(57)【要約】      （修正有）【課題】ヘッダに取り付けられるセンサダイを有する感知デバイスを提供する。【解決手段】ヘッダ１０４が、第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０と、ヘッダのバルクとから構成される第１の動作表面１０６を有する。センサダイ１０２が、第２の動作表面１０８と、第２の動作表面の反対側にある第３の表面１１０とを有する。センサダイが第２の動作表面上にある感知素子１１４を有し、センサダイの第３の表面が、第２の１つまたは複数の電気伝導パッド１２２と、誘電層１１８とから構成される。ヘッダの第１の１つまたは複数の電気伝導パッドがセンサダイの第２の１つまたは複数の電気伝導パッドに接触し、ヘッダの第１の動作表面におけるヘッダのバルクがセンサダイの第３の表面の誘電層に接触する。【選択図】図１
2015163874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の動作表面（１０６）を有するヘッダ（１０４）であって、前記第１の動作表面（１０６）が第１の１つまたは複数の電気伝導パッド（１２２）および前記ヘッダ（１０４）のバルク（１２４）から構成される、ヘッダ（１０４）と、
前記ヘッダ（１０４）に取り付けられるセンサダイ（１０２）とを備え、前記センサダイ（１０２）が、第２の動作表面（１０８）、および、前記第２の動作表面（１０８）の反対側にある第３の表面（１１０）を有し、前記センサダイ（１０２）が、
前記第２の動作表面（１０８）上にある感知素子（１１４）、
前記感知素子（１１４）の近傍にある１つまたは複数の電気伝導性ドープ領域（１１１）、および、
前記第３の表面（１１０）から前記センサダイ（１０２）を部分的に通って前記１つまたは複数の電気伝導性ドープ領域（１１１）内まで延在する１つまたは複数の電気伝導ピン（１１６）
を有し、
前記センサダイ（１０２）の前記第３の表面（１１０）が第２の１つまたは複数の電気伝導パッド（１２０）および誘電層（１１８）から構成され、
前記ヘッダ（１０４）の前記第１の１つまたは複数の電気伝導パッド（１２２）が前記センサダイ（１０４）の前記第２の１つまたは複数の電気伝導パッド（１２０）に接触し、前記ヘッダ（１０４）の前記第１の動作表面（１０６）における前記ヘッダ（１０４）の前記バルク（１２４）が前記センサダイ（１０２）の前記第３の表面（１１０）の前記誘電層（１１８）に接触する、
感知デバイス（１００）。
【請求項２】
前記第１の１つまたは複数の電気伝導パッド（１２２）が前記ヘッダ（１０４）の前記バルク（１２４）内に嵌め込まれ、前記第２の１つまたは複数の電気伝導パッド（１２０）が前記誘電層（１１８）内に嵌め込まれる、請求項１に記載の感知デバイス（１００）。
【請求項３】
前記感知素子（１１４）がその表面に接触する流体の特性を感知するように構成される、請求項１に記載の感知デバイス（１００）。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
[0001]一部の従来の流体検知デバイスは、その第１の表面上に感知素子を備えるセンサダイを有する。感知素子まで流体が良好に流れるのを可能にするために、感知素子のための電気接点がセンサダイの背面上に位置する。背面の接点が、背面からセンサダイ内まで延在して感知素子に結合される電気ピンにより、感知素子に結合され得る。ボンドワイア（ｂｏｎｄｗｉｒｅ）が背面の接点に結合され、それにより背面の接点がセンサパッケージの中および／または外側の別の構成要素と相互接続される。
【０００２】
[0002]センサダイを機械的に支持することはセンサパッケージのヘッダによって行われる。ヘッダは、空洞の周りを延在してその空洞を画定する１つまたは複数のレッグを有する。センサダイが１つまたは複数のレッグに設置され、その結果、１つまたは複数のレッグがセンサダイの外側縁部の近くに取り付けられ、１つまたは複数のレッグの中の空洞がセンサダイの背面の一部分とヘッダとの間に存在する。ボンドワイアが空洞を用いて背面の接点に結合され、その空洞を通って延在してセンサパッケージ内の適切な別の位置に結合される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
