KR20010022088A - 센서와 그것에 이용되는 저항 소자의 제조 방법 - Google Patents

센서와 그것에 이용되는 저항 소자의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20010022088A
KR20010022088A KR1020007000657A KR20007000657A KR20010022088A KR 20010022088 A KR20010022088 A KR 20010022088A KR 1020007000657 A KR1020007000657 A KR 1020007000657A KR 20007000657 A KR20007000657 A KR 20007000657A KR 20010022088 A KR20010022088 A KR 20010022088A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
sensor
resistance element
resistance
substrate
Prior art date
Application number
KR1020007000657A
Other languages
English (en)
Inventor
우메다신지
노무라고지
이바타아키히코
후지이히로시
마스타니다케시
Original Assignee
마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 filed Critical 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
Publication of KR20010022088A publication Critical patent/KR20010022088A/ko

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/16Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying resistance
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/324Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/06Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration
    • H01L27/0611Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration integrated circuits having a two-dimensional layout of components without a common active region
    • H01L27/0617Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration integrated circuits having a two-dimensional layout of components without a common active region comprising components of the field-effect type
    • H01L27/0629Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration integrated circuits having a two-dimensional layout of components without a common active region comprising components of the field-effect type in combination with diodes, or resistors, or capacitors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/10Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode not carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
    • H01L29/1025Channel region of field-effect devices
    • H01L29/1029Channel region of field-effect devices of field-effect transistors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/10Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
    • H01L31/101Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)
  • Non-Adjustable Resistors (AREA)

Abstract

상면 전극과 하면 전극을 갖는 저항 소자(2)상에, 이면에는 게이트 전극(6)을 갖는 전계 효과형 트랜지스터 소자(3)를, 게이트 전극(6)과 상기 저항 소자(2)의 상면 전극의 일부가 일치하도록 전기적으로 접속시키고, 기판상의 그라운드 전극(12)과 저항 소자(2)의 하면 전극이 일치하도록 전기적으로 접속시킨 센서.

