发明名称 半导体装置
摘要 可挠区2在一端藉由热绝缘区7连接到成为框架之半导体基板3而在相对之一端连接到可动元件5。热绝缘区7为由热绝缘性材料如聚醯亚胺或氟化树脂等之树脂所制成。可挠区2为由具有不同之热膨胀系数之薄层部2S与薄膜2M所构成。当形成于薄层部2S之表面上之扩散电阻器6被加热时,则由于薄层部2S与薄膜2M在热膨胀上有差异,使可挠区2移位,而使可动元件5发生根据半导体基板3之位移。
申请公布号 TW493043 申请公布日期 2002.07.01
申请号 TW089103330 申请日期 2000.02.23
申请人 松下电工股份有限公司 发明人 吉田仁;信时和弘;友成惠昭;鎌仓将有;河田裕志;荻原淳;齐藤公昭;长尾修一
分类号 F03G7/06;F16K31/70;H01H51/00 主分类号 F03G7/06
代理机构 代理人 赖经臣 台北巿南京东路三段三四六号一一一二室
主权项 1.一种半导体装置,包括: 半导体基板; 可挠区,此区在响应温度变化之下发生根据该半导 体基板之位移;以及 隔热区,此区被安排于该半导体基板与该可挠区之 间且由该半导体基板与该可挠区之接合用之树脂 所制成者。2.如申请专利范围第1项之半导体装置, 其中该树脂具有约0.4W/(m℃)或更低之热传导系数 者。3.如申请专利范围第2项之半导体装置,其中制 造该隔热区之材料为聚醯亚胺者。4.如申请专利 范围第2项之半导体装置,其中制造该隔热区之材 料为氟化树脂者。5.如申请专利范围第1项之半导 体装置,其中该隔热区为具有由一种比该树脂更硬 之材料制成之增强层者。6.如申请专利范围第5项 之半导体装置,其中该增强层具有9.8109N/m2以上之 杨格模数者。7.如申请专利范围第6项之半导体装 置,其中该增强层为二氧化矽薄膜者。8.如申请专 利范围第1项之半导体装置,其中与该区接触之该 半导体基板及该可挠区之部分为形成梳齿状者。9 .一种半导体装置,包括: 如申请专利范围第1至8项中任一项之半导体装置; 以及一与可挠区邻接配置之可动元件,其中在可挠 区之温度有变化时,该可动元件则发生根据半导体 基板之位移者。10.如申请专利范围第9项之半导体 装置,其中该可挠区具有悬臂梁构造者。11.如申请 专利范围第9项之半导体装置,其中该可动元件为 藉复数之可挠区所支持者。12.如申请专利范围第 11项之半导体装置,其中该等可挠区形成一种十字 形藉由该可动元件在中心交叉者。13.如申请专利 范围第9项之半导体装置,其中该可动元件之位移 包含对半导体基板基面之水平方向位移旋转者。 14.如申请专利范围第11项之半导体装置,其中该等 可挠区为各呈L状之四个可挠区,此等四个可挠区 被安置以沿着各方向与可动元件在中央保持相等 间隔者。15.如申请专利范围第9至14项中任一项之 半导体装置,其中可挠区为由具有不同之热膨胀系 数且响应热膨胀系数之差异移位之至少二区所组 成者。16.如申请专利范围第15项之半导体装置,其 中可挠区包括由矽制成之区及由铝制成之区者。 17.如申请专利范围第15项之半导体装置,其中可挠 区包括由矽制成之区及由镍制成之区者。18.如申 请专利范围第15项之半导体装置,其中组成可挠区 之区中至少一区为由与隔热区相同之材料所制成 者。19.如申请专利范围第18项之半导体装置,其中 可挠区包括由矽制成之区,以及由聚醯胺制成之区 作为与隔热区相同之材料制成之区者。20.如申请 专利范围第18项之半导体装置,其中可挠区包括由 矽制成之区,以及由氟化树脂制成之区作为与隔热 区相同之材料制成之区者。21.如申请专利范围第9 项之半导体装置,其中可挠区为由形状记忆合金所 制成者。22.如申请专利范围第9项之半导体装置, 其中在可挠区与该可动元件之间设有由可挠区与 该可动元件之接合用之树脂所制成之隔热区者。 