[0003]本明細書で説明される実施形態は、ヘッダに取り付けられるセンサダイを有する感知デバイスを提供する。ヘッダが、第１の１つまたは複数の電気伝導パッドおよびヘッダのバルクから構成される第１の動作表面（ｗｏｒｋｉｎｇ  ｓｕｒｆａｃｅ）を有する。センサダイが、第２の動作表面と、第２の動作表面の反対側にある第３の動作表面とを有する。センサダイが、第２の動作表面上にある感知素子と、感知素子の近傍にある１つまたは複数の電気伝導性ドープ領域と、第３の表面からセンサダイを部分的に通って１つまたは複数の電気伝導性ドープ領域内まで延在する１つまたは複数の電気伝導ピンとを有する。センサダイの第３の表面は、第２の１つまたは複数の電気伝導パッドおよび誘電層から構成される。さらに、ヘッダの第１の１つまたは複数の電気伝導パッドがセンサダイの第２の１つまたは複数の電気伝導パッドに接触し、ヘッダの第１の動作表面におけるヘッダのバルクがセンサダイの第３の表面の誘電層に接触する。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】[0004]パッケージヘッダに取り付けられるセンサダイを有する例示の感知デバイスの一部分を示す断面図である。
【図２Ａ】[0005]図１の感知デバイスの製造中の例示の段階を示す断面図である。
【図２Ｂ】図１の感知デバイスの製造中の例示の段階を示す断面図である。
【図２Ｃ】図１の感知デバイスの製造中の例示の段階を示す断面図である。
【図２Ｄ】図１の感知デバイスの製造中の例示の段階を示す断面図である。
【図２Ｅ】図１の感知デバイスの製造中の例示の段階を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
[0006]慣例に従い、説明される種々の特徴は原寸に比例して示されておらず、本説明に関連する特徴を強調するように示されている。複数の図および文脈を通して同様の参照符号は同様の要素を示す。
【０００６】
[0007]シリコン基板上に作製される感知素子は、シリコン基板を曲げたりまたはシリコン基板に応力を与えたりする場合にピエゾ抵抗効果を生じさせる可能性がある。ピエゾ抵抗効果は感知素子の電気特性を変化させる可能性がある。高圧環境および／または変動圧力環境で使用される従来の感知デバイスの場合、センサダイとヘッダとの間の空洞が、ピエゾ抵抗効果を有意に発生させるのに十分な程度までセンサダイを曲げたりまたはセンサダイに応力を与えたりする可能性がある。
【０００７】
[0008]図１は例示の感知デバイス１００の一部分の断面図である。感知デバイス１００が、パッケージヘッダ１０４に取り付けられるセンサダイ１０２を有する。ヘッダ１０４がセンサダイ１０２を機械的に支持する役割をする。ヘッダ１０４が第１の動作表面１０６を有する。センサダイ１０２が、第２の（主）動作表面１０８と、第２の表面１０８の反対側にある第３の（主）動作表面１１０（本明細書では「背面」とも称される）とを画定する概して平坦な構造を有する。センサダイ１０２がまた、第２の表面１０８と第３の表面１１０との間の側面の周りに１つまたは複数の縁部を有する。センサダイ１０２の第３の表面１１０がヘッダ１０４の第１の表面１０６に取り付けられる。
【０００８】
[0009]センサダイ１０２が、感知素子１１４が中に作製されるモノリシック基板１１２を有する。感知素子１１４はセンサダイ１０２の第２の表面１１０内に作製される。一例では、感知素子１１４は、流体の特性を感知するように構成される流体センサである。例えば、感知素子１１４は、ｐＨセンサ、圧力センサ、酸素センサ、伝導度センサ、流量センサ、または、別の流体センサであってよい。このような流体センサの一実装形態では、センサダイ１０２はＩＳＦＥＴダイであり、センサ要素１１４は、接触する流体のｐＨを感知するためのイオンセンサである。感知デバイス１００は、流体の特性を測定するために感知素子１１４を流体（例えば、海水または海洋水）に対して露出することができるように、構成される。
【０００９】
[0010]また、センサダイ１０２は、第２の表面１０８の近傍にある１つまたは複数の電気伝導性ドープ領域１１１および感知素子１１４に接触するために第３の表面１１０から基板１１２を部分的に通って延在する１つまたは複数の電気伝導ピン１１６を有する。１つまたは複数の電気伝導ピン１１６が、１つまたは複数の電気伝導性ドープ領域１１１を介して感知素子１１４に電気的に結合される。一例では、１つまたは複数の電気伝導ピン１１６は金（Ａｕ）または白金（Ｐｔ）のうちの１つから構成される。当技術分野で一般的であるように、誘電層（図示せず）が電気伝導ピン１１６と基板１１２との間に配置され、それにより電気伝導ピン１１６が基板１１２から電気的に絶縁される。１つまたは複数の電気伝導ピン１１６は、円筒形（例えば、直線状の壁）または角錐形（例えば、傾斜する壁）などの任意適切な幾何形状を有してよい。
【００１０】
