JP2009014469A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体装置のコストの低減化を図る。
【解決手段】ＭＥＭＳセンサである微小可動センサ２ｄが主面２ａ上に形成された半導体チップ２と、半導体チップ２を支持するパッケージ基板１と、半導体チップ２上に搭載され、かつキャビティ部３ａを備え、さらにキャビティ部３ａによって微小可動センサ２ｄを覆って微小可動センサ２ｄを気密封止するキャップ部材３と、パッケージ基板１の裏面に設けられた複数のバンプ電極７とから成り、半導体チップ２の主面２ａ上に形成された軟金属製のボス４ａと、キャップ部材３に形成されたくさび状の凹部３ｂとがかしめにより嵌合されて半導体チップ２とキャップ部材３とが接合され、微小可動センサ２ｄは、キャップ部材３のキャビティ部３ａによって真空状態で気密封止されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置及びその製造方法に関し、特に、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems) 素子を有する半導体装置及びその製造方法に適用して有効な技術に関する。

静電容量式センサの封止構造として、第１の基板の中央に電極、その電極に連結する配線取出部を形成し、第２の基板についても同様に電極と電極取出部を形成し、第３の基板は高導電性材料で構成し、中央の錘を梁で周辺より弾性的に支持し、これら電極と錘が微小ギャップを隔てて対向するように配置し、フリットガラスを溶融させてその内部を気密に構成する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−３１０６４８号公報

ＭＥＭＳセンサ等のＭＥＭＳデバイスは、微小な梁構造や可動体が振動や回転動作を高精度に行うため、水分吸着や気体の粘性を避ける必要がある。また、センサの検出部分には酸化やガスの吸着で性能が劣化するものがある。

そこで、ＭＥＭＳパッケージ（半導体装置）では、真空状態や不活性ガス雰囲気での気密封止が必要となる。

一般に用いられる真空封止は、陽極接合と呼ばれる技術でシリコン（Ｓｉ）とガラスをホットプレート等で３００〜４００℃程度に加熱しながら、数百Ｖの高電圧を印加して接合し、真空や不活性ガスの封入構造体を形成する。

しかしながら、前記陽極接合では、使用する接合材料がシリコンとガラスに限定され、材料的に制約されるという問題がある。さらに、高電圧を高温状態で印加するため、ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor)デバイスが劣化するという問題が生じる。

また、他の気密封止技術として、材料の表面をプラズマ処理して材料同士を接合する技術も開発されている。

しかしながら、前記プラズマ処理方法では、材料の表面の平坦性や清浄度が悪いと接合不良を生じる。

また、他の気密封止技術として、ＰｏｌｙＳｉやＳｉＯ₂のＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）膜を真空構造の封止剤として用いる方法がある。しかしながら、前記ＣＶＤ封止方法では、半導体前工程に適用が限定され、封止後には工程中の熱処理や膜ストレスで、封止部が破壊されるという問題が起こる。

また、他の気密封止技術として、メタル溶接を用いたパッケージを使用する方法がある。しかしながら、前記メタル溶接を用いたパッケージは大がかりな設備とコスト高の問題がある。

なお、前記特許文献１（特開２０００−３１０６４８号公報）の静電容量式センサにおける気密方法は、ガラスを溶融するものであるが、この場合にもガラスを使用することに限定され材料的に制約されるという問題が生じる。

本発明の目的は、半導体装置のコストの低減化を図ることができる技術を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、半導体装置の組み立て工程の簡略化を図ることができる技術を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、半導体装置の信頼性を向上させることができる技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。

すなわち、本発明は、微小可動素子が形成された半導体チップと、前記半導体チップ上に搭載され、かつキャビティ部を備え、前記キャビティ部によって前記微小可動素子を覆って前記微小可動素子を気密封止するキャップ部材と、前記半導体チップの電極に電気的に接続する複数の外部端子とを有し、前記半導体チップと前記キャップ部材のうち、いずれか一方に形成された軟金属製の突起部と、いずれか他方に形成された凹部とがかしめにより嵌合されて前記半導体チップと前記キャップ部材とが接合され、前記微小可動素子が真空状態または不活性ガス雰囲気で前記気密封止されているものである。

