(57)【要約】      （修正有）【課題】主にＭＥＭＳ技術を利用してダイアフラムを形成したセンサーの機能を有する半導体チップ構造の小型化を行う。【解決手段】半導体チップは、平面視形状が多角形状をし、外周部のスクライブライン領域の内側に存在する有効領域１７の中央にセンサー機能を有し、有効領域１７内の２つの頂角の内側に電極パッド２１，２３が設けられており、ボンディング可能な大きさの正方形状の仮想電極パッドを頂角に最も近づけて形成すると仮想し、頂角の頂点３１と、仮想電極パッドにおける頂点３１から最も離れた位置との距離をＬｓとし、頂角の角度を２θとするとき、電極パッド２１，２３は、半径Ｒの円形状をし、半径Ｒは、Ｒ＜Ｌｓ／（１＋（１／ｓｉｎθ））である。【選択図】図２
2012206229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面視形状が多角形状をし、外周部のスクライブライン領域の内側に存在する有効領域中央にセンサー機能を有する半導体チップにおいて、
前記有効領域内であって少なくとも２つの頂角の内側のそれぞれに電極パッドが設けられており、
ボンディング可能な大きさの正方形状の仮想電極パッドを頂角に最も近づけて形成すると仮想し、前記頂角の頂点と、前記仮想電極パッドにおける前記頂点から最も離れた位置との距離をＬｓとし、前記頂角の角度を２θとするとき、
前記電極パッドの少なくとも１つが、前記頂点を基準とした前記距離Ｌより小さい距離の範囲に、半径Ｒの円を内包する形状に形成されており、
前記半径Ｒは、
Ｒ  ＞  ０．８６＊Ｌｓ／（１＋（１／ｓｉｎθ））
である
ことを特徴とする半導体チップ。
【請求項２】
前記多角形状は菱形状であり、
前記電極パッドは、２つあり、菱形における鋭角の頂角のそれぞれに形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体チップ。
【請求項３】
前記菱形における前記鋭角の角度が６９．６度以上７１．６度以下の範囲内の角度である
ことを特徴とする請求項２に記載の半導体チップ。
【請求項４】
前記多角形状は正方形状であり、
前記電極パッドは、２つあり、正方形における対角のそれぞれに形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体チップ。
【請求項５】
前記電極パッドは、円形状をすると共に、前記有効領域とスクライブライン領域との境界に接する状態で形成されている
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の半導体チップ。
【請求項６】
前記距離Ｌｓが４００μｍよりも小さい
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の半導体チップ。
【請求項７】
前記電極パッドの形状が、直径５０μｍ以上の円形状、もしくは直径５０μｍ以上の円形状を内包する多角形状である
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の半導体チップ。
【請求項８】
半導体チップは、中央部に貫通孔を有し、当該貫通孔上にダイアフラムを有するセンサーチップである
ことを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の半導体チップ。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか１項に記載の半導体チップを搭載してなる
ことを特徴とするセンサーモジュール。
【請求項１０】
請求項９に記載するセンサーモジュールを搭載してなる
ことを特徴とする携帯用電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主にＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術を利用したセンサーの機能を有する半導体チップ、センサーモジュール及び携帯用電子機器に係わるものであり、特に、ダイアフラムを有する半導体チップの小型化に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、シリコンなどの半導体ＬＳＩ製造分野で使用される微細加工技術を利用して、ＭＥＭＳ技術が発展している。ＭＥＭＳ技術を利用することにより、加速度センサー、圧力センサー、音響センサーなどの各種微細部品が提案・商品化されている。
【０００３】
これらＭＥＭＳ技術を利用したセンサーは、例えば特許文献１に開示されているように、加速度変動や圧力変動を検知するために、振動する部位にダイアフラムを有する構造（以下、ダイアフラム構造と称する）の半導体チップを備えている。
【０００４】
以下、従来のダイアフラム構造の第一の半導体チップ（特許文献１参照）と第二の半導体チップ（特許文献２参照）について説明する。
図１１は、従来のセンサーにおける第一の半導体チップの構造を示す概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ’線の断面図である。
