静电电容式半导体物理量传感器及其制造方法技术

在静电电容式半导体物理量传感器中，玻璃衬底和硅衬底相互面对的周边区域（连接区域）接触以用于阳极连接，而同时该玻璃衬底和该硅衬底具有在其间施加的阳极连接电压以结合为一体。在硅衬底的连接面侧的表面上形成固定电极，而在半导体衬底的连接面侧的表面上形成可移动电极。在阳极连接之前，在该连接区域内侧的玻璃衬底的连接面侧的表面上形成有等电位配线，其使固定电极短接于可移动电极，以作为针对阳极连接中放电的对策。在阳极连接之后，该等电位配线被切断并去除。通过以这种方式制造传感器，在绝缘衬底与半导体衬底阳极连接时，使绝缘衬底的固定电极与半导体衬底的可移动电极等电位，从而防止了放电的产生。因此，可以获得高连接力和所需的传感器特性，而不会引起连接空隙的产生和传感器芯片尺寸的增大。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种例如MEMS(微机电系统)装置的，特别涉及到关于在阳极连接中放电的对策。
技术介绍
图8示出了传统的静电电容式半导体物理量传感器的一个实例。如图8所示，在硅半导体衬底1(以下称为硅衬底)的上表面设置绝缘玻璃衬底2，其中，硅衬底1和玻璃衬底2的周边区域(连接区域)5通过阳极连接而结合。对硅衬底1进行蚀刻以形成具有压力传感部4的框架形支座3，该压力传感部4具有相对较薄的壁从而可以弯曲并且可上下移动。压力传感部4的上表面和下表面都用作可移动电极，而上述玻璃衬底2具有在其内表面形成的且朝向该可移动电极的固定电极7。这样，通过间隙6在可移动电极和固定电极之间产生静电电容。压力传感部4通过施加到其上的压力而移动，从而改变间隙6，进而在该可移动电极和该固定电极之间产生的静电电容也发生变化。间隙的变化，即压力的变化，被设计为可以通过检测静电电容的变化而获得。信号从导电膜9a以及导电膜9b通过在玻璃衬底2中形成的通孔8a、8b输出到外部电路，其中所述的导电膜9a电连接到硅衬底1或可移动电极，而所述的导电膜9b通过固定电极7的引导部7c电连接到固定电极7并且通过绝缘膜10与硅衬底1绝缘。请注意，附图标记11表示用于将硅衬底1通过阳极连接连接到玻璃衬底2的电源。在施加用于连接的高电压时，硅衬底1和玻璃衬底2之间的阳极连接可以引起以下风险，即，可移动的压力传感部4由于静电吸引而移动，而更靠近形成在玻璃衬底2上的固定电极7，从而在压力传感部4和固定电极7之间产生放电A，这样，固定电极7通过热量被熔合，并因此被熔接到压力传感部4。这种情况的出现将导致压力传感部4不可移动以及不能检测压力的问题。为了解决上述问题，公知地如图9和图10所示，在与上述传感器类似的传感器中的玻璃衬底2上，预先形成短接导电图形(等电位配线)70，其将玻璃衬底2的固定电极7电连接到硅衬底1的可移动电极；并且在施加高电压以用于阳极连接时，该可移动电极和该固定电极通过等电位配线70(参见例如日本特开平10-090300号专利公报)电连接。这使得在阳极连接中固定电极阳极连接与硅衬底等电位。因此，不会在阳极连接中产生放电，以便防止可移动电极和固定电极彼此接触并熔接，而且还可以获得高的连接力。然而，在保持形成有等电位配线的情况下，不能获得所需的传感器特性。因此，公知地形成一种具有间隙的短接导电图形，其在阳极连接中通过短接导电图形使固定电极电连接到硅衬底，而在正常的物理量测量中使固定电极与硅衬底电断开(参见例如日本特开平9-196700专利公报)。然而，这种短接导电图形形成在玻璃衬底与硅衬底之间，这将引起在短接导电图形周围可能产生连接空隙(如俘获阻碍连接的气泡的情况)的问题。还有一种方案，即在硅衬底和玻璃衬底之间、在结合部的外侧的硅衬底上设置短接导电图形，并且在阳极连接后例如使用激光来切断该短接导电图形(参见例如日本特开平6-340452专利公报)。然而，在这种情况下，将产生由于短接导电图形设置在该硅衬底和该玻璃衬底之间、结合部的外侧而导致的芯片尺寸增大的问题。
技术实现思路
