JPH09237901A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH09237901A
JPH09237901A JP8041933A JP4193396A JPH09237901A JP H09237901 A JPH09237901 A JP H09237901A JP 8041933 A JP8041933 A JP 8041933A JP 4193396 A JP4193396 A JP 4193396A JP H09237901 A JPH09237901 A JP H09237901A
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rectangular parallelepiped
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体ウェハーからの取り出し個数が感歪面
の長さ方向に直交する面の寸法できまるため、半導体ウ
ェハーからの取り出し個数が少ない。そのため、半導体
ウェハーからの素子の取り個数が少なくコストダウンす
ることが困難であった。また従来の製造方法において
は、エッチングプロセスを使用するため製造プロセスが
多く、コストダウンすることができなかった。 【解決手段】 本発明は１枚の半導体ウェハーから多数
のセンサを製造するために、センサの側面に拡散抵抗を
配置した。そして、このようにセンサ側面に変位量の検
出手段を設けることにより、エッチング工程を使用せ
ず、製造工程の少ない、高精度で安価なセンサを得るこ
とができる。また、歩留りの良い半導体加速度センサを
含む半導体装置を供給することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンなどの半
導体結晶のもつピエゾ抵抗効果を利用して変位を電気信
号に変換する半導体装置の特に加速度センサおよび圧力
センサに係わる。
【０００２】
【従来の技術】近年、マイクロマシニング技術の発展に
より、半導体ウェハー上に薄膜形成、エッチングによ
り、半導体加速度センサが作製されている。（例えば、
IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. ED-26,
No.12, Dec 1979参照） 図３は、従来のマイクロマシニングによる半導体加速度
センサを示す図であり、図３（ａ）は上面図、図３
（ｂ）は断面図である。シリコン基体１をエッチング
し、片持ち梁２と重り３を形成したものである。ここ
で、片持ち梁２の厚みは、エッチングにより他の部分よ
り薄く形成され、片持ち梁２は図３（ｂ）の矢印方向の
加速度に対して変形する。そして、片持ち梁２の変形量
は、片持ち梁２の上面に形成された拡散抵抗４ａのピエ
ゾ抵抗効果により検出され、拡散抵抗４ｂとの比較によ
り加速度を求める。ここで、拡散抵抗４ａと４ｂは高濃
度拡散領域５と出力端子８に接続されている。また、片
持ち梁２の破壊を防止するために上部ストッパ６と下部
ストッパ７を配置し、さらに全体をセラミック基板１０
上に配置している。
【０００３】図４（ａ）は、特開平１−３０２１６７号
公報に開示されるマイクロマシニングによる半導体加速
度センサを示す図であり、片持ち梁２の支持体９近傍に
エッチングにより溝部３５を形成し、薄肉部３６を設け
たものである。センサの上面には拡散抵抗４ｃ、４ｄ、
４ｅ、４ｆがあり、ブリッジ回路５０を構成している。
拡散抵抗４ｃと４ｆは、参照抵抗として働き支持体９の
上部に配置される。拡散抵抗４ｄと４ｅは、薄肉部３６
の変形量を検出する可変抵抗として働き、参照抵抗と直
交する位置に配置される。図４（ｂ）は、図４（ａ）に
示す装置の検出回路を示す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体加速度セ
ンサにおいては、検出感度向上のために図４（ａ）の薄
肉部３６を形成する必要があり、そのため全体の機械的
強度が低下する。ここで薄肉部３６の厚みは、検出感度
に関係するが、エッチングにより薄肉部３６を形成する
ため、均一な厚みを得るために、エッチング液の組成、
温度、攪拌条件を厳密に管理する必要があり、マスキン
グのパターン形成など製造工程が増す。
【０００５】また図３（ａ）のように加速度センサの上
面に拡散抵抗４ａと４ｂを配置し、重り３を形成するた
めに、加速度センサの上面の面積が大きく、例えばシリ
コン基板１枚からのセンサの取り個数は限定され、製造
コストを低下させることが困難であった。また図４
（ａ）の加速度センサにおいても薄肉部３６の強度を保
つために片持ち梁２の幅、図面の手前から奥行き方向の
幅は所定の値が必要である。従って、図３（ａ）の加速
度センサと同様にセンサ上面の面積を小さくすることが
出来ず、半導体ウェハーからの取り個数が限定され、コ
ストダウンが困難である。
【０００６】さらに、加速度検出のための拡散抵抗４
が、加速度センサの加速度を受ける面にあるため、支持
体９の上部にある参照抵抗と可変抵抗の抵抗値の差が大
きくなるように拡散抵抗４の配置を行う必要があった。
本発明は、上記の問題を解決するためのものであり、製
造が容易で、１枚の半導体ウェハーから多数のセンサを
製造することができ安価な半導体加速度センサおよび圧
力センサを得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明は１枚の半導体ウェハーから多数のセン
サを製造するために、センサの側面に拡散抵抗４を配置
した。そして、このようにセンサ側面に変位量の検出手
段を設けることにより、エッチング工程を使用せず、製
造工程の少ない、高精度で安価なセンサを得ることがで
きる。また、歩留りの良い半導体加速度センサを含む半
導体装置を供給することができる。また、拡散抵抗の配
置、固定方法、配線接続方法により容易に歩留まり良く
作製できるようにした。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の具体的実施例を
図１に基づいて説明する。図１は、本発明の半導体加速
度センサの斜視図である。半導体基板１１を直方体とし
そのひとつの面である側面１００に拡散抵抗４と、拡散
抵抗４と電気的に接続された出力端子８を配置した。こ
こで、半導体基板１１内の前記側面１００に増幅回路や
温度補償回路やフィルタ回路を配置することも可能であ
る。また、別の素子にして配置することもできる。
【０００９】半導体基板１１は、一辺にブリッジ回路５
０で構成された拡散抵抗４を有し、直方体の構造ででき
ている。この直方体の構造は、拡散抵抗４を有する半導
体ウェハー１２から切り出し作製する。切りだした素子
は、半導体ウェハー１２の厚みが前記直方体の拡散抵抗
４を有する面と直交する面である。拡散抵抗４が形成さ
れた半導体ウェハー１２表面が切り出し後、前記側面１
００に相当する。
【００１０】図２は上記半導体加速度センサの（ａ）上
面図と（ｂ）側面図である。上記半導体基板１１は、種
々の形状にすることが可能であるが、半導体ウェハー１
２から容易に取り出せるという理由により、直方体とす
ることが効果的である。さらに、半導体基板１１の厚み
Ｚは半導体基板１１の幅Ｗより小さくすると検出感度を
高めることができる。なお、支持体９と半導体基板１１
が固着されている部分Ｌ２支持部であり、固着されず揺
動可能な部分Ｌ１をセンサ部であり以降こう呼ぶ。ま
た、図２のような、半導体基板１１、支持体９、重り３