【０００５】
なお、図１１は、第一の半導体チップにおけるダイアフラムと電極パッドとの位置関係に着目した図であり、実際の半導体チップの平面図および断面図と異なる。
半導体チップ９０１は、半導体基板９０３の貫通孔９０５をダイアフラム９０７で覆うようにした構造であり、ダイアフラム９０７が音、圧力、加速度などにより振動してセンサーとして働く。このダイアフラム９０７の信号を電極パッド９０９，９１１から取り出すことによって各種センサーとして利用することが可能となる。
【０００６】
ダイアフラム９０７は、通常その面積が大きいほど、センサーの対象となる音、圧力、加速度等によって生じる変位に対して高感度となる。一方で、半導体チップ９０１はその大きさが大きくなると、製造コストが高くなり、コストの面からも可能な限り小さくする必要がある。
【０００７】
図１１の（ａ）においては、半導体基板９０３は、平面視形状が正方形状をし、その外周部分が、半導体チップ９０１をウエハーから分割する際に必要となるスクライブライン領域９１３となっており、当該スクライブライン領域９１３の内側部分が要素を構成できる有効領域９１５となっている。
【０００８】
ダイアフラム９０７は、半導体基板９０３の中央に円形状に設けられている。電極パッド９０９，９１１は、有効領域９１５内であって最も広い面積が確保できる領域に設けられている。具体的には、正方形状をした有効領域９１５の頂角の内側であって、可能な限りスクライブライン領域９１３に接近して設けられている。
【０００９】
電極パッド９０９，９１１は、通常金メッキが施されており、金線のワイヤーボンダを用いて、増幅などの機能を有する外部の半導体チップ等の配線パターンと接続されて実用に供される。このため、電極パッド９０９，９１１は、ワイヤーボンダが有するボンディングの誤差を許容し、安定したボンディングが可能となるよう、通常は１００［μｍ角］程度の大きさが必要とされている。
【００１０】
金属パッド９０９，９１１を形成するパッド形成領域は、有効領域９１５の一つの頂角と、当該頂角の対角との対角線上を長さ９Ｌｓ移動した位置との間に位置する。ここで、長さ９Ｌｓは、半導体基板９０３の有効領域９１５の対角線長さの１／２（図中の「９Ｌ１」である。）からダイアフラム９０７の半径となる機能領域の半径９Ｒ１と、機能領域とパッド形成領域の間に設けるべきマージン９Ｓとを差し引いた長さとなる。
【００１１】
この領域に有効領域９１５の外縁と対角線を共有する形で、正方形状の電極パッド９０９，９１１が形成されている。つまり、正方形状をした金属パッド９０９，９１１における隣接する２辺が有効領域９１５とスクライブライン領域９１３との境界線と一致し、金属パッド９０９，９１１の対角線と有効領域９１５の対角線とが一致している。
【００１２】
図１２は、従来のセンサーにおける第二の半導体チップの構造を示す概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ’線の断面図である。
第二の半導体チップ９５１は、ダイアフラム９５７の面積と電極パッド９５９，９６１の大きさとを確保しつつ全体の大きさを小型化するために、半導体基板９５３の平面視形状を菱形状とし、その鋭角側の頂角の内側に正方形状の電極パッド９５９，９６１を形成する構造としている（特許文献２参照）。
【００１３】
本構造において鋭角側の頂角は７０．６度である。これは、この角度のときに、半導体基板９５３の６角形の貫通孔９５５を、シリコン基板の面方位の特性からプロセスコストの低いウエットエッチプロセスによって有効に形成できるためである。
【００１４】
このような構成にすることにより、大きなダイアフラム９５７を小さな半導体基板９５３に形成することができ、菱形状をした半導体基板９５３の形状により、無駄な領域となっていた、電極パッド９５９を形成しない鈍角側の一対の頂角の内側の面積を削減することができ、結果的に、半導体チップ９５１の外形が正方形状の場合に比べて小型化している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特許第３８７３６３０号
【特許文献２】特開２００９−３３６９８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、従来のダイアフラム構造と電極パッド形状を持つ半導体チップにおいては、そのサイズをさらに縮小する要望がある。
また、昨今、コスト削減の強い要請に反して、センサーとしての高性能を求める動きが非常に強くなっている。このため、性能確保のためにダイアフラムの面積を縮小せず、その他の構成要素の縮小が求められている。一方で、電極パッドの大きさは、ワイヤーボンダのボンディング位置精度に応じてその大きさを確保する必要があるため、サイズの縮小は困難である。
【００１７】
前記に鑑み、本発明は、感度というセンサーとしての性能を損なうことの無いよう、ダイアフラムの面積を確保しつつ、ボンディングにおける必要精度を高めることなく電極パッドの占有領域を削減して、半導体チップを小型化する技術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】
