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DE69524539T2 - Gehäuse mit einer leitfähigen Kappe und einem leitfähigen Substrat, enthaltend ein elektrisches Bauelement - Google Patents

Gehäuse mit einer leitfähigen Kappe und einem leitfähigen Substrat, enthaltend ein elektrisches Bauelement

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DE69524539T2
DE69524539T2 DE69524539T DE69524539T DE69524539T2 DE 69524539 T2 DE69524539 T2 DE 69524539T2 DE 69524539 T DE69524539 T DE 69524539T DE 69524539 T DE69524539 T DE 69524539T DE 69524539 T2 DE69524539 T2 DE 69524539T2
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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf elektronische Bauelemente und insbesondere auf ein leitfähiges Gehäuse, das ein elektronisches Bauelement enthält.
  • Mikroelektronische Bauelemente werden üblicherweise in einem Gehäuse untergebracht, um sie vor schädigenden Umwelteinflüssen zu schützen. Ein spezieller Typ eines elektronischen Bauelements, das bei der Herstellung in einem Gehäuse angeordnet wird, ist ein kapazitives Beschleunigungsmessgerät. Bei einem solchen Beschleunigungsmessgerät wird ein Sensorelement verwendet, das aus drei parallelen Polysiliziumschichten besteht, die ein Trägersubstrat überdecken. Das Beschleunigungsmessgerät wird eingekapselt und durch eine darübergestülpte Kappe gegenüber der Umgebung hermetisch verschlossen. Die mittlere Polysiliziumschicht bildet eine mittlere Platte, die als seismische Masse dient und durch Beschleunigung frei bewegt werden kann. Ohne externe Kräfte ist die mittlere Platte zwischen den anderen beiden Polysiliziumplatten zentriert, was gleiche Kapazitätswerte oben und unten bedeutet. Bei externer Beschleunigung wird die mittlere Platte bewegt, was zu einer Änderung der Kapazitätsdifferenz führt, woraus die Antriebsbeschleunigung bestimmt werden kann. Ein solcher Beschleunigungssensor wird von Ristic et al. in " A Capacitive Type Accelerometer with Self-Test Feature Based on a Double-Pinned Polysilicon Structure", 7th International Conference on Solid-State Sensors and Actuators: Transducers 1993, Yokohama, Japan, 7. bis 10. Juni 1993, beschrieben, veröffentlicht in Digest of Technical Papers, Seite 810 bis 813, worauf hier in vollem Umfang Bezug genommen wird.
  • In einem Artikel mit dem Titel "Low cost packaging for accelerometers" in Electronic Packaging & Production, Bd. 33, Nr. 12, 1. Dezember 1993, Des Plaines, Seite 44 bis 45, wird eine hermetische Verpackung eines mikrobearbeiteten Halbleiterbeschleunigungsmessgerätes beschrieben. Das Beschleunigungsmessgerät befindet sich auf einem Wafer- Substrat.
  • In US 5 347 867 wird ein Beschleunigungsmessgerät mit einem kapazitiven Messwertaufnehmer mit einer ersten und zweiten nicht-leitfähigen statischen Platte beschrieben, zwischen denen eine bewegliche leitfähige Platte angeordnet ist, so dass sich ein Paar von seriell miteinander verbundenen variablen Kapazitäten ergibt.
  • Ein früher nicht erkanntes Problem, das bei den oben genannten Beschleunigungsmessgeräten erkannt wurde, besteht darin, dass ihre Ausgangsempfindlichkeit aufgrund von parasitären Kapazitäten der oberen und der unteren Kapazität des Sensorelements mit der Gehäusekappe und dem darunter liegenden Substrat eingeschränkt ist. Diese parasitären Kapazitäten führten in einigen Fällen zu einer Reduzierung der Empfindlichkeit des Beschleunigungsmessgerätes von etwa 50%. Dementsprechend besteht Bedarf an einem Beschleunigungsmessgerätgehäuse, mit dem sich die negativen Effekte der parasitären Kapazitäten durch das Trägersubstrat und die Gehäusekappe reduzieren lassen.
  • Fig. 1 zeigt eine Teilansicht des Querschnitts eines erfindungsgemäßen Gehäuses, das ein elektronisches Bauelement enthält.
  • Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Querschnitt eines speziellen elektronischen Bauelements in dem Gehäuse nach Fig. 1.
  • Fig. 3 zeigt schematisch einen Äquivalenzschaltkreis des elektronischen Bauelements und des Gehäuses nach Fig. 1 und 2 mit der Darstellung der Effekte von parasitären Kapazitäten auf das elektronische Bauelement.
  • Kurz gesagt wird durch die Erfindung ein Gehäuse nach Anspruch 1 geschaffen.
  • Durch das Verbinden der Stromversorgung mit dem Substrat und der Kappe werden die negativen Effekte der parasitären Kapazitäten zwischen dem elektronischen Bauelement und dem Substrat und der Kappe im wesentlichen beseitigt. Ein sich daraus ergebender Vorteil ist der kleinere Messfehler, wenn zum Beispiel ein kapazitives Beschleunigungsmessgerät als elektronisches Bauelement verwendet wird. Außerdem bildet eine derartige Verbindung einen effektiven Schutz des elektronischen Bauelements vor elektromagnetischen Störungen (electromagnetic interference, EMI).
  • Die vorliegende Erfindung lässt sich vollständig anhand der Fig. 1 bis 3 erläutern. Fig. 1 zeigt den Querschnitt eines Gehäuses 8 für ein (in Fig. 2 gezeigtes) elektronisches Bauelement 26. Eine dielektrische Schicht 10 befindet sich auf einem leitfähigen Halbleitersubstrat 12, und eine Verbindungsschicht 14 befindet sich auf der dielektrischen Schicht 10. Ein Hohlraum 18 ist in der Verbindungsschicht 14 für die Aufnahme des elektronischen Bauelements 26 vorgesehen. Eine leitfähige Kappe 16 ist über den Hohlraum 18 gestülpt und auf der Verbindungsschicht 14 angeordnet. Die Verbindungsschicht 14 umgibt den Hohlraum 18, so dass das elektronische Bauelement 26 hermetisch in dem Hohlraum 18 eingeschlossen ist, und die Verbindungsschicht 14 hat vorzugsweise eine Dicke von z.B. weniger als etwa 50 um. Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Kappe 16 aus einem Halbleitermaterial, das ähnlich dem des Substrats 12 ist.
  • Zur Bildung des Gehäuses 8 ist die Verbindungsschicht 14 z.B. ein Fritteglas, das auf einer Oberfläche der Kappe 16 mittels Siebdruck gemustert wird, um später den Hohlraum 18 herzustellen. Das Fritteglas, das auf diesem Gebiet auch als Pulverglas (powder glass) bekannt ist, ist eine Mischung aus Glaspartikeln, die in einem organischen Bindemittel oder einer Lösung dispergiert sind. Nach dem Siebdruck wird das Fritteglas erwärmt, um das organische Bindemittel oder die Lösung zu verdampfen, und beim Erwärmen wird das Fritteglas in Kontakt mit dem Substrat 12 gebracht. Das Fritteglas emailliert oder fließt dann, sodass die Kappe 16 und das Substrat 12 miteinander verbunden werden und gleichzeitig der Hohlraum 18 gebildet wird.
  • Bei der Herstellung des obigen Gehäuses 8 versteht sich von selbst, dass der Hohlraum 18 nicht in allen Fällen notwendig ist. Wenn beispielsweise das elektronische Bauelement 26 kein bewegliches mechanisches Teil umfasst, kann die Verbindungsschicht 14 die Elements des elektronischen Bauelements 26 ohne Beeinträchtigung vollständig umgeben und berühren, und der Hohlraum 18 ist nicht notwendig.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung werden das Substrat 12 und die Kappe 16 mit einer Stromversorgung 25 verbunden, die einen ersten Ausgang 27 mit einem im wesentlichen konstanten Potential und einen zweiten Ausgang 29 ebenfalls nur einem im wesentlichen konstanten Potential hat, das dieselbe oder eine andere Größe wie der erste Ausgang 27 haben kann. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind das Substrat 12 und die Kappe 16 beide elektrisch mit dem ersten Ausgang 27 verbunden, was weiter unten erläutert wird.