[0011]センサダイ１０２はまた、第３の表面１１０内に誘電層１１８を有する。一例では、基板１１２はシリコンから構成され、誘電層１１８は二酸化ケイ素から構成される。センサダイ１０２はまた、第３の表面１１０の一部分を形成する第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０を有する。具体的には、第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０の外側表面および誘電層１１８の外側表面がセンサダイ１０２の第３の表面１１０を画定する。つまり、センサダイ１０２の第３の表面１１０は第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０の外側表面および誘電層１１８の外側表面から構成される。一例では、誘電層１１８および第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０がセンサダイ１０２の背面１１０の全体を形成する。つまり、このような例では、誘電層１１８および第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０のみが背面１１０上で露出される構成要素となる。
【００１１】
[0012]第２の１つまたは複数の電気伝導パッド１２２がヘッダ１０４の第１の表面１０６の一部分を形成する。具体的には、第２の１つまたは複数の電気伝導パッド１２２の外側表面およびヘッダ１０４のバルク１２４の外側表面がヘッダ１０４の第１の表面１０６を画定する。つまり、ヘッダ１０４の第１の表面１０６は、第２の１つまたは複数の電気伝導パッド１２２の外側表面およびヘッダ１０４のバルク１２４の外側表面から構成される。一例では、ヘッダ１０４はセンサダイ１０２より横方向に広くてよく、その場合、ヘッダ１０４の第１の表面１０６がセンサダイ１０２の縁部を越えて延在する。このような例の一実装形態では、第２の１つまたは複数の電気伝導パッド１２２がセンサダイ１０２の縁部から横方向外向きに延在することができ、それにより、第２の１つまたは複数の電気伝導パッド１２２を別の構成要素に結合させるための伝導パッドが形成される。一例では、ヘッダ１０４のバルク１２４は、酸化アルミニウムまたは窒化アルミニウムなどのセラミックから構成される。
【００１２】
[0013]センサダイ１０２がヘッダ１０４に取り付けられるとき、第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０および第２の１つまたは複数の電気伝導パッド１２２は互いに接触するように配置される。第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０および第２の１つまたは複数の電気伝導パッド１２２がこのように接触することにより、センサダイ１０２の背面１１０を介して感知デバイス１００の中および／または外の別の構成要素まで感知素子１１４に電気的に結合される。加えて、一部の例では、第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０は、センサダイ１０２をヘッダ１０４に取り付けるように第２の１つまたは複数の電気伝導パッド１２２に接着される。接触する伝導パッド１２０、１２２が容易に接着されるようにするために、例えば、第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０および第２の１つまたは複数の電気伝導パッド１２２は金（Ａｕ）で構成されてよい。別の例では、第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０および第２の１つまたは複数の電気伝導パッド１２２は白金（Ｐｔ）から構成される。
【００１３】
[0014]第１の表面１０６および第３の表面１１０は互いに対合する幾何形状を有し、したがって、第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０が第２の１つまたは複数の電気伝導パッド１２２に接触するとき、第３の表面１１０における誘電層１１８が第１の表面１０６におけるヘッダ１０２のバルク１２４に接触する。表面１０６、１１０がこのように接触することにより、従来の感知デバイス内に存在するような、センサダイの背面とヘッダとの間の空洞が排除される。さらに、このように接触することによりセンサダイ１０２を支持することが強化され、第２の表面１０８に圧力が加えられるときにセンサダイ１０２が曲がったり湾曲したりすることが低減される。一例では、センサダイ１０２の第３の表面１１０全体（背面）がヘッダ１０４の第１の表面１０６に接触する。このようにして、センサダイ１０２がヘッダ１０４に取り付けられ得るようになり、感知素子１１４を電気的に結合させることがセンサダイ１０２の背面１１０を介して行われ得るようになり、センサダイ１０２の背面１１０がヘッダ１０２によって支持され得るようになる。加えて、第１の１つまたは複数の伝導パッド１２０および第２の１つまたは複数の伝導パッド１２２が金であるような例では、パッド１２０、１２２の間の金による接着部の展性により横方向に柔軟性をもたらされ、それにより、ヘッダ１０６から取り外すことなくヘッダ１０６を基準としてセンサダイ１０２を膨張および／または収縮させることが可能となる。