【００１８】
前記の目的を達成するために本発明は、平面視形状が多角形状をし、外周部のスクライブライン領域の内側に存在する有効領域中央にセンサー機能を有する半導体チップにおいて、前記有効領域内であって少なくとも２つの頂角の内側のそれぞれに電極パッドが設けられており、ボンディング可能な大きさの正方形状の仮想電極パッドを頂角に最も近づけて形成すると仮想し、前記頂角の頂点と、前記仮想電極パッドにおける前記頂点から最も離れた位置との距離をＬｓとし、前記頂角の角度を２θとするとき、前記電極パッドの少なくとも１つが、前記頂点を基準とした前記距離Ｌｓより小さい距離の範囲に、半径Ｒの円を内包する形状に形成されており、前記半径Ｒは、  Ｒ  ＞  ０．８６＊Ｌｓ／（１＋（１／ｓｉｎθ））であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明では、上記構成を有するため、電極パッドを従来の正方形状の電極パッドよりも小さくできる。これにより、必要なダイアフラムの面積を確保しつつチップ全体を小型化することができる。
【００２０】
また、電極パッドの少なくとも１つが、  Ｒ  ＞  ０．８６＊Ｌｓ／（１＋（１／ｓｉｎθ））  の半径の円を内包する形状に形成されているため、電極パッドに必要な面積を確保することができる。
【００２１】
また、前記多角形状は菱形状であり、前記電極パッドは、２つあり、菱形における鋭角の頂角のそれぞれに形成されていることを特徴とし、この場合、さらに、前記菱形における前記鋭角の角度が６９．６度以上７１．６度以下の範囲内の角度であることを特徴とし、あるいは、前記多角形状は正方形状であり、前記電極パッドは、２つあり、正方形における対角のそれぞれに形成されていることを特徴としている。
【００２２】
また、前記電極パッドは、円形状をすると共に、前記有効領域とスクライブライン領域との境界に接する状態で形成されていることを特徴とし、あるいは、前記距離Ｌが４００μｍよりも小さいことを特徴とし、さらに、前記電極パッドの形状が直径５０μｍ以上の円形状、もしくは直径５０μｍ以上の円形状を内包する多角形であることを特徴とし、半導体チップは、中央部に貫通孔を有し、当該貫通孔上にダイアフラムを有するセンサーチップであることを特徴としている。
【００２３】
さらに、本発明に係るセンサーモジュールは、上記構成の半導体チップを搭載してなることを特徴とし、あるいは、本発明に係る携帯用電子機器は、上記構成のセンサーモジュールを搭載してなることを特徴としている。なお、ここでいう、携帯用電子機器とは、携帯電話、録音機能付きオーディオプレーヤ、録音機能付きデジタルカメラ、デジタルビデオ等を含む概念である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１の実施形態に係るセンサー用のダイアフラムを有する半導体チップの概略図であり、（ａ）は半導体チップの平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ’線の断面図である。
【図２】平面視におけるダイアフラムおよび電極パッドの位置関係を示す図である。
【図３】電極パッドのワイヤーボンドにおける必要な位置精度とパッド形状の有効距離の関係を示す斜視図である。
【図４】正方形状の電極パッドの有効距離を説明する図である。
【図５】円形状の電極パッドに対する正方形状の電極パッドの有効距離の比を示す図である。
【図６】同じ有効距離の円形状の電極パッドと正方形状の電極パッドとを比較するための説明図である。
【図７】平面視における、第２の実施形態に係るダイアフラムおよび電極パッドの位置関係を示す図である。
【図８】第３の実施形態に係るセンサー用のダイアフラムを有する半導体チップの平面図である。
【図９】センサーモジュールの概略図であり、（ａ）はセンサーモジュールの平面図、(ｂ)は（ａ）のＡ−Ａ’線での断面図である。
【図１０】変形例に係る電極パッドを示す図である。
【図１１】従来のセンサーにおける第一の半導体チップの構造を示す概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ’線の断面図である。
【図１２】従来のセンサーにおける第二の半導体チップの構造を示す概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ’線の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
実施形態で説明している形状、材料、数値等の形態は好ましい例を示しているだけであり、本発明はこの形態に限定されることはない。また、本発明の技術的思想の範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能であり、他の実施形態や変形例等の組み合わせは、矛盾が生じない範囲で可能である。
＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態に係るダイアフラム構造（各種センサーに用いられるダイアフラム構造）を有する半導体チップについて、図面を参照しながら説明する。
