專利名稱：傳感器裝置以及傳感器裝置的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及傳感器裝置以及傳感器裝置的制造方法。
背景技術：
近年，類人機器人的開發(fā)正在進行。類人機器人被要求實現(xiàn)與人接觸、或者自主地回避障礙物、或者把持對象物并使其移動等高度的動作。由于實現(xiàn)這樣的動作需要觸覺，因此正在研究在機器人的手或者表面全體上設置觸覺傳感器(例如，專利文獻I至專利文獻6)。 以往的觸覺傳感器系統(tǒng)主要采用網(wǎng)型構(gòu)造。例如，在兩片電極板上的每個上形成多根電極布線。通過以使相互的電極布線正交的方式將電極板相向配置，來形成網(wǎng)狀布線。在兩片電極板之間夾持壓敏導電部件或者在電極布線的各交點上配置觸覺傳感器元件。各觸覺傳感器元件將由與對象物接觸而引起的壓力變化或溫度變化轉(zhuǎn)換成與這些變化量相應的電信號變化?？刂撇颗c各電極布線連結(jié)，并對多個觸覺傳感器元件進行集中管理。即，控制部依次地選擇各觸覺傳感器元件從而對各傳感器的傳感器值進行采樣。在控制部中，集聚來自觸覺傳感器元件的電信號來進行數(shù)據(jù)處理。通過定期地重復這樣的采樣動作，來檢測機器人是否與對象物接觸，并進一步檢測哪個傳感器與對象物接觸。由此，能夠感知機器人在哪個位置以多大程度的強度與對象物接觸。在先技術文獻專利文獻專利文獻I :日本專利文獻特開2006-337315號公報；專利文獻2 :日本專利文獻特開2007-10482號公報；專利文獻3 日本專利文獻特開2007-285784號公報；專利文獻4 :日本專利文獻特開2007-78382號公報；專利文獻5 :日本專利文獻特開2006-287520號公報；專利文獻6 :日本專利文獻特開2006-281347號公報；專利文獻7 :日本專利文獻專利第03621093號公報。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題以往的觸覺傳感器系統(tǒng)中存在如下的問題。在專利文獻I至專利文獻6所公開的技術中，控制部為主機而集中地管理多個觸覺傳感器元件，并依次地選擇各觸覺傳感器元件從而對各傳感器的傳感器值進行采樣。在這樣的構(gòu)成的情況下，存在隨著傳感器數(shù)量的增加而控制部的處理負擔變得非常大的問題。另外，隨著傳感器數(shù)量的增加，采樣間隔變長。因此，不能避免響應速度降低導致反應遲鈍的情況，而這對于機器人的觸覺傳感器系統(tǒng)是致命的問題。另外，考慮在機器人的體表面全體上配置多個觸覺傳感器，觸覺傳感器和控制部之間的布線量非常大。因此，在實際中將多個觸覺傳感器安裝在期望的位置是相當困難的，并且多個觸覺傳感器的維護和故障的修理也非常困難。另外，由于觸覺傳感器和控制部之間的布線為長距離布線，所以因噪聲使得傳感器信號劣化的危險性很高。 在此，也可以考慮將傳感器構(gòu)造部和信號處理部組裝到各個觸覺傳感器中。并且，也可以考慮通過信號處理部對來自傳感器構(gòu)造部的傳感器信號進行讀出放大并且執(zhí)行數(shù)字處理。因此，需要將傳感器構(gòu)造部和信號處理部一體化的技術。例如，日本專利文獻專利第03621093號公報(專利文獻7)中公開了稱作蛤殼(Shell Case)的封裝技術。在該專利第03621093號公報中，設備芯片的上下被玻璃板夾持，并且設備芯片的側(cè)面用樹脂包圍。通過這種構(gòu)造，能夠可靠地實現(xiàn)多個晶片的貼合，并且設備芯片將被玻璃板牢固地保護。然而，在專利第03621093號公報的技術中，設備芯片的上下必須與玻璃密接。因此，例如，產(chǎn)生不能應用于諸如壓敏傳感器或溫度傳感器這樣的必須與檢測對象接觸的觸覺傳感器的問題。由于上述的狀況，非常需要將具有接觸感知面的傳感器構(gòu)造部和處理該傳感器信號的信號處理LSI部封裝化的技術。用于解決問題的手段本發(fā)明的傳感器裝置包括傳感器裝置，包括傳感器構(gòu)造部，所述傳感器構(gòu)造部在露出到外部的一面具有與檢測對象直接接觸的接觸感知面，并且在位于與所述接觸感知面相反側(cè)的另一面?zhèn)染哂懈袘鼋佑|感知面的變化而輸出模擬傳感器信號的傳感器電極；半導體基板，在所述半導體基板中內(nèi)置有對所述模擬傳感器信號進行信號處理的信號處理用集成電路；以及粘結(jié)層，所述粘結(jié)層被配置在所述傳感器構(gòu)造部的另一面與所述半導體基板之間，以使所述傳感器構(gòu)造體和所述半導體基板貼合，所述傳感器裝置通過在所述傳感器電極和所述集成電路以使所述粘結(jié)層位于它們之間的方式相對的狀態(tài)下所述傳感器構(gòu)造部和所述半導體基板被層疊而被單片化，所述傳感器裝置的特征在于，
所述傳感器電極和所述集成電路被密封在傳感器裝置的內(nèi)側(cè)，并且所述傳感器電極和所述信號處理用集成電路中的至少一者的外部端子經(jīng)由所述半導體基板的側(cè)面被引出到所述半導體基板的背面。一種本發(fā)明的傳感器裝置的制造方法，其特征在于，在構(gòu)成傳感器構(gòu)造部的晶片的背面上設置傳感器電極，制作組裝了信號處理用的集成電路的半導體基板，在所述傳感器電極和所述集成電路相對的狀態(tài)下，使用粘結(jié)層將所述傳感器構(gòu)造部和所述半導體基板接合，蝕刻所述半導體基板的背面，并通過從所述半導體基板的背面進行的半切割，使所述傳感器電極的布線取出部和所述集成電路的電極取出部在所述半導體基板的背面?zhèn)?露出，從半導體基板的由所述蝕刻和所述半切割形成的斜面至半導體基板的背面設置引出布線，將所述傳感器電極和所述信號處理用集成電路的外部端子經(jīng)由所述半導體基板的側(cè)面引出到所述半導體基板的背面。


