanical device having high conductivity reliability.
上記目的を達成するため請求項1の発明は、主表面から主表面と反対側の面まで貫通孔を形成した第1の基板と、この第1の基板と接合される面に電気信号を取り出すための電極パッドを形成した第2の基板とが接合され、前記貫通孔内面に前記電極パッドと電気的に接続される電極膜が形成された構造の半導体微小電子機械デバイスの信号取り出し構造であって、前記電極パッドは、その前記主表面側の面の面積がその反対側の面の面積よりも小さく、且つ、前記電極パッドの前記主表面側の部分が前記貫通孔の内部に嵌め入れられており、前記電極膜は、前記第1の基板の前記主表面側に成膜され、前記貫通孔の内面及び前記電極パッドの露出部分を覆うように形成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, an electrical signal is taken out from a first substrate in which a through hole is formed from a main surface to a surface opposite to the main surface, and a surface bonded to the first substrate. A signal extraction structure of a semiconductor microelectromechanical device having a structure in which an electrode film electrically connected to the electrode pad is formed on the inner surface of the through hole is bonded to a second substrate on which an electrode pad is formed. The electrode pad has an area of the main surface side smaller than an area of the opposite surface, and a portion of the electrode pad on the main surface side is fitted into the through hole. The electrode film is formed on the main surface side of the first substrate and is formed so as to cover an inner surface of the through hole and an exposed portion of the electrode pad .
請求項2の発明は、主表面から主表面と反対側の面まで貫通孔を形成した第1の基板と、この第1の基板と接合される面に電気信号を取り出すための電極パッドを形成した第2の基板とが接合され、前記貫通孔内面に前記電極パッドと電気的に接続される電極膜が形成された構造の半導体微小電子機械デバイスの信号取り出し構造であって、前記電極パッド上に電気的に接続されるように、前記貫通孔内面の前記第2の基板接合面側端縁部の寸法よりも大きい導電性突起物が形成され、前記電極膜は、前記第1の基板の前記主表面側に成膜され、前記導電性突起物及び前記貫通孔の内面の露出部分を覆うように形成されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, a first substrate in which a through hole is formed from a main surface to a surface opposite to the main surface, and an electrode pad for taking out an electric signal are formed on a surface bonded to the first substrate. A signal extraction structure of a semiconductor microelectromechanical device having a structure in which an electrode film electrically connected to the electrode pad is formed on the inner surface of the through-hole, Conductive protrusions larger than the dimension of the second substrate bonding surface side edge of the inner surface of the through hole are formed, and the electrode film is formed on the first substrate. The film is formed on the main surface side, and is formed so as to cover the exposed portions of the conductive protrusion and the inner surface of the through hole .
請求項3の発明は、請求項1に記載の半導体微小電子機械デバイスの信号取り出し構造において、前記第1の基板と前記第2の基板とは陽極接合によって接合され、前記電極パッドは、陽極接合時の熱により軟化又は溶融する低融点材料からなることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the signal extraction structure of the semiconductor microelectromechanical device according to the first aspect, the first substrate and the second substrate are bonded by anodic bonding, and the electrode pad is anodic bonded. It consists of a low melting point material that softens or melts with the heat of time .
請求項4の発明は、請求項2に記載の半導体微小電子機械デバイスの信号取り出し構造において、前記第1の基板と前記第2の基板とは陽極接合によって接合され、前記電極パッド及び前記導電性突起物は、陽極接合時の熱により軟化又は溶融する低融点材料からなることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the signal extraction structure of the semiconductor microelectromechanical device according to the second aspect, the first substrate and the second substrate are bonded by anodic bonding, and the electrode pad and the conductive material are connected. The protrusion is made of a low-melting-point material that is softened or melted by heat during anodic bonding .
請求項1の発明によれば、電極パッドの主表面側の部分が、貫通孔内部に嵌め入れることができるように形成されているので、電極パッドの主表面側の部分の位置が、貫通孔の第2の基板接合面側端縁部よりも主表面側に位置する。これにより、貫通孔内面の第2の基板接合面側端縁部に欠け部があるときにも、この欠け部を避けて、容易、且つ確実に電極膜と電極パッドとの導通を確保して電極膜を成膜することが可能となり、信号取り出し構造の導電信頼性が向上する。 According to the first aspect of the present invention, since the portion on the main surface side of the electrode pad is formed so as to be fitted into the through hole, the position of the portion on the main surface side of the electrode pad is determined to be the through hole. It is located on the main surface side of the second substrate bonding surface side edge. As a result, even when there is a chipped portion on the edge of the second substrate bonding surface side of the inner surface of the through hole, avoid this chipped portion and ensure the conduction between the electrode film and the electrode pad easily and reliably. An electrode film can be formed, and the conductive reliability of the signal extraction structure is improved.