の構成を半導体加速度センサ素子と呼ぶ。
【００１１】（実施例１）直方体の構造体の感歪部を有
する面にブリッジ回路を複数個配置した構成を実施し
た。複数個配置した場合を図１３に示す。感歪部とは、
歪みおよび応力により感応して、抵抗値などが変化する
拡散抵抗などを形成した部分を指す。本実施例の構成に
よれば、両端固定により圧力センサとしての機能を得る
こともできる。
【００１２】複数個の設置は、支持体９との接合の位置
を変えることにより容易に感度調整できる。自動車の衝
突の際、人命保護のためのエアバック用センサでは、高
加速度用のため、感度的には出力は小さくて良い。この
場合図示するｃの位置に、支持体９の端部がくるように
接合する。
【００１３】また、自動車のアクティブサスペンション
や、アンチロックブレーキ、ロボットの姿勢制御、バア
チャルリアリティなどの低加速度用の用途には、感度を
向上させる必要があるため、図示するａに支持体９の端
部がくるようにする。センサ部のＬ長が長くなるため、
感度的にも増す。
【００１４】高加速度用、低加速度用と用途に合わせ、
拡散抵抗の位置を選択する。選択後、他の拡散抵抗の配
線は不要のため、トリミングする。本実施例は、従来の
ように変位する部分を薄肉化することがないため、複数
個拡散抵抗が組まれたブリッジ回路５０配置すること
で、必要なアプリケーションに合わせ、支持体９との固
定位置を変えることにより容易に感度調整できる。
【００１５】（実施例２）半導体基板から取り出した直
方体の構造体の感歪部位置が左右対称の位置に配置する
構成を図１４に示す。半導体基板１１の側面１００の長
手方向の中心に対し、対称に拡散抵抗４のブリッジ回路
及びそれぞれの出力端子８を設けることにより、実装工
程において左右間違えがなく歩留り向上、設備の簡略化
に寄与する。また、ひとつのブリッジ回路が故障したと
しても、もうひとつのブリッジ回路が動作すれば、機能
的には成り立つため、歩留り向上には大変寄与する。
【００１６】本実施例においても、従来のようなエッチ
ングで薄肉部を形成する場合では、本実施例のように容
易に実装はできない。たとえ実装できたとしても、不必
要な拡散抵抗を有する薄肉部があると破壊しやすい問題
がある。本発明は直方体のため、ハンドリングも容易に
でき、左右の認識も必要でないので、量産上の装置化が
容易である。
【００１７】本発明を圧力センサに用いた場合について
も有効な手段である。圧力センサは、構造体として圧力
基準室を作製し、その圧力基準室との差で検出する。本
実施例では、半導体基板１１の側面１００の長手方向の
中心に対し、対称に拡散抵抗４によるブリッジ回路及び
それぞれの出力端子８を設ける。この半導体基板の片側
に圧力基準室を作製することにより、拡散抵抗４で圧力
による変位を検出する。拡散抵抗４の配置は、応力が最
大となる固定端近傍が良い。
【００１８】（実施例３）半導体基板１１の中央部に拡
散抵抗を配置した図を図１５に示す。中央に配置する場
合、上述と同様に、実装工程において左右間違えがなく
歩留り向上、設備の簡略化に寄与する。
【００１９】（実施例４）次に、側面１００に作製した
回路について記述する。側面１００の回路構成は、一番
シンプルな構成は。ブリッジ回路を構成している拡散抵
抗、出力端子および配線でよい。また、増幅回路、フィ
ルタ回路などは、別チップ構成でもよい。フィルタ回路
においては、チップ抵抗によりフィルタ回路を構成して
も良い。
【００２０】しかし、側面１００の有効活用およびノイ
ズの低減のため、本実施例では増幅回路を内蔵した。電
気回路を図１６を用い説明する。電気回路としてフルブ
リッジ回路５０が構成され、加速度により生じたひずみ
に応じて、ピエゾ抵抗ゲージの抵抗値が変化し、これを
ブリッジ回路５０で電圧変化として検出する。センサの
差動出力は、ＣＭＯＳ単電源オペアンプ５２をシングル
エンドで３つ揃えた差動増幅回路５１で単一出力に変換
される。なお、差動増幅回路内には感度調整用抵抗５
４、またバッファを通してオフセット調整用トリミング
回路５３を含んでいる。なお本実施例では、支持部をい
れた全長９ｍｍ、増幅回路内蔵で幅０．１ｍｍで作製し
た。さらに、Ｓ／Ｎの向上方法として、全差動アンプ・
シングルエンドを二つ使用するかチョッパアンプを使用
すると良い。
【００２１】図１７に本発明の半導体加速度センサの電
気回路のレイアウトを示す平面図を示す。出力端子８、
ブリッジ回路（ピエゾ抵抗）５０、作動増幅回路５１、
バイアス回路１５０が内蔵されている。幅が狭い領域の
レイアウトにおいて、前記したように以下のことに留意
した。センサのセンサ部分にＭＯＳトランジスタのソー
スドレインのｗ長方向をセンサのＬ長方向の中心線を対
称にして上下２列にＭＯＳトランジスタを形成した。こ
のことによりチップ厚（幅）の小さい素子に電気回路を
設けることができた。また、配線に関しては、電気回路
を構成しているＭＯＳトランジスタ間を電気的に結びつ
けているアルミ配線、又はそのＭＯＳトランジスタと抵
抗部を形成しているポリシリコンとを電気的に結びつけ
ているアルミ配線を、ＭＯＳトランジスタおよびポリシ
リコン抵抗部の外側に形成した。以上のことにより、細
い所に配線できた。
【００２２】（実施例５）本発明の特徴である拡散抵抗
の配置について説明する。本実施例の拡散抵抗４の配置
を図５（ａ）に示す。拡散抵抗４１、４２、４３、４４
はブリッジ回路５０とすると良い。さらに、前記拡散抵
抗は、半導体基板１１の上面近傍の拡散抵抗４１、４２
と下面近傍拡散抵抗４３、４４に分けて配置すると良
い。そして、上面近傍の拡散抵抗４と下面近傍の拡散抵
抗４により引っ張り応力と圧縮応力を検出すると良い。
また、拡散抵抗４１、４２、４３、４４はその長軸方向
が半導体基板１１の長さ方向と平行、すなわち図５
（ａ）の紙面の左右方向に配置することが好ましい。
【００２３】本実施例で用いた素子のサイズ、位置関係
を、図面を参考にして説明すると、形状は図２（ａ）と
図２（ｂ）に示すように長さ９ｍｍ（Ｌ１＝６ｍｍ、Ｌ
２＝３ｍｍ）、幅Ｗが０．６ｍｍ、高さＺが０．１ｍｍ
のシリコンを使用する。幅Ｗがシリコン基板の厚みであ
る。ここで、拡散抵抗４は図５（ａ）に示すように半導
体基板１１の側面１００の上面近傍の拡散抵抗４１、４
２と下面近傍の拡散抵抗４３、４４からなり、それぞれ
長さ０．３ｍｍ、幅０．０１ｍｍである。そして、拡散
抵抗４１と４２の左端は支持体９の右端と一致する。ま
た半導体基板の高さ方向について、半導体基板１１の表
面と拡散抵抗４の中心の距離０．０１５ｍｍである。
【００２４】この配置でもわかるように、拡散抵抗４
は、より感度をだすため側面１００の外周部にある。そ
のため、各配線は、ブリッジ回路５０を構成する拡散抵
抗４の内側にある。この時のブリッジ回路５０を図５
（ｂ）に示す。本発明のブリッジ回路では、４つの拡散
抵抗が可変であることが最大の特徴である。
【００２５】本実施例の拡散抵抗の配置がより感度がで
る理由について以下記述する。図３（ｂ）の従来の平面
に拡散抵抗４がある場合、４ｃ、４ｆを参照用抵抗、４
ｄ、４ｅを測定用抵抗のブリッジ回路５０を形成する。
４ｃ、４ｆをＲとした時、４ｄ、４ｅはＲ＋△Ｒで表さ
れる。このときの出力ＶOUTとすると以下の式で示され
る。 Ｖ1＝（Ｒ／２Ｒ＋△Ｒ）Ｖ （１） Ｖ2＝（Ｒ＋△Ｒ／２Ｒ＋△Ｒ）Ｖ （２） ＶOUT＝Ｖ2−Ｖ1＝（△Ｒ／２Ｒ＋△Ｒ）Ｖ （３）
【００２６】また、本発明の電気回路においては、圧縮
