(57)【要約】【課題】キャップ基板上絶縁膜の上面に設けられた配線が、キャップ基板上絶縁膜を介して、キャップ基板の上面と対向していることに起因して、配線とキャップ基板との間で形成される寄生容量の影響を抑制する。【解決手段】上面に電極が設けられたベース基板と、下面がベース基板の上面に接合され、上面に絶縁膜が設けられたキャップ基板とを有する半導体装置において、キャップ基板には、絶縁膜の上面から絶縁膜及びキャップ基板を貫通してベース基板の電極に到達する貫通孔が形成されている。貫通孔には、貫通孔の内面に沿って下端が電極に接続され上端が絶縁膜の上面まで伸びるビア部と、ビア部の上端に接触し且つ貫通孔の内部に空洞ができるように貫通孔を閉塞する蓋部と、を有する貫通電極が設けられている。蓋部の上面には、ワイヤがボンディングされており、ワイヤは、蓋部における空洞の上方に位置する部位に接続されている。【選択図】図３
2014022663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に電極（１５）が設けられたベース基板（１０）と、
下面が前記ベース基板の上面に接合されたキャップ基板（２０）とを有する半導体装置において、
前記キャップ基板には、当該キャップ基板を貫通して前記電極に到達する貫通孔（４０）が形成され、
前記貫通孔には、前記貫通孔の内面に沿って下端が前記電極に接続され上端が前記キャップ基板の上面まで伸びるビア部（５１）と、前記ビア部の上端に接触し且つ前記貫通孔の内部に空洞（６０）ができるように前記貫通孔を閉塞する蓋部（５２）と、を有する貫通電極（５０）が設けられており、
前記キャップ基板の上面および前記貫通孔の内面には、前記キャップ基板と前記貫通電極とを絶縁する絶縁膜（３２）が前記キャップ基板と前記貫通電極との間に介在するように設けられており、
前記蓋部の上面には、外部と電気的に接続されるワイヤ（７０）がボンディングされており、
前記ワイヤは、前記蓋部における前記空洞の上方に位置する部位に接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記蓋部における前記空洞の上方に位置する部位には、前記空洞に向かって凹む窪み（５３）が設けられ、
前記ワイヤは、前記窪みにボンディングされていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記蓋部は、導電性接着剤で構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
上面に電極（１５）が設けられたベース基板（１０）と、
下面が前記ベース基板の上面に接合されたキャップ基板（２０）とを有する半導体装置の製造方法であって、
前記ベース基板と前記キャップ基板とを用意する用意工程と、
前記ベース基板の前記上面に前記キャップ基板の下面を接合する接合工程と、
前記キャップ基板をエッチングすることで前記キャップ基板の上面から、前記キャップ基板を貫通し、前記電極に到達する前記貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記キャップ基板の上面および前記貫通孔の内面に絶縁膜（３２）を形成する絶縁膜形成工程と、
前記絶縁膜により前記キャップ基板と絶縁され、かつ、前記貫通孔を通じて前記キャップ基板の上面から前記キャップ基板の下面へと伸びる貫通電極を形成する貫通電極形成工程と、
前記貫通電極と電気的に接続されるワイヤをボンディングするワイヤボンディング工程とを有しており、
前記貫通電極形成工程は、
下端が前記電極に接続し、前記貫通孔を通じて、上端が前記絶縁膜の上面まで伸びるビア部（５１）を形成するビア部形成工程と、
前記ビア部の上端に接触し、且つ、前記貫通孔の内部に空洞（６０）ができるように、前記貫通孔を閉塞する蓋部（５２）を形成する蓋部形成工程と、を有しており、
前記ワイヤボンディング工程では、前記蓋部を前記空洞に向かって凹むように変形させながら、前記蓋部の上面における前記空洞の上方に位置する部位に、ワイヤ（７０）をボンディングすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記蓋部形成工程では、ビア部が構成された前記貫通孔に導電性材料を堆積させることによって、前記貫通孔の内部に前記空洞が形成され、且つ、前記蓋部の上面における前記空洞の上方に位置する部分に窪み（５３）が形成されるように、前記蓋部を形成することを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記貫通孔形成工程では、前記貫通孔の上端部が上端に向かうに従って拡径されているように、前記貫通孔を形成し、