請求項2の発明によれば、電極パッド上に貫通孔の第2の基板接合面側端縁部よりも大きい導電性突起物を形成されているので、導電性突起物の主表面側の部分の位置が、貫通孔の第2の基板接合面側端縁部よりも主表面側に位置し、上述と同様に、信号取り出し構造の導電信頼性が向上する。
According to the invention of
請求項3又は4の発明によれば、電極パッド及び/又は導電性突起物が、第1の基板と第2の基板との陽極接合時の熱により軟化するので、陽極接合時の第1の基板と第2の基板との間に発生する静電気力によって、電極パッド及び/又は導電性突起物の第1の基板の主表面側の部分が第1の基板の主表面側に向けて近づくように貫通孔内部で変形する。これにより、電極パッド及び/又は導電性突起物の第1の基板の主表面側の部分が、貫通孔内面の第2の基板接合面側端縁部よりも主表面側に位置し、上述と同様に、信号取り出し構造の導電信頼性が向上する。
According to the invention of
まず、本発明の前提となる半導体微小電子機械デバイスの一例を図1を参照しつつ説明する。この半導体微小電子機械デバイスは、第1の基板1、半導体からなる第2の基板2、第3の基板3、第2の基板2の上面に設けられる電極パッド4、第1の基板1の上面に形成される電極膜5、第1の基板1の下面に形成される固定電極6、及び絶縁膜7を備えている。この半導体微小電子機械デバイスは、マイクロマシニング技術を用いて可動の構造体が形成された第2の基板2の上面、下面に、第1の基板1、第3の基板3をそれぞれ接合した3層構造である。この半導体微小電子機械デバイスは、いわゆる静電容量型の1軸の加速度センサであり、加速度が加わると第2の基板2の構造体が動き、この構造体を可動電極として、固定電極6と第2の基板2との間の静電容量が変化する。この加速度センサからは、この静電容量の変化が電気信号の変化として取り出される。
First, an example of a semiconductor microelectromechanical device which is a premise of the present invention will be described with reference to FIG. The semiconductor microelectromechanical device includes a
第2の基板2には、上記の可動の構造体として、錘部2aとそれを支える梁部2bとが形成されている。梁部2bは、錘部2aの周囲に設けられており、撓み易い形状に形成されている。錘部2aの上下には第1の基板1との間の空間2c、第3の基板3との間の空間2dが設けられており、錘部2aが図1の矢示方向に可動となるように構成されている。
On the
第1の基板1、第3の基板3はガラス等の絶縁体で構成されている。第1の基板1には上面から下面に向けてブラスト加工によって形成され、上端縁部の寸法が下端縁部の寸法に比べて大きい貫通孔1aが設けられている。電極パッド4は、後述のようにこの加速度センサの発生する電気信号を取り出すためのものであって、この貫通孔1aと対応する位置の第2の基板2の上面に設けられており、第1の基板1の上面と貫通孔1aの内面に形成される、例えばAl−Si形の合金からなる電極膜5と電気的に接続される。これにより、電極パッド4から貫通孔1aと電極膜5を介して第1の基板1の上面まで導通する信号取り出し構造が構成されている。この電極膜5と外部の回路等とをワイヤボンディング等により接続することで、電気信号が外部回路に伝送可能となる。
The
この貫通孔1a、電極パッド4、及び電極膜5により構成される信号取り出し構造は、第1の基板1の下面の、錘部2aと対向する位置に設けられる固定電極6から電気信号を取り出す固定電極6側のものと、第2の基板2の可動電極となる錘部2aから電気信号を取り出す可動電極側のものとがある。図1は、上記のうち固定電極6側の信号取り出し構造を示すものであって、電極パッド4は固定基板6と電気的に接続されており、また、シリカ等の絶縁膜7によって第2の基板2とは絶縁されている。一方、可動電極側の信号取り出し構造については図示していないが、電極パッド4が固定電極6とは接続されておらず、第2の基板2の上面に直接電気的に接続するように形成されている他は上述の固定電極6側の信号取り出し構造と同様の構成とされている。
The signal extraction structure constituted by the through-
この加速度センサは、貫通孔1aが設けられた第1の基板1に固定電極6が形成され、マイクロマシニング技術を用いて錘部2a及び梁部2bが形成された第2の基板2に電極パッド及び絶縁膜7が形成された状態で、第1の基板1と第2の基板2とが例えば陽極接合により接合され、その後、第1の基板1の上面に向けてスパッタリング又は蒸着等の成膜法により電極膜5が形成されて製造される。電極膜5は、電極パッド4の第1の基板1の上側に露出する部分にも形成され、電極パッド4と電気的に接続される。第2の基板2及び第3の基板3も同様にして例えば陽極接合により接合される。
In this acceleration sensor, an electrode pad is formed on a
この加速度センサに加速度が加わると、可動電極である錘部2aが慣性力により図の矢示方向に変位し、錘部2aと固定電極6との距離が変化する。これにより、錘部2aと固定電極6との間の静電容量が変化する。錘部2aは可動電極側の信号取り出し構造と接続されており、固定電極6は固定電極6側の信号取り出し構造と接続されており、静電容量の変化は、錘部2a及び固定電極6それぞれと接続された電極膜5同士の間の電位差の変化として外部回路等により検出可能となる。つまり、加速度センサの発生した電気信号がこの信号取り出し構造によって外部に取り出される。
