專(zhuān)利名稱(chēng)：具有硅襯底的電子電路器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子電路器件，其中無(wú)源元件或者傳感元件與硅襯底結(jié)合在一起。
背景技術(shù)：
圖19顯示了傳統(tǒng)電子電路器件的結(jié)構(gòu)，其中無(wú)源元件與硅襯底結(jié)合在一起(例如，參考JP09-8180A(圖1))。
在硅襯底上所形成的一組有源元件100和一組無(wú)源元件101安裝在絕緣襯底102的表面上。電路圖(在圖中未示出)印制在該絕緣襯底102的前表面上，且該電路圖將該有源元件(二極管、晶體管、IC等)100電連接到該無(wú)源元件(電阻器、電容器、電感器等)101。
因此，這個(gè)將無(wú)源元件和硅襯底結(jié)合的傳統(tǒng)電子電路器件存在安裝面積和體積變大的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用來(lái)解決上述問(wèn)題，且目的是提供一種電子電路器件，其中無(wú)源元件與硅襯底以小的面積和體積結(jié)合在一起。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種其中無(wú)源元件和硅襯底結(jié)合的電子電路器件，包括；硅襯底，其具有半導(dǎo)體元件和凹槽；和至少一個(gè)無(wú)源元件，其采用與形成該半導(dǎo)體元件所使用的硅平面工藝不同的工藝來(lái)形成，其中該無(wú)源元件位于該硅襯底的凹槽內(nèi)，且電連接到在該硅襯底上形成的該半導(dǎo)體元件上。
又，提供一種其中無(wú)源元件和硅襯底結(jié)合的電子電路器件，包括；硅襯底，其具有半導(dǎo)體元件和凹槽；和至少一個(gè)無(wú)源元件，其采用與形成該半導(dǎo)體元件所使用的硅平面工藝不同的工藝來(lái)形成，其中當(dāng)該無(wú)源元件插入該凹槽中時(shí)，該硅襯底的凹槽用作將該無(wú)源元件與該半導(dǎo)體元件電連接的連接器。
又，提供一種其中無(wú)源元件和硅襯底結(jié)合的電子電路器件，包括硅襯底，其具有位于硅襯底的前表面上的半導(dǎo)體元件和至少一個(gè)穿透該前表面和該后表面的通孔；至少一個(gè)無(wú)源元件，其采用與形成該半導(dǎo)體元件所使用的硅平面工藝不同的工藝來(lái)形成；和設(shè)置在該通孔中的連接元件，用于將半導(dǎo)體元件電連接到無(wú)源元件，其中，該連接元件的表面包括絕緣樹(shù)脂。
又，提供一種其中無(wú)源元件和硅襯底結(jié)合的電子電路器件，包括硅襯底，其具有位于硅襯底的前表面的半導(dǎo)體元件、位于硅襯底的后表面的凹槽和至少一個(gè)在該凹槽中的穿透該前表面和該后表面的通孔；和至少一個(gè)無(wú)源元件，其采用與形成該半導(dǎo)體元件所使用的硅平面工藝不同的工藝來(lái)形成，且該無(wú)源元件設(shè)置在凹槽中；和設(shè)置在該通孔中的連接元件，用于將半導(dǎo)體元件電連接到無(wú)源元件，其中，該連接元件的表面包括絕緣樹(shù)脂。
又，提供一種其中無(wú)源元件和硅襯底結(jié)合的電子電路器件，包括硅襯底，具有位于硅襯底的前表面的半導(dǎo)體元件和至少一個(gè)穿透前表面和后表面的通孔；和至少一個(gè)無(wú)源元件，其采用與形成該半導(dǎo)體元件所使用的硅平面工藝不同的工藝來(lái)形成，且具有匹配該通孔的突出末端，其中該無(wú)源元件的突出末端位于該硅襯底后表面的通孔內(nèi)來(lái)將該無(wú)源元件與在該硅襯底的前表面上形成的半導(dǎo)體元件電連接。