【００２６】
図１は第１の実施形態に係るセンサー用のダイアフラムを有する半導体チップの概略図であり、（ａ）は半導体チップの平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ’線の断面図である。
１．全体構成
図１に示すように、半導体チップ１は、半導体基板３と、当該半導体基板３の上面に設けられた多層膜５とを備える。半導体基板３は、その中央を厚み方向に貫通する貫通孔７を有する。多層膜５は、同図の（ｂ）の拡大図に示すように、半導体基板３側から振動膜９と固定膜１１とを所定間隔をおいて有し、振動膜９における貫通孔７上に位置する部分によってダイアフラム１３が構成されている。つまり、半導体チップ１は、貫通孔７を有する半導体基板３上にダイアフラム１３を形成した、所謂、ダイアフラム構造をしている。
【００２７】
このダイアフラム１３が音や加速度変動や圧力変動により振動し、この振動変位を電気的に検知することにより、各種センサーとして利用することができる。
本実施形態における半導体チップ１は、音圧を電気信号に変換する音響センサーである。なお、言うまでもなく、他のセンサー、例えば加速度センサー等であっても良い。
２．半導体基板
半導体基板３は、図１の（ａ）に示すように、平面視における形状（以下、単に「平面視形状」ともいう。）が菱形状をしている。半導体基板３の外周部分が、半導体チップ１をウエハーから分割する際に必要となるスクライブライン領域１５となっており、当該スクライブライン領域１５の内側部分が要素を構成できる有効領域１７となっている。ここで、半導体基板３の主面であって多層膜５が形成されている側の面を上面とし、反対面を底面とする。
【００２８】
半導体基板３は、上面から底面まで貫通する貫通孔７を平面視において有効領域１７の中央に有している。貫通孔７は、平面視において、多角形状、ここでは、六角形状をし、六角形状を構成する対向する２つの頂角が菱形状の半導体基板３の鈍角側の頂角に沿う状態で形成されている。これにより、平面視において、半導体基板３の上面における貫通孔７の占有比率（半導体基板３の有効領域１７の面積に対する貫通孔７の開口面積の比率である。）を高めることができる。
【００２９】
六角形状の貫通孔７は、半導体基板３としては（１１０）面方位のシリコン基板を使用することで実施できる。具体的には、半導体基板３の底面側に例えば菱形状のマスク膜をパターン形成し、例えばＫＯＨ等のエッチング溶液を用いてアルカリエッチングを行うと、（１１０）面と比較してエッチングレートが５０〜１００倍程度遅い（１１１）面を露出させながら（１１０）面がエッチングされる。
【００３０】
ここで、菱形状マスクパターンとしては、例えば、対向する２つの頂角（対角線のうち長軸側の頂角である。）の内角を７０．６±１度の範囲内に設定し且つ残り２つの頂角（対角線のうち短軸側の頂角である。）の内角を１０９．４±１度の範囲内に設定したものを使用する。なお、菱形状マスクパターンの頂角の内角の角度は、シリコン基板製造時の結晶面誤差を考慮した上で設定される。
【００３１】
このように、半導体チップ１（半導体基板３）の平面視形状を菱形状とすることにより、チップ面積に対するダイアフラム１３（貫通孔７）の有効面積率をさらに向上させることができる。特に、半導体基板３の平面視形状を前述の菱形状マスクパターンの相似形とした場合、つまり、半導体基板３の平面視形状である菱形の頂角のうち互いに対向する２つの頂角の内角を７０．６±１度の範囲内に設定し且つその他の２つの頂角の内角を１０９．４±１度の範囲内に設定した場合には、ダイアフラム１３の有効面積率をより一層向上させることが可能となっている。
３．多層膜
多層膜５は、上述のように、振動膜９、固定膜１１等が積層された構造であり、平面視形状が半導体基板３の有効領域１７の平面視形状と同じ菱形状をしている。
【００３２】
振動膜９は、例えば、エレクトレットである絶縁膜と、下部電極とも呼ばれる導電膜とを備え、例えば導電膜上に金属パッド２１が形成されている。なお、振動膜は、絶縁膜・導電膜に保護膜が必要な場合は保護膜も備えても良く、他の構成で合っても良い。
【００３３】
固定膜１１は、例えば、絶縁膜と、上部電極とも呼ばれる導電膜とを備え、導電膜上に金属パッド２３が形成されている。固定膜１１には、ダイアフラム１３に音圧が作用するように、音孔２５が多数形成されている。なお、固定膜は、絶縁膜・導電膜に保護膜が必要な場合は保護膜も備えても良く、他の構成であっても良い。
【００３４】
振動膜９と固定膜１１とは、エアギャップ２７を介して対向配置され、コンデンサとして機能することにより、振動膜９における貫通孔７上に位置するダイアフラム１３が、固定膜１１の音孔２５を通じて作用する音圧により振動する。この振動は、コンデンサの静電容量の変化として電極パッド２１，２３から電気信号として取り出される。なお、振動膜９のうち、コンデンサの静電容量の変化に寄与する領域を機能領域ともいう。
【００３５】
エアギャップ２７は、振動膜９と固定膜１１との間に配されているスペーサ２９により形成されている。