23.如申请专利范围第22项之半导体装置,其中使设 在半导体基板与可挠区之间之隔热区之刚性不同 于设在可挠区与该可动元件之间之隔热区之刚性 者。24.如申请专利范围第9项之半导体装置,其中 可挠区包含可挠区加热用之加热机构者。25.如申 请专利范围第9项之半导体装置,又包括:被用以对 可挠区加热用之加热机构供给电力之一配线,系在 隔热区未介入之下所形成者。26.如申请专利范围 第9项之半导体装置,其中该可动元件形成有凹部 者。27.如申请专利范围第9项之半导体装置,其中 在可挠区与该可动元件或半导体基板之接合部附 近设有应力释放用之外圆角者。28.如申请专利范 围第27项之半导体装置,其中半导体基板形成有朝 向可挠区之接合部突出之突起部,又其中该外圆角 系以半导体基板上之基面上之外圆角形状可在突 起部基端部之两端成为R(圆弧)状之方式所形成者 。29.如申请专利范围第27项之半导体装置,其藉包 括下述步骤之方法所制成:将半导体基板从基面蚀 刻以形成一凹部,在此凹部之底面部中形成可挠区 ,而以可在凹部之底面部与侧面部之境界上形成R( 圆弧)状之方式形成外圆角者。30.一种半导体微型 阀,包括: 如申请专利范围第9至29项中任一项之半导体装置; 以及 一流体元件,此元件连接至半导体装置且拥有一流 体通路,其具有在响应可动元件之位移之下变化之 流动流体量者。31.如申请专利范围第30项之半导 体微型阀,其中该半导体装置与该流体元件系利用 阳极接合法接合者。32.如申请专利范围第30项之 半导体微型阀,其中该半导体装置与该流体元件系 利用共晶接合法接合者。33.如申请专利范围第30 项之半导体微型阀,其中该半导体装置与该流体元 件系藉由间隔层接合者。34.如申请专利范围第33 项之半导体微型阀,其中该间隔层为由聚醯亚胺所 制成者。35.一种半导体微型继电器,包括: 如申请专利范围第9至29项中任一项之半导体装置; 以及 一固定元件,此元件连接至该半导体装置且具有固 定接触器被安排于与设在可动元件上之可动接触 器相对应之位置上,该等固定接触器可与可动接触 器形成接触状态者。36.如申请专利范围第35项之 半导体微型继电器,其中固定接触器互相远离被配 置而与可动接触器形成接触,因此藉由可动接触器 造成导电者。37.如申请专利范围第35项之半导体 微型继电器,其中可动接触器及固定接触器为金钴 所制成者。38.如申请专利范围第35项之半导体微 型继电器,其中该半导体装置与该固定元件系利用 阳极接合法接合者。39.如申请专利范围第35项之 半导体微型继电器,其中该半导体装置与该固定元 件系利用共晶接合法接合者。40.如申请专利范围 第35项之半导体微型继电器,其中该半导体装置与 该固定元件系藉由间隔层接合者。41.如申请专利 范围第40项之半导体微型继电器,其中该间隔层为 由聚醯亚胺所制成者。42.一种属于藉包括下述步 骤之方法来制备如申请专利范围第18项之半导体 装置之制造方法: 蚀刻及除去半导体基板之一面以形成底面部,此部 为一区形成可挠区之一部分; 蚀刻及除去半导体基板之另一面以形成可动元件 中之凹部; 蚀刻及除去半导体基板之另一面以形成至少一个 部分,此或此等部分适于被安排于半导体基板与可 挠区间之隔热区; 用一热绝缘性材料来填充上述适于隔热区之部分, 以形成隔热区;以及 将该热绝缘性材料之涂层施加至半导体基板之该 一面以形成一区,此区系形成可挠区之一部分者。 43.一种属于藉包括下述步骤之方法来制备如申请 专利范围第16项之半导体装置之制造方法: 蚀刻及除去半导体基板之一面以形成底面部,此部 为一区形成可挠区之一部分; 蚀刻及除去半导体基板之另一面以形成可动元件 中之凹部; 蚀刻及除去半导体基板之另一面以形成至少一个 部分,此或此等部分适于被安排于半导体基板与可 挠区间之隔热区; 形成一铝薄膜作为被界定于半导体基板另一面上 之可挠区中之一区,以及形成一配线,被用以将电 力施加至加热机构;以及 用热绝缘性材料来填充上述适于隔热区之部分,以 形成隔热区者。44.一种属于藉包括下述步骤之方 法来制备如申请专利范围第17项之半导体装置之 制造方法: 蚀刻及除去半导体基板之一面以形成底面部,此部 为一区形成可挠区之一部分; 蚀刻及除去半导体基板之另一面以形成可动元件 中之凹部; 蚀刻及除去半导体基板之另一面以形成至少一个 部分,此或此等部分适于被安排于半导体基板与可 挠区间之隔热区; 形成一配线,被用以将电力施加至加热机构; 用热绝缘性材料来填充上述适于隔热区之部分,以 形成隔热区,以及 形成一镍薄膜作为被界定于半导体基板另一面上 之可挠区中之一区者。45.一种属于藉包括下述步 骤之方法来制备如申请专利范围第1项之半导体装 置之制造方法: 蚀刻及除去半导体基板之一面以形成至少一个部 分,此或此等部分适于被安排于半导体基板与可挠 区间之隔热区; 用热绝缘性材料来填充上述适于隔热区之部分,以 形成隔热区,以及 蚀刻及除去半导体基板之另一面以形成隔热区者 。46.一种属于藉包括下述步骤之方法来制备如申 请专利范围第5项之半导体装置之制造方法: 蚀刻及除去半导体基板之一面以形成至少一个部 分,此或此等部分适于被安排于半导体基板与可挠 区间之隔热区; 左隔热区中形成一增强层; 用热绝缘性材料来填充上述适于隔热区之部分,以 形成隔热区,以及 蚀刻及除去半导体基板之另一面以形成隔热区者 。图式简单说明: 图1为半导体微型致动器(使用与本发明第一具体 例相对应之半导体装置)之构造之一部分剖面透视 图; 图2(a)为展示图1之半导体微型致动器之构造之剖 视图,而图2(b)为展示图1之半导体微型致动器之构 造之俯视图; 图3为展示图1之半导体装置之构造之剖视图; 图4(a)至4(c)展示构造模型,被用以求出图1之半导体 装置之强度;图4(a)为简略图,图4(b)为分布图,而图4( c)为分布图; 图5(a)至5(d)为展示图1之半导体装置之制造方法之 剖视图; 图6(a)及6(b)为展示另一种半导体装置之构造之剖 视图及俯视图; 图7为沿着图6(b)之线Y-Y'采取之剖视图,展示图6(a) 及6(b)之半导体装置之构造者; 图8(a)至8(e)为展示图6(a)及6(b)之半导体装置之制造 方法之剖视图; 图9(a)及9(b)为展示另一种不同半导体装置之构造 之剖视图及俯视图; 图10为沿着图9(b)之线B-B'采取之剖视图,展示图9(a) 及9(b)之半导体装置之构造者; 图11为与本发明第二具体例相对应之半导体微型 致动器之构造之一部分剖面透视图; 图12(a)为展示图11之半导体微型致动器之构造之剖 视图,而图2(b)为展示图11之半导体微型致动器之构 造之俯视图; 图13为展示另一种半导体微型致动器之构造之剖 视图; 图14(a)至14(e)为展示图13之半导体微型致动器之制 造方法之剖视图; 图15(a)至15(d)为展示图13之半导体微型致动器之制 造方法之剖视图; 图16为展示图13之半导体微型致动器之另一配线构 造之剖视图; 图17为与本发明第三具体例相对应之半导体微型 致动器之构造之一部分剖面透视图; 图18为展示与本发明第三具体例相对应之半导体 微型致动器之构造之俯视图; 图19为与本发明第四具体例相对应之半导体微型 致动器之构造之一部分剖面透视图; 图20为展示与本发明第四具体例相对应之半导体 微型致动器之构造之俯视图; 图21为与本发明第五具体例相对应之半导体微型 致动器之构造之一部分剖面透视图; 图22为展示与本发明第五具体例相对应之半导体 微型致动器之构造一俯视图; 图23为与本发明第六具体例相对应之半导体微型 致动器之构造之一部分剖面透视图; 图24为与本发明第七具体例相对应之半导体微型 致动器之构造之一部分剖面透视图; 图25为与本发明第八具体例相对应之半导体微型 致动器之构造之一部分剖面透视图; 图26为另一种半导体微型致动器之构造之一部分 剖面透视图; 图27为与本发明第九具体例相对应之半导体微型 阀之构造之一部分剖面透视图; 图28为另一种半导体微型阀之构造之一部分剖面 透视图; 图29为另一种不同半导体微型阀之构造之一部分 剖面透视图; 图30为与本发明第十具体例相对应之半导体微型 阀之构造之一部分剖面透视图; 图31为另一种半导体微型阀之构造之一部分剖面 透视图; 图32为与本发明第十一具体例相对应之半导体微 型继电器之构造之一部分剖面透视图; 图33为与本发明第十二具体例相对应之半导体微 型继电器之构造之一部分剖面透视图; 图34(a)至34(d)为展示图33之半导体微型继电器之制 造方法之剖视图; 图35(a)至35(e)为展示图33之半导体微型继电器之制 造方法之剖视图; 图36(a)及36(b)为展示图33之半导体微型继电器之制 造方法之剖视图; 图37为另一种半导体微型继电器之构造之一部分 剖面透视图; 图38为一透视图,被用以说明图33之半导体微型继 电器之功能; 图39为一关系图,被用以说明图33之半导体微型继 电器之功能; 图40为一侧视图,被用以说明图33之半导体微型继 电器之功能; 图41为与本发明第十三具体例相对应之半导体微 型继电器之构造之一部分剖面透视图; 图42(a)至42(d)为展示图41之半导体微型继电器之制 造方法之剖视图; 图43(a)至43(e)为展示图41之半导体微型继电器之制 造方法之剖视图; 图44(a)及44(b)为展示图33之半导体微型继电器之制 造方法之剖视图; 图45(a)至45(e)为展示图41之半导体微型继电器之另 一制造方法之剖视图; 图46(a)至46(e)为展示图41之半导体微型继电器之另 一制造方法之剖视图; 图47(a)及47(b)为展示图33之半导体微型继电器之另 一制造方法之剖视图; 图48为另一种半导体微型继电器之构造之一部分 剖面透视图; 图49为一透视图,被用以说明图41之半导体微型继 电器之功能; 图50为一关系图,被用以说明图41之半导体微型继 电器之功能; 图51为一关系图,被用以说明图41之半导体微型继 电器之功能; 图52为另一种半导体微型继电器之构造之一部分 剖面透视图; 图53为展示关联技术之半导体微型致动器之构造 之俯视图; 图54为展示关联技术之半导体微型致动器之构造 之剖视图; 图55为展示关联技术之半导体微型继电器之构造 之剖视图;以及 图56为一简略图,被用以说明关联技术之半导体微 型继电器之功能。 图57为半导体微型致动器(使用与本发明另一具体 例相对应之半导体装置)之构造之一部分剖面透视 图; 图58(a)为展示图57之半导体微型致动器之构造之剖 视图; 图58(b)为展示图57之半导体微型致动器之构造之俯 视图; 图59为半导体微型致动器(使用与本发明另一具体 例相对应之半导体装置)之构造之一部分剖面透视 图; 图60为展示图59之半导体微型致动器之构造之俯视 图; 图61为半导体微型阀(使用与本发明另一具体例相 对应之半导体装置)之构造之一部分剖面透视图; 以及 图62为半导体微型阀(使用与本发明另一具体例相 对应之半导体装置)之构造之一部分剖面透视图。
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