(57)【要約】【課題】  支持基板上に可動電極および固定電極を有するセンサチップを接着層を介して回路チップ上に積層してなる加速度センサ装置において、ワイヤボンディングを行ったりセンサチップのサイズを拡大したりすることなく、支持基板に電位を形成する。【解決手段】  支持基板１１上に、基板面と水平方向に変位可能な可動電極２４および可動電極２４と対向する固定電極３１、４１を備え、加速度印加時における可動電極２４と固定電極３１、４１との間の距離変化に基づいて加速度を検出するセンサチップ１００を備え、センサチップ１００における支持基板１１の下側に電気絶縁性の接着層３００を介して回路チップ２００が接着され、回路チップ２００のうちセンサチップ１００が投影される領域に、接着層３００が存在しない接着層非存在領域３１０を設け、ここにおいて回路チップ２００と支持基板１１とを導電性部材３２０を介して電気的に接続する。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板（１１）上に、基板面と水平方向に変位可能となっている可動電極（２４）および前記可動電極（２４）との間に検出間隔を介して対向する固定電極（３１、４１）を備え、力学量が印加されたときの前記可動電極（２４）の変位に伴う前記可動電極（２４）と前記固定電極（３１、４１）との間の距離変化に基づいて印加力学量を検出するようにしたセンサチップ（１００）を備える力学量センサ装置において、
前記センサチップ（１００）における前記支持基板（１１）の下側には、電気絶縁性の接着層（３００）を介して回路チップ（２００）が接着されており、
前記回路チップ（２００）のうち前記センサチップ（１００）が投影される領域には、前記接着層（３００）が存在しない接着層非存在領域（３１０、３１１）が設けられており、
前記接着層非存在領域（３１０、３１１）において前記回路チップ（２００）と前記支持基板（１１）とは、導電性を有する導電性部材（３２０）を介して電気的に接続されていることを特徴とする力学量センサ装置。
【請求項２】
前記接着層（３００）には、貫通穴（３１０）が設けられており、この貫通穴（３１０）が前記接着層非存在領域となっていることを特徴とする請求項１に記載の力学量センサ装置。
【請求項３】
前記接着層（３００）には、スリット（３１１）が設けられており、このスリット（３１１）が前記接着層非存在領域となっていることを特徴とする請求項１に記載の力学量センサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持基板上に可動電極および固定電極を有するセンサチップを接着層を介して回路チップ上に積層してなる力学量センサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の力学量センサ装置としては、支持基板上に、基板面と水平方向に変位可能となっている可動電極および可動電極との間に検出間隔を介して対向する固定電極を備え、力学量が印加されたときの可動電極の変位に伴う可動電極と固定電極との間の距離変化に基づいて印加力学量を検出するようにしたセンサチップを備えたものが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
この力学量センサ装置におけるセンサチップＪ１００の一般的な平面構成を図９に示す。また、図１０は、同センサチップＪ１００を図９中のＤ−Ｄ線に沿った断面にて示す概略断面図である。
【０００４】
このようなセンサチップＪ１００は、半導体基板１０に周知のマイクロマシン加工を施すことにより形成される。
【０００５】
ここでは、センサチップＪ１００を構成する半導体基板１０は、図１０に示されるように、第１の半導体層であり支持基板としての第１シリコン基板１１と第２の半導体層としての第２シリコン基板１２との間に、絶縁層としての酸化膜１３を有する矩形状のＳＯＩ基板１０である。
【０００６】
そして、このセンサチップＪ１００は、半導体基板１０の第２シリコン基板１２にトレンチエッチングを施し溝を形成することにより、梁部２２およびこれに一体形成された可動電極２４からなる可動部と、可動電極に対向した固定電極３１、４１とが形成されたものである。
