DE102006031047A1

DE102006031047A1 - Halbleitersensor und Herstellungsverfahren dafür

Info

Publication number: DE102006031047A1
Application number: DE102006031047A
Authority: DE
Inventors: Minekazu Kariya Sakai; Ryuichiro Kariya Abe; Akitoshi Kariya Yamanaka
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-07-06
Filing date: 2006-07-05
Publication date: 2007-01-18
Also published as: US7373821B2; JP2007019152A; US7770452B2; US20080196501A1; JP4552783B2; US20070007607A1

Abstract

Es ist ein Halbleitersensor offenbart, der ein Halbleitersubstrat (10), einen Erfassungsabschnitt (20, 31, 41), welcher an dem Halbleitersubstrat (10) vorgesehen ist, und ein Kontaktierungselement (25a, 30a, 40a), das mit dem Erfassungsabschnitt (20, 21, 31, 41) elektrisch verbunden und an dem Halbleitersubstrat (10) vorgesehen ist, aufweist. Der Halbleitersensor weist auch eine Verbindungsverdrahtung (200) in elektrischer Verbindung mit dem Kontaktierungselement auf. Des Weiteren weist der Halbleitersensor ein Abdeckelement (100) mit einem Abdeckabschnitt (103) auf, der über dem Halbleitersubstrat (10) angeordnet ist, um den Erfassungsabschnitt (20, 31, 41) abzudecken, so dass der Abdeckabschnitt (103) von dem Erfassungsabschnitt (20, 31, 41) beabstandet getrennt ist. Das Abdeckelement (100) weist ferner einen Verbindungsabschnitt (101) auf, der an dem Halbleitersubstrat (10) an einem Bereich angeordnet ist, welcher das Kontaktierungselement (25a, 30a, 40a) aufweist, und der eine elektrische Verbindung zwischen dem Kontaktierungselement und der Verbindungsverdrahtung durch ihn hindurch ermöglicht.

Description

Die gegenwärtige Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf einen Halbleitersensor und insbesondere auf einen Halbleitersensor mit einem Abdeckelement und auf ein Verfahren zur Herstellung desselben.

Halbleitersensoren sind derart ausgestaltet, dass sie ein Halbleitersubstrat, Erfassungsabschnitte, die über einer Fläche bzw. Oberfläche des Halbleitersubstrats vorgesehen sind, und Kontaktierungselemente, die an der Peripherie der Erfassungsabschnitte über der einen Oberfläche des Halbleitersubstrats vorgesehen sind, aufweisen. In einem solchen Halbleitersensor sind Verbindungsverdrahtungen elektrisch mit den Kontaktierungselementen verbunden. Durch die Kontaktierungselemente und durch die Verbindungsverdrahtungen werden auch Signale von den Erfassungsabschnitten übertragen. (Siehe z.B. die Japanische Patentanmeldung 2003-531017, welche sich auf das U.S. Patent Nr. 6,951,824 bezieht, und die Japanische Patentveröffentlichung 2002-504026, die sich auf das U.S. Patent Nr. 6,656,368 bezieht.)

In diesen Halbleitersensoren aus dem Stand der Technik kann über einer Oberfläche des Substrats ein Abdeckelement, das aus einem Halbleitermaterial ausgebildet ist, vorgesehen sein, um die Erfassungsabschnitte zu schützen. Dieses Abdeckelement wird durch Opferschichtätzverfahren und Mehrfachfilmerzeugungsverfahren oder dadurch, dass es an einem Halbleitersubstrat mit einem niedrigschmelzenden Glas oder einem anderen geeigneten Haftmaterial angebracht wird, ausgebildet.

Das Abdeckelement deckt die Erfassungsabschnitte ab, und bisher ist es von den Erfassungsabschnitten getrennt beabstandet angeordnet. Somit ist es unwahrscheinlich, dass das Abdeckelement die Erfassungsabschnitte berührt. Es ist ebenfalls unwahrscheinlich, dass Fremdmaterial die Erfassungsabschnitte berührt. Daher sind die Erfassungsabschnitte auf geeignete Weise geschützt, und die Sensoreigenschaften können aufrechterhalten werden.

Um zwischen den Kontaktierungselementen und den Verbindungsverdrahtungen die elektrische Verbindung aufrechtzuerhalten, bedeckt das Abdeckelement die Erfassungsabschnitte über einer Oberfläche des Halbleitersubstrats, und es ist von den Kontaktierungselementen beabstandet angeordnet.

Diese Halbleitersensoren aus dem Stand der Technik haben jedoch bestimmte Nachteile. Zum Einen kann das Ausbilden des Abdeckelements durch die Opferschichtätzverfahren und Mehrfachfilmerzeugungsvorgänge schwierig sein. Es ist typischerweise auch zwischen den Erfassungsabschnitten und den Kontaktierungselementen ein Befestigungsbereich zum Koppeln des Abdeckelements vorgesehen. Dieser Befestigungsbereich ist relativ groß (z.B. 5 mm) und kann die Größe des Halbleitersensors unerwünscht erhöhen. Wenn das Abdeckelement beispielsweise mit einem Klebematerial befestigt ist, ist der Befestigungsbereich typischerweise groß, um den möglichen Fluss des Klebematerials zu gewähren.

Im Hinblick auf die obigen Nachteile ist es Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile zu beseitigen.

Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale von Anspruch 1 und 11. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Es ist ein Halbleitersensor offenbart, der ein Halbleitersubstrat, einen Erfassungsabschnitt, welcher an dem Halbleitersubstrat vorgesehen ist, und ein Kontaktierungselement, das mit dem Erfassungsabschnitt in elektrischer Verbindung steht und an dem Halbleitersubstrat vorgesehen ist, aufweist. Das Halbleitersubstrat weist ebenfalls eine Verbindungsleitung bzw. Verbindungsverdrahtung in elektrischer Verbindung mit dem Kontaktierungselement auf. Ferner weist der Halbleitersensor ein Abdeckelement mit einem Abdeckabschnitt auf, der über dem Halbleiterelement angeordnet ist, um den Erfassungsabschnitt abzudecken, so dass der Abdeckabschnitt von dem Erfassungsabschnitt beabstandet getrennt ist. Das Abdeckelement weist ferner einen Verbindungsabschnitt bzw. Kopplungsabschnitt auf, der an dem Halbleitersubstrat an einem das Kontaktierungselement aufweisenden Bereich vorgesehen ist, und der eine elektrische Verbindung des Kontaktierungselements mit der Verbindungsverdrahtung durch ihn hindurch ermöglicht.

Es ist ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersensors offenbart, das ein Vorsehen eines Erfassungsabschnitts an dem Halbleitersubstrat und ein Vorsehen eines Kontaktierungselements in elektrischer Verbindung mit dem Erfassungsabschnitt an dem Halbleitersubstrat beinhaltet. Das Verfahren weist auch ein Vorsehen eines Abdeckelements mit einem Abdeckabschnitt und einem Verbindungsabschnitt auf. Ferner weist das Verfahren ein Vorsehen des Verbindungsabschnitts des Abdeckelements an dem Halbleitersubstrat an einem Bereich auf, welcher die Kontaktierungselemente aufweist, so dass der Abdeckabschnitt den Erfassungsabschnitt bedeckt und von dem Erfassungsabschnitt getrennt beabstandet angeordnet ist. Darüber hinaus weist das Verfahren ein elektrisches Verbinden bzw. Koppeln einer Verbindungsverdrahtung mit dem Kontaktierungselement durch den Verbindungsabschnitt auf, um Signale zu übertragen, welche durch den Erfassungsabschnitt ausgegeben werden.