When acceleration is applied to this acceleration sensor, the
次に、本発明の第1の実施形態に係る半導体微小電子機械デバイスの信号取り出し構造について、図2(a)(b)(c)を参照しつつ説明する。以下、半導体微小電子機械デバイスの信号取り出し構造の説明は、上述の可動電極側の信号取り出し構造についての図を参照しつつ行うが、この信号取り出し構造は可動電極側に限らず、固定電極6側についても適用されるものである。本実施形態においては、貫通孔1a内面の下端縁部である第2の基板2との接合面側端縁部に封止材10が形成されており、電極膜5がこの封止材10及び貫通孔1aの内面の露出部分を覆うように形成されている。
Next, the signal extraction structure of the semiconductor microelectromechanical device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 (a), 2 (b), and 2 (c). Hereinafter, the signal extraction structure of the semiconductor microelectromechanical device will be described with reference to the drawings of the above-described signal extraction structure on the movable electrode side. However, this signal extraction structure is not limited to the movable electrode side, but is on the fixed
この封止材10は、パターニング可能な材料からなっており、図2(a)に示されるように第1の基板1と第2の基板2とが接合された後に形成されるものである。第1の基板1と第2の基板2とが接合された後、封止材10は、先ず、貫通孔1a内面と電極パッド4を含む第1の基板1の上側の露出面全体に成膜又は塗布される。そして、貫通孔1a内面の下端縁部に封止材10を残すようにパターニングが行われることで封止材10が形成される。ここで、図2(b)に示されるように、貫通孔1a内面の下端縁部(請求項でいう第2の基板接合面側端縁部)にはブラスト加工の際に発生するチッピング等により形成された欠け部1bが存在するが、封止材10はこの欠け部1bを覆うように形成される。そして、封止材10が形成された後、図2(c)に示されるように、電極膜5が第1の基板1の上側の露出面全体に成膜されて封止材10及び貫通孔1aの内面の露出部分を覆うように形成される。
The sealing
このように封止材10を形成することで、貫通孔1a内面の下縁端部に欠け部1bがあるときにも、電極膜5を欠け部1bで途切れることなく成膜して容易且つ確実に電極膜5と電極パッド4との導通を確保することができ、この半導体微小電子機械デバイスの信号取り出し構造の導電信頼性を向上させることが可能となる。
By forming the sealing
ここで、本実施形態においては、例えば、スピンオングラス(SOG)を封止材10として用いることができる。スピンオングラスは、半導体の配線上に形成された層間絶縁膜の段差緩和や配線間の溝埋め込みに従来から使用されており、既存の製造プロセスとの親和性が高く、封止材10を形成するために製造プロセスを大きく変更する必要が少ない。そして、ガラス製の第1の基板1との密着性に優れており、また、その粘度を容易に調整することが可能である。このため、貫通孔1a内面の下端縁部に欠け部1bがあるときにも、容易且つ確実にこの欠け部1bを覆うことができる。これにより、電極膜5を途切れることなく成膜させることが可能となり、半導体微小電子機械デバイスの信号取り出し構造の導電信頼性を向上させることが可能となる。
Here, in the present embodiment, for example, spin-on glass (SOG) can be used as the sealing
また、本実施形態において、例えば、感光性フォトレジストを封止材10として用いてもよい。このとき封止材10を形成する工程は、通常のフォトリゾグラフィ技術と同様に、感光性フォトレジストを成膜する工程と、パターニング工程と、不要部の除去工程のみとなる。このように封止材10を形成することが可能となるので、電極膜5が途切れることがなく導電信頼性が高い半導体微小電子機械デバイスを、単純な製造プロセスで安価に製造することが可能となる。
In the present embodiment, for example, a photosensitive photoresist may be used as the sealing
図3(a)(b)(c)は、本発明の第2の実施形態に係る半導体微小電子機械デバイスの信号取り出し構造を示す。この信号取り出し構造は、上述の電極パッド4の換わりに、例えば先端を切り落とした円錐形状のように、上面(主表面側の面)14aの面積が下面(その反対側の面)14bの面積よりも小さく、且つ、上部(主表面側の部分)が貫通孔1aの内部に嵌め入れ可能となるように形成された電極パッド14を設けたものである。