【００１４】
[0015]一例では、第３の表面１１０は実質的に平坦であり、第１の表面１０６はセンサダイ１０２に対向する領域において少なくとも実質的に平坦である。表面１０６、１１０がこのように平坦であることによりこれらの表面を対合させることが可能となる。このような例が図１に示される。このような例の一部の実装形態では、センサダイ１０２の縁部を越える第１の表面１０６の領域はセンサダイ１０２の下の第１の表面１０６の領域と共に平面となり得る。別の実装形態では、センサダイ１０２の縁部を越える第１の表面１０６の領域は、伝導パッドまたは別の構成要素などの非平面部分を有することもできる。
【００１５】
[0016]第３の表面１１０および第１の表面１０６の少なくとも一部分が実質的に平坦であるような例では、第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０が誘電層１１８内に嵌め込まれ、第２の１つまたは複数の電気伝導パッド１２２がヘッダ１１０のバルク１２４内に嵌め込まれ、それにより、第３の表面１１０および第１の表面１０６を実質的に平坦にすることが可能となる。一例では、はんだ（例えば、はんだボール）あるいは別の電気的および／または物理的結合材料が、第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０を第２の１つまたは複数の電気伝導パッド１２２に結合させるかまたは取り付けるのに使用されない。第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０以外のセンサダイ１０２の第３の表面１１０上の領域では、このような結合材料が使用されないことから、第１の表面１０６上の対応する領域に接触することができる。したがって、このように、互いに接触するような平坦な表面１０６、１１０を有する構成により、センサダイ１０２を支持することが強化される。第１の表面１０６および第３の表面１１０が実質的に平坦であるようなこのような例の一実装形態では、第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０の外側表面が、第３の表面を形成する誘電層１１８の外側表面よりわずかに隆起する。第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０のわずかに隆起する外側表面により、第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０が第２の１つまたは複数の電気伝導パッド１２２に接触するときにわずかに圧搾するようになる。第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０が第３の表面１１０の残りの部分を基準としてわずかに隆起することにより、第１の１つもしくは複数の電気伝導パッド１２０および／または第２の１つもしくは複数の電気伝導パッド１２２がわずかに圧搾された後でも、第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０および第２の１つまたは複数の電気伝導パッド１２２が十分に接触して十分に接着され得るようになる。一部の実装形態では、第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０がわずかに隆起することに加えてまたはその代わりに、第２の１つまたは複数の電気伝導パッド１２２が第１の表面１０６におけるヘッダ１０４のバルク１２４の外側表面を基準としてわずかに隆起していてもよい。第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０および第２の１つまたは複数の電気伝導パッド１２２は隣接する表面と比較して最大１ミクロン隆起してよい。具体的な一例では、第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０および第２の１つまたは複数の電気伝導パッド１２２は隣接する表面と比較して最大１０００オングストローム隆起してよい。
【００１６】