応力による抵抗値Ｒ＋△Ｒ、引っ張り応力による抵抗値
をＲ−△Ｒとすると以下の式で示される。 Ｖ1＝（Ｒ−△Ｒ／２Ｒ）Ｖ （４） Ｖ2＝（Ｒ＋△Ｒ／２Ｒ）Ｖ （５） ＶOUT＝Ｖ2−Ｖ1＝（△Ｒ／Ｒ）Ｖ （６） （３）、（６）式より△Ｒが非常に小さい値とし無視す
ると、本発明の電気回路で従来の回路と比較して２倍の
出力がある。以上の理由により、本発明では、拡散抵抗
４の配置で、引っ張り応力、圧縮応力を利用し、より高
感度になるよう拡散抵抗４を配置した。
【００２７】本発明の半導体加速度センサの製造方法に
ついて、図７の工程図を用いて以下記述する。半導体加
速度センサの製造方法としては、半導体ウェハー１２の
表面に拡散抵抗４と出力端子８をパターンニング（ａ）
し、拡散抵抗４と出力端子８を同一平面に有するように
半導体ウェハー１２を切断し、半導体基板１１を得る
（ｂ）。最後に半導体基板１１を支持体９、重り３と接
合する（ｃ）。ここで、半導体ウェハー１２の表面には
拡散抵抗４や出力端子８の他に増幅回路やフィルタ回
路、温度補償回路をパターニングしても良い。また、半
導体ウェハー１２の切断にはダイシングが可能である。
ダイシングは、半導体基板１１の外形部にスクライブす
るためのラインを設け、このスクライブラインを基準に
ダイシングにより切削する。加速度センサ半導体素子１
０１が半導体ウェハー１２内にレイアウトされている。
【００２８】本実施例では、低加速度の素子を作製し
た。低加速度とは、１から２Ｇ（Ｇ＝９．８ｍ／ｓ2）
を示す。素子全体の長さは、９ｍｍ（Ｌ１＝６ｍｍ、Ｌ
２＝３ｍｍ）、幅Ｗが０．６ｍｍ、高さＺが０．１ｍｍ
とした。ちなみに、低加速度用の加速度センサは、地震
検知のためや、バーチャルリアリティなどの用途に用い
られる。また、落下衝撃を検知するショックセンサとし
ての機能をなす。
【００２９】（実施例６）図７（ｂ）の素子の切り出し
について、この後、半導体ウェハー１２からダイシング
で切り出し個別の素子にする。図７（ｂ）のような状態
にする。図７（ｂ）に、切り出し面を示す。
【００３０】通常の切削水に水を用いたダイシング法に
おいては、半導体基板１１を切り出すことは可能である
が、本実施例においては、より精度を向上させるため以
下の方式において行った。半導体ウェハー１２の切断工
程において、素子を切り出す場合、素子への切削抵抗が
大きくなると、素子にチッピングが生じ、拡散抵抗４が
破壊してしまう課題や、所望の寸法で仕上がらない場合
がある。その課題に対処するため、超微細砥粒の電気泳
動現象を利用した。その原理を説明する。切削液に超微
細シリカ砥粒を用いる。超微細シリカ砥粒は、アルカリ
液中で負に帯電する。そのため、電場が作用すれば、シ
リカは陽極１３にむけて泳動する。陰極１４にはいかな
い。この現象を図８に示す。陽極１３の帯電した電極
に、超微細シリカ砥粒がある。コロイダルシリカのシリ
カ粒子１５は、電極表面で電気的に吸着現象を引き起こ
す。電場が作用している間は、電極表面に連続して吸着
層が形成される。つまり、ブレード１６に電場を作製す
ることにより容易に、超微細シリカ砥粒の吸着層を形成
でき、切削抵抗の少ない加工ができる。
【００３１】本実施例で使用した装置の構成を図９に示
す。装置構成は、通常一般的に使用されているダイシン
グ装置に、研磨材をダイシングブレード１６に供給する
機構、ダイシングブレード１６に電解をかけるための電
源１７から構成される。ブレードはフランジ１９により
固定される。ブレード１６に切削材のコロイダルシリカ
が供給され、ブレード１６上に直流電源１７により電解
をかけることによりブレード１６にシリカ層を作製す
る。このような構成によりチャック１８上に半導体ウェ
ハー１２を設置、ダイシング装置により切削する。
【００３２】図１０に本実施例を用いての加工を説明す
る。固定された半導体ウェハー１２上を、ダイシングブ
レード１６が降下し、半導体ウェハー１２に接触する。
この時研磨材として、超微細シリカ砥粒がブレード１６
に供給される。ブレード１６にはシリカ粒子１５が吸着
した状態にある。超微細シリカ砥粒の粒径は、１０ｎｍ
から２０ｎｍであり、この粒径のシリカが陽極１３に帯
電した、ダイシングブレード１６上に吸着する。この吸
着層がワークである半導体ウェハー１２を切ることによ
り効果を示し、非常にきれいな加工を生み出す。
【００３３】本実施例において、上述の寸法で素子を切
り出したところ、従来のダイシングでは、チッピング量
１０ミクロンであったものが、本実施例によれば２ミクロンの量
に向上した。このことにより、配線切断や拡散層の破壊
を起こさず歩留まりの良い、安定した素子の供給ができ
る。
【００３４】（実施例７）また、チッピング量を削減す
る方法として、ボンド材３２に鋳鉄を用いダイヤモンド
の粒子３１を有するダイシングブレード１６を用い、ダ
イシングブレード１６に電解をかける。ボンド材の電解
に伴い不導体被膜３０が砥石面に形成され、溶出が停止
し一定の砥粒突出が得られる。工程を図１２を用いて説
明する。第１ステップで、ブレード１６に電解をかけ
る。ブレード１６のボンド材の鋳鉄がが溶出する。鉄イ
オン３３として溶出する。溶出後、酸化が始まり不導体
被膜３０をブレード１６面に形成する（第２ステッ
プ）。ブレード１６からダイヤモンド粒子３１が突出す
る。この状態で、切削を開始する。切削を続けると、ダ
イヤモンド粒子３１が剥奪したり不導体被膜３０が徐々
に除去していく。このため、切削環境は悪化する。ここ
で、再度電解により、ボンド材３２が溶出する（第３ス
テップ）。そして、不導体被膜３０を形成する（第２ス
テップに戻る）。第２、から第３、第４のステップを繰
り返し、切削が進む。この方式を電解インプロセスと呼
ぶ。この時の装置の構成を図１１に説明する。装置の構
成は、ダイシングブレード１６に電解をかける構成と、
ダイシングブレード１６近傍に陰極アタッチメント１
４、直流電源１７によりブレード１６に電解をかける構
成でなりたつ。このような構成で、半導体ウェハー１２
を切削する。
【００３５】本実施例では、ワークである半導体ウェハ
ー１２の固定方法として、紫外線を照射することにより
粘着力を軟化させる固定用ダイシングテープを使用した
これにより容易に離脱でき、しっかりとした固定ができ
る。上述したような方法により、ダイシング装置による
切削によりチッピング、加工変質層の少ない素子を取り
出すことができた。
【００３６】本実施例では、ダイシングにおいて工夫を
しているが、半導体基板１１を研磨しても同様な特性が
得られる。例えば、フロートボリシングなどの微細研磨
法によれば、加工変質層がなくよい。研磨は、両面から
の研磨によれば側面１００の両側から均一に研磨でき、
拡散抵抗までの距離を均等にできよい。
【００３７】（実施例８）さらに製造方法において、こ
の半導体基板１１に、図７（ｃ）に示すように加速度セ
ンサの検出感度を高めるため、半導体基板１１の一端に
重り３を設ける。重り３としては、金属やシリコンが使
用できる。そして半導体基板１１には重り３と支持体９
を固着する。支持基板１０に支持体９をあらかじめ固着
しておいても良い。本実施例では、３０ｍｇの重り３を
固着した。ここでは、重り３の固着位置、つまり重心位
置が非常に大事なため、あらかじめ重り３の中心位置に
接着液を塗布し、センサの重心位置に重り３の中心がく
るようにする。接着液が重り３の中心にあるため、重り
３の中心位置が出しやすいセルフアライメントの方法に
よりおこなった。また、半導体基板１１側の重りを載せ
たい部分に接着液や、接着液に馴染みの良い材料を塗布
