专利名称：半导体器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及在加速度传感器、角加速度传感器、静电传动器等中使用的半导体微器件。
背景技术：
图7是示出现有的半导体微器件70的结构的剖面图。半导体微器件70以实现规定的功能、工作的方式而被封装。半导体微器件70在封装体的内部的管芯底座13上具备2种芯片。具体地说，芯片是在芯片基板74上设置的微结构体芯片71和用于特定用途的IC芯片(以下，称为「ASIC」(专用集成电路))72。可根据半导体微器件70的使用目的适当地选择这些芯片。导电性地连接了微结构体芯片71与芯片基板74。利用键合导线75连接了芯片基板74与ASIC72。再者，利用键合导线76也将ASIC72与引线17连接。通过将引线17与封装体外部的电路等连接，对微结构体芯片71和ASIC72供给电力，由此可使这些芯片工作。再有，经树脂层78固定了管芯底座13与芯片基板74和管芯底座13与ASIC72。
以往，作为检测振动、加速度等的传感器，已知有使用了半导体微机械技术的电容型惯性力传感器。图8是示出在电容型惯性力传感器中使用的微结构体芯片80的结构的图。(a)是微结构体芯片80的俯视图，(b)是微结构体芯片80的剖面图。
微结构体芯片80检测由悬挂在硅基板81上的电极82、83形成的电容器的静电电容。电极82是固定在基板81上的固定电极。另一方面，电极83是根据惯性力可相对于基板81移动的可动电极。可动电极83作为一个结构体而被形成，被梁84支撑在硅基板上。由于电极83相对于电极82可移动，故电极83的位置随加速度而变化，于是，电极82、83间的距离，即电容器的静电电容发生变化。通过检测电容器的静电电容的变化，可得到所安装的物体的加速度。
由于静电电容的变化非常微小(例如，1pF)，故微结构体芯片80容易受到静电、电波等的外来的噪声的影响。因而，使用了现有的微结构体芯片80的半导体微器件(加速度传感器)的可靠性较低。
发明内容本发明的目的是提供难以受到外来的噪声的影响的、可靠性高的半导体微器件。
本发明的半导体器件具备信号输出芯片和基板，上述信号输出芯片由半导体形成，输出规定的信号；在上述基板上形成了电路，该电路与上述信号输出芯片被导电性地连接，上述基板的电位被固定于恒定的值。由此来达到上述目的。
上述恒定的电位可以是接地电位。
本发明的半导体器件具备信号输出芯片、基板和管芯底座，上述信号输出芯片由半导体形成，输出规定的信号；在上述基板上形成了电路，该电路与上述信号输出芯片被导电性地连接；用导电性材料将上述基板固定粘接到上述管芯底座上，上述管芯底座的电位被固定于恒定的值。由此来达到上述目的。
上述导电性材料可以是导电性的树脂。
上述导电性材料可以是导电性的金属。
还具备信号处理芯片，用导电性材料将该信号处理芯片固定粘接到上述管芯底座上，该信号处理芯片对从上述信号输出芯片输出的信号进行处理，通过对该信号处理芯片供给接地电位，可将上述管芯底座和上述基板的电位固定于恒定的接地电位。
上述导电性材料可以是导电性的树脂。
上述导电性材料可以是导电性的金属。
可将上述管芯底座配置在以该半导体器件被安装在安装基板上的一侧为基准而离开上述信号输出芯片、基板和信号处理芯片的位置上。
本发明的半导体器件具备信号输出芯片、基板、信号处理芯片和导电层，上述信号输出芯片由半导体形成，输出规定的信号；在上述基板上形成了电路，该电路与上述信号输出芯片被导电性地连接；上述信号处理芯片对从上述信号输出芯片输出的信号进行处理；上述导电层在信号处理芯片的表面上被形成，是具有导电性的导电层，用导电性材料将上述基板固定粘接到上述导电层上，通过将上述导电层的电位固定于恒定的值，将上述芯片与基板相接的面的电位固定于该恒定的值。由此来达到上述目的。
在信号输出芯片基板上形成了信号输出芯片，可在信号输出芯片基板的背面上设置金属层。
图1是示出实施例1的半导体微器件的结构的剖面图。
图2是示出用键合导线连接了管芯底座与内引线的半导体微器件的俯视图。