前記ビア部形成工程では、前記ビア部が形成された後における前記貫通孔の上端部が、前記ビア部の形成前における前記貫通孔の形状に沿って、上端に向かうに従って拡径されているように、前記ビア部を形成し、
前記蓋部形成工程では、前記ビア部が構成された前記貫通孔に導電性部材を埋め込むことによって、前記蓋部を形成することを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベース基板上に、キャップ基板が貼り合わされてなる半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１のような、半導体基板からなるベース基板の上面に形成された各種の素子を保護するため、このベース基板上に、半導体基板からなるキャップ基板が貼り合わされてなる半導体装置が知られている。この半導体装置のベース基板の上面には、各種の素子の電極が設けられている。一方、半導体装置のキャップ基板の上面には、絶縁膜が形成されており、このキャップ基板上絶縁膜の上面から、当該キャップ基板上絶縁膜及びキャップ基板を貫通し、ベース基板の電極に到達する貫通孔が形成されている。この貫通孔には、下面がベース基板の電極に接続され、上面がこのキャップ基板上絶縁膜の上面まで伸びる貫通電極が設けられている。この貫通電極は、キャップ基板上絶縁膜の上面において貫通孔とは別の領域に設けられた電極パッドと、キャップ基板上の配線によって電気的に接続されている。そして、絶縁膜の上面に設けられた電極パッド上でワイヤボンディングすることで、各種素子は外部に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１５９８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の半導体装置では、キャップ基板の材質としてシリコンが用いられ、かつ、キャップ基板にＭＥＭＳが設けられている場合、キャップ基板上の配線とＭＥＭＳとの電気的な絶縁が必要になる。よって、キャップ基板の上面とキャップ基板上の配線との間にキャップ基板上絶縁膜が設けられる。ここで、キャップ基板上絶縁膜の上面に設けられた配線が、当該キャップ基板上絶縁膜を介して、キャップ基板の上面と対向しているので、配線とキャップ基板との間で寄生容量が形成される。
【０００５】
この寄生容量が形成されると、配線を通る信号に影響を与え、例えば、半導体装置の出力信号が当該寄生容量によって変動してしまう虞がある。
【０００６】
そこで、本発明は上記問題点を鑑み、寄生容量による影響が抑制された半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、上面に電極が設けられたベース基板と、下面がベース基板の上面に接合されたキャップ基板とを有する半導体装置において、キャップ基板には、キャップ基板を貫通して電極に到達する貫通孔が形成され、貫通孔には、貫通孔の内面に沿って下端が電極に接続され上端がキャップ基板の上面まで伸びるビア部と、ビア部の上端に接触し且つ貫通孔の内部に空洞ができるように貫通孔を閉塞する蓋部と、を有する貫通電極が設けられており、キャップ基板の上面および貫通孔の内面には、キャップ基板と貫通電極とを絶縁する絶縁膜がキャップ基板と貫通電極との間に介在するように設けられており、蓋部の上面には、外部と電気的に接続されるワイヤがボンディングされており、ワイヤは、蓋部における空洞の上方に位置する部位に接続されていることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、貫通電極の蓋部を電極パッドとするように、ワイヤが蓋部の上面にボンディングされているので、従来技術のように、キャップ基板上面の絶縁膜上における貫通孔とは別の領域に形成された電極パッドと貫通孔に設けられた貫通電極とを接続する配線を備える必要がなくなる。したがって、この配線とキャップ基板上面との間で形成される寄生容量を除去できる。この寄生容量が除去されるので、寄生容量による半導体装置への悪影響が解消される。
