專利名稱：制造壓力傳感器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造壓力傳感器的方法。
背景技術(shù)：
在一種現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)中，傳感器元件包括半導(dǎo)體和結(jié)合部分，結(jié)合部分電連接到傳感器元件上的焊點(diǎn)(pad)。傳感器元件和結(jié)合部分覆蓋著其中充滿油的金屬隔膜。例如，JP-A-H7-243926披露了這種結(jié)構(gòu)，此專利對(duì)應(yīng)于美國(guó)專利5,595,939。
在具有這種結(jié)構(gòu)的壓力傳感器中，一旦作為壓力介質(zhì)的流體通過(guò)壓力傳感器上的壓力引入孔引入，流體的壓力通過(guò)金屬隔膜和油施加到傳感器元件上。因此，傳感器元件中的隔膜變形，隔膜中形成的計(jì)量電阻(gageresistance)在壓應(yīng)力或拉應(yīng)力作用下改變，從而從傳感器元件輸出對(duì)應(yīng)于流體壓力的檢測(cè)信號(hào)。
對(duì)于具有這種結(jié)構(gòu)的壓力傳感器，其問(wèn)題在于，由于需要金屬隔膜而增多了組件數(shù)量；并且由于需要使用金屬隔膜密封油的結(jié)構(gòu)，壓力傳感器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
相反，可以考慮取消金屬隔膜的結(jié)構(gòu)。但是，當(dāng)使用這種結(jié)構(gòu)時(shí)，當(dāng)壓力傳感器在包括半導(dǎo)體的傳感器元件暴露于腐蝕液體的情況下應(yīng)用時(shí)，例如，壓力傳感器用于測(cè)量柴油動(dòng)力汽車廢氣清潔過(guò)濾器DPF的差壓時(shí)、或機(jī)艙內(nèi)氣氛的壓力測(cè)量時(shí)，將出現(xiàn)腐蝕的問(wèn)題，因?yàn)榻Y(jié)合焊點(diǎn)材料是Al。
因此，本發(fā)明申請(qǐng)人先前提出一種結(jié)構(gòu)，其中結(jié)合部分覆蓋凝膠保護(hù)層，包括Al的結(jié)合焊點(diǎn)表面被鍍Au膜覆蓋。因此，減少了腐蝕介質(zhì)與被腐蝕目標(biāo)Al之間的接觸機(jī)會(huì)。相應(yīng)地，可以提高焊點(diǎn)抵抗腐蝕的耐久性。這披露在日本專利申請(qǐng)2004-562923。
但是，即使使用上述結(jié)構(gòu)，最近發(fā)現(xiàn)，由于焊點(diǎn)周圍形成的、包括SiN的保護(hù)膜與Au膜之間的附著不好，腐蝕介質(zhì)已經(jīng)通過(guò)Au膜與保護(hù)膜之間的界面穿過(guò)凝膠保護(hù)層進(jìn)入焊點(diǎn)周圍，由此腐蝕介質(zhì)引起腐蝕。
發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種高密封性壓力傳感器的制造方法。
制造壓力傳感器的方法包括以下步驟制備上面具有傳感器元件的半導(dǎo)體基底，傳感器元件根據(jù)作為檢測(cè)目標(biāo)的壓力產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)；在半導(dǎo)體基底的表面上形成具有接觸孔的絕緣膜，接觸孔連接到傳感器元件；在絕緣膜的預(yù)定部分上形成第一金屬膜，第一金屬膜通過(guò)接觸孔電連接到傳感器元件；在第一金屬膜和絕緣膜上形成第一保護(hù)膜，露出第一金屬膜的焊點(diǎn)區(qū)；在第一金屬膜和第一保護(hù)膜上形成有機(jī)樹(shù)脂制成的第二保護(hù)膜，露出第一金屬膜的焊點(diǎn)區(qū)以及設(shè)置在焊點(diǎn)區(qū)周圍的一部分第一保護(hù)膜；在形成第二保護(hù)膜的步驟之后，進(jìn)行第二保護(hù)膜的表面上附著力減小的處理，附著力是在第二保護(hù)膜和其上面的第二金屬膜之間；在執(zhí)行減小處理步驟之后，在第一金屬膜的焊點(diǎn)區(qū)以及設(shè)置在焊點(diǎn)區(qū)周圍的一部分第一保護(hù)膜上形成第二金屬膜；以及去除第二保護(hù)膜表面上的一部分第二金屬膜。