图3是示出具有被连接到管芯底座上的内引线的半导体微器件的俯视图。
图4是示出实施例2的半导体微器件的结构的剖面图。
图5是示出实施例2的另一半导体微器件的结构的剖面图。
图6是示出实施例3的半导体微器件的结构的剖面图。
图7是示出现有的半导体微器件的结构的剖面图。
图8是示出在电容型惯性力传感器中被利用的微结构体芯片的结构的图。(a)是微结构体芯片的俯视图，(b)是微结构体芯片的剖面图。
具体实施例方式
以下，参照附图，说明本发明的实施例。
(实施例1)图1是示出实施例1的半导体微器件10的结构的剖面图。半导体微器件10以实现规定的功能、工作的方式而被封装，例如具有加速度传感器的功能。
参照图1的(a)，半导体微器件10在封装体的内部的管芯底座13上具备2种芯片。具体地说，芯片是被设置了微结构体的、在芯片基板14上放置的微结构体芯片11和用于特定用途的信号处理电路用IC芯片(以下，称为「ASIC」(专用集成电路))12。例如，在半导体微器件10是加速度传感器时，微结构体芯片11是加速度传感器芯片，输出已检测的信号。一方的ASIC12对从半导体微器件10输出的信号进行处理，将表示加速度的检测信号输出给半导体微器件10封装体的外部。再有，半导体微器件10不限于加速度传感器，可根据半导体微器件10的使用目的适当地选择其内部的芯片。本发明在硅基板上形成微结构体芯片11，提供表面微机械的半导体微器件10。
在芯片基板14上形成规定的电路，导电性地连接了电路与微结构体芯片11。芯片基板14由硅来形成。微结构体芯片11在芯片基板14上具备图8(a)中示出的可动部(可动电极83)和固定部(被固定的检测电极82)。再次参照图1，利用键合导线15连接了芯片基板14与ASIC12。再者，利用键合导线16也将ASIC12与引线17连接起来。关于引线17，准确地说，在封装体内部，指的是内引线，在封装体外部，指的是外部引线。通过将引线17与封装体外部的电源电路连接，对微结构体芯片11和ASIC12供给电力，由此可使这些芯片工作。
实施例1的特征是，将容易受到外来的噪声的影响的、应排除该噪声的结构要素固定于恒定的电位(例如，接地电位)。这是因为可排除静电、电波障碍等的外部干扰。以下，用具体例子来说明。
利用键合材料18固定粘接(die bond)了管芯底座13与芯片基板14和管芯底座13与ASIC12。键合材料18例如是银环氧树脂等的导电性树脂或焊锡、Au-Si共晶等的导电性的金属。通过将导电性材料用于键合材料18，可将ASIC12、芯片基板14和管芯底座13保持于相同的电位。
再次，考虑将芯片基板14的电位固定于恒定的电位的情况。例如，是将芯片基板14连接到供给被固定了的电位的端子(供给基准接地电位的GND端子或恒定电压源的端子(都未图示))上的情况。该端子例如是设置半导体微器件10的基板上的端子。一般来说，利用键合导线16、引线17将ASIC12的内部电路与外部电路连接。在该外部电路中也包含上述的基板上的GND端子。因此，与ASIC12的内部电路导通的ASIC12的背面的电位成为接地电位。因为芯片基板14与ASIC12的背面导电性地连接，故芯片基板14的电位也成为接地电位。如上所述，由于ASIC12、芯片基板14和管芯底座13的电位保持于相同的电位，故可防止ASIC12、芯片基板14和管芯底座13的带电。这意味着不仅可使芯片基板14和微结构体芯片11、也可使半导体微器件10排除静电、电波障碍等的外部干扰。于是，通过将芯片基板14的电位固定于恒定的电位，可实现不受静电、电波障碍等的外部干扰的影响的高性能且可靠性高的制品。
再有，虽然将芯片基板14的电位固定于恒定的电位，但不用说也可将管芯底座13或ASIC12固定于恒定的电位。在将管芯底座13固定于恒定的电位的情况下，如图所示，经ASIC12和键合导线16将管芯底座13连接到供给恒定的电位的外部引线，即引线17的封装体外部部分上。或者，直接将管芯底座13连接到内引线17上，再连接到外部引线上。图2和图3示出直接连接的例子。具体地说，图2是示出用键合导线26连接了管芯底座13与内引线17的半导体微器件20的俯视图。图3是示出具有连接到管芯底座13上的内引线36的半导体微器件30的俯视图。由此，可得到与上述相同的效果。