又，提供一種其中無(wú)源元件和硅襯底結(jié)合的電子電路器件，包括硅襯底，具有位于硅襯底的前表面的半導(dǎo)體元件、位于硅襯底的后表面的凹槽和至少一個(gè)在該凹槽中的穿透該前表面和該后表面的通孔；和至少一個(gè)無(wú)源元件，其采用與形成該半導(dǎo)體元件所使用的硅平面工藝不同的工藝來(lái)形成，且該無(wú)源元件設(shè)置在凹槽中，并具有匹配該通孔的突出末端，其中該無(wú)源元件的突出末端位于該硅襯底后表面的通孔內(nèi)來(lái)將該無(wú)源元件與在該硅襯底的前表面上形成的半導(dǎo)體元件電連接。
又，根據(jù)本發(fā)明的電子電路器件，包括硅襯底，其包括整流元件、電容器，且該硅襯底形成有凹槽；和至少一個(gè)天線，具有匹配該硅襯底的凹槽的突出電極，且采用與硅平面工藝不同的工藝來(lái)形成，其特征在于該天線的突出電極插入該硅襯底的凹槽內(nèi)；在該硅襯底上形成的整流元件電連接到該天線上；和通過(guò)使用商業(yè)的無(wú)線電波來(lái)存儲(chǔ)能量。
又，提供一種其中無(wú)源元件和硅襯底結(jié)合的電子電路器件，包括硅襯底，具有整流元件、電容器和凹槽；和至少一個(gè)天線，其采用與形成該整流元件和電容器所使用的硅平面工藝不同的工藝來(lái)形成，且具有匹配該凹槽的突出末端，其中該天線的突出末端插入該硅襯底的凹槽內(nèi)來(lái)將天線和在硅襯底的表面上形成的整流元件電連接，且通過(guò)使用商業(yè)的無(wú)線電波來(lái)存儲(chǔ)能量。
根據(jù)本發(fā)明的電子電路，其中該無(wú)源元件與該硅襯底接合，具有減少尺寸和重量的效果。


在附圖中，圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的具有硅襯底的電子電路器件的截面圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的具有硅襯底的電子電路器件的截面圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的具有硅襯底的電子電路器件的截面圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2的具有硅襯底的電子電路器件的截面圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例3的具有硅襯底的電子電路器件的截面圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例3的具有硅襯底的電子電路器件的截面圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例3的具有硅襯底的電子電路器件的截面圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例3的具有硅襯底的電子電路器件的截面圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例4的具有硅襯底的電子電路器件的平面圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例5的具有硅襯底的電子電路器件的平面圖；圖11是使用在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例6的具有硅襯底的電子電路器件中的無(wú)源元件的立體圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例6的具有硅襯底的電子電路器件的截面圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例7的具有硅襯底的電子電路器件的截面圖；圖14是使用在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例8的具有硅襯底的電子電