FIGS. 3A, 3B, and 3C show a signal extraction structure of a semiconductor microelectromechanical device according to the second embodiment of the present invention. In this signal extraction structure, instead of the
図4(a)(b)(c)(d)は、本実施形態において電極パッド14を第2の基板2上に形成する工程を示す。先ず、図4(a)に示されるように、電極パッド14の素材であり、例えば、Al‐Si系の合金である電極材料141が第2の基板2上に成膜され、この電極材料141の上面にレジストマスク145が成膜される。レジストマスク145は、図に示されるように、電極材料141上面の、電極パッド14を形成したい部分と、その部分の近傍を除いた全面に形成される。次に、その電極材料141の等方エッチングが行われ、図4(b)に示されるように、電極材料141が電極パッド14と不要部142とに分割される。このとき、電極材料141はレジストマスク145の設けられていない部位の上面からのみ全方向に等速にエッチングされるので、電極パッド14はその下面14bより上面14aの面積が小さい先端を切り落とした円錐形状となる。
4A, 4B, 4C, and 4D show a process of forming the
その後、レジストマスク145が除去され、図4(c)に示されるように電極パッド14をマスク材146でマスクした状態で、電極材料141の全面エッチングが行われる。電極材料141の全面エッチングを行い、マスク材146を除去すると、図4(d)に示されるように、電極パッド14のみが第2の基板2上に残り、電極パッド14が形成される。
Thereafter, the resist
本実施形態においては、上述のように第2の基板2上に電極パッド14が形成された状態で第1の基板1及び第2の基板2が接合される。このとき、電極パッド14の上部が貫通孔1aの内部に嵌め入れ可能となるような大きさとされているため、図3(b)に示されるように、電極パッドの上面14aが貫通孔1aの下端縁部よりも上方に位置する状態となる。そして、このように第1の基板1と第2の基板2とが接合された後、図3(c)に示されるように、電極膜5が第1の基板1の上側の露出面全体に成膜されて、貫通孔1a内面と電極パッド14の露出部分を覆うように形成される。ここで、上記第1の実施形態と同様に、貫通孔1aの下端縁部には欠け部1bが存在するが、電極パッド14の上面14aはこの欠け部1bよりも上方となるため、電極膜5は、この欠け部1bを避けて電極パッド14と電気的に接続される。
In the present embodiment, the
このように、電極パッド14の上面14aが貫通孔1aの下端縁部よりも上方に位置するように形成されているので、貫通孔1aの下端縁部に欠け部1bがあるときにも、この欠け部1bを避けて容易且つ確実に電極膜5と電極パッド14との導通を確保して電極膜5を成膜することが可能となり、半導体微小電子機械デバイスの信号取り出し構造の導電信頼性を向上させることが可能となる。
Thus, since the
ここで、本実施形態においては、第1の基板1と第2の基板2とを陽極接合によって接合し、電極パッド14を陽極接合時の熱により軟化するような低融点材料で形成してもよい。第1の基板1と第2の基板2との陽極接合時には、数百℃に昇温された後に第1の基板1と第2の基板2の間に直流の高電圧が印加されて静電引力が発生し、第1の基板1と第2の基板2とが接合される。このときの熱で電極パッド14が軟化すると、第1の基板1と第2の基板2との間の静電引力により、電極パッド14は、その上部が第1の基板1の主表面側に近づくように貫通孔1aの内部で変形する。この変形により、電極パッド14は、その上部が貫通孔1aの下縁端部から、より上方に離れた形状となる。これにより、貫通孔1a内面の下端縁部に欠け部1bがあるときにも、この欠け部1bを避けて容易且つ確実に電極膜5と電極パッド14との導通を確保して電極膜5を成膜することが可能となり、半導体微小電子機械デバイスの信号取り出し構造の導電信頼性を向上させることが可能となる。
Here, in the present embodiment, the
図5(a)(b)(c)は、本発明の第3の実施形態に係る半導体微小電子機械デバイスの信号取り出し構造を示す。本実施形態においては、電極パッド4上に電気的に接続されるように導電性突起物20を形成しており、電極膜5が、この導電性突起物20及び貫通孔1a内面の露出部分を覆うように形成される。この半導体微小電子機械デバイスは、第1の基板1と第2の基板2とが陽極接合により接合されるものである。
FIGS. 5A, 5B, and 5C show a signal extraction structure of a semiconductor microelectromechanical device according to the third embodiment of the present invention. In the present embodiment, the
