專利名稱：半導體器件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在加速度傳感器、角加速度傳感器、靜電傳動器等中使用的半導體微器件。
背景技術：
圖7是示出現有的半導體微器件70的結構的剖面圖。半導體微器件70以實現規(guī)定的功能、工作的方式而被封裝。半導體微器件70在封裝體的內部的管芯底座13上具備2種芯片。具體地說，芯片是在芯片基板74上設置的微結構體芯片71和用于特定用途的IC芯片(以下，稱為「ASIC」(專用集成電路))72?？筛鶕雽w微器件70的使用目的適當地選擇這些芯片。導電性地連接了微結構體芯片71與芯片基板74。利用鍵合導線75連接了芯片基板74與ASIC72。再者，利用鍵合導線76也將ASIC72與引線17連接。通過將引線17與封裝體外部的電路等連接，對微結構體芯片71和ASIC72供給電力，由此可使這些芯片工作。再有，經樹脂層78固定了管芯底座13與芯片基板74和管芯底座13與ASIC72。
以往，作為檢測振動、加速度等的傳感器，已知有使用了半導體微機械技術的電容型慣性力傳感器。圖8是示出在電容型慣性力傳感器中使用的微結構體芯片80的結構的圖。(a)是微結構體芯片80的俯視圖，(b)是微結構體芯片80的剖面圖。
微結構體芯片80檢測由懸掛在硅基板81上的電極82、83形成的電容器的靜電電容。電極82是固定在基板81上的固定電極。另一方面，電極83是根據慣性力可相對于基板81移動的可動電極?？蓜与姌O83作為一個結構體而被形成，被梁84支撐在硅基板上。由于電極83相對于電極82可移動，故電極83的位置隨加速度而變化，于是，電極82、83間的距離，即電容器的靜電電容發(fā)生變化。通過檢測電容器的靜電電容的變化，可得到所安裝的物體的加速度。
由于靜電電容的變化非常微小(例如，1pF)，故微結構體芯片80容易受到靜電、電波等的外來的噪聲的影響。因而，使用了現有的微結構體芯片80的半導體微器件(加速度傳感器)的可靠性較低。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供難以受到外來的噪聲的影響的、可靠性高的半導體微器件。
本發(fā)明的半導體器件具備信號輸出芯片和基板，上述信號輸出芯片由半導體形成，輸出規(guī)定的信號；在上述基板上形成了電路，該電路與上述信號輸出芯片被導電性地連接，上述基板的電位被固定于恒定的值。由此來達到上述目的。
上述恒定的電位可以是接地電位。
本發(fā)明的半導體器件具備信號輸出芯片、基板和管芯底座，上述信號輸出芯片由半導體形成，輸出規(guī)定的信號；在上述基板上形成了電路，該電路與上述信號輸出芯片被導電性地連接；用導電性材料將上述基板固定粘接到上述管芯底座上，上述管芯底座的電位被固定于恒定的值。由此來達到上述目的。
上述導電性材料可以是導電性的樹脂。
上述導電性材料可以是導電性的金屬。
還具備信號處理芯片，用導電性材料將該信號處理芯片固定粘接到上述管芯底座上，該信號處理芯片對從上述信號輸出芯片輸出的信號進行處理，通過對該信號處理芯片供給接地電位，可將上述管芯底座和上述基板的電位固定于恒定的接地電位。
上述導電性材料可以是導電性的樹脂。
上述導電性材料可以是導電性的金屬。
可將上述管芯底座配置在以該半導體器件被安裝在安裝基板上的一側為基準而離開上述信號輸出芯片、基板和信號處理芯片的位置上。
本發(fā)明的半導體器件具備信號輸出芯片、基板、信號處理芯片和導電層，上述信號輸出芯片由半導體形成，輸出規(guī)定的信號；在上述基板上形成了電路，該電路與上述信號輸出芯片被導電性地連接；上述信號處理芯片對從上述信號輸出芯片輸出的信號進行處理；上述導電層在信號處理芯片的表面上被形成，是具有導電性的導電層，用導電性材料將上述基板固定粘接到上述導電層上，通過將上述導電層的電位固定于恒定的值，將上述芯片與基板相接的面的電位固定于該恒定的值。由此來達到上述目的。
在信號輸出芯片基板上形成了信號輸出芯片，可在信號輸出芯片基板的背面上設置金屬層。
圖1是示出實施例1的半導體微器件的結構的剖面圖。
