[發明專利]半導體裝置及其制造方法

無效

• 申請號: 200810082278.2
• 申請日: 2008-02-29
• 公開（公告）號: CN101254892A
• 公開（公告）日: 2008-09-03
• 發明（設計）人: 西內秀夫;宮城武史;館山和樹;小幡進;樋口和人
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: B81B7/00
• 分類號: B81B7/00;B81C3/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 陳英俊

技術領域

本發明涉及具有將形成于半導體基板表面的MEMS部進行密封的結構的半導體裝置及其制造方法。

背景技術

近年來，各種微型機器被用于諸多領域。被稱作所謂MEMS(Micro?Electro?Mechanical?Systems，微電子機械系統)技術的微細加工技術也隨之發展。作為將使用該技術制造出的MEMS裝置連接到基板上的半導體裝置的制造方法，可以列舉出如下方法。

制造如下半導體裝置(參照專利文獻1)，即，在半導體基板之上形成由包圍希望區域的外周而形成的側壁框、和被側壁框支承且與半導體基板的面相對置的板狀的頂壁構成的容器結構，在該容器結構的內部密封了具有可動電極的可變電容元件。通過采用這樣的制造方法，制造后可以與通常的半導體裝置同樣地使用，并且不需要用于密封可變電容元件的結構體的機械定位，因此，僅利用具有高尺寸精度的通用的半導體制造工藝就可以密封元件，所以可實現更小型、更薄型的可變電容元件。

而且，也有圖18至圖23所示的半導體裝置100的制造方法。準備在圖18所示的硅基板101a上作為絕緣膜形成了氧化硅膜101b的基板101，在該基板101上連接MEMS裝置102。然后，在基板101上設置覆蓋MEMS裝置102的犧牲層103(參照圖19)。該犧牲層103可以利用例如聚酰亞胺等。

接著，如圖20所示，在該犧牲層103及基板101上例如層疊多晶硅形成第1蓋層104。在該狀態下，位于基板101上的MEMS裝置102被犧牲層103及第1蓋層104覆蓋。而且，在第1蓋層104設置貫通至犧牲層103的通孔105。

然后，通過蝕刻從通孔105去除位于第1蓋層104與MEMS裝置102之間且覆蓋MEMS裝置102的犧牲層103(參照圖21)。由此，第1蓋層104位于從MEMS裝置102離開距離的位置上。而且，從該第1蓋層104的上方還設置使用了同種材料或其他材料的第2蓋層106。第2蓋層106同時堵塞去除了犧牲層103的通孔105。(參照圖22)。

之后，貫通第1蓋層104及第2蓋層106而設置電極部107，并且利用樹脂108以覆蓋第2蓋層106的方式進行鑄型，形成圖23所示的半導體裝置100。

【專利文獻1】日本專利特開2006-147995號公報

但是，在上述專利文獻1或使用圖18到圖23說明的半導體裝置的制造方法中，有如下問題。

即，MEMS裝置例如作為開關利用的情況下，為了維持開關的功能，必須在MEMS裝置102與第1蓋層104之間設置空間(中空密封)。而且，該第1蓋層104如上述那樣由側壁區域和頂板區域覆蓋著MEMS裝置102，但此時MEMS裝置102在水平方向增大的同時、第1蓋層104的尺寸也不得不增大。但是，如果第1蓋層104的寬度增大，則第1蓋層104自身將較難支承其形狀。

而且，為了產品化，需要例如為了防止外擾也需要用樹脂進行鑄型。在上述的制造方法中都采用這樣的結構，但是如果考慮到一般的樹脂鑄型工序，填充樹脂時施加在半導體裝置上的填充壓力例如也會達到10MPa。因此，根據蓋層的結構，也考慮到不能夠承受該填充壓力的情況，此時在MEMS裝置102與第1蓋層104之間不能確保空間，例如導致MEMS裝置受到損壞等，影響也是很大的。

另外，通過利用圖18至圖23說明的制造方法制造的半導體裝置中，蓋層成圓頂形。但是，在實際的制造工序中，將為了形成該圓頂形狀而需要的犧牲層103做成圓頂形的形狀是非常困難的。而且，例如對連接了MEMS裝置102的空間氣密地密封時，設置密封通孔105的第2蓋層106，但是也考慮到此時起到密封材料作用的第2蓋層106延伸至MEMS裝置102區域，使MEMS裝置102的特性惡化。

發明內容

本發明為了解決上述課題而作出，其目的在于提供一種半導體裝置及其制造方法，在具有MEMS部的半導體裝置中，可以提高制造成品率并提高生產率，確保高可靠性。

本發明的實施方式涉及的第1技術方案是一種半導體裝置，具有：半導體基板；微電子機械系統部，形成于所述半導體基板表面；以及，蓋部，與所述微電子機械系統部離開距離配置，覆蓋著所述微電子機械系統部設于所述半導體基板表面；所述蓋部由包圍所述微電子機械系統部的側壁區域和具有中空層且同所述半導體基板與所述側壁區域一起形成封閉空間的的頂板區域構成。