圖I是示出將觸覺傳感器系統(tǒng)應用于機器人的手的情況的圖；圖2是示出在總線上配置了多個傳感器裝置的情況的圖；圖3是從表面?zhèn)扔^察傳感器裝置的立體圖；圖4是從背面?zhèn)扔^察傳感器裝置的立體圖；圖5是傳感器裝置的剖面圖；圖6是示出在第一實施方式中傳感器裝置的制造工序的圖；圖7是示出在第一實施方式中傳感器裝置的制造工序的圖；圖8是示出在第一實施方式中傳感器裝置的制造工序的圖；圖9是示出在第一實施方式中傳感器裝置的制造工序的圖；圖IOA是示出在第一實施方式中傳感器裝置的制造工序的圖；圖IOB是示出在第一實施方式中傳感器裝置的制造工序的圖；圖IOC是示出在第一實施方式中傳感器裝置的制造工序的圖；圖IOD是示出在第一實施方式中傳感器裝置的制造工序的圖；圖IOE是示出在第一實施方式中傳感器裝置的制造工序的圖；圖IOF是示出在第一實施方式中傳感器裝置的制造工序的圖；圖IOG是示出在第一實施方式中傳感器裝置的制造工序的圖；圖IOH是示出在第一實施方式中傳感器裝置的制造工序的圖；圖11是示出在第一實施方式中傳感器裝置的制造工序的圖；圖12是示出在第一實施方式中傳感器裝置的制造工序的圖；圖13是示出在第一實施方式中傳感器裝置的制造工序的圖；圖14A是示出保護膜的開口模式的圖；圖14B是用于說明使槽交叉時的缺點的圖15是示出第一實施方式中傳感器裝置的制造工序的圖；圖16是示出第一實施方式中傳感器裝置的制造工序的圖；圖17是示出第一實施方式中傳感器裝置的制造工序的圖；圖18是示出第一實施方式中傳感器裝置的制造工序的圖；圖19是示出第一實施方式中傳感器裝置的制造工序的圖；圖20是示出第一實施方式中傳感器裝置的制造工序的圖；圖21是示出第一實施方式中傳感器裝置的制造工序的
圖22是以分解后的狀態(tài)示出第二實施方式的結(jié)構(gòu)的圖；圖23A是示出第二實施方式的制造工序的圖；圖23B是示出第二實施方式的制造工序的圖；圖23C是示出第二實施方式的制造工序的圖；圖23D是示出第二實施方式的制造工序的圖；圖23E是示出第二實施方式的制造工序的圖；圖23F是示出第二實施方式的制造工序的圖；圖23G是示出第二實施方式的制造工序的圖；圖23H是示出第二實施方式的制造工序的圖；圖231是示出第二實施方式的制造工序的圖；圖24是示出第二實施方式的結(jié)構(gòu)的圖；圖25是以分解后的狀態(tài)示出第三實施方式的結(jié)構(gòu)的圖；圖26A是示出第三實施方式的制造工序的圖；圖26B是示出第三實施方式的制造工序的圖；圖26C是示出第三實施方式的制造工序的圖；圖26D是示出第三實施方式的制造工序的圖；圖26E是示出第三實施方式的制造工序的圖；圖26F是示出第三實施方式的制造工序的圖；圖26G是示出第三實施方式的制造工序的圖；圖26H是示出第三實施方式的制造工序的圖；圖261是示出第三實施方式的制造工序的圖；圖27是示出第三實施方式的結(jié)構(gòu)的圖；圖28是用于說明將傳感器信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的步驟的圖；圖29是用于說明將傳感器信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的步驟的圖；圖30是最簡要地表示本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的圖；圖31是第四實施方式涉及的傳感器裝置的剖面圖；圖32是從內(nèi)側(cè)觀察第四實施方式涉及的傳感器裝置的立體圖；圖33A是示出第四實施方式的制造工序的圖；圖33B是示出第四實施方式的制造工序的圖；圖33C是示出第四實施方式的制造工序的圖；圖33D是示出第四實施方式的制造工序的圖；圖33E是示出第四實施方式的制造工序的圖33F是示出第四實施方式的制造工序的圖；圖33G是示出第四實施方式的制造工序的圖；圖33H是示出第四實施方式的制造工序的圖；圖331是示出第四實施方式的制造工序的圖；圖34A是示出第五實施方式的制造工序 的圖；圖34B是示出第五實施方式的制造工序的圖；圖34C是示出第五實施方式的制造工序的圖；圖34D是示出第五實施方式的制造工序的圖。
具體實施例方式對本發(fā)明的實施方式進行圖示，并參照對圖中的各要素標記出的符號來說明本發(fā)明的實施方式。(第一實施方式)對本發(fā)明的傳感器裝置涉及的第一實施方式進行說明。圖I是示出將配置有多個傳感器裝置的觸覺傳感器系統(tǒng)應用于機器人的手的情況的圖。圖2是示出在總線110上配置了多個傳感器裝置200的情況的圖。本實施方式的傳感器裝置如圖I所示配置在機器人10的手11或者機器人的體表面全體上，用于整體上構(gòu)成觸覺傳感器系統(tǒng)100。各總線110上設置有多個觸覺傳感器裝置200。在本實施方式中，作為總線110的布線電線，設置有四根線112、112、113、113。這四根線中，兩根是電源線112、112，兩根是差動串行傳輸用的信號線113、113。并且，所有的總線110經(jīng)由信息中繼裝置120和集線裝置130與信息整合裝置140連接。例如，在機器人10的手11諸如抓握對象物(未圖示)等使得機器人10的表面與對象物接觸時，各傳感器裝置200檢測接觸壓力。而且，各傳感器裝置200執(zhí)行傳感器信號的數(shù)字信號處理。然后，完成數(shù)字信號處理的傳感器信號從各傳感器裝置200被發(fā)送至信息整合裝置 140。在信息整合裝置140中，通過整合來自傳感器裝置200的信息，檢測在哪個位置施加了多大程度的力。接下來，說明傳感器裝置的結(jié)構(gòu)。圖3是從表面?zhèn)扔^察傳感器裝置的立體圖。圖4是從背面?zhèn)扔^察傳感器裝置的立體圖。圖5是傳感器裝置的剖面圖。如圖5所示，傳感器裝置200是使用粘結(jié)層500將傳感器構(gòu)造部300與半導體基板400貼合后的構(gòu)造。傳感器構(gòu)造部300具有構(gòu)造主體部310、第一傳感器電極320、第二傳感器電極330。
