JPH09126927A - 垂直一体化センサ構造および方法 - Google Patents

垂直一体化センサ構造および方法

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JPH09126927A
JPH09126927A JP8247225A JP24722596A JPH09126927A JP H09126927 A JPH09126927 A JP H09126927A JP 8247225 A JP8247225 A JP 8247225A JP 24722596 A JP24722596 A JP 24722596A JP H09126927 A JPH09126927 A JP H09126927A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 媒体共存可能な垂直一体化センサ構造および
方法を提供する。 【解決手段】 垂直一体化センサ構造（６０）は、ベー
ス基板（７１）と、このベース基板（７１）に接合され
たキャップ基板（７２）とを含む。ベース基板（７１）
は、環境条件を検出するための変換器（７８）を含む。
キャップ基板（７２）は、変換器（７８）からの出力信
号を処理するために、一方の表面上に形成された電子素
子（９２）を含む。センサ構造（６０）は、敏感な素子
を有害環境から分離する一体化構造を与える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に、電子素
子に関し、更に特定すれば、固体センサ素子に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】シリコンを基礎とする圧力センサ素子を
含む固体センサ素子は、既知であり、例えば、自動車、
工業、および生物医学等の用途において用いられてい
る。かなりの数の用途では、圧力センサ素子が有害な環
境に晒されるため、重要となりつつある。かかる環境
は、溶剤混合物（例えば、燃料）、水、塩水、酸、およ
びアルカリを含む。ユーザは、かかる環境では標準型の
圧力センサ素子は破損することを発見した。例えば、溶
剤はポリマ製パッケージング材料の膨張および／または
溶解の原因となり、塩水、酸またはアルカリは金属表面
を腐食し、水、酸およびアルカリはシリコン表面を溶食
する可能性がある。
【０００３】製造者は、媒体共存性(compatibility) を
達成する試みにおいて、いくつかの手法を用いてきた。
一手法では、フッ化シリコーン・ゲル(fluorosilicone
gel)を用いて、センサ素子、ワイヤ・ボンド、パッケー
ジ部分、およびリードを保護する。フッ化シリコーン・
ゲルは、燃料との共存が不可能であること（例えば、膨
張）を含む、いくつかの欠点を有する。
【０００４】他の手法では、製造者は、有機物質の被膜
（例えば、パリレン(parylene)）を用いて、有害な媒体
に晒されるセンサの表面を保護する。有機物質の被膜
は、単一で、またはフッ化シリコン・ゲルと共に用いら
れる。有機物質の被膜には、プロセス・スループットが
低いこと（即ち、低単位／時間）、電気的パラメータに
は悪影響を与えること、および剥離すること等の欠点が
あり、腐食による障害に至る可能性がある。加えて、有
機物質の被膜の剥離を防止するには、複雑な接着促進プ
ロセス技法が必要となり、このためにプロセス・サイク
ル・タイムおよびコストが更に加わることになる。
【０００５】更に他の手法には、背面側、即ち、電子素
子を全く含まない側を、有害媒体に晒される唯一の側と
するものがある。この手法は、有害媒体がダイアフラム
の背面側のみにある差圧センサ素子には最適であるが、
玄側抑制(topside constraint)が用いられなければ、絶
対圧力センサ素子には適していない。玄側抑制技法で
は、抑制基板(constraint substrate)をセンサ素子に取
り付けて、密閉チャンバ(hermetically sealed chambe