この導電性突起物20は、その大きさが貫通孔1aの下縁端部の寸法よりも大きくなるように形成されており、また、陽極接合時の熱により軟化する低融点材料で形成されている。図5(a)(b)に示されるように、第1の基板1と第2の基板2との接合時に、上述の第2の実施形態の電極パッド14と同様に、陽極接合時の熱で導電性突起物20が軟化すると、第1の基板1と第2の基板2との間の静電引力により、この導電性突起物20は、その上部が第1の基板1の主表面側に近づくように、電極パッド4と導通を保ちながら貫通孔1aの内部で変形する。この変形により、導電性突起物20は、その上部が貫通孔1aの下縁端部から上方に離れた形状となる。そして、図5(c)に示されるように、この状態で電極膜5が導電性突起物20と貫通孔1aの内面の露出部分に形成される。これにより、貫通孔1a内面の下端縁部に欠け部1bがあるときにも、この欠け部1bを避けて容易且つ確実に電極膜5と電極パッド4との導通を確保して電極膜5を成膜することが可能となり、半導体微小電子機械デバイスの信号取り出し構造の導電信頼性を向上させることが可能となる。
The
このとき、導電性突起物20と同様に、電極パッド4も低融点材料で形成し、第1の基板1と第2の基板2との接合時に、ともに軟化して貫通孔1a内部で変形するようにしてもよい。上述と同様に、この欠け部1bを避けて容易且つ確実に電極膜5と電極パッド4との導通を確保して電極膜5を成膜することが可能となり、半導体微小電子機械デバイスの信号取り出し構造の導電信頼性を向上させることが可能となる。
At this time, like the
ここで、本実施形態においては、導電性突起物20を上述のような低融点材料ではない材料で形成してもよい。このとき、導電性突起物20の大きさが貫通孔1aの下縁端部よりも大きいので、導電性突起物20は第1の基板1と第2の基板2とが接合された後に電極パッド4上に形成される。このとき、導電性突起物20の上部は貫通孔1a内面の下縁端部よりも上方に位置しており、この状態で電極膜5が導電性突起物20と貫通孔1aの内面の露出部分に形成される。これにより、上述と同様に、貫通孔1a内面の下端縁部に欠け部1bがあるときにもこの欠け部1bを避けて、容易、且つ確実に電極膜5と電極パッド4との導通を確保して電極膜5を成膜することが可能となり、半導体微小電子機械デバイスの信号取り出し構造の導電信頼性を向上させることが可能となる。
Here, in the present embodiment, the
なお、本発明は上記各実施形態の構成に限定するものではなく、発明の範囲を変更しない範囲で適宜に種々の変形が可能である。例えば、本発明における半導体微小電子機械デバイスは、上述の1軸の加速度センサに限らず、例えば、2軸又は3軸の加速度センサであったり、また、第2の基板2に構造体として薄膜が形成された圧力センサであってもよい。いずれの半導体微小電子機械デバイスにおいても、その電気信号の取り出し構造を上述のように構成することにより、導通の信頼性を向上させることが可能である。
In addition, this invention is not limited to the structure of said each embodiment, A various deformation | transformation is suitably possible in the range which does not change the range of invention. For example, the semiconductor microelectromechanical device according to the present invention is not limited to the above-described uniaxial acceleration sensor, but may be, for example, a biaxial or triaxial acceleration sensor, or a thin film as a structure on the
1 第1の基板
1a 貫通孔
1b 欠け部(第2の基板接合面側端縁部)
2 第2の基板
4,14 電極パッド
5 電極膜
10 封止材
14a 上面(主表面側の面)
14b 下面(その反対側の面)
20 導電性突起物
DESCRIPTION OF
2
14b Lower surface (opposite surface)
20 Conductive protrusion
Claims (4)
前記電極パッドは、その前記主表面側の面の面積がその反対側の面の面積よりも小さく、且つ、前記電極パッドの前記主表面側の部分が前記貫通孔の内部に嵌め入れられており、
前記電極膜は、前記第1の基板の前記主表面側に成膜され、前記貫通孔の内面及び前記電極パッドの露出部分を覆うように形成されていることを特徴とする半導体微小電子機械デバイスの信号取り出し構造。 A first substrate having a through hole is formed from the major surface and the main surface to the opposite surface, a second substrate formed with an electrode pad for taking out an electric signal to the first substrate and the surface to be bonded is are joined, a signal extraction structure of a semiconductor microelectromechanical device of said electrode pad and electrically connected to the electrode film in the through-hole inner surface formed structure,