【０００９】
さらに、貫通孔を閉塞している貫通電極の蓋部が貫通孔の内部に空洞ができるように設けられているで、半導体装置のモールド時等に発生する貫通孔の内部で発生する熱応力がこの空洞に逃げるので、貫通電極やキャップ基板に加わる熱応力が緩和される。したがって、この発明によれば、貫通孔を全部埋めた場合と比べ、熱応力による半導体装置の破損を抑制できる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、蓋部における空洞の上方に位置する部位には、空洞に向かって凹む窪みが設けられ、ワイヤは、窪みにボンディングされていることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、ワイヤが貫通電極の蓋部に形成された窪みにボンディングされているので、ワイヤと蓋部との接触面積が増大し、それに伴い、ワイヤと蓋部との接着強度が強化され、ワイヤと蓋部との間の導通もより確実に確保される。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、蓋部は、導電性接着剤で構成されていることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、ワイヤボンディングが貫通電極における導電性接着剤で構成された蓋部の上面に行われているので、導電性接着剤を構成する樹脂の弾性により、ワイヤボンディング時に半導体装置に加わる衝撃が緩和され、半導体装置の破損や特性の変動が低減される。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、上面に電極が設けられたベース基板と、下面がベース基板の上面に接合されたキャップ基板とを有する半導体装置の製造方法であって、ベース基板とキャップ基板とを用意する用意工程と、ベース基板の上面にキャップ基板の下面を接合する接合工程と、キャップ基板をエッチングすることでキャップ基板の上面から、キャップ基板を貫通し、電極に到達する貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、キャップ基板の上面および貫通孔の内面に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、絶縁膜によりキャップ基板と絶縁され、かつ、貫通孔を通じてキャップ基板の上面からキャップ基板の下面へと伸びる貫通電極を形成する貫通電極形成工程と、貫通電極と電気的に接続されるワイヤをボンディングするワイヤボンディング工程とを有しており、貫通電極形成工程は、下端が電極に接続し、貫通孔を通じて、上端が絶縁膜の上面まで伸びるビア部を形成するビア部形成工程と、ビア部の上端に接触し、且つ、貫通孔の内部に空洞ができるように、貫通孔を閉塞する蓋部を形成する蓋部形成工程と、を有しており、ワイヤボンディング工程では、蓋部を空洞に向かって凹むように変形させながら、蓋部の上面における空洞の上方に位置する部位に、ワイヤをボンディングすることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、ワイヤボンディングを貫通電極の蓋部における空洞の上方に位置する部分に行っているので、ワイヤボンディング時に蓋部に加えられる荷重、振動、熱等によって、蓋部が空洞に向かって凹むように変形する。この蓋部が変形することによって、ワイヤボンディング時に蓋部に加えられる応力が緩和される。したがって、この発明によれば、貫通孔を全部埋め、貫通孔を埋めている部材の上にワイヤボンディングを行うよりも、ワイヤボンディング時に発生する応力が緩和され、半導体装置の破損や特性の変動を抑制できる。
【００１６】
請求項５に記載の発明では、蓋部形成工程では、ビア部が構成された貫通孔に導電性材料を堆積させることによって、貫通孔の内部に空洞が形成され、且つ、蓋部の上面における空洞の上方に位置する部分に窪みが形成されるように、蓋部を形成することを特徴とする。
【００１７】