本专利技术旨在解决上述问题，并且本专利技术的目的在于提供一种，其中，在绝缘衬底与半导体衬底阳极连接时，使得绝缘衬底的固定电极与半导体衬底的可移动电极等电位，从而防止放电的产生，并且可以获得高结合力和所需的传感器特性，而不会引起连接空隙的产生和传感器芯片尺寸增大。为解决上述问题，本专利技术提供了一种制造静电电容式半导体物理量传感器的方法，其中，绝缘衬底和半导体衬底相互面对的周边区域(称为连接区域)接触以用于阳极连接，而该绝缘衬底和该半导体衬底具有在其间施加的阳极连接电压以通过阳极连接而结合为一体，并且在绝缘衬底的连接面侧的表面上形成固定电极，以及在半导体衬底的连接面侧的表面上形成可移动电极，所述方法包括第一步骤，在阳极连接之前，在连接区域内侧、绝缘衬底的连接面侧的表面上形成等电位配线，以使固定电极短接于可移动电极；第二步骤，进行阳极连接；以及第三步骤，在阳极连接之后，切断并去除等电位配线。在第三步骤中，所述等电位配线可以通过能从绝缘衬底穿过的激光辐射而被切断。在所述第三步骤中，在绝缘衬底中设置有用于固定电极和可移动电极的通孔，在显露于各所述通孔的底部的导电膜层之间施加电压，以在等电位配线中产生电流，并且该等电位配线通过在其上产生的热量而被切断。而且，本专利技术还提供了一种制造静电电容式半导体物理量传感器的方法，其中，绝缘衬底和半导体衬底的相互面对的周边区域(指连接区域)接触以用于阳极连接，而绝缘衬底和半导体衬底具有在其间施加的阳极连接电压以通过阳极连接而结合为一体，并且在绝缘衬底的连接面侧的表面上形成固定电极，以及在半导体衬底的连接面侧的表面上形成可移动电极，所述方法包括第一步骤，在阳极连接之前，在连接区域内侧、半导体衬底的连接面侧的表面上形成等电位配线，以使固定电极短接于可移动电极；第二步骤，进行阳极连接；以及第三步骤，在阳极连接之后，切断并去除等电位配线。在第三步骤中，可以相类似地应用上述各种方法来切断所述等电位配线。优选地，在上述的任意一种方法中，等电位配线在其切断位置具有减小的配线宽度。这将使得当产生用于切断的电流时，电流和电压将集中于该宽度减小的部分，从而可以容易地实现等电位配线的切断。本专利技术还提供了一种静电电容式半导体物理量传感器，其中，绝缘衬底和半导体衬底相互面对的周边区域(称为连接区域)接触以用于阳极连接，而该绝缘衬底和该半导体衬底具有在其间施加的阳极连接电压以通过阳极连接而结合为一体，并且在绝缘衬底的连接面侧的表面上形成固定电极，以及在半导体衬底的连接面侧的表面上形成可移动电极，其中在连接区域的内侧、绝缘衬底或半导体衬底的连接面侧的表面上形成有等电位配线，其使固定电极短接于可移动电极；并且所述等电位配线具有在阳极连接后通过对等电位配线施加激光辐射或电流而能够被切断的结构。根据本专利技术，在阳极连接中，半导体衬底(可移动电极)通过等电位配线(即短接导电图形)与固定电极连接，从而该可移动电极与该固定电极等电位。这样防止了阳极连接中在可移动电极和固定电极之间放电的产生，从而确保阳极连接。在连接结束后将该等电位配线切断并去除。这样使得可移动电极与固定电极电性分离，于是可以检测出例如压力、加速度等的物理量，因此，可以获得具有所需特性的传感器。而且，由于防止了将等电位配线夹在半导体衬底和玻璃衬底之间，所以防止了连接空隙的产生。并且，由于短接导电图形形成在连接部分内侧的绝缘衬底上，所以可以减小芯片尺寸。附图说明图1为根据本专利技术一实施例的静电电容式压力传感器的剖面图，其显示了通过激光束辐射来切断等电位配线；图2为该传感器的俯视图；图3为该传感器的剖面图，其显示了通过施加电压来切断等电位配线；图4为该传感器的剖面图，其显示了通过使用通孔施加电压来切断等电位配线；图5为该传感器的俯视图，其显示了减小等电位配线的配线宽度；图6为根据本专利技术另一实施例的静电电容式压力传感器的剖面图，其显示了通过激光束辐射来切断等电位配线；图7为该传感器的俯视图；图8为传统的不具有等电位配线的静电电容式压力传感器的剖面图；图9为传统的具有等电位配线的静电电容式压力传感器的剖面图；和图10为传统的具有等电位配线的静电电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造静电电容式半导体物理量传感器的方法，其中，绝缘衬底和半导体衬底相互面对的周边区域（称为连接区域）接触以用于阳极连接，而该绝缘衬底和该半导体衬底具有在其间施加的阳极连接电压以通过阳极连接而结合为一体，并且在该绝缘衬底的连接面侧的表面上形成固定电极，以及在该半导体衬底的连接面侧的表面上形成可移动电极，所述方法包括：第一步骤，即在阳极连接之前，在该连接区域的内侧、该绝缘衬底的连接面侧的表面上形成等电位配线，以使该固定电极短接于该可移动电极；第二步骤， 即进行阳极连接；以及第三步骤，即在阳极连接之后，切断并去除该等电位配线。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：饭井良介，境浩司，石上敦史，古久保英一，
申请(专利权)人：松下电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]