[发明专利]半导体物理量传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于检测物理量的半导体物理量传感器。更具体地，本发明涉及一种传感器芯片通过粘结剂与支承构件接合的半导体物理量传感器。

背景技术

例如，公开号为No.10-170367的日本专利申请公开了一种传感器芯片通过粘结剂与封装材料接合的半导体压力传感器。该传感器芯片包括设有隔膜的半导体衬底和支承半导体衬底下表面的基底。该基底通过粘结剂与封装材料接合。粘结剂含有微珠，以降低热滞后现象。

在压力传感器内，如果微珠不规则地分散在粘结剂内，则传感器的输出的偏移(offset)的温度特性线弯曲。在这种情况下，难以提高检测精度。此外，难以通过设置在该传感器中的电子电路校正温度特性线的弯曲。

发明内容

为了解决上述问题提出了本发明，本发明的目的在于提供一种能够降低温度特性线的弯曲的物理量传感器。

根据本发明的一个方面，半导体物理量传感器包括传感器芯片、用于支承芯片的基底的支承构件以及粘结剂。传感器芯片包括半导体衬底和支承半导体衬底的芯片基底。半导体衬底设置有用于检测物理量的感测部分。芯片基底通过粘结剂与支承构件接合。粘结剂是通过混合主要由树脂构成的粘结基体材料和主要由交联树脂构成的粒状材料而获得的。

通过上述粘结剂，可减小温度特性线的弯曲，例如减小传感器输出的偏移的温度特性线的弯曲，从而提高检测精度。

例如，交联树脂是交联聚丙烯酸酯、交联丙烯腈基树脂和交联酚醛树脂中的一种。

例如，粒状材料包括固体球形颗粒和空心球形颗粒中的一种。

例如，粘结剂的粘结基体材料主要由例如硅橡胶、氟硅橡胶或氟橡胶等橡胶基成分构成。

附图说明

根据下文参照附图的详细说明，本发明的其他目的、特征及优点将变得更加清楚，其中相同构件由相同的参考标记表示，在这些附图中：

图1是根据本发明实施例的半导体压力传感器的示意性截面图；

图2是根据该实施例的半导体压力传感器的部分的放大截面图；

图3A是根据该实施例的半导体压力传感器的传感器芯片的俯视图；

图3B是沿图3A中的线IIIB-IIIB所截取的示意性截面图；

图4是图3A和图3B所示的传感器芯片的仰视图；

图5是根据该实施例的半导体压力传感器的示意性电路图；

图6是示出根据该实施例的传感器输出的偏移的温度特性的曲线图；

图7是示出根据该实施例的环境温度和传感器灵敏度之间的关系的曲线图；

图8是示出根据该实施例的压力和传感器输出电压之间的关系的曲线图；

图9A至图9E是示出根据该实施例的温度特性的变化的柱状图。

具体实施例

下面将参照附图说明本发明的示范性实施例。在一个示范性实施例中，以半导体压力传感器作为半导体物理量传感器的范例。

<一般结构>

首先将描述半导体压力传感器的结构。

图1是压力传感器10的示意性截面图，图2是压力传感器10的放大的截面图，图2中移除了图1中所示的壳体70。图3A是传感器芯片20的俯视图，图3B是沿图3A中的线IIIB-IIIB所截取的示意性截面图。图4是图3A和图3B所示的传感器芯片20的仰视图。

参考图1，压力传感器10包括传感器芯片20、芯片座(stem)40和壳体70。传感器芯片20包括单晶硅衬底21和支承硅衬底21的下表面的芯片基底30。例如，芯片基底30可由玻璃制成。硅衬底21设置有感测部分20a。

芯片座40通过芯片粘结剂50支承基底30的下表面。芯片座40用作支承构件，用于支承传感器芯片20并用于将传感器芯片20固定在固定位置。例如，芯片座40可由陶瓷制成。壳体70通过芯片座粘结剂60支承芯片座40。例如，壳体70由树脂制成。

壳体70形成有壳体通孔(communication hole)71。在图1内，通孔71上下穿过壳体70。壳体70具有从形成壳体通孔71的内表面向内突出的突出部73。例如，该突出部73呈台阶形状。

芯片座40经芯片座粘结剂60与壳体70的上内表面72以及突出部73的表面接合。上内表面72位于壳体70的上端附近。突出部与芯片座40接合的表面朝上。上内表面72和突出部73对应于用于固定芯片座40的固定位置。

如图2所示，硅衬底21在面向芯片基底30的下表面24上具有凹腔22。感测部分20a形成在该凹腔22的下表面上。