４．電極パッドについて
（１）形状・位置・大きさ
図２は、平面視におけるダイアフラムおよび電極パッドの位置関係を示す図である。
【００３６】
ダイアフラム１３（機能領域である。）は、有効領域１７内であって、半導体基板３の中央に円形状に形成されている。つまり、ダイアフラム１３は円形状をし、当該円の中心が、菱形状の有効領域１７の対角線の交点４１と一致する。
【００３７】
電極パッド２１，２３は、有効領域１７内であって最も広い面積が確保できる領域に設けられている。具体的には、菱形状をした有効領域１７の鋭角側の頂角の内側であって、可能な限りスクライブライン領域１５に接近して設けられている。電極パッド２１，２３は、本実施形態においては、図２に示すように、円形状をしている。
【００３８】
電極パッド２１，２３の位置について説明するが、両電極パッド２１，２３は、菱形状の有効領域１７における当該電極パッド２１，２３が近接する頂角を基準にしており、ここでは、電極パッド２３側について説明するが、電極パッド２１について当該電極パッド２１に近接する鋭角の頂角に対して電極パッド２３と同じ位置関係にある。
【００３９】
電極パッド２３は、有効領域１７内のパッド形成領域に形成されている。パッド形成領域は、鋭角な頂角の頂点３１と、当該頂点３１から対角線３３上を他の鋭角な頂角側に距離Ｌ移動した位置３５との間の領域である。
【００４０】
この距離Ｌは、ボンディング可能な大きさの正方形状の仮想電極パッド（図１２における９５９，９６１である。）を鋭角な頂角に最も近づけて形成すると仮想し、頂角の頂点３１と、前記仮想電極パッドにおける前記頂点３１から最も離れた位置との距離Ｌｓ（図４参照）よりも短い。
【００４１】
頂点３１から、対角線３３上を距離Ｌだけ移動した位置３５までの領域を、円形状の電極パッドのパッド形成領域といい、当該パッド形成領域の長さを「Ｌ」とする。また、頂点３１から、対角線３３上を距離Ｌｓだけ移動した位置までの領域を、仮想電極パッドのパッド形成領域もしくは正方形状の電極パッドのパッド形成領域とし、当該パッド形成領域の長さを「Ｌｓ」とする。
【００４２】
電極パッド２３は、鋭角な頂角の頂点３１から対角線３３上を他の鋭角側に距離Ｌ２移動した点３７を中心した半径Ｒ２の円形状をしている。なお、距離Ｌは、上記距離Ｌ２と半径Ｒ２との和である。
【００４３】
ここで、半径Ｒ２は、対角線３３と当該対角線３３と交差する辺４３との間の角度（鋭角な頂角の角度の半分である。）を「θ」とし、円形状の電極パッド２３のパッド形成領域の長さを「Ｌ」とすると、
Ｒ２＝Ｌ／（１＋（１／ｓｉｎθ））
で表すことができる。
【００４４】
そして、この半径Ｒ２は、仮想電極パッドのパッド形成領域の長さ「Ｌｓ」を用いる  と、
０．８６＊Ｌｓ／（１＋（１／ｓｉｎθ））  ＜Ｒ２＜  Ｌｓ／（１＋（１／ｓｉｎθ））
となる。
【００４５】
ここでの電極パッド２１，２３は有効領域１７における当該電極パッド２１，２３に近い頂角を挟む２辺４３，４５に接する円形状をしている。
電極パッド２１，２３を、上述のように、仮想電極パッドのパッド形成領域の長さＬｓより短い長さの領域で半径Ｒ２の円形状に形成することで、電極パッドの有効距離を確保して小さくできれば、パッド形成領域の長さを短くでき、結果的に、半導体チップ１を小型化できる。
５．円形状の電極パッドの優位性
（１）電極パッドの有効距離
図３は、電極パッドのワイヤーボンドにおける必要な位置精度とパッド形状の有効距離の関係を示す斜視図である。
【００４６】
同図の「５１」に示す正方形状は、従来の正方形状の電極パッドを示している。この電極パッド５１にワイヤーボンディングする際のツールとなるキャピラリ５３は、その機械的な精度ばらつきにより、電極パッド５１の平面内の全方位に均等な位置ずれを発生する可能性がある。
【００４７】
従ってボンディングされるポイントは、電極パッド５１の中心位置５５から精度ばらつきの大きさに相当する半径５７を持つ円形状の内側の範囲に分布する。このことから半径５７の円形状をした電極パッド５９は、正方形状をした電極パッド（５１）の正方形に内接する円形状であり、パッド面積は正方形状の電極パッド（５１）よりも小さくなるが、ボンディング精度に関する要求は正方形状の電極パッド５１と等価となる。
【００４８】
このように、ボンディング精度に関する要求が、正方形状の電極パッド５１と等価となる円形状の電極パッド５９の半径５７を、電極パッドの有効距離とする。なお、電極パッドの形状は円形状以外の他の形状をしている場合、他の形状の電極パッド内に形成される円のうち、最大となる円の半径を有効距離とする。
（２）パッド形状が円形状の場合
電極パッドが円形状をしている場合の有効距離は、円形状の電極パッドのパッド形成領域を正方形状の仮想電極パッドのパッド形成領域と同じとした場合（パッド形成領域の長さを「Ｌｓ」とした場合である。）、パッド形成領域内で最も大きく描ける円の半径（Ｒ）である。なお、円形状の電極パッド５９の有効距離を「Ｄｃ」とすると、
Ｄｃ＝Ｒ＝Ｌｓ／（１＋（１／ｓｉｎθ））  ・・・・（式１）
となる。
（３）パッド形状が正方形状の場合