1 ist eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform eines Halbleitersensors;
2 ist eine schematische Schnittansicht des Halbleitersensors entlang einer Linie II-II von 1;
3 ist eine schematische Schnittansicht des Halbleitersensors entlang einer Linie III-III von 1;
4 ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts IV von 3;
5 ist eine schematische Schnittansicht, welche eine andere Ausführungsform des Halbleitersensors darstellt;
6 ist eine schematische Schnittansicht, welche eine andere Ausführungsform des Halbleitersensors darstellt;
7 ist eine schematische Draufsicht des Halbleitersensors von 6;
8A und 8B sind schematische Schnittansichten, welche eine andere Ausführungsform des Halbleitersensors darstellen; und
9A und 9B sind schematische Schnittansichten, welche andere Ausführungsformen des Halbleitersensors darstellen.
Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. In der beigefügten Zeichnung sind zur Vereinfachung der Beschreibung identische oder gleiche Abschnitte bzw. Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Es wird am Anfang auf die 1 bis 3 Bezug genommen, in denen eine Ausführungsform eines Halbleitersensors S1 dargestellt ist. In einer Ausführungsform ist der Halbleitersensor S1 ein differenzieller kapazitiver Halbleiter-Beschleunigungssensor, ein Sensor von Sensoren für kapazitive mechanische Größen. Der Halbleitersensor S1 könnte ein Beschleunigungssensor für Kraftfahrzeuge oder ein Kreiselsensor zur Steuerung des Betriebs von Luftsäcken, ABS, VSC und dergleichen sein. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass der Halbleitersensor S1 von jeglichem Typ sein und auf jegliche Art und Weise verwendet werden könnte, ohne dass der Schutzumfang der gegenwärtigen Offenbarung verlassen wird.
Wie in den 1 bis 3 dargestellt ist, weist der Halbleiterbeschleunigungssensor S1 ein Halbleitersubstrat 10 auf. In einer Ausführungsform ist das Halbleitersubstrat 10 dadurch ausgestaltet, dass dieses Halbleitersubstrat 10 einem bekannten Mikrobearbeitungsverfahren unterzogen wird. Wie in den 2 und 3 dargestellt ist, ist das Halbleitersubstrat 10 beispielsweise ein rechtwinkliges SOI-(Silizium auf Isolator) Substrat 10. Es weist zwischen einem ersten Siliziumsubstrat 11 als erste Halbleiterschicht und einem zweiten Siliziumsubstrat 12 als zweite Halbleiterschicht einen Oxidfilm 13 als Isolierschicht auf.
Gräben bzw. Trenches 14 durchdringen das zweite Siliziumsubstrat 12 in der Dickenrichtung des zweiten Siliziumsubstrats 12 in einem vorgegebenen Muster. In der gezeigten Ausführungsform sind beispielsweise kammähnliche Strahlenstrukturen 20, 30, 40 ausgebildet, welche einen beweglichen Abschnitt 20 und feste Abschnitte 30, 40 aufweisen.
Der Oxidfilm 13 ist in Bereichen entfernt, wo die Strahlenstrukturen 20 bis 40 angeordnet sind (d.h. in dem Abschnitt, welcher durch das Rechteck 15 mit gestrichelter, rechtwinkliger Linie in 1 angezeigt ist). Somit ist in dem Oxidfilm 13 in dem Raum, welcher durch die gestrichelte rechtwinklige Linie eingeschlossen ist, eine Öffnung 15 ausgebildet.
Der bewegliche Abschnitt 20 weist einen langen und dünnen rechtwinkligen Achsabschnitt 21 und Federabschnitte 22, die an beiden Enden gekoppelt sind, auf. Der bewegliche Abschnitt 20 ist durch die Federabschnitte 22 mit Ankerabschnitten 23a, 23b integral gekoppelt, und er wird durch diese gehalten.
Wie in 3 dargestellt ist, sind die Ankerabschnitte 23a, 23b an dem Rand der Öffnung 15 angebracht, und sie werden über dem ersten Siliziumsubstrat 11 gehalten. Der Achsabschnitt 21 und die Federabschnitte 22 sind über der Öffnung 15 angeordnet.
Wie in 1 dargestellt ist, haben die Federabschnitte 22 die Form eines rechtwinkligen Rahmens, in welchem zwei parallele Strahlen miteinander an beiden Endabschnitten gekoppelt sind. Sie haben eine Federfunktion und sind in der Richtung orthogonal zu der Längsrichtung der zwei Strahlen verschoben. Durch diese Federabschnitte 22 kann der bewegliche Abschnitt 20 über dem ersten Siliziumsubstrat 11 in Richtung des Pfeiles X als Reaktion auf eine Beschleunigung verschoben werden.
Gemäß 1 weist der bewegliche Abschnitt 20 kammähnliche bewegliche Elektroden 24 auf. In diesem Beispiel sind an der linken Seite bzw. der rechten Seite des Achsabschnitts 21 vier bewegliche Elektroden 24 vorstehend ausgeformt, und sie sind der Öffnung 15 zugewandt. Die beweglichen Elektroden 24 können wie der bewegliche Abschnitt 20, der mit den Federabschnitten 22 und dem Achsabschnitt 21 integral ausgeformt ist, in Richtung des Pfeiles X verschoben werden.
Der feste Abschnitt 30, der an der linken Seite des Achsabschnitts 21 in 1 angeordnet ist, weist eine Vielzahl von linksseitigen festen Elektroden 31 und einen Verdrahtungsabschnitt bzw. Verkabelungsabschnitt 32 für die linksseitigen festen Elektroden 31 auf. Der feste Abschnitt 40, der an der rechten Seite des Achsabschnittes 21 in 1 angeordnet ist, weist eine Vielzahl von rechtsseitigen festen Elektroden 41 und einen Verdrahtungsabschnitt bzw. Verkabelungsabschnitt 42 für die rechtsseitigen festen Elektroden 41 auf.
Die Verdrahtungsabschnitte 32, 42 sind über dem Oxidfilm 13 fest angebracht. Die Verdrahtungsabschnitte 32, 42 sind jeweils an entgegengesetzten Seiten des Halbleitersensors S1 in der Nähe des Randes der rechtwinkligen Öffnung 15 angebracht. Die Verdrahtungsabschnitte 32, 42 werden über dem ersten Siliziumsubstrat 11 mit dem dazwischen angeordneten Oxidfilm 13 gehalten.
In der in 1 dargestellten Ausführungsform sind die mehrfachen festen Elektroden 31 zwischen den beweglichen Elektroden 24 an einer Seite des beweglichen Abschnitts 20 angeordnet, und die festen Elektroden 41 sind zwischen den beweglichen Elektroden 24 an einer entgegengesetzten Seite des beweglichen Abschnitts 20 angeordnet. Die festen Elektroden 31, 41 sind über der Öffnung 15 frei tragend und werden durch die jeweiligen Verdrahtungsabschnitte 32, 42 gehalten.
