(57)【要約】      （修正有）【課題】  半導体慣性力センサにおいて、センサ素子と配線ケーブルの接続を、生産性が高く、かつ、確実に行う。【解決手段】慣性力センサを構成する半導体基板を裏打ちする絶縁基板に貫通孔を設け、貫通光を通して半導体基板上の接点と配線ケーブルの接続を行う際に、貫通孔に第１の金属をスパッタし、さらに第２の金属をウエハー状態で配置し、加熱することで溶融合金化させ、配線ケーブルと接点の接触不良のない接続を高能率に得る。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の絶縁体基板と、
前記第一の絶縁体基板の表面から裏面に貫通するように形成された少なくとも一つの貫通孔と、
前記第一の絶縁体基板の裏面に配置された第一の半導体層と、
前記第一の絶縁体基板の前記貫通孔部分をふさぐように、前記第一の半導体層の一部分が接合される構造を有する慣性力センサにおいて、
前記第一の半導体層を、前記第一の絶縁体基板表面に電気的に接続するために、前記第一の絶縁体基板に形成された貫通項を、ふさぐように、前記第一の絶縁体基板上に第一の金属を蒸着またはスパッタし、かつ、
前記貫通孔に、第二の金属を配置し加熱することで、前記第一の金属と、前記第二の金属を電気的に接続させて、前記第一の半導体層と前記第一の絶縁体基板上の第二の金属を電気的に接続させる構造を特徴とする慣性力センサ。
【請求項２】
前記第二の金属は、前記第一の金属に対して、350度以下の温度にて合金化する請求項１に記載の慣性力センサ。
【請求項３】
前記第二の金属は、球状であり、かつ、その直径が貫通孔よりも小さい請求項１または２に記載の慣性力センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、貫通孔を有する慣性力センサにおいて、貫通孔でのコンタクトを確実に得る慣性力センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
貫通孔を有する絶縁体と半導体との接続は、図５に示されるような構造が知られていた（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
即ち、慣性力を検出するために加工された半導体１０（例えばSi）と、貫通孔を有する絶縁体１１（例えばガラス基板）が陽極接合されている。半導体１０中には、Ｐ＋拡散領域１５が形成されており、そのP+拡散領域１５に対して、貫通孔を通して、電気的に接続して絶縁体１１の上側へ配線１３を取り出している。
【０００４】
貫通孔は、導電性の樹脂１２で埋めることによって、半導体１０との電気的な接続を行っている。貫通孔部分の拡大図を図６に示す。貫通孔において、導通をとるために、金属膜２０を蒸着する。しかし、その金属膜２０の蒸着は、通常厚さが1um程度である。それに対して、絶縁体１１は、貫通加工を行うと図６に示すように、大きな窪み部分２１が発生するため、金属膜２０は、窪み部分２１によって、断線している。この為、その状態では、絶縁体１１上の金属配線２０と半導体１０のP+拡散領域１５は、絶縁された状態にある。そこで導電性の樹脂１２で埋めることによって、断線している金属膜２０同士を接続し、絶縁体１１上の金属配線２０と、P+拡散領域１５とを電気的に接続する導電性の樹脂１２で、貫通孔を埋める作業は、手作業で行うため生産効率は低い。また、導電性樹脂の注入量についてもバラツキが発生し、極端に少ない場合は、絶縁体１１上の金属配線２０と、P+拡散領域１５との接続がとれない場合もある。逆に、導電性樹脂の注入量が極端に多い場合は、絶縁体１１上に大きく膨らむ場合もある。
【０００５】
図５では、圧力が加わると、Ｐ＋領域の抵抗値が変化し、その抵抗値の変化を測定することで、圧力が判る。  
【非特許文献１】松本他、「新しいフィードスルー構造をもつ絶対圧用小型圧力センサ」電学論Ｃ、１１０巻４号、平成２年、ｐ．２５５−２６２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の貫通孔を有する慣性力センサでは、貫通孔部分でコンタクトをとるために、貫通孔部分を導電性樹脂で埋める必要があった。その場合、貫通孔部分を一つ一つ導電性の樹脂で埋める必要があり、生産性を低下させるという課題があった。
【０００７】
そこで、この発明の目的は従来のこのような課題を解決するために、生産性が高く、かつ、確実に貫通孔部分でコンタクトがとれる貫通孔を有する慣性力センサを得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明にかかる貫通孔を有する慣性力センサは、表面から裏面に貫通するように形成された貫通孔を有する絶縁体基板と、絶縁体基板の裏面に貫通孔をふさぐように接合された半導体層とを有する。半導体層を、絶縁体基板表面に電気的に接続するために、絶縁体基板に形成された貫通項をふさぐように、絶縁体基板上に金属を蒸着し、かつ貫通孔に、第二の金属を配置し加熱することで、半導体層と絶縁体基板上の金属を電気的に接続させる構造を特徴とする慣性力センサ。
