[发明专利]半导体加速度传感器的制造方法

说明书

本发明涉及包括半导体加速度传感器在内的半导体器件。半导体加速度传感器的作用是利用象硅晶体之类的半导体晶体表现出的压力电阻效应将位移量转换成电信号。

近几年来，随着微细加工技术的发展，可以在半导体圆片上形成薄膜，经过蚀刻，制取半导体加速度传感器(参看例如1979年12月第ED-2b卷笫12期的《电气电子工程师协会电子器件论文集》)。

图3示出了微细加工制造的常规半导体加速度传感器。图3A是顶视图，力3B是剖视图。悬臂51受到沿图3B中箭头所示方向的加速度的作用时变形。悬臂51的变形量通过悬臂51上表面形成的扩散电阻表现出的压力电阻效应检测出来，加速度则通过与扩散电阻21b的比较确定。扩散电阻21a和21b与高浓度扩散区55及输出端子23连接。上挡块53和下挡块54是为防止悬臂51断裂而设的，整个构件装在陶瓷基片52上。

图4示出日本未经审查的专利公报平1-302167中公开的微细加工制造出的半导体加速度传感器。槽62是在支架61附近的悬臂51中蚀刻形成的细薄部分。扩散电阻21在传感器的上表面形成，构成电桥电路。扩散电阻21c和21d用作基准电阻，设置在支架61的上表面。扩散电阻21e和21f用可变电阻，用来检测细薄部分的变形量，且垂直于各基准电阻配置。

常规半导体加速度传感器是蚀刻制成的。具体地说，为提高检测灵敏度，需要形成细薄部分(加工背面)。由于细薄部分是蚀刻形成的，因而需要严格控制蚀刻液的组成和温度以及搅拌情况，以便得出均匀的厚度，此外还需要象制造掩模图形之类的制造工序。

此外，由于扩散电阻21a和21b配置在加速度传感器的上表面，重物22也形成在该上表面上，如图3A中所示，因而加速度传感器的上表面面积要大，从而例如限制了从一个硅圆片制取传感器的数目，难以降低传感器的造价。

此外，在图4的加速度传感器中，为保持细薄部分足够的强度水平，悬臂51的宽度和图中从图面至深度方向的宽度需要有一定的值。因此，象图3A的加速传感器那样，加速度传感器上部表面的面积不能小，从而限制了从半导体圆片1制取传感器的数目，难以降低传感器的造价。

此外由于检测加速度的扩散电阻21是设在加速度传感器受到加速作用的表面上的，因而这些扩散电阻需要设计得使其阻值与位于支架61和可变电阻上方的基准电阻大不相同。

本发明是要解决上述诸问题的。因此本发明的目的是提供一种易于制造，可以从一个半导体圆片1制取大量传感器的廉价半导体加速度传感器，并提供制取压力传感器的一种制造方法。

为解决上述诸问题，本发明将扩散电阻21都配置在传感器的侧面100上，从而可以从一个半导体圆片1制取许多传感器。用这种位移量检测元件设在传感器侧面100的结构，用工序数较少，没有蚀刻工序的制造工艺就可以制取价廉的传感器。

作为制造上述器件的措施，本发明采用切片法切出传感元件12。在此情况下，固定半导体圆片1的方法是用冰将半导体圆片固定到固定部分的。本发明如此制造出来的传感器是个完美的矩形平行六面体，这给传感器在的装卸带来方便。这样就可以高产低成本地制取包括半导体加速度传感器在内的半导体器件。

图1是展示本发明的制造方法的剖面图。

图2A-2B是展示本发明半导体加速度传感器切割方法的正视图和侧视图。

图3A-3B是展示常规半导体加速度传感器切割方法的顶视图和剖视图。

图4是常规半导体加速度传感器的结构透视图。

图5是应用本发明的方法制造的半导体加速度传感器的结构透视图。

图6A-6C是应用本发明的制造方法制造的半导体加速度传感器的制造工序图。

图7是半导体圆片按常规切片法的顶视图。

图8是热电变换半导体元件的原理说明图。

图9A-9D本发明制造方法的工序图。

图10是应用本发明的方法制造的半导体加速度传感器的结构透视图。

图11A-11C是应用本发明的方法制造的半导体加速度传感器的结构平面图。

下面具体说明本发明的制造方法。

图5示出了用本发明的方法制造的半导体加速度传感器的结构。半导体加速度传感器的结构呈矩形平行六面体，这是从半导体圆片1切割下来的，上面形成有扩散电阻21，输出端子等。这种结构体以下称传感器元件12。重物22粘附在传感元件12上。为与支架61电接触，在输出端子23上形成多个焊点，由金或焊料制成。电连接可以不通过焊点进行。