図４は、正方形状の電極パッド６１の有効距離を説明する図である。
【００４９】
「Ｌｓ」、「Ｓ」、「Ｒ１」、「Ｌ１」は、図２と同じである。つまり、「Ｌｓ」は正方形状の電極パッドのパッド形成領域の長さであり、「Ｓ」はダイアフラム１３とパッド形成領域との間に設けるべきマージンの長さである。「Ｒ１」は、ダイアフラム１３の半径Ｒ１であり、「Ｌ１」は、菱形の中心（対角線３３，３９との交点である。）４１と電極パッド６１に近い頂角の頂点３１との距離である。
【００５０】
ここで、正方形状の電極パッド６１の一辺の長さを「Ｌ３」とすると、
Ｌ３＝２Ｌｓ／（２＋（１／ｔａｎθ））
と表される。
【００５１】
この場合の有効距離は、電極パッド６１の外周縁形状である正方形に内接する円の半径となり、正方形の一辺の長さＬ３の半分となり、正方形状の電極パッド６１の有効距離を「Ｄｓ」とすると、
Ｄｓ＝Ｌ３／２＝Ｌｓ／（２＋（１／ｔａｎθ））  ・・・・（式２）
となる。
（４）有効距離の比較
パッド形状が円形状の場合と正方形状の場合の有効距離Ｄｃ，Ｄｓについて比較する。
【００５２】
図５は、円形状の電極パッドに対する正方形状の電極パッドの有効距離の比を示す図である。
図５は、式（１）及び式（２）で表された有効距離の比を、パッド形成領域を同じ（パッド形成領域の長さがＬｓである。）とし、鋭角な頂角の角度を「２θ」とした場合の「θ」を変化させて計算したものである。
【００５３】
同図に示すように、パッド形成領域の長さを「Ｌｓ」で同じとする場合、正方形状の電極パッドの有効距離Ｄｓは、円形状の電極パッドの有効距離Ｄｃよりも小さい。
半導体チップ１の外形形状として、θが３０度（頂角の角度が６０度である。）を下回る鋭角を有する菱形状の構造が難しい。一方、θが４５度の場合は半導体チップ１の形状は正方形状である。
【００５４】
従って、半導体チップ１の構造が菱形状の場合、θが３０度〜４５度の範囲となる。この範囲においては、正方形状の電極パッドは、円形状の電極パッドの８０（％）程度しか有効距離を確保できないことを示している。
【００５５】
なお、上述したように半導体基板３の鋭角な頂角の角度が７０．６度の場合、つまり、θが３５．３度の場合、正方形状の電極パッドの有効距離Ｄｓは、円形状の電極パッドの有効距離Ｄｃに対し最も短くなり、有効距離Ｄｃの８０（％）程度しか確保できないことを示している。
【００５６】
図６は、同じ有効距離の円形状の電極パッドと正方形状の電極パッドとを比較するための説明図である。
円形状の電極パッド２３の有効距離Ｄｃと正方形状の電極パッド６１の有効距離Ｄｓとを同じにし、両電極パッド２３，６１を鋭角な頂角の頂点３１になるべく近づけて形成した場合を図６に示す。
【００５７】
同図に示すように、有効距離Ｄｃ，Ｄｓが同じである場合、円形状の電極パッド２３の方が正方形状の電極パッド６１よりも頂点３１側に近い領域に形成することができる。つまり、円形状の電極パッド２３のパッド形成領域の長さＬの方が、正方形状の電極パッド６１のパッド形成領域の長さＬｓよりも短くできる。
【００５８】
これにより、半導体基板３の有効領域が同じ形状・同じ大きさの場合、円形状をした電極パッドの方が正方形状をした電極パッドより鋭角側に近づくことになり、この近づいた分だけダイアフラムを大きくでき、半導体基板３におけるダイアフラムの占有面積を大きくできる。逆に、電極パッドをダイアフラム側に近づけると、半導体基板の鋭角側の頂角を結ぶ対角線が短くなり、同じダイアフラムの大きさを確保しつつ、半導体基板３の全長を短くできる。
【００５９】
円形状の電極パッド２３は、パッド形成領域の長さＬを正方形状の電極パッドのパッド形成領域の長さＬｓと同じにした場合、円形状の電極パッドの有効距離（Ｄｃ）は正方形状の電極パッドの有効距離（Ｄｓ）よりも大きくなる。
【００６０】
なお、正方形状の電極パッドのパッド形成領域の長さが「Ｌｓ」における正方形状の電極パッドの有効距離Ｄｓと同じ有効距離Ｄｃを有する円形状の電極パッド２３の半径Ｒ２は、
Ｒ２  ＝  ０．８６＊Ｌｓ／（１＋（１／ｓｉｎθ））
となる。
＜第２の実施形態＞
第１の実施形態では、半導体チップ１は、平面視形状が菱形状をしていたが、他の形状であっても良い。以下、半導体チップの平面視形状が正方形状をした形態を第２の実施形態として説明する。
１．構成
図７は、平面視における、第２の実施形態に係るダイアフラムおよび電極パッドの位置関係を示す図である。
【００６１】
第２の実施形態に係る半導体チップ１０１は、半導体基板１０３と多層膜１０５を備える。
半導体基板１０３は、平面視形状が正方形状であり、その中央に貫通孔１０７を有する。なお、ここでの貫通孔１０７は、八角形状をしているが、他の形状、例えば円形状、六角形状等の多角形状であっても良い。
【００６２】
多層膜１０５は、平面視形状が半導体基板１０３の有効領域１０９の平面視形状と同じ正方形状をしている。多層膜１０５は、第１の実施形態と同様に、振動膜、固定膜等が積層され、円形状の電極パッド１１３，１１５を備える。
【００６３】
なお、本形態でも、振動膜と固定膜とは、エアギャップを介して対向配置され、コンデンサとして機能する。また、振動膜における貫通孔１０７上に位置する膜部分がダイアフラム１１７となる。