【０００７】
梁部２２は、力学量の印加に応じて図９中の矢印Ｘ方向に変位するバネ機能を有するもので、この変位方向Ｘと直交する方向に延びる梁形状を有する。可動電極２４は、梁部２２に一体に形成されるとともに、梁部２２の変位方向Ｘに沿って櫛歯状に複数本配列されたものであり、梁部２２とともに変位方向Ｘに変位可能となっている。
【０００８】
また、固定電極３１、４１は、第１シリコン基板１１に固定支持され、可動電極２４における櫛歯の隙間にかみ合うように櫛歯状に複数本配列されたものであり、固定電極３１、４１の側面と可動電極２４の側面とが対向して配置されている。
【０００９】
また、可動電極２４および各固定電極３１、４１は、それぞれ配線部２５、３２、４２とつながっており、各配線部２５、３２、４２上の所定位置には、それぞれワイヤボンディング用のパッド２５ａ、３０ａ、４０ａが形成されている。これら各パッド２５ａ、３０ａ、４０ａは、図示しない回路チップとボンディングワイヤＷ１、Ｗ２、Ｗ３を介して結線され電気的に接続される。
【００１０】
ここで、図９中の左側の可動電極２４と固定電極３１との間隔に形成される容量をＣＳ１、右側の可動電極２４と固定電極４１との間隔に形成される容量をＣＳ２とする。
【００１１】
そして、このセンサチップ１００においては、力学量の印加に伴い、左右の可動電極２４と固定電極３１、４１との間の容量ＣＳ１、ＣＳ２が変化する。この変化した容量の差（ＣＳ１−ＣＳ２）に基づく信号がセンサチップ１００から出力信号として出力され、この信号は上記回路チップにて処理され、最終的に出力される。こうして力学量が検出されるようになっている。
【特許文献１】特開平１１−３２６３６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、このようなセンサチップＪ１００を回路チップ上に搭載する、すなわちセンサチップＪ１００を回路チップに積層したスタック構造を有する力学量センサ装置を形成する場合、センサチップＪ１００における支持基板１１の下側に、電気絶縁性の接着層を介して回路チップを接着することになる。
【００１３】
図１１は、そのようなスタック構造を有する力学量センサ装置の概略構成を示す斜視図である。回路チップ２００の上に、樹脂接着フィルムなどからなる接着層３００を介してセンサチップＪ１００が搭載されている。
【００１４】
図１１において、センサチップＪ１００の各ワイヤボンディング用のパッド２５ａ、３０ａ、４０ａは、回路チップ２００とボンディングワイヤＷ１、Ｗ２、Ｗ３を介して結線され電気的に接続されている。
【００１５】
また、このようなスタック構造においては、支持基板である第１シリコン基板１１の電位を形成しようとすると、図１１に示されるように、第１シリコン基板１１を横方向に拡大して、その上面に表面電極Ｊ１５０を形成し、この表面電極Ｊ１５０と回路チップ２００とをボンディングワイヤＷ４により接続する必要がある。
【００１６】
ここで、センサチップＪ１００において、支持基板である第１シリコン基板１１の電位を形成する必要性は、たとえば、可動電極２４の基板面と垂直方向への変位の異常を検査するためである。
【００１７】
たとえば、可動電極２４と支持基板１１との間に、異物が存在するような場合、基板面と垂直方向への力学量の印加により、可動電極２４が支持基板１１の方向へ変位し、当該異物と接触して、変位の異常をきたす恐れがある。
【００１８】
そのため、センサチップＪ１００において、支持基板１１に電位を与えるための電極Ｊ１５０を形成して支持基板電位を形成し、支持基板１１と可動電極２４との間に発生する電位差により静電引力を発生させ、上記検査を可能にするのである。
【００１９】
しかしながら、上記図１１に示されるような構成では、第１シリコン基板１１を横方向に拡大しているため、センサチップＪ１００のチップサイズが拡大したり、表面電極Ｊ１５０と回路チップ２００との間にワイヤボンディングを行う手間がかかったりする。
