• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    Eine Sensorvorrichtung enthält einen Schaltungschip (40), einen Adhäsionsfilm (30) und einen Sensorchip (10), der auf dem Schaltungschip (40) über den Adhäsionsfilm (30) befestigt ist. Der Sensorchip (10) enthält ein Substrat (14), das eine Vorderseitenfläche (11) und eine Rückseitenfläche (12), eine Konkavität (13), die auf der Rückseitenfläche (11) des Substrates (14) angeordnet ist, und eine Membran (20), die auf der Vorderseitenfläche (12) des Substrates (14) angeordnet ist, aufweist, so dass die Membran (20) die Konkavität (13) bedeckt. Der Adhäsionsfilm (30) ist zwischen dem Sensorchip (10) und dem Schaltungschip (40) angeordnet, um einen Durchlass herzustellen zum Herstellen einer Verbindung von der Konkavität (13) nach außen.
    公开号:DE102004008148A1
    申请号:DE200410008148
    申请日:2004-02-19
    公开日:2004-09-02
    发明作者:Toshiya Kariya Ikezawa；Takashige Kariya Saitou；Masaaki Tanaka
    申请人:Denso Corp；
    IPC主号:G01D21-00
    专利说明:
    [0001] Die vorliegende Erfindung betriffteinen Sensor mit einer Membran und ein Verfahren zur Herstellungdesselben.
    [0002] Eine Sensorvorrichtung mit Stapelstruktur enthält einenSensorchip mit einer Membran, der auf einem Schaltungschip mittelsAdhäsionsbondverbindungangebracht ist. Der Sensorchip enthält ein Halbleitersubstrat wiezum Beispiel ein Siliziumsubstrat. Eine Seite des Substrats wirdgeätzt,so dass eine Konkavitätausgebildet wird. Dann wird eine Membran, die aus einem Isolationsfilmoder dem Substrat selbst hergestellt ist, auf der anderen Seite desSubstrats ausgebildet, so dass die Konkavität des Substrats mit der Membranbedeckt ist.
    [0003] In einem Fall, in dem die Sensorvorrichtung für einenBeschleunigungssensor oder ein Drehratensensor (angular rate sensor)verwendet wird, weist die Membran einen Kammzähnemessabschnitt zum Erfassender elektrischen Kapazitätauf. Eine Lückein dem Kammzähnemessabschnittbietet einen Durchlass zum Durchlassen der Luft von der Konkavität nach Draußen, dasheißtnach Draußen vonder Konkavitätaus gesehen. Daher kann die Luft, wenn sie sich in der Konkavität thermischausgedehnt, durch den Durchlass abgelassen werden.
    [0004] In dem Fall allerdings, dass dieSensorvorrichtung füreinen Infrarotsensor oder einen Drucksensor verwendet wird, wirddie Konkavitätdes Substrats mit der Membran luftdicht abgedichtet. Daher wirdbei der Herstellung der Vorrichtung auf Grund der thermischen Ausdehnungder Luft in der Konkavitäteine Belastung auf die Membran ausgeübt. Daher kann es passieren,dass die Membran auf Grund der Belastung zu Schaden kommt.
    [0005] Relevanter Stand der Technik istin der japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2002-33341 offengelegt.Ein Konvexitätsabschnittist auf einer Seite des Schaltungschips ausgebildet, auf der derSensorchip befestigt ist. Somit ist der Sensorchip auf dem Konvexitätsabschnittso befestigt, dass eine Lückezum Auslassen der Luft ausgebildet ist. Die Lücke ist zwischen dem Sensorchip unddem Schaltungschip in einem Abschnitt ausgebildet, der nicht derKonvexitätsabschnittist. Allerdings ist es schwierig den Sensorchip mit dem Konvexitätsabschnittherzustellen.
    [0006] Ferner ist das Adhäsionsbindemittelein Flüssigadhäsionsbondmittel,wie zum Beispiel eine Diebondpaste. Diese Technik ist zum Beispielin der japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer H07-58134offengelegt. Wenn der Sensorchip auf dem Schaltungschip mit demAdhäsionsbindemittelbefestigt ist, kann das Adhäsionsbindemittelzu dem Sensorchip hinauf kriechen. Daher kann das Adhäsionsbindemittelan der Membran kleben, so dass die Leistungsfähigkeit des Sensorchips verringertist. Ferner kann ein beweglicher Abschnitt der Membran anhaften,so dass die Sensorvorrichtung nicht funktioniert. Somit ist dieZuverlässigkeit derSensorvorrichtung mit Stapelstruktur, die den Sensorchip aufweist,verringert.