[0017]代替的例では、第１の表面１０６または第３の表面１１０のいずれも平坦ではなく、表面１０６、１１０の幾何形状は、第３の表面１１０における誘電層１１８を第１の表面１０６におけるヘッダ１０２のバルク１２４に接触させるときに表面１０６、１１０を互いに対合させて第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０を第２の１つまたは複数の電気伝導パッド１２２に接触させるのを可能にするように、調整（適合）される。このような例の一実装形態では、第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０が第３の表面１１０における誘電層１１８の外側表面の上方を延在することができ、第１の表面１０６におけるヘッダ１０４のバルク１２４が第２の１つまたは複数の電気伝導パッド１２２の外側表面の上方を対応する量だけ延在することができ、それにより第３の表面１１０の幾何形状に対合され得るようになる。別の幾何形状も可能である。
【００１７】
[0018]図２Ａ〜２Ｅは、感知デバイス１００の製造中の例示の段階の断面図である。センサダイ１０２を形成するための製造動作の一部またはすべてがシンギュレーション（ｓｉｎｇｕｌａｔｉｏｎ）の前のウエハ上においてウエハレベルで行われてよいことに留意されたい。つまり、センサダイ１０２を形成するための製造動作の一部またはすべては、単一のウエハ上で複数のセンサダイ１０２を作製するのと並行して複数回実施され得る。以下の説明は、単一の感知デバイス１００と、単一のセンサダイ１０２と、単一のヘッダ１０４とを作製するプロセスに関連するが、以下の動作が上述したウエハレベルで実施されてもよいことを理解されたい。加えて、図２Ａ〜２Ｅに示される以下の段階は、第３の表面１１０および第１の表面１０６が実質的に平坦であるような例に対応するが、別の例では、第１の表面１０６および第３の表面１１０が実質的に平坦でなくてもよいことを理解されたい。
【００１８】
[0019]図２Ａに示されるように、基板１１２の第２の表面１０８は１つまたは複数のドープ領域１１１を形成するようにドープされ得る。感知素子１１４および１つまたは複数の電気伝導ピン１１６も基板１１２内に作製され得る。感知素子１１４は基板１１２の第２の動作表面１０８上に作製され得、１つまたは複数の電気伝導ピン１１６は第３の表面１１０から基板１１２を部分的に通って１つまたは複数のドープ領域１１１まで作製され得る。電気伝導ピン１１６は、誘電層および電気伝導体を第３の表面１１０内のエッチング部分内に付着させることによって形成され得、この電気伝導体は、１つまたは複数のドープ領域１１１を介して感知素子１１４に電気的に結合されるように形成され得る。このような製造手法は当技術分野で既知である。基板１１２が誘電層１１８を装備することができるか、誘電層１１８が任意適切な手法でその背面１１０上に形成されてもよい。
【００１９】
[0020]第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０は基板１１２の背面１１０上の誘電層１１８に上に作製され得る。図１に示されるように背面１１０が実質的に平坦であるような例では、第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０は誘電層１１８内に嵌め込まれ得る。第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０を誘電層１１８内に嵌め込むために、フォトレジスト２０２が、図２Ａに示されるように嵌め込まれる電気伝導体１２０が存在しないような誘電層１１８の領域上に加えられ得る。具体的には、フォトレジスト２０２は、嵌め込まれる電気伝導体１２０を電気伝導ピン１１６内の電気伝導体に結合させてヘッダ１０４内の１つまたは複数の第２の嵌め込まれる電気伝導体に接触するように付着させる形で、加えられ得る。
【００２０】
[0021]フォトレジスト２０２が付着されると、１つまたは複数の凹部が、図２Ｂに示されるようにフォトレジスト２０２内に設けられる隙間内で誘電層１１８にエッチングされ得る。これらの１つまたは複数の凹部は、一層の誘電材料をくぼみの底部に残すように、誘電層１１８内にエッチングされる。つまり、誘電層１１８を通して基板１１２まで完全にエッチングされるわけではない。これにより、一層の誘電材料が第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０を基板１１２から確実に電気的に絶縁するようになる。一部の例では、誘電層１１８は従来のセンサより厚くなっており、そうすることにより、第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０の下に一層の誘電材料を残すように第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０を製造するのに十分な深さが得られる。
【００２１】