The electrode pad is smaller the area of the surface of the said main surface side than the area of the opposite surface, and, the main surface portion of the electrode pad has been fitted to the inside of the through hole ,
The semiconductor microelectromechanical device, wherein the electrode film is formed on the main surface side of the first substrate and covers an inner surface of the through hole and an exposed portion of the electrode pad. Signal extraction structure.
前記電極パッド上に電気的に接続されるように、前記貫通孔内面の前記第2の基板接合面側端縁部の寸法よりも大きい導電性突起物が形成され、
前記電極膜は、前記第1の基板の前記主表面側に成膜され、前記導電性突起物及び前記貫通孔の内面の露出部分を覆うように形成されていることを特徴とする半導体微小電子機械デバイスの信号取り出し構造。 A first substrate having a through hole is formed from the major surface and the main surface to the opposite surface, a second substrate formed with an electrode pad for taking out an electric signal to the first substrate and the surface to be bonded is are joined, a signal extraction structure of a semiconductor microelectromechanical device of said electrode pad and electrically connected to the electrode film in the through-hole inner surface formed structure,
Wherein on the electrode pads to be electrically connected, the larger conductive protrusions than the dimensions of the second substrate bonding surface side edge portion of the through hole inner surface is formed,
The electrode film, the deposited on the main surface side of the first substrate, a semiconductor microelectronic, characterized in that it is formed so as to cover the exposed portion of the inner surface of the conductive protrusions and the through-hole Mechanical device signal retrieval structure.
前記電極パッドは、陽極接合時の熱により軟化又は溶融する低融点材料からなることを特徴とする請求項1に記載の半導体微小電子機械デバイスの信号取り出し構造。 The first substrate and the second substrate are bonded by anodic bonding,
2. The signal extraction structure of a semiconductor microelectromechanical device according to claim 1, wherein the electrode pad is made of a low melting point material that is softened or melted by heat during anodic bonding.
前記電極パッド及び前記導電性突起物は、陽極接合時の熱により軟化又は溶融する低融点材料からなることを特徴とする請求項2に記載の半導体微小電子機械デバイスの信号取り出し構造。 The first substrate and the second substrate are bonded by anodic bonding,
The signal extraction structure for a semiconductor microelectromechanical device according to claim 2, wherein the electrode pad and the conductive protrusion are made of a low melting point material that is softened or melted by heat during anodic bonding .
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