    [0007] Angesichts des obigen Problems istes eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Sensorvorrichtungmit Stapelstruktur bereitzustellen, die einen Sensorchip auf weist.Insbesondere soll die Sensorvorrichtung eine hohe Zuverlässigkeitaufweisen.
    [0008] Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindungein Herstellungsverfahren füreine Sensorvorrichtung mit Stapelstruktur, die einen Sensorchip aufweist,bereitzustellen.
    [0009] Diese Aufgaben werden durch die unabhängigen Ansprüche dervorliegenden Erfindung gelöst. VorteilhafteAusgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
    [0010] Eine Sensorvorrichtung enthält einenSchaltungschip, einen Adhäsionsfilmund einen auf dem Schaltungschip durch den Adhäsionsfilm befestigten Sensorchip.Der Sensorchip enthältein Substrat, das eine Flächeauf der Vorder- und auf der Rückseite aufweist,eine Konkavität,die auf der Rückseitenfläche desSubstrats angeordnet ist und eine Membran, die auf der Vorderseiteund Flächedes Substrats angeordnet ist, so dass die Membran die Konkavität bedeckt.Der Adhäsionsfilmist zwischen dem Sensorchip und dem Schaltungschip angeordnet, umeinen Durchlass auszubilden, um die Konkavität mit Außerhalb, das heißt außerhalbder Konkavität,zu verbinden.
    [0011] Bei der obigen Sensorvorrichtungkriecht das Adhäsionsfilmbindemittelzwischen dem Sensorchip und dem Schaltungschip nicht nach oben.Ferner wird verhindert, dass Luft in der Konkavität des Substratsdie Membran auf Grund der Wärmeausdehnungder Luft unter Druck setzt. Daher ist die Sensorvorrichtung in hohemMaße zuverlässig.
    [0012] Ferner wird ein Verfahren zur Herstellungder oben beschriebenen Sensorvorrichtung bereitgestellt. Das Verfahrenenthältden Schritt des Ausbildens des Durchlasses in dem Adhäsionsfilm,und das Ankleben des Sensorchips an den Schaltungschip durch denAdhäsionsfilm.Bei der durch obiges Verfahren hergestellten Sensorvorrichtung kriechtdas Adhäsionsfilmbindemittelzwischen dem Sensorchip und dem Schaltungschip nicht aufwärts. Fernerwird verhindert, dass die Luft in der Konkavität des Substrats die Membranauf Grund der Wärmeausdehnung derLuft unter Druck setzt. Daher weist die Sensorvorrichtung eine hoheFunktionssicherheit auf.
    [0013] Obige Aufgabe, die Merkmale und dieVorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende detaillierteBeschreibung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen deutlicher.
    [0014] 1A isteine Querschnittsansicht, die eine Sensorvorrichtung gemäß einerersten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung zeigt, und 1B ist einschematische Draufsicht, die eine Beziehung zwischen einem Sensorchipund einem Adhäsionsfilm erläutert; und
    [0015] 2A bis 2C sind schematische Draufsichten,die eine Beziehung zwischen einem Sensorchip und einem Adhäsionsfilmin anderen Sensorvorrichtungen entsprechend der Modifikationen derersten Ausführungsformerläutern.
    [0016] Ein Sensorchip mit einer Membranist auf einem Schaltungschip mit einem Adhäsionsfilm befestigt, so dasseine Sensorvorrichtung ausgebildet wird. Die Vorrichtung wird eineSensorvorrichtung mit Stapelstruktur genannt. Die Vorrichtung istfür einen Infrarotsensor,einen Feuchtigkeitssensor, einen Gassensor, einen Luftmengensensor,einen Beschleunigungssensor oder einen Drehratensensor geeignet.
    [0017] In einer bevorzugten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung ist ein Sensorchip in einer Sensorvorrichtungein Thermosäule-Infrarotsensor zumErfassen eines infraroten Lichtes unter Verwendung einer elektromotorischenKraft eines Thermoelements. 1A und 1B zeigen eine SensorvorrichtungS1 gemäß der bevorzugtenAusführungsform. DieSensorvorrichtung S1 enthälteinen Sensorchip 10 und einen Schaltungschip 40.Der Sensorchip 10 mit einer Membran 20, ist aufdem Schaltungschip mit einem Adhäsionsfilm 30 befestigt.