Somit ist in jedem Zwischenraum zwischen einer Seitenfläche einer beweglichen Elektrode 24 und einer Seitenfläche einer festen Elektrode 31 oder 41 ein Erfassungszwischenraum zum Erfassen einer Kapazität ausgeformt. Mit anderen Worten, der bewegliche Abschnitt 20 und die festen Elektroden 31, 41, welche zu den beweglichen Elektroden 24 des beweglichen Abschnitts 20 mit Erfassungszwischenräumen dazwischen gegenüberliegend angeordnet sind, sind als Erfassungsabschnitte 20, 31 und 41 ausgeformt, welche Erfassungssignale für eine Beschleunigung erzeugen.
Darüber hinaus sind an vorgegebenen Positionen über dem Verdrahtungsabschnitt 32 für die linksseitigen festen Elektroden bzw. über dem Verdrahtungsabschnitt 42 für die rechtsseitigen festen Elektroden ein Kontaktierungselement 30a für die linksseitigen festen Elektroden und ein Kontaktierungselement 40a für die rechtsseitigen festen Elektroden angeordnet. Ein Verdrahtungsabschnitt 25 für die beweglichen Elektroden ist derart ausgebildet, dass er mit einem Ankerabschnitt 23b integral gekoppelt ist. An einer vorgegebenen Position über diesem Verdrahtungsabschnitt 25 ist ein Kontaktierungselement 25a für die beweglichen Elektroden ausgebildet. Die Kontaktierungselemente 25a, 30a und 40a für die jeweiligen Elektroden sind beispielsweise durch Sputtern oder durch Aluminiumverdampfen ausgebildet.
Der Halbleiterbeschleunigungssensor S1 beinhaltet somit die Erfassungsabschnitte 20, 31 und 41, welche über der Oberfläche des Halbleitersubstrats 10 vorgesehen sind (d.h. über dem zweiten Siliziumsubstrat 12). Der Sensor S1 beinhaltet auch die Kontaktierungselemente 25a, 30a, 40a, welche an der Peripherie der Erfassungsabschnitte 20, 31, 41 über der Oberfläche des Halbleitersubstrats 10 (d.h. über dem zweiten Siliziumsubstrat 12) vorgesehen sind.
Der Halbleiterbeschleunigungssensor S1 beinhaltet auch eine Vielzahl von Verbindungsverdrahtungen 200, wie in 1 und 3 dargestellt ist. Die Verbindungsverdrahtungen 200 stehen mit entsprechenden Kontaktierungselementen 25a, 30a, 40a in elektrischer Verbindung, um Signale zu übertragen, welche von dem entsprechenden Erfassungsabschnitt 20, 31, 41 ausgegeben werden.
Diese Verbindungsverdrahtungen 200 können aus Gold, Aluminium oder dergleichen ausgebildet sein. Die Verbindungsverdrahtungen 200 können ebenfalls durch ein bekanntes Leitungsverbindungsverfahren bzw. Leitungsbondingverfahren, wie z.B. das Thermodruckbonden, das Ultraschallbonden (d.h. ein Metall verbinden) oder dergleichen elektrisch gebondet sein.
Die Kontaktierungselemente 25a, 30a und 40a sind über diese Verbindungsverdrahtungen 200 mit einem nicht dargestellten Schaltungschip verbunden. Der Schaltungschip hat eine (nicht dargestellte) Erfassungsschaltung, um die Ausgangssignale von dem Halbleiterbeschleunigungssensor S1 zu verarbeiten.
Der Sensor S1 beinhaltet ferner ein Abdeckelement 100. In einer Ausführungsform ist das Abdeckelement 100 wenigstens teilweise aus Harz, wie z.B. aus einem Harzfilm, ausgeformt. Das Abdeckelement 100 ist über einer Oberfläche des Halbleitersubstrats 10 vorgesehen. Das Abdeckelement 100 beinhaltet einen Abdeckabschnitt 103 und einen Verbindungsabschnitt bzw. Kopplungsabschnitt 101. Der Abdeckabschnitt 103 deckt die Erfassungsabschnitte 20, 31, 41 derart ab, dass er zu den Erfassungsabschnitten 20, 31 und 41 beabstandet angeordnet ist. Der Verbindungsabschnitt 101 ist mit dem Substrat 10 verbunden bzw. gekoppelt (d.h. über der Oberfläche des zweiten Siliziumsubstrats 12 an der Peripherie der Erfassungsabschnitte 20, 31, 41). Der Verbindungsabschnitt 101 ist ebenfalls mit den Kontaktierungselementen 25a, 30a, 40a verbunden. Genauer gesagt ist der Verbindungsabschnitt 101 des Abdeckelements 100 mit dem Halbleitersubstrat 10 an der Oberfläche des zweiten Siliziumsubstrats 12 an dem Rand der Öffnung 15 verbunden. In dieser Ausführungsform deckt der Verbindungsabschnitt 101 des Abdeckelements 100 die Kontaktierungselemente 25a, 30a, 40a ab.
Gemäß 3 sind die Verbindungsverdrahtungen 200 mit den Kontaktierungselementen 25a, 30a, 40a sogar dann elektrisch verbunden, wenn der Verbindungsabschnitt 101 des Abdeckelements 100 mit den Kontaktierungselementen 25a, 30a, 40a verbunden ist. Diese elektrische Verbindung zwischen einem der Kontaktierungselemente 25a, 30a, 40a und einer Verbindungsverdrahtung ist in 3 durch das Bezugszeichen 110 angezeigt. Es wird im folgenden als "elektrische Verbindung 110 von Kontaktierungselement zu Verdrahtung" bezeichnet.
Unter Bezugnahme auf 4 wird außerdem eine genauere Beschreibung von dem Aufbau des Abdeckelements 100 und den elektrischen Verbindungen 110 von Kontaktierungselement zu Verdrahtung geliefert. Obwohl 4 eine vergrößerte Ansicht der elektrischen Verbindung 110 von Kontaktierungselement zu Verdrahtung für das Kontaktierungselement 25a ist, ist zu erkennen, dass die elektrische Verbindung 110 von Kontaktierungselement zu Verdrahtung für die anderen Kontaktierungselemente 30a, 40a die gleiche sein könnte.
Gemäß 4 weist das Abdeckelement 100 wenigstens an den Abschnitten, welche den Kontaktierungselementen 25a, 30a, 40a entsprechen, leitfähige Elemente 102 auf. D.h. das Abdeckelement 100 weist die leitfähigen Elemente 102 an Abschnitten auf, an denen die Kontaktierungselemente 25a, 30a, 40a und die Verbindungsverdrahtungen 200 miteinander elektrisch verbunden werden sollen. Genauer gesagt erzielen die leitfähigen Elemente 102 zwischen den Kontaktierungselementen 25a, 30a, 40a und den entsprechenden Verbindungsverdrahtungen 200 eine elektrische Verbindung.
In der dargestellten Ausführungsform sind die leitfähigen Elemente 102 leitfähige Teilchen. Daher wird in dem in 4 dargestellten Beispiel als Material für das Abdeckelement 100 ein herkömmlich bekannter, anisotroper, leitfähiger Film (ACF) verwendet. Das Abdeckelement 100 wird dadurch bereitgestellt, dass die leitfähigen Teilchen gleichförmig verteilt werden. Genauer gesagt sind die leitfähigen Teilchen aus Harzkügelchen ausgebildet, welche vergoldet oder dergleichen sind, und als thermoplastischer Klebstoff wird ein Material, wie z.B. Polyimid, verwendet. Die Dicke des Abdeckelements 100 beträgt beispielsweise ungefähr 50 μm, und der Durchmesser von jedem leitfähigen Teilchen 102 liegt bei ungefähr 2 μm.