【００２０】
本発明は、上記問題に鑑み、支持基板上に可動電極および固定電極を有するセンサチップを接着層を介して回路チップ上に積層してなる力学量センサ装置において、ワイヤボンディングを行ったりセンサチップのサイズを拡大したりすることなく、支持基板に電位を形成できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、支持基板（１１）上に、基板面と水平方向に変位可能となっている可動電極（２４）および可動電極（２４）との間に検出間隔を介して対向する固定電極（３１、４１）を備え、力学量が印加されたときの可動電極（２４）の変位に伴う可動電極（２４）と固定電極（３１、４１）との間の距離変化に基づいて印加力学量を検出するようにしたセンサチップ（１００）を備える力学量センサ装置において、センサチップ（１００）における支持基板（１１）の下側には、電気絶縁性の接着層（３００）を介して回路チップ（２００）が接着されており、回路チップ（２００）のうちセンサチップ（１００）が投影される領域には、接着層（３００）が存在しない接着層非存在領域（３１０、３１１）が設けられており、接着層非存在領域（３１０、３１１）において回路チップ（２００）と支持基板（１１）とは、導電性を有する導電性部材（３２０）を介して電気的に接続されていることを特徴としている。
【００２２】
それによれば、接着層非存在領域（３１０、３１１）において回路チップ（２００）と支持基板（１１）とは、導電性部材（３２０）を介して電気的に接続されているため、ワイヤボンディングを行わなくても、回路チップ（２００）から導電性部材（３２０）を介して電気信号を支持基板（１１）に与えることができ、それにより支持基板（１１）に電位を形成することができる。
【００２３】
また、この導電性部材（３２０）は、接着層非存在領域（３１０、３１１）すなわち回路チップ（２００）のうちセンサチップ（１００）が投影される領域の中に形成されるため、導電性部材（３２０）を設けるために、あえてセンサチップ（１００）のサイズを拡大する必要がない。
【００２４】
したがって、本発明によれば、支持基板（１１）上に可動電極（２４）および固定電極（３１、４１）を有するセンサチップ（１００）を接着層（３００）を介して回路チップ（２００）上に積層してなる力学量センサ装置において、ワイヤボンディングを行ったりセンサチップ（１００）のサイズを拡大したりすることなく、支持基板（１１）に電位を形成することができる。）
ここで、請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載の力学量センサ装置において、接着層（３００）に貫通穴（３１０）を設け、この貫通穴（３１０）を接着層非存在領域とすることができる。
【００２５】
また、請求項３に記載の発明のように、請求項１に記載の力学量センサ装置において、接着層（３００）にスリット（３１１）を設け、このスリット（３１１）を接着層非存在領域としてもよい。
【００２６】
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を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
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、各図相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
【００２８】
本実施形態は、力学量センサ装置として、差動容量式の半導体加速度センサ装置（容量式加速度センサ装置）について本発明を適用したものである。この加速度センサ装置は、たとえば、エアバッグ、ＡＢＳ、ＶＳＣ等の作動制御を行うための自動車用加速度センサやジャイロセンサなどに適用することができる。
【００２９】
図１は本実施形態に係る加速度センサ装置におけるセンサチップ１００の概略平面図、図２は図１中のＡ−Ａ線に沿ったセンサチップ１００の概略断面図、図３は図１中のＢ−Ｂ線に沿ったセンサチップ１００の概略断面図である。