r) を形成し、センサの下側が有害媒体に晒されるよう
にする。この手法の欠点の１つは、一旦抑制基板をセン
サ素子に取り付けると、センサ素子上にある抵抗のレー
ザ・トリミングが実施不可能となることである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】容易に理解されよう
が、従来技術の欠点を克服する、媒体共存可能なセンサ
構造および方法が必要とされている。また、証明済の処
理技法を利用する費用効果の高い構造を有することも有
利であろう。
【０００７】
【課題を解決するための手段】概略的に、本発明は、媒
体共存可能な垂直一体化センサ素子に関するものであ
る。特に、垂直一体化センサ素子は、変換器と、環境条
件を測定するダイアフラムとを有するベース基板と、ベ
ース基板に取り付けられたキャップ基板とを含む。キャ
ップ基板は、その一表面上に電子素子（例えば、受動素
子および／または能動素子）が形成されており、変換器
からの出力信号を受信するように結合されている。電子
素子は、特に、信号増幅、信号調整、温度補償、スパン
補償、データ格納、データ処理、負荷制御、またはそれ
らの組み合わせを提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は、従来技術の絶対圧力セン
サ構造の一例を示す。センサ構造１０は、パッケージ１
１と、接合層１３によってパッケージ１１に接合された
圧力センサ素子１２とを含む。センサ構造１０は、更
に、パッケージ１１と一体化されたリード１６、圧力セ
ンサ素子１２をリード１６の一本に接続するワイヤ・ボ
ンド１７、パッケージ１１に取り付けられた蓋１８、な
らびに圧力センサ素子１２、ワイヤ・ボンド１７、およ
びリード１６の一部を覆う保護被膜１９（例えば、フッ
化シリコン・ゲル）を含む。蓋１８は、孔即ち開口２１
を含み、圧力センサ素子１２を環境条件（概略的に矢印
２２で表わす）に晒す開口を設けている。
【０００９】圧力センサ素子１２は、半導体ダイ２６お
よび抑制ダイ２７から成る。半導体ダイ２６は空洞２８
を含み、例えば、ガラス・フリット層(glass frit laye
r)１４を用いて、真空状態で抑制ダイ２７に取り付けら
れ、ゼロ圧力基準を与える。半導体ダイ２６は、更に、
ダイアフラム２９、変換器３１、および電子素子３２を
含む。変換器３１は、例えば、ダイアフラム２９の上面
に圧力が加えられたときに出力信号を発生する、ピエゾ
抵抗素子から成る。変換器３１は電子素子３２に結合さ
れ、例えば、信号調整および／または信号増幅が行われ
る。電子素子３２は、通常、パッケージ・レベルにおい
て、（例えば、レーザ・トリム技法を用いて）調整され
る可調整抵抗素子（例えば、トリマブル抵抗(trimmable
resistor)）を含み、所望仕様範囲内の電気的パラメー
タを有する圧力センサ素子が得られる。
【００１０】圧力センサ構造１０は、燃料のような有害
環境に晒される場合に、いくつかの欠点がある。例え
ば、保護被膜１９は、通常、燃料との共存が不可能であ
る（即ち、保護被膜１９は、燃料があると、膨張する傾
向がある）。保護被膜１９が大きく収縮すると、その初
期体積を超えて収縮する傾向があるため、ワイヤ・ボン
ド１７および／または圧力センサ素子１２を露出させる
ことになる。また、保護被膜１９は、有害物質に対して
透過性があるため、有害物質が保護被膜１９を通過し
て、ワイヤ・ボンド１７および圧力センサ素子１２に到
達する可能性がある。一旦有害物質がワイヤ・ボンド１
７および圧力センサ素子１２に到達すると、腐食が生
じ、とりわけ、信頼性に関する問題の原因となる。
【００１１】図２は、他の従来技術の絶対圧力センサ構
造の拡大断面図を示す。センサ構造４０は、パッケージ
構造４２に取り付けられた圧力センサ素子４１を含む。
パッケージ構造４２は、概略的に矢印４４で表わした測
定対象圧力状態に圧力センサ素子４１を晒す開口４３を