または膜形成してもよい。
【００３８】（実施例９）重りは感度を得るためには重
要な構成要素である。重力を平均部分荷重でセンサ自身
に受ける場合においては、拡散抵抗の抵抗値変化がほと
んどなく出力を得ることができない。そこで、重りが必
要になる。また、センサの重心に重りをのせることが重
要である。上述したように、接着剤でガイドする方法も
あるが、あらかじめ重り自体に溝をいれ、重りの溝でセ
ンサの重心にガイドしても良い。形状は、立方体でも良
いし、円柱でも良い。円柱の場合固定の際、回転移動し
ても問題がなく。非常に便利である。本発明によれば、
側面１００に拡散抵抗４を有しているため、側面１００
に沿って重り３を固着すると良い。
【００３９】（実施例１０）また、重り３に貫通穴５５
を有する構造としても良い。貫通穴５５により、ダンピ
ング効果も変わり、加速度センサとしてのの周波数特性
も変化する。所望のカットオフ周波数を得るために良い
手段である。重り３に貫通穴５５を有する加速度センサ
を図１８に図示する。貫通穴５５は、周波数特性の調整
のほかに、以下の理由で有効である。耐衝撃性向上のた
めのシリコンオイル４８をパッケージに入れた時、発生
する空気だまりが加速度センサに付着する。重り３に付
着した場合、出力感度に非常に影響する。重り３に貫通
穴５５があれば、付着しずらい。さらに、重り３の裏面
がテーパ状であれば、空気だまりは、テーパ形状にそっ
て容易に離脱できるため有効である。本実施例では、ひ
とつの貫通穴５５の例を示したが、複数個設置してもよ
い。
【００４０】（実施例１１）また、重り作製装置８７に
半導体基板１１をチャック８６により溶融物８５内に挿
入し引き出すことにより先端に重り３設ける方法にて行
った。この装置構成を図１９（ａ）に示す。本方法によ
れば、容易に均一の重量の重り３を設置できる利点があ
る。図１９（ｂ）にその拡大図を示す。半導体基板１１
に支持体９を有したものを、チャック８６でハンドリン
グする。
【００４１】また、図１９（ｃ）では、重り３の形状を
形成するため容器を用い所望の形に重りを形成した。容
器のなかに溶融物８５をいれ、半導体基板１１をチャッ
ク８６により、重り形成型８８内に挿入し、凝固後引き
出すことにより所望の形状の重りを形成できた。この時
の溶融物は、金属でも良いし、高分子系のものでも良
い。なお、半導体基板１１に重り３の材料となじみの良
い材料を有することにより、所望の部分に所望の厚さの
重り３を形成できる。
【００４２】（実施例１２）また、本方法によれば重り
が凝固し、収縮することを利用し破壊防止に利用した。
以下その内容を図２０を用いて説明する。図２０のよう
なパッケージケース８９を用い、前記した図１９のよう
な溶融物８５に重り３となる部分を浸せきさせる。溶融
物８５は凝固することにより収縮し、パッケージケース
８９との間に隙間を生じる。この隙間は、半導体基板が
加速度を受けたとき変位でき、過剰の加速度を受けたと
きパッケージケース８９により過剰変位を制止でき破壊
を防止する。
【００４３】（実施例１３）重りは、上記したように、
金属の構造体やシリコンなどを固着し載せるが、重りと
しての重量の精度、設置する位置で微妙に出力感度が変
わる。重りをのせながら、出力値による制御方法であれ
ば、調整機能がいらない。重りを調整しながら作製する
方法として、蒸着などの薄膜プロセスによることが有利
であり高加速度用では良いが、低加速度用のものは感度
が必要なため、数ｍｇから数十ｍｇの重りが必要であ
る。そのため、重りの設置位置と重りの重量により、出
力感度を調整できるため、数回にわけ重りを設置し調整
を行う。設置の際、センサからの出力をモニタしながら
行う。また、上述した溶融物に半導体基板１１の先端を
付け、溶融物の凝固により取り付ける場合、表面張力に
より付けていくので、数回重ねづけすることにより感度
調整する方法でもよい。この方式は、本発明が直方体の
構成であるため容易にでき、従来の変位部分が一部薄く
する方法では、壊れてしまうため本方法は困難である。
マイクロマシニングでは、一体加工のため困難である。
【００４４】（実施例１４）半導体基板１１の端子から
支持基板１０への電気的出力の取り方からパッケージに
ついて以下記する。本実施例では、半導体基板１１を支
持するための基板１０に、支持基板１０に直交する構成
のＬ字型配線基板６０を設ける。図２１にＬ字型配線基
板を有する基板１０を用いた実装工程を示す。図２１の
第２ステップにＬ字型配線基板６０を有する基板１０を
示す。Ｌ字型形状とした理由は、半導体基板１１の位置
だしを正確に行えるためである。つまり、Ｌ字型配線基
板６０をガイドとし半導体基板１１を接着剤６２を介し
て固定する。Ｌ字型配線基板６０には、基板１０面に直
交する面に配線がある。半導体基板１１の金バンプ２５
と前述の配線が接続し、半導体基板１１と基板１０が電
気的に接続される構成である。バンプは、半田でも良
い。
【００４５】まず、第１ステップで出力端子に金バンプ
２５を形成しておき、重り３も固着しておく。重り３の
固着においては、熱膨張係数の近い接着剤６２を用いる
と良い。第２ステップでは、支持基板１０を作製してお
く。支持基板１０は、本実施例ではセラミックを用い
た。セラミックは、熱安定性、高周波の伝達性も良いこ
とから高信頼性を望むアプリケーションにおいては最適
である。なお、アプリケーションにおいては、ガラスエ
ポキシ基板でも良い。なお、支持基板１０には、上述し
たようにＬ字型配線基板６０がある。配線材料としては
金を用いた。
【００４６】第３ステップで、半導体基板１１の金バン
プ２５に接着剤６２に銀ペーストを供給し、半導体基板
１１を支持基板１０の支持部にのせ加熱圧着する。数秒
で接着は完了する。蓋を支持基板１０に載せ、半田で加
熱圧着し、耐衝撃性の向上のため、シリコンオイル４８
を注入する。オイル注入は加圧で行う。封止は、接着剤
で行った。ここまでの工程で、センサとしての機能を有
する。ここでは、シリコンオイル４８の注入は、加圧で
おこなっているが、パッケージを真空にしておきオイル
を注入する方法もある。ここまでの工程で、センサとし
ての機能は成り立つ。
【００４７】（実施例１５）半導体基板の固定は、他軸
感度特性に影響するため大切である。また、他の支持体
との固定法について図６を用いて説明する。図６（ａ）
が、半導体基板１１を支持基板１０に直接固定し、導通
も一緒に確保する場合である。半導体基板１１の出力端
子８にバンプ２５を形成する。バンプ２５側を支持基板
と対向させ、支持基板１０の端子に半導体基板１１のバ
ンプ２５を接触させる。そして、リフローすることによ
り、バンプ２５が溶融し、支持基板１０に固定される。
より感度を得るため、拡散抵抗４近傍に固定用のバンプ
２５を作り支持基板１０と固定させるとなお良い。この
方式においても特性的に満足する値を得られた。支持基
板１０に、バンプ２５が接触し、溶融することにより図
に示す状態に固定される。拡散抵抗近傍がしっかり固定
されることが必要なため、固定用バンプ２６を導通の目
的以外に用いた。
【００４８】（実施例１６）図６（ｂ）においては、支
持体９をあらかじめ固着しておき、支持体９と支持基板
１０を固着すると共に、半導体基板１１のバンプ２５に
より導通をとる方法を行った。この時、半導体基板１１
のバンプ２５にあらかじめ銀ペーストを転写しておく。
半導体基板１１のバンプ２５に付着した銀ペーストと支
持基板１０の端子が接続することにより導通が取れる。