    [0018] Der Sensorchip 10 ist zumBeispiel aus einem Einkristallsiliziumsubstrat hergestellt. EineKonkavität 13 istauf einer Rückseitenfläche 11 desSensorchips 10 unter Verwendung eines Ätzverfahrens oder Ähnlichemausgebildet. Die Öffnungder Konkavität 13 weisteine rechteckige Form auf, wie in 1B gezeigt.
    [0019] Eine Dünnfilmschicht 20b istauf fast der gesamten Vorderseitenfläche 12 des Sensorchips 10 (dasheißteines Substrats 14) angeordnet. Die Dünnfilmschicht 20b enthält verschiedeneVerdrahtungsschichten, verschiedene Filmschichten und Ähnliches,so dass die Dünnfilmschicht 20b einemehrfach geschichtete Struktur aufweist. Die Dünnfilmschicht 20b enthält fernerdie Membran 20, die auf der Konkavität 13 des Substrats 14 angeordnetist, so dass die Membran die Konkavität 13 luftdicht bedeckt.
    [0020] Insbesondere besteht die mehrfachgeschichtete Struktur der Dünnfilmschicht 20b zumBeispiel aus einem Siliziumnitritfilm 21, einem Siliziumoxidfilm 22,einer Polykristallinsiliziumverdrahtungsschicht 23, einemZwischenschichtisolationsfilm 24, einer Aluminiumverdrahtungsschicht 25 undein Passivierungsfilm 26, die auf der Vorderseitenfläche 12 desSensorchips 10 in dieser Reihenfolge ausgebildet sind.
    [0021] Der Siliziumnitritfilm 21 undder Siliziumoxidfilm 22 sind auf annähernd der gesamten Vorderseitenfläche desSensorchips 10 ausgebildet. Der Siliziumoxidfilm 22 undder Siliziumnitritfilm 21 sind unter Verwendung eines chemischenDampfabscheidungsverfahrens (das heißt CVD) und Ähnlichem ausgebildet.Der Siliziumnitritfilm 21 und der Siliziumoxidfilm 22 stellenjeweils Isolationsfilme bereit.
    [0022] Die polykristalline Siliziumverdrahtungsschicht 23 istauf dem Siliziumoxidfilm 22 ausgebildet. Insbesondere istdie Verdrahtungsschicht 23 von der Mitte der Konkavität 13 zudem Substrat 14 angeordnet, das wiederum außerhalbder Membran 20, das heißt der Konkavität 13,angeordnet ist. Die Verdrahtungsschicht 23 wird unter Verwendungdes CVD-Verfahrens und Ähnlichemausgebildet. Die Verdrahtungsschicht 23 ist aus einem N+-Typ polykristallinen Silizium hergestellt,das Störstellenenthält,um einen Verdrahtungswiderstand bzw. den Leitungswiderstand zu verringern.
    [0023] Der Zwischenschichtisolationsfilm 24 istauf der Verdrahtungsschicht 23 und auf einem Teil des Siliziumoxidfilms 22 ausgebildet,dem Teil des Siliziumoxidfilms 22 auf dem die Verdrahtungsschicht 23 nichtausgebildet ist. Der Zwischenschichtisolationsfilm 24 dientals eine elektrische Isolation jeder Verdrahtungsschicht in derDünnfilmschicht 20b.Der Zwischenschichtisolationsfilm 24 wird unter Verwendungdes CVD-Verfahrens und Ähnlichemausgebildet. Der Zwischenschichtisolationsfilm 24 ist auseinem Siliziumoxidfilm hergestellt, der mit Boroxid und Phosphoroxiddotiert ist (das heißtBPSG-Film, bordotierter Phosphorsilicatglas-Film).
    [0024] Die Aluminiumverdrahtungsschicht 25 istauf dem Zwischenschichtisolationsfilm 24 ausgebildet, umzwischen den polykristallinen Siliziumverdrahtungsschichten 23 zuverbinden, die einander benachbart sind. Die Aluminiumverdrahtungsschicht 25 istunter Verwendung eines Sputterverfahrens, eines Dampfabscheidungsverfahrensoder Ähnlichemausgebildet. Die Aluminiumverdrahtungsschicht 25 ist ausAluminium und Silizium hergestellt, das heißt die Aluminiumverdrahtungsschicht 25 istaus einer Aluminium-Siliziumlegierung (das heißt Al-Si-Legierung) hergestellt.Die Aluminiumverdrahtungsschicht 25 verbindet elektrischmit der polykristallinen Siliziumverdrahtungsschicht 23 durchein Kontaktloch in dem Zwischenschichtisolationsfilm 24.