在上述方法中，容易去除第二金屬膜上的部分第二金屬膜；因此，第二金屬膜的其它部分牢固附著在第一金屬膜和第一保護(hù)膜上，從而第二金屬膜與第一金屬膜或第一保護(hù)膜之間的密封性變得較高。由此提高了它們之間的密封性，因此防止腐蝕介質(zhì)從第二金屬膜和第一保護(hù)膜之間的界面滲入。相應(yīng)地，在焊點(diǎn)一側(cè)不出現(xiàn)腐蝕。
優(yōu)選地，進(jìn)行附著力減小的處理步驟能增大第二金屬膜與第一金屬膜焊點(diǎn)區(qū)或設(shè)置在焊點(diǎn)區(qū)周圍的一部分第一保護(hù)膜之間的附著力。
優(yōu)選地，執(zhí)行附著力減小的處理步驟是在包括CF4氣和氬氣或氮?dú)獾臍夥罩械牡入x子處理。
優(yōu)選地，第一金屬膜具有表面突起，其高度等于或小于0.5μm。更優(yōu)選地，第一金屬膜包括鈦膜和鋁基膜。形成第一金屬膜的步驟包括形成鈦膜；以及在鈦膜上形成鋁基膜。鈦膜的取向減小表面突起的高度。更優(yōu)選地，第一金屬膜包括鋁—硅—銅合金膜，并且通過(guò)鋁—硅—銅合金膜的熱穩(wěn)定性減小表面突起的高度。
此外，制造壓力傳感器的方法包括以下步驟制備上面具有傳感器元件的半導(dǎo)體基底，傳感器元件根據(jù)檢測(cè)目標(biāo)的壓力產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)；在半導(dǎo)體基底的表面上形成具有接觸孔的絕緣膜，接觸孔連接到傳感器元件；在絕緣膜的預(yù)定部分上形成第一金屬膜，第一金屬膜通過(guò)接觸孔電連接到傳感器元件；在第一金屬膜和絕緣膜上形成第一保護(hù)膜，露出第一金屬膜的焊點(diǎn)區(qū)；在第一金屬膜和第一保護(hù)膜上形成有機(jī)樹(shù)脂制成的第二保護(hù)膜，露出第一金屬膜的焊點(diǎn)區(qū)以及設(shè)置在焊點(diǎn)區(qū)周圍的一部分第一保護(hù)膜；在形成第二保護(hù)膜的步驟之后，進(jìn)行第一金屬膜的焊點(diǎn)區(qū)的表面以及設(shè)置在焊點(diǎn)區(qū)周圍的一部分第一保護(hù)膜上附著力增大的處理，附著力是在第一金屬膜或第一保護(hù)膜和上面的第二金屬膜之間；在進(jìn)行附著力增大的處理之后，在第一金屬膜的焊點(diǎn)區(qū)和設(shè)置在焊點(diǎn)區(qū)周圍的部分第一保護(hù)膜上形成第二金屬膜；以及去除第二保護(hù)膜表面上的一部分第二金屬膜。
在上述方法中，部分第二金屬膜牢固地附著在第一金屬膜和第一保護(hù)膜上，從而第二金屬膜與第一金屬膜或第一保護(hù)膜之間的密封性變得較高。由此提高了它們之間的密封性，因此防止腐蝕介質(zhì)從第二金屬膜和第一保護(hù)膜之間的界面滲入。相應(yīng)地，在焊點(diǎn)一側(cè)不出現(xiàn)腐蝕。
參考附圖并結(jié)合以下詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的上述和其它目標(biāo)、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。在附圖中圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施例的壓力傳感器的剖視圖；圖2是表示第一實(shí)施例的壓力傳感器中的傳感器元件與結(jié)合線之間的連接部分的局部放大剖視圖；圖3A到3G是解釋制造第一實(shí)施例傳感器的方法的局部放大剖視圖；圖4A和4B是表示本發(fā)明第二實(shí)施例的壓力傳感器中傳感器元件與結(jié)合線之間連接部分的局部放大剖視圖；圖5是表示第二實(shí)施例的壓力傳感器中傳感器元件與結(jié)合線之間的連接部分的局部放大剖視圖；圖6是表示本發(fā)明第三實(shí)施例的壓力傳感器中傳感器元件與結(jié)合線之間的連接部分的局部放大剖視圖；以及圖7是表示本發(fā)明一個(gè)修改的壓力傳感器中傳感器元件與結(jié)合線之間的連接部分的局部放大剖視圖。
具體實(shí)施例方式
(第一實(shí)施例)下面將描述應(yīng)用本發(fā)明第一實(shí)施例的壓力傳感器。圖1是此實(shí)施例壓力傳感器S1的剖視圖，并且根據(jù)此圖進(jìn)行描述。壓力傳感器S1例如用于柴油動(dòng)力汽車廢氣清潔過(guò)濾器的DPF差壓測(cè)量。
如圖1所示，在此實(shí)施例中，作為第一外殼的連接器外殼10是通過(guò)模制諸如PPS(聚苯撐硫)或PBT(聚對(duì)苯二甲酸丁酯)的樹(shù)脂得到的，并形成大致的圓柱形。在作為樹(shù)脂外殼的連接器外殼10的一個(gè)端部部分(在圖1的下側(cè)的端部部分)形成凹部11。