また、本発明は、微小可動素子が形成された半導体チップを準備する工程と、キャビティ部が形成されたキャップ部材を準備する工程と、前記半導体チップと前記キャップ部材のうち、いずれか一方に形成された軟金属製の突起部と、いずれか他方に形成された凹部とをかしめにより嵌合して前記半導体チップと前記キャップ部材とを接合し、前記キャビティ部で前記微小可動素子を覆って前記微小可動素子を真空状態または不活性ガス雰囲気で気密封止する工程とを有するものである。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。

微小可動素子が形成された半導体チップと、微小可動素子を気密封止するキャップ部材のうち、いずれか一方に形成された軟金属製の突起部と、いずれか他方に形成された凹部とがかしめにより嵌合されて前記微小可動素子が真空状態または不活性ガス雰囲気で気密封止されていることにより、特別な組み立てプロセスを用いることなく、半導体プロセスを用いて微小可動素子の気密封止を行うため、コストを抑えて微小可動素子の気密封止を行うことができる。その結果、微小可動素子が気密封止された半導体装置のコストの低減化を図ることができる。

また、通常の半導体プロセスを用いて微小可動素子の気密封止を行うため、高電圧を高温状態で印加することもなく、かつプラズマ処理等も行わないため、半導体装置の信頼性を向上させることができる。

以下の実施の形態では特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。

さらに、以下の実施の形態では便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。

また、以下の実施の形態において、要素の数など（個数、数値、量、範囲などを含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良いものとする。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の半導体装置の構造の一例を示す断面図、図２は図１に示す半導体装置の組み立てにおける気密封止後の構造の一例をキャップ部材を透過して示す平面図、図３は図２に示すＡ−Ａ線に沿って切断した構造を示す断面図、図４は図１に示す半導体装置の組み立てにおけるセンサ形成〜キャップ部材接合までの構造の一例を示すプロセスフロー図、図５は図１に示す半導体装置の組み立てにおけるキャップ部材形成までの構造の一例を示すプロセスフロー図、図６は図１に示す半導体装置の組み立てにおけるダイシング及びダイボンディング工程での構造の一例を示すプロセスフロー図、図７は図１に示す半導体装置の組み立てにおけるワイヤボンディング及び封止工程での構造の一例を示すプロセスフロー図、図８は図１に示す半導体装置の組み立てにおけるバンプ形成後の構造の一例を示す断面図である。

図１に示す本実施の形態１の半導体装置１２は、微小で、かつ可動素子であるＭＥＭＳ素子が形成された半導体チップを有するものであり、本実施の形態１では、微小可動素子が微小可動センサの場合を一例として取り上げて説明する。すなわち、半導体チップ２の主面２ａ上に形成された微小可動センサ２ｄは、ＭＥＭＳセンサであり、加速度または振動を感知するシリコン・メカニカル素子である。

図１に示す半導体装置１２の構成について説明すると、梁構造の容量センサであり、かつＭＥＭＳセンサである微小可動センサ２ｄが主面２ａ上に形成された半導体チップ２と、半導体チップ２を支持するパッケージ基板１と、半導体チップ２上に搭載され、かつキャビティ部３ａを備え、さらにキャビティ部３ａによって微小可動センサ２ｄを覆って微小可動センサ２ｄを気密封止するキャップ部材３と、パッケージ基板１の裏面に設けられ、かつ半導体チップ２の電極であるパッド２ｂにワイヤ５を介して電気的に接続する複数のバンプ電極（外部端子）７と、半導体チップ２と複数のワイヤ５を封止するキャップ６とから成る。

さらに、半導体装置１２では、半導体チップ２の主面２ａ上に形成された軟金属製の突起部であるボス４ａと、キャップ部材３に形成されたくさび状の凹部３ｂとがかしめにより嵌合されて半導体チップ２とキャップ部材３とが接合されている。

また、微小可動センサ２ｄは、キャップ部材３のキャビティ部３ａによって封止される際に、真空状態で封止されることで、キャビティ部３ａの内部が真空状態を維持して気密封止されている。

すなわち、微小可動センサ２ｄは、図１に示すように梁構造であるとともに、図２に示すようにくし状に並んで配置されており、微量の加速度や振動の変化を検知可能なようにキャビティ部３ａの内部が真空状態となるように気密封止されている。