【００３０】
また、図４はセンサチップ１００を回路チップ２００に搭載した状態すなわち本実施形態に加速度センサ装置を図１中のＢ−Ｂ線に沿って示す概略断面図であり、図５は図４に示される加速度センサ装置の概略構成を示す斜視図である。
【００３１】
まず、センサチップ１００について説明する。このセンサチップ１００は、半導体基板１０に周知のマイクロマシン加工を施すことにより形成される。
【００３２】
本例では、センサチップ１００を構成する半導体基板１０は、図２および図３に示されるように、第１の半導体層としての第１シリコン基板１１と第２の半導体層としての第２シリコン基板１２との間に、絶縁層としての酸化膜１３を有する矩形状のＳＯＩ基板１０である。ここで、第１シリコン基板１１は支持基板として構成されている。
【００３３】
第２シリコン基板１２には、溝部１４を形成することにより、可動部２０および固定部３０、４０よりなる櫛歯形状を有する梁構造体が形成されている。
【００３４】
また、第２シリコン基板１２のうち上記梁構造体２０〜４０の形成領域に対応した部位は、図１中の破線の矩形１５に示されるように、酸化膜１３と離間するように薄くなっている。この矩形１５の部分は、第２シリコン基板１２における薄肉部１５ということにする。
【００３５】
このようなセンサチップ１００は、たとえば、次のようにして製造される。ＳＯＩ基板１０の第２シリコン基板１２にフォトリソグラフ技術を用いて梁構造体に対応した形状のマスクを形成する。
【００３６】
その後、ＣＦ4やＳＦ6等のガスを用いてドライエッチング等にてトレンチエッチングを行い、溝１４を形成することによって、梁構造体２０〜４０のパターンを一括して形成する。
【００３７】
続いて、さらにエッチングを進め、サイドエッチングにより、さらに第２シリコン基板１２の下部を除去し、上記薄肉部１５を形成する。このようにしてセンサチップ１００を製造することができる。
【００３８】
このセンサチップ１００において、薄肉部１５としての可動部２０は、細長四角形状の錘部２１の両端が、バネ部２２を介してアンカー部２３ａおよび２３ｂに一体に連結された構成となっている。
【００３９】
これらアンカー部２３ａおよび２３ｂは、図３に示されるように、酸化膜１３に固定されており、酸化膜１３を介して支持基板としての第１シリコン基板１１上に支持されている。これによって、薄肉部１５である錘部２１およびバネ部２２は、酸化膜１３から離間した状態となっている。
【００４０】
ここでは、バネ部２２は、図１に示されるように、平行な２本の梁がその両端で連結された矩形枠状をなしており、２本の梁の長手方向と直交する方向に変位するバネ機能を有するものである。
【００４１】
具体的に、バネ部２２は、図１中の矢印Ｘ方向の成分を含む加速度を受けたときに錘部２１を基板面水平方向にて矢印Ｘ方向へ変位させるとともに、加速度の消失に応じて元の状態に復元させるようになっている。
【００４２】
よって、このようなバネ部２２を介して半導体基板１０に連結された可動部２０は、加速度の印加に応じて、酸化膜１３すなわち支持基板１１上において基板面水平方向にて上記矢印Ｘ方向へ変位可能となっている。
【００４３】
また、図１に示されるように、可動部２０は、薄肉部１５としての櫛歯状の可動電極２４を備えている。この可動電極２４は、上記錘部２１の長手方向（矢印Ｘ方向）と直交した方向にて、錘部２１の両側面から互いに反対方向へ延びる梁形状をなす複数本のものである。
【００４４】
言い換えれば、可動電極２４は、上記錘部２１の長手方向（バネ部２２の変位方向、矢印Ｘ方向）を配列方向とし、この配列方向に沿って櫛歯状に複数本配列されたものとなっている。
【００４５】
図１では、可動電極２４は、錘部２１の左側および右側にそれぞれ４個ずつ突出して形成されており、各可動電極２４は断面矩形の梁状に形成されて、酸化膜１３から離間した状態となっている。
【００４６】
このように、各可動電極２４は、梁部２２および錘部２１と一体的に形成されることにより、梁部２２および錘部２１とともに、基板面水平方向にて矢印Ｘ方向へ変位可能となっている。