用于壓力檢測(cè)的傳感器元件20設(shè)置在凹部11的底部。
傳感器元件20是半導(dǎo)體隔膜類型的元件，其中具有作為壓力接收表面的隔膜。隔膜受到的壓力通過(guò)隔膜表面形成的計(jì)量電阻轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。接著，輸出電信號(hào)作為傳感器信號(hào)。
傳感器元件20通過(guò)陽(yáng)極結(jié)合或類似方法集成在包括玻璃的底座20a上，底座20a粘在凹部11的底部，從而將傳感器元件20裝在連接器外殼10上。
用于電連接傳感器元件20和外部電路的多個(gè)金屬棒端子12穿過(guò)連接器外殼10。
在此實(shí)施例中，端子12包括經(jīng)過(guò)電鍍(例如，鍍鎳)、并通過(guò)夾物模壓與連接器外殼10整體成形而保持在連接器外殼10中的黃銅材料。
在每個(gè)端子12的一個(gè)端部側(cè)(圖1的下端側(cè))的端部部分的布置方式是在裝有傳感器元件20的區(qū)域周圍從凹部11底部突出。另一方面，在每個(gè)端子12另一端部側(cè)(圖1的上端側(cè))的端部部分暴露在連接器外殼10另一端部側(cè)的開(kāi)口16中。
每個(gè)端子12突出在凹部11中的端部部分與傳感器元件20通過(guò)金或鋁的連接線13連線和電連接。上述傳感器元件20和連接線13之間的電連接結(jié)構(gòu)將在下面詳細(xì)描述。
在凹部11中設(shè)置有包括硅酮基樹(shù)脂和類似物的密封劑14，用于密封端子12伸入凹部11的根部與連接器外殼10之間的間隙。
在作為殼體的連接器外殼10的一個(gè)表面10a一側(cè)具有凝膠保護(hù)層15，使其覆蓋傳感器元件20、連接線13和端子12的根部。
另一方面，在圖1中，連接器外殼10的另一端部部分(圖1中的上側(cè)端部部分)包括開(kāi)口16，并且開(kāi)口16形成為連接器部分，用于通過(guò)外部連線部件(未圖示)例如線束將端子12的另一端部側(cè)電連接到外部電路(車輛的ECU等)。
即，每個(gè)端子12暴露在開(kāi)口16中的另一端部側(cè)可以通過(guò)連接器部分電連接到外部。這樣，信號(hào)通過(guò)連接線13和端子12在傳感器元件20和外部之間傳輸。
如圖1所示，殼體30作為第二外殼裝在連接器外殼10的一個(gè)端部部分。特別是，它設(shè)計(jì)成作為容納空腔的接收凹部30a形成在外殼30中，連接器外殼10的一個(gè)端部側(cè)插在接收凹部30a中，從而將殼體30裝在連接器外殼10上。
通過(guò)將作為第一外殼的連接器外殼10和作為第二外殼的殼體30組裝成一個(gè)整體形成外殼100，傳感器元件20裝在外殼100中。
殼體30包括金屬材料，其中包括例如鋁(Al)作為主要成分，并具有壓力引入孔31，用于從測(cè)量目標(biāo)引入測(cè)量壓力，以及將壓力傳感器S1固定在測(cè)量目標(biāo)上的螺紋部分32。如上所述，測(cè)量目標(biāo)包括柴油動(dòng)力汽車廢氣清潔過(guò)濾器的DPF，并且測(cè)量壓力包括DPF差壓。
此外，殼體30中的接收凹部30a具有朝向連接器外殼10的端面10a的一個(gè)表面30b。連接器外殼10接觸這個(gè)表面30b，從而將連接器外殼10定位。
環(huán)形槽(O形圈槽)17形成在連接器外殼10的端面10a上，從而它圍住壓力引入孔31的外邊緣；并且在此槽17中裝有O形圈18，使得從連接器外殼10的端面10a與殼體30的一個(gè)表面30b之間的界面進(jìn)入的作為測(cè)量目標(biāo)的流體不會(huì)泄露。
如圖1所示，在殼體30的接收凹部30a一側(cè)的端部鉤住連接器外殼10的一個(gè)端部部分，從而形成鉤住部分36，結(jié)果將殼體30固定在連接器外殼10上并與之形成整體。
在按這種方式將連接器外殼10與殼體30組裝形成的壓力傳感器S1中，一旦作為測(cè)量目標(biāo)的流體通過(guò)壓力引入孔31流入，則流體的壓力通過(guò)凝膠保護(hù)層15作用在傳感器元件20、連接線13和端子12上。
下面說(shuō)明上述結(jié)構(gòu)壓力傳感器S1中傳感器元件20與連接線13之間的電連接結(jié)構(gòu)。圖2是表示傳感器元件20與連接線13之間的電連接部分的剖面結(jié)構(gòu)。