なお、必要に応じてキャビティ部３ａの内部を不活性ガスの雰囲気として気密封止してもよい。

このように半導体装置１２は、金属のかしめによってＭＥＭＳセンサである微小可動センサ２ｄを気密封止したものである。

なお、半導体チップ２とキャビティ部３ａの接合は、半導体チップ２の主面２ａ上に形成した軟金属製のボス（突起部）４ａをキャップ部材３の凹部３ｂにかしめによって塑性変形させてはめ込むことで行うものである。したがって、ボス４ａは、例えば、半田、金（Ａｕ）、インジウム（Ｉｎ）あるいは銅（Ｃｕ）等の塑性変形し易い柔らかい材料を用いることが好ましい。

また、ボス４ａを形成する際には、図４に示すように、その接着層４ｂとして、半導体ウェハ８の主面８ａの表面にチタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）またはクロム（Ｃｒ）等の層を形成し、主面８ａの表面の酸化膜（ＳｉＯ₂) との間で酸化還元を行って接合させる。

また、キャップ部材３にもシリコン（半導体）を用いることで、キャビティ部３ａや凹部３ｂの形成の際には、半導体プロセスにおけるウェットエッチングやドライエッチングで加工することができる。すなわち、半導体装置１２における微小可動センサ２ｄの気密封止を半導体プロセスを用いて、かつ、金属加工のかしめによって行うことが可能である。

なお、図４に示すように、キャップ部材３の凹部３ｂは、くさび状に形成することが好ましい。すなわち、凹部３ｂの孔の奥に向かうほど孔径が大きくなるように形成することが好ましい。

凹部３ｂの孔形状をくさび状にすることにより、ボス４ａと凹部３ｂの接合力を高めることができ、したがって、半導体チップ２とキャップ部材３の接合強度をより高めることができる。その結果、キャビティ部３ａ内の気密性をさらに高めることができる。

なお、図１に示すように半導体チップ２の主面２ａ上に形成される梁構造の微小可動センサ２ｄは、半導体チップ２の内部配線２ｃを介してパッド２ｂに電気的に接続されている。また、半導体チップ２のパッド２ｂは、ワイヤ５を介してパッケージ基板１の電極及びスルーホール配線１ａに電気的に接続され、さらにスルーホール配線１ａに接続された外部端子であるバンプ電極７に電気的に接続されている。

ここで、ワイヤ５は、例えば、金線である。

次に、本実施の形態１の半導体装置の製造方法について、図２、図３及び図４〜図８のプロセスフロー図を用いて説明する。ここでは、半導体ウェハ上での組み立てを一例として取り上げて説明する。その際、図２及び図３に示すように、半導体ウェハ８上の２つのチップ領域８ｂを代表として取り上げて説明する。

まず、図４のステップＳ１に示すＭＥＭＳセンサ形成を行う。ここでは、主面８ａに複数のチップ領域８ｂを有する半導体ウェハ８の前記複数のチップ領域８ｂに、図２及び図４に示すような梁構造のＭＥＭＳセンサである微小可動センサ２ｄを形成する。

その後、ステップＳ２に示すボス形成を行う。ここでは、半導体ウェハ８の主面８ａ上において、軟金属製で、かつ主面８ａから突出するボス（突起部）４ａを図２に示すように各微小可動センサ２ｄの周囲に形成する。その際、まず、接着剤となる接着層４ｂを形成する。接着層４ｂは、例えば、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）またはクロム（Ｃｒ）等の層である。

接着層４ｂは、半導体ウェハ８の主面８ａの表面の酸化膜（ＳｉＯ₂) との間で酸化還元を行うため、主面８ａに接合する。

その後、各接着層４ｂ上にボス４ａを形成する。ボス４ａは、例えば、半田、金（Ａｕ）、インジウム（Ｉｎ）あるいは銅（Ｃｕ）等の塑性変形し易い軟金属であり、各接着層４ｂに接合させる。