【００４９】（実施例１７）図６（ｃ）は、異方性導電
膜４０を用いた接合方法である。異方性導電膜４０と
は、接着剤６２中に小さな導電粒子４７が分散されてい
るものである。図６（ｃ）のように、熱圧着により電極
間は粒子が挟まれ電気的に導通され、かつ隣接電極間の
絶縁は保たれ、同時に機械的な接合も接着剤６２の硬化
によって図れるものである。この方式により、バンプ２
５と出力端子８が導電粒子を介在して導通が得られる。
【００５０】この方式では、接合部に厚さを有する構成
となるため、支持基板１０と半導体基板１１との間に隙
間が得られるため、支持基板にあらかじめ半導体基板１
１が、印加加速度を受け揺動するための段差を設ける必
要がない。また、図６（ａ）、図６（ｂ）においても支
持基板１０との間にクリアランスができる。
【００５１】このため、支持基板１０のコスト削減が可
能となる。半導体基板１１と支持体９の固定は、陽極接
合でも良い。この場合、支持体は、ガラスを用いる。な
お、この実施例においては、支持体は片側のみの設置で
あったが、両側に設置することも可能である。しっかり
固定するためには良い。
【００５２】本実施例における半導体加速度センサにお
いては、重り３を３０ミリグラム設置することにより、
電圧として５ｍＶの出力が得られた。この値は、増幅し
ない出力電圧としては良好の特性を得た。また、多軸感
度に対しては、フルスケール値の２％であった。この良
好な多軸感度は、半導体基板１１の構成に起因する。セ
ンサ部、長さ６ｍｍ、幅は半導体ウェハー１２の厚み
０．６ｍｍである。センサ部の厚みは、ダイシング装置
の送りピッチ距離であり０．１ｍｍとした。この０．１
ｍｍのピッチ距離は、ダイシングによる素子流出など歩
留りを考慮した値である。ここで、半導体基板１１幅
０．６ｍｍに対し、半導体基板１１厚０．１ｍｍは約１
／６である。この構成で、多軸に感度をもたない素子を
実現できた。
【００５３】また、本実施例の拡散抵抗４の配置におい
ては、４つの拡散抵抗への変位量の差が小さいため多軸
感度への影響は少ない。上述の構成では、一辺のみの拡
散抵抗４の配置であるが、両側面に拡散抵抗４を配置し
ても良い。
【００５４】（実施例１８）拡散抵抗を有する半導体基
板１１を支持体９に固定したのち、パッケージで覆う。
ここで、半導体基板１１は非常に細いため破壊しないよ
うに保護する必要がある。本発明の加速度センサは、直
方体でできているため破壊に対しては、従来の加速度セ
ンサと比較し、耐衝撃性に強いが信頼性のために保護策
こうじた。
【００５５】上述では、シリコンオイル４８を用いて、
共振周波数を低下させ破壊を防ぐ手法を説明したが、他
の手法について説明する。半導体基板１１と支持体９の
固定した接合部をゲル７０状物質を注入する方法もあ
る。ゲル７０状物質は、防振、衝撃緩衝効果にすぐれた
材料である。また、断熱効果に優れた素材でもある。
【００５６】図２２にゲル７０を用いた半導体基板１１
と支持体９の接合部を示す。ゲル７０は、高周波成分を
取り除くため、共振点での破壊防止や周波数特性の向上
の点で効果を示す。この場合、勘合部の隙間としては、
数μｍ程度がよい。隙間が大きくなると、感度低下や、
周波数特性が悪化する。
【００５７】支持体の勘合部の数μｍのスペースに、ゲ
ル７０が注入されている場合、高周波数の振動を加速度
センサ素子に与えたとき、高周波数成分は除去され、周
波数特性としても良好な結果が得られる。また、高周波
を拾わないため、衝撃に強い構造が得られる。本方法は
簡便で非常によい。
【００５８】また、勘合部にシリコンゲルを挿入する構
成と、パッケージないにオイル注入やゲルを封入しても
よい。このゲル７０を勘合部に注入した時の、周波数特
性を図２４に示す。ｄのラインがゲル７０を勘合部にし
ようしない、支持体９と半導体基板１１を接合した場合
である。約４００Ｈｚに共振点がある。この特性では、
共振点の周波数で破壊をしょうじてしまう。ここで本発
明の半導体基板１１と支持体９の勘合部に、ゲル７０を
本実施例では、シリコンゲル７０を用いることによりラ
インｅの特性が得られた。ラインｄの特性では、伝達率
が高い部分がなくなり、破壊に強い、周波数特性を得る
ことができた。
【００５９】つぎに、ゲル７０をセンサ全体を覆う方法
を説明する。図２３にゲル７０を全体に覆った緩衝方法
を示す。図２３（ａ）が上面図、図２３（ｂ）が断面図
である。リードフレーム７１の支持基板となる部分にセ
ンサを設置し、ゲル７０状物質をディスペンサで供給す
る。ゲル７０は滴下されてセンサを覆う。この時、全体
を覆うような粘性のものが良い。この状態のものを射出
成形することにより樹脂モールドし、パッケージする
〔図２３（ｃ）〕。ゲル７０でおおわれているため、耐
衝撃性に非常に強い。また、本実施例のようなパッケー
ジはディプタイプのものであり、通常のＩＣパッケージ
のため、ユーザとしては非常に使用しやすい。モールド
した時の側面図を図２３（ｃ）に示す。
【００６０】また、シリコンオイル４８以外に、引火点
の高いアルコールを用いることでも良い。アルコール
は、オイルとは異なり、封止の際、封止する周辺部が粘
着のため封止しずらいという問題を消去できる。以上の
プロセスにより、支持基板上にセンサとなり得る半導体
基板１１と重り３、支持体９を設置した構造ができた
（加速度センサ半導体素子１０１）。ここで、これをパ
ッケージに設置し、耐衝撃性を緩和する方式を施しセン
サとする。
【００６１】（実施例１９）シリコンオイル４８封入後
の流出防止について説明する。シリコンオイル４８の封
入後、パッケージに栓をし、シリコンオイル４８の漏洩
を防ぐ必要がある。本実施例を図２５に示す。蓋に２個
の穴があり、オイル注入穴と排気穴がある〔図２５
（ａ）〕。シリコンオイル４８をディスペンサにより注
入しする〔図２５（ｂ）〕。このとき、温度変化により
オイルの膨張を考慮し、シリコンオイル４８を満たさず
空気のこりを作ると良い。また、スポンジをパッケージ
ないに設置し、シリコンオイル４８の波立ちを防ぐ方法
を取り入れてもよい。
【００６２】注入した状態を〔図２５（ｃ）〕に示す。
本実施例ではパッケージの栓をインジウムの塊を用いる
〔図２５（ｄ）〕。インジウムは、変形しやすい材料で
あり、気密性を保持させる材料であるため封止には非常
によい。また、封止に適する材料であれば他の材料でも
もちろん良い。注入穴８１と排気穴８２にインジウムを
のせパッケージ８０の上部より加圧することにより封止
めする〔図２５（ｅ）〕。インジウムなどの材料を加圧
変形し、封止する方法は容易であり非常に便利な方法で
ある。本実施例では、パッケージの上部に貫通穴を設置
したが、支持基板１０に貫通穴を設けてもよい。なお、
貫通穴は、まっすぐな形状では、封止する材料が落下し
てしまうため、図２５（ｄ）に図示するように、くびれ
部を設けることにより落下を防ぐことが必要である。ま
た、穴周辺に例えば金メッキにより金を配線する。この
穴に半田を滴下することにより、穴を封止しても良い。
【００６３】（実施例２０）パッケージの蓋の接合に
は、抵抗溶接によるものが一般的であるが、超音波を用
い封止しても良い。超音波を用いると勘合部が摩擦によ
り加熱し接合するものである。この方法は、非常に便利
である。なお、パッケージには、プラスチックをもちい
ると容易に摩擦熱で接合する。なお、本実施例でははん
だを用いて接合した。
【００６４】（実施例２１）パッケージは、本センサの
特性を維持するために重要な要素のひとつである。車載
に利用する場合、１２５℃の温度まで特性を補償しなけ