如圖2所示，在傳感器元件20已經(jīng)形成在其上的作為半導(dǎo)體基底的半導(dǎo)體芯片21的表面上形成包括SiN的絕緣膜22。在絕緣膜22表面上形成鋁膜23作為第一金屬膜。對(duì)應(yīng)于第一金屬膜的鋁膜23其結(jié)構(gòu)是通過(guò)絕緣膜22中形成的未圖示接觸孔電連接到傳感器元件20的所需區(qū)域。
金膜24作為具有耐蝕性的第二金屬膜形成在鋁膜23的表面。對(duì)應(yīng)于本發(fā)明第二金屬膜的金膜24形成在第一保護(hù)膜25的暴露部分上，而第一保護(hù)膜25形成在絕緣膜22和鋁膜23的表面上，即，金膜形成在鋁膜23中作為焊點(diǎn)的區(qū)域表面上以及第一保護(hù)膜25中焊點(diǎn)的周圍。
具體地，其結(jié)構(gòu)是，包括聚酰亞胺的第二保護(hù)膜26形成在第一保護(hù)膜25的表面上，但在鋁膜23中作為焊點(diǎn)的區(qū)域上以及此區(qū)域的周圍不形成第二保護(hù)膜26，鋁膜在其中是暴露的；并且在作為焊點(diǎn)的暴露區(qū)及其周圍形成金膜24。因此，在此結(jié)構(gòu)中，金膜24的端部部分大致對(duì)應(yīng)于第二保護(hù)膜26的端部部分。
通過(guò)下面所述的用于提高附著力的處理，金膜24對(duì)鋁膜23和包括SiN的第一保護(hù)膜25具有高的附著力。
在此結(jié)構(gòu)中，將連接線13結(jié)合到金膜24表面，通過(guò)金膜24和鋁膜23將連接線13電連接到半導(dǎo)體芯片21上形成的傳感器元件20。
下面描述此實(shí)施例中壓力傳感器S1的制造方法。但是，由于壓力傳感器S 1的基本制造方法與傳統(tǒng)方法相同，因此這里描述傳感器元件20和連接線13之間的電連接部分，這是本發(fā)明的一個(gè)特征。
圖3表示圖2所示傳感器元件20與連接線13之間的電連接部分的制造過(guò)程。
首先，按公知的傳統(tǒng)方法在半導(dǎo)體芯片21上形成傳感器元件20，例如計(jì)量電阻；接著按諸如電化學(xué)腐蝕的方法形成隔膜。然后，如圖3A所示，形成絕緣膜22；接著如圖3B所示，通過(guò)沉積或類似的方法形成作為第一金屬膜的鋁膜23，再在所需位置留下所需圖案。
隨后，如圖3C所示，在鋁膜23和絕緣膜22的表面上沉積第一保護(hù)膜25，第一保護(hù)膜25包括氮化硅膜或氧化硅膜和堆積在上面的氮化硅膜；接著通過(guò)光刻蝕和類似方法去除鋁膜23中作為焊點(diǎn)區(qū)域上形成的一部分第一保護(hù)膜25。因此鋁膜23中作為焊點(diǎn)的區(qū)域處于暴露狀態(tài)。
接著，如圖3D所示，沉積包括聚酰亞胺的第二保護(hù)膜26，再通過(guò)光刻蝕和類似方法去除鋁膜23中作為焊點(diǎn)的區(qū)域上形成的一部分第二保護(hù)膜26以及此區(qū)域周圍的第一保護(hù)膜25上形成的一部分。因此，鋁膜23中作為焊點(diǎn)的區(qū)域以及位于此區(qū)域周圍的第一保護(hù)膜25處于暴露狀態(tài)。
然后，在平行板等離子處理設(shè)備(未圖示)中，在包括氬(Ar)或氮(N2)和碳氟化合物(CF4)的氣體氣氛下執(zhí)行等離子處理。因此，如圖3E所示，可以改變作為隨后形成的金膜24基礎(chǔ)的鋁膜23、第一保護(hù)膜25和第二保護(hù)膜26的附著力。
具體地，在鋁膜23和第一保護(hù)膜25中，要保證對(duì)金膜24的附著力；并且在第二保護(hù)膜26中，要減小對(duì)金膜24的附著力。這種附著力變化的機(jī)理尚不清楚，但是，可以認(rèn)為，在包括聚酰亞胺的第二保護(hù)膜26中，由于第二保護(hù)膜26中的碳與氣氛中的氟結(jié)合并處于穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)在上面形成金膜24時(shí)不能得到對(duì)金膜的附著力。在鋁膜23和包括SiN的第一保護(hù)膜25中，可以認(rèn)為，在表面上自然形成的氧化膜通過(guò)蒸氣處理去除，氟仍存在于已經(jīng)去除氧化物的部分中，并且氟用于在形成金膜24時(shí)提高附著力。尤其是，可以認(rèn)為，當(dāng)形成金膜24時(shí)，在殘余氟作用下金進(jìn)入鋁，從而形成金屬一金屬結(jié)合，由此提高附著力。