なお、ボス４ａの形成工程は、一般的な半導体プロセス形成工程における金バンプ形成工程と同等であり、特別なプロセスを使用することなくウェハ上で加工可能である。

一方、図５のステップＳ１１に示すキャップ形成を行う。ここでは、まず、シリコンウェハから成る薄板部材であるキャップ用ウェハ９を準備し、その後、ステップＳ１２のキャップホール開口に示すように、キャップ用ウェハ９に複数のキャビティ部３ａを形成するとともに、キャビティ部３ａを囲む位置に凹部３ｂを形成してキャップ部材３を形成する。

なお、キャビティ部３ａや凹部３ｂの形成は、半導体プロセスにおけるウェットエッチングやドライエッチング等で加工することができる。また、凹部３ｂは、くさび状に形成することが好ましい。すなわち、凹部３ｂの孔の奥に向かうほど孔径が大きくなるように形成することが好ましい。凹部３ｂの孔形状をくさび状にすることにより、ボス４ａと凹部３ｂの接合力を高めることができ、半導体チップ２とキャップ部材３の接合強度をより高めることができる。その結果、キャビティ部３ａ内の気密性をさらに高めることができる。

その後、図４のステップＳ３に示す真空圧着を行う。すなわち、ここでは真空状態で微小可動センサ２ｄを気密封止する。つまり、真空排気が行われている状態で、半導体ウェハ８上のボス４ａとキャップ部材３の凹部３ｂとを、ステップＳ４の圧着接合に示すように、かしめにより嵌合して半導体ウェハ８とキャップ部材３とを接合し、これにより、キャビティ部３ａで微小可動センサ２ｄを覆って微小可動センサ２ｄを真空状態で気密封止する。その際、軟金属製のボス４ａは、圧着接合時の応力で凹部３ｂの溝に沿って塑性変形して凹部３ｂにはめ込まれる。

これにより、金属のかしめによる嵌めあいの結合でボス４ａと凹部３ｂを結合でき、機械的強度を維持することができる。

また、真空排気を行っている状態でキャビティ部３ａで微小可動センサ２ｄを覆うことで、キャビティ部３ａの内部を真空状態として微小可動センサ２ｄを気密封止することができる。

なお、真空状態に限らず、必要に応じて不活性ガスの雰囲気でステップＳ４の圧着接合を行ってもよく、その場合、キャビティ部３ａの内部を不活性ガス雰囲気として微小可動センサ２ｄ等のＭＥＭＳ素子を気密封止することができる。

また、ステップＳ４の圧着接合時に、熱を加えることにより、軟金属製のボス４ａの融点が下がって硬度が下がるため、ボス４ａが変形し易くなり、かしめをスムーズに行うことができる。ただし、熱を加えることは必ずしも行わなくてもよい。

その後、図６のステップＳ５に示すダイシングを行う。すなわち、図４に示す半導体ウェハ８を各チップ領域８ｂに沿って切断してそれぞれに微小可動センサ２ｄが気密封止された複数の半導体チップ２を取得する。

その後、図６のステップＳ６に示すダイボンディングを行う。ここでは、半導体チップ２をパッケージ基板１上に搭載する。

その後、図７のステップＳ７に示すワイヤボンディングを行う。ここでは、半導体チップ２の主面２ａのパッド（電極）２ｂと、パッケージ基板１のスルーホール配線１ａに接続する電極とをワイヤ５によって電気的に接続する。

その後、図７のステップＳ８に示す封止を行う。ここでは、半導体チップ２と複数のワイヤ５をキャップ６等で覆ってパッケージ全体を封止する。ただし、半導体チップ２と複数のワイヤ５を覆うパッケージ全体の封止は、封止用レジンを用いた樹脂封止で行ってもよい。

その後、図８のステップＳ９に示すバンプ形成を行う。ここでは、パッケージ基板１の裏面に外部端子となるバンプ電極７を接続する。バンプ電極７は、例えば、半田バンプであり、スルーホール配線１ａを介してワイヤ５と電気的に接続するように設ける。

これにより、本実施の形態１の半導体装置１２の組み立て完了となる。

本実施の形態１の半導体装置及びその製造方法によれば、微小可動センサ２ｄが形成された半導体チップ２を有する半導体ウェハ８上に軟金属製のボス４ａが形成され、このボス４ａと、微小可動センサ２ｄを気密封止するキャップ部材３に形成された凹部３ｂとがかしめにより嵌合されて微小可動センサ２ｄが真空状態（または不活性ガス雰囲気）で気密封止されていることにより、特別な組み立てプロセスを用いることなく、半導体プロセスを用いて微小可動センサ２ｄの気密封止を行うため、コストを抑えて微小可動センサ２ｄの気密封止を行うことができる。