【００４７】
また、図１〜図３に示されるように、固定部３０、４０は、薄肉部１５の外周部のうちアンカー部２３ａ、２３ｂが支持されていないもう１組の対向辺部の外周にて、酸化膜１３に固定されている。そして、固定部３０、４０は酸化膜１３を介して支持基板としての第１シリコン基板１１上に支持されている。
【００４８】
図１において、錘部２１の左側に位置する固定部３０は、左側固定電極３１および左側固定電極用配線部３２とから構成されている。一方、図１において、錘部２１の右側に位置する固定部４０は、右側固定電極４１および右側固定電極用配線部４２とから構成されている。
【００４９】
本例では、図１に示されるように、各固定電極３１、４１は薄肉部１５であり、可動電極２４における櫛歯の隙間にかみ合うように櫛歯状に複数本配列されたものである。
【００５０】
ここで、図１においては、錘部２１の左側については、個々の可動電極２４に対して矢印Ｘ方向に沿って上側に左側固定電極３１が設けられており、一方、錘部２１の右側については、個々の可動電極２４に対して矢印Ｘ方向に沿って下側に右側固定電極４１が設けられている。
【００５１】
このように、基板面水平方向において個々の可動電極２４に対して、それぞれ固定電極３１、４１が対向して配置されており、各対向間隔において、可動電極２４の側面（つまり検出面）と固定電極３１、４１の側面（つまり検出面）との間に容量を検出するための検出間隔が形成されている。
【００５２】
また、左側固定電極３１と右側固定電極４１とは、それぞれ互いに電気的に独立している。そして、各固定電極３１、４１は、可動電極２４に対して略平行に延びる断面矩形の梁状に形成されている。
【００５３】
ここで、左側固定電極３１および右側固定電極４１は、それぞれ、酸化膜１３を介して支持基板１１に固定されている各固定電極用配線部３２、４２に片持ち状に支持された状態となっている。そして、各固定電極３１、４１は、酸化膜１３から離間した状態となっている。
【００５４】
このように、左側固定電極３１および右側固定電極４１については、それぞれの複数本の電極が、電気的に共通した各配線部３２、４２にまとめられた形となっている。
【００５５】
また、左側固定電極用配線部３２および右側固定電極用配線部４２上の所定位置には、それぞれ、左側固定電極用パッド３０ａおよび右側固定電極用パッド４０ａが形成されている。
【００５６】
また、一方のアンカー部２３ｂと一体に連結された状態で、可動電極用配線部２５が形成されており、この配線部２５上の所定位置には、可動電極用パッド２５ａが形成されている。上記の各電極用パッド２５ａ、３０ａ、４０ａは、たとえばアルミニウムをスパッタや蒸着することなどにより形成されている。
【００５７】
かかる構成を有するセンサチップ１００は、図４、図５に示されるように、センサチップ１００における支持基板すなわち第１シリコン基板１１と回路チップ２００とを対向した状態で、回路チップ２００上に配置され、電気絶縁性の接着層３００を介して回路チップ２００と接着されている。
【００５８】
この回路チップ２００は、センサチップ１００からの出力信号を処理するための検出回路（後述の図７参照）や、検査用の回路が形成されたものである。たとえば、回路チップ２００は、シリコン基板等の半導体基板に半導体プロセスを用いてＭＯＳトランジスタ素子などを形成し、回路を構成したものである。
【００５９】
そして、センサチップ１００における第２シリコン基板１２側に形成された上記各電極用パッド２５ａ、３０ａ、４０ａは、回路チップ２００とボンディングワイヤＷ１、Ｗ２、Ｗ３を介して電気的に接続されている。このボンディングワイヤＷ１〜Ｗ３は、金やアルミニウムなどを用いたワイヤボンディングにより形成される。
【００６０】
ここで、接着層３００は、電気絶縁性材料からなるもので、たとえばポリイミド樹脂からなる接着フィルムや、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂などからなる接着剤から構成されたものにできる。
【００６１】