Description

센서와 그것에 이용되는 저항 소자의 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING SENSOR AND RESISTOR ELEMENT}
각종 센서 등, 발생된 미소한 전기 신호를 증폭시켜 외부로 취출할 때에, 전계 효과형 트랜지스터 소자 등을 이용하여 임피던스 변환이 필요한 전자 부품은 많다. 도 5에 센서 소자(51)와 전계 효과형 트랜지스터 소자(53)를 이용한 임피던스 변환 회로를 도시한다.
도 5의 임피던스 변환 회로에 있어서, 센서 소자(51)는 저항(52)과 병렬로 접속되고, 센서 소자(51)의 출력단은 전계 효과형 트랜지스터(53)의 게이트에 접속된다. 저항(52)은 센서의 종류에 의존하기도 하지만, 미소한 전기 신호를 발생하는 센서에 있어서는, 수 십MΩ∼수 TΩ의 상당히 높은 저항치를 이용하는 경우가 많다.
도 6에 도 5의 회로를 스템상에 구성한 경우의 실장도를 도시한다. 실장되는 부품은 센서 소자(61), 저항 소자(62), 전계 효과형 트랜지스터 소자(63), 마운트(mount)판(64)의 4개이다. 실장되는 기판인 스템(65)의 표면은 그라운드(GND) 전극(66)으로 되는 금속으로 덮여 있는 구성으로 된다. 이것은 외부 등으로부터 받는 노이즈를 방지하기 위해서이다. 전계 효과형 트랜지스터 소자(63)는 실리콘 기판상에 형성되어 있고, 칩 이면에는 게이트 단자(G)로 되는 전극이 형성되어 있으며, 칩 상면에 소스(S) 전극과 드레인(D) 전극이 형성되어 있다.
스템(65)상에 전계 효과형 트랜지스터 소자(63)를 직접 배치하는 것은 회로 구성상 불가능하다. 그 때문에, 일단 상면에 접속용의 전극을 갖는 마운트판(64)상에 도전성 수지(67)를 개재시켜 접속된다. 전계 효과형 트랜지스터(63) 이외의 부품의 접착에는 도전성 수지일 필요는 없지만, 실장 프로세스의 간이성으로부터 동일 도전성 수지(67)가 이용되는 것이 일반적이다. 각 소자 전극이나 기판 전극간의 접속은 와이어 본딩(wire bonding)법에 의해서 Al 또는 Au의 금속 세선(68)으로 접속되어 외부 단자(69)에 접속된다.
상기와 같이 종래의 캠 팩키지는 탑재하는 부품이 4개나 되고, 와이어 본딩에 의한 접속도 6개 필요하다. 부품수가 많으면 재료비가 비싸질 뿐만 아니라 실장 프로세스의 공정수도 많아져 비용이 높아진다. 또한, 스템상의 공간도 필요하기 때문에, 보다 큰 스템이 필요하게 되어 센서도 대형으로 된다.
본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위한 것으로서, 센서의 저비용화를 실현하고, 또한 소형의 패키지를 달성하는 것을 목적으로 한다.
발명의 개시
이 과제를 해결하기 위해서 본 발명의 센서는, 상면 전극과 하면 전극을 갖는 저항 소자와, 외부로부터의 에너지를 감지하여 전기 신호를 발생하는 센서 소자와, 게이트 전극이 칩 이면에 형성되어 있는 전계 효과형 트랜지스터 소자와, 그 상면에 제 1 전극, 제 2 전극 및 제 3 전극을 갖는 기판을 구비하는 센서의 제조 방법에 있어서, 상기 저항 소자의 상기 하면 전극과 상기 기판의 상기 제 1 전극을 전기적으로 접속시키는 공정과, 상기 전계 효과형 트랜지스터 소자를 상기 게이트 전극과 상기 저항 소자의 상기 상면 전극의 일부가 일치하도록 상기 저항 소자상에 전기적으로 접속시키는 공정과, 상기 센서 소자의 한쪽 전극과 상기 저항 소자의 상기 상면 전극의 일부를 전기적으로 접속시키는 공정과, 상기 전계 효과형 트랜지스터 소자의 소스와 드레인 전극을 각각 기판상의 상기 제 2 전극과 상기 제 3 전극에 전기적으로 접속시키는 공정과, 상기 센서 소자의 다른쪽 전극을 상기 기판상의 상기 제 1 전극에 전기적으로 접속시킨 것이다. 본 발명에 의해, 종래 예의 마운트판이 불필요해지고, 와이어 수도 6개에서 4개로 감소하기 때문에 저비용을 실현할 수 있다. 또한, 종래 마운트판이 위치하고 있던 부분에 저항 소자가 위치하기 때문에, 저항 소자가 위치하고 있던 공간이 필요없어져 보다 소형의 팩키지로 된다.