    [0025] Insbesondere sind eine Mehrzahl vonpolykristallinen Siliziumverdrahtungsschichten 23 und eineMehrzahl von Aluminiumverdrahtungsschichten 25 miteinanderin Reihe geschaltet, so dass ein Thermoelement der InfrarotsensorvorrichtungS1 bereitgestellt ist. Jede Verdrahtungsschicht 23, 25 weistein vorbestimmtes Muster auf, das einen bekannten Thermosäulen-Infrarotsensorbereitstellt, so dass eine elektromotoische Kraft an einem Verbindungsabschnitt 25a zwischender polykristallinen Siliziumverdrahtungsschicht 23 undder Aluminiumverdrahtungsschichten 25 auf Grund des Seebeck-Effekts erzeugtwird. Somit stellen die Verdrahtungsschichten 23, 25 dasThermoelement bereit.
    [0026] Das Thermoelement weist eine Elektrodenkontaktstelleauf. Insbesondere ist eine Aluminiumkontaktstelle 25b alsdie Elektrodenkontaktstelle an einem Ende der Aluminiumverdrahtungsschicht 25 ausgebildet.Hier stellt das andere Ende der Verdrahtungsschicht 25 Verbindungzu dem Verbindungsabschnitt 25a her. Die Aluminiumkontaktstelle 25b verbindetdas Thermoelement mit einer äußeren Schaltungelektrisch.
    [0027] Der Verbindungsabschnitt 25a,der auf der Konkavität 13 angeordnetist, stellt einen heißenKontakt (das heißteine Messstelle) bereit. Der Verbindungsabschnitt 25a,der außerhalbder Konkavität 13 angeordnetist (das heißtauf dem Substrat 14 angeordnet) stellt einen kalten Kontakt(das heißteine Vergleichsstelle) bereit. Eine Temperaturdifferenz zwischender Messstelle und der Vergleichsstelle erzeugt eine elektrischePotentialdifferenz (das heißt eineSpannung). Die Spannung wird überdie Aluminiumkontaktstelle 25b zu der Schaltung außerhalb ausgegeben.
    [0028] Der Passivierungsfilm 26 istauf der Aluminiumverdrahtungsschicht 25 und auf dem Zwischenschichtisolationsfilm 24 ausgebildet,auf welchem die Aluminiumverdrahtungsschicht 25 nicht ausgebildet ist.Der Passivierungsfilm 26 wird unter Verwendung des CVD-Verfahrensund Ähnlichemausgebildet. Der Passivierungsfilm 26 ist aus einem Siliziumnitritfilm,einem Tetraethlyorthosilikatfilm (das heißt TEOS-Film) oder Ähnlichemhergestellt. Der Passivierungsfilm 26 weist eine Öffnung zumFreilegen der Aluminiumkontaktstelle 25b auf.
    [0029] Somit besteht die Dünnfilmschicht 20b aus denSchichten 23, 25 und den Filmen 21, 22, 24, 26. Fernerist ein Infrarotabsorptionsfilm 27 auf der Membran 20 ausgebildet.Insbesondere ist der Infrarotabsorptionsfilm 27 auf derMitte der Konkavität 13 ausgebildet,um den Verbindungsabschnitt 25a, d.h. die Messstelle, zubedecken.
    [0030] Der Infrarotabsorptionsfilm 27 absorbiertein infrarotes Licht, so dass die Temperatur der Messstelle, dasheißtdes Verbindungsabschnitts 25a effektiv erhöht wird.
    [0031] Der Infrarotabsorptionsfilm 27 istaus einem Polyesterharz hergestellt, das Kohlenstoff enthält, unddas geglühtund gehärtetwird.
    [0032] Somit enthält der Sensorchip 10 dieKonkavität 13,die auf der Rückseitenfläche 11 desSubstrates 14 angeordnet ist, und die Membran 20,die auf der Vorderseitenfläche 12 desSubstrates 14 zum Bedecken der Konkavität 13 angeordnet ist.