在此，如图1的(b)中所示，也可在形成了芯片基板和/或ASIC的基板的背面上设置金属层19。通过设置金属层19，能更可靠地固定基板的电位。该金属层例如可用Au和Ti-Ni-Au的溅射法或蒸镀法来形成。较为理想的是，在将芯片基板的电位固定于恒定的电位的情况下，在芯片基板的背面上设置金属层，在将ASIC的背面的电位固定于恒定的电位的情况下，在ASIC的背面上设置金属层。
(实施例2)在实施例2中，说明微结构体芯片11和ASIC12的配置与实施例1不同的半导体微器件。
图4是示出实施例2的半导体微器件40的结构的剖面图。半导体微器件40是在信号处理电路用ASIC上配置了形成微结构体的芯片的堆垛结构的器件。更具体地说，在最下部的管芯底座43上按下述顺序层叠了键合材料41、ASIC12、导电层42、键合材料41、芯片基板44和微结构体芯片11。键合材料41与实施例1的键合材料18相同，是银环氧树脂等的导电性树脂或焊锡、Au-Si共晶等的导电性的金属。分别利用键合导线15、16确保ASIC12与芯片基板44和ASIC12与引线17的连接。
在实施例1中，考虑了将芯片基板14的电位固定于恒定的电位的情况，但在实施例2中，考虑将在ASIC12的表面区域上设置的导电层42固定于恒定的电位的情况。此时，因为键合材料41是导电性的，以及芯片基板44与键合材料41和微结构体芯片11导电性地连接在一起，故微结构体芯片11的背面的电位也被固定于该电位。由此，可实现与实施例1相同的效果、即不受静电、电波障碍等的外部干扰的影响的高性能且可靠性高的制品。
再有，ASI C12、芯片基板44和微结构体芯片11的位置关系不限于此。图5是示出实施例2的另一半导体微器件50的结构的剖面图。半导体微器件50与半导体微器件40(图4)的不同点在于将ASIC12的位置与芯片基板54和微结构体芯片11的位置进行了掉换并且没有了导电层42(图4)。
在半导体微器件50中，通过将微结构体芯片11表面的电位定为与芯片基板54的电位相同(例如，GND)，将ASIC12的基板的电位也定为相同的值，可得到上述的效果。
再有，如在实施例1中参照图1的(b)所说明的那样，也可在形成了芯片基板和/或ASIC的基板的背面上设置金属层。通过设置金属层，能更可靠地固定基板的电位。
(实施例3)在实施例3中，说明微结构体芯片11和ASIC12的配置与实施例1和2不同的半导体微器件。
图6是示出实施例3的半导体微器件60的结构的剖面图。半导体微器件60是使半导体微器件10(图1)的封装体上下反转而构成的。其结果是，其外部引线17与半导体微器件10(图1)的外部引线17相比，在相反的方向上进行了折弯。由此，将管芯底座63配置在以半导体微器件60被安装在安装基板上的一侧为基准而离开微结构体芯片11、芯片基板64和ASIC12的位置上。更具体地说，在半导体微器件60内，最上部是管芯底座63，其下按下述顺序设置了键合材料61、芯片基板64、微结构体芯片11。在键合材料61下面设置了ASIC12。分别利用键合导线15、16确保ASIC12与芯片基板64和ASIC12与内引线17的连接。
这样，通过在最上部配置管芯底座63，可使管芯底座63具有隔断电波障碍等的外部干扰的屏蔽效果。此外，通过在芯片基板64的与微结构体芯片11的相向面上设置导电性图形(GND图形69)，将芯片基板64的电位定为恒定的电位(例如，GND电位)，可得到进一步隔断外部干扰的影响的高性能的制品。
再有，如在实施例1中参照图1的(b)所说明的那样，也可在形成了芯片基板和/或ASIC的基板的背面上设置金属层。通过设置金属层，能更可靠地固定基板的电位。
在本发明中，将被放置了信号输出芯片的基板的电位固定于恒定的电位(例如，接地电位)。由此，可防止基板和信号输出芯片的带电，可实现不受静电、电波障碍等的外部干扰的影响的高性能且可靠性高的制品。