ここで、図６は、図４および図５に示される本実施形態の加速度センサ装置における接着層３００の概略平面図である。
【００６２】
この図６および上記図４に示されるように、回路チップ２００のうちセンサチップ１００が投影される領域には、接着層３００が存在しない接着層非存在領域３１０が設けられている。本例では、接着層３００には、貫通穴３１０が設けられており、この貫通穴３１０が接着層非存在領域３１０となっている。
【００６３】
そして、図４に示されるように、接着層非存在領域３１０すなわち貫通穴３１０において、回路チップ２００とセンサチップ１００の支持基板すなわち第１シリコン基板１１とは、導電性を有する導電性部材３２０を介して電気的に接続されている。
【００６４】
この導電性部材３２０としては、特に限定されるものではないが、たとえば、バンプ、はんだ、導電性接着剤などを採用することができる。それにより、本実施形態の加速度センサ装置においては、回路チップ２００から導電性部材３００を介して電気信号を第１シリコン基板１１に与え、電位を形成することができるようになっている。
【００６５】
このように、本実施形態では、可動電極２４および各固定電極３１、４１は、ボンディングワイヤＷ１〜Ｗ３を介して回路チップ２００と電気的に接続され、支持基板としての第１シリコン基板１１は導電性部材３２０を介して回路チップ２００と電気的に接続されている。
【００６６】
このような本実施形態の加速度センサ装置は、例えば、回路チップ２００上に導電性部材３２０を設けるとともに、接着層３００を配設した後、センサチップ１００を回路チップ２００に搭載し、接着層３００を介した接着を行うとともに、導電性部材３２０を介した電気接続を行うことにより、組み付けることができる。
【００６７】
なお、接着層３００としては、上述したように、接着フィルムでも接着剤でもよいが、センサ特性上はフィルムであることが好ましい。接着フィルムの場合、回路チップ２００上に貼り付ければよく、接着剤の場合、回路チップ２００上に塗布してセンサチップ１００を搭載した後、硬化すればよい。
【００６８】
また、接着層３００に接着層非存在領域３１０にあたっては、接着層３００がフィルムの場合、あらかじめ接着層３００をカットして貫通穴３１０を開けるなどにより実現できる。また、接着層３００が接着剤の場合、回路チップ２００上に塗布する際に接着層非存在領域３１０をマスクするなどにより選択的な塗布を行えばよい。
【００６９】
次に、本加速度センサ装置の検出動作について説明する。本実施形態では、加速度の印加に伴う可動電極２４と固定電極３１、４１との間の容量変化に基づいて加速度を検出するようになっている。
【００７０】
上述したように、センサチップ１００においては、個々の可動電極２４の側面（つまり検出面）に対してそれぞれ固定電極３１、４１の側面（つまり検出面）が対向して設けられており、これら両電極３１、４２の側面の各対向間隔において、容量を検出するための検出間隔が形成されている。
【００７１】
ここで、左側固定電極３１と可動電極２４との間隔に、検出容量として第１の容量ＣＳ１が形成されており、一方、右側固定電極４１と可動電極２４との間隔に、検出容量として第２の容量ＣＳ２が形成されているとする。
【００７２】
そして、センサチップ１００において、基板面水平方向において上記図１中の矢印Ｘ方向へ加速度が印加されると、バネ部２２のバネ機能により、アンカー部を除く可動部２０全体が一体的に矢印Ｘ方向へ変位し、当該矢印Ｘ方向への可動電極２４の変位に応じて上記各容量ＣＳ１、ＣＳ２が変化する。
【００７３】
たとえば、上記図１において、可動部２０が、矢印Ｘ方向に沿って下方へ変位したときを考える。このとき、左側固定電極３１と可動電極２４との間隔は広がり、一方、右側固定電極４１と可動電極２４との間隔は狭まる。
【００７４】
よって、可動電極２４と固定電極３１、４１による差動容量（ＣＳ１−ＣＳ２）の変化に基づいて、矢印Ｘ方向の加速度を検出することができる。
【００７５】
具体的には、この容量の差（ＣＳ１−ＣＳ２）に基づく信号が半導体加速度センサ１００から出力信号として出力され、この信号は上記回路チップ２００にて処理され、最終的に出力される。