如果不僅是在此過(guò)程中使用這里的等離子處理，而是從此過(guò)程之前的一個(gè)過(guò)程連續(xù)使用，并且在等離子處理設(shè)備中連續(xù)執(zhí)行各個(gè)過(guò)程，則可以防止半導(dǎo)體芯片21暴露在空氣中，從而可以防止空氣中包含的顆?；蝾愃莆镂降桨雽?dǎo)體芯片的表面。
隨后，如圖3F所示，通過(guò)濺射工藝或真空沉積工藝在鋁膜23、第一保護(hù)膜25和第二保護(hù)膜26的表面上沉積金膜24。使用起始?jí)毫Φ扔诨虼笥?MPa的流體例如水接觸半導(dǎo)體芯片21的表面，如圖3G所示，在具有弱附著力的第二保護(hù)膜26表面上形成的一部分金膜24分離，僅在鋁膜23和第一保護(hù)膜25的表面上殘留金膜。
接著，連接線13結(jié)合到金膜24表面；結(jié)果，完成如圖2所示的電連接結(jié)構(gòu)。
根據(jù)上述實(shí)施例的壓力傳感器S1的制造方法，對(duì)作為金膜24基礎(chǔ)的鋁膜23、第一保護(hù)膜25和第二保護(hù)膜26進(jìn)行改變附著力的處理。因此，可以分離第二保護(hù)膜26上附著力減小的金膜24，相應(yīng)地僅在保證附著力的鋁膜23和第一保護(hù)膜25的表面上形成金膜24。
此外，通過(guò)改變附著力的處理，金膜23和第一保護(hù)膜25處于以高附著力與金膜24結(jié)合的狀態(tài)。因此，可以防止腐蝕介質(zhì)通過(guò)金膜24與第一保護(hù)膜25之間的界面進(jìn)入焊點(diǎn)一側(cè)，相應(yīng)地可以防止對(duì)焊點(diǎn)的腐蝕。
(第二實(shí)施例)下面描述本發(fā)明的第二實(shí)施例。盡管用鋁膜23作為第一金屬膜的情況在第一實(shí)施例中描述了，但當(dāng)使用鋁膜23時(shí)，由于形成鋁膜23之后進(jìn)行熱處理而可能在晶界出現(xiàn)原子自擴(kuò)散，這有時(shí)導(dǎo)致原子在鋁膜23表面聚集并形成稱為小丘的突起23a(下面稱為小丘)。作為鋁膜23的表面突起的小丘23a的高度有時(shí)達(dá)到2μm到3μm。
當(dāng)小丘23a的高度增大時(shí)，可以出現(xiàn)圖4A中連接結(jié)構(gòu)的剖視圖所示的問(wèn)題小丘23a減小了包括作為第二金屬膜的金膜的薄膜覆蓋性能，從而不能保護(hù)鋁膜23免受腐蝕氣氛腐蝕，結(jié)果未充分覆蓋的一部分被腐蝕，例如，如在圖4B中連接結(jié)構(gòu)的剖視圖所示。第二實(shí)施例的方法用于避免這個(gè)問(wèn)題。
圖5是此實(shí)施例的壓力傳感器中傳感器元件與連接線之間結(jié)合部分的電連接結(jié)構(gòu)的剖視圖。此實(shí)施例是結(jié)合部分的電連接結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例不同的實(shí)施例，但壓力傳感器的基本結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例相同，因此僅描述與第一實(shí)施例不同的部分。
如圖5所示，在絕緣膜22的表面上形成鈦膜23b，接著在鈦膜23b上形成鋁膜23，從而構(gòu)成第一金屬膜。
當(dāng)按這種方式使用鈦膜23b時(shí)，由于鈦具有高的取向，因此與直接在絕緣膜22上形成的鋁膜相比，提高了上面形成的鋁膜23的取向，由此鋁膜可以是熱穩(wěn)定的。因此，難以發(fā)生由于熱處理造成的鋁的自擴(kuò)散，相應(yīng)地小丘23a的高度變成小于0.5μm。
當(dāng)小丘23a的高度小于0.5μm時(shí)，即使利用通常的濺射設(shè)備形成作為第二金屬膜的金膜24，也能在小丘23a周圍充分地形成覆蓋。因此，即使鋁膜23暴露在腐蝕氣氛中也能防止其腐蝕。
(第三實(shí)施例)下面描述本發(fā)明的第三實(shí)施例。本發(fā)明用于減小鋁膜23中形成的小丘23a的高度，如同第二實(shí)施例一樣。
圖6是此實(shí)施例的壓力傳感器中傳感器元件與連接線之間的結(jié)合部分的電連接結(jié)構(gòu)的剖視圖。此實(shí)施例是結(jié)合部分的電連接結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例不同的實(shí)施例，但壓力傳感器的基本結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例相同，因此僅描述與第一實(shí)施例不同的部分。