構(gòu)造主體部310由Si形成。從表面?zhèn)扔^察，構(gòu)造主體部310的中心部設置有與對象物接觸的凸狀的力傳遞部311，并且力傳遞部311的周圍為凹狀的薄壁部312。由于薄壁部312具有彈性，構(gòu)造主體部310將作為工作膜發(fā)揮功能。即，當力施加于力傳遞部311時，構(gòu)造主體部310將撓曲。在此，由力傳遞部311構(gòu)成接觸感知面。作為薄壁部312的周圍的周緣部構(gòu)成支承工作膜的支承框部313。另外，構(gòu)造主體部310的背面形成有凹部314。 第一傳感器電極320設置在形成于構(gòu)造主體部310的背面上的凹部314中。第一傳感器電極320的至少一端經(jīng)由支承框部313的背面延伸設置至到達構(gòu)造主體部310的側(cè)面316的位置。第一傳感器電極320是與工作膜一起進行位移的可動電極。第二傳感器電極330被設置在粘結(jié)層500的正上方。第一傳感器電極320與第二傳感器電極330之間的間隔由凹部314的深度限定。第二傳感器電極330為固定電極，并且彼此相對配置的第一傳感器電極320和第二傳感器電極330構(gòu)成電容元件。第二傳感器電極330經(jīng)由形成于粘結(jié)層500上的通孔510與半導體基板400的再布線層410連接。在半導體基板400中制作有信號處理用的集成電路420，集成電路的表面由鈍化膜430保護。另外，在鈍化膜430上形成有再布線層410。半導體基板400的正上方設置有粘結(jié)層500，第二傳感器電極330和集成電路420處于以使粘結(jié)層500位于它們之間的方式相對的狀態(tài)。另外，第一、第二傳感器電極320、330和集成電路420處于被密封在傳感器裝置200的內(nèi)側(cè)的狀態(tài)。為了減小集成電路420和傳感器電極330之間的寄生電容，優(yōu)選使粘結(jié)層500的厚度為10 μ m以上。對于粘結(jié)層的厚度的上限未特別地加以限制，但考慮到半導體芯片的制造上的情況等，例如可列舉以將100 μ m左右作為上限的例子。從背面?zhèn)扔^察傳感器裝置200時，在圖4中的左右方向的各個側(cè)端面上在中央部形成有傾斜面211。并且，在傾斜面211上形成有金屬的引出布線212、213，并且引出布線212、213被引出至背面240。該引出布線中的一根布線212與第一傳感器電極的一端連結(jié)，引出布線的另一根布線213經(jīng)由再布線層410與第二傳感器電極330連結(jié)(參照圖5)。另外，圖4中的上下方向的各個側(cè)端面220、220整體上形成為傾斜面221、221，并且各八根引出布線230以到達背面240的方式分別設置在各側(cè)端面220、220上。這些引出布線230從再布線層410被引出，并且構(gòu)成集成電路420的電源線或信號線。
圖4所示的傳感器裝置200的背面240上設置有外接端子。在本實施方式中，與總線110的四根布線電線112、113對應地，在傳感器裝置200的背面設置有四個外部端子241-244。在圖4中，從左依次為第一外部端子241、第二外部端子242、第三外部端子243、第四外部端子244。第一外部端子241例如是與總線110的地(GND)連結(jié)的外部端子，并且從左側(cè)面210引出的引出布線212以及下側(cè)面220的最左側(cè)的引出布線231與該第一外部端子241
連接。 上側(cè)面220的最左側(cè)的引出布線232與第二外部端子242連接，下側(cè)面220的最右側(cè)的引出布線234與第三外部端子243連接。從右側(cè)面210引出的引出布線213和上側(cè)面220的最右側(cè)的引出布線234與第四外部端子244連接。此外，可以根據(jù)總線110的信號線的數(shù)量被適當改變外部端子241-244的數(shù)量，當然，也可以根據(jù)傳感器構(gòu)造部300或集成電路420的構(gòu)成適當?shù)馗淖円霾季€和外部端子的連接。接下來，對傳感器裝置的制造方法進行說明。圖6至圖21是示出傳感器裝置的制造步驟的圖。首先，制作構(gòu)成傳感器構(gòu)造部300的構(gòu)造主體部310的晶片315。S卩，如圖6所示,準備由Si構(gòu)成的晶片315,并利用TMAH(Tetramethyl ammoniumhydroxide :四甲基氫氧化銨)蝕刻晶片的背面，形成具有約10 μ m深度的凹部314。并且，如圖7所示，在凹部314形成第一傳感器電極320。接著，在Si晶片315的表面上形成用于將除力傳遞部311和支承框部313以外的區(qū)域作為薄壁部312的掩模317。該掩模317可由熱氧化膜形成。另一方面，如圖8所示，準備在半導體基板400上組裝了信號處理用的集成電路420的晶片。然后，使用鈍化膜430保護表面，并且在鈍化膜430上設置再布線層410。再布線層410與集成電路420的電極墊片421連接。接下來，如圖9所示，在半導體基板400的上表面上設置作為粘結(jié)層500的有機絕緣膜，并且在粘結(jié)層500上設置第二傳感器電極330。參照圖IOA至圖IOH對該工序進行說明。如前所述，準備組裝了集成電路420的半導體基板400。在該半導體基板400上通過旋轉(zhuǎn)涂敷形成膜厚約ΙΟμπι的BCB(苯并環(huán)丁烯)樹脂膜(圖10Α)。該BCB (苯并環(huán)丁烯)樹脂膜成為粘結(jié)層500。將該BCB樹脂膜在220°C的氮吹洗后的爐子中進行一小時的預硬化。在BCB膜上涂敷抗蝕劑520并進行暴露(圖10B)。在暴露抗蝕劑520后通過玻璃化使抗蝕劑520硬化后(圖10C)，進行蝕刻。由此，在再布線層410的正上方形成通孔(孔)510(圖10D)。接下來，將半導體基板400和粘結(jié)層500硬化焙燒(^ 一 F^ )。
隨后，從已被圖案化的粘結(jié)層500上通過濺射法來將鋁(Al)成膜(圖10E)。該鋁薄膜成為第二傳感器電極330。通過在鋁薄膜上涂敷抗蝕劑520進行圖案化(圖10F、圖10G)。然后，對鋁進行蝕刻(圖10H)。由此，在除周緣部以外的中央部上形成第二傳感器電極330，并且第二傳感器電極330經(jīng)由通孔510與集成電路420的再布線層410連結(jié)。接下來，如圖11所示，將成為構(gòu)造主體部310的晶片315(圖7)和成為半導體基板400的晶片(圖9)接合。在接合時，可列舉在250°C下施加1000N(牛頓)的負荷達一個小時的例子。在半導體基板400的背面形成TMAH蝕刻用的保護膜250 (圖12)?！ぴ诖?，作為保護膜250，優(yōu)選的是，通過PECVD (等離子體增強化學汽相沉積)或濺射法在被進行堆積的低溫氧化膜上層積感光性耐堿有機保護膜(ProTEK PSB)后得到的。作為Si基板的耐長時間蝕刻的掩模材料,一般使用娃熱氧化膜或氮化娃膜,但它們需要高溫(800°C以上)的高溫處理。這樣的高溫處理不能應用于組裝了集成電路420的半導體基板400。另外，如果使用低溫氧化膜，存在出現(xiàn)針孔的問題，在這方面，如果使用感光性耐堿有機保護膜，則存在出現(xiàn)側(cè)向蝕刻的問題。