【００６４】
電極パッド１１３，１１５は、ここでも、平面視円形状をしている。電極パッド１１３，１１５は、有効領域における１本の対角線１２１上に位置し、有効領域における対角線１２１上に存する頂角に接する状態で形成されている。つまり、円形状をした電極パッド１１３，１１５の中心が対角線１２１上に位置する。
【００６５】
電極パッド１１３，１１５が形成されるパッド形成領域は、正方形状の有効領域であって対角線と交差する頂角の頂点１２３と、当該頂点１２３から対角線上を他の頂角側に長さＬだけ移った点１２５との間の領域であり、頂角の頂点１２３と点１２５との長さＬを、第１の実施形態と同様に、パッド形成領域の長さＬともする。
【００６６】
この電極パッド１１３，１１５の有効距離Ｄｃは、
Ｄｃ＝Ｒ２＝Ｌ／（１＋√２）
となる。
【００６７】
なお、ここでも距離Ｌは、ボンディング可能な大きさの正方形状の仮想電極パッド（図１２における９５９，９６１である。）を鋭角な頂角に最も近づけて形成すると仮想し、頂角の頂点１２３と、前記仮想電極パッドにおける前記頂点１２３から最も離れた位置との距離Ｌｓよりも短い。
２．実施例及び比較例
実施例に係る電極パッド１１３，１１５は、長さＬが６０（μｍ）であるパッド形成領域に円形状に形成されている。このときの電極パッド１１３，１１５の半径、つまり、有効距離Ｄｃは、２５（μｍ）となる。
【００６８】
一方、電極パッドの形状が正方形状の場合（図１１の（ａ）参照）、一辺の長さが４２（μｍ）となり、有効距離Ｄｓは、２１（μｍ）となる。
この結果から、同じ長さのパッド形成領域では、円形状の電極パッド１１３，１１５の有効距離Ｄｃの方が、正方形状の電極パッドの有効距離Ｄｓよりも大きくできる。
【００６９】
現在のワイヤーボンドの技術では、有効距離が２５（μｍ）を下回る電極パッドサイズに対応することは、一般的に相当の困難を伴う。しかしながら、図７に示すような円形状のパッド化によって、現在の技術でもワイヤーボンドでき、しかも限られた大きさの半導体チップ１０１の中に不都合なく電極パッド１１３，１１５を形成することができる。
【００７０】
これに対し、従来から行われていた、図１１の（ａ）に示す正方形状の電極パッド（９０９，９１１）では、パッド形成領域の長さＬｓが６０（μｍ）では、２５（μｍ）以上の有効距離Ｄｓを確保することが困難である。
【００７１】
なお、パッド形成領域の長さが７１（μｍ）以上では、正方形状の電極パッドでも、２５（μｍ）の有効距離を確保することができる。この場合、半導体チップのサイズが円形状の電極パッドを利用した半導体チップ１０１よりも大型化してしまう。
＜第３の実施形態＞
第１の実施形態及び第２の実施形態では、電極パッドの平面視形状は円形状をしていたが、電極パッドは、円形状以外の形状であっても良い。以下、平面視形状が円形状以外の他の形状（ここでは六角形状である。）をした電極パッドの形態を第３の実施形態として説明する。
【００７２】
図８は、第３の実施形態に係るセンサー用のダイアフラムを有する半導体チップの平面図である。
第３の実施形態に係る半導体チップ２０１は、半導体基板２０３と多層膜２０５を備える。半導体基板２０３は、第１の実施形態で説明した半導体基板３と同じ構成である。多層膜１０５は、第１の実施形態の多層膜５とは、電極パッドの形状が異なる以外は同じ構成である。
【００７３】
電極パッド２０７，２０９は、平面視が多角形状、具体的には六角形状をしている。この六角形状は、第１の実施形態で説明した電極パッド２１，２３の円形状を内接円として内包するような形状・大きさをしている。
【００７４】
六角形状の電極パッド２０７，２０９は、電極パッド２０７，２０９の１本の対角線２１１が、半導体基板２０３の鋭角同士を結ぶ対角線２１３と直交する状態で形成されている。また、電極パッド２０７，２０９の対角線２１１と平行な辺であって半導体基板２０３の中心側と反対側に位置する辺に隣接する２つの辺が、菱形状をした半導体基板２０３の有効領域の２辺と一致するように形成されている。
【００７５】
このように電極パッド２０７，２０９の平面視形状を六角形状にしても、パッド形成領域の長さＬは、第１の実施形態における円形状の電極パッド２１，２３と変わらず、また、同じ有効距離を確保できる。
【００７６】
なお、一般的にはワイヤーボンダなどの設備によって認識を行う際には円形状の電極パッドの形状の方が好ましい場合が多い。
＜第４の実施形態＞
第１の実施形態〜第３の実施形態では、半導体チップ１，１０１，２０１について説明したが、第４の実施形態では、半導体チップを備えるセンサーモジュールについて説明する。
【００７７】
図９は、センサーモジュールの概略図であり、（ａ）はセンサーモジュールの平面図、(ｂ)は（ａ）のＡ−Ａ’線での断面図である。
センサーモジュールは、半導体チップのダイアフラムによるセンサー機能を利用したものであり、ここでは、音響（音圧）を検知する音響センサー機能を有する半導体チップ１を備える。
【００７８】