したがって、微小可動センサ２ｄが気密封止された半導体装置１２のコストの低減化を図ることができる。

また、キャップ部材３は、シリコンに限定されることなく、ガラスやプラスチック、あるいは金属の使用も可能であり、材料的制約はないため、安い材料を選択することでコストの低減化を図ることができる。

さらに、通常の半導体プロセスを用いて微小可動センサ２ｄの気密封止を行うため、大がかりな設備を必要とせずに組み立てることが可能となり、半導体装置１２のコストの低減化を図ることができる。

また、通常の半導体プロセスを用いて微小可動センサ２ｄの気密封止を行うため、高電圧を高温状態で印加することもなく、素子が劣化することも防止できる。これにより、半導体装置１２の信頼性を向上させることができる。

また、プラズマ処理等は行わずに微小可動センサ２ｄの気密封止を行うため、材料の表面の平坦性や清浄度に対する製造許容度が増加し、半導体装置１２の信頼性を向上させることができる。

また、半導体ウェハ８上でキャップ部材３をかしめによって嵌合して気密封止するため、機械強度に優れた接合構造を実現することができる。これにより、半導体装置１２の信頼性を向上させることができる。

また、通常の半導体プロセスを用いて微小可動センサ２ｄの気密封止を行うとともに、適用される組み立て工程が限定されることもないため、半導体装置１２の組み立て工程の簡略化を図ることができる。

また、本実施の形態１の半導体装置の製造においては、一般的な半導体プロセスの金バンプ形成工程でウェハ加工によるボス形成を行い、別途形成したキャップ部材３と組み合わせて最終パッケージ（半導体装置１２）を製造できるため、特別な製造技術を必要とすることなく組み立てることができる。すなわち、本実施の形態１の半導体装置の製造では、半導体プロセスを採用するとともに、金属によるかしめを行うことで、ＭＥＭＳセンサである微小可動センサ２ｄの気密封止を実現することができる。

（実施の形態２）
図９は本発明の実施の形態２の半導体装置の組み立てにおける気密封止後の構造の一例をキャップ部材を透過して示す平面図、図１０は図９に示すＡ−Ａ線に沿って切断した構造を示す断面図、図１１は図１０に示すＢ部の構造の一例を拡大して示す拡大部分断面図である。

本実施の形態２の半導体装置は、実施の形態１の半導体装置１２と略同様の構造であるが、図９〜図１１に示すように、半導体チップ２（半導体ウェハ８）とキャップ部材３の接合面１１を跨がって、弾性部材であるエラストマ１０が半導体チップ２（半導体ウェハ８）とキャップ部材３に嵌合しており、これにより、ＭＥＭＳセンサである微小可動センサ２ｄが真空状態で気密封止されているものである。

エラストマ１０は、例えば、リング状に形成されており、２列に配置されたボス４ａの間に設けられている。その際、微小可動センサ２ｄを囲んだ状態で、半導体チップ２（半導体ウェハ８）とキャップ部材３の接合面１１を跨がって半導体チップ２（半導体ウェハ８）とキャップ部材３に嵌合されている。

これにより、キャビティ部３ａの内部の気密性をさらに高めることができる。

なお、前記弾性部材は、エラストマ１０に限らず、液状やペースト状の弾性部材であってもよい。

本実施の形態２の半導体装置のその他の構造及び製造方法、並びにこれらによって得られる作用効果については実施の形態１と同様であるため、その重複説明は省略する。

（実施の形態３）
図１２は本発明の実施の形態３の半導体装置の組み立てにおける気密封止後の構造の一例をキャップ部材を透過して示す平面図、図１３は図１２に示すＡ−Ａ線に沿って切断した構造を示す断面図、図１４は図１３に示すＢ部の構造の一例を拡大して示す拡大部分断面図である。

図１２に示す本実施の形態３の半導体装置は、実施の形態１の半導体装置１２と略同様の構造であるが、図１３及び図１４に示すように、キャップ部材３の凹部３ｂの底部に合金化金属１３を蒸着させておくものである。