形成保護膜250后，對接合晶片的兩面進行蝕刻(圖13)。由此，在半導體基板400被蝕刻的同時形成傳感器構(gòu)造部300的薄壁部312。此外，保護膜250的開口模式如圖14A所優(yōu)選形成為孔狀251或一條槽狀252。例如，如圖14B所示，當槽252、252交叉時，由于使用堿液(TMAH)進行的Si的晶體各向異性蝕刻，存在角254的侵蝕加速而內(nèi)部的集成電路420受到損傷的可能性。從電極墊片殘留ΙΟμπι左右的厚度而停止蝕刻，去除感光性耐堿有機保護膜250 (圖 15)。之后，進行基于XeF2的氣體蝕刻的各向同性蝕刻，從而完全地去除Si基板(圖16)。接下來，將BCB樹脂成膜為襯底絕緣膜255 (圖17)。在涂敷絕緣膜后，使用V字刀片從半導體基板的背面進行半切割(圖18)。在此，在圖18中，示出了圖4的XVIII-XVIII線剖面，在該方向上，需要從傳感器裝置200的側(cè)面引出傳感器電極320、330。因此，在半切割中，需要切入到粘結(jié)層500的上表面使得到達第一傳感器電極320。由此，第一傳感器電極320的一端和再布線層410從左右的側(cè)面在背面?zhèn)?40上露出。另一方面，在圖4的XIX-XIX線剖面的方向上，只引出集成電路420的電極墊片421即可，因此如圖19所示執(zhí)行到達電極墊片421或再布線層410的程度的淺的半切割即可。接下來，通過陰罩法形成布線(圖20)。作為金屬材料，可列舉出使用Ti/Cu的例子。
Ti作為用于提高與絕緣膜的密接性的中間層而發(fā)揮功能。之后，在布線上實施無電解Au鍍，從而提高引線聯(lián)接性。最后，通過切割來分離晶片，從而切出各個傳感器裝置200 (圖21)。根據(jù)這樣的第一實施方式，實現(xiàn)以下的效果。(I)通過本實施方式的制造方法，能夠以晶片級將觸覺傳感器裝置200集聚化。S卩，能夠構(gòu)成觸覺傳感器裝置200作為一體地具有傳感器構(gòu)造部300和集成電路
420的 MEMS (Micro Electro Mechanical Systems :微電子機械系統(tǒng))。另外，通過集聚化，能夠?qū)⒂|覺傳感器裝置200的尺寸極大地小型化，例如，能夠 將一個觸覺傳感器裝置小型化到3_左右長正方形。通過以這種方式形成一體地具有傳感器構(gòu)造部300和集成電路420的MEMS，并實現(xiàn)小型化，例如能夠制造出適合作為安裝在機器人10的體表面上的傳感器系統(tǒng)的傳感器
>j-U ρ α裝直。(2)來自傳感器電極320、330的蓄積電荷量作為模擬傳感器信號被取出到集成電路420，但這種模擬傳感器信號存在輸入阻抗高、易于混入噪聲這樣的問題。關于這方面，在本實施方式中，通過將傳感器電極320、330和集成電路420密封在傳感器內(nèi)部，能夠?qū)λ鼈冞M行完全地保護。此外，在傳感器內(nèi)部，第二傳感器電極330和集成電路420隔著粘結(jié)層500被極其接近地配置，因此能夠極大地縮短第二傳感器電極330和集成電路420之間的布線長度。因此，來自傳感器電極320、330的模擬傳感器信號中難以混入噪聲，從而能夠極大地提高檢測精度。(3)在本實施方式的制造方法中，由于使用粘結(jié)層500將傳感器構(gòu)造部300和半導體基板400接合，因此被組裝到半導體基板400的集成電路420的構(gòu)造不受限制。例如，能夠?qū)⒔M裝了已有的讀出放大器和信號處理電路的半導體基板400應用于本實施方式。(4)在本實施方式中，由于將傳感器電極320、330和集成電路420密封在傳感器內(nèi)部，因此需要將傳感器電極320、330和集成電路420的電極取出到外部。在此，在將電極從密封在封裝內(nèi)部的芯片中取出到外部的情況下，可以考慮形成硅貫通通孔(硅貫通布線)，但是設置所需的布線的數(shù)量的硅貫通通孔極大地增加了工序數(shù)，而且也難以加工。在這方面，在本實施方式中，通過從半導體基板的背面蝕刻和半切割來取出傳感器電極和集成電路的電極。因此，能夠減少工序數(shù)并且簡便地設置外部端子。(5)通過由力傳遞部311和薄壁部312構(gòu)成的隔膜構(gòu)造，施加于構(gòu)造主體部310上的力被準確地反映到構(gòu)造主體部310的變形中。另外，由于第一傳感器電極320直接形成在構(gòu)造主體部310的背面上，因此，能夠使由力傳遞部311受到的來自外部的力弓丨起的構(gòu)造主體部310的變形轉(zhuǎn)變?yōu)榈谝粋鞲衅麟姌O320的位移,并且基于由第一傳感器電極320和第二傳感器電極330形成的電容兀件的電容變化能夠高精度地檢測所施加的力。(6)由于第一電極320的至少一端經(jīng)由支承框部313的背面延伸設置至到達構(gòu)造主體部310的側(cè)面316的位置，因此能夠與外部電源或電路直接連接。例如，如果將第一電極320與外部電源的接地電極連接而處于相同的電位，則最接近外部的電極成為接地電極，由此來自外部的噪聲被屏蔽，測量精度提高。并且，如果第一電極320和構(gòu)造主體部310以電導通的方式形成，則構(gòu)造主體部310處于接地電位，由此針對來自外部的噪聲的屏蔽能力進一步提高，S/N比大幅提高。(7)由于第一、第二傳感器電極320、330和集成電路420處于被密封在傳感器裝置200的內(nèi)側(cè)的狀態(tài)，因此能夠防止傳感器電極320、330和集成電路420的電極或布線、pn結(jié)由于來自外部的水分、酸、堿、有機溶劑、油等水溶液、氣體的侵入發(fā)生腐蝕、氧化、變質(zhì)、導電性被覆蓋等，從而能夠長期實現(xiàn)穩(wěn)定的動作。因此，能夠在本裝置上涂敷能被有機溶劑溶解的有機物，也能夠安裝在機器人的手和腳而在泥水等惡劣條件下動作。 (8)由于在制作于半導體基板400上的信號處理用的集成電路420的表面的鈍化膜430上具有粘結(jié)層500，并且該粘結(jié)層500上形成有第二傳感器電極330，因此由第一傳感器電極320和第二傳感器電極330構(gòu)成的電容元件和集成電路420之間的布線距離短。因此，能夠減小構(gòu)成影響傳感器的靈敏性或精度的重要因素的寄生電容，由此檢測靈敏性提高。由于布線長度短，因此噪聲也難以混入。由于通過將粘結(jié)層500的厚度設定得較厚，使集成電路420和傳感器電極330之間的寄生電容進一步減小，因此能夠聞靈敏化。