有する。圧力センサ素子４１は、ダイアフラム４６と、
センサ構造４０が圧力状態に晒されたときに出力信号を
発生する変換器４７とを含む。ワイヤ・ボンド５２が圧
力センサ素子４１をリード５３に結合する。
【００１２】抑制ダイ４９が、真空状態の下で、圧力セ
ンサ素子４１の上面に取り付けられ、真空空洞５１を形
成する。これは、ゼロ圧力基準を与える。抑制ダイ４９
を圧力センサ素子４１に取り付けるには、通常ガラス
（例えば、硼珪酸ガラス）から成る接合層５７を用い
る。
【００１３】センサ構造４０は、変換器４７およびワイ
ヤ・ボンド５２が有害媒体から分離されているという点
で、センサ構造１０に対して利点を有する（即ち、圧力
センサ素子４１の下側だけが、開口４３を通じて有害媒
体に晒される）。しかしながら、センサ構造４０は、抑
制ダイ４９が圧力センサ素子４１上での信号処理および
／または増幅回路の一体化を複雑にするという欠点があ
る。
【００１４】抑制ダイ４９のため、製造者には、圧力セ
ンサ素子４１のパッケージングに続く、チップ上のトリ
マブル抵抗を用いた素子の較正が困難になる。これは、
抑制ダイ４９を介して抵抗をトリムできないからであ
る。抑制ダイ４９の圧力センサ素子４１への取り付け
は、製造上の制約のために、両方共ウエハ形状である間
に行われる。抵抗のトリミングは、圧力センサ素子が種
々の温度および圧力状態を受けている間にパッケージ・
レベルで行われ、製造および組み立て双方のばらつきに
対する較正が行われる。言い換えれば、抑制ダイ４９が
圧力センサ素子４１に取り付けられる前に、トリミング
がウエハ・レベルで行われるのでは、素子全体の較正に
はさほど効果的ではない。製造者は、より大きなパッケ
ージの中に、第２チップをセンサ構造４０の外部、ある
いは圧力センサ素子４１に隣接して（即ち、平置構造）
接続し、あらゆる信号調整および／または信号増幅を与
えることによって、この問題を回避している。これらの
手法にはいくつかの欠点があり、素子全体のフット・プ
リントの大型化（多くの用途には、パッケージが大き過
ぎる）、基板の追加（即ち、絶対圧力センサは第３基板
を必要とする）、組み立てコストの追加、および業界全
体の一体化への傾向からの逸脱が上げられる。
【００１５】図３は、本発明による、媒体共存可能な垂
直一体化圧力センサ構造の一実施例の拡大断面図を示
す。図３に示す実施例は、絶対圧力センサの実施例であ
る。圧力センサ構造即ちセンサ構造６０は、パッケージ
即ちチップ・キャリア構造６１、センサ素子６２、蓋即
ち遮蔽６３、導電性リード６６（リード１本のみを示
す）、およびワイヤ・ボンド６７，６８から成る。セン
サ素子６２は、ベース基板即ち部分７１、およびベース
基板７１の主面７３に取り付けられたキャップ基板即ち
部分７２から成る。
【００１６】ベース基板７１は、半導体物質（例えば、
シリコン、砒化ガリウム等）から成り、主面７４から延
びる空洞７６を含む。空洞７６はダイアフラム７７を形
成するように終端する。空洞７６を形成する技法は既知
である。空洞７６は、テーパ状側壁を有するものとし
て、図示されている。あるいは、空洞７６は直線状の側
壁を有してもよく、この場合ベース基板７１の小型化が
図られる。直線状の側壁を形成する技法は既知である。
【００１７】ベース基板７１は、更に、主面７３上に形
成され、そこから延びる変換器７８（例えば、ピエゾ抵
抗素子）を含む。導電層７９（１枚の導電層のみを示
す）が変換器７８をボンディング・パッド８１（１つの
ボンディング・パッドのみを示す）に接続する。導電層
７９は、金属、金属窒化物、高濃度ドープ・シリコン、
シリサイド、ドープ多結晶半導体物質（例えば、ドープ
・ポリシリコン）、これらの組み合わせ等から成る。導
電層７９が高濃度ドープ・シリコンを含む場合、導電層
７９は主面７３からベース基板７１内に向かって延びる
ことが好ましい。ボンディング・パッド８１は、好まし
くは、アルミニウムまたはアルミニウム合金のような金
属から成る。導電層７９およびボンディング・パッド８
