專利名稱：微電子器件就位設置裝置的制作方法
技術領域：
本發明總的說來涉及微電子器件就位設置裝置，特別涉及用來就位設置在電氣上具有源區的微電子器件的裝置。本發明還涉及一種與一個或多個這類微電子器件配用的支座組件。本發明適合用來確定具敏感軸線的電有源區的機械定向和定位，因此公開本發明以結合該應用實例為宜。但不言而喻，本發明并不局限于該應用實例。
現代一系列消費者產品例如手持式計算器和電子表等都采用應用集成電路制造技術在極小的封閉外殼內形成和應用子電路和器件的工藝。制造過程中應用這種技術的微電子器件包括(但并不局限于)叫做單片IC(集成電路)的集成電路和薄膜IC。諸如晶體管、電阻器、電容器、電感器和導線之類的電路元件不是擴散入象硅之類的單塊材料中就是淀積到象陶瓷之類的襯底上。
這類工藝的應用產生了具特殊電氣性能的微電子器件，例如雙極結型晶體管(BJT)、場效應晶管(FET)和金屬氧化物半導體FET等。這些微電子器件僅僅就其內部的電氣性能方面是可以預先估計到的。例如，電流加到擴散入硅塊中的晶體管基極上會使晶體管的集電極與發射極之間有電流通過。無論器件本身機械方面的傾向或其它機械性能如何，都能產生這種效果。
然而，現在有一些微電子器件，它們的機械性能很重要。應用微機械加工制造的器件就是這類器件的例子。隨著這種工藝的發展，我們可以把硅制成微觀機構與電子的幾乎一樣小的微電子器件。形成諸如坑、孔、溝、懸臂和膜層之類的三維形狀時采用化學腐蝕技術。微機械加工歷來用來制造閥門、彈簧、噴嘴、接插件、打印頭、電路板、片簧和傳感器等，以滿足它們在諸如力、壓力、加速度和化學凝聚作用等性能方面的要求。
過載傳感器就是集成硅傳感器的一個例子。這種傳感器的一個具體配置方式是將一個氧化物梁用硼止蝕技術懸掛在由這種器件形成的淺井上。在氧化物懸臂梁的頂部表面上淀積上金屬層。金屬層和井底上的扁平硅起可調氣隙電容器的兩個電容器片的作用。硅芯片實然移動時，金重量的慣性促使梁彎曲，改變著氣隙，從而改變著電容值。傳感器的輸出是與加速度成正比的電壓。
這種過載傳感器的一個用途是用在汽車領域中，用微電子器件自動使氣囊展開。汽車快速撞擊另一個物體時，利用過載傳感器輸出電壓發生的變化使氣囊膨脹，從而保護乘客不致受傷。
為使氣囊只有在適當的方向上檢測出加速度時或減速度超過預定水平時才展開，必須正確調準過載傳感器。傳感器的敏感軸線，在此情況下為對加速度的變化特別敏感的軸線，必須與預期的加速度軸線成一直線，這樣才能實際應用過載傳感器預期的電氣和機械性能使氣囊及時膨脹。
然而，由于這種過載傳感器中所使用的微電子器件非常之小，要達到上述成直線的情況有困難，可能需要一個應用光學裝置檢測過載傳感器上微觀機構的形式并使裝在微電子器件中的芯片與支撐構件成一直線的裝置。這種技術既復雜，費用又高，大大擔高了生產成本的和增加了制造這類器件過程中的困難。熟悉本技術領域的行家們都知道，這是許多具電有源區、敏感軸線需要精確定位的微電子器件的固有問題，而且還不只局限于到此為止所述的特殊器件。
本發明的目的是提供能減少現有技術中的缺陷的一種微電子器件就位設置裝置。
本發明的另一個目的是無需現有技術的那種復雜性就能提供一種能精確就位配置具電有源區、有源區中有敏感軸線的微電子器件。
本發明的另一個目的是提供一種與這種微電子器件配用的方便支座組件。
考慮到這些目的，本發明提供的微電子器件有一個本體和用以將所述微電子器件支撐到支撐構件上的支撐裝置，所述本體包括一個帶敏感軸線的電有源區，其特征在于，所述支撐裝置與所述敏感軸線有預定的關系，從而使所述敏感軸線能與預期的信號軸線處在一直線上。
上面說過，微電子器件可以是按(但不局限于)集成電路生產中采用的技術制造的器件。各電路元件可以擴散入或淀積到襯底上，而不用傳統的機械生產技術進行裝配。特喚是，微電子器件可以這樣制造用呈一定圖形摻有雜質的扁平硅片或其它適當襯底制成晶體管和電阻器陣列，電氣互連線則在其上淀積上薄金層或鋁層形成。盡管如此，裝有這類微電子器件的產品可用傳統的機械裝置例如微電子器件的金屬化觸點與市售集成電路各插腳之間的接線裝到或連接到一個基底或另外一些電路元件上。
電有源區包括微電子器件的那些具有電功能的區，且可裝有晶體管、電阻器、電容器、電感器、電磁線圈和其它電路元件。電有源區可根據外力或外信號提供電信號。這個外力或信號就性質上來說可以是電的、電磁的或機械的。
根據外力提供的電信號其強度可以隨電有源區相對于外力或信號的方向的機械取向改變。當電有源區沿敏感軸線取向時，電有源區電響應的強度可達最大值。
將微電子器件支撐到支撐構件上可以使微電子器件取向得使電有源區的敏感軸線與預期的外信號方向處在一條直線上。支撐裝置與電有源區敏感軸線之間的關系是敏感軸線對準預期的外信號方向之前確定的。同樣，可以在支撐微電子器件之前將支撐構件對準預期的信號軸線。
在本發明的一個實施例中，微電子器件可以理解為由一個本體和與本體形成一個整體的支撐裝置組成。支撐裝置可以直接在本體上形成，而不是在與本體連接之前分開制造。支撐裝置可以淀積在本體上，而且在組成上還可以以金屬為主。這種淀積可以用本技術領域的行家們周知的金屬化技術來實現。
本發明的一個實施例中，支撐裝置由多個從本體凸出的突出部分組成。令所述多個突出部分支撐定位面來使微電子器件相對于支撐構件正確就位，從而確定了微電子器件的機械取向。
在本發明的一個實施例中，支撐裝置可以借助于敷到本體上的一個掩模就位。掩模可包括使支撐裝置可以配置在本體上的裝置。掩模可包括使掩模對準本體電有源區的敏感軸線的裝置，例如在掩模上的對準標記。對準裝置最好在掩模已對準本體電有源區的敏感軸線之后淀積到本體上。
在本發明的一個實施例中，一個或多個微電子器件裝設在支座組件上。支座組件包括一個用以與一個或多個如此裝設的微電子器件接合的支撐構件。支撐構件可以有一個基準面供與一個或多個微電子器件的一個面接合。一個或多個微電子器件可以各個先通過這個接合沿一個軸線固定就位。支撐構件還可以有一個支撐面供與微電子器件的支撐裝置接合之用。這樣，借助于基準面與支撐裝置之間的相對滑動就可以使微電子器件沿另一個軸線固定就位，從而使支撐裝置與支撐面接合。
在本發明的另一個實施例中，支座組件有另外一個支撐面供與微電子器件的支撐裝置接合用。這樣就可以沿第三軸線使微電子器件固定就位。這對那些要求相對于敏感線而且也要求沿該軸線的一已知點精確機械取向的器件可能特別有用。這樣，微電子器件就可相對于支座組件沿所有的軸線精確就位。兩個支撐面最好彼此垂直且垂直于支撐構件的基準面配置。
參考附圖閱讀下面有關本發明一些實施例的說明可以了解本發明的其它優點和性能。
附圖中
圖1是本發明微電子器件的一部分的示意剖視圖;
圖2是圖1器件的示意剖視圖;
圖3是圖1器件的另一個示意剖視圖;
圖4是用作過載傳感器的一部分的微電子器件的示意透視圖，這是本發明微電子器件的一個實施例。
圖5是圖4過載傳感器的一部分的示意剖視圖。
圖6是本發明的支座組件和(圖4的)微電子器件的示意剖視圖。
不言而喻，本發明的微電子器件、就位設置裝置和支座組件并不局限于該所示的最佳實施例。
參看圖1，圖中總的示出了微電子器件1的一部分的剖面(圖中沒有示出支撐裝置，但不言而喻它是構成微電子器件1的部分)。借助于氧化、涂光致抗蝕劑、加掩模和照紫外光等工序(這是本技術領域的行家們所熟知的)，將具有層5(基極)、區7(發射極)和區8(集電極)的晶體管擴散入生長在微電子器件1的主體2的P型硅襯底3上的n型硅外延層4中。為連接擴散區，將金屬材料9淀積到二氧化硅層6上，然后蝕除多余的部位，留下鋁觸點10、11和12。重復和擴大應用這個原理就可以制成集成電路。但不言而喻，這僅僅是本發明課題微電子器件一部分的一個例子，制造具電有源區的微電子器件還有許多其它方法。
為使鋁觸點10、11和12更容易與各導線相連接，可以在觸點上淀積上金屬實出物。現在參看圖2，可以看到鋁觸點20與發射區21相連接。這時將二氧化硅層22淀積到集成電路23的表面上，然后利用本技術領域的行家們所熟知的上述腐蝕工序將二氧化硅層22從鋁觸點20正上方的部位除去。在集成電路23表面上淀積鈦鎢層24，再在鈦鎢層24上淀積金屬材料(通常是鎳或金)層25，在金層25上敷上光致抗蝕劑，上面加上掩模26，在鋁觸點20上方有正確配置的開口27。然后將集成電路暴露在紫外光下，于是光致抗蝕劑26處于聚合狀態，從而以后可以溶解除去金層25上面的部分。
參看圖3，圖中示出了圖2的集成電路23。在剛說明的上述狀態之后，在鈦鎢層24上加一個觸點，并把集成電路23放入電鍍槽(圖中未示出)中，以便在鋁觸點20上長出金凸緣30。金凸緣30生長的高度小于30微米，通常大約25微米(±1微米)，這是為安全連接和機械上穩定而這樣做的。然后將集成電路23放入光致抗蝕劑剝除槽(圖中未示出)中，以除去各層24、25、26和27(如金凸緣30右側所示)。應該強調的是，以上所述僅僅是制造具電有源層的微電子器件方法的一個例子，它是為舉例說明特別是金凸緣和其它突出物一般敷到微電子器件本體上的方式而進行說明的。
這些金凸緣按它們(應用掩膜)的淀積方式與微電子器件1的電有源區具有預定的關系。將基區、發射區和集電區擴散入層4中時，用掩模來對準和確定各區的形狀和彼此之間的相對位置。各掩模都設有對準標記，這樣，后來的掩模就可與原先淀積或擴散的部分對齊。用這種技術時，操作人員通過顯微鏡觀測并調整掩模的位置，使原先各對準標記與集電極掩模的上一個對準標記對齊。
現在參看圖4，圖中只以示意圖的形式示出了用作過載傳感器部件的微電子器件40，器件40主要由加速度檢測元件41、襯底42、信號調節電路43和金凸緣44-48組成。應該理解的是，這里沒有考慮到各圖中所示各種元件的相對尺寸和配置位置，這些元件僅僅是為說明清楚起見而示意畫出的。
加速度檢測元件41由可調微分空氣電容器組成，該電容器的各板49是按周知的表面機械加工技術從2微米厚的單個多晶硅薄膜片切取(蝕除)制成的。固定電容器板49是作為多晶硅支撐點51在襯底42上方1微米處所支撐的懸臂梁而設的，如圖5中所示。檢測到加速度的力時，加速度檢測元件41相對于襯底42運動。動板50由加速度檢測元件41的指形部分形成，元件41按固定電容器板49的類似方式支撐在襯底42上。沒有加速度力時，各動板50處在一對固定板49之間的中間位置。檢測到加速度力時，動板50朝一對板49中的一個板移動，同時偏離另一個板，從而使各對板49與動板50之間的電容不等。集成入襯底42的信號調節電路43將電容的這種變化轉換成電信號。金凸緣44和45按上面所述的方式淀積到鋁觸點(圖中未示出)上，使微電子器件40可以與外電路連接。為使過載傳感器40的敏感軸線51與預期的加速度軸線精確對齊，在襯底42上淀積金屬凸緣46、47和48。
不難理解，金凸緣46、47和48是按上面所述的相同技術進行淀積的，因而它們也與敏感軸線51在一直線上，且成預定的關系。
現在參看圖6，圖中示出了(圖4的)微電子器件40裝設在支座組件61上的情況。
支座組件61由支撐構件62和支座臂63和64組成，各支座臂具有相應的固定用孔65和66。盡管如此，支座組件61是可以用任何適當的方法固定到基底上的。
支撐構件62有一個基準面67和支撐面68，支撐面68供與對準凸緣46、47(圖中未示出)和48接合之用。
支撐面68在垂直于圖6的圖面的平面內，支座組件61可以固定到基底上，從而使支撐68垂直于預期的加速度軸線69。
為將微電子器件40裝設到支座組件61上從而使加速度檢測元件41的敏感軸線對準預期的加速度軸線69，可將微電子器件40引入支座組件61中，使微電子器件40的面70與基準面67接合。為使支撐面68可與對準凸緣46、48接合，在本發明的這個實施例中利用了對準凸緣46、48突出物所在的表面，在此特殊實施例中，由于面70和71在制造時的尺寸容差與對準凸緣46、48的高度(≈25微米)相同，因而可以不使用微電子器件40的另一個面71。
這樣，面70與基準面67的接合形成了一個基準平面，根據這個基準平面可以預測對準凸緣46、48的位置。但不言而喻，其它無需這種接合的配置方式也可以達到同樣的目的。
接著，對準凸緣46、48借助于面70與基準表面67之間的滑動與支撐面68接合。在圖6所示的實施例中，對準凸緣46、48在其與基準表面67連接處與支撐表面68接合，但不言而喻，其它配置方式也同樣可以達到同樣的目的。
支座組件61還可以有一個偏移彈簧73以便使對準凸緣46、48朝支撐面68偏移。偏移裝置還可以同時或也可以裝在支座組件61中以便使面70朝基準表面67偏移。為進一步固定從而裝設微電子器件40，可以在微電子器件40與支座組件61之間敷上象堅實的環氧樹脂或氨基甲酸乙酯粘結劑之類的粘結劑74。
最后，不言而喻，在不脫離本發明在本說明書所附的權利要求書中所述的范圍的前提下是可以對上述微電子器件和對其設置就位的裝置進行各種修改和/或增加其它設施的。
權利要求
1.一種微電子器件，具有一個本體(42)和從該本體(42)一個面凸出將所述微電子器件支撐到一個支撐構件(62)上的支撐裝置(46，47，48)，所述本體(42)包括一個帶敏感軸線(51)的電有源區(41)，其特征在于，所述支撐裝置與所述敏感軸線有預定的關系，從而使所述敏感軸線能與預期的信號軸線處在一直線上。
2.根據權利要求1所述的微電子器件，其特征在于，所述支撐裝置(46，47，48)淀積在所述一個面上。
3.根據權利要求1或2所述的微電子器件，其特征在于，所述支撐裝置(46，47，48)與所述敏感軸線(51)之間的所述預定的關系是通過往所述一個面上加一個掩模達到的，所述掩模在加上之前與所述敏感軸線(51)有預定的關系，且具有確定所述支撐裝置(46，47，48)相對于所述掩模的位置的裝置。
4.根據以上任一權利要求所述的微電子器件，其特征在于，所述支撐裝置(46，47，48)包括多個從所述一個面凸出的支撐元件。
5.根據2至4任一權利要求所述的微電子器件，該器件還包括接觸裝置(44，45)淀積在所述一個面上，以與所述電有源區(41)電接觸，其特征在于，所述支撐裝置(46，47，48)和所述接觸裝置(44，45)按同樣的技術淀積。
6.根據權利要求4或5所述的微電子器件，其特征在于，所述支撐元件(46，47，48)主要由金構成。
7.根據權利要求4、5或6所述的微電子器件，其特征在于，所述支撐元件(46，47，48)的高度小于30微米。
8.與一個或多個根據以上任一權利要求所述的微電子器件配用的支座組件，所述支座組件包括所述支撐構件(62)，其特征在于，所述支撐構件(62)包括一個基準表面(67)和第一支撐表面(68)，前者與所述本體(42)的所述一個面接合，后者與所述支撐裝置(46，47，48)接合，從而防止所述一個面沿所述基準表面在一個方向上移動。
9.根據權利要求8所述的支座組件，其特征在于，所述支撐構件(62)還包括第二支撐表面，該表面與所述支撐裝置(46，47，48)接合，從而防止所述一個面沿所述基準表面(67)在另一個方向移動。
10.根據權利要求8或9所述的支座組件，其特征在于，所述基準表面(67)與所述本體(42)的所述一個面的所述接合是能使它們之間可滑動接觸的那種，所述支撐表面是通過所述基準表面(67)與所述本體(42)的所述一個面之間的相對滑動與至少其中之一所述支撐裝置(46，47，48)接合的。
11.根據8至10任一權利要求所述的支座組件，其特征在于，所述支座組件還包括第一偏移裝置(73)用以使所述一個或多個微電子器件對著基準表面(67)偏移。
12.根據8至11任一權利要求所述的支座組件，其特征在于，所述支座組件還包括第二偏移裝置用以使所述一個或多個微電子器件對著所述支撐表面(68)偏移。
13.根據8至12任一權利要求所述的支座組件，其特征在于，所述支座組件還包括裝置(74)用以在所述一個或多個微電子器件支撐到所述支撐構件(62)上面之后使所述一個或多個微電子器件與所述支撐構件(62)牢靠接合。
14.根據權利要求13所述的支座組件，其特征在于，所述牢靠接合裝置(74)包括敷到所述一個或多個微電子器件與所述支撐構件之間的粘結裝置。
全文摘要
本發明涉及一種微電子器件，該器件有一個本體(42)和從該本體(42)的一個面凸出用以將所述微電子器件支撐到支撐構件(62)上的支撐裝置(46，47，48)，所述本體(42)包括一個帶敏感軸線(51)的電有源區(41)。其特征在于，所述支撐裝置(46，47，48)與所述敏感軸線(51)具有預定的關系，從而使所述敏感軸線(51)能與預期的信號軸線處在一條直線上。
文檔編號G01P15/08GK1081535SQ93104660
公開日1994年2月2日 申請日期1993年4月20日 優先權日1992年4月21日
發明者R·J·格, J·L·西蒙 申請人:阿蘇拉布股份有限公司