    [0033] Als Nächstes wird der Sensorchip 10 wie folgthergestellt. Zunächstwird ein einkristallines Siliziumsubstrat (das heißt ein einkristallinerSiliziumwafer) zum Ausbilden des Sensorchips 10 hergestellt. Hierwird der Wafer verarbeitet, um den Sensorchip 10 herzustellen.Daher wird, nachdem eine Mehrzahl von Sensorchips 10 indem Wafer hergestellt ist, der Wafer in Einzelchips zersägt (dasheißtvereinzelt), so dass einzelne Sensorchips 10 entstehen.
    [0034] Als Nächstes wird die Dünnfilmschicht 20b aufdem Wafer ausgebildet, die die Vorderseitenfläche 12 des Sensorchips 10 seinwird. Insbesondere werden der Siliziumnitritfilm 21 undder Siliziumoxidfilm 22 auf dem Wafer unter Verwendungdes CVD-Verfahrens und Ähnlichemausgebildet. Dann wird ein polykristallines Silizium auf dem Siliziumoxidfilm 22 ausgebildet,und dann wird das polykristalline Silizium in eine vorbestimmteStruktur geätzt,so dass die polykristalline Siliziumverdrahtungsschicht 23 ausgebildetist.
    [0035] Als Nächstes wird der Zwischenschichtisolationsfilm 24 ausgebildetund das Kontaktloch wird an einer vorbestimmten Position in demZwischenschichtisolationsfilm 24 unter Verwendung eines Photolithographieverfahrensund Ähnlichemausgebildet. Dann wird ein Al-Si-Legierungsfilm unter Verwendungdes Sputterverfahrens, des Dampfabscheidungsverfahrens oder Ähnlichemausgebildet. Danach wird der Al-Si-Legierungsfilm in eine vorbestimmteStruktur unter Verwendung des Photolithographieverfahrens und Ähnlichemgeätzt,so dass die Aluminiumverdrahtungsschicht 25 und die Aluminiumkontaktstelle 25b ausgebildetwerden.
    [0036] Dann wird der Passivierungsfilm 26 unter Verwendungdes. CVD-Verfahrens und Ähnlichem ausgebildet,und dann wird der Passivierungsfilm 26 in eine vorbestimmteStruktur unter Verwendung des Photolithographieverfahrens und Ähnlichemgeätzt, sodass die Öffnungin dem Passivierungsfilm 26 zum Freilegen der Aluminiumkontaktstelle 25b ausgebildetist. Somit ist die Dünnfilmschicht 20b bestehend ausden Schichten 23, 25 und den Filmen 21, 22, 24, 26 fertiggestellt.
    [0037] Als Nächstes wird die andere Seitedes Wafers, auf der die Dünnfilmschicht 20b ausgebildetist, geätzt,so dass die Konkavität 13 ausgebildetwird. Die andere Seite des Wafers soll die Rückseitenfläche 11 des Substrates 14 werden.In diesem Prozess werden die eine Seite des Wafers, die die Vorderseitenfläche 12 werdensoll, und eine Seitenwand des Wafers mit einer Maske bedeckt, dieaus ätzresistentemMaterial hergestellt ist. Dann wird der Wafer in ein Alkaliätzmitteleingetaucht, wie zum Beispiel eine Kaliumhydroxidlösung (dasheißtKOH) oder eine Tetramethylammoniumhydroxidlösung (das heißt TMAH),so dass die Konkavität 13 aufder anderen Seite des Wafers ausgebildet wird, die die Rückseitenfläche 11 desSubstrates 14 sein soll.
    [0038] Danach wird der Infrarotabsorptionsfilm 27 ausgebildet.Somit ist der Sensorchip 10 fertig. Dann wird der Waferin einzelne Sensorchips 10 zersägt.
    [0039] Der Sensorchip 10 wird aufdem Schaltungschip 40 mit dem Adhäsionsfilm 30 befestigt.Insbesondere wird die Rückseitenfläche 11 desSensorchips 10 auf den Schaltungschip 40 geklebt.Der Adhäsionsfilm 30 wirdaus einem Adhäsionsfilmhergestellt, der Silikonharz, Polyimidharz, Epoxidharz oder Ähnlichesenthält.Der Adhäsionsfilmist ein Feststofffilm. Der Adhäsionsfilmist im Handel erhältlich.