センサーモジュール３０１は、半導体チップ１、配線基板３０３、増幅素子チップ３０５、カバー３０７を備える。半導体チップ１は、第１の実施形態で説明した半導体チップである。配線基板３０３は、半導体チップ１および増幅素子チップ３０５を搭載する。配線基板３０３は、半導体チップ１の搭載位置にあわせて、貫通孔３０９を有している。つまり、平面視において、半導体チップ１の半導体基板３を貫通している貫通孔７と重なる貫通孔３０９が配線基板３０３には形成されている。
【００７９】
半導体チップ１の電極パッド２１，２３は、金線３１１，３１３を介して増幅素子チップ３０５に接続されている。増幅素子チップ３０５は、配線基板３０３の貫通孔３０９、半導体チップ１の貫通孔７を通った音圧により発生したダイアフラム１３の振動の電気信号を増幅するものである。なお、図９には示していないが、配線基板３０１の露出している部分（カバー３０７により覆われていない部分）には、増幅素子チップ３０５で増幅された電気信号を外部に取り出すための端子が形成されており、当該端子を介して電気信号を外部に取り出して音響センサー即ちマイクとして実用に供される。
【００８０】
なお、半導体チップ１及び増幅素子チップ３０５は、同図に示すように、カバー３０７により覆われている。
本実施形態に係るセンサーモジュール３０１は、上述した小型の半導体チップ１を用いているため、マイクモジュール３０１を小型化することができる。さらに、そのセンサーモジュール３０１を搭載する携帯用電子機器も小型化することができる。
＜変形例＞
１．貫通孔
半導体基板の貫通孔は、第１の実施形態では六角形であり、第２の実施形態では八角形（図７参照）である。しかしながら、半導体基板の貫通孔は、多角形に限定するものではなく、他の形状、例えば円形状であっても良い。
２．電極パッド
図１０は、変形例に係る電極パッドを示す図である。
（１）位置
第２の実施形態では、２つの電極パッド１１３，１１５が１本の対角線上１２１に存していたが、半導体チップの平面視形状が正方形状の場合、正方形を構成する１辺の両側に存する頂角の内側に電極パッドを形成しても良い。
【００８１】
また、電極パッド２３ａは、図１０の（ａ）に示すように、ボンディング可能な大きさの正方形状の仮想電極パッド６１を頂角に最も近づけて形成すると仮想し、頂角の頂点３１と、仮想電極パッド６１における頂点３１から最も離れた位置との距離をＬｓとし、頂角の角度を２θとするときに、頂点３１から、距離Ｌｓより小さい距離の範囲に、半径Ｒの円を内包する形状に形成されていれば良い。
【００８２】
なお、ここでの半径Ｒは、
Ｒ  ＞  ０．８６＊Ｌｓ／（１＋（１／ｓｉｎθ））
である。
【００８３】
また、電極パッド２３ａは、頂点３１から、距離Ｌｓより小さい距離の範囲に、半径Ｒの円を内包する形状に形成されていれば良く、有効領域とスクライブライン領域との間の境界線と接していなくても良い。
（２）形状
電極パッドは、有効距離を半径とする仮想円を内包できる大きさ・形状であれば良く、円形状以外の形状であっても良い。例えば、図１０の（ｂ）に示すように、円２３を内接円とする三角形状の電極パッド２３ｂであっても良い。さらには、円２３を内接円とする、菱形の有効領域における鋭角な頂角を挟む２つの辺を有する平行四辺形であっても良い。但し、電極パッドの成形コスト等を考慮すると、電極パッドは円形状とするのが最も好ましい。
（３）個数
各実施形態では、電極パッドは２個であったが、例えば、平面視形状が正方形状の場合、各頂角の内側に電極パッドを形成しても良い。さらに、振動膜側の電極パッドを２個、固定膜側の電極パッドを１個としても良く、逆に、振動膜側の電極パッドを１個、固定膜側の電極パッドを２個としても良い。
【００８４】
また、本発明に係る電極パッドは、半導体チップにおける少なくとも２つの電極パッドのうち、少なくとも一つだけに適用すれば、当該一つの電極パッド側だけ小型化の効果が得られる。
３．チップのサイズ
上記第１〜第３の実施形態で説明した半導体チップの電極パッドは、特に、チップサイズが比較的小さい場合に有効である。これは、パッドサイズはワイヤーボンダによって決まる位置精度による必要量を越えて大型化する必要が無いためである。必要となるパッドサイズは一般的には円形状の電極パッドの直径にして１２０（μｍ）程度あれば十分なため、電極パッド形成領域の長さＬｓが概ね４００（μｍ）以下の半導体チップに有効となる。
４．センサー機能
実施形態におけるセンサー機能はダイアフラム構造のものであったが、他の構造、例えば片持ち梁構造のものであっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明は、音や圧力変動を検知する優れたセンサーモジュールや、それを用いた携帯用機器の小型化に有用である。
【符号の説明】
【００８６】
１    半導体チップ
３    半導体基板
５    多層膜
７    貫通孔
１３    ダイアフラム
２１，２３    電極パッド
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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