具有排出路径的半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

在半导体装置中，第一基板(10)和第二基板(40)通过绝缘膜(30)彼此接合。在第一基板(10)与第二基板(40)之间设置有气密室(50)，在该气密室(50)内封闭有感测部(20)。第二基板(40)具有在第一基板(10)和第二基板(40)的堆叠方向上贯通的通孔(61)，并露出第一基板(10)的第一表面(10a)。贯通电极(63)设置在第二基板(40)的通孔(61)的壁表面上，并与感测部(20)电连接。在位于气密室(50)与通孔(61)之间的位置处设置有排出路径(80)，用于将接合时产生的废气从气密室释放至通孔。

【技术实现步骤摘要】
具有排出路径的半导体装置及其制造方法
本专利技术涉及一种半导体装置及其制造方法，该半导体装置包括彼此接合的第一基板和第二基板以在其间提供气密室。
技术介绍
已知一种半导体装置，该半导体装置具有在第一基板和第二基板之间的气密室，以及封闭在该气密室中的感测部。在这样的半导体装置中，例如，第一基板形成有用于检测角速度的感测部，并且第二基板在面向所述感测部的位置处的表面上形成有凹部。第二基板结合到第一基板，从而由在第一基板与第二基板的凹部之间限定的空间提供气密室以封闭感测部。感测部例如被构造为包括振动器。气密室内的压力如此之低，以至于增加了振动器的品质因数(Q因数)。这样的半导体装置可以按照以下方式制造。首先，在第一基板中形成用于检测角速度的感测部，并且在第二基板中形成凹部。第一基板和第二基板彼此接合，从而由第一基板与第二基板的凹部之间限定的空间形成用于封闭感测部的气密室。第一基板和第二基板通过表面活化接合(surfaceactivatedbonding)而彼此接合。然而，在这种制造方法中，在接合期间可能会产生诸如氢气或氮气之类的废气(outgas)。结果，气密室的压力可能会受到废气的影响。例如，JP2014-173961A描述了一种半导体装置，在该半导体装置中，增大了气密室以减小废气的影响。
技术实现思路
然而，在其中气密室的空间扩大的构造中，废气保留在气密室中。因此，难以充分降低气密室的压力。本专利技术的一个目的是提供一种能够将气密室的压力降低至低压的半导体装置及其制造方法。<br>根据本专利技术的第一方面，一种半导体装置包括：具有第一表面的第一基板，具有第二表面的第二基板，绝缘膜，感测部和贯通电极。第一基板和第二基板彼此接合，使得第一基板的第一表面面向第二基板的第二表面，并且在第一基板与第二基板之间设置有气密室。第二基板具有在第一基板和第二基板的堆叠方向上穿透第二基板并且暴露第一基板的第一表面的通孔。绝缘膜设置在第一基板的第一表面与第二基板的第二表面之间。感测部设置在气密室中，并且包括振动器。贯通电极设置在第二基板的通孔的壁表面上。贯通电极电连接到感测部。半导体装置还包括在位于气密室与通孔之间的位置处限定空间的排出路径。在这种构造中，当对半导体装置进行热处理时，在气密室中产生的废气可以将被排放到通孔中，因此可以减小气密室的压力。另外，由于可以通过排放路径将废气排放到通孔中，因此与没有排放路径的构造相比，可以增强废气的排放。根据本专利技术的第二方面，一种用于制造半导体装置的方法，包括：制备具有第一表面的第一基板；在所述第一基板中形成与所述第一表面相邻的感测部；制备具有第二表面的第二基板；在所述第一基板和所述第二基板中的至少一个上形成绝缘膜；通过所述绝缘膜将第一基板的第一表面和第二基板的第二表面接合，以在所述第一基板与所述第二基板之间提供气密室并在该气密室中封闭包括振动器的感测部；沿着第一基板和第二基板的堆叠方向上在所述第二基板和所述绝缘膜中形成通孔，以暴露所述第一基板的第一表面；在所述通孔中形成与所述感测部电连接的贯通电极；在接合之前，在所述接合和形成通孔的过程中将位于气密室与通孔之间的位置处形成凹槽。在接合时，第一基板的第一表面和第二基板的第二表面通过绝缘膜接合，从而通过将在通孔形成过程中位于气密室与通孔之间位置处的凹槽提供排出路径。该方法还包括：在形成通孔之后且在形成贯通电极之前，进行热处理以通过所述排出路径将在接合中产生的废气从所述气密室释放到通孔。在这种方法中，通过热处理，将废气通过所述排出路径从所述气密室排出至通孔，因此可以降低所述气密室的压力。另外，与不具有排出路径的构造相比，可以缩短废气的扩散距离。因此，可以容易地排出废气。附图说明通过以下参考附图的详细描述，本专利技术的目的、特征和优点将变得更加明显，其中：图1是示出本专利技术第一实施例的半导体装置的剖面图；图2是示出图1所示的半导体装置的贯穿电极周围的平面图；图3是示出沿图2中的III-III线的剖视图；图4A是用于说明图1所示的半导体装置的制造步骤的剖视图；图4B是用于说明图1所示的半导体装置的制造步骤的剖视图；图4C是用于说明在图4A和4B所示的步骤之后的半导体装置的制造步骤的剖视图；图4D是用于说明图4C所示的步骤之后的半导体装置的制造步骤的剖视图；图4E是用于说明图4D所示的步骤之后的半导体装置的制造步骤的剖视图；图4F是用于说明图4E所示的步骤之后的半导体装置的制造步骤的剖视图；图5A是示出第一实施例的变型的排出路径的剖视图；图5B是示出第一实施例的另一变型的排出路径的剖视图；图5C是示出第一实施例的又一变型的排出路径的剖视图；图5D是示出第一实施例的另外又一变型的排出路径的剖视图；图6是示出根据本专利技术第二实施例的半导体装置的剖视图；图7是示出根据本专利技术第三实施例的半导体装置的剖视图；以及图8是示出根据本专利技术第四实施例的半导体装置的剖视图。具体实施方式在下文中将参考附图描述本专利技术的实施例。注意，在实施例的描述中，相同或等同的部分将用相同的附图标记表示。(第一实施例)将参考附图描述第一实施例。在本实施例中，半导体装置被示例性地构造为角速度传感器。如图1所示，本实施例的角速度传感器包括第一基板10，第一基板10具有作为第一表面的一个表面10a。第一基板10是绝缘体上硅(SilicononInsulator，简称SOI)基板，其中支撑基板11、绝缘膜12和半导体层13以此顺序堆叠。在本实施例中，半导体层13的与绝缘膜12相反的表面提供第一基板10的表面10a。由硅基板等提供支撑基板11和半导体层13。由氧化膜等提供绝缘膜12。第一基板10在与表面10a相邻的一侧上，即在半导体层13中形成有感测部20。感测部20根据角速度输出传感器信号。在本实施例中，感测部20例如包括驱动单元、固定单元和具有振动器的振动单元。振动单元被驱动单元驱动以在预定方向上振动。当施加角速度时，振动单元根据科里奥利力(Coriolisforce)振动以进行感测。结果，感测部20根据固定单元与振动单元之间的电容的变化来输出传感器信号。支撑基板11在面向感测部20的部分处形成有凹部14。形成所述凹部14以便限制支撑基板11与感测部20接触。在本实施例中，绝缘膜12也形成于凹部14的壁表面上。可选地，在凹部14的壁表面上也可以不形成绝缘膜12。第二基板40通过绝缘膜30接合在第一基板10的表面10a上。换句话说，绝缘膜30设置在第一基板10的表面10a与第二基板40的表面40a之间。由硅基板等提供第二基板40。第二基板40具有与第一基板10相邻的表面40a以及与该表面40a相反的表面40b。第二基板40在面向感测部20的区域处形成有凹部41。第二基板40的与第一基板10相邻的表面40a也将被称为第二表面40a。当第一基板10和第二基板40本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，包括：/n具有第一表面(10a)的第一基板(10)；/n具有第二表面(40a)的第二基板(40)，所述第二基板(40)接合到所述第一基板(10)，使得所述第二表面(40a)面向所述第一基板(10)的所述第一表面(10a)，并且在所述第一基板(10)与所述第二基板(40)之间设置有气密室(50)，所述第二基板(40)具有通孔(61)，所述通孔(61)沿所述第一基板和所述第二基板的堆叠方向贯通所述第二基板(40)并暴露所述第一基板(10)的所述第一表面(10a)；/n设置在所述第一基板(10)的所述第一表面(10a)与所述第二基板(40)的所述第二表面(40a)之间的绝缘膜(30)；/n设置在所述气密室(50)中的感测部(20)，所述感测部(20)包括振动器；/n设置在所述第二基板(40)的所述通孔(61)的壁表面上的贯通电极(63)，所述贯通电极(63)与所述感测部(20)电连接；和/n排出路径(80)，其在位于所述气密室(50)与所述通孔(61)之间的位置处限定了空间。/n