路器件中的連接元件的截面圖；圖15是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例8的具有硅襯底的電子電路器件的截面圖；圖16是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例9的具有硅襯底的電子電路器件的截面圖；圖17是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例10的具有硅襯底的電子電路器件的截面圖；圖18是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例11的具有硅襯底的電子電路器件的截面圖；和圖19是具有硅襯底的傳統(tǒng)電子電路的平面圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明，硅襯底具有凹槽，且為了解決在無(wú)源元件與硅襯底結(jié)合的電子電路器件所存在的上述問(wèn)題，無(wú)源元件或者傳感器位于該凹槽中。
實(shí)施例1
下文將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的具有硅襯底的電子電路器件的截面圖。
硅襯底1具有前表面和后表面。圖1的上側(cè)對(duì)應(yīng)于該前表面，且其下側(cè)對(duì)應(yīng)于該后表面。在該硅襯底1的前表面，諸如晶體管、電阻器和電容器的元件(在圖中未示出)采用硅平面工藝來(lái)形成，該工藝是采用淀積、蝕刻、摻雜、熱處理等方法在半導(dǎo)體襯底上直接形成集成電路的技術(shù)。
而且，凹槽通過(guò)諸如DRIE(深反應(yīng)離子蝕刻)的各向異性硅干法蝕刻或者諸如TAMH(四甲基氫氧化銨)的各向異性濕法蝕刻而在硅襯底1的前表面上形成。通常，在DRIE情況下，該凹槽基本上垂直于圖1所示的硅襯底形成，且在濕法蝕刻的情況下被形成為具有某個(gè)角度。
該凹槽的深度和尺寸根據(jù)位于該凹槽質(zhì)的無(wú)源元件2的尺寸來(lái)調(diào)節(jié)。在圖1中，無(wú)源元件2所插入硅襯底1的部分與該凹槽相對(duì)應(yīng)。在硅襯底1的厚度比無(wú)源元件2的厚度厚的情況下，該無(wú)源元件2從硅襯底1的前表面突出。
能夠采用硅平面工藝在硅襯底1上形成電阻器或者電容器；然而，采用硅平面工藝很難形成具有大電容的電容器或者具有高電感的線圈。在本發(fā)明中，高性能無(wú)源元件2位于硅襯底1的凹槽中，該高性能無(wú)源元件是作為分離元件通過(guò)與形成在半導(dǎo)體表面上的元件所使用的硅平面工藝不同的工藝所形成的。因此，不能通過(guò)傳統(tǒng)硅平面工藝形成的具有大電容的電容器或者具有高電感的線圈二者能夠用在由硅襯底上的半導(dǎo)體元件所形成的電子電路中。該電子電路器件的尺寸可以相應(yīng)地減小。
現(xiàn)在描述將無(wú)源元件2固定到硅襯底1的多種方法。
第一種方法與無(wú)源元件的末端位于該硅襯底前表面的一側(cè)的情況有關(guān)，且是一種將粘合劑3注入到硅襯底的凹槽內(nèi)的方法。在這種情況下，首先，將適當(dāng)數(shù)量的粘合劑3注入具有凹槽的硅襯底1中，無(wú)源元件2插入該凹槽中，從而粘合到硅襯底1上。在粘合后，如圖2所示，該無(wú)源元件的末端可以通過(guò)引線接合11電連接到硅襯底的元件上。
第二種方法與該無(wú)源元件的末端位于硅襯底的凹槽的一側(cè)的情況有關(guān)，如圖3所示，且是一種方法，其中低熔點(diǎn)金屬或者導(dǎo)電性粘合劑12被布置到在硅襯底的凹槽中與該無(wú)源元件的末端相接觸的部分。在這種情況下，金屬互連、以高濃度擴(kuò)散的互連或者用于導(dǎo)電的多晶硅互連13提前形成在具有凹槽的硅襯底的與無(wú)源元件的末端相接觸的部分上。這種互連從具有無(wú)源元件的末端的連接點(diǎn)延伸到半導(dǎo)體表面，且與半導(dǎo)體表面上的硅襯底上的元件電連接。