これにより、圧着接合の際には、合金化金属１３とボス４ａが合金化反応することで、ボス４ａと凹部３ｂの結合力が高まり、キャビティ部３ａの内部の気密性をさらに高めることができる。

なお、ＭＥＭＳセンサである微小可動センサ２ｄは、実施の形態１の半導体装置１２と同様に、真空状態で気密封止されている。

本実施の形態３の半導体装置のその他の構造及び製造方法、並びにこれらによって得られる作用効果については実施の形態１と同様であるため、その重複説明は省略する。

（実施の形態４）
図１５は本発明の実施の形態４の半導体装置の組み立てにおける気密封止後の構造の一例をキャップ部材を透過して示す平面図、図１６は図１５に示すＡ−Ａ線に沿って切断した構造を示す断面図である。

図１５に示す本実施の形態４の半導体装置は、実施の形態１の半導体装置１２と略同様の構造であるが、図１６に示すように半導体装置の組み立ての際に、ボス４ａをキャップ部材３側に形成し、かつ凹部８ｃを半導体ウェハ８側に形成しておくものであり、これによって、圧着接合の際には、キャップ部材３側のボス４ａを半導体ウェハ８側の凹部８ｃにはめ込んでキャップ部材３を半導体ウェハ８に接合するものである。

この場合においても、実施の形態１と同様の作用効果を得ることができる。

なお、ＭＥＭＳセンサである微小可動センサ２ｄは、実施の形態１の半導体装置１２と同様に、真空状態で気密封止されている。

本実施の形態４の半導体装置のその他の構造及び製造方法については実施の形態１と同様であるため、その重複説明は省略する。

以上、本発明者によってなされた発明を発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

例えば、前記実施の形態１では、その半導体装置の製造において、ウェハ状態でキャップ部材３との接合（気密封止）を行い、その後、ダイシングによって個片化を行う場合を説明したが、前記半導体装置の製造としては、キャップ部材３によって気密封止を行う前に、まず、半導体ウェハ８をダイシングして個片化を行い、さらに各チップごとにキャップ部材３との接合（気密封止）を行い、その後、気密封止以降の組み立てを行うようにしてもよい。

本発明は、ＭＥＭＳ素子を有する電子装置に好適である。

本発明の実施の形態１の半導体装置の構造の一例を示す断面図である。 図１に示す半導体装置の組み立てにおける気密封止後の構造の一例をキャップ部材を透過して示す平面図である。 図２に示すＡ−Ａ線に沿って切断した構造を示す断面図である。 図１に示す半導体装置の組み立てにおけるセンサ形成〜キャップ部材接合までの構造の一例を示すプロセスフロー図である。 図１に示す半導体装置の組み立てにおけるキャップ部材形成までの構造の一例を示すプロセスフロー図である。 図１に示す半導体装置の組み立てにおけるダイシング及びダイボンディング工程での構造の一例を示すプロセスフロー図である。 図１に示す半導体装置の組み立てにおけるワイヤボンディング及び封止工程での構造の一例を示すプロセスフロー図である。 図１に示す半導体装置の組み立てにおけるバンプ形成後の構造の一例を示す断面図である。 本発明の実施の形態２の半導体装置の組み立てにおける気密封止後の構造の一例をキャップ部材を透過して示す平面図である。 図９に示すＡ−Ａ線に沿って切断した構造を示す断面図である。 図１０に示すＢ部の構造の一例を拡大して示す拡大部分断面図である。 本発明の実施の形態３の半導体装置の組み立てにおける気密封止後の構造の一例をキャップ部材を透過して示す平面図である。 図１２に示すＡ−Ａ線に沿って切断した構造を示す断面図である。 図１３に示すＢ部の構造の一例を拡大して示す拡大部分断面図である。 本発明の実施の形態４の半導体装置の組み立てにおける気密封止後の構造の一例をキャップ部材を透過して示す平面図である。 図１５に示すＡ−Ａ線に沿って切断した構造を示す断面図である。