導電性材料をビア部が構成された貫通孔に堆積させる際においては、貫通孔の上端の周辺は、貫通孔の底面の周辺よりも導電性材料が堆積しやすい。よって、この発明によれば、導電性材料をビア部が構成された貫通孔に堆積させることによって、貫通孔の内部が導電性材料で埋まるよりも先に、貫通孔の上端における開口部が堆積した導電性材料で閉塞される。その結果、貫通孔に堆積された導電性材料の内部には空洞ができ、その導電性材料の上面における空洞の上方に位置する部分には窪みが形成される。この導電性材料の上面を蓋部の上面として、導電性材料の窪みにワイヤボンディングを行うので、ワイヤと導電性材料との接触面積が大きくなり、それに伴い、ワイヤと導電性材料との間は接着強度が強化され、導通もより確実に確保される。
【００１８】
また、ビア部が構成された貫通孔に蓋部として導電性材料が堆積されているので、蓋部とビア部との接触面積が大きくなり、蓋部とビア部との導通がより確実に確保できる。
【００１９】
請求項６に記載の発明では、貫通孔形成工程では、貫通孔の上端部が上端に向かうに従って拡径されているように、貫通孔を形成し、ビア部形成工程では、ビア部が形成された後における貫通孔の上端部が、ビア部の形成前における貫通孔の形状に沿って、上端に向かうに従って拡径されているように、ビア部を形成し、蓋部形成工程では、ビア部が構成された貫通孔に導電性部材を埋め込むことによって、蓋部を形成することを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、ビア部が形成された後における貫通孔の上端部が上端に向かうに従って拡径されているように、ビア部を形成されるので、ビア部が形成された貫通孔に導電性部材を埋め込む際に、導電性部材を貫通孔に保持するのが容易になり、半導体装置の製造が容易になる。また、ビア部が形成された後における貫通孔の上端部が上端に向かうに従って拡径されているので、埋め込まれた導電性部材とビア部との接触面積が増大し、接着強度が強化される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る半導体装置、制御回路、及び、それらが組み付けられた基板を表す断面図である。
【図２】第１実施形態に係る半導体装置の断面図である。
【図３】第１実施形態に係る貫通電極の拡大断面図である。
【図４】（ａ）第１実施形態に係る半導体装置の製造工程のうち、ビア部形成後の状態を示した図である。（ｂ）第１実施形態に係る半導体装置の製造工程のうち、蓋部形成後の状態を示した図である。（ｃ）第１実施形態に係る半導体装置の製造工程のうち、蓋部上へのワイヤボンディング後の状態を示した図である。
【図５】（ａ）第１実施形態に係る半導体装置の変形例の製造工程のうち、蓋部形成後の状態を示した図である。（ｂ）第１実施形態に係る半導体装置の変形例の製造工程のうち、蓋部上へのワイヤボンディング後の状態を示した図である。
【図６】（ａ）第２実施形態に係る半導体装置の製造工程のうち、蓋部形成後の状態を示した図である。（ｂ）第２実施形態に係る半導体装置の製造工程のうち、蓋部上へのワイヤボンディング後の状態を示した図である。
【図７】（ａ）他の実施形態に係る半導体装置であり、蓋部が導電性接着剤で形成されたものにおける製造工程のうち、蓋部形成後の状態を示した図である。（ｂ）他の実施形態に係る半導体装置であり、蓋部が導電性接着剤で形成されたものにおける製造工程のうち、蓋部上へのワイヤボンディング後の状態を示した図である。
【図８】（ａ）他の実施形態に係る半導体装置であり、蓋部がワイヤボンディング時に形成される金属で構成されたものにおける製造工程のうち、蓋部形成後の状態を示した図である。（ｂ）他の実施形態に係る半導体装置であり、蓋部がワイヤボンディング時に形成される金属で構成されたものにおける製造工程のうち、蓋部上へのワイヤボンディング後の状態を示した図である。
【図９】他の実施形態に係る貫通電極におけるビア部と蓋部との接触部分の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
【００２３】
（第１実施形態）
図１に示すように、半導体装置１００は、セラミック基板２００に組み付けられており、セラミック基板２００には、半導体装置１００とワイヤ７０で電気的に接続された制御回路３００も組み付けられている。
【００２４】