[0022]凹部がエッチングされた後、電気伝導性材料２０４（例えば、金（Ａｕ）または白金（Ｐｔ）などの金属）が基板１１２の背面１１０上に付着され、それにより、図２Ｃに示されるように１つまたは複数の凹部内に電気伝導性材料が配置される。電気伝導性材料２０４が１つまたは複数の凹部内に付着された後、フォトレジスト２０２が、フォトレジスト２０２上の電気伝導性材料２０４と共に除去され得る。フォトレジスト２０２が除去された後、図２Ｄに示されるように、第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０がセンサダイ１０２の第３の表面１１０内に残る。
【００２２】
[0023]１つまたは複数の凹部内に電気伝導性材料２０４を付着させるときに調整することにより、第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０の外側表面が誘電層１１８の外側表面を基準としてわずかに隆起する（図２Ｃ）。第２の例では、フォトレジスト２０２を除去した後で基板１１２の背面１１０を処理することにより、第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０の外側表面は誘電層１１８の外側表面と面一となる（図２Ｄ）。このような処理には例えば研削または研磨が含まれてよい。第３の例では、誘電層１１８の外側表面と面一となるように第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０の外側表面を形成するのに、付着させるのを調整することおよび背面１１０を処理することの両方が使用される。
【００２３】
[0024]第２の１つまたは複数の電気伝導パッド１２２は、センサダイ１０２の第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０について上述した手法と同様の手法などの任意適切な手法でヘッダ１０４上に作製される。例えば、１つまたは複数の凹部が、第１の表面１０６におけるヘッダ１０４のバルク１２４内の、第２の１つまたは複数の電気伝導パッドが存在することになる領域内に、エッチングされ得る。次いで、電気伝導性材料が１つまたは複数の凹部内に付着され得、それにより第２の１つまたは複数の電気伝導パッドが形成される。第２の１つまたは複数の電気伝導パッド１２２は、第２の１つまたは複数の電気伝導パッド１２２の外側表面を第１の表面１０６におけるヘッダ１０４のバルク１２４の外側表面と面一にするように、作製され得る。
【００２４】
[0025]第１の例では、１つまたは複数の凹部内に電気伝導性材料を付着させるときに調整することにより、第２の１つまたは複数の電気伝導パッド１２２の外側表面がヘッダ１０４のバルク１２４の外側表面を基準としてわずかに隆起する。第２の例では、電気伝導性材料を付着させた後でヘッダ１０４の第１の表面１０６を処理することにより、第２の１つまたは複数の電気伝導パッド１２２の外側表面がヘッダ１０４のバルク１２４の外側表面と面一となるように作製される。このような処理には例えば研削または研磨が含まれてよい。第３の例では、ヘッダ１０４のバルク１２４の外側表面と面一となるように第２の１つまたは複数の電気伝導パッド１２２の外側表面を形成するのに、付着させるのを調整することおよび第１の表面１０６を処理することの両方が使用される。
【００２５】
[0026]第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０および第２の１つまたは複数の電気伝導パッド１２２が作製された後、センサダイ１０２の第３の表面１１０がヘッダ１０４の第１の表面１０６に取り付けられ得、その結果、図２Ｄおよび２Ｅに示されるように、第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０が第２の１つまたは複数の電気伝導パッド１２２に接触する。一例では、第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０は第２の１つまたは複数の電気伝導パッド１２２に接着され得る。このような接着には、第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０および第２の１つまたは複数の電気伝導パッド１２２を接触させながら加熱することと、第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０および第２の１つまたは複数の電気伝導パッド１２２を接触させながら超音波エネルギーを加えることと、第１の１つまたは複数の電気伝導パッド１２０および第２の１つまたは複数の電気伝導パッド１２２を一体に押圧することと、のうちの１つまたは複数が含まれる。
例示の実施形態