【００７６】
図７は、本半導体加速度センサ１００における加速度を検出するための検出回路４００の一例を示す回路図である。
【００７７】
この検出回路４００において、スイッチドキャパシタ回路（ＳＣ回路）４１０は、容量がＣｆであるコンデンサ４１１、スイッチ４１２および差動増幅回路４１３を備え、入力された容量差（ＣＳ１−ＣＳ２）を電圧に変換するものとなっている。
【００７８】
そして、本加速度センサ装置においては、たとえば、左側固定電極用パッド３０ａから振幅Ｖｃｃの搬送波１、右側固定電極用パッド４０ａから搬送波１と位相が１８０°ずれた搬送波２を入力し、ＳＣ回路４１０のスイッチ４１２を所定のタイミングで開閉する。
【００７９】
そして、矢印Ｘ方向の印加加速度は、下記の数式１に示す様に、電圧値Ｖ０として出力される。
【００８０】
（数１）
Ｖ０＝（ＣＳ１−ＣＳ２）・Ｖｃｃ／Ｃｆ
このようにして、加速度の検出がなされる。
【００８１】
ところで、本実施形態によれば、支持基板１１上に、基板面と水平方向に変位可能となっている可動電極２４および可動電極２４との間に検出間隔を介して対向する固定電極３１、４１を備え、加速度が印加されたときの可動電極２４の変位に伴う可動電極２４と固定電極３１、４１との間の距離変化に基づいて印加加速度を検出するようにしたセンサチップ１００を備え、センサチップ１００における支持基板１１の下側には、電気絶縁性の接着層３００を介して回路チップ２００が接着されており、回路チップ２００のうちセンサチップ１００が投影される領域には、接着層３００が存在しない接着層非存在領域３１０が設けられており、接着層非存在領域３１０において回路チップ２００と支持基板１１とは、導電性を有する導電性部材３２０を介して電気的に接続されていることを特徴とする加速度センサ装置が提供される。
【００８２】
それによれば、接着層非存在領域３１０において回路チップ２００と支持基板１１とは、導電性部材３２０を介して電気的に接続されているため、ワイヤボンディングを行わなくても、回路チップ２００から導電性部材３２０を介して電気信号を支持基板１１に与えることができ、それにより支持基板１１に電位を形成することができる。
【００８３】
また、この導電性部材３２０は、接着層非存在領域３１０すなわち回路チップ２００のうちセンサチップ１００が投影される領域の中に形成されるため、導電性部材３２０を設けるために、あえてセンサチップ１００のサイズを拡大する必要がない。
【００８４】
したがって、本実施形態によれば、支持基板１１上に可動電極２４および固定電極３１、４１を有するセンサチップ１００を接着層３００を介して回路チップ２００上に積層してなる加速度センサ装置において、ワイヤボンディングを行ったりセンサチップ１００のサイズを拡大したりすることなく、支持基板１１に電位を形成することができる。
【００８５】
そして、本実施形態によれば、支持基板１１に電位を形成し、この電位は回路チップ２０で制御できることから、たとえば、支持基板１１と可動電極２４との間に発生する電位差により静電引力を発生させ、可動電極２４の基板面と垂直方向（図２、図３中の矢印Ｚ方向）への変位の異常を検査することができる。
【００８６】
また、上記図４および図６に示される例では、接着層３００に貫通穴３１０を設け、この貫通穴３１０を接着層非存在領域としていた。この図示例では、接着層３００の中央部に貫通穴３１０を設けていたが、これに限定されるものではなく、貫通穴３１０は接着層３００の周辺部に設けてもよい。
【００８７】
また、貫通穴３１０の穴形状も、四角形状でも丸形状でもそれ以外の形状でもよい。また、たとえば導電性部材３２０としてバンプを採用した場合、このバンプのサイズは、半導体プロセスなどで形成される通常のバンプの大きさでよい。そして、貫通穴３１０の穴の大きさも、前記バンプが入り込み可能な大きさであれば良く、さほど大きくする必要はないため、接着層３００による接着力も確保される。
【００８８】
ここで、図８（ａ）、（ｂ）は、接着層３００における接着層非存在領域３１０、３１１の各種の変形例を示す平面図である。