또한 본 발명은, 상기 센서의 저항 소자를 세라믹 재료나 유리 재료, 페라이트(ferrite) 재료로 형성한 센서로 한 것으로서, 본 발명에 의하면 수 십 MΩ∼수 TΩ의 비교적 높은 저항치를 갖는 저항체를 간단히 형성할 수 있다.
또한 본 발명은, 상기 센서의 저항 소자를 미리 대면적의 평판형의 저항체의 상면과 하면의 전면에 전극을 형성하고, 그 저항치를 측정한 후, 임의의 크기로 절단함으로써 소정의 저항치의 저항 소자를 형성하는 저항 소자의 제조 방법으로 한 것이다. 본 발명에 의하면, 저항치는 그 전극 면적과 반비례하기 때문에, 대면적일 때의 저항치를 미리 측정해 놓음으로써, 절단하는 크기로 저항치를 변경할 수 있어, 절단후에 얻고자 하는 정확한 저항치를 갖는 저항 소자를 형성할 수 있다. 또한, 절단하는 면적을 변화시키면, 동일 저항체로부터 여러 종류의 저항치를 갖는 저항 소자를 형성할 수 있다. 또한, 다이싱(dicing) 등의 절단 방법에 의하면, 절단에서 실장까지 일관된 실장 프로세스를 구축할 수 있기 때문에, 양산성이 우수한 제조 방법이다. 또한 본 발명은, 상기 저항 소자에 이용되는 저항체를, 흡수율이 1% 이하로 되는 소결 온도에서 형성한 저항 소자의 제조 방법으로 한 것이다. 본 발명에 의하면, 저항 소자에 이용되는 저항체를 다이싱 등의 물을 분사하면서 실행하는 프로세스를 이용하더라도, 저항체가 흡수 또는 흡습하는 것에 의한 저항치의 변동이 없다. 또한, 고온 고습의 환경하에 있어서도 저항치의 변동이 없어 신뢰성이 높은 저항 소자를 실현할 수 있다.
또한 본 발명은 저항 소자가, 저항체의 상면 및 하면에 전극 형성했을 뿐인 저항 소자로 하고, 기판상의 제 1 전극과 상기 저항 소자의 하면 전극을 도전성의 물질을 개재하여 전기적으로 접속시켜 전기적으로 접속하고, 상기 도전성의 물질의 양을 제어하고, 저항체 측면에 쌓이는 수지의 양을 제어함으로써 소정의 저항치를 얻는 상기 센서의 제조 방법으로 한 것이다. 본 발명에 의하면, 구성한 저항치에 로트(lot)간의 다소의 편차가 있더라도, 도포하는 수지의 양을 제어하는 것만으로도 저항치를 수정할 수 있다.
또한 본 발명은, 상기 센서의 저항 소자를 상면과 하면의 전극을 형성한 후, 진공중 또는 환원성의 가스 분위기중 또는 불활성 가스 분위기중에서 열처리를 행함으로써, 저항치를 제어하여 소정의 저항치의 저항 소자를 형성하는 저항 소자의 제조방법으로 한다. 본 발명에 의하면, 동일 제조 방법으로 구성한 저항 소자의 저항치를 대폭 가변하는 것이 가능하기 때문에, 동일한 제조 방법으로 구성한 저항 소자로 많은 종류의 저항치를 갖는 저항체를 구성할 수 있다. 또한, 실장후에도 저항체의 저항치를 가변할 수 있다.
또한 본 발명은, 상기 저항 소자의 제조 방법에 있어서, 진공중 또는 환원성의 가스 분위기중 또는 불활성 가스 분위기중에서 열처리를 행한 뒤, 대기중 혹은 산소 분위기중에서 열처리를 실행함으로써 형성하는 저항 소자의 제조 방법으로 한 것이다. 본 발명에 의하면, 상기와 같이 구성한 저항 소자의 실장시, 혹은 실장후에 가해지는 열처리에 의해 저항치 변화가 발생하지 않는, 안정되고 신뢰성이 높은 저항 소자를 구성할 수 있다.
또한 본 발명은 저항 소자의 상면과 하면에 형성하는 전극을 크롬, 주석, 인듐 중 어느 하나를 함유하는 금속으로 한 저항 소자의 구조로 한 것이다. 본 발명에 의하면, 세라믹 재료나 유리 재료나 페라이트 재료로 형성한 저항체가 절연체에 가까운 저항치를 갖고 있더라도, 크롬, 주석, 인듐 중 어느 하나를 함유하는 금속을 저항체의 전극으로 함으로써 상기와 같이 구성한 저항 소자에 있어서, 가변할 수 있는 저항치를 더욱 대폭적으로 확대시킬 수 있다.
본 발명은 체온계나 인체 검지 센서 등에 이용되는 적외선 센서나, 가속도 센서 등에 이용되는 압전 장치 등의 전자 부품의 구조 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 전계 효과형 트랜지스터 소자 등을 이용하여 임피던스 변환이 필요한 회로 구성을 실장한 전자 부품 전반에 유용한 센서와 그것에 이용되는 저항 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예의 센서의 단면도,
