半导体传感器装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种高性能的半导体传感器装置及其制造方法。本发明专利技术的半导体传感器装置具有传感器芯片和形成于所述传感器芯片的第一薄膜，所述传感器芯片隔着所述第一薄膜与形成于多晶材料的底座的第二薄膜机械性地连接。

Semiconductor sensor device and its manufacturing method

The invention provides a high-performance semiconductor sensor device and a manufacturing method thereof. The semiconductor sensor device of the present invention has a sensor chip and a first film formed on the sensor chip, which is mechanically connected by the first film to the second thin film formed in the base of the polycrystalline material.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体传感器装置及其制造方法
本专利技术涉及一种半导体传感器装置及其制造方法。
技术介绍
作为将半导体传感器芯片固定至底座或容器的方法，例如，专利文献1中记载有如下方法：利用聚硅氧系粘接剂将由半导体传感器芯片和玻璃基底构成的芯片组件粘接、固定在芯片匣的凹部。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2003-149068号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题在所述半导体传感器装置为检测不锈钢底座的形变而动作的机械、物理性传感器的情况下，传感器芯片与不锈钢底座的固定部为传递形变的部分，因此，优选为准确地传递不锈钢底座的形变的材料。但是，在使用所述硅系粘接剂、焊料、低熔点玻璃将传感器芯片固定在不锈钢底座上的情况下，由于这些固定材料通常具有几μm～几十μm的厚度，因此固定材料本身成为在传感器芯片与不锈钢底座之间缓和形变的层，从而有无法将不锈钢底座的形变准确地传递至传感器芯片之虞。此外，当半导体传感器装置暴露在高温下时，粘接剂、焊料等固定材料会发生蠕变变形而缓和不锈钢底座的形变，因此成为半导体传感器装置的特性劣化的因素。此外，传感器芯片通常由硅材料构成，当因利用焊料和低熔点玻璃加以固定时的温度变化而受到热应力时，特性会发生变动。因此，为了减小传感器芯片的特性变动，传感器芯片与不锈钢底座的固定优选在与半导体传感器装置的使用温度相近的温度下进行。但是，在利用所述硅系粘接剂、焊料、低熔点玻璃等进行固定的情况下，由于要经过加热冷却的过程，因此传感器芯片必然会受到热应力，从而成为传感器芯片的特性劣化的因素。本专利技术在于提供一种高性能的半导体传感器装置及其制造方法。解决问题的技术手段解决上述问题的本专利技术的半导体传感器装置的特征在于，具有传感器芯片和形成于所述传感器芯片的第一薄膜，所述传感器芯片隔着所述第一薄膜与形成于多晶材料的底座的第二薄膜机械性地连接。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供一种高性能的半导体传感器装置及其制造方法。附图说明图1为表示本专利技术的半导体传感器装置的第一实施方式的贴装结构的截面图。图2为表示本专利技术的半导体传感器装置的使用状态的贴装结构的截面图。图3为表示本专利技术的镜面研磨法的原理的、第一阶段研磨的截面图。图4为表示本专利技术的镜面研磨法的原理的、第二阶段研磨的截面图。图5为表示通过本专利技术的镜面研磨法来研磨实际的多晶材料的情况的、第一阶段研磨的截面图。图6为表示通过本专利技术的镜面研磨法来研磨实际的多晶材料的情况的、第二阶段研磨的截面图。图7为表示通过非本专利技术的镜面研磨法来研磨实际的多晶材料的情况的截面图。具体实施方式下面，根据附图，对本专利技术的半导体传感器装置的第一实施方式进行详细说明。图1为表示本专利技术的半导体传感器装置的一实施方式的贴装结构的截面图。本实施方式的半导体传感器装置由传感器芯片10、形成于传感器芯片的第一薄膜20、形成于传感器芯片的第二薄膜30、形成于不锈钢底座的第二薄膜40、形成于不锈钢底座的第二薄膜50以及不锈钢底座60构成。传感器芯片10与不锈钢底座60经由形成于传感器芯片的第二薄膜30和形成于不锈钢底座的第二薄膜40而接合。传感器芯片10例如为具有测定物理量的功能的半导体传感器芯片。以线粗糙度Ra＜1nm左右、Rz＜5nm左右的粗糙度对传感器芯片10的接合侧的平面进行镜面研磨。镜面研磨后，例如利用异丙醇加以清洁。此外，与传感器芯片10一样，也以线粗糙度Ra＜1nm左右、Rz＜5nm左右的粗糙度对不锈钢底座60的接合侧的平面进行镜面研磨，镜面研磨后，例如利用异丙醇加以清洁。