圖2是示出用鍵合導線連接了管芯底座與內引線的半導體微器件的俯視圖。
圖3是示出具有被連接到管芯底座上的內引線的半導體微器件的俯視圖。
圖4是示出實施例2的半導體微器件的結構的剖面圖。
圖5是示出實施例2的另一半導體微器件的結構的剖面圖。
圖6是示出實施例3的半導體微器件的結構的剖面圖。
圖7是示出現有的半導體微器件的結構的剖面圖。
圖8是示出在電容型慣性力傳感器中被利用的微結構體芯片的結構的圖。(a)是微結構體芯片的俯視圖，(b)是微結構體芯片的剖面圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖，說明本發(fā)明的實施例。
(實施例1)圖1是示出實施例1的半導體微器件10的結構的剖面圖。半導體微器件10以實現規(guī)定的功能、工作的方式而被封裝，例如具有加速度傳感器的功能。
參照圖1的(a)，半導體微器件10在封裝體的內部的管芯底座13上具備2種芯片。具體地說，芯片是被設置了微結構體的、在芯片基板14上放置的微結構體芯片11和用于特定用途的信號處理電路用IC芯片(以下，稱為「ASIC」(專用集成電路))12。例如，在半導體微器件10是加速度傳感器時，微結構體芯片11是加速度傳感器芯片，輸出已檢測的信號。一方的ASIC12對從半導體微器件10輸出的信號進行處理，將表示加速度的檢測信號輸出給半導體微器件10封裝體的外部。再有，半導體微器件10不限于加速度傳感器，可根據半導體微器件10的使用目的適當地選擇其內部的芯片。本發(fā)明在硅基板上形成微結構體芯片11，提供表面微機械的半導體微器件10。
在芯片基板14上形成規(guī)定的電路，導電性地連接了電路與微結構體芯片11。芯片基板14由硅來形成。微結構體芯片11在芯片基板14上具備圖8(a)中示出的可動部(可動電極83)和固定部(被固定的檢測電極82)。再次參照圖1，利用鍵合導線15連接了芯片基板14與ASIC12。再者，利用鍵合導線16也將ASIC12與引線17連接起來。關于引線17，準確地說，在封裝體內部，指的是內引線，在封裝體外部，指的是外部引線。通過將引線17與封裝體外部的電源電路連接，對微結構體芯片11和ASIC12供給電力，由此可使這些芯片工作。
實施例1的特征是，將容易受到外來的噪聲的影響的、應排除該噪聲的結構要素固定于恒定的電位(例如，接地電位)。這是因為可排除靜電、電波障礙等的外部干擾。以下，用具體例子來說明。
利用鍵合材料18固定粘接(die bond)了管芯底座13與芯片基板14和管芯底座13與ASIC12。鍵合材料18例如是銀環(huán)氧樹脂等的導電性樹脂或焊錫、Au-Si共晶等的導電性的金屬。通過將導電性材料用于鍵合材料18，可將ASIC12、芯片基板14和管芯底座13保持于相同的電位。
再次，考慮將芯片基板14的電位固定于恒定的電位的情況。例如，是將芯片基板14連接到供給被固定了的電位的端子(供給基準接地電位的GND端子或恒定電壓源的端子(都未圖示))上的情況。該端子例如是設置半導體微器件10的基板上的端子。一般來說，利用鍵合導線16、引線17將ASIC12的內部電路與外部電路連接。在該外部電路中也包含上述的基板上的GND端子。因此，與ASIC12的內部電路導通的ASIC12的背面的電位成為接地電位。因為芯片基板14與ASIC12的背面導電性地連接，故芯片基板14的電位也成為接地電位。如上所述，由于ASIC12、芯片基板14和管芯底座13的電位保持于相同的電位，故可防止ASIC12、芯片基板14和管芯底座13的帶電。這意味著不僅可使芯片基板14和微結構體芯片11、也可使半導體微器件10排除靜電、電波障礙等的外部干擾。于是，通過將芯片基板14的電位固定于恒定的電位，可實現不受靜電、電波障礙等的外部干擾的影響的高性能且可靠性高的制品。