１を形成する技法は既知である。オプションとして、導
電層７９上に保護層１１１（図５に示す）を形成する。
保護層１１１は、例えば、窒化シリコン、酸化シリコ
ン、これらの組み合わせ等から成る。 キャップ基板７
２は、半導体物質（シリコン、ガリウム砒素等）、絶縁
物上半導体（ＳＯＩ:semiconductor-on-insulator)等か
ら成り、主面８３と主面８４とを含む。キャップ基板７
２は、オプションとして、主面８３から延びる空洞９１
（図４に示す）を含む。空洞９１は、主面８３から、約
１０ないし約２００ミクロンの距離にわたって延びる。
空洞９１の形成には、既知の技法が用いられる。好まし
くは、空洞９１は、ウエハ処理の最後（即ち、電子素子
がキャップ基板７２上に形成された後）に形成され、空
洞９１が形成される間、主面８４上に形成された保護層
によって電子素子を保護する。プラズマ堆積窒化シリコ
ン膜のような低温無機膜が最適である。あるいは、キャ
ップ基板７２は、空洞を有さない場合もある（この代替
実施例を図５に示す）。
【００１８】キャップ基板７２は、更に、主面８４上に
形成され、および／またはこれから延びる電子素子、即
ち、集積回路素子９２を含む。電子素子９２は、とりわ
け、信号調整、温度補償、スパン補償、信号増幅、デー
タ格納、データ処理、負荷制御、および／またはこれら
の組み合わせを与えるように集積された、受動および能
動素子を含む。例えば、電子素子９２は、コンデンサ、
薄膜抵抗（例えば、可調整抵抗または抵抗素子）、拡散
抵抗、ダイオード、ＣＭＯＳおよびバイポーラ論理素
子、またはこれらの組み合わせ、絶縁ゲート電界効果ト
ランジスタ素子（ＩＧＦＥＴ）増幅器、および／または
スイッチング素子、バイポーラ・トランジスタ増幅器お
よび／またはスイッチング素子、ＪＦＥＴ素子等を含
む。
【００１９】上述の素子を組み込んだ一体化センサの回
路設計は、当技術では既知である。その例は、L.Ristic
ed., Sencor Technology and Devices, Artech House,
(1994) 、Sensor Device Data, Motorola Inc., 3rd e
dition, 1995、I.Baskett およびH.Tanigawa et al. に
特許された、"MOS Integrated Silicon Pressure Senso
r"と題する米国特許第５，１３２，５５９号、IEEE Tra
ns. Electron Devices, vol. ED-32, no.7, pp. 1191-1
195, July 1985に示されている。電子素子９２を形成す
る技法は既知であり、酸化、堆積、イオン注入、拡散、
フォトリソグラフ、エッチング、およびメタライゼーシ
ョン技法が含まれる。
【００２０】接合層８７を用いて、主面８３の一部を主
面７３に接着する。接合層８７は、陽極接合層(anodic
bonding layer)、共晶接合層（例えば、金／錫）、ガラ
ス・フリット接合層等から成る。好ましくは、接合層８
７は、低融点（約４５０℃ないし約５５０℃）無機酸化
物ガラス（例えば、硼珪酸鉛、チタン化鉛、および／ま
たはバナジン酸鉛の混合物）のような、ガラス・フリッ
ト物質から成る。かかるガラスは、カリフォルニア州、
サンタ・バーバラのＦｅｒｒｏから入手可能である（例
えば、ＦｅｒｒｏＦＸ１１−１０）。
【００２１】主面８３を主面７３に接合する際、例え
ば、主面８３にペースト状のガラス・フリットを塗布す
る。このペーストは、ガラス・フリットと有機固着剤と
の混合物から成る。このガラス・ペーストを、従来のシ
ルク・スクリーン・プロセスを用いて堆積する。あるい
は、ガラス・ペーストを主面７３上に堆積してもよい。
ガラスの厚さは約２０ミクロンが最適である。シルク・
スクリーン工程に続いて、キャップ基板７２を乾燥さ
せ、次いで高温で火入れして、有機固着剤を消滅させ、
粉状ガラスを焼結する。