在將導(dǎo)電性粘合劑12布置到硅襯底的凹槽中之后，江無(wú)源元件2插入凹槽中。施加熱通常作為硬化低熔點(diǎn)金屬或者導(dǎo)電性粘合劑的方法。然而，通過(guò)在超聲波應(yīng)用中所產(chǎn)生的熱來(lái)硬化也能夠用作硬化方法。
實(shí)施例2圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2的具有硅襯底的電子電路器件的截面圖。硅襯底1具有前表面和后表面。圖4中的的上側(cè)對(duì)應(yīng)于該前表面，且其下側(cè)對(duì)應(yīng)于后表面。采用硅平面工藝將諸如晶體管、電阻器和電容器的元件形成在硅襯底1的前表面。
形成硅襯底1的凹槽的方法是與圖1的情況相同。與圖1的實(shí)施例不同之處在于無(wú)源元件2具有突出部分，該突出部分將末端的一部分作為電極。該突出部分插入硅襯底1的凹槽中。金屬互連、以高濃度擴(kuò)散的互連或者用于導(dǎo)電的多晶硅互連13提前在硅襯底1的凹槽的前表面形成。使用如實(shí)施例1中的導(dǎo)電性粘合劑12等來(lái)實(shí)現(xiàn)將無(wú)源元件2粘合到硅襯底上。
在圖4中，存在一個(gè)硅襯底1和無(wú)源元件的連接點(diǎn)，即無(wú)源元件的一個(gè)突出部分。然而，很明顯，當(dāng)硅襯底1的凹槽的數(shù)量和無(wú)源元件的凸起的數(shù)量相應(yīng)于無(wú)源元件的末端的數(shù)量而增加的時(shí)候，能夠?qū)崿F(xiàn)具有多個(gè)末端的無(wú)源元件的安裝。
實(shí)施例3圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例3的具有硅襯底的電子電路器件的截面圖。硅襯底1具有前表面和后表面。圖5中的的上側(cè)對(duì)應(yīng)于該前表面，且其下側(cè)對(duì)應(yīng)于該后表面。采用硅平面工藝將諸如晶體管、電阻器和電容器的元件形成在硅襯底1的前表面。
與圖3中實(shí)施例的不同之處在于硅襯底的凹槽具有兩個(gè)水平面。這樣凹槽的形狀容易將無(wú)源元件2從硅襯底的前表面插入。
而且，按照凹槽的形狀，也能夠通過(guò)各向異性濕法蝕刻進(jìn)行錐形蝕刻，然后垂直進(jìn)行DRIE來(lái)制成錐形形狀，如圖6所示。這種結(jié)構(gòu)更容易將無(wú)源元件2從硅襯底的前表面插入。
而且，圖7是在無(wú)源元件的形狀具有兩個(gè)水平面的情況下具有硅襯底的電子電路器件的截面圖。在這種情況下，無(wú)源元件2的末端位于其較薄的部分，且剛好與硅襯底1的凹槽的狹窄部分匹配。具有這種結(jié)構(gòu)，可以易于無(wú)源元件2從硅襯底前的表面插入和在無(wú)源元件2和互連13之間的連接。
而且，在圖8中，無(wú)源元件2具有突出末端，且硅襯底1的凹槽與該末端匹配形成。與圖4中實(shí)施例的不同之處在于在硅襯底1上所形成的凹槽具有兩個(gè)水平面的深度，并且無(wú)源元件的末端和無(wú)源元件本身的全部或者部分被插入硅襯底1的凹槽中。
如上所述，可以將整個(gè)電子電路器件的高度制成比圖4的情況低。
實(shí)施例4圖9是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例4的具有硅襯底的電子電路器件的平面圖。硅襯底1具有前表面和后表面，并且圖9是該前表面的平面圖。采用硅平面工藝將諸如晶體管、電阻器和電容器的元件形成在硅襯底1的前表面。凸?fàn)畹陌疾?形成在硅襯底1上，且具有凸?fàn)畹臒o(wú)源元件2插入凹槽5內(nèi)。在硅襯底的凹槽具有四邊形的情況下，無(wú)源元件有可能在無(wú)源元件的方向以180度旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下以錯(cuò)誤的方向插入硅襯底。然而，無(wú)源元件以錯(cuò)誤方向的插入可以通過(guò)提供凸?fàn)畹陌疾蹃?lái)避免。在所插入的無(wú)源元件2和硅襯底1之間的電連接與上述一樣。