ればならない。温度補償回路を搭載することにより、通
常対応するが、本実施例においては、パッケージに断熱
効果のある材料を用いることにより、より効果的であ
る。
【００６５】（実施例２２）センサは、半導体基板１１
の拡散抵抗４からの出力により機能をなすが、周波数特
性や、オフセット電圧調整など調整する必要がある。本
実施例においては、以下のような調整方法を行った。
【００６６】本実施例では、調整機能の半導体素子をセ
ンサ機能の素子と別の素子として、センサ素子の近傍に
設置した。調整機能の半導体素子を信号処理ＩＣと呼
ぶ。信号処理ＩＣには、温度補償回路、オフセット調整
などのトリミング回路、また、増幅回路やフィルタ回路
を搭載してもよい。トリミング回路には、感度調整、オ
フセット調整、温特補正がある。また、フィルタ回路
は、別のチップ抵抗を用いても良い。
【００６７】（実施例２３）トリミング回路を図２６に
示す。また、図２６（ｂ）のような回路でも良い。図２
６（ｂ）のような場合、ここの抵抗ごとにトリミングで
きるので大変便利である。トリミングは、レーザ光をも
ちい、配線を切断することにより抵抗を機能させる。
【００６８】半導体加速度センサの場合、支持体９に半
導体基板１１を固定し、重り３を設置し初めて特性を有
する。このような素子の場合、構造体作製後評価を行
い、その後評価結果に合わせトリミングする必要があ
る。そのため、完成体に近い状態でトリミングしたいた
め、パッケージがレーザ光を通過させるような構造体で
あるとさらによい。一般的には、ガラスを用いることに
より、レーザ光を通過させるため、トリミングは可能で
ある。なお、トリミング箇所は事前に、測定により決定
しておくことが必要である。
【００６９】（実施例２４）本実施例において、マイコ
ンチップ１１０に付随した加速度センサの例を記する。
図２７は通常のマイコンチップ１１０であるが、図示の
ごとくマイコンチップの中央部をダイシングなどの切削
により切り出し、フルカットせず拡散抵抗近傍で切断を
停止する。この方法により、拡散抵抗近傍が固定された
加速度センサを作製することができる。図示する上面に
拡散抵抗がある。この方式でも、また図示のように、切
削後マイコンチップとストッパ１１１を固定する。スト
ッパ１１１は、半導体基板１１が揺動可能なように微小
な隙間をあけるほうが良い。
【００７０】本実施例のような構成では、過大な加速度
をうけた場合でも、半導体基板１１が、壁面にあたり制
止するため耐衝撃性に強い。センサ部以外はマイコンチ
ップ１１０で構成し、セルフトリミング機能内蔵のＥ2
ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭを用いた。なお、重り３は、側面
１００に構成すると良い。
【００７１】マイコンチップ内蔵のため、加速度センサ
がプログラマブル機能を有し、プログラマブル加速度セ
ンサとなる。温度情報などをメモリしておけば、セルフ
トリミング機能により温度補償機能が成り立つ。また、
プログラマブルフィルタ（アナログ）をマイコンチップ
にいれておけば、シリコンオイルなしでも、周波数特性
を良好にする。つまり、すべての機能をオンチップ化で
き、外づけのＡＤ変換機能が必要ない。
【００７２】（実施例２５）本実施例によれば、容易に
マイコンチップ内蔵の加速度センサを作製することがで
きる。なお、ダイシングによる場合、回転切削歯を用い
るため、端面を直角にすることが困難である。
【００７３】他の加工法として、プラズマを利用する方
法がある。図２８において原理を説明する。金属ワイヤ
電極９０に、高周波増幅器９１、発振器９２、コンピュ
ータ９３が接続されている構成である。この構成で金属
ワイヤ電極９０の周囲にプラズマを発生させ、被加工物
を送り制御する。この場合、除去反応はワイヤ電極の近
傍でしか起こらないため、加工の取り代が小さい。ま
た、加工変質層が起こらないので、非常に効果がある。
そのため、本発明の直方体の半導体基板１１の取り出し
にプラズマを利用しても良い。
【００７４】この手法の原理は、ハロゲンなど、電気陰
性度の大きな原子を、高圧力雰囲気中で空間的に局在し
た高周波プラズマ内で励起し、より反応性の高い中性ラ
ジカルとすることによって、被加工物と反応させ、揮発
性物質に変えることによって除去を行う加工である。原
子単位の加工法であることから優れた加工面を得ること
ができる。
【００７５】プラズマを利用した方法としては、反応性
プラズマエッチングがあるが、１０ -3Torrの低圧力で行
うため、加工速度が遅い。また、加工の空間的制御性が
ない。図２８のような構成では、大気圧以上の高圧で高
周波を用いることによって空間的に極めて局在したプラ
ズマを発生させ、高密度のラジカルを生成することによ
り、非常に加工速度と加工の空間分解能が得られる。
【００７６】プラズマを利用する方法により、マイコン
チップ１１０であるが、図示のごとくマイコンチップの
端部をプラズマを利用した方法により切り出し、端部の
みを切断しないで固定する構造とした。このプラズマを
利用した方法によれば、切断部も垂直にきれ、加速度に
よる変位を良好に拡散抵抗で検出できるようになった。
また、本実施例では、二辺のみの加工で加速度センサを
作製したが、端部の一辺を加工する方法でもよい、金属
ワイヤ電極９０にプラズマを生成させ１箇所加工した。
この方法においても容易に、加速度センサを作製でき
る。
【００７７】（実施例２６）また、２方向のセンシング
を数カ所切断することにより、図２９、図３０、図３１
のような２軸センサが可能となる。図２９、図３０の場
合、２方向より、前述したプラズマを利用した方法によ
り容易にできる。また、図３１の場合、図２９、図３０
に比べ大きなマイコンチップ１１０を用いることによ
り、４本の加工で２方向の加速度の検出ができる。本方
法の場合、加工したマイコンチップの下に、拡散抵抗４
近傍を固定するためと、加速度センサ素子１０１が検出
できるように支持体９を図示のごとく加工した。なお、
重りが必要であるが、重りは、図２９、図３０の場合、
外側に加速度センサ素子１０１の重心に付けると良い。
図３１の場合、重りは、加速度センサ素子１０１の先端
に付けると良い。
【００７８】（実施例２７）さらに、本発明を応用すれ
ば３軸加速度センサも可能である。図３２に本発明の３
軸加速度センサを示す。前述の２軸センサにさらに、１
本加工し、図の上下の加速度に対し、変位可動する構成
とした。図示するＺ軸の変位を検出する構成とした。こ
の構成で３軸加速度の検出が可能となった。
【００７９】（実施例２８）本発明の半導体加速度セン
サを含む半導体装置は、従来のような検出部を薄く、く
びれのある形状でないため耐衝撃性についても非常にす
ぐれた特性を示す。本発明の半導体加速度センサを含む
半導体装置を、自動車に搭載し衝突時に人命を守るため
のエアバック作動用センサとして用いたところ、所定の
特性が得られ充分使用できる範囲であった。
【００８０】また、本発明による半導体加速度センサ
は、低価格で作製でき多くのアプリケーションがある。
例えば、ページャ、携帯電話などの場合、着信を音で知
らせるかもしくは、振動を体感させスイッチを切るよう
知らせるのが一般的であるが、本発明の半導体加速度セ
ンサを用いることにより、ページャ、携帯電話などをた
たくことにより衝撃を与える。半導体加速度センサが衝
撃を検知して、機器のスイッチを停止する。このような
構成により、スイッチを消す手間がいらず、簡単に機器