符号の説明

１ パッケージ基板
１ａ スルーホール配線
２ 半導体チップ
２ａ 主面
２ｂ パッド（電極）
２ｃ 内部配線
２ｄ 微小可動センサ（微小可動素子）
３ キャップ部材
３ａ キャビティ部
３ｂ 凹部
４ａ ボス（突起部）
４ｂ 接着層
５ ワイヤ
６ キャップ
７ バンプ電極（外部端子）
８ 半導体ウェハ
８ａ 主面
８ｂ チップ領域
８ｃ 凹部
９ キャップ用ウェハ（薄板部材）
１０ エラストマ（弾性部材）
１１ 接合面
１２ 半導体装置
１３ 合金化金属

Claims (5)

1. 微小可動素子が形成された半導体チップと、
   前記半導体チップ上に搭載され、かつキャビティ部を備え、前記キャビティ部によって前記微小可動素子を覆って前記微小可動素子を気密封止するキャップ部材と、
   前記半導体チップの電極に電気的に接続する複数の外部端子とを有し、
   前記半導体チップと前記キャップ部材のうち、いずれか一方に形成された軟金属製の突起部と、いずれか他方に形成された凹部とがかしめにより嵌合されて前記半導体チップと前記キャップ部材とが接合され、前記微小可動素子が真空状態または不活性ガス雰囲気で前記気密封止されていることを特徴とする半導体装置。
2. 梁構造の微小可動センサが形成された半導体チップと、
   前記半導体チップ上に搭載され、かつキャビティ部を備え、前記キャビティ部によって前記微小可動センサを覆って前記微小可動センサを気密封止するキャップ部材と、
   前記半導体チップの電極に電気的に接続する複数の外部端子とを有し、
   前記半導体チップと前記キャップ部材のうち、いずれか一方に形成された軟金属製の突起部と、いずれか他方に形成されたくさび状の凹部とがかしめにより嵌合されて前記半導体チップと前記キャップ部材とが接合され、前記微小可動センサが真空状態または不活性ガス雰囲気で前記気密封止されていることを特徴とする半導体装置。
3. 梁構造の微小可動センサが形成された半導体チップと、
   前記半導体チップ上に搭載され、かつキャビティ部を備え、前記キャビティ部によって前記微小可動センサを覆って前記微小可動センサを気密封止するキャップ部材と、
   前記半導体チップの電極に電気的に接続する複数の外部端子とを有し、
   前記半導体チップと前記キャップ部材のうち、いずれか一方に形成された軟金属製の突起部と、いずれか他方に形成された凹部とがかしめにより嵌合されて前記半導体チップと前記キャップ部材とが接合され、さらに、前記半導体チップと前記キャップ部材の接合面を跨がって弾性部材が前記半導体チップと前記キャップ部材に嵌合し、前記微小可動センサが真空状態または不活性ガス雰囲気で前記気密封止されていることを特徴とする半導体装置。
4. （ａ）微小可動素子が形成された半導体チップを準備する工程と、
   （ｂ）キャビティ部が形成されたキャップ部材を準備する工程と、
   （ｃ）前記半導体チップと前記キャップ部材のうち、いずれか一方に形成された軟金属製の突起部と、いずれか他方に形成された凹部とをかしめにより嵌合して前記半導体チップと前記キャップ部材とを接合し、前記キャビティ部で前記微小可動素子を覆って前記微小可動素子を真空状態または不活性ガス雰囲気で気密封止する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
5. （ａ）主面に複数のチップ領域を有する半導体ウェハの前記複数のチップ領域に梁構造の微小可動センサを形成する工程と、
   （ｂ）前記半導体ウェハの主面上において、軟金属製で、かつ前記主面から突出する突起部を各微小可動センサの周囲に形成する工程と、
   （ｃ）シリコンから成る薄板部材に複数のキャビティ部とそのキャビティ部を囲む凹部とを形成してキャップ部材を形成する工程と、
   （ｄ）前記半導体ウェハの突起部と、前記キャップ部材の凹部とをかしめにより嵌合して前記半導体ウェハと前記キャップ部材とを接合し、前記キャビティ部で前記微小可動センサを覆って前記微小可動センサを真空状態または不活性ガス雰囲気で気密封止する工程と、
   （ｅ）前記半導体ウェハを各チップ領域に沿って切断してそれぞれに前記微小可動センサが気密封止された複数の半導体チップを取得する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。

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