(9)在左右方向的各個側(cè)端面的中央部上具有傾斜面211，并且上下方向的各個側(cè)端面220的全體上具有傾斜面221，各個斜面上形成有金屬的引出布線212、213、230。通過將布線212、213、230配置在斜面上，制造容易，并且確保了布線的膜厚，而且克服了臺階等不穩(wěn)定。通過上述的形狀和構(gòu)造，針對溫度的穩(wěn)定性或針對反復的溫度變化的耐久性提高，因此安裝設備時或使用中的布線的可靠性大幅提高。位于左右方向的各個側(cè)端面上的傾斜面211與位于上下方向的各個側(cè)端面220上的傾斜面不同，局限于左右方向的各個側(cè)端面的中央部上的形狀為斜面。這是為了解決斜面制造上的問題，但通過形成比傾斜面211略凹陷的構(gòu)造的傾斜面211，還能夠提高布線的可靠性。(10)傳感器電極320、330用的布線是在位于左右方向的各個側(cè)端面上的傾斜面211上形成的引出布線212、213，集成電路420的電極用的布線是在位于上下方向的各個側(cè)端面220上的傾斜面221上形成的引出布線230、231、232、234。在此，用于取出傳感器電極用的布線的楔狀切入的深度比用于取出集成電路用的布線的楔狀切入的深度深。由此，能夠穩(wěn)定地取出兩個方向的不同的布線。(11)在本實施方式中，粘結(jié)層500兼作絕緣膜和粘結(jié)材料。因此，要求粘結(jié)層500具有作為絕緣膜的穩(wěn)定性和作為粘結(jié)材料的柔軟性、粘結(jié)性。在這方面，在本實施方式中，在粘結(jié)層上使用BCB(苯并環(huán)丁烯)樹脂膜，并在220 V下進行預硬化后，將傳感器電極圖案化。然后，將在250°C下進行傳感器構(gòu)造部300和半導體基板400的粘結(jié)。此時，如果降低預硬化溫度，則柔軟性、粘結(jié)性增加，但穩(wěn)定性發(fā)生問題。另外，如果提高預硬化溫度，則穩(wěn)定性增加，但是將無法維持粘結(jié)性、柔軟性，如果為了對此進行補償而提高粘結(jié)時的溫度，則發(fā)生傳感器電極受損的問題。在本實施方式中能夠克服這些問題，并且能夠?qū)崿F(xiàn)最佳的穩(wěn)定性、柔軟性、粘結(jié)性。(第二實施方式) 對第二實施方式進行說明。在上述第一實施方式中，例不了在形成于半導體基板400上的粘結(jié)層500的正上方形成第二傳感器電極330后將構(gòu)造主體部310和半導體基板400貼合的情況。與此相對，在第二實施方式中，首先，將形成有第二電極320的玻璃基板600貼合到構(gòu)造主體部310的背面上，由此使傳感器構(gòu)造部300的電極320、330處于封閉的狀態(tài)(圖22)。之后，使用粘結(jié)層500將半導體基板400和傳感器構(gòu)造部300的晶片接合。圖23A-圖231是示出第二實施方式的制造步驟的圖。如圖23A所示，將構(gòu)成構(gòu)造主體部310的晶片(圖7)和玻璃基板600貼合。此時，在玻璃基板600上預先形成有第二傳感器電極330。由此，第一傳感器電極320和第二傳感器電極330被密封在構(gòu)造主體部310和玻璃基板600之間。另外，在圖23A中，在構(gòu)成構(gòu)造主體部的晶片中，通過蝕刻在設置有第二傳感器電極330的引出布線的那一側(cè)的切割(dicing)預定位置上形成槽318。由此，在半切割時，切割的刀片將不切入至Si構(gòu)造主體部310。然后，在玻璃基板600的背面上形成粘結(jié)層500，從而將玻璃基板600和半導體基板400接合。在圖23G中，進行用于使傳感器電極320、330露出的半切割。此時，需要切入至玻璃基板600的上表面。其他的工序與第一實施方式中說明的內(nèi)容相同，最終得到圖24所示的傳感器裝置。在該構(gòu)成中，構(gòu)成構(gòu)造主體部310的晶片(圖7)和玻璃基板600被貼合，玻璃基板600上形成有第二傳感器電極330,并且第一傳感器電極320和第二傳感器電極330被密封在構(gòu)造主體部310和玻璃基板600之間，因此能夠更準確地設置第一傳感器電極320和第二傳感器電極330的形狀、間隙、相對位置。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)更高精度的傳感器性能。(第三實施方式)對第三實施方式進行說明。在上述第二實施方式中，例示了以下情況在將形成有第二電極330的玻璃基板600貼合到構(gòu)造主體部310的背面上從而使傳感器構(gòu)造部300的電極320、330處于密封的狀態(tài)后，使用粘結(jié)層500將半導體基板400和傳感器構(gòu)造部300的晶片接合。
在這方面，在第三實施方式中，具有下面的特征使用LTCC(Low TemperatureCo-fired Ceramics、低溫共燒陶瓷)基板700取代玻璃基板600。在圖25中，在LTCC基板700的上表面上形成有第二傳感器電極330。另外，將布線層710預先制作在LTCC基板700中，并經(jīng)由通孔720預先連接該布線層710和第二傳感器電極330。因此，第二傳感器電極330的引出線從LTCC基板700的布線層710引出即可。圖26A-圖261是示出第三實施方式的制造步驟的圖。如圖26A所示，將構(gòu)成構(gòu)造主體部310的晶片(圖7)和LTCC基板700貼合。 此時，LTCC基板700的內(nèi)部制作有布線層710，并預先連接形成在LTCC基板700的上表面上的第二傳感器電極330和布線層710。在圖26A的階段中，第一傳感器電極320和第二傳感器電極330被密封在構(gòu)造主體部310和LTCC基板700之間。然后，在LTCC基板700的背面上形成粘結(jié)層500，從而將LTCC基板700和半導體