도 2a∼2c는 본 발명의 제 2 실시예의 저항 소자의 제조 방법의 공정도,
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 있어서의, 저항치의 도전성 수지량 의존성을 나타내는 특성도,
도 4는 본 발명의 제 4실시예에 있어서의, 저항치의 열처리 온도 의존성을 나타내는 특성도,
도 5는 센서의 임피던스 변환 회로를 나타내는 회로도,
도 6은 종래의 센서의 단면도.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
(실시예 1)
이하, 본 발명의 실시예 1에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1은 본 실시예인 센서의 단면도를 도시한 것이다. 도 1에 있어서 센서 소자(1)는 적외선 센서나 압력 센서, 충격 센서 등의 외부로부터의 에너지나 자극을 감지하여 전기 신호를 발생하는 센서 소자이다. 센서 소자(1)는 통상 출력 단자를 복수개로 갖고 있다. 저항 소자(2)는 상기 상면 전극(4)과 하면 전극(5)을 갖는다. 미소한 전기 신호를 발생하는 센서 등에는, 비교적 높은 저항치가 필요하게 된다. 전계 효과형 트랜지스터 소자(3)는 이면에 게이트 전극(6)이 형성되어 있고, 소스 전극과 드레인 전극은 상면에 형성되어 있다. 실장되는 기판인 스템(8)은, 도 6의 종래예에서 나타낸 스템(65)과 마찬가지로, 그 표면은 그라운드(GND) 전극(12)으로되는 금속으로 덮여 있는 구성이다. 센서 소자(1)는 스템(8)상에 다이본드(die bond)용 수지(11) 등으로 고착된다. 이 다이본드용 수지(11)는 절연성 또는 도전성의 필라(filler)를 함유한 것이 일반적이다.
다음으로, 저항 소자(2)의 하면 전극(5)과 그라운드 전극(12)을 전기적으로 접속하도록, 저항 소자(2)를 스템(8)상의 그라운드 전극상에 도전성 물질(9)로 고착한다. 그 후, 전계 효과형 트랜지스터 소자(3)를 저항 소자(2) 위에 도전성 물질(10)로 고착한다. 이 때, 저항 소자(2)의 상면 전극(4)의 일부와 게이트 전극(6)이 서로 전기적 도통을 얻도록 배치한 구조로 한다. 도전성 물질(9)과 도전성 물질(10)은, 예컨대 도전성의 필라를 함유한 다이본드용 수지 등이다. 또한, 다이본드용 수지(11)와 도전성 물질(9)과 도전성 물질(l0)은 공통의 재료이더라도 무방하다.
그리고, 센서 소자(1)의 한쪽 전극과 저항 소자(2)의 상면 전극(4)의 일부를 전기적으로 접속시키고, 또한 센서 소자(1)의 다른쪽 전극과 그라운드 전극(12)을 전기적으로 접속시킨 구조로 한다. 전계 효과형 트랜지스터 소자(3)상의 소스 전극과 드레인 전극은 각각 스템(8)상의 제 2 전극(7), 제 3 전극(13)에 전기적으로 접속된다. 일반적으로, 이들의 접속은 도 6의 종래 예에 나타낸 것과 마찬가지로, 전극 사이를 금속 세선(14)으로 접속하는 와이어 본딩법이 이용된다.
이 센서의 구성에 의하면, 종래 실장하고 있던 마운트판이 필요없게 되어, 와이어 수도 6개에서 4개로 감소하기 때문에 저비용을 실현할 수 있다. 또한, 종래 마운트판이 위치하고 있던 부분에 저항 소자가 위치하기 때문에, 저항 소자가 위치하고 있던 공간이 필요없어져 보다 소형의 패키지가 가능해진다.
미소한 전기 신호를 취출하지 않으면 안되는 센서에서 저항 소자(2)의 저항치는, 수 백 MΩ∼수 TΩ의 대단히 높은 값으로 된다. 이러한 높은 저항치를 구성하고자 하는 경우에는, 통상의 탄소계의 저항체보다 저항치가 높은, 세라믹 재료나 유리 재료나 페라이트 재료와 같은 소결체를 이용하여 간단히 구성할 수 있다.
(실시예 2)