實(shí)施例5圖10是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例5的具有硅襯底的電子電路器件的平面圖。硅襯底1具有前表面和后表面，并且圖10是該前表面的平面圖。采用硅平面工藝將諸如晶體管、電阻器和電容器的元件形成在硅襯底1的前表面。凹狀的凹槽5形成在硅襯底1上，且具有凹狀的無(wú)源元件2插入凹槽5內(nèi)。在硅襯底的凹槽具有四邊形的情況下，無(wú)源元件有可能在無(wú)源元件的方向以180度旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下以錯(cuò)誤的方向插入硅襯底。然而，無(wú)源元件以錯(cuò)誤方向的插入可以通過(guò)提供凹狀的凹槽來(lái)避免。在所插入的無(wú)源元件2和硅襯底1之間的電連接與上述一樣。
實(shí)施例6圖11是使用在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例6中使用的無(wú)源元件2的立體圖。在圖11中，無(wú)源元件具有圓柱形狀，且在其兩端形成電極。對(duì)于圓柱形狀的無(wú)源元件，通過(guò)在晶片狀態(tài)下在晶片上滾動(dòng)，該無(wú)源元件能夠容易地插入到硅襯底的凹槽中。
圖12是當(dāng)圖11的無(wú)源元件插入到硅襯底中時(shí)的截面圖。在硅襯底1中，凹槽被制成具有如圖7所示的兩個(gè)水平面的深度。硅襯底1具有前表面和后表面。并且圖12的上側(cè)對(duì)應(yīng)于前表面，以及其下側(cè)對(duì)應(yīng)于后表面。采用硅平面工藝將諸如晶體管、電阻器和電容器的元件形成在硅襯底1的前表面。在無(wú)源元件2的末端和金屬互連、以高濃度擴(kuò)散的互連或者多晶硅互連13之間的導(dǎo)電是通過(guò)低熔點(diǎn)金屬或者導(dǎo)電性粘合劑12來(lái)建立的?；ミB13將該末端電連接到在硅襯底1的前表面上所形成的半導(dǎo)體元件。
實(shí)施例7圖13是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例7的具有硅襯底的電子電路器件的截面圖。硅襯底1具有前表面和后表面。圖13的上側(cè)對(duì)應(yīng)于前表面，以及其下側(cè)對(duì)應(yīng)于后表面。采用硅平面工藝將諸如晶體管、電阻器和電容器的元件形成在硅襯底1的前表面。與圖1中實(shí)施例的不同之處在于凹槽在硅襯底的后表面上形成；并且無(wú)源元件2插入凹槽內(nèi)。該凹槽在硅襯底1的后表面形成，借此半導(dǎo)體元件能夠有效地在硅襯底的前表面形成。
在圖13的電子電路器件中，無(wú)源元件的電極可以以與圖3相同的方式從圖13中的下側(cè)抽出。
對(duì)于將圖13中的電子電路器件安裝到板等類(lèi)以物的方法，在硅襯底的前表面或者后表面的電極上形成凸塊，且產(chǎn)生物面朝下安裝到該襯底下。對(duì)相對(duì)電極進(jìn)行引線接合。這樣，電子電路器件可以安裝到襯底等類(lèi)似物上。從平坦的視角看去，當(dāng)對(duì)無(wú)源元件一側(cè)的后表面上的電極進(jìn)行引線接合的時(shí)候，很容易在硅襯底1的前表面的電極上形成凸塊。