在圖6所示的連接結(jié)構(gòu)中，鋁膜23從純鋁膜變成含有鋁作為主要成分的合金膜，例如Al-Si-Cu。特別是，使用含有鋁作為主要成分的合金Al-Si-Cu構(gòu)成鋁膜23Si 0.01％到4％(例如，0.4％)，Cu 0.01％到5％(例如，1％)。
這種鋁合金與純鋁相比是熱穩(wěn)定的。因此，用這種鋁合金構(gòu)成鋁膜23，從而減小丘23a的高度，相應(yīng)地使小丘23a的高度小于0.5μm。
當(dāng)小丘23a的高度小于0.5μm時(shí)，即使利用通常的濺射設(shè)備形成作為第二金屬膜的金膜24，也能在小丘23a周圍充分地形成覆蓋。因此，即使鋁膜23暴露在腐蝕氣氛中也能防止其腐蝕。
(修改)在此實(shí)施例中，描述使用在鋁膜23的表面上形成金膜24的電連接結(jié)構(gòu)的情況。但是，這種結(jié)構(gòu)僅僅表示為一個(gè)例子，也可以使用其它的結(jié)構(gòu)。
例如，如圖7所示，也可以使用在鋁膜23的表面上沉積鋁膜27、鈦膜28和鎳膜29，然后在上面沉積金膜24的結(jié)構(gòu)，即，通過(guò)堆積很多類型的金屬構(gòu)成第二金屬膜的結(jié)構(gòu)。另外，也可以使用在鋁膜23和金膜24之間僅插入鈦膜28的結(jié)構(gòu)。
雖然本發(fā)明是通過(guò)在每個(gè)實(shí)施例中給出含有鋁作為主要成分的金屬作為示例用于第一金屬膜被描述，但本發(fā)明也可以應(yīng)用于使用其它金屬的情況，例如，含有銅作為主要成分的金屬。在第一和第二實(shí)施例中，至少部分第一金屬膜是由鋁膜23構(gòu)成。鋁膜23不僅可以是包括純鋁的薄膜，也可以是包括含有鋁作為主要成分的鋁合金的薄膜。
此外，第一保護(hù)膜25和第二保護(hù)膜26的所述材料僅是表示為一個(gè)例子，并且第一保護(hù)膜25不是必須包括SiN，第二保護(hù)膜26不是必須包括聚酰亞胺。關(guān)鍵是改變附著力的處理，第一保護(hù)膜25可以包括提高附著力的材料，第二保護(hù)膜26可以包括減小附著力的材料。在這種情況下，從提高附著力的材料來(lái)看，第一保護(hù)膜25可以包括任何材料，只要材料是在處理后殘留氟時(shí)不減小附著力的材料，即，材料不含碳。此外，第二保護(hù)膜26可以包括任何減小附著力的材料，例如有機(jī)樹(shù)脂材料。
雖然參考優(yōu)選的實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)該理解的是，本發(fā)明并不限于優(yōu)選的實(shí)施例和結(jié)構(gòu)。本發(fā)明旨在覆蓋各種修改和等同結(jié)構(gòu)。另外，雖然優(yōu)選的是多種組合和結(jié)構(gòu)，但其它組合和結(jié)構(gòu)，包括或多、或少或僅一個(gè)單獨(dú)要素也在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種制造壓力傳感器的方法，包括以下步驟制備上面具有傳感器元件(20)的半導(dǎo)體基底(21)，傳感器元件(20)根據(jù)作為檢測(cè)目標(biāo)的壓力產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)；在半導(dǎo)體基底(21)的表面上形成具有接觸孔的絕緣膜(22)，接觸孔連接到傳感器元件(20)；在絕緣膜(22)的預(yù)定部分上形成第一金屬膜(23)，第一金屬膜(23)通過(guò)接觸孔電連接到傳感器元件(20)；在第一金屬膜(23)和絕緣膜(22)上形成第一保護(hù)膜(25)，露出第一金屬膜(23)的焊點(diǎn)區(qū)；在第一金屬膜(23)和第一保護(hù)膜(25)上形成有機(jī)樹(shù)脂制成的第二保護(hù)膜(26)，露出第一金屬膜(23)的焊點(diǎn)區(qū)以及設(shè)置在焊點(diǎn)區(qū)周圍的一部分第一保護(hù)膜(25)；在形成第二保護(hù)膜(26)的步驟之后，進(jìn)行第二保護(hù)膜(26)的表面上附著力減小的處理，附著力是在第二保護(hù)膜(26)與其上面的第二金屬膜(24，27-29)之間；在進(jìn)行附著力減小的處理步驟之后，在第一金屬膜(23)的焊點(diǎn)區(qū)以及設(shè)置在焊點(diǎn)區(qū)周圍的一部分第一保護(hù)膜(25)上形成第二金屬膜(24，27-29)；以及去除設(shè)置在第二保護(hù)膜(26)表面上的一部分第二金屬膜(24，27-29)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于進(jìn)行附著力減小的處理步驟增大了第二金屬膜(24，27-29)與第一金屬膜(23)的焊點(diǎn)區(qū)或設(shè)置在焊點(diǎn)區(qū)周圍的一部分第一保護(hù)膜(25)之間的附著力。