図２に示すように、本実施形態に示す半導体装置１００は、シリコン等の半導体からなるベース基板１０の上面に、同じくシリコン等の半導体からなるキャップ基板２０の下面が貼り合わされてなる半導体装置である。この半導体装置１００は、加速度や角速度などの力学量を検出する装置であり、ベース基板１０に設けられたセンシング部１２に印加される慣性力を利用して力学量を検出する。半導体装置１００を構成しているベース基板１０は、埋め込み酸化膜１１を有するＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板であり、ＳＯＩ層１３と支持基板１４と、ＳＯＩ層１３と支持基板１４との間に埋め込まれた埋め込み酸化膜１１とで構成されている。ＳＯＩ層１３には、センシング部１２が形成されており、センシング部１２は固定電極、及び、印加される力、例えば、慣性力等によって移動する可動電極とを有する。固定電極及び可動電極は対向しており、それぞれの対向している面の間において静電容量コンデンサを形成している。ＳＯＩ層１３の上面には、センシング部１２と電気的に接続された、ベース基板側電極１５が形成されている。
【００２５】
キャップ基板２０は、シリコン基板からなり、ベース基板１０の上面と貼り合わされているキャップ基板の下面には、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）からなる下面絶縁膜３１が形成されている。キャップ基板２０の上面にも、シリコン酸化膜からなる上面絶縁膜３２が形成されている。キャップ基板２０には、上面絶縁膜３２の上面から、上面絶縁膜３２、キャップ基板２０、及び、下面絶縁膜３１を貫通し、ベース基板の上面に設けられたベース基板側電極１５に到達する貫通孔４０が形成されている。貫通孔４０の内周面には、シリコン酸化膜からなる貫通絶縁膜３３が形成されている。
【００２６】
さらに、図３のように、貫通孔４０の内部には貫通電極５０が設けられており、貫通電極５０はビア部５１と蓋部５２とで構成されている。ビア部５１は、貫通孔４０に形成された貫通絶縁膜３３の内面に沿って形成されており、下端がベース基板１０の上面に設けられたベース基板側電極１５に接続され、上端が絶縁膜３２の上面に拡がるように到達している。具体的には、ビア部５１のうち、貫通孔４０内の部分は、下端から上端に伸びる有底の筒状になっている。したがって、ビア部５１の内側には、凹部が形成されている。この凹部は、ビア部５１上に接着されて配置された蓋部５２によって閉塞されて空洞６０となる。キャップ基板２０上面における、蓋部５２の平面サイズは、ビア部５１の平面サイズよりも小さい。換言すると、ビア５１の上端は、蓋部５２よりも外側に拡がるように設けられている。
【００２７】
ビア部５１の材質は、アルミニウム等が採用される。蓋部５２の材質は、ビア部５１の材質、本実施形態ではアルミニウムよりも、融点の低い金属、例えば、はんだ等が採用される。
【００２８】
蓋部５２の上面にはワイヤ７０がボンディングされている。このワイヤ７０は、蓋部５２の上面における空洞６０の上方に位置する部位にボンディングされている。
【００２９】
次に、本実施形態に係る半導体装置１００の作動について説明する。本実施形態に係る半導体装置１００は力学量、例えば加速度や角速度などを検出する装置であり、ベース基板１０に設けられたセンシング部１２に印加される慣性力を利用して力学量を検出する。
【００３０】
詳述すると、センシング部１２では、印加される慣性力等によって可動電極が移動し、可動電極と固定電極とで形成される静電容量コンデンサの静電容量が変化する。この静電容量の変化に従って、センシング部１２の出力信号は変化し、この出力信号は貫通電極５０及びワイヤ７０を介して外部に出力される。したがって、この半導体装置１００では、外部に出力されたセンシング部１２の出力信号に基づき、静電容量の変化を検知することで、可動電極の移動量を測定し、その移動量から検出したい力学量を検出している。
【００３１】
次に、本実施形態に係る半導体装置１００の製造方法の一例について図４を用いて説明する。
【００３２】
まず、貫通電極５０の蓋部４１を形成する前までの工程について、図４（ａ）を用いて説明する。ベース基板１０の上面にキャップ基板２０の下面を貼りあわせたものを用意する。このとき、既に、ベース基板１０には、埋め込み酸化膜１１、センシング部１２及びセンシング部１２に電気的に接続されたベース基板側電極１５が、キャップ基板２０には下面絶縁膜３１が設けられている。