【００２２】次に、主面８３と主面７３との位置合わせ
を行い、互いに密着状態とする。次いで、このアセンブ
リを真空状態でガラスの軟化点を超える温度に加熱し、
主面８３を主面７３に接合する。ガラス・フリット接合
器のような機器は、キャップ基板７２をベース基板７１
に接合するのに最適である。かかる機器は、アリゾナ州
フェニックスに主工場を有するオーストリア、セント・
フロリアンのＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｖｉｓｉｏｎｓ
Ｃｏ．から入手可能である。
【００２３】通常、低ほうろう引き粉状ガラス(low ena
meling powdered glass)を用いる場合、約４９０℃未満
のプロセス温度を用いて、アルミニウム／シリコンによ
る変換器７８や電子素子９２の突入(spiking) および／
または損傷を回避する。一旦接合が完了したなら、密閉
空洞即ちチャンバ９６が得られる。これは、概略的に矢
印９７で表わすように、開口即ち圧力ポート９８を通じ
てダイアフラム７７を環境条件に晒すときに、ゼロ圧力
基準として機能する。
【００２４】好ましくは、キャップ基板７２のベース基
板７１への接合は、双方がウエハ形状の間に行う。即
ち、いずれかのウエハを個々のチップに切断する前に、
多くのキャップ基板７２を含むウエハを、多くのベース
基板７１を含むウエハに接合する。あるいは、多くのキ
ャップ基板７２を含むウエハおよび多くのベース基板７
１を含むウエハを、最初に切断しておき、次に個々のキ
ャップ基板７２を個々のベース基板７１に接合してもよ
い。
【００２５】好ましくは、キャップ基板７２は斜縁(bev
eled edge)１０１を含むことにより、ベース基板７１を
キャップ基板７２に電気的に結合するワイヤ・ボンド６
８の収容性を向上する。好ましくは、ワイヤ・ボンド６
７，６８は、金またはアルミニウムから成る。図３に
は、ワイヤ・ボンド６７，６８は各１つしか示されてい
ないが、多数のワイヤ・ボンドを用いて、キャップ基板
７２をベース基板７１に、ベース基板７１をリード６６
に、および／またはキャップ基板７２をリード６６に接
続することは理解されよう。ベース基板７１をキャップ
基板７２に電気的に結合するには、埋め込み接点(burie
d contacts) 、拡散接点、導電性クリップ、および／ま
たはこれらの組み合わせを含む、他の技法を用いること
も可能である。
【００２６】主面８４は、ワイヤ・ボンド６８をキャッ
プ基板７２に結合するためのボンド・パッド１０２（１
つのみを示す）を含む。電子素子９２は、従来の導電線
（図示せず）を用いて、ボンド・パッド１０２に結合さ
れる。更に別のボンド・パッド１０２およびワイヤ・ボ
ンド６８（図示せず）を用いて、電子素子９２からの出
力信号をリード６６に電気的に結合する。
【００２７】図４は、斜縁１０１を形成するための好適
な方法を示すための、キャップ基板７２の拡大断面図を
示す。まず、キャップ基板７２がウエハ形状であり、ベ
ース基板７１に未だ接合されない間に、保護層１０３を
キャップ基板７２の主面８４上、およびウエハ部分１０
４上に形成する。このウエハ部分１０４は、キャップ基
板７２がウエハ形状である間、キャップ基板７２に隣接
する部分である。通常、保護層１０３は、ウエハ部分１
０４とキャップ基板７２との間の物質がエッチングされ
る間、エッチングされない物質から成る。好ましくは、
保護層１０３は、窒化シリコンまたは酸化シリコンのよ
うな誘電体層から成る。保護層１０３を形成した後、開
口１０６をエッチングする。キャップ基板７２がシリコ
ンから成る場合、開口１０６をエッチングするには、従
来のシリコンエッチング技法（例えば、水酸化カリウム
(KOH) 、水酸化テトラメチル・アンモニウム(TMAH)）、
またはドライ・エッチング技法（例えば、深反応性イオ
ン・エッチング技法）を用いる。
【００２８】再び図３を参照する。主面７４が開口９８
の上となるように、即ち、開口９８と離間関係となるよ