  • In Fig. 1 ist bei der bevorzugten Ausführungsform der erste Ausgang 27 mit einer Kontaktfläche 22 verbunden, die vorzugsweise aus Metall besteht. Ein elektrischer Leiter 24 verbindet die Kontaktfläche 22 mit einer Metallschicht 20, die beispielsweise durch Sputtern auf der Kappe 16 erzeugt wurde. Die Metallschicht 20 dient dazu, die über den Leiter 24 elektrische Verbindung mit der Kappe 16 zu vereinfachen, und der elektrische Leiter 24 kann wie bekannt eine Drahtverbindung sein. Der erste Ausgang 27 der Stromversorgung ist auf konventionelle Art mit der Kontaktfläche 22 verbunden, beispielsweise über eine Drahtverbindung. Beispielsweise kann eine Drahtverbindung von einer Kontaktfläche eines separaten, aber in der Nähe befindlichen (nicht gezeigten) integrierten Schaltkreises mit der Stromversorgung 25 zu der Kontaktfläche 22 gelegt werden und dann ohne Unterbrechung weiter zu der Metallschicht 20 gelegt werden. Über diese Verbindungen ist der erste Ausgang 27 der Stromversorgung elektrisch sowohl mit dem Substrat 12 als auch mit der Kappe 16 verbunden. Der optionale zweite Ausgang 29 ist in Fig. 1 entsprechend dieser bevorzugten Ausführungsform schwimmend dargestellt.
  • Alternativ kann das Substrat 12 unter Verwendung der Kontaktfläche 22 mit der ersten Ausgang 27 verbunden werden, und die Kappe 16 kann ohne die Kontaktfläche 22 über einen (nicht dargestellten) zweiten elektrischen Leiter mit dem zweiten Ausgang 29 verbunden werden. Außerdem kann als Alternative der zweite Ausgang 29 zu einer (nicht dargestellten) zweiten Stromversorgung gehören.
  • Die Impedanz der Stromversorgung 25 wird ausreichend niedrig angesetzt, so dass über den ersten und den zweiten Ausgang 27 und 29 parasitäre Einschaltstromspitzen im wesentlichen kurzgeschlossen werden, die von dem elektronischen Bauelement 26 kapazitiv in das Substrat 12 und die Kappe 16 eingekoppelt werden, was im einzelnen weiter unten erläutert wird. Ein Beispiel einer geeigneten Stromversorgung mit niedriger Impedanz ist wie bekannt eine Stromversorgung mit Bandlückeneinstellung (bandgap regulator power supply).
  • Wie oben erwähnt kann sich die Stromversorgung 25 auf einem separaten (nicht dargestellten) integrierten Schaltkreis befinden, der in unmittelbarer Nähe zu dem Substrat 12 angeordnet ist. Dieser separate integrierte Schaltkreis und das Substrat 12 werden üblicherweise auf einem gemeinsamen Leadframe angeordnet und dann mit den üblichen Verfahren in einem Plastikgehäuse eingeschlossen. Alternativ kann die Stromversorgung 25 auf dem Substrat 12 untergebracht werden.
  • Das Halbleitersubstrat 12 und die Kappe 16 sind beide leitfähig, so dass im wesentlichen über das gesamte Substrat 12 und die Kappe 16 eine adäquate elektrische Verbindung mit der Stromversorgung 25 hergestellt wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform bestehen sowohl das Substrat 12 als auch die Kappe 16 aus n-Silizium mit jeweils einer Dotierungskonzentration von vorzugsweise größer als 10¹&sup8; Atomen/cm³. Bei anderen Ausführungsformen kann jedoch die Kappe 16 aus anderen Materialien bestehen, so z.B. leitfähigen Polymeren oder Metallverbindungen (z.B. aus einer unter dem Handelsnamen Kovar vertriebenen Verbindung). Vorzugsweise haben diese anderen Materialien einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, der dem von Silizium ähnlich ist.
  • Die dielektrischen Schicht 10 isoliert das elektronische Bauelement 26 (in Fig. 2) von dem Substrat 12. Beispielsweise ist die dielektrische Schicht 10 eine Nitridschicht auf einer Feldoxidschicht, die mit den bekannten Feldoxidationsmethoden wie LOCOS (local oxidation of silicon) hergestellt wird. Alternativ kann man eine Oxidschicht aufwachsen lassen und dann mustern. Eine Öffnung in der dielektrischen Schicht erlaubt die direkte Verbindung der Kontaktfläche 22 mit dem Substrat 12. Die Kontaktfläche 22 kann ebenso auf einer (nicht dargestellten) Polysiliziumschicht mit einer n- Dotierungskonzentration von z.B. 10²&sup0; Atomen/cm³ hergestellt werden.