再有，雖然將芯片基板14的電位固定于恒定的電位，但不用說也可將管芯底座13或ASIC12固定于恒定的電位。在將管芯底座13固定于恒定的電位的情況下，如圖所示，經ASIC12和鍵合導線16將管芯底座13連接到供給恒定的電位的外部引線，即引線17的封裝體外部部分上?；蛘?，直接將管芯底座13連接到內引線17上，再連接到外部引線上。圖2和圖3示出直接連接的例子。具體地說，圖2是示出用鍵合導線26連接了管芯底座13與內引線17的半導體微器件20的俯視圖。圖3是示出具有連接到管芯底座13上的內引線36的半導體微器件30的俯視圖。由此，可得到與上述相同的效果。
在此，如圖1的(b)中所示，也可在形成了芯片基板和/或ASIC的基板的背面上設置金屬層19。通過設置金屬層19，能更可靠地固定基板的電位。該金屬層例如可用Au和Ti-Ni-Au的濺射法或蒸鍍法來形成。較為理想的是，在將芯片基板的電位固定于恒定的電位的情況下，在芯片基板的背面上設置金屬層，在將ASIC的背面的電位固定于恒定的電位的情況下，在ASIC的背面上設置金屬層。
(實施例2)在實施例2中，說明微結構體芯片11和ASIC12的配置與實施例1不同的半導體微器件。
圖4是示出實施例2的半導體微器件40的結構的剖面圖。半導體微器件40是在信號處理電路用ASIC上配置了形成微結構體的芯片的堆垛結構的器件。更具體地說，在最下部的管芯底座43上按下述順序層疊了鍵合材料41、ASIC12、導電層42、鍵合材料41、芯片基板44和微結構體芯片11。鍵合材料41與實施例1的鍵合材料18相同，是銀環(huán)氧樹脂等的導電性樹脂或焊錫、Au-Si共晶等的導電性的金屬。分別利用鍵合導線15、16確保ASIC12與芯片基板44和ASIC12與引線17的連接。
在實施例1中，考慮了將芯片基板14的電位固定于恒定的電位的情況，但在實施例2中，考慮將在ASIC12的表面區(qū)域上設置的導電層42固定于恒定的電位的情況。此時，因為鍵合材料41是導電性的，以及芯片基板44與鍵合材料41和微結構體芯片11導電性地連接在一起，故微結構體芯片11的背面的電位也被固定于該電位。由此，可實現與實施例1相同的效果、即不受靜電、電波障礙等的外部干擾的影響的高性能且可靠性高的制品。
再有，ASI C12、芯片基板44和微結構體芯片11的位置關系不限于此。圖5是示出實施例2的另一半導體微器件50的結構的剖面圖。半導體微器件50與半導體微器件40(圖4)的不同點在于將ASIC12的位置與芯片基板54和微結構體芯片11的位置進行了掉換并且沒有了導電層42(圖4)。
在半導體微器件50中，通過將微結構體芯片11表面的電位定為與芯片基板54的電位相同(例如，GND)，將ASIC12的基板的電位也定為相同的值，可得到上述的效果。
再有，如在實施例1中參照圖1的(b)所說明的那樣，也可在形成了芯片基板和/或ASIC的基板的背面上設置金屬層。通過設置金屬層，能更可靠地固定基板的電位。
(實施例3)在實施例3中，說明微結構體芯片11和ASIC12的配置與實施例1和2不同的半導體微器件。
圖6是示出實施例3的半導體微器件60的結構的剖面圖。半導體微器件60是使半導體微器件10(圖1)的封裝體上下反轉而構成的。其結果是，其外部引線17與半導體微器件10(圖1)的外部引線17相比，在相反的方向上進行了折彎。由此，將管芯底座63配置在以半導體微器件60被安裝在安裝基板上的一側為基準而離開微結構體芯片11、芯片基板64和ASIC12的位置上。更具體地說，在半導體微器件60內，最上部是管芯底座63，其下按下述順序設置了鍵合材料61、芯片基板64、微結構體芯片11。在鍵合材料61下面設置了ASIC12。分別利用鍵合導線15、16確保ASIC12與芯片基板64和ASIC12與內引線17的連接。
這樣，通過在最上部配置管芯底座63，可使管芯底座63具有隔斷電波障礙等的外部干擾的屏蔽效果。此外，通過在芯片基板64的與微結構體芯片11的相向面上設置導電性圖形(GND圖形69)，將芯片基板64的電位定為恒定的電位(例如，GND電位)，可得到進一步隔斷外部干擾的影響的高性能的制品。
再有，如在實施例1中參照圖1的(b)所說明的那樣，也可在形成了芯片基板和/或ASIC的基板的背面上設置金屬層。通過設置金屬層，能更可靠地固定基板的電位。
在本發(fā)明中，將被放置了信號輸出芯片的基板的電位固定于恒定的電位(例如，接地電位)。由此，可防止基板和信號輸出芯片的帶電，可實現不受靜電、電波障礙等的外部干擾的影響的高性能且可靠性高的制品。