Ein derartiges Abdeckelement 100 kann leicht durch Pressformen bzw. Druckformen oder dergleichen ausgeformt werden. Der Verbindungsabschnitt 101 des Abdeckelements 100 ist mit dem Rand der Öffnung 15 durch Aufbringen von Wärme und Druck verbunden.
Ferner ist der Abdeckabschnitt 103 über den Erfassungsabschnitten 20, 31, 41 kuppelförmig, und er steht von den Erfassungsabschnitten 20, 31, 41 derart vor, wie es in 2 und 3 dargestellt ist. Wie gezeigt, ist der Kuppelabschnitt im Wesentlichen über der Öffnung 15 angeordnet. Die Ebenenform des kuppelförmigen Abschnitts 15 ist rechtwinklig, und diese Form ist im Wesentlichen die gleiche wie die der Öffnung 15. Weil der Abdeckabschnitt 103 kuppelförmig ist, wird zwischen dem Abdeckelement 100 und den Erfassungsabschnitten 20, 31, 41 ein Zwischenraum erzeugt.
In einer Ausführungsform wird die Kuppelform des Abdeckabschnitts 103 durch Pressformen erzeugt, bei dem der Harzfilm durch Schweißdruck plastisch verformt wird. In einer anderen Ausführungsform wird die Kuppelform des Abdeckabschnitts 103 durch einen Ansaugen erzeugt, bei dem der Harzfilm durch eine Saugkraft plastisch verformt wird.
In einer Ausführungsform werden die elektrischen Verbindungen 110 von Kontaktierungselement zu Verdrahtung dadurch aus-geformt, dass an den Kontaktierungselementen 25a, 30a, 40a über dem Abdeckelement 100 ein Verdrahtungsbonden bzw. Verdrahtungsverbinden durchgeführt wird. Genauer gesagt wird das Verdrahtungsverbinden an den Kontaktierungselementen 25a, 30a, 40a durchgeführt, welche durch den Verbindungsabschnitt 101 des Abdeckelements 100 abgedeckt werden. Insbesondere wird ein Thermokompressionsbonden oder ein Ultraschallbonden durchgeführt, um die Verbindungsverdrahtungen 200 und die entsprechenden Kontaktierungselemente 25a, 30a, 40a elektrisch zu verbinden. Somit werden die Verbindungsverdrahtungen 200 gegen den Verbindungsabschnitt 101 des Abdeckelements 100 gepresst, und dadurch wird das Abdeckelement 100 verformt.
Das verformte Abdeckelement 100 an den elektrischen Verbindungen 110 von Kontaktierungselement zu Verdrahtung ist in 4 dargestellt. Wie gezeigt verschiebt der Druck von der Verbindungsverdrahtung 200 die leitfähigen Teilchen 102, die an der elektrischen Verbindung 110 von Kontaktierungselement zu Verdrahtung angeordnet sind. Infolgedessen werden sowohl die Verbindungsverdrahtungen 200 und die leitfähigen Teilchen 102 als auch die Kontaktierungselemente 25a, 30a und 40a und die leitfähigen Teilchen 102 miteinander in Kontakt gebracht. Dadurch sind die Verbindungsverdrahtungen 200 und die Kontaktierungselemente 25a, 30a, 40a miteinander durch die leitfähigen Teilchen 102 durch Metallverbindung oder dergleichen elektrisch verbunden, und zwischen ihnen ist eine elektrische Kontinuität vorhanden.
Es wird nun der Erfassungsvorgang des Halbleiterbeschleunigungssensors S1 in dieser Ausführungsform beschrieben. Diese Ausführungsform ist so aufgebaut, dass die Beschleunigung auf der Grundlage einer Kapazitätsänderung an den Erfassungsabschnitten 20, 31, 41 erfasst wird. D.h. die Beschleunigung wird auf der Grundlage einer Kapazitätsänderung zwischen den beweglichen Elektroden 24 und den festen Elektroden 31, 41 erfasst, was mit einem Beaufschlagen mit einer Beschleunigung im Zusammenhang steht.
In dem oben erwähnten Halbleiterbeschleunigungssensor S1 sind die Seitenflächen (d.h. die Erfassungseinrichtungsebenen) der festen Elektroden 31, 41 gegenüberliegend zu den Seitenflächen (d.h. den Erfassungseinrichtungsebenen) der einzelnen beweglichen Elektroden 24 vorgesehen. In jedem Zwischenraum bzw. Spalt zwischen den gegenüberliegenden Seitenflächen der beiden Elektroden ist ein Erfassungszwischenraum bzw. Erfassungsspalt zum Erfassen einer Kapazität ausgebildet.
Eine erste Kapazität CS1 ist eine Erfassungskapazität zwischen den linksseitigen festen Elektroden 31 und den beweglichen Elektroden 24. Eine zweite Kapazität CS2 ist eine Erfassungskapazität zwischen den rechtsseitigen festen Elektroden 41 und den beweglichen Elektroden 24. Wenn auf den Sensor S1 in der X-Richtung eine Beschleunigung aufgebracht wird, wird der bewegliche Abschnitt 20 in der Richtung des Pfeiles X integral verschoben. Folglich ändern sich die Kapazitäten CS1 und CS2.
Eine Beschleunigung in Richtung des Pfeiles X kann daher auf der Grundlage einer Änderung bei einer Kapazitätsdifferenz (CS1-CS2) erfasst werden, welche aufgrund der Änderung in den Zwischenräumen zwischen den linken und rechten beweglichen Elektroden 24 und den festen Elektroden 31, 41 erzeugt wird.
Es wird ein Signal, das auf dieser Differenz (CS1-CS2) bei der Kapazität basiert, als Ausgangssignal von dem Halbleiterbeschleunigungssensor S1 durch die Verbindungsverdrahtungen 200 ausgegeben. Dieses Signal wird durch den oben erwähnten Schaltungschip verarbeitet, von welchem das Signal schließlich ausgegeben wird.
Um den Halbleiterbeschleunigungssensor S1 herzustellen, werden eine Vielzahl von Halbleitersubstraten 10 in einen Wafer ausgeformt. Mit anderen Worten, ein Halbleiterwafer wird herkömmlich bekannten Halbleiterverfahren unterzogen. Anschließend wird der Wafer in Chips getrennt, um die einzelnen Halbleitersubstrate zu erzielen.
Als Erstes wird über dem zweiten Siliziumsubstrat 12 des Halbleitersubstrats 10 in der Form eines Wafers durch Fotolithographie eine Maske erzeugt, welche derart ausgeformt ist, dass sie den oben erwähnten Strahlenstrukturen 20, 30, 40 entspricht. Mit anderen Worten, es wird eine Maske erzeugt, welche Öffnungen aufweist, die den oben erwähnten Gräben 14 entsprechen.