【技术特征摘要】
20190320 JP 2019-0534291.一种半导体装置，包括：
具有第一表面(10a)的第一基板(10)；
具有第二表面(40a)的第二基板(40)，所述第二基板(40)接合到所述第一基板(10)，使得所述第二表面(40a)面向所述第一基板(10)的所述第一表面(10a)，并且在所述第一基板(10)与所述第二基板(40)之间设置有气密室(50)，所述第二基板(40)具有通孔(61)，所述通孔(61)沿所述第一基板和所述第二基板的堆叠方向贯通所述第二基板(40)并暴露所述第一基板(10)的所述第一表面(10a)；
设置在所述第一基板(10)的所述第一表面(10a)与所述第二基板(40)的所述第二表面(40a)之间的绝缘膜(30)；
设置在所述气密室(50)中的感测部(20)，所述感测部(20)包括振动器；
设置在所述第二基板(40)的所述通孔(61)的壁表面上的贯通电极(63)，所述贯通电极(63)与所述感测部(20)电连接；和
排出路径(80)，其在位于所述气密室(50)与所述通孔(61)之间的位置处限定了空间。


2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中
所述排出路径(80)设置在远离所述气密室(50)和所述通孔(61)的位置处。


3.根据权利要求1所述的半导体装置，其中
所述排出路径(80)设置在与所述通孔(61)连通且远离所述气密室(50)的位置处。


4.根据权利要求1所述的半导体装置，其中
所述排出路径(80)设置在与所述气密室(50)连通且远离所述通孔(61)的位置处。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的半导体装置，其中，
所述第一基板(10)、所述第二基板(40)和所述绝缘膜(30)在所述气密室(50)和所述通孔(61)之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木爱美，明石照久，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本;JP