此处，对传感器芯片10及不锈钢底座60的接合侧的平面进行镜面研磨的原因在于，在使后文叙述的形成于传感器芯片的第二薄膜30与形成于不锈钢底座的第二薄膜40接触而进行接合时，接合力源于原子间力。原子间力是在所有物质间起作用的引力，但当物质间的距离大到约1μm左右时，不会作用大到保持物质间的接触的程度的引力。但是，若使物质间靠近到原子间距离程度(约不到1nm)，若物质例如为金属，则会发生金属结合，因此获得该金属的整体所具有的强度程度的较大接合力。为了像前文所述那样使物质间靠近到原子间距离程度(约不到1nm)，必须将接合面镜面化。下面，根据附图，对本实施方式的镜面研磨法进行详细说明。图3为表示本专利技术的镜面研磨法的原理的、第一阶段研磨的截面图。图3的(1)中，100为母材，200为钝态膜。300为钝态膜的厚度，400为研磨前的凹凸。图3的(2)中，研磨至去除加工厚度510(510小于钝态膜的厚度300)。经过一定时间后，钝态膜像图3的(3)那样再生至厚度310。在该钝态膜的再生时，会消耗母材的凸部的一部分厚度610。此外，此时的凹凸为410，410小于400。400减去410而得的差分为第一阶段研磨的粗糙度降低效果。图4为表示本实施方式的镜面研磨法的原理的、第二阶段研磨的截面图。图4的(1)是与图3的(3)相同的图。图4的(2)中，研磨至去除加工厚度520(520小于钝态膜的厚度310)。当经过一定时间后，钝态膜像图4的(3)那样再生至厚度320。在该钝态膜的再生时，会消耗母材的凸部的一部分厚度620。此外，此时的凹凸为420，420小于410。410减去420而得的差分为第一阶段研磨的粗糙度降低效果。图5为表示通过本实施方式的镜面研磨法来研磨实际的多晶材料的情况的、第一阶段研磨的截面图。图5的(1)中，701及801表示母材的晶粒，701与801的晶体取向不同。晶粒701是比晶粒801难以被研磨加工的、也就是难以滑动的平面取向的晶粒。201为钝态膜。301为钝态膜的厚度，401为研磨前的凹凸。图5的(2)中，研磨至去除加工厚度511(511小于钝态膜的厚度301)。此时，由于晶粒701比晶粒801难以被研磨加工，因此在晶粒701与晶粒801之间产生阶差911。当经过一定时间后，钝态膜像图5的(3)那样再生至厚度311。在该钝态膜的再生时，会消耗母材的凸部的一部分厚度611。此外，此时的凹凸为411，411小于401。401减去411而得的差分为第一阶段研磨的粗糙度降低效果。图6为表示通过本实施方式的镜面研磨法来研磨实际的多晶材料的情况的、第二阶段研磨的截面图。图6的(1)是与图5的(3)相同的图。图6的(2)中，研磨至去除加工厚度521(521小于钝态膜的厚度311)。当经过一定时间后，钝态膜像图6的(3)那样再生至厚度321。在该钝态膜的再生时，会消耗母材的凸部的一部分厚度621。此外，此时的凹凸为421，421小于411。411减去421而得的差分为第一阶段研磨的粗糙度降低效果。图7为表示通过非本实施方式的镜面研磨法来研磨实际的多晶材料的情况的截面图。图7的(1)中，702及802表示母材的晶粒，702与802的晶体取向不同。晶粒702是比晶粒802难以被研磨加工的、也就是难以滑动的平面取向的晶粒。202为钝态膜。302为钝态膜的厚度，402为研磨前的凹凸。图7的(2)中，研磨至去除加工厚度512(512小于钝态膜的厚度302)。此时，由于晶粒702比晶粒802难以被研磨加工，因此在晶粒702与晶粒802之间产生阶差912。若超过钝态膜的厚度302而进一步继续研磨，则在晶粒702与晶粒802之间，阶差进一步增大而成为阶差92本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体传感器装置，其特征在于，具有传感器芯片和形成于所述传感器芯片的第一薄膜，所述传感器芯片隔着所述第一薄膜与形成于多晶材料的底座的第二薄膜机械性地连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.30 JP 2015-1925201.一种半导体传感器装置，其特征在于，具有传感器芯片和形成于所述传感器芯片的第一薄膜，所述传感器芯片隔着所述第一薄膜与形成于多晶材料的底座的第二薄膜机械性地连接。2.根据权利要求1所述的半导体传感器装置，其特征在于，所述底座为感知压力的变化的不锈钢受压底座。3.根据权利要求2所述的半导体传感器装置，其特征在于，所述传感器芯片为物理、机械性传感器。4.根据权利要求1所述的半导体传感器装置，其特征在于，所述第一薄膜及所述第二薄膜选自W、Al、Cr、Ni、Ti、Ta、Cu、Au、Pt、Fe、Ag中的任一种或任意几种，或者由合金构成。5.根据权利要求4所述的半导体传感器装置，其特征在于，所述第一薄膜及所述第二薄膜的厚度为0.1nm～1μm。6.根据权利要求1所述的半导体传感器装置，其特征在于，所述传感器芯片经由所述第一薄膜与不锈钢底座电性连接。7.一种半导体传感器装置的制造方法，其特征在于，具有如下工序：在传感器芯片上形成第一薄...

【专利技术属性】
技术研发人员：金野雄志，菊地广，宫岛健太郎，出川宗里，
申请(专利权)人：日立汽车系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP