(57)【要約】【課題】パッドの腐食およびセンサ特性の変動を抑制することができる半導体装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】印加された物理量に応じた信号を出力するセンサ素子２と、センサ素子２の出力信号を読み取るためのパッド３と、パッド３を外部の回路に接続するボンディングワイヤ５と、を備える物理量センサであって、少なくともパッド３とボンディングワイヤ５との接続部を覆うとともに、センサ素子２の少なくとも一部を露出させる樹脂層６を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（１、１２）の表面に形成されたパッド（３）と、前記パッドを外部の回路に接続するボンディングワイヤ（５）と、を備える半導体装置であって、
少なくとも前記パッドと前記ボンディングワイヤとの接続部を覆うとともに、前記基板のうち前記パッドの外側の部分の少なくとも一部を露出させる第１樹脂層（６）を備える半導体装置。
【請求項２】
前記基板に形成され、印加された物理量に応じた信号を出力するセンサ素子（２）を備え、
前記パッドは、前記センサ素子の出力信号を読み取るためのものであり、
前記樹脂層は、少なくとも前記パッドと前記ボンディングワイヤとの接続部を覆うとともに、前記センサ素子の少なくとも一部を露出させる請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記樹脂層は、前記センサ素子の外側にのみ形成されている請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記樹脂層は、前記パッドのうち前記ボンディングワイヤから露出した部分を覆うように形成されている請求項２または３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記樹脂層は、エポキシ樹脂、または、ポリアクリル樹脂で構成される請求項２ないし４のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項６】
前記樹脂層の上面に形成されたパラキシリレン系ポリマーで構成される保護膜（８）を備え、
前記樹脂層は、前記保護膜よりも液体および気体の透過量が少ない請求項２ないし５のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項７】
前記樹脂層は、前記ボンディングワイヤのうち前記パッドとの接続部のみを覆っている請求項１ないし６のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項８】
前記樹脂層は、前記ボンディングワイヤのうち前記パッドとの接続部に加え、前記パッドから浮いた部分も覆っている請求項１ないし６のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項９】
前記パッドを複数備え、
前記ボンディングワイヤは、複数の前記パッドのうち一部のみに接続されており、
前記樹脂層は、複数の前記パッドのうち、前記ボンディングワイヤが接続されたパッドに加え、前記ボンディングワイヤから離されたパッドも覆っている請求項１ないし８のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記パッドの表面に形成され、前記パッドの上面を露出させる開口部（４１）が形成された絶縁膜（４）を備え、
前記パッドのうち前記開口部から露出した部分は、前記ボンディングワイヤのうち前記パッドから浮いた部分と重なる部分において、丸みを帯びた形状とされている請求項１ないし９のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記パッドの上面は、前記ボンディングワイヤのうち前記パッドから浮いた部分と重なる部分において、丸みを帯びた形状とされている請求項１ないし９のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記基板の表面に形成された撥液膜（９）を備え、
前記樹脂層は、前記撥液膜の外側に形成されている請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記樹脂層を第１樹脂層として、
少なくとも前記パッドの上部において前記第１樹脂層の上部に形成された第２樹脂層（７）を備え、
前記第１樹脂層は、前記第２樹脂層よりも液体および気体の透過量が少ない請求項２ないし１２のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記第１樹脂層は、前記第２樹脂層の材料よりも液体および気体の透過率が低い材料で構成されている請求項１３に記載の半導体装置。
【請求項１５】
前記第２樹脂層は、前記第１樹脂層の材料よりも弾性率が低い材料で構成されている請求項１３または１４に記載の半導体装置。
【請求項１６】
前記第２樹脂層は、前記パッドの上部に加えて、前記センサ素子の上部にも形成されている請求項１３ないし１５のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項１７】
前記第２樹脂層は、少なくとも前記センサ素子の一部を露出させるように形成されている請求項１３ないし１６のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項１８】
前記第２樹脂層は、前記パッドのうち前記ボンディングワイヤおよび前記第１樹脂層から露出した部分を覆うように形成されている請求項１３ないし１７のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項１９】
前記第２樹脂層は、前記ボンディングワイヤを覆うように形成されている請求項１２ないし１８のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項２０】
前記第２樹脂層は、前記第１樹脂層の上部に形成された第１層（７１）と、前記第１層の上部に配置された第２層（７２）とを備える請求項１３ないし１９のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項２１】
前記センサ素子は、測定媒体の圧力によって変形するダイヤフラム（１４）を備え、前記ダイヤフラムの変形に応じた信号を出力し、
前記パッドは、前記ダイヤフラムが形成された前記基板のうち前記ダイヤフラムの外側の部分に配置されており、
前記センサ素子が出力する信号に基づいて前記測定媒体の圧力を検出する請求項２ないし２０のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項２２】
基板（１、１２）に形成されたパッド（３）と、前記パッドを外部の回路に接続するボンディングワイヤ（５）と、を備える半導体装置の製造方法であって、
前記基板に前記パッドを形成することと、
前記パッドに前記ボンディングワイヤを接続することと、
少なくとも前記パッドと前記ボンディングワイヤとの接続部を覆うとともに、前記基板のうち前記パッドの外側の部分の少なくとも一部を露出させるように、前記パッドに樹脂を塗布して樹脂層（６）を形成することと、を備える半導体装置の製造方法。
【請求項２３】
印加された物理量に応じた信号を出力するセンサ素子（２）を前記基板に形成することを備え、
前記パッドは、前記センサ素子の出力信号を読み取るためのものであり、
前記樹脂層を形成することでは、少なくとも前記パッドと前記ボンディングワイヤとの接続部を覆うとともに、前記センサ素子の少なくとも一部を露出させるように樹脂を塗布する請求項２２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２４】
前記樹脂層を形成することでは、前記パッドのうち、前記ボンディングワイヤの前記パッドから浮いた部分と重なる部分を避けて樹脂を塗布する請求項２２または２３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２５】
前記パッドの表面に絶縁膜（４）を形成することと、
前記絶縁膜に前記パッドの上面を露出させる開口部（４１）を形成することと、を備え、
前記開口部を形成することでは、前記開口部から露出する前記パッドの上面が角部を有する形状となるように前記開口部を形成し、
前記樹脂層を形成することでは、前記角部に樹脂を塗布する請求項２４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２６】
前記開口部を形成することでは、前記開口部から露出する前記パッドの上面が四角形状となるように前記開口部を形成し、
前記樹脂層を形成することでは、前記パッドの２つ、３つ、あるいは、４つの角部に樹脂を塗布する請求項２５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２７】
前記開口部を形成することでは、前記開口部から露出する前記パッドの上面が、前記ボンディングワイヤと重なる部分において丸みを帯びた形状となるように前記開口部を形成する請求項２４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、半導体装置およびその製造方法に関し、特に、印加された物理量に応じた信号を出力するセンサ素子と、センサ素子の出力信号を読み取るためのパッドと、パッドを外部の回路に接続するボンディングワイヤとを備える物理量センサに適用されて好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１では、ダイヤフラムに形成された歪みゲージと、ダイヤフラムの外側に形成されたパッドとを備え、ダイヤフラムおよびパッドを含む領域の表面が軟質なゲル状コーティング樹脂で覆われた圧力センサが提案されている。この圧力センサでは、ゲル状コーティング樹脂として、フッ素系ゲルが用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１１６６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
フッ素系ゲルは、液体の薬品や水の透過率が低いため、圧力センサをフッ素系ゲルで覆うことにより、液体によるパッドの腐食を抑制することができる。しかしながら、ゲル状物質は、気体の薬品や水蒸気の透過率が十分に低くないため、ゲルを透過した気体によりパッドの腐食が発生するおそれがある。
【０００５】
気体の透過を抑える方法として、このようなゲルの代わりに液体および気体の透過率が低い樹脂材料で圧力センサを覆うことが考えられる。しかし、液体および気体の透過率が低い樹脂材料は一般的に弾性率が高く、弾性率が高い材料をダイヤフラム上に塗布すると、センサ特性が変動してしまう。
【０００６】
また、圧力センサ以外の物理量センサにおいても、パッドの腐食を抑制するために液体および気体の透過率が低い樹脂材料でセンサを覆うと、センサ特性が変動するおそれがある。
【０００７】
また、物理量センサ以外の半導体装置においても、パッドの腐食を抑制するために液体および気体の透過率が低い樹脂材料で基板全体を覆うと、パッド以外の部分の特性が変動するおそれがある。
【０００８】
本発明は上記点に鑑みて、パッドの腐食およびセンサ特性の変動を抑制することができる半導体装置およびその製造方法を提供することを第１の目的とする。また、パッドの腐食およびパッド以外の部分の特性の変動を抑制することができる半導体装置およびその製造方法を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、基板（１、１２）の表面に形成されたパッド（３）と、パッドを外部の回路に接続するボンディングワイヤ（５）と、を備える半導体装置であって、少なくともパッドとボンディングワイヤとの接続部を覆うとともに、基板のうちパッドの外側の部分の少なくとも一部を露出させる第１樹脂層（６）を備える。
【００１０】
これによれば、腐食が発生しやすいパッドとボンディングワイヤとの接続部が、樹脂層に覆われているため、パッドの腐食を抑制することができる。また、樹脂層が、基板のうちパッドの外側の部分の少なくとも一部を露出させるように形成されているため、樹脂層を液体および気体の透過率が低い材料、すなわち、弾性率の高い材料で構成した場合にも、パッド以外の部分の特性の変動を抑制することができる。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明では、基板に形成され、印加された物理量に応じた信号を出力するセンサ素子（２）を備え、パッドは、センサ素子の出力信号を読み取るためのものであり、樹脂層は、少なくともパッドとボンディングワイヤとの接続部を覆うとともに、センサ素子の少なくとも一部を露出させる。
【００１２】
これによれば、腐食が発生しやすいパッドとボンディングワイヤとの接続部が、樹脂層に覆われているため、パッドの腐食を抑制することができる。また、樹脂層が、センサ素子の少なくとも一部を露出させるように形成されているため、樹脂層を液体および気体の透過率が低い材料、すなわち、弾性率の高い材料で構成した場合にも、センサ素子の特性の変動を抑制することができる。
【００１３】
また、請求項１３に記載の発明では、樹脂層を第１樹脂層として、少なくともパッドの上部において第１樹脂層の上部に形成された第２樹脂層（７）を備え、第１樹脂層は、第２樹脂層よりも液体および気体の透過量が少ない。
【００１４】
このように、第１樹脂層よりも液体および気体の透過量が多くなるように第２樹脂層を形成することにより、第２樹脂層が第１樹脂層よりも変形しやすくなる。したがって、第２樹脂層をパッドの上部のみに形成した場合、および、請求項１６に記載の発明のように、第２樹脂層をパッドの上部に加えて、センサ素子の上部にも形成した場合の両方において、例えば第１樹脂層をセンサ素子の全体に形成する場合に比べて、センサ素子の特性の変動を抑制することができる。
【００１５】
第１樹脂層および第２樹脂層の液体および気体の透過量は、各層の厚さおよび材料で変化する。例えば請求項１４に記載の発明のように、第１樹脂層を、第２樹脂層の材料よりも液体および気体の透過率が低い材料で構成し、各層の厚さを調整することにより、第１樹脂層が第２樹脂層よりも液体および気体の透過量が少ない構成とすることができる。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明のように、樹脂層を、エポキシ樹脂、または、ポリアクリル樹脂で構成し、請求項６に記載の発明のように、樹脂層の上面に形成されたパラキシリレン系ポリマーで構成される保護膜（８）を備える構成とすることができる。このような構成では、保護膜は樹脂層よりも透過率が低く、弾性率が高いが、保護膜を十分に薄くすることにより、樹脂層が保護膜よりも液体および気体の透過量が少ない構成とすることができる。
【００１７】
また、請求項１０に記載の発明では、パッドの表面に形成され、パッドの上面を露出させる開口部（４１）が形成された絶縁膜（４）を備え、パッドのうち開口部から露出した部分は、ボンディングワイヤのうちパッドから浮いた部分と重なる部分において、丸みを帯びた形状とされている。
【００１８】
これによれば、パッドのうちボンディングワイヤで隠れる部分に樹脂が流れ込みやすくなるため、パッドが樹脂層から露出することを抑制することができる。
【００１９】
また、請求項１１に記載の発明では、パッドの上面は、ボンディングワイヤのうちパッドから浮いた部分と重なる部分において、丸みを帯びた形状とされている。
【００２０】
これによれば、パッドのうちボンディングワイヤで隠れる部分に樹脂が流れ込みやすくなるため、パッドが樹脂層から露出することを抑制することができる。
【００２１】
また、請求項１２に記載の発明では、基板の表面に形成された撥液膜（９）を備え、樹脂層は、撥液膜の外側に形成されている。
【００２２】
これによれば、樹脂層の材料が撥液膜によって弾かれるため、簡便に低コストで所望の形状の樹脂層を形成することができる。
【００２３】
また、請求項２２に記載の発明では、基板（１、１２）に形成されたパッド（３）と、パッドを外部の回路に接続するボンディングワイヤ（５）と、を備える半導体装置の製造方法であって、基板にパッドを形成することと、パッドにボンディングワイヤを接続することと、少なくともパッドとボンディングワイヤとの接続部を覆うとともに、基板のうちパッドの外側の部分の少なくとも一部を露出させるように、パッドに樹脂を塗布して樹脂層（６）を形成することと、を備える。
【００２４】
これによれば、腐食が発生しやすいパッドとボンディングワイヤとの接続部が、樹脂層に覆われるため、パッドの腐食を抑制することができる。また、樹脂層が、基板のうちパッドの外側の部分の少なくとも一部を露出させるように形成されるため、樹脂層を液体および気体の透過率が低い材料、すなわち、弾性率の高い材料で構成した場合にも、パッド以外の部分の特性の変動を抑制することができる。
【００２５】
また、請求項２３に記載の発明では、印加された物理量に応じた信号を出力するセンサ素子（２）を基板に形成することを備え、パッドは、センサ素子の出力信号を読み取るためのものであり、樹脂層を形成することでは、少なくともパッドとボンディングワイヤとの接続部を覆うとともに、センサ素子の少なくとも一部を露出させるように樹脂を塗布する。
【００２６】
これによれば、腐食が発生しやすいパッドとボンディングワイヤとの接続部が、樹脂層に覆われるため、パッドの腐食を抑制することができる。また、樹脂層が、センサ素子の少なくとも一部を露出させるように形成されるため、樹脂層を液体および気体の透過率が低い材料、すなわち、弾性率の高い材料で構成した場合にも、センサ素子の特性の変動を抑制することができる。
【００２７】
また、請求項２４に記載の発明では、樹脂層を形成することでは、パッドのうち、ボンディングワイヤのパッドから浮いた部分と重なる部分を避けて樹脂を塗布する。
【００２８】
これによれば、ボンディングワイヤのうちパッドから浮いた部分に樹脂層が形成されることを抑制することができる。
【００２９】
また、請求項２５に記載の発明では、パッドの表面に絶縁膜（４）を形成することと、絶縁膜にパッドの上面を露出させる開口部（４１）を形成することと、を備え、開口部を形成することでは、開口部から露出するパッドの上面が角部を有する形状となるように開口部を形成し、樹脂層を形成することでは、角部に樹脂を塗布する。
【００３０】
これによれば、角部に樹脂が入り込みやすくなり、パッドが樹脂層から露出することを抑制することができる。
【００３１】
また、請求項２６に記載の発明では、開口部を形成することでは、開口部から露出するパッドの上面が四角形状となるように開口部を形成し、樹脂層を形成することでは、パッドの２つ、３つ、あるいは、４つの角部に樹脂を塗布する。
【００３２】
これによれば、角部に樹脂が入り込みやすくなり、パッドが樹脂層から露出することを抑制することができる。
【００３３】
また、請求項２７に記載の発明では、開口部を形成することでは、開口部から露出するパッドの上面が、ボンディングワイヤと重なる部分において丸みを帯びた形状となるように開口部を形成する。
【００３４】
これによれば、パッドのうちボンディングワイヤで隠れる部分に樹脂が流れ込みやすくなるため、パッドが樹脂層から露出することを抑制することができる。
【００３５】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】第１実施形態にかかる物理量センサの平面図である。
【図２】図１のII−II断面図である。
【図３】第１実施形態の変形例の平面図である。
【図４】第２実施形態にかかる物理量センサの断面図であって、図２に相当する図である。
【図５】第３実施形態にかかる物理量センサの断面図であって、図２に相当する図である。
【図６】第４実施形態にかかる物理量センサの断面図であって、図２に相当する図である。
【図７】第５実施形態にかかる物理量センサの断面図であって、図２に相当する図である。
【図８】第６実施形態にかかる物理量センサの断面図であって、図２に相当する図である。
【図９】第７実施形態にかかる物理量センサの製造工程を示す平面図である。
【図１０】第８実施形態にかかる物理量センサの平面図である。
【図１１】第８実施形態の第１変形例の平面図である。
【図１２】第８実施形態の第２変形例の平面図である。
【図１３】第９実施形態にかかる物理量センサの平面図である。
【図１４】図１３のXIV−XIV断面図である。
【図１５】第９実施形態の変形例の製造工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【００３８】
（第１実施形態）
第１実施形態について説明する。本実施形態の物理量センサは、測定媒体の圧力を検出する圧力センサであり、例えば自動車の吸気圧センサとして用いられる。本実施形態の物理量センサは、図１、図２に示すように、基板１と、センサ素子２と、パッド３と、絶縁膜４と、ボンディングワイヤ５と、樹脂層６とを備えている。なお、図１では、絶縁膜４の図示を省略しており、ボンディングワイヤ５については、後述するボンディングボール５１のみを図示している。
【００３９】
図２に示すように、基板１は、板状のガラス台座１１と、ガラス台座１１の上面に貼り付けられたシリコン基板１２とで構成されている。シリコン基板１２には、六角錐台形状の凹部１３が形成されており、シリコン基板１２のうち凹部１３が形成された部分は、他の部分よりも薄いダイヤフラム１４とされている。
【００４０】
凹部１３はガラス台座１１によって開口部を覆われており、凹部１３の内部は、真空圧とされている。基板１は、シリコン基板１２の上面に測定媒体の圧力が加わり、これによってダイヤフラム１４が変形するように配置される。
【００４１】
センサ素子２は、印加された物理量に応じて信号を出力するものであり、本実施形態では、測定媒体の圧力に応じて信号を出力する。具体的には、センサ素子２は、ダイヤフラム１４と、ダイヤフラム１４に形成された歪みゲージ２１とで構成されており、測定媒体の圧力によってダイヤフラム１４が変形すると、歪みゲージ２１の抵抗値が変化する。
【００４２】
図１、図２に示すように、センサ素子２は歪みゲージ２１を複数備えている。具体的には、センサ素子２は歪みゲージ２１を４つ備えており、４つの歪みゲージ２１、および、図示しない配線によって、ホイートストンブリッジ回路が形成されている。また、各歪みゲージ２１は図示しない配線によってパッド３に接続されている。このような構成では、例えば上記のブリッジ回路に定電流を流したときのブリッジ回路の中点電圧に基づいて、測定媒体の圧力を検出することができる。
【００４３】
各歪みゲージ２１、ホイートストンブリッジ回路を構成する配線、および、各歪みゲージ２１をパッド３に接続する配線は、シリコン基板１２の表層部にＰ型の不純物を拡散させた拡散層等で構成されている。
【００４４】
パッド３は、センサ素子２を図示しない電源に接続し、また、センサ素子２の出力信号を読み取るためのものであり、シリコン基板１２のうちダイヤフラム１４の外側の部分の上面に形成されている。パッド３は、例えばアルミニウム等で構成される。
【００４５】
絶縁膜４は、パッド３の表面、および、シリコン基板１２のうちダイヤフラム１４の外側の部分の上面を覆うように形成されており、例えばシリコン窒化物で構成される。図２に示すように、絶縁膜４には、パッド３の上面を露出させる開口部４１が形成されており、本実施形態では、開口部４１は四角形状とされている。
【００４６】
パッド３の上面のうち、開口部４１によって露出した部分には、パッド３を外部の回路に接続するためのボンディングワイヤ５が接続されている。ボンディングワイヤ５のパッド３側の端部は、パッド３に接続される際の加熱等によって溶けて変形しており、これにより、図２に示すようにボンディングボール５１が形成されている。ボンディングワイヤ５は、ボンディングボール５１においてパッド３に接続されている。パッド３は、ボンディングワイヤ５および図示しない回路基板を介して、図示しない電源等に接続されている。
【００４７】
また、パッド３の上面には、樹脂層６が形成されている。樹脂層６は、液体や気体の薬品や水による物理量センサの腐食、特にパッド３とボンディングワイヤ５との接続部の腐食を抑制するためのものであり、例えば、エポキシ樹脂、ポリアクリル樹脂等で構成されている。
【００４８】
樹脂層６は、少なくともパッド３とボンディングワイヤ５との接続部を覆い、かつ、センサ素子２の少なくとも一部を露出させるように形成されている。本実施形態では、図２に示すように、樹脂層６は、パッド３のうち、ボンディングボール５１との接続部と、ボンディングボール５１および絶縁膜４から露出した部分を覆うように形成されている。また、図１に示すように、樹脂層６は、センサ素子２の外側にのみ、具体的には、ダイヤフラム１４の外側にのみ形成されている。
【００４９】
図１、図２に示すように、本実施形態の物理量センサはパッド３を複数備えており、各パッド３に対して開口部４１が形成され、ボンディングワイヤ５が配置されている。そして、樹脂層６は、複数のパッド３を含む連続した１つの領域に形成されている。
【００５０】
このような物理量センサを製造するには、まず、ウェハ状のシリコン基板１２の表層部にＰ型不純物を拡散させて歪みゲージ２１および図示しない配線を形成し、スパッタリングによってパッド３、絶縁膜４を形成する。つぎに、エッチングによって凹部１３を形成し、シリコン基板１２をガラス台座１１に貼り付けた後、ダイシングカットによりシリコン基板１２をチップ単位に分割し、ボンディングワイヤ５をパッド３に接続する。そして、少なくともパッド３とボンディングワイヤ５との接続部を覆うとともに、センサ素子２の少なくとも一部を露出させるように樹脂を塗布して樹脂層６を形成する。具体的には、ダイヤフラム１４および歪みゲージ２１を露出させるように、樹脂層６の材料をシリコン基板１２、パッド３、絶縁膜４の表面に塗布する。
【００５１】
本実施形態の効果について説明する。例えば自動車の再排気循環システムに設けられた吸気圧センサとして物理量センサを用いた場合、物理量センサは、排気ガスに含まれるＳＯｘ、ＮＯｘに起因した硫酸、硝酸や、オイル、気化した燃料などの腐食環境に晒される。そして、特にパッド３のうち、ボンディングワイヤ５との接続部において腐食が発生しやすい。
【００５２】
これに対して、本実施形態のように、少なくともパッド３とボンディングワイヤ５との接続部を覆うように樹脂層６を形成することにより、パッド３のうちボンディングワイヤ５との接続部における腐食の発生を抑制することができる。
【００５３】
また、パッド３のうち、絶縁膜４およびボンディングボール５１から露出した部分においても腐食が発生しやすい。これに対して、本実施形態では、樹脂層６が、パッド３のうちボンディングボール５１および絶縁膜４から露出した部分を覆っているため、パッド３の腐食をさらに抑制することができる。
【００５４】
また、本実施形態のように、センサ素子２の少なくとも一部を露出させるように、樹脂層６を局所的に形成することにより、ダイヤフラム１４の変形が妨げられることを抑制することができる。したがって、物理量センサの感度の低下等を抑制し、センサ特性の変動を抑制することができる。また、本実施形態では、樹脂層６がセンサ素子２の外側にのみ形成されているため、センサ特性の変動をさらに抑制することができる。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態では、樹脂層６を局所的に形成することにより、パッドの腐食およびセンサ特性の変動を抑制することができる。
【００５６】
なお、本実施形態では、樹脂層６が、複数のパッド３を含む連続した１つの領域に形成されているが、図３に示すように、樹脂層６が、互いに離された複数の領域に形成され、各領域においてパッド３を覆っていてもよい。
【００５７】
また、複数のパッド３のうち一部のみにボンディングワイヤ５が接続されている場合、例えば、複数のパッド３にボンディングワイヤ５が接続されない検査用のパッドが含まれる場合には、検査終了後に検査用のパッド３に樹脂を塗布し、開口部４１を塞いでもよい。このように、ボンディングワイヤ５が形成されたパッド３に加え、ボンディングワイヤ５から離されたパッド３も覆うように樹脂層６を形成することで、ボンディングワイヤ５から離されたパッド３の腐食が抑制される。
【００５８】
（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して樹脂層６とは別の樹脂層を追加したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００５９】
図４に示すように、本実施形態の物理量センサは、樹脂層７を備えている。樹脂層７は、樹脂層６と同様に物理量センサの腐食を抑制するためのものであるが、物理量センサの特性への影響を軽減するために、樹脂層６よりも変形しやすい構成とされている。
【００６０】
物理量センサに圧力が印加されたときの樹脂層７の変形量は、樹脂層７の厚さや材料の弾性率によって調整することができる。本実施形態では、樹脂層７は、樹脂層６の材料よりも弾性率が低い材料、例えばシリコンゲル等で構成されている。
【００６１】
樹脂層６は、樹脂層７よりも液体および気体の透過量が少なくされている。樹脂層６、樹脂層７の液体と気体の透過量は、各層の厚さや材料によって調整することができる。本実施形態では、樹脂層６は、樹脂層７の材料よりも液体および気体の透過率が低い材料で構成されている。樹脂層６、樹脂層７は、それぞれ、第１樹脂層、第２樹脂層に相当する。
【００６２】
樹脂層７は、少なくともパッド３の上部において樹脂層６の上部に形成されている。本実施形態では、樹脂層７は、絶縁膜４、樹脂層６、ボンディングワイヤ５を覆うように形成されており、ボンディングワイヤ５は樹脂層７によって保護されている。
【００６３】
また、本実施形態では、樹脂層７は、パッド３の上部に加えて、センサ素子２の上部にも形成されており、センサ素子２、絶縁膜４、樹脂層６、ボンディングワイヤ５が樹脂層７に覆われている。このような構成では、樹脂層７を介してダイヤフラム１４に測定媒体の圧力が加わる。
【００６４】
また、樹脂層７は、基板１の上部に加えて、基板１の側面、および、図示しない回路基板を覆うように形成されており、図４では、樹脂層７のうち基板１の上部に形成された部分のみを図示している。
【００６５】
樹脂層７を形成することにより、パッド３の腐食をさらに抑制することができる。また、樹脂層７は樹脂層６よりも変形しやすい構成とされているため、樹脂層７が形成されてもダイヤフラム１４の変形は大きくは妨げられない。したがって、本実施形態においても、パッド３の腐食およびセンサ特性の変動を抑制することができる。
【００６６】
（第３実施形態）
第３実施形態について説明する。本実施形態は、第２実施形態に対して樹脂層７の構成を変更したものであり、その他については第２実施形態と同様であるため、第２実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００６７】
図５に示すように、本実施形態では、樹脂層７がセンサ素子２の少なくとも一部を露出させるように形成されている。具体的には、樹脂層７はダイヤフラム１４の一部を露出させるように形成されている。
【００６８】
センサ素子２の少なくとも一部を露出させるように樹脂層７を形成することにより、ダイヤフラム１４の変形が妨げられることがさらに抑制される。したがって、本実施形態では、センサ特性の変動をさらに抑制することができる。
【００６９】
（第４実施形態）
第４実施形態について説明する。本実施形態は、第２実施形態に対して樹脂層７の構成を変更したものであり、その他については第２実施形態と同様であるため、第２実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００７０】
図６に示すように、本実施形態では、樹脂層７は、樹脂層６の上部に形成された第１層７１と、第１層の上部に形成された第２層７２とを備えており、パッド３の上部に樹脂層６、第１層７１、第２層７２の３層が積層されている。
【００７１】
このような構成では、液体や気体が第２層７２を透過し、第１層７１と第２層７２との界面に到達した場合に、その液体や気体が、第１層７１と第２層７２との界面で広がる。そのため、液体や気体が第１層７１を透過して絶縁膜４，樹脂層６等に到達することが抑制される。したがって、液体や気体が樹脂層７を透過することを抑制し、パッド３の腐食をさらに抑制することができる。
【００７２】
（第５実施形態）
第５実施形態について説明する。本実施形態は、第２実施形態に対して樹脂層６の構成を変更したものであり、その他については第２実施形態と同様であるため、第２実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００７３】
図７に示すように、本実施形態では、樹脂層６は、パッド３のうち、ボンディングボール５１との接続部のみを覆っており、絶縁膜４、ボンディングボール５１、樹脂層６から露出したパッド３の表面は、樹脂層７で覆われている。
【００７４】
このように、樹脂層６がパッド３のうちボンディングワイヤ５との接続部のみを覆う構成においても、この接続部におけるパッド３の腐食を抑制することができる。
【００７５】
（第６実施形態）
第６実施形態について説明する。本実施形態は、第２実施形態に対して保護膜を追加したものであり、その他については第２実施形態と同様であるため、第２実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００７６】
図８に示すように、本実施形態では、樹脂層６の上面に、パラキシリレン系ポリマーであるパリレン（登録商標）で構成される保護膜８が形成されている。具体的には、保護膜８は、シリコン基板１２、絶縁膜４、樹脂層６を覆うように形成されており、保護膜８の上面に樹脂層７が形成されている。
【００７７】
パリレンで構成される保護膜８は、液体および気体の透過率が樹脂層６および樹脂層７よりも低く、弾性率が高いが、保護膜８を十分に薄く形成することにより、保護膜８は樹脂層６よりも液体および気体の透過量が多くなり、変形しやすくなる。すなわち、樹脂層６が、保護膜８よりも液体および気体の透過量が少ない構成となる。
【００７８】
保護膜８が形成された本実施形態では、液体や気体が樹脂層７を透過し、樹脂層７と保護膜８との界面に到達した場合に、その液体や気体が、樹脂層７と保護膜８との界面で広がる。したがって、液体や気体が絶縁膜４、樹脂層６等に到達することを抑制し、パッド３の腐食をさらに抑制することができる。
【００７９】
（第７実施形態）
第７実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して樹脂層６の形成方法を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００８０】
パッド３の腐食を十分に抑制するためには、パッド３のうち絶縁膜４およびボンディングボール５１から露出した部分を樹脂層６で覆うことが好ましい。しかしながら、樹脂層６の材料をボンディングワイヤ５の上から塗布すると、ボンディングワイヤ５で隠れる部分に樹脂層６が形成されないおそれがある。
【００８１】
また、樹脂層６の材料をボンディングワイヤ５の上から塗布すると、ボンディングワイヤ５のうちボンディングボール５１にのみ樹脂層６を接触させたい場合に、ボンディングワイヤ５のうちボンディングボール５１以外の部分に樹脂層６が接触するおそれがある。
【００８２】
これに対して、塗布の精度を高くすることにより、パッド３全体を樹脂層６で覆いつつ、ボンディングワイヤ５のうちボンディングボール５１にのみ樹脂層６を接触させることができる。しかしながら、塗布の精度の向上により、加工コストが増加することがある。
【００８３】
そこで本実施形態では、樹脂層６の材料をボンディングワイヤ５から離れた複数の箇所に塗布する。具体的には、開口部４１から露出したパッド３の上面が角部を有する形状となるように絶縁膜４を形成する。ここでは、開口部４１を第１実施形態と同様に四角形状とする。そして、図９（ａ）に示すように、四角形状とされた開口部４１から露出したパッド３の上面の４つの角部のうち、ボンディングワイヤ５から離れた３つの角部に樹脂を塗布する。
【００８４】
すると、図９（ｂ）に示すように、塗布された樹脂がボンディングワイヤ５の下に回り込み、ボンディングワイヤ５で隠れた部分にも樹脂層６が形成され、パッド３が樹脂層６で覆われる。また、ボンディングボール５１が開口部４１から露出したパッド３の中央部に配置された場合には、パッド３の角部に樹脂を塗布することで、ボンディングワイヤ５のうちボンディングボール５１以外の部分に樹脂層６が接触することを抑制することができる。
【００８５】
また、本実施形態では、パッド３の３つの角部に樹脂を塗布したが、パッド３の４つの角部のうち、ボンディングワイヤ５から離れた２つの角部に樹脂を塗布してもよい。また、ボンディングワイヤ５がどの角部とも重なっていない場合には、パッド３の４つの角部に樹脂を塗布してもよい。
【００８６】
また、本実施形態では３つの角部に一度ずつ樹脂を塗布したが、３つの角部に一度ずつ樹脂を塗布し、樹脂が硬化した後、３つの角部のうちボンディングワイヤ５で隠れた部分に近い２つの角部に再度樹脂を塗布してもよい。このように樹脂を塗布すると、一度目に塗布された樹脂とパッド３との段差によって、２度目に塗布された樹脂がボンディングワイヤ５の下に流れ込みやすくなり、パッド３が樹脂層６から露出することをさらに抑制することができる。
【００８７】
（第８実施形態）
第８実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して樹脂層６の形成方法を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００８８】
本実施形態では、開口部４１は、ボンディングワイヤ５と重なる部分が丸みを帯びた形状とされている。そして、これにより、図１０に示すように、パッド３のうち開口部４１から露出する部分の上面が、ボンディングワイヤ５と重なる部分において丸みを帯びた形状とされている。具体的には、パッド３の上面は基板１の外側に向かって凸形状とされた半円形状とされており、湾曲した部分がボンディングワイヤ５のうちパッド３から浮いた部分と重なっている。
【００８９】
パッド３のうち、ボンディングワイヤ５のパッド３から浮いた部分と重なる部分を避けて樹脂を塗布する場合、ディスペンスノズルをボンディングワイヤ５とは反対側に配置して樹脂の塗布を行うことになる。このとき、開口部４１がボンディングワイヤ５と重なる部分において角部を有する形状とされていると、塗布する樹脂の量が少ない場合に、角部に樹脂が流れ込まず、パッド３が樹脂層６から露出するおそれがある。
【００９０】
これに対して、本実施形態では、開口部４１から露出したパッド３の上面が、ボンディングワイヤ５と重なる部分において丸みを帯びた形状とされているため、開口部４１の隅に樹脂が流れ込みやすくなる。したがって、パッド３が樹脂層６から露出することを抑制することができる。
【００９１】
なお、開口部４１の曲率半径があまりに小さいと、開口部４１の隅に樹脂が流れ込まないおそれがある。開口部４１の曲率半径は、樹脂を滴下したときに表面張力によって形成される樹脂層の形状の曲率半径に対応して定めればよい。例えば、曲率半径を０．０３ｍｍより大きくすることにより、開口部４１の隅に樹脂が流れ込みやすくなり、パッド３が樹脂層６から露出することをさらに抑制することができる。
【００９２】
なお、本実施形態では開口部４１から露出したパッド３の上面を半円形状としたが、パッド３の上面を、ボンディングワイヤ５と重なる部分が丸みを帯びた他の形状としてもよい。例えば、図１１に示すように、パッド３の上面を円形状としてもよく、図１２に示すように、４つの角部が丸みを帯びた四角形状としてもよい。
【００９３】
（第９実施形態）
第９実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して樹脂層６の形成方法を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００９４】
図１３、図１４に示すように、本実施形態では、シリコン基板１２の表面に撥液膜９が形成されており、センサ素子２のダイヤフラム１４が撥液膜９で覆われている。そして、樹脂層６は、撥液膜９の外側に形成されている。撥液膜９は、撥液性を有する薄膜であり、撥液膜９によって樹脂層６の材料の濡れ性が制御される。
【００９５】
撥液膜９としては、水に対する接触角が９０度以上のシリコーン系、フッ素系コーティング剤等を用いることができる。耐環境性の観点からはＦＡＳ（フルオロアルキルシラン）等のフッ素系コーティング剤で撥液膜９を構成することが好ましい。
【００９６】
また、センサ素子２の特性の変動を抑制するために、撥液膜９を弾性率の低い材料で構成し、膜厚を十分に小さくすることが好ましい。
【００９７】
樹脂層６を形成する前にこのような撥液膜９を形成しておくことで、樹脂層６の材料が撥液膜９によって弾かれるため、センサ素子２に樹脂層６の材料が塗布されることを抑制することができる。したがって、簡便に低コストで所望の形状の樹脂層６を形成することができる。
【００９８】
なお、本実施形態ではダイヤフラム１４上に撥液膜９を形成したが、図１５（ａ）に示すように、ダイヤフラム１４に加え、パッド３の上面に撥液膜９を形成してもよい。撥液膜９を十分に薄く形成すれば、図１５（ｂ）に示すように、パッド３の上面に形成された撥液膜９がワイヤボンディングの際の圧力等によって破れるため、パッド３とボンディングワイヤ５とを電気的に接続することができる。この場合、図１５（ｃ）に示すように、撥液膜９が破れてパッド３が露出した部分にのみ樹脂層６を形成してもよい。
【００９９】
このようにパッド３の上面に撥液膜９を形成する場合、撥液膜９を弾性率の低い材料で構成し、膜厚を十分に小さくすることによって、撥液膜９がワイヤボンディングに与える影響を小さくすることができる。
【０１００】
また、撥液膜９は塗布により形成することができるが、塗布以外の方法、例えば、蒸着法、ディッピング法等で撥液層９を形成してもよい。蒸着法、ディッピング法等で撥液層９を形成することで、より簡便に低コストで物理量センサを製造することが可能になる。
【０１０１】
また、撥液膜９を、シリコン基板１２をチップ単位に分割するダイシングカットの前に形成してもよいし、ダイシングカットの後に形成してもよい。
【０１０２】
（他の実施形態）
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【０１０３】
例えば、センサ特性の変動を抑制するためには、上記第１実施形態のように、樹脂層６をセンサ素子２の外側にのみ形成することが好ましい。しかしながら、センサ素子２の少なくとも一部が樹脂層６から露出すればよく、樹脂層６の一部がセンサ素子２の上部に形成されていてもよい。
【０１０４】
また、樹脂層６が絶縁膜４およびボンディングボール５１から露出したパッド３の表面を覆う構成において、樹脂層６が絶縁膜４の上面に形成されず、開口部４１の内部にのみ形成されていてもよい。
【０１０５】
また、樹脂層６、樹脂層７、保護膜８における液体および気体の透過量を、膜厚で調整してもよく、膜厚および材料の両方で調整してもよい。同様に、樹脂層６、樹脂層７、保護膜８の変形量を、膜厚で調整してもよく、膜厚および材料の両方で調整してもよい。
【０１０６】
また、樹脂層７がパッド３、絶縁膜４、シリコン基板１２の表面に形成されず、ボンディングワイヤ５および樹脂層６の表面のみに形成されていてもよい。
【０１０７】
また、上記第５、第６実施形態において、物理量センサが樹脂層７を備えていなくてもよい。また、上記第４〜第６実施形態において、樹脂層７が上記第３実施形態と同様にセンサ素子２の少なくとも一部を露出させるように形成されていてもよい。また、上記第５、第６実施形態において、樹脂層７が第１層７１および第２層７２を備えていてもよい。
【０１０８】
また、上記第６実施形態において、樹脂層６が、パッド３のうち、ボンディングボール５１との接続部のみを覆うように形成され、保護膜８が、シリコン基板１２、絶縁膜４、樹脂層６に加えて、パッド３を覆うように形成されていてもよい。
【０１０９】
また、上記第８実施形態では、開口部４１の形状によって、パッド３のうち開口部４１から露出する部分の上面を、ボンディングワイヤ５と重なる部分が丸みを帯びた形状とした。しかしながら、ボンディングワイヤ５と重なる部分の上面が丸みを帯びた形状となるようにパッド３を形成し、パッド３のうち丸みを帯びた部分が露出するように開口部４１を形成してもよい。
【０１１０】
また、上記第８、第９実施形態において、第７実施形態のように樹脂を塗布してもよい。また、上記第７、第８実施形態において、第９実施形態のように撥液膜９を用いてもよい。また、樹脂層６が、ボンディングワイヤ５のうちパッド３との接続部に加え、パッド３から浮いた部分も覆うように形成されていてもよい。
【０１１１】
また、本発明を圧力センサ以外の物理量センサに適用してもよい。また、本発明を物理量センサ以外の半導体装置に適用し、少なくともパッド３とボンディングワイヤ５との接続部を覆うとともに、シリコン基板１２のうちパッド３の外側の部分の少なくとも一部を露出させるように、樹脂層６を形成してもよい。また、物理量センサ以外の半導体装置において、シリコン基板１２のうち樹脂層６から露出した部分に樹脂層７を形成してもよい。
【符号の説明】
【０１１２】
２  センサ素子
３  パッド
５  ボンディングワイヤ
６  樹脂層
【図１】
2018100950.tif 000003
【図２】
2018100950.tif 000004
【図３】
2018100950.tif 000005
【図４】
2018100950.tif 000006
【図５】
2018100950.tif 000007
【図６】
2018100950.tif 000008
【図７】
2018100950.tif 000009
【図８】
2018100950.tif 000010
【図９】
2018100950.tif 000011
【図１０】
2018100950.tif 000012
【図１１】
2018100950.tif 000013
【図１２】
2018100950.tif 000014
【図１３】
2018100950.tif 000015
【図１４】
2018100950.tif 000016
【図１５】
2018100950.tif 000017