[0027]例１は感知デバイスを含み、この感知デバイスが：その第１の動作表面を有するヘッダであって、第１の動作表面が第１の１つまたは複数の電気伝導パッドおよびヘッダのバルクから構成される、ヘッダと；ヘッダに取り付けられるセンサダイとを備え、センサダイが、第２の動作表面、および、第２の動作表面の反対側にある第３の表面を有し、センサダイが、第２の動作表面上にある感知素子、感知素子の近傍にある１つまたは複数の電気伝導性ドープ領域、および、第３の表面からセンサダイを部分的に通って１つまたは複数の電気伝導性ドープ領域内まで延在する１つまたは複数の電気伝導ピン、を有し、センサダイの第３の表面が第２の１つまたは複数の電気伝導パッドおよび誘電層から構成され、ヘッダの第１の１つまたは複数の電気伝導パッドがセンサダイの第２の１つまたは複数の電気伝導パッドに接触し、ヘッダの第１の動作表面におけるヘッダのバルクがセンサダイの第３の表面の誘電層に接触する。
【００２６】
[0028]例２は例１の感知デバイスを含み、センサダイがイオン感応電界効果トランジスタ（ＩＳＦＥＴ：ｉｏｎ  ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  ｆｉｅｌｄ  ｅｆｆｅｃｔ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）ダイであり、感知素子がｐＨに反応するイオンセンサであり、イオンセンサが流体に露出されるように構成され、イオンセンサが流体のｐＨレベルに関連する信号を出力し、信号が、１つまたは複数の電気伝導ピンのうちの少なくとも１つと、第２の１つまたは複数の電気伝導パッドのうちの少なくとも１つと、第１の１つまたは複数の電気伝導パッドのうちの少なくとも１つとを介して伝播される。
【００２７】
[0029]例３は例１〜２のいずれかの感知デバイスを含み、センサダイがシリコンから構成され、誘電層が二酸化ケイ素から構成される。
[0030]例４は例１〜３のいずれかの感知デバイスを含み、ヘッダのバルクがセラミックから構成される。
【００２８】
[0031]例５は例１〜４のいずれかの感知デバイスを含み、第１の１つまたは複数の電気伝導パッドおよび第２の１つまたは複数の電気伝導パッドが金または白金のうちの１つから構成される。
【００２９】
[0032]例６は例５の感知デバイスを含み、第１の１つまたは複数の電気伝導パッドおよび第２の１つまたは複数の電気伝導パッドが一体に接着される。
[0033]例７は例１〜６のいずれかの感知デバイスを含み、第１の１つまたは複数の電気伝導パッドがヘッダのバルク内に嵌め込まれ、第２の１つまたは複数の電気伝導パッドが誘電層内に嵌め込まれる。
【００３０】
[0034]例８は例１〜７のいずれかの感知デバイスを含み、ヘッダがセンサダイより広く横方向に延在し、第１の１つまたは複数の電気伝導パッドがセンサダイの外側を横向きに延在し、別の構成要素に結合されるためのパッドを形成する。
【００３１】
[0035]例９は例１〜８のいずれかの感知デバイスを含み、感知素子が流体の特性を感知するように構成される。
[0036]例１０は例９の感知デバイスを含み、感知素子が、ｐＨセンサ、圧力センサ、酸素センサ、または、伝導度センサのうちの１つである。
【００３２】
[0037]例１１は感知デバイスを製造する方法を含み、この方法が：ヘッダの第１の動作表面内に第１の１つまたは複数の電気伝導パッドを作製するステップであって、その結果、第１の動作表面が、第１の１つまたは複数の電気伝導体と、ヘッダのバルクとから構成される、ステップと；第２の動作表面の近傍に１つまたは複数の電気伝導性ドープ領域を形成するために基板の第２の動作表面をドープするステップと；基板の第２の動作表面内に感知素子を作製するステップであって、基板が第２の動作表面の反対側にある第３の表面を有し、第３の表面が誘電層から構成される、ステップと；基板の第３の表面内に１つまたは複数の電気伝導ピンを作製するステップであって、その結果、電気伝導ピンが基板を部分的に通って延在して１つまたは複数の電気伝導性ドープ領域に結合される、ステップと；基板の第３の表面内に第２の１つまたは複数の電気伝導パッドを作製するステップであって、第２の１つまたは複数の電気伝導パッドが１つまたは複数の電気伝導ピンに結合され、その結果、第３の表面が、第２の１つまたは複数の電気伝導パッドと、誘電層とから構成される、ステップと；センサダイの第３の表面をヘッダの第１の動作表面に取り付けるステップであって、その結果、第１の１つまたは複数の電気伝導パッドが第２の１つまたは複数の電気伝導パッドに接触し、ヘッダの第１の動作表面におけるヘッダのバルクがセンサダイの第３の表面の誘電層に接触するように構成される、ステップとを含む。
【００３３】
[0038]例１２は例１１の方法を含み、第１の１つまたは複数の電気伝導パッドを第２の１つまたは複数の電気伝導パッドに接着するステップを含む。