【００８９】
たとえば、図８（ａ）に示されるように、接着層３００に切り欠き部としてのスリット３１１を設け、このスリット３１１を接着層非存在領域としてもよい。また、図８（ｂ）に示されるように、接着層３００を分割して設け、分割された隙間を接着層非存在領域としてもよい。
【００９０】
さらには、図示しないが、接着層３００の平面サイズを、回路チップ２００のうちセンサチップ１００が投影される領域つまりセンサチップ１００の平面サイズよりも一回り小さいものとし、接着層３００の外周を接着層非存在領域とし、そこに導電性部材を設けてもよい。それによれば、センサチップ１００の周辺部にて導電性部材による接続が可能になる。
【００９１】
（他の実施形態）
なお、上記実施形態のセンサチップ１００では、可動電極２４は櫛歯状に複数本配列されたものであり、固定電極３１、４１は、可動電極２４における櫛歯の隙間にかみ合うように櫛歯状に複数本配列されたものであるが、これら電極の構成は、これに限定されるものではない。
【００９２】
また、センサチップは、支持基板上に、基板面と水平方向に変位可能となっている可動電極および可動電極との間に検出間隔を介して対向する固定電極を備え、力学量が印加されたときの可動電極の変位に伴う両電極間の距離変化に基づいて印加力学量を検出するものであればよく、センサチップにおける支持基板、可動電極、固定電極は半導体からなるもの以外であってもよい。
【００９３】
また、本発明は、上記した加速度センサ装置以外にも、力学量として角速度を検出する角速度センサ等の力学量センサ装置に対しても適用可能である。
【００９４】
要するに、本発明は、支持基板上に可動電極および固定電極を有するセンサチップを接着層を介して回路チップ上に積層してなる力学量センサ装置において、接着層に接着層非存在領域を設け、この接着層非存在領域にて導電性部材を介して回路チップと支持基板とを電気的に接続させたことを要部としたものであり、その他の細部については適宜設計変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の実施形態に係る加速度センサ装置におけるセンサチップの概略平面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線に沿ったセンサチップの概略断面図である。
【図３】図１中のＢ−Ｂ線に沿ったセンサチップの概略断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る加速度センサ装置を図１中のＢ−Ｂ線に沿って示す概略断面図である。
【図５】図４に示される加速度センサ装置の概略構成を示す斜視図である。
【図６】上記実施形態に係る接着層の平面図である。
【図７】上記実施形態に係る加速度センサ装置の検出回路図である。
【図８】接着層における接着層非存在領域の各種の変形例を示す平面図である。
【図９】従来の力学量センサ装置におけるセンサチップの一般的な平面構成を示す図である。
【図１０】図９に示されるセンサチップを図９中のＤ−Ｄ線に沿った断面にて示す概略断面図である。
【図１１】センサチップを回路チップに積層したスタック構造を有する力学量センサ装置の概略構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００９６】
１１…支持基板としての第１シリコン基板、２４…可動電極、
３１…第１の固定電極、４１…第２の固定電極、１００…センサチップ、
２００…回路チップ、３００…接着層、３１０…接着層非存在領域としての貫通穴、
３１１…接着層非存在領域としてのスリット、３２０…導電性部材。
【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】
2005227089.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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