實(shí)施例8圖14是將電子電路器件中的硅襯底1的前表面和后表面連接到一起的連接元件7的截面圖，其中該電子電路器件具有根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例8的硅襯底。這里有一個(gè)穿透硅襯底1的前表面和后表面的孔，且連接元件7位于該通孔中。連接元件7具有圓柱形狀，且金屬性的導(dǎo)電材料10位于其中心部分。該導(dǎo)電材料10具有釘子形狀，且該連接元件7通過(guò)釘子形狀的頂部電連接到無(wú)源元件的末端(參見(jiàn)圖15)。釘子形狀的導(dǎo)電材料10的主體部分被絕緣樹(shù)脂11覆蓋。中心的導(dǎo)電材料和具有通孔的硅襯底1之間的電絕緣通過(guò)絕緣樹(shù)脂11來(lái)維持。而且，絕緣樹(shù)脂11是彈性的，這樣可以相對(duì)應(yīng)于通孔的形狀而變形。用粘合劑涂覆該絕緣樹(shù)脂11，且該連接元件7通過(guò)插入到硅襯底1的通孔內(nèi)來(lái)固定到硅襯底1上。
圖15是顯示無(wú)源元件2通過(guò)連接元件7被安裝到硅襯底1的狀態(tài)的截面圖。硅襯底1具有前表面和后表面。并且圖15的上側(cè)對(duì)應(yīng)于后表面，而其下側(cè)對(duì)應(yīng)于所述前表面。采用硅平面工藝將諸如晶體管、電阻器和電容器的元件形成在硅襯底1的前表面上。具有兩個(gè)水平面深度的凹槽在硅襯底1的后表面上形成。且，通孔也在凹槽內(nèi)的兩點(diǎn)處形成，且連接元件7插入通孔中。無(wú)源元件2的末端與連接元件7的上部(釘子的金屬頂部)連接。無(wú)源元件2和連接元件7的上部之間的粘合和電連接通過(guò)使用導(dǎo)電性粘合劑或者低熔點(diǎn)金屬可以容易實(shí)現(xiàn)。
無(wú)源元件2的末端通過(guò)連接元件7抽出到硅襯底1的前表面。在圖15中，半導(dǎo)體元件在硅襯底的前表面形成，且半導(dǎo)體元件和連接元件7的金屬底部通過(guò)引線接合等類(lèi)似方法互相電連接。如上所述，即使無(wú)源元件位于其上沒(méi)有形成半導(dǎo)體元件的后表面內(nèi)，無(wú)源元件的末端可以電抽出到形成有半導(dǎo)體元件的前表面。因此，無(wú)源元件可以連接到在具有形成半導(dǎo)體元件的前表面上的半導(dǎo)體元件。
實(shí)施例9圖16是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例9的具有硅襯底的電子電路器件的截面圖。硅襯底1具有前表面和后表面，并且圖16的上側(cè)對(duì)應(yīng)于前表面，而其下側(cè)對(duì)應(yīng)于所述后表面。采用硅平面工藝將諸如晶體管、電阻器和電容器的元件形成在硅襯底1的前表面。而且，在硅襯底1上形成通孔。無(wú)源元件2具有凸起，該凸起具有匹配該通孔的末端，且該無(wú)源元件2的凸起從硅襯底1的前表面插入到通孔內(nèi)。無(wú)源元件2和半導(dǎo)體元件之間的連接與實(shí)施例2的連接同樣。而且，在圖16中，在其上沒(méi)有半導(dǎo)體元件形成的后表面上形成凹槽的情況下(在無(wú)源元件2從硅襯底的后表面插入的情況下)，在無(wú)源元件2的底座的頂端部分上的末端通過(guò)引線接合電連接到在硅襯底的前表面上的半導(dǎo)體元件，而在該前表面上形成該半導(dǎo)體元件。
實(shí)施例10圖17是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例10的具有硅襯底的電子電路器件的截面圖。與圖16中實(shí)施例的不同之處在于硅襯底1的凹槽在深度方向上具有兩個(gè)水平面。在這里，無(wú)源元件2的部分或者全部保持在硅襯底1的凹槽中。因此，可以降低電子電路器件的高度。