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于第一金屬膜(23)由鋁基材料(23)制成；以及第二金屬膜(24，27-29)包括金膜(24)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于第二金屬膜(24，27-29)還包括鋁膜(27)、鈦膜(28)和鎳膜(29)中的至少一種；第二金屬膜(24，27-29)中的金膜設(shè)置在鋁膜(27)、鈦膜(28)和鎳膜(29)中的至少一種上。
5.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于形成第二金屬膜(24，27-29)的步驟是通過(guò)濺射法或氣相沉積法進(jìn)行。
6.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于執(zhí)行附著力減小的處理步驟是在包括CF4氣和氬氣或氮?dú)獾臍夥罩械牡入x子處理。
7.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于第一金屬膜(23)包括鈦膜(23b)和鋁基膜(23)；形成第一金屬膜(23)的步驟包括以下步驟形成鈦膜(23b)；以及在鈦膜(23b)上形成鋁基膜(23)。
8.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于第一金屬膜(23)包括鋁基膜(23)；以及鋁基膜(23)包括硅或銅。
9.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于第一金屬膜(23)具有表面突起(23a)，其高度等于或小于0.5μm。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于第一金屬膜(23)包括鈦膜(23b)和鋁基膜(23)；以及形成第一金屬膜(23)的步驟包括以下步驟形成鈦膜(23b)；在鈦膜(23b)上形成鋁基膜(23)；以及通過(guò)鈦膜(23b)的取向減小表面突起(23a)的高度。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于第一金屬膜(23)包括鋁-硅-銅合金膜(23)；以及通過(guò)鋁-硅-銅合金膜(23)的熱穩(wěn)定性減小表面突起(23a)的高度。
12.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于第一保護(hù)膜(25)由氧化硅或氮化硅制成；以及第二保護(hù)膜(26)由聚酰亞胺制成。
13.一種制造壓力傳感器的方法，包括以下步驟制備上面具有傳感器元件(20)的半導(dǎo)體基底(21)，傳感器元件(20)根據(jù)作為檢測(cè)目標(biāo)的壓力產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)；在半導(dǎo)體基底(21)的表面上形成具有接觸孔的絕緣膜(22)，接觸孔連接到傳感器元件(20)；在絕緣膜(22)的預(yù)定部分上形成第一金屬膜(23)，第一金屬膜(23)通過(guò)接觸孔電連接到傳感器元件(20)；在第一金屬膜(23)和絕緣膜(22)上形成第一保護(hù)膜(25)，露出第一金屬膜(23)的焊點(diǎn)區(qū)；在第一金屬膜(23)和第一保護(hù)膜(25)上形成有機(jī)樹(shù)脂制成的第二保護(hù)膜(26)，露出第一金屬膜(23)的焊點(diǎn)區(qū)以及設(shè)置在焊點(diǎn)區(qū)周圍的一部分第一保護(hù)膜(25)；在形成第二保護(hù)膜(26)的步驟之后，進(jìn)行第一金屬膜(23)的焊點(diǎn)區(qū)的表面以及設(shè)置在焊點(diǎn)區(qū)周圍的一部分第一保護(hù)膜(25)上附著力增大的處理，附著力是在第一金屬膜(23)或第一保護(hù)膜(25)和上面的第二金屬膜(24，27-29)之間；在執(zhí)行附著力增大的處理之后，在第一金屬膜(23)的焊點(diǎn)區(qū)和設(shè)置在焊點(diǎn)區(qū)周圍的一部分第一保護(hù)膜(25)上形成第二金屬膜(24，27-29)；以及去除設(shè)置在第二保護(hù)膜(26)表面上的一部分第二金屬膜(24，27-29)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于第一金屬膜(23)鋁基材料(23)制成；以及第二金屬膜(24，27-29)包括金膜(24)。