[0039]例１３は例１２の方法を含み、第１の１つまたは複数の電気伝導パッドおよび第２の１つまたは複数の電気伝導パッドが金または白金のうちの１つから構成され、接着するステップが、第１の１つまたは複数の電気伝導パッドおよび第２の１つまたは複数の電気伝導パッドを接触させながら加熱するステップと、第１の１つまたは複数の電気伝導パッドおよび第２の１つまたは複数の電気伝導パッドを接触させながら超音波エネルギーを加えるステップと、第１の１つまたは複数の電気伝導パッドおよび第２の１つまたは複数の電気伝導パッドを一体に押圧するステップと、のうちの少なくとも１つを含む。
【００３４】
[0040]例１４は例１１〜１３のいずれかの方法を含み、第１の１つまたは複数の電気伝導パッドを作製するステップが、第１の動作表面におけるヘッダのバルク内に１つまたは複数の凹部をエッチングするステップと、１つまたは複数の凹部内に電気伝導性材料を付着させるステップとを含む。
【００３５】
[0041]例１５は例１１〜１４のいずれかの方法を含み、第２の１つまたは複数の電気伝導パッドを作製するステップが、誘電層内に１つまたは複数の凹部をエッチングするステップと、１つまたは複数の凹部内に電気伝導性材料を付着させるステップとを含む。
【００３６】
[0042]例１６は感知デバイスを含み、この感知デバイスが：第１の１つまたは複数の電気伝導パッドを有するヘッダであって、第１の１つまたは複数の電気伝導パッドおよびヘッダのバルクがヘッダの第１の表面を画定し、第１の表面が平坦である、ヘッダと；ヘッダに取り付けられるセンサダイであって、センサダイが、第２の表面、および、第２の表面の反対側にある第３の表面を有し、センサダイが、第２の表面内にある感知素子と、中に電気伝導体を有する１つまたは複数の貫通ウエハビアであって、電気伝導体が感知素子に結合される、１つまたは複数の貫通ウエハビアと、誘電層と、１つまたは複数のウエハ貫通ビアに結合される第２の１つまたは複数の電気伝導パッドであって、第２の１つまたは複数の電気伝導パッドおよび誘電層がセンサダイの第３の表面を画定し、第３の表面が平坦であり、センサダイの第３の表面がヘッダの第１の表面に取り付けられる、第２の１つまたは複数の電気伝導パッドと、を有する、センサダイと；を備え、第１の１つまたは複数の電気伝導パッドが、嵌め込まれた第２の１つまたは複数の伝導体に接触する。
【００３７】
[0043]例１７は例１６の感知デバイスを含み、センサダイがイオン感応電界効果トランジスタ（ＩＳＦＥＴ：ｉｏｎ  ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  ｆｉｅｌｄ  ｅｆｆｅｃｔ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）ダイであり、感知素子がｐＨに反応するイオンセンサであり、イオンセンサが流体に露出されるように構成され、イオンセンサが流体のｐＨレベルに関連する信号を出力し、信号が、１つまたは複数の貫通ウエハビアのうちの少なくとも１つと、第２の１つまたは複数の電気伝導パッドのうちの少なくとも１つと、第１の１つまたは複数の電気伝導パッドのうちの少なくとも１つとを介して伝播される。
【００３８】
[0044]例１８は例１６〜１７のいずれかの感知デバイスを含み、センサダイがシリコンから構成され、誘電層が二酸化ケイ素から構成され、ヘッダのバルクがセラミックから構成される。
【００３９】
[0045]例１９は例１６〜１８のいずれかの感知デバイスを含み、第１の１つまたは複数の電気伝導パッドおよび第２の１つまたは複数の電気伝導パッドが金または白金のうちの１つから構成され、第１の１つまたは複数の電気伝導パッドおよび第２の１つまたは複数の電気伝導パッドが一体に接着される。
【００４０】
[0046]例２０は例１６〜１９のいずれかの感知デバイスを含み、感知素子が流体の特性を感知するように構成される。
【符号の説明】
【００４１】
１００  感知デバイス
１０２  センサダイ
１０４  ヘッダ
１０６  第１の動作表面
１０８  第２の動作表面
１１０  第３の表面
１１１  電気伝導性ドープ領域
１１２  モノリシック基板
１１４  感知素子
１１６  電気伝導ピン
１１８  誘電層
１２０  第１の１つまたは複数の電気伝導パッド
１２２  第２の１つまたは複数の電気伝導パッド
１２４  バルク
２０２  フォトレジスト
２０４  電気伝導性材料
【図１】
2015163874.tif 000003
【図２Ａ】
2015163874.tif 000004
【図２Ｂ】
2015163874.tif 000005
【図２Ｃ】
2015163874.tif 000006
【図２Ｄ】
2015163874.tif 000007
【図２Ｅ】
2015163874.tif 000008
【外国語明細書】
2015163874000001.pdf