본 발명의 실시예 2의 저항 소자의 제조 방법을 도 2a∼2c에 나타낸다. 특히 실시예 1에 나타낸 저항 소자의 제조 방법에 대하여 나타낸 것이다. 도 2a는 평판형의 저항체(2l)의 상면과 하면에 전극(22)을 형성하는 공정이다. 전극 형성에는 몇 가지의 형성 방법이 있다. 예컨대, 진공 증착이나 스퍼터(sputter)법 등의 비교적 얇은 막을 형성하는 방법이나, 도금 등에 의한 비교적 두꺼운 막을 형성하는 방법이 있다. 또한, 저항체의 소성전에 전극을 미리 인쇄하여 두고 형성하는 방법도 양산성이 우수하다. 전극에 이용되는 금속은 후공정에서 도전성 수지나 와이어 본딩법 등으로 전기적 접속을 얻지 않으면 안되기 때문에, 산화막을 형성하지 않은 Au를 가장 바깥 표면에 형성하는 것이 유효하다.
도 2b는 상면 전극과 하면 전극에 콘택트 전극(23)을 접촉시켜 저항치를 측정하는 공정이다. 저항치는 전극 면적에 반비례하기 때문에, 절단전의 대면적의 전극일 때에 저항치를 측정함으로써, 절단후의 저항 소자의 저항치를 미리 정확히 예측할 수있다. 즉, 저항체의 저항치가 다소 격차가 있더라도, 절단하는 크기를 조정하는 것에 의해, 정확한 저항치를 갖는 저항 소자를 형성할 수 있다.
절단에는 도 2c에 나타내는 다이싱법이 자주 이용된다. 우선, 다이싱 링(25)에 점착성의 다이싱 테이프(24)를 접합하고, 그 위에 피절단물인 저항체를 접착시킨다. 그 후 고속으로 회전하는 다이싱 블레이드(26)를 저항체 상에 이동시킴으로써 절단한다. 이 때, 다이싱 블레이드와 저항체의 마찰을 적게 하기 위해서 다이싱 블레이드(26)에 물을 분사하면서 절단하게 된다. 또한, 절단 후에는 이 다이싱 링 자체가 실장기에 장착되는 구성으로 되어 있어, 정렬성을 유지한 채로 실장 공정까지 흐르게 된다.
이 저항 소자의 제조 방법에 의하면, 미리 대면적일 때의 저항치를 측정해 놓음으로써, 절단하는 크기와 절단후의 저항 소자의 저항치의 관계를 예측할 수 있다. 따라서 절단후에 얻고자 하는 정확한 저항치를 갖는 저항 소자를 형성할 수 있다. 또한, 절단하는 면적을 변경함으로써, 동일 저항체로부터 여러 가지 종류의 저항치를 갖는 저항 소자를 형성할 수 있다. 또한 다이싱 등의 절단 방법에 의하면, 절단으로부터 실장까지 일관된 실장 프로세스를 구축할 수 있기 때문에, 양산성이 우수한 저항 소자의 제조 방법으로 된다.
절단시에 다이싱 등을 사용하는 것은 저항 소자가 침수하는 공정을 거치게 된다. 저항 소자가 포러스(porous)로 흡수 또는 흡습하는 것일 경우, 일단 흡수하면 저항치가 극단적으로 낮아져 정상적인 저항치를 나타내지 않게 된다. 예컨대, 흡수율 4%의 것에서는 흡수한 후에 약 1 자리수 저항치가 감소한다. 반대로 흡수율 1% 이하가 되면 저항치의 변동은 거의 없다. 따라서 저항 소자를 소결하는 온도를 비교적 높게 설정하여 흡수율을 1% 이하로 한다. 이것은 고습도의 환경하에 있어서 의 저항치의 안정성에도 유효하다.
(실시예 3)
본 발명의 실시예 3의 저항 소자의 제조 방법을 도 3을 이용하여 설명한다. 도 3은 실시예 2에 나타낸 공정에서 형성한 바와 같은, 저항체의 상면 및 하면에 전극을 형성했을 뿐인 저항 소자를, 도전성 수지로 기판에 고착할 때에, 저항치가 그 도전성 수지의 양에 어떻게 의존하는가를 나타낸 도면이다. 도 3에 도시하는 바와 같이 도전성 수지의 양이 많을수록 저항 소자 측면에 쌓이는 수지량도 많아진다. 그리고, 측면에 쌓이는 도전성의 양이 많을수록 저항 소자의 저항치가 감소한다. 이것은 저항 소자가 상면과 하면에 마련된 전극 사이에서 저항이 형성되어 있기 때문에, 도전성 수지가 측면에 부착된 만큼, 도전성 수지가 전극과 같이 작용하여, 마치 전극 면적이 확대된 것처럼, 혹은 상하의 전극 간격이 축소된 것처럼 되어 저항을 감소하는 것이다. 수지의 도포 장치는, 디스펜서나 전사(轉寫) 도구를 이용하여 도포를 행하기 때문에 비교적 제어성이 양호하게 수지량을 도포할 수 있다.
따라서 본 발명은, 저항 소자를 기판에 실장할 때, 저항 소자의 구조를 저항체의 상면 및 하면에 전극을 형성했을 뿐인 구조로 하여, 도포할 도전성 수지의 양을 제어함으로써, 저항 소자 측면에 쌓이는 수지의 양을 제어하여 소정의 저항치를 얻는 것이다. 본 실시예에 의하면, 구성한 저항치에 로트간의 다소의 격차가 있더라도, 도포하는 수지의 양을 제어하는 것만으로 저항치를 수정할 수 있다.