此外，在本发明中，设置基板被导电性材料(例如，导电性的树脂、导电性的金属)固定粘接的管芯底座，将管芯底座的电位定为恒定的电位。由此，经导电性材料可防止基板和信号输出芯片的带电，可实现不受静电、电波障碍等的外部干扰的影响的高性能且可靠性高的制品。
再者，在本发明中，设置用导电性材料(例如，导电性的树脂、导电性的金属)固定粘接到管芯底座上的、对从信号输出芯片输出的信号进行处理的信号处理芯片，对信号处理芯片供给接地电位。由此，经导电性材料可防止基板和信号输出芯片的带电，可实现不受静电、电波障碍等的外部干扰的影响的高性能且可靠性高的制品。
在本发明中，以半导体器件被安装在安装基板上的一侧为基准，通过将管芯底座配置在最远离(最上部)的位置上，可使管芯底座具有隔断电波障碍等的外部干扰的屏蔽效果。
在本发明中，将用导电性材料固定粘接到基板上的导电层的电位固定于恒定的值，其中，该导电层是在信号处理芯片的表面上形成的，是具有导电性的导电层。其结果是，就将信号处理芯片与基板相接的面的电位固定于该恒定的值。由此，可防止基板和信号输出芯片的带电，可实现不受静电、电波障碍等的外部干扰的影响的高性能且可靠性高的制品。
权利要求
1.一种半导体器件，具备信号输出芯片和基板，上述信号输出芯片由半导体形成，输出规定的信号；在上述基板上形成了电路，该电路与上述信号输出芯片被导电性地连接，其特征在于上述基板的电位被固定于恒定的值。
2.如权利要求1中所述的半导体器件，其特征在于上述恒定的电位是接地电位。
3.一种半导体器件，具备信号输出芯片、基板和管芯底座，上述信号输出芯片由半导体形成，输出规定的信号；在上述基板上形成了电路，该电路与上述信号输出芯片被导电性地连接；用导电性材料将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电位被固定于恒定的值。
4.如权利要求3中所述的半导体器件，其特征在于上述导电性材料是导电性的树脂。
5.如权利要求3中所述的半导体器件，其特征在于上述导电性材料是导电性的金属。
6.如权利要求3中所述的半导体器件，其特征在于还具备信号处理芯片，用导电性材料将该信号处理芯片固定粘接到上述管芯底座上，该信号处理芯片对从上述信号输出芯片输出的信号进行处理，通过对该信号处理芯片供给接地电位，将上述管芯底座和上述基板的电位固定于恒定的接地电位。
7.如权利要求6中所述的半导体器件，其特征在于上述导电性材料是导电性的树脂。
8.如权利要求6中所述的半导体器件，其特征在于上述导电性材料是导电性的金属。
9.如权利要求6中所述的半导体器件，其特征在于将上述管芯底座配置在以该半导体器件被安装在安装基板上的一侧为基准离开上述信号输出芯片、基板和信号处理芯片的位置上。
10.一种半导体器件，具备信号输出芯片、基板、信号处理芯片和导电层，上述信号输出芯片由半导体形成，输出规定的信号；在上述基板上形成了电路，该电路与上述信号输出芯片被导电性地连接；上述信号处理芯片对从上述信号输出芯片输出的信号进行处理；上述导电层在信号处理芯片的表面上被形成，是具有导电性的导电层，用导电性材料将上述基板固定粘接到上述导电层上，其特征在于通过将上述导电层的电位固定于恒定的值，将上述芯片与基板相接的面的电位固定于该恒定的值。
11.如权利要求1、3或10中所述的半导体器件，其特征在于在信号输出芯片基板上形成了信号输出芯片，在信号输出芯片基板的背面上设置了金属层。
全文摘要
本发明的课题是，提供难以受到外来噪声影响的、可靠性高的半导体器件。本发明的半导体器件具备信号输出芯片和基板，上述信号输出芯片由半导体形成，输出规定的信号；在上述基板上形成了电路，该电路与上述信号输出芯片被导电性地连接。而且，基板的电位被固定于恒定的值。
文档编号H01L29/84GK1404143SQ0212972
公开日2003年3月19日 申请日期2002年8月9日 优先权日2001年9月10日
发明者大谷浩 申请人:三菱电机株式会社