Anschließend wird durch Trockenätzen oder dergleichen ein Grabenätzen durchgeführt, wobei ein derartiges Gas wie z.B. CF4 oder SF6 verwendet wird, um die Gräben 14 auszubilden, welche sich von der Oberfläche des zweiten Siliziumsubstrats 12 zu dem Oxidfilm 13 erstrecken. Somit wird ein Muster der Strahlenstrukturen 20, 30, 40 erzeugt. Anschließend wird der Oxidfilm 13 teilweise durch ein Opferschichtätzen oder dergleichen entfernt, wobei Fluorwasserstoffsäure oder dergleichen verwendet wird, um die Öffnung 15 auszubilden.
Außerdem werden die Kontaktierungselemente 25a, 30a, 40a durch Fotolithographie und Sputterfilmausbildung oder dergleichen erzeugt. Somit wird der bewegliche Abschnitt 20 freigegeben, und der Halbleiterbeschleunigungssensor S1 wird in Bezug auf jeden der vielen Chips in dem Halbleiterwafer ausgeformt. In einer Ausführungsform sind weder das Abdeckelement 100 noch die Verbindungsverdrahtungen 200 an dem Sensor S1 befestigt worden.
Somit wird hier das Abdeckelement 100 in Bezug auf jeden der vielen Chips bereitgestellt. Der Harzfilm des Abdeckelements 100 wird unter Druck auf eine Temperatur nahe der Erweichungstemperatur des Filmes erwärmt. Daraufhin wird das
Abdeckelement 100 für jeden Chip mit dem jeweiligen Chip gekoppelt bzw. verbunden. In einer Ausführungform haftet der Verbindungsabschnitt 101 des jeweiligen Abdeckelements 100 aufgrund der Klebrigkeit von Harz an dem Substrat 10. Genauer gesagt haftet der Verbindungsabschnitt 101 des Abdeckelements 100 an dem Bereich an der Peripherie der Erfassungsabschnitte 20, 31 und 41 über den Kontaktierungselementen 25a, 30a, 40a und über der Oberfläche des Halbleitersubstrats 10. Wenn das Abdeckelement 100 einmal angebracht ist, werden die Erfassungsabschnitte 20, 31, 41 durch den Abdeckabschnitt 103 bedeckt. D.h. das Abdeckelement 100 ist mit dem rechtwinkligen rahmenähnlichen Umfangsabschnitt um die Öffnung 15 herum gekoppelt, so dass die Kontaktierungselemente 25a, 30a, 40a bedeckt sind, wie es in 1 dargestellt ist.
Anschließend wird der Halbleiterwafer mit den angebrachten Abdeckelementen 100 durch würfelartiges Zerteilen oder dergleichen in einzelne Chips zerteilt. Während dieses Zerteilungsschrittes sind die Erfassungsabschnitte 20, 31, 41 durch das Abdeckelement 100 geschützt.
Als Nächstes wird für einen einzelnen Chip zwischen den Abschnitten des Abdeckelements 100, die über den Kontaktierungselementen 25a, 30a, 40a angeordnet sind, und dem Schaltungschip ein Verdrahtungsbonden durchgeführt. Das Verdrahtungsbonden wird derart durchgeführt, dass die oben erwähnte Verformung aufgrund des Verdrahtungsbondens in dem Abdeckelement 100 auftritt.
Genauer gesagt werden in diesem Verdrahtungsbondingschritt die Verbindungsverdrahtungen 200 gegen das Abdeckelement 100 zu den Kontaktierungselementen 25a, 30a, 40a gedrückt. Somit wird das Abdeckelement 100 derart verformt, dass sowohl die Verbindungsverdrahtungen 200 und die leitfähigen Teilchen 102 als auch die Kontaktierungselemente 25a, 30a, 40a und die leitfähigen Teilchen 102 miteinander in Kontakt gebracht werden. Folglich ist über die leitfähigen Teilchen 102 zwischen den Kontaktierungselementen 25a, 30a, 40a und den Verbindungsverdrahtungen 200 eine elektrische Kontinuität vorhanden.
Somit sind die oben erwähnten elektrischen Verbindungen 110 von Kontaktierungselement zu Verdrahtung ausgebildet. Als ein Ergebnis hieraus ist der Halbleiterbeschleunigungssensor S1, wie er in 1 bis 4 dargestellt ist, in dieser Ausführungsform komplett aufgebaut.
Es ist klar zu erkennen, dass in dieser Ausführungsform des Halbleiterbeschleunigungssensors S1 das Abdeckelement 100 die Erfassungsabschnitte 20, 31, 41 bedeckt und von diesen beabstandet getrennt angeordnet ist. Daher ist ein Kontakt zwischen dem Abdeckelement 100 und den Erfassungsabschnitten 20, 31, 41 unwahrscheinlich, und es ist unwahrscheinlich, dass eine Verschiebung des beweglichen Abschnitts 20 aufgrund einer Beschleunigung behindert wird. Ferner schützt das Abdeckelement 100 die Erfassungsabschnitte 20, 31, 41 vor Fremdmaterial. Aus diesem Grund sind die Erfassungsabschnitte 20, 31, 41 angemessen geschützt, und die Sensoreigenschaften können passend aufrechterhalten werden.
Wie oben erwähnt kann außerdem dieses Abdeckelement 100 leicht durch Pressformen bzw. Druckformen oder dergleichen ausgeformt werden, und das Abdeckelement 100 kann durch Aufbringen von Druck oder dergleichen mit dem Halbleitersubstrat 10 verbunden werden. Daher kann das Abdeckelement 100 relativ einfach angebracht werden, insbesondere wenn man es mit Abdeckelementen vergleicht, die aus einem Halbleitermaterial aus dem Stand der Technik hergestellt sind.
Die Kontaktierungselemente 25a, 30a, 40a sind unter dem Verbindungsabschnitt 101 des Abdeckelements 100 vorgesehen. Elektrische Kontinuität zwischen den Kontaktierungselementen 25a, 30a, 40a und den Verbindungsverdrahtungen 200 wird dadurch bereitgestellt, dass die oben erwähnten elektrischen Verbindungen 110 von Kontaktierungselement zu Verdrahtung ausgebildet sind. Daher können Signale von den Erfassungsabschnitten 20, 31, 41 über die Verbindungsverdrahtungen 200 ausgegeben werden.
Weil die Kontaktierungselemente 25a, 30a, 40a unter dem Verbindungsabschnitt 101 des Abdeckelements 100 angeordnet sind, kann ferner die Größe des Halbleitersensors S1 relativ gering sein. Dies liegt daran, dass zum Anbringen des Abdeckelements 100 zwischen den Erfassungsabschnitten 20, 31, 41 und den Kontaktierungselementen 25a, 30a, 40a kein Extraraum vorgesehen sein muss. Somit ist der Halbleitersensor S1 kompakter als die Halbleitersensoren aus dem Stand der Technik.
Es wird nun auf 5 Bezug genommen, in der eine andere Ausführungsform dargestellt ist. In dieser Ausführungsform sind die leitfähigen Elemente 104 Metallplatten, die in dem Abdeckelement 100 angeordnet sind. Die Metallplatte 104 ist aus einem plattenähnlichen Metall, wie z.B. Kupfer, Aluminium, Eisen oder dergleichen ausgebildet. Diese Ausführungsform des Abdeckelements 100 kann dadurch hergestellt werden, dass die Metallplatten 104 zusammen mit dem Harz des Abdeckelements 100 durch Spritzgießen oder dergleichen hergestellt werden.