또, 도전성 수지가 땜납 등의 저융점 금속이더라도 마찬가지 효과를 얻을 수 있다.
(실시예 4)
본 발명의 실시예 4의 센서에 이용되는 저항 소자의 제조 방법을 도 4를 이용하여 설명한다. 도 4는 금속의 산화물로 구성되어 있는 세라믹 재료나 유리 재료나 페라이트 재료의 저항체로 저항 소자를 구성한 경우에 있어서 열처리의 효과를 조사한 것이다. 도 4에 도시하는 바와 같이 산소를 포함하지 않은 진공중에서 열처리를 할 때에는 저항치의 열처리 온도 의존성이 크다. 이것은 전극에 포함되는 금속이 막내로 확산되어 저항치를 떨어뜨리는 것과, 저항체에 포함되는 산소가 열처리에 의해서 이탈함으로써, 저항체 내의 조성이 변화하는 것에 기인하고 있다. 한편, 도 4에 도시하는 바와 같이 대기중에서 열처리를 하면, 그다지 저항치는 변화되지 않는다. 이것은 대기중에 포함되는 산소에 이끌려 금속의 확산이 진행하기 어렵게 되거나 저항체 내의 산소가 이탈하기 어렵기 때문이다. 따라서 본 발명은, 진공중 또는 환원성의 가스 분위기중 또는 불활성 가스 분위기중에서 열처리를 행하고, 저항치를 제어하여 소정의 저항치의 저항 소자를 형성하는 것이다.
본 발명에 의하면, 동일 제조 방법으로 구성한 저항 소자의 저항치를 대폭 가변시키는 것이 가능하기 때문에, 동일한 제조 방법으로 구성한 저항 소자이고 또한 동일 크기의 저항 소자라도, 많은 종류의 저항치를 갖는 저항체를 구성할 수 있다. 따라서, 저항 소자를 실장하는 공간이 한정된 경우라도, 임의의 크기로 소정의 저항치를 갖는 저항 소자를 구성할 수 있다. 또한, 실장후에도 저항체의 저항치를 가변시킬 수 있다.
그러나, 상기 방법으로 저항치를 극도로 작게 하면, 대기중에 방치하는 것 만으로도 서서히 저항치가 상승해 가는 경우가 있다. 이것은 대기중의 산소가 다시 저항체 내로 들어오기 때문이다. 이 변화는 그다지 크지 않지만 저항치의 변동은 바람직하지 않다. 따라서 일단 진공중, 또는 환원성의 가스 분위기중 또는 불활성 가스 분위기중에서 열처리를 하여, 저항치를 떨어뜨린 다음, 대기중 또는 산소 분위기 중에서 열처리를 실행한다. 이 때의 온도는 후속 공정에 가해지는 온도나 센서의 최고 사용 온도 이상의 온도보다 높은 온도가 바람직하다. 특히, 이 센서의 실장시에는 비교적 높은 온도가 가해지기 때문에 주의를 요한다. 이 방법에 의해서, 안정되고 신뢰성이 높은 저항 소자를 구성할 수 있다. 또한, 이 방법은 저항치의 저하에 따라 커진 저항치 편차를 작게 하는 효과도 있다.
상기의 저항 소자에 이용하는 전극 재료로서 크롬, 주석, 인듐 중 어느 하나를 함유하는 금속을 이용하면, 진공중 열처리에 의한 저항 변화량도 커진다. 이것은 이들 금속이 산화물 중에 확산되기 쉬운 금속이기 때문이다. 특히, 복수의 금속을 적층시켜 전극을 구성하는 경우에는 이들 금속을 가장 저항체에 가까운 막으로 하는 것이 보다 확산 효과를 얻기 쉽다. 특히 주석과 인듐은 산화되더라도 도전성을 나타내기 때문에, 저항 변화량도 보다 커진다. 그런데, 산화물의 세라믹 재료나 유리 재료나 페라이트 재료는 온도가 상승함에 따라서 저항치가 급격히 작아진다. 이 온도에 의한 저항치의 감소 정도가 크면, 센서의 용도 및 사용 온도 범위에 따라 문제가 되지만, 이들 금속을 저항체 내에 확산시킴으로써, 이 온도에 의한 저항치의 감소 정도를 완화시킬 수 있다.
이상 제 2 ~ 제 4 실시예에 서술한 방법에 의하면, 센서에 이용하는 저항 소자의 저항치를 정확히 설정할 수 있고, 센서의 정밀도를 높일 수 있음과 동시에 저항 소자의 양품성을 높여 비용을 저감할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 종래의 센서 구조와 비교하여, 와이어 수가 6개에서 4개로 감소하기 때문에 저비용을 실현할 수 있다. 또한, 종래 마운트판이 위치하고 있던 부분에 저항 소자가 위치하기 때문에, 저항 소자가 위치하고 있던 공간이 비게 되어, 보다 소형의 패키지로 할 수 있다고 하는 유리한 효과가 얻어진다. 또한, 저항 소자의 저항치를 정확히 제어할 수 있기 때문에, 보다 정밀도가 높은 센서가 얻어진다.