  • Obgleich das oben beschriebene Fritteglas ein Isolator ist, kann bei einer alternativen Ausführungsform ein Material für die Verbindungsschicht 14 verwendet werden, das ein Leiter ist. Dadurch wird die elektrische Verbindung zwischen dem Substrat 12 und der Kappe 15 ermöglicht, ohne dass eine zusätzliche elektrische Verbindung zwischen ihnen erforderlich wird. Zu beachten ist, dass die Metallschicht 20 bei dieser Ausführungsform nicht erforderlich ist.
  • Zusätzlich kann die Verbindungsschicht 14 eine Kombination von isolierenden und leitfähigen Komponenten enthalten. In diesem Fall reicht es aus, dass die leitfähige Komponente der Verbindungsschicht 14 eine adäquate elektrische Verbindung zwischen dem Substrat 12 und der Kappe 16 herstellt. Beispielsweise kann das leitfähige Material, das für die Verbindungsschicht 22 verwendet wird, auch gemustert werden, so dass es über einem Abschnitt der dielektrischen Schicht 10 zurück bleibt, der sich unter der Kappe 16 befindet, und damit die leitfähige Komponente bildet. Damit wird der elektrische Kontakt über einen leitfähigen Abschnitt der Verbindungsschicht 14 hergestellt. Auch hier ist die Metallschicht 20 nicht erforderlich.
  • Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Querschnitt eines speziellen Typs von elektronischem Bauelement 26 innerhalb des Gehäuses 8. Für gleiche Elemente werden die vorherigen Bezugszeichen verwendet. Bei der dargestellten Ausführungsform ist das elektronische Bauelement 26 ein kapazitiver Beschleunigungssensor mit einer Bodenplatte 30, einer Mittelplatte 32 und einer Abdeckplatte 34. Die Arbeitsweise eines solchen Beschleunigungsmessgerätes wird im einzelnen von Ristic et al. unter dem oben genannten Titel "A Capacitive Type Accelerometer with Self-Test Feature Based on a Double- Pinned Polysilicon Structure" erläutert, worauf hier in vollem Umfang Bezug genommen wird. Die Bodenplatte 30 und die Abdeckplatte 34 werden von dem Substrat 12 getragen und liegen auf der dielektrischen Schicht 10. Die Mittelplatte 32 wird von (nicht dargestellten) Haltefäden zwischen der Bodenplatte 30 und der Abdeckplatte 34 schwebend gehalten und ist in Abhängigkeit von einer externen Beschleunigung beweglich. Die Platten 30, 32, 34 bestehen aus hochgradig dotiertem Polysilizium, und der typische Druck in dem Hohlraum 18 beträgt zwischen etwa 0,05 und 1 atm.
  • Wie bereits erläutert führt eine externe Beschleunigung dazu, dass sich die Mittelplatte 32 bewegt, was eine Änderung der differentiellen Kapazität zur Folge hat, woraus die Beschleunigung ermittelt werden kann. Die Änderung wird beispielsweise durch einen Verstärker erfasst, das sich auf einem (nicht dargestellten) separaten integrierten Schaltkreis befinden kann, der auch die Stromversorgung 25 umfasst. Es hat sich herausgestellt, dass parasitäre Kapazitäten zwischen dem Substrat 12 und der Kappe 16 und dem elektronischen Bauelement 26, das hier ein Beschleunigungsmessgerät ist, zu Fehlern beim Erfassen dieser Kapazitätsänderung führen. Es stellte sich heraus, dass diese Fehler die Empfindlichkeit bei früheren Beschleunigungsmessgeräten um bis zu fünfzig Prozent reduzieren. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden diese Fehler dagegen im wesentlichen eliminiert, indem das Substrat 12 und die Kappe 16 mit der Stromversorgung verbunden werden, was mit Bezug auf Fig. 3 im folgenden erläutert wird.
  • Fig. 3 ist eine schematische Darstellung eines Äquivalenzschaltkreises des Gehäuses 8 in dem speziellen Fall, dass das elektronische Bauelement 26 ein Beschleunigungsmessgerät ist. In Fig. 3 sind die Effekte parasitärer Kapazitäten auf das elektronische Bauelement 26 gezeigt, und sie entspricht der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei der sowohl das Substrat 12 als auch die Kappe 16 mit dem ersten Ausgang 27 der Stromversorgung verbunden sind. Der Kondensator CT entspricht der Kapazität zwischen der Mittelplatte 32 und der Abdeckplatte 34, und der Kondensator CB entspricht der Kapazität zwischen der Bodenplatte 30 und der Mittelplatte 32. Ein typischer Wert für beide Kondensatoren CT und CB ist etwa 0,5 pF. Die Kondensatoren C1, C2 und C3 entsprechen den parasitären Kapazitäten zwischen den Platten 30, 32 und 34 des Bauelements 26 und der Kappe 16. Auch die Kondensatoren C4, C5 und C6 entsprechen parasitären Kapazitäten zwischen den Platten 30, 32 und 34 von Bauelement 26 und Substrat 12. Die Ausgangsanschlüsse T, M und B werden zum Messen der Beschleunigung verwendet und sind mit dem Knoten 40, 42 bzw. 44 verbunden. Eine Spannungsversorgung VB entspricht der Stromversorgung 25 und ist mit einem Knoten 46 verbunden.
  • Üblicherweise werden im Idealbetrieb an den Anschluss T bzw. B positive und negative Spannungen gleicher Größe angelegt. Der Anschluss M, der der Mittelplatte 32 entspricht, wird während der Messung auf einem konstanten Potential gehalten. Ohne externe Beschleunigung haben die Kondensatoren CT und CB den gleichen Wert, und ein Differenzstrom durch den Anschluss M ist null. Bei externer Beschleunigung sind die Kondensatoren CT und CB ungleich, und am Anschluss M wird ein Differenzstrom erfasst.
  • Bei früheren Beschleunigungsmessgeräten waren das Substrat und die Kappe nicht mit einer Stromversorgung verbunden. Da das üblicherweise für das Verbinden des Substrat mit einem (nicht dargestellten) Träger- Leadframe verwendete Material nicht leitfähig ist, ist das Substrat und die Kappe elektrisch frei schwimmend. In Fig. 3 entspricht diese Situation einem Fall, bei dem der Knoten 46 von der Spannungsversorgung VB abgekoppelt ist. Daher bewirkt bei früheren Beschleunigungsmessgeräten eine positive Spannungsstufe am Anschluss T nicht nur einen gewünschten Strom durch den Kondensator CT, sondern auch unerwünschte parasitäre Ströme durch die Kondensatoren C1 und C4. Diese Ströme fließen durch die Kondensatoren C2, C3, C5 und C6 zu den Knoten 42 und 44 zurück. Zum Beispiel läuft eine Einschaltstromspitze von dem Anschluss T über den Kondensator C4 durch den Kondensator C5 zu dem Knoten 42 zurück. Ähnliche Ströme treten aufgrund von Spannungsstufen auf, die an dem Anschluss B anliegen. Insgesamt bewirken diese parasitären Strompfade erhebliche Messfehler, wenn ein Differenzstrom durch den Anschluss M erfasst wird.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die obigen Fehler eliminiert, indem das Substrat 12 und die Kappe 16 mit der Stromversorgung 25 verbunden werden. Dies ist in Fig. 3 durch die Verbindung des Knoten 46 mit der Spannungsversorgung VB dargestellt. Die Spannungsversorgung VB schafft einen Pfad niedriger Impedanz für das Kurzschließen parasitärer Einschaltstromspitzen der Kondensatoren C1, C2, C3, C4, C5 und C6. Zum Beispiel wird durch die Spannungsversorgung VB der Strom von dem Kondensator C4 zu Masse kurzgeschlossen, anstelle diesen Strom über die Kondensatoren C5 und C6 zu den Anschlüssen M oder B zurückfließen zu lassen. Dementsprechend wird die Impedanz der Stromversorgung 25, dargestellt durch die Kondensatoren C1, C2, C3, C4, C5 und C6, im wesentlichen niedrig gewählt, um diesen Kurzschluss effektiv werden zu lassen. Durch Kurzschließen dieser Einschaltstromspitzen werden Erfassungsfehler aufgrund von parasitären Kapazitäten im wesentlichen eliminiert und die Messempfindlichkeit verbessert.
  • Die Größe und Polarität des festen Potentials an dem ersten und zweiten Ausgang 27 und 29 der Stromversorgung kann über einen weiten Bereich schwanken. Um jedoch die elektrostatische Anziehung der beweglichen Mittelplatte 32 zu minimieren, liegen sowohl der erste als auch der zweite Ausgang 27 und 29 der Stromversorgung vorzugsweise auf einem festen Potential, das im wesentlichen gleich dem Potential ist, auf dem die Mittelplatte 32 während der Beschleunigungsmessungen liegt. Dadurch wird jegliche Bewegung der Mittelplatte 32 aufgrund elektrostatischer Anziehung minimiert.
  • Obgleich als elektronisches Bauelement 26 ein Beschleunigungsmessgerät beschrieben wurde, erkennt der Fachmann, dass andere Bauelemente in dem Gehäuse 8 untergebracht werden können. Zum Beispiel kann das Bauelement 26 Transistoren, Widerstände, Kondensatoren, Induktivitäten, Wandler, Oberflächenwellenelemente oder Kombinationen von diesen enthalten. Auch andere, dem Fachmann geläufige Änderungen der obigen Ausführungsformen sind möglich, z.B. was die Verwendung anderer Substratmaterialien betrifft. Beispielsweise kann das Substrat 12 aus Galliumarsenid bestehen. Außerdem kann ein Zugangsport vorgesehen werden, um das elektronische Bauelement 26 mit der Umgebung zu verbinden, z.B. um Druck oder bestimmte Chemikalien zu erfassen.
  • Aus dem obigen ergibt sich, dass ein neuartiges Gehäuse für ein elektronisches Bauelement geschaffen wurde. Das Gehäuse bietet den Vorteil, die negativen Einflüsse der parasitären Kapazitäten des Trägersubstrats und des Abdeckgehäuses zu reduzieren. Das Ergebnis ist eine erheblich verbesserte Messempfindlichkeit. Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das Gehäuse 8 als EMI- Abschirmung des elektronischen Bauelements 26 wirkt. Dies ist wünschenswert, da sich die Mittelplatte 32 andernfalls in Abhängigkeit von externen elektrischen Feldern bewegen könnte. Weitere Vorteile bestehen darin, dass das Gehäuse 8 einen verbesserten Schutz gegen elektrostatische Entladung und Schutz gegen schädigende Umgebungsbedingungen bietet.

Claims (10)

1. Gehäuse (8), das ein elektronisches Bauelement (26) enthält, mit:
einem leitfähigen Halbleitersubstrat (12), das sich unter dem elektronischen Bauelement befindet, einer leitfähigen Kappe (16), die sich über dem elektronischen Bauelement befindet, und
einem Stromversorgungsausgang (27), der dafür ausgelegt ist, dass er mit einer Stromversorgung mit einem im wesentlichen festen Potential verbunden wird, wobei der Stromversorgungsausgang elektrisch mit dem leitfähigen Halbleitersubstrat verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Stromversorgungsausgang elektrisch außerdem mit der leitfähigen Kappe verbunden ist.
2. Gehäuse nach Anspruch 1, das außerdem eine Metallschicht (20) auf der leitfähigen Kappe umfasst, wobei die Metallschicht dazu ausgelegt ist, dass sie elektrisch mit dem Stromversorgungsausgang verbunden ist.
3. Gehäuse nach Anspruch 2, das außerdem eine Kontaktfläche (22) auf dem leitfähigen Halbleitersubstrat umfasst, wobei die Kontaktfläche dazu ausgelegt ist, dass sie elektrisch mit dem Stromversorgungsausgang verbunden ist.
4. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, bei dem das elektronische Bauelement ein kapazitives Beschleunigungsmessgerät ist mit einer Bodenplatte (30) über dem leitfähigen Halbleitersubstrat, mit einer Mittelplatte (32) über der Bodenplatte, die in Abhängigkeit von einer Beschleunigungskraft beweglich ist, und mit einer Abdeckplatte (34) über der Mittelplatte.
5. Gehäuse nach Anspruch 4, bei dem das im wesentlichen feste Potential im wesentlichen gleich einem Potential ist, auf dem die Mittelplatte liegt.
6. Gehäuse nach Anspruch 4, das außerdem eine dielektrische Schicht (10) zwischen der Bodenplatte und dem leitfähigen Halbleitersubstrat umfasst.
7. Gehäuse nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem:
das leitfähige Halbleitersubstrat eine Dotierungskonzentration aufweist, die größer als etwa 1018 Atome/cm³ ist, und
die leitfähige Kappe eine Dotierungskonzentration aufweist, die größer als etwa 1018 Atome/cm³ ist.
8. Gehäuse nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die leitfähige Kappe mit dem leitfähigen Halbleitersubstrat mittels einer Verbindungsschicht (14) verbunden ist.
9. Gehäuse nach Anspruch 8, bei dem das leitfähige Halbleitersubstrat n-Silizium ist und die leitfähige Kappe n-Silizium ist.
10. Gehäuse nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die Verbindungsschicht eine leitfähige Schicht ist.
DE69524539T 1994-10-27 1995-10-23 Gehäuse mit einer leitfähigen Kappe und einem leitfähigen Substrat, enthaltend ein elektrisches Bauelement Expired - Fee Related DE69524539T2 (de)

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JP (1) JPH08136577A (de)
KR (1) KR100351574B1 (de)
DE (1) DE69524539T2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7533570B2 (en) 2005-09-20 2009-05-19 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Electrostatic-capacitance-type acceleration sensor

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19537814B4 (de) * 1995-10-11 2009-11-19 Robert Bosch Gmbh Sensor und Verfahren zur Herstellung eines Sensors
US5644167A (en) * 1996-03-01 1997-07-01 National Semiconductor Corporation Integrated circuit package assemblies including an electrostatic discharge interposer
JP3278363B2 (ja) * 1996-11-18 2002-04-30 三菱電機株式会社 半導体加速度センサ
JP3455092B2 (ja) * 1997-10-27 2003-10-06 株式会社新川 半導体装置及びワイヤボンディング方法
JP4124867B2 (ja) * 1998-07-14 2008-07-23 松下電器産業株式会社 変換装置
US6534340B1 (en) 1998-11-18 2003-03-18 Analog Devices, Inc. Cover cap for semiconductor wafer devices
US6218687B1 (en) * 1998-12-21 2001-04-17 General Atomics Smart microsensor arrays with silicon-on-insulator readouts for damage control
US6514789B2 (en) 1999-10-26 2003-02-04 Motorola, Inc. Component and method for manufacture
US7434305B2 (en) 2000-11-28 2008-10-14 Knowles Electronics, Llc. Method of manufacturing a microphone
US7439616B2 (en) * 2000-11-28 2008-10-21 Knowles Electronics, Llc Miniature silicon condenser microphone
US8617934B1 (en) 2000-11-28 2013-12-31 Knowles Electronics, Llc Methods of manufacture of top port multi-part surface mount silicon condenser microphone packages
US7166910B2 (en) * 2000-11-28 2007-01-23 Knowles Electronics Llc Miniature silicon condenser microphone
JP2003240797A (ja) * 2002-02-18 2003-08-27 Mitsubishi Electric Corp 半導体加速度センサ
JP2005038911A (ja) * 2003-07-16 2005-02-10 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
US7030469B2 (en) * 2003-09-25 2006-04-18 Freescale Semiconductor, Inc. Method of forming a semiconductor package and structure thereof
US7237797B2 (en) * 2003-10-24 2007-07-03 Visteon Global Technologies, Inc. Instrument panel having modular airbag door assembly
DE10350460B4 (de) * 2003-10-29 2006-07-13 X-Fab Semiconductor Foundries Ag Verfahren zur Herstellung von mikromechanische und/ oder mikroelektronische Strukturen aufweisenden Halbleiterbauelementen, die durch das feste Verbinden von mindestens zwei Halbleiterscheiben entstehen, und entsprechende Anordnung
US7034393B2 (en) * 2003-12-15 2006-04-25 Analog Devices, Inc. Semiconductor assembly with conductive rim and method of producing the same
US20050170609A1 (en) * 2003-12-15 2005-08-04 Alie Susan A. Conductive bond for through-wafer interconnect
US7608534B2 (en) * 2004-06-02 2009-10-27 Analog Devices, Inc. Interconnection of through-wafer vias using bridge structures
US20060037398A1 (en) * 2004-08-19 2006-02-23 Rich David B Method for making an impact detector
DE102005008512B4 (de) 2005-02-24 2016-06-23 Epcos Ag Elektrisches Modul mit einem MEMS-Mikrofon
DE102005008511B4 (de) 2005-02-24 2019-09-12 Tdk Corporation MEMS-Mikrofon
JP4552783B2 (ja) * 2005-07-06 2010-09-29 株式会社デンソー 半導体センサ
DE102005053765B4 (de) 2005-11-10 2016-04-14 Epcos Ag MEMS-Package und Verfahren zur Herstellung
DE102005053767B4 (de) 2005-11-10 2014-10-30 Epcos Ag MEMS-Mikrofon, Verfahren zur Herstellung und Verfahren zum Einbau
US7180019B1 (en) 2006-06-26 2007-02-20 Temic Automotive Of North America, Inc. Capacitive accelerometer or acceleration switch
US7528468B2 (en) * 2006-09-25 2009-05-05 Freescale Semiconductor, Inc. Capacitor assembly with shielded connections and method for forming the same
US20080087979A1 (en) * 2006-10-13 2008-04-17 Analog Devices, Inc. Integrated Circuit with Back Side Conductive Paths
US8307674B2 (en) * 2008-07-16 2012-11-13 Ferro Corporation Hot-melt sealing glass compositions and methods of making and using the same
WO2010016094A1 (ja) * 2008-08-06 2010-02-11 パイオニア株式会社 静電容量検出型センサ
US8842859B2 (en) * 2011-01-24 2014-09-23 Invensense, Inc. Packaged microphone with reduced parasitics
US9364669B2 (en) * 2011-01-25 2016-06-14 The Board Of Regents Of The University Of Texas System Automated method of classifying and suppressing noise in hearing devices
WO2013066343A1 (en) 2011-11-04 2013-05-10 Knowles Electronics, Llc Embedded dielectric as a barrier in an acoustic device and method of manufacture
US9078063B2 (en) 2012-08-10 2015-07-07 Knowles Electronics, Llc Microphone assembly with barrier to prevent contaminant infiltration
DE102013106353B4 (de) * 2013-06-18 2018-06-28 Tdk Corporation Verfahren zum Aufbringen einer strukturierten Beschichtung auf ein Bauelement
US9794661B2 (en) 2015-08-07 2017-10-17 Knowles Electronics, Llc Ingress protection for reducing particle infiltration into acoustic chamber of a MEMS microphone package
JP2019039885A (ja) * 2017-08-29 2019-03-14 セイコーエプソン株式会社 物理量センサー、複合センサー、慣性計測ユニット、携帯型電子機器、電子機器、および移動体

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3417626A (en) * 1965-05-25 1968-12-24 Gen Precision Inc Single-axis accelerometer
US4102202A (en) * 1976-11-26 1978-07-25 The Singer Company Electrostatic accelerometer
US5216490A (en) * 1988-01-13 1993-06-01 Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Bridge electrodes for microelectromechanical devices
JPH088330B2 (ja) * 1989-07-19 1996-01-29 日本電気株式会社 Ｌｏｃ型リードフレームを備えた半導体集積回路装置
US5115291A (en) * 1989-07-27 1992-05-19 Honeywell Inc. Electrostatic silicon accelerometer
US5146389A (en) * 1991-07-22 1992-09-08 Motorola, Inc. Differential capacitor structure and method
FR2687777B1 (fr) * 1992-02-20 1994-05-20 Sextant Avionique Micro-capteur capacitif a faible capacite parasite et procede de fabrication.
US5347867A (en) * 1993-02-03 1994-09-20 Minnetonka Warehouse Supply, Inc Accelerometer incorporating a driven shield

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7533570B2 (en) 2005-09-20 2009-05-19 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Electrostatic-capacitance-type acceleration sensor
DE102006025373B4 (de) * 2005-09-20 2013-06-20 Mitsubishi Denki K.K. Elektrostatischer Kapazitätsbeschleunigungssensor

Also Published As

Publication number Publication date
KR100351574B1 (ko) 2003-01-06
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US5545912A (en) 1996-08-13
JPH08136577A (ja) 1996-05-31

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