Die elektrischen Verbindungen 110 von Kontaktierungselement zu Verdrahtung werden in diesem Beispiel dadurch ausgeformt, dass ein Verdrahtungsbonden an den Kontaktierungselementen 25a, 30a, 40a, die von dem Verbindungsabschnitt 101 des Abdeckelements 100 bedeckt werden, durchgeführt wird. Genauer gesagt wird der Verbindungsabschnitt 101 des Abdeckelements 100 dadurch verformt, dass die Verbindungsverdrahtungen 200 an ihn gedrückt werden, und die Verbindungsverdrahtungen 200 dringen durch das Abdeckelement 100 an diesen Stellen, um mit der entsprechenden Metallplatte 104 in Kontakt zu Gelangen. Die Metallplatte 104 kontaktiert ebenfalls das entsprechende Kontaktierungselement 25a, 30a, 40a. Somit wird zwischen den Verbindungsverdrahtungen 200 und den Kontaktierungselementen 25a, 30a und 40a über die Metallplatten 104 eine elektrische Verbindung hergestellt.
Es wird nun auf die 6 und 7 Bezug genommen. Darin ist eine andere Ausführungsform dargestellt. Wie gezeigt ist in dem Halbleitersensor eine Metallfolie 120 enthalten. In dieser dargestellten Ausführungsform ist die Metallfolie 120 an gegenüberliegenden Oberflächen des Abdeckelementes 100 angebracht. Diese Bereiche, welche sich von den Umfangsabschnitten zu den Außenumfangskanten der Metallfolie 120 erstrecken, sind gestrichelt, um die ebene Gestalt der Metallfolie 120 klar verständlich zu machen.
Diese Metallfolie 120 kann aus dünner Goldfolie oder dergleichen ausgebildet sein. In einer Ausführungsform ist auch das Abdeckelement 100 mit der daran angebrachten Metallfolie 120 durch Pressformen bzw. Druckformen ausgeformt. Es wird beispielsweise geschmolzenes Harz 101, das leitfähige Teilchen 102 aufweist, zwischen Schichten der Metallfolie 120 eingegossen bzw. eingebracht, um das Abdeckelement 100 auszubilden. In dem Abdeckelement 100 mit der Metallfolie 120 wird der Abdeckabschnitt 103 dadurch ausgebildet, dass das Abdeckelement 100 einem Pressumformen, einem Saugumformen oder dergleichen, wie oben beschrieben, unterzogen wird. Ähnlich wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird das Abdeckelement 100 von 6 und 7 durch Aufbringen von Wärme und Druck mit dem Substrat 10 verbunden. In diesem Fall werden die Metallfolie 120 und das Substrat 10 durch Chemiesorption oder dergleichen miteinander verbunden.
Die elektrischen Verbindungen 110 von Kontaktierungselement zu Verdrahtung werden auch durch Verdrahtungsbonden an den Kontaktierungselementen 25a, 30a, 40a, die von dem Abdeckelement 100 bedeckt werden, ausgebildet. Wie in 6 dargestellt ist, wird genauer gesagt das Abdeckelement 100 verformt und über den Kontaktierungselementen 25a, 30a, 40a dünner gemacht, indem die Verbindungsverdrahtungen 200 gegen das Abdeckelement 100 gedrückt werden. Die Druckkraft von der Verbindungsverdrahtung 200 bringt die leitfähigen Teilchen 102 miteinander in Kontakt, wie es in 6 dargestellt ist, und dadurch entsteht über die leitfähigen Teilchen 102 und die Metallfolie 120 eine elektrische Verbindung zwischen der Verbin dungsverdrahtung 200 und dem entsprechenden Kontaktierungselement 25a, 30a, 40a.
In der in 7 gezeigten Ausführungsform ist die Metallfolie 120 an beiden Seiten des Abdeckelements 100 in drei Bereiche geteilt. Sie ist gemäß den einzelnen Erfassungsabschnitten 20, 31, 41 abgeteilt. D.h. die Metallfolie ist gemäß drei Elementen geteilt: gemäß dem beweglichen Abschnitt 20, gemäß den linksseitigen festen Elektroden 31 und gemäß den rechtsseitigen festen Elektroden 41. Mit anderen Worten, die Metallfolie 120 ist gemäß den einzelnen Erfassungsabschnitten 20, 31, 41 elektrisch abgeteilt. Die Metallfolie 120 bedeckt die einzelnen Erfassungsabschnitte 20, 31, 41 zusammen mit den Verdrahtungsabschnitten und Kommunikationselementen, welche das gleiche Potential wie diese haben, und die Metallfolie 120 schirmt sie elektrisch ab. Somit werden in der in den 6 und 7 gezeigten Ausführungsform die Erfassungsabschnitte 20, 31, 41 durch die Metallfolie 120 elektrisch abgeschirmt.
Genauer gesagt ist es möglich, dass die Erfassungsabschnitte 20, 31, 41 aufgrund eines exogenen Rauschens, wie z.B. elektromagnetischer Wellen, eine Funktionsstörung haben können. Beispielsweise wo der Sensor S1 verwendet wird, um eine Beschleunigung eines Kraftfahrzeugs zu erfassen, kann durch ein Zündgeräusch und dergleichen ein exogenes Rauschen verursacht werden. Eine Änderung bei der Kapazität zwischen den beweglichen Elektroden erzeugt ein Erfassungssignal. Somit kann ein exogenes Rauschen eine schädliche Wirkung haben (d.h. das Rauschen kann auf Erfassungssignale gelagert werden). Die Metallfolie 120, welche an dem Abdeckelement 100 angebracht ist, bedeckt jedoch die Erfassungsabschnitte 20, 31, 41, um sie gegen exogenes Rauschen elektrisch abzuschirmen. Somit ist die Erfassung des Sensors S1 genauer.
Es ist ersichtlich, dass die leitfähigen Elemente 102, 104, welche in dem Abdeckelement 100 vorgesehen sind, nicht in dem Abdeckelement 100 in der Ausführungsform von 6 und 7 enthalten sein müssen.
Es wird nun auf die 8A und 8B Bezug genommen, worin eine andere Ausführungsform dargestellt ist. Wie dargestellt beinhaltet das Abdeckelement 100 eine Vielzahl von Poren 101a. In der Ausführungsform von 8A weist im Wesentlichen das gesamte Abdeckelement 100 die Poren 101a auf. Im Gegensatz dazu sind in der Ausführungsform von 8B Poren 101a lokal über Abschnitten enthalten, welche den Kontaktierungselementen 25a, 30a, 40a entsprechen. Die Poren 101a können dadurch aus-gebildet werden, dass das Abdeckelement 100 aus Harzschaum oder dergleichen ausgeformt wird, wobei die Poren 101a durch Ätzen oder durch eine nadelähnliche Vorrichtung oder durch ein anderes geeignetes Verfahren ausgeformt werden.