基板400接合。在圖26G中，進行用于使傳感器電極320、330露出的半切割。此時，需要切入至LTCC基板700的上表面。其他的工序與第一實施方式中說明的內(nèi)容相同，最終得到圖27所示的傳感器裝置。例如，由于第二傳感器電極330被形成在LTCC基板這樣的陶瓷基板上，因此，能夠與玻璃基板600同樣地，更準確地設置第一傳感器電極320、第二傳感器電極330的形狀、間隙、相對位置。另外，由于能夠在陶瓷基板700上形成多層布線或阻抗、電容器、線圈、層間電極、層間電介質(zhì)膜，或者能夠在層間組裝無源電子部件或二極管、晶體管等有源電子部件，因此在數(shù)字化前通過模擬信號處理能夠以模擬方式有效地改善傳感器的靈敏性或S/N比。由此，傳感器的功能或種類、適用范圍大幅擴展。(第四實施方式)在上述第一實施方式至第三實施方式中，進行半切割，從而使第一和第二傳感器電極320、330露出，但在第四實施方式中，在基于TMAH的蝕刻后，對鈍化膜(TE0S膜SiN膜等)430進行基于快速原子束(Fast Atom Beam)或被加速后的離子的蝕刻、或者噴砂等機械方式的蝕刻，從而使第一和第二傳感器電極320、330露出。圖31是第四實施方式涉及的傳感器裝置的剖面圖。如圖31所示，粘結(jié)層500上設置有電連接第二傳感器電極330和半導體基板400的再布線層410的通孔510、以及電連接第一傳感器電極320和背面240的通孔520。圖32是從內(nèi)側(cè)觀察第四實施方式涉及的傳感器裝置的立體圖。如圖32所示，構(gòu)造主體部310的背面的第一傳感器電極320經(jīng)由通孔520露出，并被與通孔520連接的引出布線212向背面240引出。圖33A至圖331是示出第四實施方式的制造工序的圖。如圖32A所示，首先，將構(gòu)成構(gòu)造主體部310的晶片和形成設有通孔520的粘結(jié)層500的半導體基板400接合并薄化(圖 32B)。
接下來，通過基于TMAH的濕蝕刻和基于XeF2的干蝕刻，使鈍化膜430露出(圖33C)。之后，如圖33D所示，進行蝕刻，從而去除鈍化膜430。由此，由于通孔520的存在，第一和第二傳感器電極320、330同時露出。另外，在半導體基板的背面420上將感光性BCB成膜從而形成絕緣膜(圖33E)。對該成膜后的BCB進行基于RIE (Reactive Ion Etching :反應離子蝕刻)的蝕刻，從而再次使第一和第二傳感器電極320、330露出(圖33F)。另外，在本第四實施方式的制造工序中，其他的工序與上述第一實施方式的制造工序大致相同，因此省略詳細的說明。另外，在第一實施方式至第四實施方式中，使傳感器構(gòu)造部和半導體基板一體化(單片化)。通過這樣的構(gòu)成，通過組裝到半導體基板400中的集成電路420，能夠?qū)碜詡鞲衅鳂?gòu)造部300的傳感器信號進行信號處理。 如此，只要各個觸覺傳感器裝置200能夠執(zhí)行信號處理，就能夠減小信息整合裝置140的信號處理負荷。由于即使在觸覺傳感器系統(tǒng)100上配置了多個觸覺傳感器裝置200也能夠減小信息整合裝置140的處理負擔的增加，因此傳感器系統(tǒng)100是具有多個觸覺傳感器裝置200的大型系統(tǒng)，并且能夠成為可高速響應的這樣的劃時代的觸覺傳感器系統(tǒng)。在此，例示了將來自傳感器構(gòu)造部的傳感器信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的情況的一例。在該例中，隔膜型的傳感器構(gòu)造部300和集聚了信號處理部的LSI被粘結(jié)層500貼合在一起，由此整體成為一體的單封裝。傳感器構(gòu)造部300具有相對配置的兩個電極板320、330。并且，傳感器構(gòu)造部300的上表面成為與對象物接觸的力傳遞部(傳感器面)311，當力傳遞部311被按壓時，兩片電極板320、330的間隔d變化。由電極板間隔d的變化引起的電容變化成為模擬傳感器信號。例如，如圖28所示，從時刻Tl至時刻T2，強大的力被施加在力傳遞部311上，從時刻T3至時刻T4，弱小的力被施加在力傳遞部311上。因此，極板間距離d相應于所施加的力發(fā)生變化。蓄積在極板間的電荷量Q根據(jù)極板間距離d的變化進行變化。根據(jù)所施加的力進行變化的極板間電荷量Q作為模擬傳感器信號被發(fā)送至集成電路420。具體地，由集成電路420經(jīng)由再布線層410、電極墊片421檢測出蓄積在第二傳感器電極330上的電荷。集成電路420對來自傳感器構(gòu)造部300的模擬傳感器信號進行數(shù)字轉(zhuǎn)換。使用圖29說明對電容變化進行數(shù)字轉(zhuǎn)換使其轉(zhuǎn)換為頻率變化的情況。集成電路420在取出來自傳感器構(gòu)造部300的傳感器信號時以固定周期輸出選擇/[目號Sct和復位/[目號Rst。選擇信號Sct是配置在電極板330和集成電路420之間的開關(未圖示)的啟動信號。復位信號Rst是用于使電極板330的電荷暫時為GND從而進行復位的信號。
通過選擇信號Set，極板間電荷量Q以固定周期被取出。將如此取出的極板間電荷量Q經(jīng)由預定的電阻轉(zhuǎn)換為電壓\。將該Vq與預定的基準電壓Vref進行對比。Vq生成具有超過Vref的時間寬度的脈沖信號Vout。此時，如果電荷的取出速度是固定 的，則Vq的高度與Vout的脈沖寬度具有正的相關性。通過脈沖發(fā)生器(未圖示)將Vout轉(zhuǎn)換為預定頻率的脈沖信號。通過對每單位時間的脈沖數(shù)進行計數(shù)，能夠測量施加在傳感器構(gòu)造部300上的力
作為數(shù)字量。如此將通過頻率轉(zhuǎn)換將被數(shù)字化后的傳感器信號變?yōu)閿?shù)字傳感器信號。如此生成的數(shù)字傳感器信號從各觸覺傳感器裝置200被發(fā)送至信息整合裝置140。在信號送信時，可以由總線中的兩根信號線113、113以差動串行傳輸進行傳輸。如此，通過從觸覺傳感器裝置200向信息整合裝置140發(fā)送數(shù)字信號，即使觸覺傳感器裝置200和信息整合裝置140的布線長度長，也難以受到噪聲的影響。例如，如果在機器人的體表面全體上設置觸覺傳感器裝置200，由于全體的布線長度非常長，因此抗噪聲性很重要。與保持模擬信號進行發(fā)送的情況相比，本實施方式的構(gòu)成適合于包括多個觸覺傳感器裝置200的傳感器系統(tǒng)。(第五實施方式)在上述第一至第四實施方式中，支承框部313和力傳遞部311的高度相同，但為了有效地檢測出剪切力，力傳遞部311高于支承框部313是優(yōu)選的。因此，在本第五實施方式中，在從晶片狀態(tài)切分傳感器裝置200的階段中，通過半切割來切削支承框部313，從而如上所述將力傳遞部311設定得高于支承框部313。