此外，在本發(fā)明中，設置基板被導電性材料(例如，導電性的樹脂、導電性的金屬)固定粘接的管芯底座，將管芯底座的電位定為恒定的電位。由此，經導電性材料可防止基板和信號輸出芯片的帶電，可實現不受靜電、電波障礙等的外部干擾的影響的高性能且可靠性高的制品。
再者，在本發(fā)明中，設置用導電性材料(例如，導電性的樹脂、導電性的金屬)固定粘接到管芯底座上的、對從信號輸出芯片輸出的信號進行處理的信號處理芯片，對信號處理芯片供給接地電位。由此，經導電性材料可防止基板和信號輸出芯片的帶電，可實現不受靜電、電波障礙等的外部干擾的影響的高性能且可靠性高的制品。
在本發(fā)明中，以半導體器件被安裝在安裝基板上的一側為基準，通過將管芯底座配置在最遠離(最上部)的位置上，可使管芯底座具有隔斷電波障礙等的外部干擾的屏蔽效果。
在本發(fā)明中，將用導電性材料固定粘接到基板上的導電層的電位固定于恒定的值，其中，該導電層是在信號處理芯片的表面上形成的，是具有導電性的導電層。其結果是，就將信號處理芯片與基板相接的面的電位固定于該恒定的值。由此，可防止基板和信號輸出芯片的帶電，可實現不受靜電、電波障礙等的外部干擾的影響的高性能且可靠性高的制品。
權利要求
1.一種半導體器件，具備信號輸出芯片和基板，上述信號輸出芯片由半導體形成，輸出規(guī)定的信號；在上述基板上形成了電路，該電路與上述信號輸出芯片被導電性地連接，其特征在于上述基板的電位被固定于恒定的值。
2.如權利要求1中所述的半導體器件，其特征在于上述恒定的電位是接地電位。
3.一種半導體器件，具備信號輸出芯片、基板和管芯底座，上述信號輸出芯片由半導體形成，輸出規(guī)定的信號；在上述基板上形成了電路，該電路與上述信號輸出芯片被導電性地連接；用導電性材料將上述基板固定粘接到上述管芯底座上，其特征在于上述管芯底座的電位被固定于恒定的值。
4.如權利要求3中所述的半導體器件，其特征在于上述導電性材料是導電性的樹脂。
5.如權利要求3中所述的半導體器件，其特征在于上述導電性材料是導電性的金屬。
6.如權利要求3中所述的半導體器件，其特征在于還具備信號處理芯片，用導電性材料將該信號處理芯片固定粘接到上述管芯底座上，該信號處理芯片對從上述信號輸出芯片輸出的信號進行處理，通過對該信號處理芯片供給接地電位，將上述管芯底座和上述基板的電位固定于恒定的接地電位。
7.如權利要求6中所述的半導體器件，其特征在于上述導電性材料是導電性的樹脂。
8.如權利要求6中所述的半導體器件，其特征在于上述導電性材料是導電性的金屬。
9.如權利要求6中所述的半導體器件，其特征在于將上述管芯底座配置在以該半導體器件被安裝在安裝基板上的一側為基準離開上述信號輸出芯片、基板和信號處理芯片的位置上。
10.一種半導體器件，具備信號輸出芯片、基板、信號處理芯片和導電層，上述信號輸出芯片由半導體形成，輸出規(guī)定的信號；在上述基板上形成了電路，該電路與上述信號輸出芯片被導電性地連接；上述信號處理芯片對從上述信號輸出芯片輸出的信號進行處理；上述導電層在信號處理芯片的表面上被形成，是具有導電性的導電層，用導電性材料將上述基板固定粘接到上述導電層上，其特征在于通過將上述導電層的電位固定于恒定的值，將上述芯片與基板相接的面的電位固定于該恒定的值。
11.如權利要求1、3或10中所述的半導體器件，其特征在于在信號輸出芯片基板上形成了信號輸出芯片，在信號輸出芯片基板的背面上設置了金屬層。
全文摘要
本發(fā)明的課題是，提供難以受到外來噪聲影響的、可靠性高的半導體器件。本發(fā)明的半導體器件具備信號輸出芯片和基板，上述信號輸出芯片由半導體形成，輸出規(guī)定的信號；在上述基板上形成了電路，該電路與上述信號輸出芯片被導電性地連接。而且，基板的電位被固定于恒定的值。
文檔編號H01L29/84GK1404143SQ0212972
公開日2003年3月19日 申請日期2002年8月9日 優(yōu)先權日2001年9月10日
發(fā)明者大谷浩 申請人:三菱電機株式會社