うに、接合層１０７を用いてセンサ素子６２をチップ・
キャリア６１に取り付ける。接合層１０７は、例えば、
鉛ガラス、金／シリコン共晶、鉛／錫はんだ、エポキ
シ、エラストマ・ダイ接着物質（例えば、ジメジル・シ
リコーンまたはフッ化シリコーン）等から成る。一旦セ
ンサ素子６２をチップ・キャリア６１に取り付けたな
ら、センサ構造６０を種々の温度および圧力条件に晒し
ながら、既知のレーザ・トリミング技法を用いて、チッ
プ基板７２上にある可調節抵抗を調節する。
【００２９】オプションとして、センサ構造６０は保護
ゲル層１０８（例えば、フッ化シリコーン・ゲル等）を
含み、例えば、水分から素子を保護する。媒体への露出
は開口９８を介して媒体に晒される主面７４にのみ起こ
るので、保護ゲル１０８は、センサ構造１０におけるよ
うに、有害媒体には晒されない。したがって、先に論じ
た膨張および腐食という問題は回避される。別の実施例
では、窒化シリコン、酸化シリコン、パリレン等のよう
な蒸着膜で主面７４を被覆し、媒体共存性を更に高めて
いる。
【００３０】図５は、本発明による媒体共存可能な垂直
一体化圧力センサ構造の他の実施例の一部を示す拡大断
面図である。センサ構造１６０は、キャップ基板１７２
に空洞がないことを除いて、センサ構造６０と同様であ
る。更に、キャップ基板１７２は多数の斜縁２０１，２
０２を有する。これらは、例えば、図４に示すような一
方側からではなく、キャップ基板１７２の両側からエッ
チングすることによって形成される。加えて、センサ構
造１６０は、導電層７９の一方上に保護層１１１を含
む。
【００３１】センサ構造１６０において、接合層８７
は、真空空洞即ちチャンバ１９６を設けるためのスタン
ド・オフ(stand-off) として機能する。好ましくは、接
合層８７は、ダイアフラム７７の縁１１３から、約５０
ミクロンより大きく約２５０ミクロンまでの距離１１２
だけ離間され、接合層８７がダイアフラム７７および変
換器７８の機能性に影響を与えないようにする。
【００３２】センサ構造６０，１６０は、従来技術に対
して、いくつかの重要な利点がある。第１に、有害環境
に晒されるのは下面（即ち、主面７４）、即ち、ベース
基板７１の不活性側のみであるので、媒体共存性が高め
られる。即ち、変換器、電子素子、ワイヤ・ボンド、お
よびリードは、有害媒体から分離される訳である。ま
た、電子素子をキャップ基板７２上に配置したことによ
り、可調節抵抗素子をパッケージ・レベルでトリムし
て、とりわけ、正確なスパンおよび温度補償を提供する
ことができる。加えて、電子素子をキャップ基板７２上
に配置することによって、外部一体化や平置一体化が回
避されるので、ダイ全体のサイズおよびパッケージのフ
ット・プリントの小型化が図られる。これによって、非
常に小さいパッケージにおいて、非常に高い集積レベル
が得られる。更にまた、本発明は、既存の（即ち、信頼
性が証明されている）処理技法を利用するので、コスト
効果が高い。
【００３３】以上の説明から、従来技術に対して重要な
利点を有する、媒体共存可能な垂直一体化センサ素子が
提供されたことは明白であろう。特許請求の範囲に記載
された本発明の精神および範囲から逸脱することなく、
当業者による種々の他の同様な実施例や変更が可能であ
ろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術のセンサ構造を示す拡大断面図。
【図２】他の従来技術のセンサ構造を示す拡大断面図。
【図３】本発明による、垂直一体化センサ構造を示す拡
大断面図。
【図４】本発明によるキャップ基板を示す拡大断面図。
【図５】本発明による他の垂直一体化センサ構造の一部
を示す拡大断面図。
【符号の説明】