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于第二金屬膜(24，27-29)還包括鋁膜(27)、鈦膜(28)和鎳膜(29)中的至少一種；第二金屬膜(24，27-29)中的金膜(24)設(shè)置在鋁膜(27)、鈦膜(28)和鎳膜(29)中的至少一種上。
16.如權(quán)利要求13到15的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于形成第二金屬膜(24，27-29)的步驟是通過(guò)濺射法或氣相沉積法進(jìn)行的。
17.如權(quán)利要求13-15的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于執(zhí)行附著力增大的處理步驟是在包括CF4氣和氬氣或氮?dú)獾臍夥罩械牡入x子處理。
18.如權(quán)利要求13-15的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于第一金屬膜(23)包括鈦膜(23b)和鋁基膜(23)；以及形成第一金屬膜(23)的步驟包括以下步驟形成鈦膜(23b)；以及在鈦膜(23b)上形成鋁基膜(23)。
19.如權(quán)利要求13-15的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于第一金屬膜(23)包括鋁基膜(23)；以及鋁基膜(23)包括硅或銅。
20.如權(quán)利要求13-15的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于第一金屬膜(23)具有表面突起(23a)，其高度等于或小于0.5μm。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于第一金屬膜(23)包括鈦膜(23b)和鋁基膜(23)；形成第一金屬膜(23)的步驟包括以下步驟形成鈦膜(23b)；在鈦膜(23b)上形成鋁基膜(23)；以及通過(guò)鈦膜(23b)的取向減小表面突起(23a)的高度。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于第一金屬膜(23)包括鋁-硅-銅合金膜(23)；以及通過(guò)鋁-硅-銅合金膜(23)的熱穩(wěn)定性減小表面突起(23a)的高度。
23.如權(quán)利要求13-15的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于第一保護(hù)膜(25)由氧化硅或氮化硅制成；以及第二保護(hù)膜(26)由聚酰亞胺制成。
全文摘要
一種制造壓力傳感器的方法，包括如下步驟制備半導(dǎo)體基底(21)；在基底(21)上形成絕緣膜(22)；在絕緣膜(22)上形成第一金屬膜(23)；在第一金屬膜(23)和絕緣膜(22)上形成第一保護(hù)膜(25)；在第一金屬膜(23)和第一保護(hù)膜(25)上形成第二保護(hù)膜(26)；在第二保護(hù)膜(26)上進(jìn)行附著力減小處理，附著力是在第二保護(hù)膜(26)和第二金屬膜(24，27－29)之間；在第一金屬膜(23)以及第一保護(hù)膜(25)上形成第二金屬膜(24，27－29)；以及去除一部分第二金屬膜(24，27－29)。
文檔編號(hào)G01L9/04GK1808086SQ20061000546
公開(kāi)日2006年7月26日 申請(qǐng)日期2006年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月18日
發(fā)明者富坂學(xué), 渡邊善文, 田中宏明 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