In der Ausführungsform von 8A und 8B sind ferner die elektrischen Verbindungen 110 von Kontaktierungselement zu Verdrahtung dadurch ausgebildet, dass an den Bereichen über den Kontaktierungselementen 25a, 30a, 40a ein Verdrahtungsbonden durchgeführt wird. Beispielsweise können die Endabschnitte der Verbindungsverdrahtungen 200 teilweise durch Energie geschmolzen werden, welche in die Poren 101a strömt, um den Kontakt mit dem entsprechenden Kontaktierungselement 25a, 30a, 40a herzustellen. In den 8A und 8B ist der sogenannte "Strömungsabschnitt" (d.h. der geschmolzene Abschnitt) mit dem Bezugszeichen 105 bezeichnet. Die Strömungsabschnitte 105 sind aus einem leitfähigen Material hergestellt, um dadurch die Verbindungsverdrahtungen 200 mit dem entsprechenden Kontaktierungselement 25a, 30a, 40a in elektrische Verbindung zu bringen.
Wie in den 8A und 8B dargestellt ist, wird das Abdeckelement 100 auch verformt (d.h. dünner gemacht), indem die Verbindungsverdrahtungen 200 gegen dieses gepresst werden. Ferner wird zwischen den Verbindungsverdrahtungen 200 und den entsprechenden Kontaktierungselementen 25a, 30a, 40a über die Strömungselemente 105 innerhalb der feinen Poren 101a eine elektrische Kontinuität bereitgestellt.
In den oben erwähnten Ausführungsformen sind in dem
Abdeckelement 100 leitfähige Elemente 102, 104 enthalten. Anschließend wird eine anisotrope leitfähige Verbindung realisiert, indem die Verbindungsverdrahtungen 200 in das Abdeckelement 100 gedrückt werden. Die elektrischen Verbindungen 110 von Kontaktierungselement zu Verdrahtung sind jedoch nicht auf diesen Aufbau beschränkt.
Die elektrischen Verbindungen 110 von Kontaktierungselement zu Verdrahtung können beispielsweise so ausgestaltet sein, wie es in 9A dargestellt ist. D.h. die elektrischen Verbindungen 110 von Kontaktierungselement zu Verdrahtung können dadurch ausgebildet werden, dass die Verbindungsverdrahtungen 200 in das Abdeckelement solange gedrückt werden, bis die Verbindungsverdrahtungen 200 das Abdeckelement 100 durchdringen und die entsprechenden Kontaktierungselemente 25a, 30a, 40a kontaktieren.
In einer anderen Ausführungsform weist das Abdeckelement 100 in einem Bereich oberhalb der Kontaktierungselemente 25a, 30a, 40a eine Vielzahl von Öffnungen 106 auf. Die Öffnungen 106 legen einen Abschnitt eines entsprechenden Kontaktierungselements 25a, 30a, 40a frei und stellen zu diesem einen Zugang bereit. Die Öffnungen 106 können durch Pressbearbeitung, Druckformen oder dergleichen ausgebildet sein.
In dieser Ausführungsform weisen somit die elektrischen Verbindungen 110 von Kontaktierungselement zu Verdrahtung derartige Öffnungen 106 auf. Eine Kontinuität zwischen Kontaktierungselementen und Verbindungsverdrahtungen kann durch diese Öffnungen 106 dadurch bereitgestellt werden, dass an den Abschnitten der Kontaktierungselemente 25a, 30a, 40a, welche in den Öffnungen 106 freiliegen, ein Verdrahtungsbonden durchgeführt wird.
Darüber hinaus sind in den oben beschriebenen Ausführungsformen mit leitfähigen Partikeln 102 diese leitfähigen Partikel 102 überall in dem Abdeckelement 100 verteilt. Die leitfähigen Partikel 102 können jedoch auch in Abschnitten des Abdeckelements 100, welche den Kontaktierungselementen 25a, 30a, 40a entsprechen, lokal enthalten sein, ohne dass der Schutzumfang der gegenwärtigen Offenbarung verlassen wird.
In der Ausführungsform des Abdeckelements 100 mit der Metallfolie 120 kann ferner die Metallfolie 120 an nur einer Oberfläche des Abdeckelements 100 enthalten sein, ohne dass der Schutzumfang der gegenwärtigen Offenbarung verlassen wird. In dem in 6 dargestellten Abdeckelement 100 können ferner anstelle der leitfähigen Teilchen 102 Metallplatten 104 (siehe 5) verwendet werden, ohne dass der Schutzumfang der gegenwärtigen Offenbarung verlassen wird.
Außerdem werden bei dem Herstellungsverfahren für den Sensor S1 mehrere angebrachte Abdeckelemente 100 mit den Halbleitersubstraten 10 in der Form eines Wafers (d.h. eines Halbleiterwafers) gekoppelt bzw. verbunden, und anschließend werden einzelne Chips abgetrennt. In einer anderen Ausführungsform sind einzelne Abdeckelemente 100 ausgebildet, und die Abdeckelemente 100 sind mit einzelnen Chips gekoppelt.
Darüber hinaus kann jedes andere Material als Polyimid für das Abdeckelement 100 verwendet werden.
Des Weiteren kann der Sensor S1 jeder geeignete Sensortyp sein, wie z.B. ein Beschleunigungssensor, ein Winkelgeschwindigkeitssensor oder ein anderer Halbleitersensor für eine mechanische Größe oder dergleichen. Diese Halbleitersensoren für eine mechanische Größe beinhalten über einer Oberfläche eines Halbleitersubstrats 10 bewegliche Elektroden 24, welche durch Aufbringen einer mechanischen Größe verschoben werden können, und feste Elektroden 31, 41, welche zu den beweglichen Elektroden 24 entgegengesetzt angeordnet sind. Die Sensoren weisen auch an der Peripherie der Elektroden 24, 31, 42 über der einen Oberfläche des Halbleitersubstrats 10 Kontaktierungselemente 25a, 30a, 40a auf, und die Verbindungsverdrahtungen 200 sind mit den Kontaktierungselementen 25a, 30a, 40a elektrisch verbunden, um Signale zu übertragen, welche von den Kontaktierungselementen 25a, 30a, 40a ausgegeben wurden. Der Sensor S1 kann auch ein SAE-Filterelement sein, das in Funktelefonen und dergleichen verwendet wird, uns es kann eine bestimmte Frequenz von Radiowellen erfassen.
Es ist ein Halbleitersensor offenbart, der ein Halbleitersubstrat, einen Erfassungsabschnitt, der an dem Halbleitersubstrat vorgesehen ist, und ein Kontaktierungselement, das mit den Erfassungsabschnitt elektrisch verbunden und an dem Halbleitersubstrat vorgesehen ist, aufweist. Der Halbleitersubstrat weist auch eine Verbindungsverdrahtung auf, welche mit dem Kontaktierungselement elektrisch verbunden ist. Ferner weist der Halbleitersensor ein Abdeckelement mit einem Abdeckabschnitt auf, der über dem Halbleitersubstrat angeordnet ist, um den Erfassungsabschnitt derart abzudecken, dass der Erfassungsabschnitt von dem Erfassungsabschnitt beabstandet ist. Das Abdeckelement weist ferner einen Verbindungsabschnitt auf, der an dem Halbleitersubstrat an einem Bereich vorgesehen ist, welcher das Kontaktierungselement aufweist, und der zwischen dem Kontaktierungselement und der Verbindungsverdrahtung durch ihn eine elektrische Verbindung ermöglicht.