６０ センサ構造 ６１ チップ・キャリア構造 ６２ センサ素子 ６３ 遮蔽 ６６ 導電性リード ６７，６８ ワイヤ・ボンド ７１ ベース基板 ７２ キャップ基板 ７６ 空洞 ７９ 導電層 ７８ 変換器 ８１ ボンディング・パッド ８７ 接合層 ９１ 空洞 ９２ 集積回路素子 ９６ 密閉空洞 ９８ 圧力ポート １０１ 斜縁 １０２ ボンド・パッド １０３ 保護層 １０４ ウエハ部分 １０６ 開口 １０７ 接合層 １０８ 保護ゲル層 １１１ 保護層 １１３ 縁 １６０ センサ構造 １７２ キャップ基板 １９６ 真空空洞 ２０１，２０２ 斜縁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウェンディ・ケー・チャン アメリカ合衆国アリゾナ州スコッツデー ル、ナンバー261、イースト・リンカー ン・ドライブ8025 (72)発明者 ケネス・ジー・ゴールドマン アメリカ合衆国アリゾナ州チャンドラー、 ウェスト・ホワイテン・ストリート5330

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】垂直一体化センサ素子であって：第１主面
    と、該第１主面と対向する第２主面とを有するベース基
    板（７１）；前記第２主面から延び、ダイアフラムを形
    成する空洞（７６）；前記ダイアフラム上に形成された
    変換器（７８）；第３主面と、該第３主面と対向する第
    ４主面とを有するキャップ基板（７２）であって、前記
    第３主面は前記第１主面と結合され、前記変換器上に密
    閉チャンバを形成する前記キャップ構造（７２）；およ
    び前記第４主面に形成された電子素子（９２）であっ
    て、前記変換器に結合された前記電子素子（９２）；か
    ら成ることを特徴とする垂直一体化センサ素子。
  2. 【請求項２】垂直一体化絶対圧力センサ構造であって：
    第１主面から延びる第１空洞を有し、ダイアフラムを形
    成する第１基板（７１）；前記第１基板の第２表面上に
    形成された変換器（７８）であって、前記第１空洞が環
    境的条件に晒されたとき、出力信号を与える前記変換器
    （７８）；第３表面と、該第３表面と対向する第４表面
    とを有する第２基板（７２）であって、前記第３表面は
    前記第２表面に接着され、前記ダイアフラム上に密閉チ
    ャンバを形成する前記第２基板（７２）；前記第４表面
    上に形成された集積回路素子（９２）であって、前記変
    換器からの前記出力信号を受信するために、前記第１基
    板に結合された前記集積回路素子（９２）；および圧力
    ポート（９８）を有するチップ・キャリア（６１）であ
    って、前記第１空洞が前記圧力ポートと離間関係を有す
    るように、前記第１基板が結合された前記チップ・キャ
    リア（６１）；から成ることを特徴とする垂直一体化絶
    対圧力センサ構造。
  3. 【請求項３】垂直一体化センサ素子の形成方法であっ
    て：ベース基板（７１）に第１空洞を形成する段階であ
    って、前記ベース基板（７１）は第１主面と第２主面と
    を含み、前記第１空洞が前記第１主面から延びてダイア
    フラムを形成する段階；前記ダイアフラム上に変換器
    （７８）を形成する段階；キャップ基板（７２）上に電
    子素子（９２）を形成する段階であって、前記キャップ
    基板（７２）は第３主面と第４主面とを含み、前記第４
    主面上に前記電子素子（９２）を形成する段階；前記ベ
    ース基板（７１）に前記キャップ基板（７２）を取り付
    けて、前記変換器（７８）上に密閉チャンバを与える段
    階；前記ベース基板（７１）をチップ・キャリア（６
    １）に取り付ける段階であって、前記チップキャリア
    （６１）は開口（９８）を含み、前記第１空洞を前記開
    口（９８）と離間関係に置く段階；および前記変換器
    （７８）を前記電子素子（９２）に結合する段階；から
    成ることを特徴とする方法。
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