圖34A至圖34D是示出第五實施方式的制造工序的圖。此外，本第五實施方式的制造工序可應用于上述第一至4實施方式。如圖34A所示，在形成電極墊片212、213后，從半導體基板400側(cè)進行半切割。此時，該切入深度為充分到達構(gòu)造主體部310的深度(圖34B)。接下來，從表面?zhèn)韧ㄟ^半切割來切削支承框部313 (圖34C)，自然地進行元件分離(圖34D)。在此，在上述半切割中，優(yōu)選切削至隔膜性能未改變的程度的厚度。由此，能夠在元件分離的同時使力傳遞部311高于支承框部313，從而能夠提高對剪切力的靈敏性，并且能夠有效地檢測剪切力。此外，本發(fā)明不限于上述實施方式，而可以在不脫離主旨的范圍內(nèi)適當?shù)馗淖?。以上，例示了下面的?gòu)成通過由凸狀的力傳遞部311和薄壁部312構(gòu)成的隔膜構(gòu)造，容易對構(gòu)造主體部310施加力，并準確地引起構(gòu)造主體部310的變形，基于由形成在內(nèi)部的第一傳感器電極320和第二傳感器電極330構(gòu)成的電容部的電容變化而檢測力。也可以用作下述的裝置對由凸狀的力傳遞部311和薄壁部312構(gòu)成的隔膜構(gòu)造施加壓力，引起構(gòu)造主體部310的變形，基于由形成在內(nèi)部的第一傳感器電極320和第二傳感器電極330構(gòu)成的電容部的電容變化檢測壓力。
由于在隔膜中央具有凸部，因此隔膜的變形不會集中在中央。由此，隔膜較均勻地變形，從而能夠高精度地檢測很大的壓力變化。也可以構(gòu)成為下述的裝置外部的熱即由溫度差引起的熱的移動傳遞到由凸狀的熱傳遞部和薄壁部312構(gòu)成的隔膜形狀，由于構(gòu)造主體部310的熱膨脹引起形狀變化，基于由形成在內(nèi)部的第一傳感器電極320和第二傳感器電極320構(gòu)成的電容部的電容變化來檢測熱或溫度變化。在此，對由熱引起的電容變化進行了說明，但由溫度引起的阻抗變化、pn結(jié)的溫度特性變化也可通過傳感器內(nèi)部的電極和信號處理電路被檢測出。在此，圖30是最簡潔地表示本發(fā)明的構(gòu)成的圖。如圖30所示，具有傳感器電極的傳感器構(gòu)造部和半導體基板被粘結(jié)層接合在一起，傳感器電極和集成電路的外部端子經(jīng)由半導體基板的側(cè)面被引出到半導體基板的背面。
作為傳感器構(gòu)造部，只要能夠使用內(nèi)部的傳感器電極檢測出傳遞到表面的接觸感知面的壓力或熱等物理量即可。在這種情況下，當然，接觸感知面也可以不是隔膜型的接觸感知面。另外，當然，也可以適當?shù)馗淖冋辰Y(jié)層500、保護膜250等的材料。符號說明10…機器人、11···手、100…觸覺傳感器系統(tǒng)、110…總線、112…電源線、113…信號線、120…信息中繼裝置、130…集線裝置、140…信息整合裝置、200…傳感器裝置、211…傾斜面、212、213…引出布線、220…側(cè)端面、221…傾斜面、230、231、232、233、234…引出布線、240…背面、241、242、243、244…外部端子、250…保護膜、251…孔、252…槽、254…角、255…接地絕緣膜、300…傳感器構(gòu)造部、310…構(gòu)造主體部、311…力傳遞部、312…薄壁部、313…支承框部、314…凹部、315…晶片、316…側(cè)面、317…掩模、317…槽、320…傳感器電極、330…傳感器電極、400…半導體基板、410···再布線層、420…集成電路、421…電極墊片、430…鈍化膜、500…粘結(jié)層、510…通孔、520…抗蝕劑、600…玻璃基板、700…LTCC基板、710…布線層、720…通孔。
權(quán)利要求
1.一種傳感器裝置，包括 傳感器構(gòu)造部，所述傳感器構(gòu)造部在露出到外部的一面具有與檢測對象直接接觸的接觸感知面，并且在位于與所述接觸感知面相反側(cè)的另一面?zhèn)染哂懈袘鼋佑|感知面的變化而輸出模擬傳感器信號的傳感器電極； 半導體基板，在所述半導體基板中內(nèi)置有對所述模擬傳感器信號進行信號處理的信號處理用集成電路；以及 粘結(jié)層，所述粘結(jié)層被配置在所述傳感器構(gòu)造部的另一面與所述半導體基板之間，以使所述傳感器構(gòu)造體和所述半導體基板貼合， 所述傳感器裝置通過在所述傳感器電極和所述集成電路以使所述粘結(jié)層位于它們之間的方式相對的狀態(tài)下所述傳感器構(gòu)造部和所述半導體基板被層疊而被單片化， 所述傳感器裝置的特征在于， 所述傳感器電極和所述集成電路被密封在傳感器裝置的內(nèi)側(cè)，并且所述傳感器電極和所述信號處理用集成電路中的至少一者的外部端子經(jīng)由所述半導體基板的側(cè)面被引出到所述半導體基板的背面。
2.如權(quán)利要求I所述的傳感器裝置，其特征在于， 所述粘結(jié)層為BCB (苯并環(huán)丁烯，Benzocyclobutene)。
3.如權(quán)利要求I或2所述的傳感器裝置，其特征在于， 所述傳感器電極和所述信號處理用集成電路的外部端子經(jīng)由所述半導體基板的側(cè)面被引出到所述半導體基板的背面，并且 用于取出所述傳感器電極的布線的切入的切入深度比用于取出所述集成電路的電極的切入的切入深度深。
4.如權(quán)利要求3所述的傳感器裝置，其特征在于， 在所述半導體基板的背面上，取出所述傳感器電極的布線的方向與取出所述集成電路的電極的方向正交。
5.如權(quán)利要求I至4中任一項所述的傳感器裝置，其特征在于， 所述傳感器裝置具有 設置在所述傳感器構(gòu)造部的背面上的一個傳感器電極；以及 設置在所述粘結(jié)層之上的另一個傳感器電極， 在兩片傳感器電極相對的狀態(tài)下，所述傳感器構(gòu)造部和所述半導體基板通過所述粘結(jié)層被接合。
6.如權(quán)利要求5所述的傳感器裝置，其特征在于， 所述粘結(jié)層中設有通孔，并且 所述另一個傳感器電極經(jīng)由所述通孔與所述集成電路的電極連接。
7.如權(quán)利要求I至6中任一項所述的傳感器裝置，其特征在于， 所述傳感器裝置具有 設置在所述傳感器構(gòu)造部的背面上的一個傳感器電極；以及 設置在玻璃基板的一面上的另一個傳感器電極， 在兩片傳感器電極相對的狀態(tài)下，所述傳感器構(gòu)造部和所述玻璃基板被接合，并且 所述玻璃基板和所述半導體基板通過設置在所述玻璃基板的另一面上的粘結(jié)層被接合。