    [0040] Wie in 1B gezeigt,ist der Adhäsionsfilm 30 zwischendem Sensorchip 10 und dem Schaltungschip 40 angeordnet,und außerhalbder Konkavität 13 angeordnet.Der Adhäsionsfilm 13 weisteine Aussparung 31 auf, so dass der Adhäsionsfilm 30 C-förmig ist.Daher ist der Adhäsionsfilm 30 nichtin der Aussparung 31 zwischen dem Sensorchip 10 und demSchaltungschip 40 angeordnet. Die Konkavität 13 stelltdurch die Aussparung 31 eine Verbindung nach Draußen vonder Konkavität 13 ausgesehen her. Insbesondere dient die Aussparung 31 als ein Durchlasszwischen der Konkavität 13 undAußerhalb.Insbesondere weist der Adhäsionsfilm 30 eine vorbestimmteDicke auf, die den Durchlass bereitstellt, so dass die Luft in derKonkavitätausreichend durch den Durchlass hindurchströmt.
    [0041] Obwohl der Adhäsionsfilm 30 eineAussparung 31, wie sie in 1B gezeigtist, aufweist, kann der Adhäsionsfilm 30 andereFormen aufweisen, wie sie in den 2A bis 2C gezeigt sind. Wie in den 2A und 2B gezeigt, weist das Adhäsionsbindemitteldie Form eines Linienpaars oder eine Vierpunktform auf. In 2A ist ein Paar von Aussparungen 31 zwischender Linie des Adhäsionsfilms 30 angeordnet,so dass der Durchlass auf jeder Aussparung 31 angeordnetist. In 2B sind vierAussparungen 30 zwischen vier Punkten des Adhäsionsfilms 30 angeordnet,so dass vier Durchlässezwischen den vier Punkten des Adhä sionsfilms 30 ausgebildet sind,das heißtjeder Durchlass ist auf jeder Seite des Sensorchips 10 angeordnet.
    [0042] Ferner weist in 2C der Adhäsionsfilm 30 eineRechteckringform auf. Der Rechteckring des Adhäsionsfilms 30 istauf dem Sensorchip 10 angeordnet, der eine Rechteckformaufweist, so dass die Seite des Adhäsionsfilms 30 unddie Seite des Sensorchips 10 einen Winkel von 45° einschließen. Insbesondereist der Adhäsionsfilm 30 durchDrehen um die Mitte des Sensorchips 10 um 45° ausgebildet. Dahersind vier Ecken der Konkavität 13 außerhalb desAdhäsionsfilms 30 angeordnet,so dass die vier Ecken den Durchlass bereitstellen.
    [0043] Die Sensorvorrichtung S1 funktioniertfolgendermaßenals ein Infrarotsensor. Die Messstelle des Verbindungsabschnitts 25a,die auf der Mitte der Membran 20 angeordnet ist, weisteine kleine Wärmeleitfähigkeitauf, die kleiner als die der Vergleichsstelle der Verbindungsstelle 25a ist,die außerhalb derMembran 20 angeordnet ist (das heißt auf dem Substrat 14 angeordnet).Ferner verbessert der Infrarotabsorptionsfilm 27 den Temperaturanstiegder Messstelle im Vergleich mit dem der Vergleichsstelle. Daherwird, wenn infrarotes Licht auf die Membran 20 strahlt,das heißt,wenn die Membran infrarotem Licht ausgesetzt wird, die Temperaturder Messstelle höherals die der Vergleichsstelle. Dann erzeugt die Temperaturdifferenzzwischen der Messstelle und der Vergleichsstelle eine elektrischePotentialdifferenz, das heißteine Spannung des Thermoelements. Das Thermoelement ist durch diepolykristalline Siliziumverdrahtungsschicht 23 und dieAluminiumverdrahtungsschicht 25 bereitgestellt. Dann wirddie Spannung von der Aluminiumkontaktstelle 25b ausgegeben.Daher entspricht die Spannung dem infraroten Licht, so dass dieVorrichtung infrarotes Licht erfasst.
    [0044] Ferner stellt die Aussparung 31 desAdhäsionsfilms 30 denDurchlass zwischen der Konkavität 13 undaußerhalbder Konkavität 13 her.Daher ist die Konkavität 13 nichthermetisch abgedichtet, das heißtdie Konkavität 13 istauf Grund des Durchlasses ein nicht hermetisch abgedichteter Raum.Daher wird keine Belastung auf die Membran 20 ausgeübt, da dieausgedehnte Luft durch den Durchlass abgelassen wird, selbst wenndie Luft in der Konkavität 13 sichbei der Herstellung der Vorrichtung S1 auf Grund der Wärme ausdehnt.Somit wird verhindert, dass die Membran 20 auf Grund derBelastung Schaden nimmt.