【００３３】
次に、キャップ基板２０の上面から、キャップ基板２０及び下面絶縁膜３１を貫通し、ベース基板１０の上面に設けられたベース基板側電極１５に到達する貫通孔４０を形成する工程を実施する。貫通孔４０の形成に当たっては、まず、キャップ基板２０の上面にレジストからなるマスクパターン（図示省略）を形成した後、マスクパターンの上面からエッチングを行うことで形成する。このとき使用されるエッチングとしては、異方性のドライエッチング等が採用される。貫通孔４０の径は、例えば、９０μｍ程度である。
【００３４】
次に、キャップ基板２０の上面、及び、貫通孔４０に、絶縁膜を形成する工程を行う。絶縁膜の形成方法としては、例えば、キャップ基板２０の上面の上方から、ＴＥＯＳを用いたプラズマＣＶＤ等を行うことで、シリコン酸化膜を絶縁膜として形成できる。絶縁膜の厚さは、例えば、１μｍ程度である。この工程により、上面絶縁膜３２及び貫通絶縁膜３３が形成されるが、貫通孔４０の底に位置するベース基板１０上のベース基板側電極１５の表面にも絶縁膜が形成される。
【００３５】
次に、貫通孔４０の底に形成された絶縁膜をドライエッチングにより除去し、ベース基板１０上のベース基板側電極１５を露出させる。これにより、キャップ基板２０の上面に上面絶縁膜３２が形成され、貫通孔４０の内周面に貫通絶縁膜３３が形成される。そして、キャップ基板２０には、上面絶縁膜３２の上面から上面絶縁膜３２及びキャップ基板２０を貫通してベース基板側電極１５に到達する貫通孔４０が形成される構成となる。
【００３６】
次に、露出されたベース基板側電極１５に接続され、貫通孔４０を通じて、上面絶縁膜３２の上面まで伸びるビア部５１を形成する工程を実施する。ビア部５１の形成は、例えば、アルミニウム等をスパッタリングすることで行う。スパッタリングで形成するアルミニウム等の厚さは、１μｍ程度である。したがって、貫通孔４０の径が９０μｍ程度であり、貫通孔４０の内側に形成された貫通絶縁膜３３及びビア部５１の厚さがそれぞれ１μｍ程度であるので、貫通孔４０は完全には埋められておらず、ビア部５１の露出されている面、つまり内側の面には後に空洞６０となる凹部が形成されている。
【００３７】
次に、図４（ｂ）のように、凹部を閉塞する蓋部５２を形成する工程を行う。凹部を閉塞する蓋部５２として、金属を配置するに当たっては、加熱や超音波などの振動による負荷によって、金属をビア部５１に溶着させることで行う。
【００３８】
蓋部５２が冷却された後、図４（ｃ）のように、蓋部５２が空洞６０に向かって凹むように変形させながら、蓋部５２の上にワイヤ７０をボンディングする。
【００３９】
具体的には、ワイヤ７０を蓋部５２に接触させながら、ワイヤ７０に超音波などの振動、荷重、熱等を加えることにより、ボンディングを行う。ワイヤ７０の材質としては、例えば、金が採用され、その径は、３０μｍ程度のものが採用される。
【００４０】
次に、本実施形態に係る半導体装置１００の効果について説明する。
本実施形態に係る半導体装置１００は、外部の装置、つまり本実施形態では制御回路３００との接続を確保するワイヤ７０が、ビア部５１の上面に設けられた蓋部５２の上にボンディングされている。よって、本実施形態に係る半導体装置１００によれば、従来のように、ワイヤボンディングするための電極パッドや、この電極パッドとビア部５１とを接続する配線を上面絶縁膜３２の上面に設ける必要がない。その結果、この配線とキャップ基板２０との間で寄生容量が形成されることがないので、この寄生容量によって半導体装置の特性に悪影響が与えられることもなく、半導体装置の特性が向上する。
【００４１】
例えば、本実施形態に係る半導体装置１００はセンシング部１２に備えられた静電容量コンデンサの静電容量の変化に基づき力学量を検出するものであるとすると、この半導体装置１００によれば、センシング部１２の信号はビア部５１やワイヤ７０を通じて外部に出力される際に、この寄生容量の影響を受け、例えば、センシング部１２の信号が変動等することがないので、力学量の検出精度が向上できる。また、本実施形態に係る半導体装置１００によって、キャップ基板上面の配線を減らすことができるので、半導体装置の小型化も可能になる。
【００４２】
また、この半導体装置１００では、ビア部５１に形成された凹部が蓋部５２で閉塞されているので、凹部と蓋部５２で囲まれている空洞６０が形成されている。この空洞６０が形成されていると、半導体装置１００に加えられる熱応力、例えば、この半導体装置１００をモールドする際に発生する熱応力がこの空洞６０に逃げるので、空洞６０が完全に埋められているときに比べて、ビア部５１等に加わる熱応力が緩和される。よって、この半導体装置１００によれば、熱応力がビア部５１等に集中し、ビア部５１やその付近の貫通絶縁層３３等にクラックが発生する等の、半導体装置１００の破損が抑制される。また、この空洞６０は、完全に周囲が閉塞されている必要はなく、外部と通じていても良い。
【００４３】
また、本実施形態に係る半導体装置１００によれば、ワイヤボンディングを貫通電極５０の蓋部５２における空洞６０の上方に位置する部分に行っているので、ワイヤボンディング時に蓋部５２に加えられる荷重、振動、熱等によって、蓋部５２が空洞６０に向かって凹むように変形する。この蓋部５２が変形することによって、ワイヤボンディング時に蓋部５２に加えられる応力が緩和される。したがって、本実施形態に係る半導体装置１００によれば、貫通孔４０を全部埋め、貫通孔４０を埋めている部材の上にワイヤボンディングを行うよりも、ワイヤボンディング時に発生する応力が緩和され、この応力に伴う半導体装置１００の破損や、半導体装置１００の変形等による半導体装置１００の特性の変動を抑制できる。
【００４４】
（第１実施形態の変形例）
第１実施形態では、蓋部５２の形状は、図３のような平たいものを採用したが、図５のようなボール形状のものでもよく、凹部を閉塞できるものであれば問わない。例えば、図５（ａ）のようなボール形状の蓋部５２を用いた場合においても、製造方法は第１実施形態と同様で、図５（ｂ）のように、蓋部５２が空洞６０に向かって凹むように変形させながら、蓋部５２の上にワイヤ７０をボンディングする。
【００４５】
（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。図６に示されるように、本実施形態に係る半導体装置１００では、貫通電極５０の蓋部５２として、蓋部５２の一部の導電性材料がビア部５１の内側に堆積されている。この蓋部５２によって、貫通孔４０の内部に空洞６０ができるように貫通孔４０を閉塞する蓋部５２が提供されている。さらに、蓋部５２の上面において、空洞６０の上方に位置し窪み５３が形成された部位には、ワイヤ７０がボンディングされている。
【００４６】
第２実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図６を用いて第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。第１実施形態の半導体装置１００の製造方法における、貫通電極５０のビア部５１を形成するまでの工程は、本実施形態に係る半導体装置１００の製造方法と同じである。
【００４７】
ビア部５１を形成した後は、図６（ａ）のように、ビア部５１の上に、ポリシリコン等の導電性材料をデポジションすることで、ビア部５１に形成された凹部を埋める。デポジションにより堆積した導電性材料は蓋部５２を形成する。通常、貫通孔４０に導電性材料を堆積させる際、特に、高アスペクト比の貫通孔に導電性材料を堆積させる際においては、貫通孔の上端の周辺は、貫通孔の底面の周辺よりも導電性材料が堆積しやすく、導電性材料は均一に堆積しない。よって、導電性材料をビア部が構成された貫通孔に堆積させる際には、貫通孔の内部が導電性材料で埋まるよりも先に、貫通孔の上端における開口部が堆積した導電性材料で閉塞される。その結果、堆積した導電性材料の内部、すなわち、貫通孔４０の内部には空洞６０ができ、その導電性材料の上面における空洞の上方に位置する部分には窪み５３が形成される。すなわち、蓋部５２は、ビア部５１に沿って堆積されていき、所定時間堆積させることで貫通孔４０の内部に空洞６０を形成した状態で貫通孔４０を閉塞するように堆積される。その際、貫通孔４０を閉塞するように堆積されたビア部５１の上面は、空洞６０の上方に位置する領域に窪み５３が形成される。そして、図６（ｂ）のように、この窪み５３の上に、ワイヤ７０をボンディングする。
【００４８】
第２実施形態に係る半導体装置１００の効果について説明する。本実施形態に係る半導体装置１００においても、第１実施形態の半導体装置１００と同様の効果が得られる。さらに、蓋部５２の上面に形成された窪み５３にワイヤボンディングを行うので、ワイヤ７０と蓋部５２との接触面積が大きくなり、それに伴い、ワイヤ７０と蓋部５２との間は接着強度が強化され、導通もより確実に確保される。
【００４９】
また、ビア部５１の上に蓋部５２として導電性材料がデポジションされているので、蓋部５２とビア部５１との接触面積が大きくなり、蓋部５２とビア部５１との導通がより確実に確保できる。
【００５０】
（他の実施形態）
第１実施形態では、蓋部５２の材質として、金属を採用したが、図７のように導電性接着剤を採用してもよい。これにより、図７（ａ）のように、蓋部５２を形成した後に、図７（ｂ）のように、ワイヤボンディングを蓋部５２に行う際において半導体装置１００に加わる衝撃が、蓋部５２を構成する導電性接着剤に含まれる樹脂の弾性によって緩和され、半導体装置１００の破損が低減される。
【００５１】
また、図８のように、ワイヤボンディングの際に接合面で形成される金属によって蓋部５２を形成しても良い。具体的には、図４（ａ）のような、蓋部５２形成前の貫通孔４０に設けられたビア部５１に、ワイヤ７０をボンディングし、ボンディング時に接合面で形成される金属で、図８（ａ）のように、蓋部５２を形成する。そして、一度、ワイヤ７０を蓋部５２から切り離し、さらに、図８（ｂ）のように、蓋部５２の上にワイヤ７０をボンディングする。これにより、蓋部５２をワイヤボンディング工程で形成できるので、蓋部５２の形成のために、別の工程を用意する必要がなく、半導体装置１００の製造が容易になる。
【００５２】
また、図９のように、ビア部５１が形成された後における貫通孔４０の上端部が上端に向かうに従って拡径されているように、ビア部５１を形成してもよい。このビア部５１の形成方法としては、まず、上述した貫通孔４０を形成する工程の際に、貫通孔４０の上端部が上端に向かうに従って拡径されているように、貫通孔４０を形成する。そして、上述したビア部５１を形成する工程の際に、ビア部５１が形成された後における貫通孔４０の上端部が、ビア部５１の形成前の貫通孔の形状に沿って、上端に向かうに従って拡径されているように、ビア部５１を形成することで行う。
【００５３】
このように、ビア部５１を形成することで、ビア部５１が形成された後における貫通孔４０の上端部が上端に向かうに従って拡径されるので、ビア部５１が形成された貫通孔４０に蓋部５２を形成する際に、蓋部５２を貫通孔４０に保持するのが容易になり、半導体装置１００の製造が容易になる。また、ビア部５１が形成された後における貫通孔４０の上端部が上端に向かうに従って拡径されているので、蓋部５２とビア部５１との接触面積が増大し、接着強度が強化される。
【００５４】
また、上述の実施形態では、ベース基板１０とキャップ基板２０とを接合させた後に、キャップ基板２０に貫通孔４０を形成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ベース基板１０とキャップ基板２０との接合前に、キャップ基板２０に貫通孔４０を形成し、そのキャップ基板２０とベース基板１０とを接合させてもよい。
【００５５】
また、上述の実施形態では、キャップ基板２０上面における、蓋部５２の平面サイズは、ビア部５１の平面サイズよりも小さく構成されているが、本発明はそれに限定されず、蓋部５２の平面サイズがビア部５１の平面サイズよりも大きくても良い。また、蓋部５２とビア部５１との平面サイズは同じでも良い。
【００５６】
また、上述の実施形態においては、絶縁膜としてシリコン酸化膜を採用したが、本発明はそれに限定されず、絶縁膜として他の絶縁性を保てる材質を採用しても良い。
【符号の説明】
【００５７】
１０・・・ベース基板、１５・・・ベース基板側電極、２０・・・キャップ基板、３２・・・上面絶縁膜、４０・・・貫通孔、５０・・・貫通電極、５１・・・ビア部、５２・・・蓋部、６０・・・空洞、７０・・・ワイヤ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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