實(shí)施例11圖18是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例11的具有硅襯底的電子電路器件的截面圖。與圖4中實(shí)施例的不同之處在于天線8代替無(wú)源元件插入到硅襯底1的凹槽中。
通常，使用硅平面工藝在硅襯底上形成高性能天線是有困難的。然而，由不同于硅平面工藝的工藝所制造的高性能天線位于硅襯底中。結(jié)果，可以制造具有高通信靈敏度的發(fā)射-接收功能的緊湊型電子電路器件。
如上所述，無(wú)源元件位于硅襯底內(nèi)。然而，傳感元件代替無(wú)源元件位于硅襯底內(nèi)，借此可以構(gòu)成具有高靈敏度傳感器的緊湊型電子電路器件。例如，用于檢測(cè)磁性的磁材料連接到具有信號(hào)處理電路的硅襯底上；用于檢測(cè)磁性的磁傳感器，其具有比和硅襯底集成形成的磁傳感器更高的靈敏度，采用不同于硅平面工藝的工藝來(lái)制造；且將該最后的磁傳感器插入具有信號(hào)處理電路的硅襯底中。結(jié)果，可以構(gòu)成具有高靈敏度的緊湊型磁傳感器。
而且，通常，傳感器的輸出經(jīng)常具有高阻抗。在連接時(shí)，這種情況會(huì)引起噪聲電阻問(wèn)題。然而，在本發(fā)明中，該傳感器的末端可以直接與硅襯底連接，這可以明顯改善噪聲電阻。
而且，包括傳感器和信號(hào)處理電路的MEMS(微電子機(jī)械系統(tǒng))組件或者包括半導(dǎo)體元件的電子組件代替無(wú)源元件位于硅襯底內(nèi)，借此可以降低電子電路器件的尺寸。例如，包括傳感器和將該傳感器的輸出轉(zhuǎn)化為阻抗的功能的MEMS組件位于具有信號(hào)處理電路的半導(dǎo)體襯底內(nèi)，且該MEMS組件的輸出電連接到半導(dǎo)體襯底上的信號(hào)處理電路的輸入。因此，可以構(gòu)造具有小型MEMS組件的電子電路器件。
而且，具有在不同的半導(dǎo)體襯底上所形成的半導(dǎo)體元件的電子組件位于另一個(gè)半導(dǎo)體襯底中。這樣可以構(gòu)造緊湊型電子電路器件。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在具有硅襯底的電子電路器件中，包括無(wú)源元件、傳感元件、天線或者M(jìn)EMS的電子組件，通過(guò)與硅襯底的平面工藝不同的工藝形成，且位于硅襯底內(nèi)。因此，可以提供超小型的高性能電子電路器件。
權(quán)利要求
1.一種電子電路器件，包括硅襯底，其具有半導(dǎo)體元件和凹槽；和至少一個(gè)無(wú)源元件，其采用與形成該半導(dǎo)體元件所使用的硅平面工藝不同的工藝來(lái)形成，其中該無(wú)源元件位于該硅襯底的凹槽內(nèi)；且在該硅襯底上形成的半導(dǎo)體元件電連接到該無(wú)源元件。
2.一種電子電路器件，包括硅襯底，具有半導(dǎo)體元件和凹槽；和至少一個(gè)無(wú)源元件，其采用與形成該半導(dǎo)體元件所使用的硅平面工藝不同的工藝來(lái)形成，其中該無(wú)源元件具有突出末端；且該無(wú)源元件的突出末端插入該硅襯底的凹槽內(nèi)來(lái)將該半導(dǎo)體元件電連接到該無(wú)源元件。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電子電路器件，其中該凹槽的形狀在深度方向上至少具有兩個(gè)水平面。
4.如權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的電子電路器件，其中該凹槽的形狀具有來(lái)自該凹槽的平面的至少一個(gè)凸起；且該無(wú)源元件具有一個(gè)匹配該凹槽的凸起的凹面。
5.如權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的具有硅襯底的電子電路器件，其中該凹槽的形狀具有在該凹槽的平面內(nèi)的至少一個(gè)凹面；且該無(wú)源元件具有一個(gè)匹配該凹槽的凹面的凹面。