    [0045] Ferner ist der Adhäsionsfilm 30 auseinem Klebefilm hergestellt, so dass der Adhäsionsfilm 30 nichtzu dem Sensorchip 10 kriecht. Das konventionelle Adhäsionsbindemittelist ein flüssigesAdhäsionsbindemittel,so dass das Adhäsionsbindemittelzu dem Sensorchip hinaufkriecht, wenn der Sensorchip auf dem Schaltungschipmit dem Adhäsionsbindemittelbefestigt wird. Daher wird die Leistungsfähigkeit des Sensorchips 10 gemäß der bevorzugtenAusführungsformnicht verringert. Ferner wird ein beweglicher Abschnitt der Membran 20 nichtdurch den Adhäsionsfilm 30 festgeklebt.
    [0046] Somit kriecht der Adhäsionsfilmzum Bonden zwischen dem Sensorchip 10 und dem Schaltungschip 40 nichtaufwärts.Ferner wird verhindert, dass die in der Konkavität 13 des Substrats 14 befindliche Luftdie Membran 20 auf Grund der Wärmeausdehnung der Luft unterDruck setzt. Daher weist die Sensorvorrichtung S1 eine hohe Funktionssicherheitauf.
    [0047] Obwohl die Sensorvorrichtung S1 für einen Infrarotsensorverwendet wird, kann die Sensorvorrichtung S1 für jeden Sensor verwendet werden,solange die Sensorvorrichtung S1 einen Sensorchip enthält, dereine Membran auf weist, die auf einer Konkavität angeordnet ist, wobei derSensorchip auf einem Schaltungschip mit einem Adhäsionsfilmbefestigt wird. Zum Beispiel kann die Sensorvorrichtung für einenDrucksensor, einen Gassensor oder einen Durchflussmesser verwendetwerden.
    [0048] Solche Änderungen und Modifikationen müssen dahingehendverstanden werden, dass sie sich im Schutzbereich der vorliegendenErfindung befinden, wie er durch beiliegende Ansprüche definiertwird.
    权利要求:
    Claims (16)
    [1] Eine Sensorvorrichtung mit: einem Schaltungschip(40); einem Adhäsionsfilm(30); und einem Sensorchip (10), der aufdem Schaltungschip (40) durch den Adhäsionsfilm (30) befestigtwird, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorchip (10) enthält: einSubstrat (14) mit einer Vorderseitenfläche (11) und einerRückseitenfläche (12); eineKonkavität(13), die auf der Rückseitenfläche (11)des Substrats (14) angeordnet ist; und eine Membran(20), die auf der Vorderseitenfläche (12) des Substrats(14) angeordnet ist, so dass die Membran (20)die Konkavität(13) bedeckt, und dadurch dass der Adhäsionsfilm(30) zwischen dem Sensorchip (10) und dem Schaltungschip(40) angeordnet ist, um einen Durchlass zum Herstelleneiner Verbindung von der Konkavität (13) nach außen auszubilden.
    [2] Die Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass der Adhäsionsfilm(30) auf einem Rand der Konkavität (13) angeordnetist und eine Aussparung (31) zum Bereitstellen des Durchlasses enthält.
    [3] Die Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dass der Adhäsionsfilm(3O) aus einem Klebefilm hergestellt ist, der Silikonharz, Polyimidharzoder Epoxydharz enthält.
    [4] Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorchip (10)an den Schaltungschip (40) mit Ausnahme des Durchlassesdes Adhäsionsfilms(30) geklebt ist, und dass die Membran (20)die Konkavität(13) luftdicht bedeckt.
    [5] Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorchip (10) einenInfrarotsensor, einen Drucksensor, einen Gassensor oder einen Durchflusssensorbereitstellt.
    [6] Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorchip (10) mitder Konkavität(13) auf dem Schaltungschip (40) durch den Adhäsionsfilm(30) befestigt ist, so dass die Vorrichtung eine Stapelstrukturaufweist.
    [7] Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorchip (10) ausSilizium hergestellt ist.
    [8] Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis7, dadurch gekennzeichnet, dass der Adhäsionsfilm (30) mitvorbestimmter Dicke den Durchlass so bereitstellt, dass Luft inder Konkavität(13) ausreichend durch den Durchlass fließen kann.
    [9] Ein Verfahren zur Herstellung der Sensorvorrichtungnach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren dieSchritte aufweist: Ausbilden eines Durchlasses in dem Adhäsionsfilm(30); und Kleben des Sensorchips (10) an den Schaltungschip (40)durch den Adhäsionsfilm(30).