を停止できる。また、前述のような構成によりスイッチ
を入れると言う方法でも良い。例えば、卓上電灯がたた
くことにより起動する方法でも良い。
【００８１】
【発明の効果】この発明は、以上説明したような構成に
より下記の効果を有する。 拡散抵抗部を所持する半導体加速度センサが表裏とも
平面であり、拡散抵抗部が薄肉かされていないためデバ
イスが容易に作れる。煩雑なプロセスを必要としない。
さらには、耐衝撃性に強い。 拡散抵抗部に薄肉部が不要のため製造時間が少なくて
すみ、しいては低価格につながる。 精度のよいデバイスを供給できる。 半導体ウェハーから多数の加速度半導体基板を得られ
るため、低価格の加速度センサを供給できる。 複数のブリッジ回路など配置を考慮することにより、
歩留まり向上や製造工程を容易にする。 直方体の構造であるため、生産設備も容易に対応でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体加速度センサの構成を示す斜視
図である。
【図２】（ａ）は従来の半導体加速度センサの構成を示
す上面図で、（ｂ）は従来の半導体加速度センサの構成
を示す側面図である。
【図３】（ａ）は従来の半導体加速度センサの構成を示
す上面図で、（ｂ）は従来の半導体加速度センサの構成
を示す断面図である。
【図４】（ａ）は従来の半導体加速度センサの斜視図
で、（ｂ）は従来の半導体加速度センサのブリッジ回路
である。
【図５】（ａ）は本発明の半導体加速度センサの構成を
示す正面図で、（ｂ）は本発明の半導体加速度センサの
ブリッジ回路である。
【図６】本発明の固定方法を説明するための説明図あ
る。
【図７】本発明の半導体加速度センサの製造工程を示す
図である。
【図８】本発明の一実施例の電気泳動現象を説明図であ
る。
【図９】本発明の一実施例のダイシング装置の説明図で
ある。
【図１０】本発明の一実施例のダイシング方法の説明図
である。
【図１１】本発明の一実施例のダイシング方法の説明図
である。
【図１２】本発明の電解インプロセスを説明するための
説明図である。
【図１３】本発明のブリッジ回路を複数設けた半導体加
速度センサの斜視図である。
【図１４】本発明のブリッジ回路を左右対称に設けた半
導体加速度センサの斜視図である。
【図１５】本発明のブリッジ回路を中央に、出力端子を
左右対称に設けた半導体加速度センサの斜視図である。
【図１６】本発明の電気回路図である。
【図１７】本発明の電気回路レイアウトを示す平面図で
ある。
【図１８】本発明の重りに貫通穴を有する構成の半導体
加速度センサ斜視図である。
【図１９】本発明の重りを付加する方法を説明する説明
図である。
【図２０】本発明の重りを付加する方法の一実施例を説
明する説明図である。
【図２１】本発明の実装方法を説明するための説明図で
ある
【図２２】本発明のゲルを用いた固定方法を説明するた
めの説明図である。
【図２３】本発明の耐衝撃緩和にもちいるゲルを用いた
パッケージを説明するための説明図である。
【図２４】本発明のゲルを用いた固定方法により作製し
た半導体加速度センサの周波数特性図である。
【図２５】本発明のパッケージ方法を示す工程図であ
る。
【図２６】本発明のトリミング回路を示す電気回路図。
【図２７】本発明の加速度センサの一実施例を示す斜視
図。
【図２８】本発明の加速度センサの加工方法の一実施例
を示す斜視図。
【図２９】本発明の２軸加速度センサの一実施例の斜視
図である。
【図３０】本発明の２軸加速度センサの一実施例の斜視
図である。
【図３１】本発明の２軸加速度センサの一実施例の斜視
図である。
【図３２】本発明の３軸加速度センサの一実施例の斜視
図である。
【符号の説明】
１ シリコン基体 ２ 片持ち梁 ３ 重り ４ 拡散抵抗 ５ 高濃度拡散領域 ６ 上部ストッパ ７ 下部ストッパ ８ 出力端子 ９ 支持体 １０ 基板 １１ 半導体基板 １２ 半導体ウェハー １３ 陽極 １４ 陰極 １５ シリカ層 １６ ブレード １７ 直流電源 １８ チャック １９ フランジ ２５ バンプ ２６ 固定用バンプ ３０ 不導体被膜 ３１ ダイヤモンド粒子 ３２ ボンド材 ３３ イオン ３５ 溝 ３６ 薄肉部 ４０ 異方性導電膜 ４７ 導電粒子 ４８ シリコンオイル ５０ ブリッジ回路 ５１ 作動増幅回路 ５２ ＣＭＯＳ単電源オペアンプ ５３ オフセット調整用トリミング回路 ５４ 感度調整用抵抗 ５５ 貫通穴 ６０ Ｌ字型配線基板 ６１ 蓋 ６２ 接着剤 ７０ ゲル ７１ リードフレーム ７５ ディスペンサ ７６ インジウム ８０ パッケージ ８１ 注入穴 ８２ 排気穴 ８５ 溶融物 ８６ チャック ８７ 重り作製装置 ８８ 重り形成型 ８９ ケース ９０ 電極ワイヤ ９１ 高周波増幅器 ９２ 発振器 ９３ コンピュータ １００ 側面 １０１ 加速度センサ半導体素子 １１０ マイコンチップ １１１ ストッパ １２０ モールド
フロントページの続き (72)発明者 加藤 健二 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 株 式会社エスアイアイ・アールディセンター 内

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 感歪部を有する半導体ウェハから取り出
    した直方体の構造体と、前記半導体ウェハから取り出し
    た直方体の構造体を固定し支持する支持体と、少なくと
    も前記直方体の構造体の一端を固定する手段と、前記半
    導体ウェハから取り出した直方体の構造体の感歪部を有
    する面にブリッジ回路を複数有する半導体加速度センサ
    を含む半導体装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の半導体加速度センサを含
    む半導体装置であって、 前記ブリッジ回路を構成する感歪部が拡散抵抗からなる
    ことを特徴とする半導体加速度センサを含む半導体装
    置。
  3. 【請求項３】 請求項１記載の半導体加速度センサを含
    む半導体装置であって、複数個のブリッジ回路から、所
    望のブリッジ回路を選択するとともに、前記所望のブリ
    ッジ回路を構成する拡散抵抗の近傍に、固定する手段を
    有する構成により固定することを特徴とする半導体加速
    度センサを含む半導体装置。
  4. 【請求項４】 請求項１記載の半導体加速度センサを含
    む半導体装置であって、 前記半導体ウェハから取り出した直方体の構造体に重り
    を付加したことを特徴とする半導体加速度センサを含む
    半導体装置。
  5. 【請求項５】 感歪部を有する半導体ウェハから取り出
    した直方体の構造体と、前記半導体ウェハから取り出し
    た直方体の構造体を固定し支持する支持体と、少なくと
    も前記直方体の構造体の一端を固定する手段と、半導体
    ウェハから取り出した直方体の構造体の感歪部位置を感
    歪を有する面の左右対称の位置に有する半導体加速度セ
    ンサを含む半導体装置。
  6. 【請求項６】 請求項５記載の半導体加速度センサを含
    む半導体装置であって、 前記半導体ウェハから取り出した直方体の構造体に重り
    を付加したことを特徴とする半導体加速度センサを含む
    半導体装置。
  7. 【請求項７】 感歪部を有する半導体ウェハから取り出
    した直方体の構造体と、前記半導体ウェハから取り出し
    た直方体の構造体を固定し支持する支持体と、少なくと