Claims (9)

  1. 상면 전극과 하면 전극을 갖는 저항 소자와, 외부로부터의 에너지를 감지하여 전기 신호를 발생하는 센서 소자와, 게이트 전극이 칩 이면에 형성되어 있는 전계 효과형 트랜지스터 소자와, 그 상면에 제 1 전극, 제 2 전극 및 제 3 전극을 갖는 기판을 포함하며,
    상기 저항 소자의 상기 하면 전극과 상기 기판의 상기 제 1 전극을 전기적으로 접속시키고, 상기 전계 효과형 트랜지스터 소자를 상기 게이트 전극과 상기 저항 소자의 상기 상면 전극의 일부가 일치하도록, 상기 저항 소자상에 전기적으로 접속시키고, 상기 센서 소자의 한쪽 전극과 상기 저항 소자의 상기 상면 전극의 일부를 전기적으로 접속시키고, 상기 전계 효과형 트랜지스터 소자의 소스와 드레인 전극을 각각 기판상의 상기 제 2 전극과 상기 제 3 전극에 전기적으로 접속시키고, 상기 센서 소자의 다른쪽 전극을 상기 기판상의 상기 제 1 전극에 전기적으로 접속시킨 센서.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 저항 소자를 세라믹 재료, 유리 재료 또는 페라이트 재료로 형성한 센서.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 저항 소자의 상면 전극과 하면 전극은 크롬, 주석, 인듐 중 어느 하나를 함유하는 센서.
  4. 상면 전극과 하면 전극을 갖는 저항 소자와, 외부로부터의 에너지를 감지하여 전기 신호를 발생하는 센서 소자와, 게이트 전극이 칩 이면에 형성되어 있는 전계 효과형 트랜지스터 소자와, 그 상면에 제 1 전극, 제 2 전극 및 제 3 전극을 갖는 기판을 포함하는 센서의 제조 방법에 있어서,
    상기 저항 소자의 상기 하면 전극과 상기 기판의 상기 제 1 전극을 전기적으로 접속시키는 공정과,
    상기 전계 효과형 트랜지스터 소자를 상기 게이트 전극과 상기 저항 소자의 상기 상면 전극의 일부가 일치하도록 상기 저항 소자상에 전기적으로 접속시키는 공정과,
    상기 센서 소자의 한쪽 전극과 상기 저항 소자의 상기 상면 전극의 일부를 전기적으로 접속시키는 공정과,
    상기 전계 효과형 트랜지스터 소자의 소스와 드레인 전극을 각각 기판상의 상기 제 2 전극과 상기 제 3 전극에 전기적으로 접속시키는 공정과,
    상기 센서 소자의 다른쪽 전극을 상기 기판상의 상기 제 1 전극에 전기적으로 접속시키는 공정으로 이루어지는 센서의 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 저항 소자는,
    미리 대면적의 평판형의 저항체의 상면과 하면의 전면에 전극을 형성하는 공정과, 그 저항치를 측정하는 공정과, 측정한 저항치에 근거하여 치수를 정하여 절단함으로써 소정의 저항치를 얻는 공정으로 이루어지는 센서의 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 저항체는, 그 흡수율이 1% 이하로 되는 소결 온도에서 형성한 공정으로 이루어지는 저항 소자의 제조 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 저항 소자의 상기 하면 전극과 상기 기판의 상기 제 1 전극을 전기적으로 접속시키는 공정에 있어서, 도전성의 물질을 개재시켜 상기 저항 소자의 상기 하면 전극과 상기 기판의 상기 제 1 전극을 전기적으로 접속하고, 상기 도전성 물질의 양을 제어하고, 상기 저항 소자 측면에 쌓이는 수지의 양을 제어함으로써 소정의 저항치를 얻는 센서의 제조 방법.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 저항 소자의 상기 상면 전극과 상기 하면 전극을 형성한 후에, 진공 중 열처리와, 환원성의 가스 분위기중 열처리 및 불활성 가스 분위기중 열처리 중 적어도 하나의 열처리를 실행함으로써, 저항치를 제어하여, 소정의 저항치의 저항 소자를 형성하는 공정으로 이루어지는 센서의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    진공중 또는 환원성의 가스 분위기중 또는 불활성 가스 분위기중에서 열처리를 실행한 후, 대기중 혹은 산소 분위기중에서 열처리를 실행하는 공정으로 이루어지는 센서의 제조 방법.
KR1020007000657A 1998-05-22 1999-05-20 센서와 그것에 이용되는 저항 소자의 제조 방법 KR20010022088A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP98-140892 1998-05-22
JP14089298 1998-05-22
PCT/JP1999/002665 WO1999061870A1 (fr) 1998-05-22 1999-05-20 Procede de production d'un capteur et d'un element de resistance