    [10] Das Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,dass der Adhäsionsfilm(30) auf einem Rand der Konkavität (13) angeordnetist, und eine Aussparung (31) zum Bereitstellen des Durchlasses enthält.
    [11] Das Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet,dass der Adhäsionsfilm(30) aus einem Klebefilm hergestellt ist, der Silikonharz, Polyimidharzoder Epoxydharz enthält.
    [12] Das Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis11, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorchip (10)an den Schaltungschip (40) mit Ausnahme des Durchlassesdes Adhäsionsfilms(30) geklebt ist, und dadurch dass die Membran (20)die Konkavität(13) luftdicht bedeckt.
    [13] Das Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis12, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorchip (10) einenInfrarotsensor, einen Drucksensor, einen Gassensor oder einen Durchflusssensorbereitstellt.
    [14] Das Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis13, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorchip (10) mitder Konkavität(13) auf dem Schaltungschip (40) durch den Adhäsionsfilm(30) befestigt ist, so dass die Vorrichtung eine Stapelstrukturbereitstellt.
    [15] Das Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis14, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorchip (10) ausSilizium hergestellt wird.
    [16] Das Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis15, dadurch gekennzeichnet, dass der Adhäsionsfilm (30) mitvorbestimmter Dicke den Durchlass vorsieht, so dass Luft in derKonkavität(13) ausreichend durch den Durchlass fließen kann.
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    US9771259B2|2017-09-26|Method for fabricating electronic device package
    US9254999B2|2016-02-09|Mechanisms for forming micro-electro mechanical device
    US5973590A|1999-10-26|Ultra thin surface mount wafer sensor structures and methods for fabricating same
    US6109113A|2000-08-29|Silicon micromachined capacitive pressure sensor and method of manufacture
    JP4388210B2|2009-12-24|Manufacturing method of wafer package
    US7447323B2|2008-11-04|Surface mountable transducer system
    JP5543592B2|2014-07-09|転倒検出器及び転倒検出方法
    EP1719988B1|2013-09-04|Infrarotsensor und herstellungsverfahren dafür
    EP2011762B1|2015-09-30|Halbleiterbauelement mit einem Sensor, der mit einem externen Element verbunden ist
    DE102010039057B4|2018-06-14|Sensormodul
    JP5092462B2|2012-12-05|力学量センサ
    US5357808A|1994-10-25|Overpressure-protected, differential pressure sensor
    US6528344B2|2003-03-04|Chip scale surface-mountable packaging method for electronic and MEMS devices
    US9759613B2|2017-09-12|Temperature sensor device and radiation thermometer using this device, production method of temperature sensor device, multi-layered thin film thermopile using photo-resist film and radiation thermometer using this thermopile, and production method of multi-layered thin film thermopile
    JP4858547B2|2012-01-18|Semiconductor device and manufacturing method thereof
    US7824964B2|2010-11-02|Method for fabricating package structures for optoelectronic devices
    US8115272B2|2012-02-14|Silicon dioxide cantilever support and method for silicon etched structures
    US6338284B1|2002-01-15|Electrical feedthrough structures for micromachined devices and methods of fabricating the same
    EP1214864B1|2003-06-04|Silikon basierte sensor-systeme
    US5591678A|1997-01-07|Process of manufacturing a microelectric device using a removable support substrate and etch-stop
    US7284443B2|2007-10-23|Semiconductor pressure sensor and process for fabricating the same
    US5627112A|1997-05-06|Method of making suspended microstructures
    US6272928B1|2001-08-14|Hermetically sealed absolute and differential pressure transducer
    EP2481703B1|2020-07-01|Sensorschutz
    US4314226A|1982-02-02|Pressure sensor
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    JP2004251742A|2004-09-09|
    CN1523331A|2004-08-25|
    US6868733B2|2005-03-22|
    KR100591390B1|2006-06-19|
    DE102004008148B4|2014-03-13|
    CN100515922C|2009-07-22|
    KR20040075719A|2004-08-30|
    US20040163475A1|2004-08-26|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2011-01-13| 8110| Request for examination paragraph 44|
    2013-01-04| R016| Response to examination communication|
    2013-08-09| R016| Response to examination communication|
    2013-11-04| R018| Grant decision by examination section/examining division|
    2014-12-16| R020| Patent grant now final|
    2015-03-12| R020| Patent grant now final|Effective date: 20141216 |
    2021-09-01| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    [返回顶部]