    も前記直方体の構造体の一端を固定する手段と、半導体
    ウェハから取り出した直方体の構造体の感歪部位置が感
    歪部を有する面の中心にあり、感歪部からの出力値を出
    力する端子が感歪部中心に対し左右対称の位置に複数あ
    るある半導体加速度センサを含む半導体装置。
  8. 【請求項８】 請求項７記載の半導体加速度センサを含
    む半導体装置であって、 前記半導体ウェハから取り出した直方体の構造体に重り
    を付加したことを特徴とする半導体加速度センサを含む
    半導体装置。
  9. 【請求項９】 感歪部を有する半導体ウェハから取り出
    した直方体の構造体と、前記半導体ウェハから取り出し
    た直方体の構造体を固定し支持する支持体と、少なくと
    も前記直方体の構造体の一端を固定する手段と、感歪部
    を有する面の出力端子にバンプを有することを特徴とす
    る半導体加速度センサを含む半導体装置。
  10. 【請求項１０】 感歪部を有する半導体ウェハから取り
    出した直方体の構造体と、前記半導体ウェハから取り出
    した直方体の構造体を固定し支持する支持体と、少なく
    とも前記直方体の構造体の一端を固定する手段と、前記
    固定する手段に異方性導電膜を使用し、電気的導通およ
    び固定をすることを特徴とする半導体加速度センサを含
    む半導体装置。
  11. 【請求項１１】 感歪部を有する半導体ウェハから取り
    出した直方体の構造体と、前記半導体ウェハから取り出
    した直方体の構造体を固定し支持する支持体と、少なく
    とも前記直方体の構造体の一端を固定する手段と、前記
    固定する手段に共晶結合を使用し、電気的導通および固
    定をすることを特徴とする半導体加速度センサを含む半
    導体装置。
  12. 【請求項１２】 請求項９項記載の半導体加速度センサ
    を含む半導体装置であって、感歪部を有する面の出力端
    子にバンプを有する構造体を支持基板の端子に直接固定
    することを特徴とする半導体加速度センサを含む半導体
    装置。
  13. 【請求項１３】 感歪部を有する半導体ウェハから取り
    出した直方体の構造体と、前記半導体ウェハから取り出
    した直方体の構造体を固定し支持する支持体と、少なく
    とも前記直方体の構造体の一端を固定する手段と、前記
    半導体ウェハから取り出した直方体の構造体を支持する
    基板に直交するように配置された構造体で、前記構造体
    に配線および出力端子を有することを特徴とする半導体
    加速度センサを含む半導体装置の支持基板。
  14. 【請求項１４】 請求項１３記載の直方体の構造体を支
    持する基板に直交するように配置された構造体の配線と
    半導体ウェハから取り出した直方体の構造体の出力端子
    の接続を、銀ペーストであることを特徴とする半導体加
    速度センサおよび半導体装置の製造方法。
  15. 【請求項１５】 請求項１３記載の直方体の構造体を支
    持する基板に直交するように配置された配線を有する構
    造体が、Ｌ字状であることを特徴とする半導体加速度セ
    ンサを含む半導体装置。
  16. 【請求項１６】 請求項１３記載の直方体の構造体を支
    持する基板に直交するように配置された構造体の配線と
    半導体ウェハから取り出した直方体の構造体の出力端子
    の接続を、共晶結合であることを特徴とする半導体加速
    度センサおよび半導体装置の製造方法。
  17. 【請求項１７】 感歪部を有する半導体ウェハから取り
    出した直方体の構造体と、前記半導体ウェハから取り出
    した直方体の構造体を固定し支持する支持体と、少なく
    とも前記直方体の構造体の一端を固定する手段と、前記
    直方体の構造体の一端に重りを有し、前記重りが拡散抵
    抗を有する面の中心にある半導体加速度センサを含む半
    導体装置。
  18. 【請求項１８】 感歪部を有する半導体ウェハから取り
    出した直方体の構造体と、前記半導体ウェハから取り出
    した直方体の構造体を固定し支持する支持体と、少なく
    とも前記直方体の構造体の一端を固定する手段と、前記
    直方体の構造体の一端に重りを有し、前記重りに少なく
    ともひとつの貫通穴を有することを特徴とする半導体加
    速度センサを含む半導体装置。
  19. 【請求項１９】 感歪部を有する半導体ウェハから取り
    出した直方体の構造体と、前記半導体ウェハから取り出
    した直方体の構造体を固定し支持する支持体と、少なく
    とも前記直方体の構造体の一端を固定する手段と、配線
    がブリッジ回路を構成する拡散抵抗の内側を通り接続さ
    れることを特徴とする半導体加速度センサを含む半導体
    装置。
  20. 【請求項２０】 感歪部を有する半導体ウェハから取り
    出した直方体の構造体と、前記半導体ウェハから取り出
    した直方体の構造体を固定し支持する支持体と、少なく
    とも前記直方体の構造体の一端を固定する手段と、直方
    体の構造の一端に重りを有し、前記重りを、前記ブリッ
    ジ回路を構成する拡散抵抗からの出力値により付加して
    いくことを特徴とする半導体加速度センサを含む半導体
    装置の製造方法。
  21. 【請求項２１】 請求項２０記載の半導体加速度センサ
    を含む半導体装置であって、前記重りを数回にわけ付加
    していくことを特徴とする半導体加速度センサを含む半
    導体装置の製造方法。
  22. 【請求項２２】 感歪部を有する半導体ウェハから取り
    出した直方体の構造体と、前記半導体ウェハから取り出
    した直方体の構造体を固定し支持する支持体と、少なく
    とも前記直方体の構造体の一端を固定する手段と、前記
    感歪部を有する半導体ウェハから取り出した直方体の構
    造体と、前記半導体ウェハから取り出した直方体の構造
    体を固定し支持する支持体の勘合部にゲルを有する半導
    体加速度センサを含む半導体装置。
  23. 【請求項２３】 半導体ウェハから取り出した感歪み部
    を有する半導体加速度センサおよび半導体装置の装置全
    体を覆うパッケージに、前記パッケージに少なくともひ
    とつの貫通穴を有する構成と貫通穴を封止する構成で、
    材料を変形させ封止することを特徴とする半導体加速度
    センサを含む半導体装置。
  24. 【請求項２４】 請求項２３記載の半導体加速度センサ
    および半導体装置のパッケージにおいて、金属材料のイ
    ンジウムを用いたことを特徴とする半導体加速度センサ
    を含む半導体装置。
  25. 【請求項２５】 半導体ウェハから取り出した感歪み部
    を有する半導体加速度センサおよび半導体装置の装置全
    体を覆うパッケージにおいて、超音波により接合するこ
    とを特徴とする半導体加速度センサを含む半導体装置。
  26. 【請求項２６】 請求項２５記載の半導体加速度センサ
    および半導体装置の装置全体を覆うパッケージにおい
    て、高分子材料を用いたことを特徴とする半導体加速度
    センサを含む半導体装置。
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