8.如權(quán)利要求7所述的傳感器裝置，其特征在于， 具有陶瓷基板以取代所述玻璃基板。
9.如權(quán)利要求I至8中任一項所述的傳感器裝置，其特征在于， 所述傳感器電極的布線取出部和所述集成電路的電極取出部設置于從背面觀察所述半導體基板時在所述半導體基板的側(cè)面非連續(xù)地形成的孔或者在所述半導體基板的側(cè)面形成的凹陷中。
10.一種傳感器裝置，其特征在于， 在所述半導體基板的側(cè)端面通過取出布線或外部端子進行傳感器電極和集成電路的連接。
11.如權(quán)利要求I至10中任一項所述的傳感器裝置，其特征在于， 將所述粘結(jié)層的厚度設為IOym以上來作為減小所述傳感器電極和所述集成電路之間的寄生電容的手段。
12.如權(quán)利要求I至11中任一項所述的傳感器裝置，其特征在于， 所述接觸感知面與檢測對象接觸來將接觸壓力或熱傳遞到所述傳感器電極， 所述傳感器構(gòu)造部檢測力、接觸力、接觸壓力或熱。
13.—種傳感器裝置的制造方法，其特征在于， 在構(gòu)成傳感器構(gòu)造部的晶片的背面上設置傳感器電極， 制作組裝了信號處理用的集成電路的半導體基板， 在所述傳感器電極和所述集成電路相對的狀態(tài)下，使用粘結(jié)層將所述傳感器構(gòu)造部和所述半導體基板接合， 蝕刻所述半導體基板的背面，并通過從所述半導體基板的背面進行的半切割，使所述傳感器電極的布線取出部和所述集成電路的電極取出部在所述半導體基板的背面?zhèn)嚷冻觯瑥陌雽w基板的由所述蝕刻和所述半切割形成的斜面至半導體基板的背面設置引出布線， 將所述傳感器電極和所述信號處理用集成電路的外部端子經(jīng)由所述半導體基板的側(cè)面引出到所述半導體基板的背面。
14.如權(quán)利要求13所述的傳感器裝置的制造方法，其特征在于， 所述蝕刻為堿濕蝕刻，并且 使用在低溫氧化膜上重疊了感光性耐堿有機保護膜來作為蝕刻的掩模。
15.如權(quán)利要求13或14所述的傳感器裝置的制造方法，其特征在于， 所述粘結(jié)層使用BCB (苯并環(huán)丁烯，Benzocyclobutene), 在涂敷BCB并在220°C下進行預硬化后，在250°C下進行接合。
16.如權(quán)利要求13至15中任一項所述的傳感器裝置的制造方法，其特征在于， 在進行所述半切割時，用于取出所述傳感器電極的布線的半切割的切入深度比與用于取出所述集成電路的電極的半切割的切入深度深。
17.如權(quán)利要求13至16中任一項所述的傳感器裝置的制造方法，其特征在于， 傳感器裝置具有兩片傳感器電極， 將傳感器電極中的一個設置在所述傳感器構(gòu)造部的背面上，將粘結(jié)層設置在所述半導體基板之上， 將傳感器電極中的另一個設置在粘結(jié)層之上， 以使兩片傳感器電極相對的方式將所述傳感器構(gòu)造部和所述半導體基板使用所述粘結(jié)層接合。
18.如權(quán)利要求17所述的傳感器裝置的制造方法，其特征在于， 在將粘結(jié)層設置在所述半導體基板之上后，在所述粘結(jié)層上將通孔圖案化，并且 將所述傳感器電極中的另一者經(jīng)由設置在粘結(jié)層的通孔與所述集成電路的電極連接。
19.如權(quán)利要求13至16中任一項所述的傳感器裝置的制造方法，其特征在于， 傳感器裝置具有兩片傳感器電極， 將傳感器電極中的一者設置在所述傳感器構(gòu)造部的背面上， 將傳感器電極中的另一者設置在玻璃基板的一面上， 以使兩片傳感器電極相對的方式使所述傳感器構(gòu)造部和所述玻璃基板貼合， 在所述玻璃基板的另一面上形成粘結(jié)層而使所述玻璃基板和所述半導體基板接合。
20.如權(quán)利要求19所述的傳感器裝置的制造方法，其特征在于， 取代所述玻璃基板而具有陶瓷基板。
21.—種傳感器裝置的制造方法，其特征在于， 在構(gòu)成傳感器構(gòu)造部的晶片的背面上設置傳感器電極， 制作組裝了信號處理用的集成電路的半導體基板， 在所述傳感器電極和所述集成電路相對的狀態(tài)下，使用粘結(jié)層將所述傳感器構(gòu)造部和所述半導體基板接合， 蝕刻所述半導體基板的背面，在所述背面上形成絕緣膜，并通過蝕刻所述絕緣膜，使所述傳感器電極的布線取出部和所述集成電路的電極取出部在所述半導體基板的背面?zhèn)嚷冻觯? 從半導體基板的由所述蝕刻形成的斜面至半導體基板的背面設置引出布線， 將所述傳感器電極和所述信號處理用的集成電路的外部端子經(jīng)由所述半導體基板的側(cè)面引出到所述半導體基板的背面。
22.如權(quán)利要求13至21中任一項所述的傳感器裝置的制造方法，其特征在于， 從所述傳感器構(gòu)造部側(cè)進行半切割，來將位于力傳遞部的外側(cè)的支承框部切削得低于與對象物接觸的所述傳感器構(gòu)造部的所述力傳遞部，由此進行元件分離。
全文摘要
提供將具有接觸感知面的傳感器構(gòu)造部(300)和處理該傳感器構(gòu)造部的傳感器信號的信號處理LSI部(420)封裝化的技術。傳感器構(gòu)造部(300)具有接觸感知面和傳感器電極(320、330)。在半導體基板(400)中制作有信號處理用集成電路(420)。通過粘結(jié)層(500)將傳感器構(gòu)造部(300)和半導體基板(400)接合，由此將傳感器裝置(200)單片化。傳感器電極(320、330)和集成電路(420)在傳感器裝置(200)的內(nèi)側(cè)被封閉，并且傳感器電極(320、330)和集成電路(420)的外部端子經(jīng)由半導體基板(400)的側(cè)面被引出到半導體基板(400)的背面。
文檔編號H01L25/00GK102725618SQ20108005413
公開日2012年10月10日 申請日期2010年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月14日
發(fā)明者中山貴裕, 卷幡光俊, 室山真德, 山口宇唯, 山田整, 松崎榮, 江刺正喜, 田中秀治, 藤吉基弘, 野野村裕 申請人:豐田自動車株式會社, 國立大學法人東北大學