Claims

Halbleitersensor mit: einem Halbleitersubstrat (10); einem Erfassungsabschnitt (20, 31, 41), der an dem Halbleitersubstrat (10) vorgesehen ist; einem Kontaktierungselement (25a, 30a, 40a), das mit dem Erfassungsabschnitt (20, 31, 41) in elektrischer Verbindung steht und an dem Halbleitersubstrat (10) vorgesehen ist; einer Verbindungsverdrahtung (200), die mit dem Kontaktierungselement in elektrischer Verbindung steht; und einem Abdeckelement (100), welches einen Abdeckabschnitt (103) aufweist, der über dem Halbleitersubstrat (10) vorgesehen ist, um den Erfassungsabschnitt (20, 31, 41) derart abzudecken, dass der Abdeckabschnitt (103) von dem Erfassungsabschnitt (20, 32, 41) beabstandet getrennt ist, worin das Abdeckelement (100) ferner einen Verbindungsabschnitt (101) aufweist, der an dem Halbleitersubstrat (10) an einem Bereich vorgesehen ist, welcher das Kontaktierungselement (25a, 30a, 40a) aufweist, und der zwischen dem Kontaktierungselement und der Verbindungsverdrahtung durch ihn hindurch eine elektrisch Verbindung ermöglicht.
Halbleitersensor nach Anspruch 1, worin der Verbindungsabschnitt (101) ein leitfähiges Element (102, 104) aufweist, um dadurch zwischen dem Kontaktierungselement (25a, 30a, 40a) und der Verbindungsverdrahtung (200) eine elektrische Verbindung zu erzielen.
Halbleitersensor nach Anspruch 2, worin das leitfähige Element ein leitfähiges Teilchen (102) ist, das in dem Abdeckelement (100) vorgesehen ist.
Die Halbleitersensor nach Anspruch 3, worin das leitfähige Element eine Metallplatte (104) ist, die in dem Abdeckelement (100) vorgesehen ist.
Halbleitersensor nach Anspruch 1, worin das Abdeckelement (100) eine Vielzahl von Poren (101a) aufweist, und worin die Verbindungsverdrahtung (20) eine Vielzahl von Strömungselementen (105) aufweist, welche sich durch die Poren (101a) erstrecken, um zwischen dem Kontaktierungselement (25a, 30a, 40a) und der Verbindungsverdrahtung (200) eine elektrische Verbindung zu erzielen.
Halbleitersensor nach Anspruch 1, worin das Abdeckelement (100) eine Öffnung (106) aufweist, die an einem Abschnitt des Kontaktierungselements (25a, 30a, 40a) vor-gesehen ist, und durch welche zwischen dem Kontaktierungselement (25a, 30a, 40a) und der Verbindungsverdrahtung (200) eine elektrische Verbindung vorgesehen ist.
Halbleitersensor nach Anspruch 1, worin die Verbindungsverdrahtung (200) durch das Abdeckelement (100) dringt, so dass sie mit dem Kontaktierungselement (25a, 30a, 40a) in Kontakt gelangt.
Halbleitersensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, der ferner eine Metallfolie (120) aufweist, welche mit dem Abdeckelement (100) gekoppelt ist, worin die Metallfolie (120) zum elektrischen Abschirmen des Erfassungsabschnitts (20, 31, 41) betätigbar ist.
Halbleitersensor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin der Abdeckabschnitt (103) kuppelförmig ist und von dem Erfassungsabschnitt (20, 31, 41) vorsteht.
Halbleitersensor nach Anspruch 1, worin das Abdeckelement aus Harz hergestellt ist.
Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersensors mit: Vorsehen eines Erfassungsabschnitts (20, 31, 41) am einem Halbleitersubstrat (10); Vorsehen eines Kontaktierungselements (25a, 30a, 40a) in elektrischer Verbindung mit dem Erfassungsabschnitt (20, 31, 41) an dem Halbleitersubstrat (10); Vorsehen eines Abdeckelements (100), das einen Abdeckabschnitt (103) und einen Verbindungsabschnitt (101) aufweist; Vorsehen des Verbindungsabschnittes (101) des Abdeckelements (100) an dem Halbleitersubstrat (10) an einem Bereich, welcher die Kontaktierungselemente (25a, 30a, 40a) aufweist, derart, dass der Abdeckabschnitt (103) den Erfassungsabschnitt (20, 31, 41) abdeckt, und derart, dass der Abdeckabschnitt (103) von dem Erfassungsabschnitt (20, 31, 41) beabstandet getrennt ist; und elektrisches Verbinden einer Verbindungsverdrahtung (200) mit dem Kontaktierungselement (25a, 30a, 40a) durch den Verbindungsabschnitt (101), um Signale zu übertragen, welche von dem Erfassungsabschnitt (20, 31, 41) ausgegeben werden.
Verfahren nach Anspruch 11, worin das Vorsehen des Abdeckelements ein Vorsehen eines leitfähigen Elements (102, 104) aufweist, und worin das elektrische Verbinden der Verbindungsverdrahtung (200) ein Verwenden des leitfähigen Elements (102, 104) aufweist, um zwischen dem Kontaktierungselement (25a, 30a, 40a) und der Verbindungsverdrahtung (200) eine elektrische Verbindung zu erzielen.
Verfahren nach Anspruch 12, worin ein elektrisches Verbinden der Verbindungsverdrahtung (200) ein Verformen des Abdeckelements (100) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 13, worin ein Verformen des Abdeckelements (100) ein in Kontaktbringen einer Vielzahl von leitfähigen Elementen (102) miteinander aufweist, wodurch zwischen dem Kontaktierungselement (25a, 30a, 40a) und der Verbindungsverdrahtung (200) eine elektrische Verbindung erzielt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, worin das Vorsehen des leitfähigen Elements (102, 104) ein Vorsehen von wenigstens einem leitfähigen Teilchen (102) oder einer Metallplatte (104) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 11, worin das Vorsehen eines Abdeckelements (100) ein Vorsehen eines Abdeckelements (100) mit einer Vielzahl von Poren (101a) aufweist, und worin das Verfahren ferner ein Strömen eines leitfähigen Materials durch die Poren (101) aufweist, um ein elektrisches Bonden an das Kontaktierungselement (25a, 30a, 40a) bereit zu stellen und um zwischen der Verbindungsverdrahtung (200) und dem Kontaktierungselement (25a, 30a, 40a) eine elektrische Verbindung zu erzielen.
Verfahren nach Anspruch 11, worin das Vorsehen eines Abdeckelements (100) ein Vorsehen einer Öffnung (106) in dem Abdeckelement (100) an einem Abschnitt des Kontaktierungselements (25a, 30a, 40a) aufweist, durch den zwischen dem Kontaktierungselement (25a, 30a, 40a) und der Verbindungsverdrahtung (200) eine elektrische Verbindung bereitgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, worin das elektrische Verbinden der Verbindungsverdrahtung (200) ein Durchdringen durch das Abdeckelement (100) aufweist, so dass die Verbindungsverdrahtung (200) das Kontaktierungselement (25a, 30a, 40a) kontaktiert.
Verfahren nach Anspruch 11, das ferner ein Vorsehen einer Metallfolie (120), die mit dem Abdeckelement (100) verbunden ist, aufweist, worin die Metallfolie (120) betätigbar ist, um den Erfassungsabschnitt (20, 31, 41) elektrisch abzuschirmen.
Verfahren nach Anspruch 11, worin der Abdeckabschnitt (103) kuppelförmig ist und von dem Erfassungsabschnitt (20, 31, 41) hervorsteht.