6.如權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的電子電路器件，其中該無(wú)源元件具有圓柱形狀，且在其兩端具有導(dǎo)電末端。
7.如權(quán)利要求1到6中任一項(xiàng)所述的電子電路器件，其中該凹槽位于半導(dǎo)體襯底的后表面，而該半導(dǎo)體元件在該半導(dǎo)體襯底的前表面上形成。
8.一種電子電路器件，包括硅襯底，其具有位于硅襯底的前表面的半導(dǎo)體元件和穿透該前表面和該后表面的至少一個(gè)通孔；至少一個(gè)無(wú)源元件，其采用與該形成半導(dǎo)體元件所使用的硅平面工藝不同的工藝來(lái)形成；和設(shè)置在該通孔中的連接元件，用于將半導(dǎo)體元件電連接到無(wú)源元件，其中，該連接元件的表面包括絕緣樹(shù)脂。
9.一種電子電路器件，包括硅襯底，其具有位于硅襯底的前表面的半導(dǎo)體元件、位于硅襯底的后表面的凹槽和在凹槽中的穿透該前表面和該后表面的至少一個(gè)通孔；和至少一個(gè)無(wú)源元件，其采用與形成該半導(dǎo)體元件所使用的硅平面工藝不同的工藝來(lái)形成，且該無(wú)源元件設(shè)置在凹槽中；和設(shè)置在該通孔中的連接元件，用于將該半導(dǎo)體元件電連接到該無(wú)源元件上，其中該連接元件的表面包括絕緣樹(shù)脂。
10.一種電子電路器件，包括硅襯底，具有位于硅襯底的前表面的半導(dǎo)體元件；和穿透該前表面和該后表面的至少一個(gè)通孔；和至少一個(gè)無(wú)源元件，其采用與形成該半導(dǎo)體元件所使用的硅平面工藝不同的工藝來(lái)形成，其中該無(wú)源元件具有突出末端；該無(wú)源元件的突出末端位于該硅襯底的后表面一側(cè)的通孔內(nèi)，而該半導(dǎo)體元件形成在該硅襯底上；且在該硅襯底上形成的半導(dǎo)體元件電連接到該無(wú)源元件上。
11.一種電子電路器件，包括硅襯底，其具有位于硅襯底的前表面的半導(dǎo)體元件；位于硅襯底的后表面的凹槽；和在凹槽中的穿透該前表面和該后表面的至少一個(gè)通孔；和至少一個(gè)無(wú)源元件，其采用與形成該半導(dǎo)體元件所使用的硅平面工藝不同的工藝來(lái)形成，其中；該無(wú)源元件具有匹配該通孔的突出末端；該無(wú)源元件的突出末端位于該硅襯底的后表面一側(cè)的通孔內(nèi)，而該半導(dǎo)體元件形成在該硅襯底上；且在該硅襯底上形成的半導(dǎo)體元件電連接到該無(wú)源元件。
12.如權(quán)利要求1到11任一項(xiàng)所述的電子電路器件，其中天線被用作無(wú)源元件。
13.如權(quán)利要求1到11任一項(xiàng)所述的具有硅襯底的電子電路器件，其中傳感元件被用作無(wú)源元件。
14.如權(quán)利要求1到11任一項(xiàng)所述的電子電路器件，其中使用包括MEMS(微電子機(jī)械系統(tǒng))的電子組件代替無(wú)源元件。
全文摘要
一種具有硅襯底的電子電路器件包括具有半導(dǎo)體元件和凹槽的硅襯底；和至少一個(gè)無(wú)源元件，其采用與形成該半導(dǎo)體元件所使用的硅平面工藝不同的工藝來(lái)形成。在該電子電路器件中，該無(wú)源元件位于該硅襯底的凹槽內(nèi)，且在該硅襯底上形成的半導(dǎo)體元件電連接到該無(wú)源元件上。
文檔編號(hào)H01L25/00GK1681108SQ200510071700
公開(kāi)日2005年10月12日 申請(qǐng)日期2005年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月31日
發(fā)明者石田誠(chéng), 澤田和明, 高尾英邦, 須藤稔 申請(qǐng)人:精工電子有限公司, 石田誠(chéng)