【０００９】
さらに、本願発明にかかる貫通孔を有する慣性力センサは、350度以下の温度で、貫通孔部の金属が合金化する。
【００１０】
さらに、本願発明にかかる貫通孔を有する慣性力センサは、貫通孔に配置する金属が球状であり、かつ、その直径が貫通孔よりも小さいこととする。
【発明の効果】
【００１１】
本願発明にかかる貫通孔を有する慣性力センサは、貫通孔部での半導体との電気的な接続が確実に、かつ、生産性高く行うことができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
上記課題を解決するために、この発明では貫通孔を有する慣性力センサにおいて、貫通孔よりも小さい球状の低融点金属を配置し、加熱することで、貫通孔の上下の電気的な接続を行うようにした。
【実施例】
【００１３】
以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施例を示す貫通孔を有する慣性力センサである。従来の図５との違いは、導電性樹脂１２の代わりに、低融点金属１４によって、半導体１０との接続を行っている点である。低融点金属１４は、３５０度以下の温度で溶融する低融点金属である。
【００１４】
図２に示すように、球状の低融点金属１４を、貫通孔に落とし入れる。その後金属１４の融点よりも高い温度をかけることで、低融点金属１４が溶けて、絶縁体１１上に、蒸着またはスパッタリングされた金属２０、例えば、金やアルミニウムと合金化する。低融点金属１４としては、例えばスズのような金属がある。
【００１５】
図２においては、貫通孔に低融点金属１４が１つ配置されているが、低融点金属１４の直径が、貫通孔に対してさらに小さければ、１つの貫通孔に対して複数の低融点金属が配置されることもある。
【００１６】
図３に示すように、半導体と絶縁体への加工が終わった後、陽極接合されたウエハー状態において、貫通孔を有する慣性力センサでは、貫通孔の孔が表面に、慣性力センサの配置に従って、規則正しく並んでいる。３０は１つの慣性力センサであり、その中に貫通孔３１が６個並んでいる。
【００１７】
貫通孔３１は、図１に示すようにすり鉢状の形状をとっている。したがって、図３のウエハー状態において、貫通孔の直径よりも小さい直径の球状の低融点金属をウエハー上にばらまき、ウエハーを傾けることで、貫通孔の穴の中に、簡単に球状の低融点金属をウエハー全面に一度に配置することができる。
【００１８】
その後ウエハー状態で、低融点金属の融点よりも高い温度にかけることで、低融点金属が溶けて、絶縁体基板と半導体上の金属配線とが、低融点金属によって電気的に接続されることで、半導体と確実にコンタクトをとることが可能となる。
低融点金属の融点が３５０度以下であれば、慣性力センサが出来上がった後に、加熱してもアルミニウム等の金属配線にダメージを与えることは少ない。また、低融点金属の融点が２５０度以上であれば、半田付けの際に、再度低融点金属が溶け出すことはない。
図１では配線１３を低融点金属１４からとっているが、図４に示すように低融点金属によって半導体１０のP+領域１５と金属配線２０を接続した後に、絶縁体上の金属配線２０にボンディングして配線１３を取り出すことも可能である。
【００１９】
以上説明したように、本発明によれば貫通孔を有する慣性力センサの貫通孔の電気的な接続に、低融点金属を配置し加熱することで、確実かつ生産性の高い貫通孔を有する慣性力センサを得ることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明の貫通孔を有する慣性力センサは、圧力等の外力を検出する構造体として利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第一の実施例の貫通孔を有する慣性力センサの断面図である。
【図２】本発明の貫通孔を有する慣性力センサの製造過程の説明する断面図である。
【図３】本発明の貫通孔を有する慣性力センサの製造過程の説明する平面図である。
【図４】本発明の第二の実施例の貫通孔を有する慣性力センサの断面図である。
【図５】従来の貫通孔を有する慣性力センサ断面図である。
【図６】従来の貫通孔を有する慣性力センサの貫通孔の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０        半導体
１１        絶縁体
１２        導電性樹脂
１３        配線
１４        低融点金属
１５        P+拡散領域
２０        金属
３１        ウエハー状態の貫通孔
【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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