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20010022088A true KR20010022088A (ko) 2001-03-15

Family

ID=15279223

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020007000657A KR20010022088A (ko) 1998-05-22 1999-05-20 센서와 그것에 이용되는 저항 소자의 제조 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6395575B1 (ko)
EP (1) EP0999431B1 (ko)
KR (1) KR20010022088A (ko)
CN (1) CN1189723C (ko)
DE (1) DE69938531T2 (ko)
WO (1) WO1999061870A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7723200B2 (en) * 2007-03-27 2010-05-25 International Business Machines Corporation Electrically tunable resistor and related methods
US8555216B2 (en) * 2007-03-27 2013-10-08 International Business Machines Corporation Structure for electrically tunable resistor
KR101505551B1 (ko) * 2007-11-30 2015-03-25 페어차일드코리아반도체 주식회사 온도 감지소자가 장착된 반도체 파워 모듈 패키지 및 그제조방법
EP3540391A4 (en) 2016-11-14 2020-06-03 Murata Manufacturing Co., Ltd. INFRARED DETECTION CIRCUIT AND INFRARED SENSOR

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3987311A (en) * 1975-04-25 1976-10-19 Xerox Corporation Shift register utilizing amorphous semiconductor threshold switches
DE3202819C2 (de) * 1982-01-29 1984-12-20 Preh, Elektrofeinmechanische Werke Jakob Preh Nachf. Gmbh & Co, 8740 Bad Neustadt Infrarotdetektor und Verfahren zum Herstellen
US5306648A (en) * 1986-01-24 1994-04-26 Canon Kabushiki Kaisha Method of making photoelectric conversion device
JPH04344430A (ja) * 1991-05-21 1992-12-01 Murata Mfg Co Ltd 焦電型赤外線センサ
JP2558967B2 (ja) * 1991-06-04 1996-11-27 浜松ホトニクス株式会社 赤外線検出装置
JPH051947A (ja) * 1991-06-26 1993-01-08 Murata Mfg Co Ltd 焦電型赤外線センサの製造方法
US5576222A (en) * 1992-01-27 1996-11-19 Tdk Corp. Method of making a semiconductor image sensor device
JP2753920B2 (ja) * 1992-02-19 1998-05-20 能美防災株式会社 焦電素子
US5352895A (en) * 1992-02-19 1994-10-04 Nohmi Bosai Ltd. Pyroelectric device
DE19641777C2 (de) * 1996-10-10 2001-09-27 Micronas Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Sensors mit einer Metallelektrode in einer MOS-Anordnung

Also Published As

Publication number Publication date
DE69938531T2 (de) 2009-06-10
US6395575B1 (en) 2002-05-28
EP0999431A4 (en) 2005-04-13
WO1999061870A1 (fr) 1999-12-02
CN1272175A (zh) 2000-11-01
EP0999431B1 (en) 2008-04-16
DE69938531D1 (de) 2008-05-29
EP0999431A1 (en) 2000-05-10
CN1189723C (zh) 2005-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4033331B2 (ja) サーミスタおよびその製造方法
US10908030B2 (en) Sensor element and method for producing a sensor element
US6158283A (en) Semiconductor acceleration sensor
JP2022530944A (ja) 熱線型ガスセンサーチップ、センサー及びセンサーの製造方法
US4924205A (en) Chip resistor and method of manufacturing a chip resistor
US6529115B2 (en) Surface mounted resistor
KR20010022088A (ko) 센서와 그것에 이용되는 저항 소자의 제조 방법
CA2368337C (en) Thermistor and method of manufacture
US20050012165A1 (en) Semiconductor device
CN215265776U (zh) 压敏电阻
JPH10270208A (ja) サーミスタ温度センサ
JP2001351801A (ja) チップ抵抗器
JPH10208906A (ja) 温度センサ
KR100681394B1 (ko) 서미스터 베어 칩과 그 제조방법
JPH11101765A (ja) 湿度センサ
JPS6175535A (ja) 半導体装置
JPS58158980A (ja) 混成集積回路装置の製造方法
JPS63263702A (ja) 白金薄膜温度センサの製造方法
CN117368271A (zh) 一种mems气体传感器和cmos芯片一体式封装结构及其制备方法
CN114303045A (zh) 传感器设备和用于制造传感器设备的方法
US20020081779A1 (en) Device comprising an electrical circuit carried by a carrier element and method for the manufacture of such a device
JPS63209102A (ja) 温度センサ
JPH05234714A (ja) 接触型薄膜サーミスタとその製造方法
JPH05347202A (ja) 電子部品及び電子部品の抵抗値調整方法
JPH02177503A (ja) 薄膜温度センサ

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid