JP2000241274A - 半導体圧力センサの部品、半導体圧力センサおよびその製造方法 - Google Patents
半導体圧力センサの部品、半導体圧力センサおよびその製造方法Info
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- JP2000241274A JP2000241274A JP11045420A JP4542099A JP2000241274A JP 2000241274 A JP2000241274 A JP 2000241274A JP 11045420 A JP11045420 A JP 11045420A JP 4542099 A JP4542099 A JP 4542099A JP 2000241274 A JP2000241274 A JP 2000241274A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高強度で衝撃に強い上に、ガラス台座に対す
る密着力に優れた高信頼性の半導体圧力センサを提供す
る。 【解決手段】 感圧ダイヤフラムを形成するシリコンチ
ップ１１、およびこれと近似の線膨張係数を有しシリコ
ンチップ１１と接合されるガラス台座１２により成る接
合体１０と、ガラス台座１２とはんだ１３で接合される
金属台座１４とで部品を構成する。ガラス台座１２は結
晶性ガラスにより成り下面にＣｒ，Ｔｉを成分とする金
属膜が形成される。この部品は、シリコンウエハにダイ
ヤフラムを形成し、Ｌｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2を主成
分とするガラスウエハの一の面上に金属膜を形成し、金
属膜が形成されたガラスウエハに複数の貫通孔を形成
し、シリコンウエハのダイヤフラムを形成する面とガラ
スウエハの他の面とを陽極接合し、これらウエハを個々
に分断することで得られる。そして、この部品を用いて
半導体圧力センサを構成する。
る密着力に優れた高信頼性の半導体圧力センサを提供す
る。 【解決手段】 感圧ダイヤフラムを形成するシリコンチ
ップ１１、およびこれと近似の線膨張係数を有しシリコ
ンチップ１１と接合されるガラス台座１２により成る接
合体１０と、ガラス台座１２とはんだ１３で接合される
金属台座１４とで部品を構成する。ガラス台座１２は結
晶性ガラスにより成り下面にＣｒ，Ｔｉを成分とする金
属膜が形成される。この部品は、シリコンウエハにダイ
ヤフラムを形成し、Ｌｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2を主成
分とするガラスウエハの一の面上に金属膜を形成し、金
属膜が形成されたガラスウエハに複数の貫通孔を形成
し、シリコンウエハのダイヤフラムを形成する面とガラ
スウエハの他の面とを陽極接合し、これらウエハを個々
に分断することで得られる。そして、この部品を用いて
半導体圧力センサを構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧力−変位変換要
素としてダイヤフラムを用いる半導体圧力センサに関す
るものである。
素としてダイヤフラムを用いる半導体圧力センサに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】図８は従来の一般的な半導体圧力センサ
の概略構造を示す断面図で、この圧力センサは、接合体
１０PA、この接合体１０PAとはんだ１３によって接合さ
れる金属台座４４および複数の信号引出ピン２５などに
より構成されている。
の概略構造を示す断面図で、この圧力センサは、接合体
１０PA、この接合体１０PAとはんだ１３によって接合さ
れる金属台座４４および複数の信号引出ピン２５などに
より構成されている。
【０００３】ここで、上記接合体１０PAは、感圧ダイヤ
フラムを形成するシリコンチップ１１と、例えば、パイ
レックスガラス（アメリカ・コーニング社の商標）によ
り成り、検出圧力導入用の貫通孔１２１が中央に形成さ
れるガラス台座１２PAとを備え、シリコンチップ１１の
下面とガラス台座１２PAの上面とが陽極接合によって接
合されて構成される。また、この接合体１０PAは、はん
だ１３によって金属台座４４と接合される。
フラムを形成するシリコンチップ１１と、例えば、パイ
レックスガラス（アメリカ・コーニング社の商標）によ
り成り、検出圧力導入用の貫通孔１２１が中央に形成さ
れるガラス台座１２PAとを備え、シリコンチップ１１の
下面とガラス台座１２PAの上面とが陽極接合によって接
合されて構成される。また、この接合体１０PAは、はん
だ１３によって金属台座４４と接合される。
【０００４】このような構成に類似するものとして、特
開平５−９０３９号公報に記載の結晶化ガラスがある。
開平５−９０３９号公報に記載の結晶化ガラスがある。
【０００５】また、特開昭５５−４７４２５号公報に
は、ダイヤフラム部の歪受感素子の周囲に基準圧室が形
成されるように、シリコンダイヤフラムと類似の線膨張
係数を有する結晶化ガラスを低融点ガラスによってシリ
コンダイヤフラムに接着固定した構造の防水型半導体圧
力変換器が開示されている。
は、ダイヤフラム部の歪受感素子の周囲に基準圧室が形
成されるように、シリコンダイヤフラムと類似の線膨張
係数を有する結晶化ガラスを低融点ガラスによってシリ
コンダイヤフラムに接着固定した構造の防水型半導体圧
力変換器が開示されている。
【０００６】さらに、特開昭５５−６８１６号公報に
は、熱膨張係数がシリコンと類似した結晶化ガラスから
なる受圧台の表面に２〜５ミクロンのニッケルメッキ層
（金属膜層）を形成した構造の半導体圧力変換器が開示
されている。
は、熱膨張係数がシリコンと類似した結晶化ガラスから
なる受圧台の表面に２〜５ミクロンのニッケルメッキ層
（金属膜層）を形成した構造の半導体圧力変換器が開示
されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
５−９０３９号公報では、結晶化ガラスと金属台座との
接合方法が不明である。
５−９０３９号公報では、結晶化ガラスと金属台座との
接合方法が不明である。
【０００８】また、特開昭５５−４７４２５号公報で
は、結晶化ガラスとシリコンダイヤフラムとが低融点ガ
ラスによって接着固定されるので、接合温度が５００℃
と高温となり、素子や端子への熱の影響が大きく、ワイ
ヤボンドが困難である。また、低融点ガラスは水溶性で
あるので、使用可能な圧力媒体に制限を受ける。
は、結晶化ガラスとシリコンダイヤフラムとが低融点ガ
ラスによって接着固定されるので、接合温度が５００℃
と高温となり、素子や端子への熱の影響が大きく、ワイ
ヤボンドが困難である。また、低融点ガラスは水溶性で
あるので、使用可能な圧力媒体に制限を受ける。
【０００９】さらに、特開昭５５−６８１６号公報で
は、結晶化ガラスからなる受圧台の表面に、Ｎｉ、Ａ
ｕ、ＡｇまたはＣｕで金属膜層を形成するので、密着力
に課題がある。
は、結晶化ガラスからなる受圧台の表面に、Ｎｉ、Ａ
ｕ、ＡｇまたはＣｕで金属膜層を形成するので、密着力
に課題がある。
【００１０】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、高強度で衝撃に強い上に、ガラス台座に対する
密着力に優れた高信頼性の半導体圧力センサを提供する
ことを目的とする。
であり、高強度で衝撃に強い上に、ガラス台座に対する
密着力に優れた高信頼性の半導体圧力センサを提供する
ことを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の請求項１記載の発明は、半導体圧力センサの部品であ
って、感圧ダイヤフラムを形成するシリコン素子、およ
びこのシリコン素子と近似の線膨張係数を有し前記シリ
コン素子と接合されるガラス台座により構成される接合
体と、前記接合体と軟ろうによって接合される金属台座
とを備え、前記ガラス台座は、結晶性ガラスにより形成
され、一の面にＣｒまたはＴｉを成分とする金属膜を有
するものである。
の請求項１記載の発明は、半導体圧力センサの部品であ
って、感圧ダイヤフラムを形成するシリコン素子、およ
びこのシリコン素子と近似の線膨張係数を有し前記シリ
コン素子と接合されるガラス台座により構成される接合
体と、前記接合体と軟ろうによって接合される金属台座
とを備え、前記ガラス台座は、結晶性ガラスにより形成
され、一の面にＣｒまたはＴｉを成分とする金属膜を有
するものである。
【００１２】この構造では、ガラス台座が結晶性ガラス
により形成されるので、結晶粒界でのクラックの進展が
抑制されるようになる。また、ＣｒまたはＴｉを成分と
する金属膜によってガラス台座に対する密着力が向上す
る。これにより、本部品を用いて半導体圧力センサを構
成すれば、高強度で衝撃に強い上に、ガラス台座に対す
る密着力に優れた高信頼性の半導体圧力センサを得るこ
とができる。
により形成されるので、結晶粒界でのクラックの進展が
抑制されるようになる。また、ＣｒまたはＴｉを成分と
する金属膜によってガラス台座に対する密着力が向上す
る。これにより、本部品を用いて半導体圧力センサを構
成すれば、高強度で衝撃に強い上に、ガラス台座に対す
る密着力に優れた高信頼性の半導体圧力センサを得るこ
とができる。
【００１３】請求項２記載の発明は、半導体圧力センサ
であって、感圧ダイヤフラムを形成するシリコン素子、
およびこのシリコン素子と近似の線膨張係数を有し前記
シリコン素子と接合されるガラス台座により構成される
接合体と、前記接合体と軟ろうによって接合される金属
台座とを備え、前記ガラス台座は、結晶性ガラスにより
形成され、一の面にＣｒまたはＴｉを成分とする金属膜
を有するものである。
であって、感圧ダイヤフラムを形成するシリコン素子、
およびこのシリコン素子と近似の線膨張係数を有し前記
シリコン素子と接合されるガラス台座により構成される
接合体と、前記接合体と軟ろうによって接合される金属
台座とを備え、前記ガラス台座は、結晶性ガラスにより
形成され、一の面にＣｒまたはＴｉを成分とする金属膜
を有するものである。
【００１４】この構造では、ガラス台座が結晶性ガラス
により形成されるので、結晶粒界でのクラックの進展が
抑制されるようになる。また、ＣｒまたはＴｉを成分と
する金属膜によってガラス台座に対する密着力が向上す
る。これにより、高強度で衝撃に強い上に、ガラス台座
に対する密着力に優れた高信頼性の半導体圧力センサを
得ることができる。
により形成されるので、結晶粒界でのクラックの進展が
抑制されるようになる。また、ＣｒまたはＴｉを成分と
する金属膜によってガラス台座に対する密着力が向上す
る。これにより、高強度で衝撃に強い上に、ガラス台座
に対する密着力に優れた高信頼性の半導体圧力センサを
得ることができる。
【００１５】なお、前記ガラス台座には３層または４層
の金属膜が形成され、最外層の金属膜はＡｕにより形成
され、その下地層の金属膜はＰｔまたはＮｉにより形成
される構造でもよい（請求項３）。この構造によれば、
接合体と金属台座との例えば陽極接合の際、その加熱に
よる劣化が防止され、接合体と金属台座との接合信頼性
が向上する。なお、前記３層の金属膜は４種類の材料に
より形成されるものでもよい（請求項４）。
の金属膜が形成され、最外層の金属膜はＡｕにより形成
され、その下地層の金属膜はＰｔまたはＮｉにより形成
される構造でもよい（請求項３）。この構造によれば、
接合体と金属台座との例えば陽極接合の際、その加熱に
よる劣化が防止され、接合体と金属台座との接合信頼性
が向上する。なお、前記３層の金属膜は４種類の材料に
より形成されるものでもよい（請求項４）。
【００１６】また、前記軟ろうは金系材料であって前記
接合体と前記金属台座との気密接合用に使用されるもの
でもよい（請求項５）。これによれば、Ｓｎ−Ｐｂの軟
ろうやＳｎ系の軟ろうよりも接合箇所の耐熱性および耐
久性が向上する。
接合体と前記金属台座との気密接合用に使用されるもの
でもよい（請求項５）。これによれば、Ｓｎ−Ｐｂの軟
ろうやＳｎ系の軟ろうよりも接合箇所の耐熱性および耐
久性が向上する。
【００１７】また、前記ガラス台座および金属台座の各
々は測定すべき媒体の圧力を通す貫通孔を有し、前記ガ
ラス台座が有する貫通孔の孔径は前記金属台座が有する
貫通孔の孔径よりも大きい構造でもよい（請求項６）。
この構造によれば、軟ろうの熱収縮が金属台座により抑
制され、ガラス台座に加わる応力が減少し、接合箇所の
耐熱性および耐久性が向上する。
々は測定すべき媒体の圧力を通す貫通孔を有し、前記ガ
ラス台座が有する貫通孔の孔径は前記金属台座が有する
貫通孔の孔径よりも大きい構造でもよい（請求項６）。
この構造によれば、軟ろうの熱収縮が金属台座により抑
制され、ガラス台座に加わる応力が減少し、接合箇所の
耐熱性および耐久性が向上する。
【００１８】さらに、前記ガラス台座における前記金属
台座との接合面の粗度がＲｍａｘ０．５〜６μｍである
ものでもよい（請求項７）。この設計によれば、接合信
頼性が向上する。
台座との接合面の粗度がＲｍａｘ０．５〜６μｍである
ものでもよい（請求項７）。この設計によれば、接合信
頼性が向上する。
【００１９】請求項８記載の発明は、上記半導体圧力セ
ンサを製造する方法であって、Ｓｉウエハにダイヤフラ
ムを形成する工程と、Ｌｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2を主
成分として形成されるガラスウエハの一の面上に金属膜
を形成する工程と、前記Ｓｉウエハのダイヤフラムを形
成する面と前記ガラスウエハの他の面とを陽極接合する
工程と、前記陽極接合されたＳｉウエハおよびガラスウ
エハを個々に分断して前記接合体を得る工程と、前記各
接合体を前記金属台座に接合する工程とを有する。
ンサを製造する方法であって、Ｓｉウエハにダイヤフラ
ムを形成する工程と、Ｌｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2を主
成分として形成されるガラスウエハの一の面上に金属膜
を形成する工程と、前記Ｓｉウエハのダイヤフラムを形
成する面と前記ガラスウエハの他の面とを陽極接合する
工程と、前記陽極接合されたＳｉウエハおよびガラスウ
エハを個々に分断して前記接合体を得る工程と、前記各
接合体を前記金属台座に接合する工程とを有する。
【００２０】この方法によれば、ガラス台座がＬｉ2Ｏ
−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2を主成分とする結晶性ガラスによ
り形成されるので、結晶粒界でのクラックの進展が抑制
されるようになる。また、ＣｒまたはＴｉを成分とする
金属膜によってガラス台座に対する密着力が向上する。
これにより、高強度で衝撃に強い上に、ガラス台座に対
する密着力に優れた高信頼性の半導体圧力センサを得る
ことができる。さらに、ガラス台座がＮａを主成分とし
ないので、Ｎａによるシリコン素子の耐電圧劣化の不具
合が生じなくなる。
−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2を主成分とする結晶性ガラスによ
り形成されるので、結晶粒界でのクラックの進展が抑制
されるようになる。また、ＣｒまたはＴｉを成分とする
金属膜によってガラス台座に対する密着力が向上する。
これにより、高強度で衝撃に強い上に、ガラス台座に対
する密着力に優れた高信頼性の半導体圧力センサを得る
ことができる。さらに、ガラス台座がＮａを主成分とし
ないので、Ｎａによるシリコン素子の耐電圧劣化の不具
合が生じなくなる。
【００２１】請求項９記載の発明は、上記半導体圧力セ
ンサを製造する方法であって、Ｓｉウエハにダイヤフラ
ムを形成する工程と、Ｌｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2を主
成分として形成されるガラスウエハの一の面上に金属膜
を形成する工程と、前記金属膜が形成されたガラスウエ
ハに複数の貫通孔を形成する工程と、前記Ｓｉウエハの
ダイヤフラムを形成する面と前記ガラスウエハの他の面
とを陽極接合する工程と、前記陽極接合されたＳｉウエ
ハおよびガラスウエハを個々に分断して前記接合体を得
る工程と、前記各接合体を圧力導入孔を有する金属台座
に接合する工程とを有する。
ンサを製造する方法であって、Ｓｉウエハにダイヤフラ
ムを形成する工程と、Ｌｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2を主
成分として形成されるガラスウエハの一の面上に金属膜
を形成する工程と、前記金属膜が形成されたガラスウエ
ハに複数の貫通孔を形成する工程と、前記Ｓｉウエハの
ダイヤフラムを形成する面と前記ガラスウエハの他の面
とを陽極接合する工程と、前記陽極接合されたＳｉウエ
ハおよびガラスウエハを個々に分断して前記接合体を得
る工程と、前記各接合体を圧力導入孔を有する金属台座
に接合する工程とを有する。
【００２２】この方法によれば、ガラス台座がＬｉ2Ｏ
−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2を主成分とする結晶性ガラスによ
り形成されるので、結晶粒界でのクラックの進展が抑制
されるようになる。また、ＣｒまたはＴｉを成分とする
金属膜によってガラス台座に対する密着力が向上する。
これにより、高強度で衝撃に強い上に、ガラス台座に対
する密着力に優れた高信頼性の半導体圧力センサを得る
ことができる。また、ガラス台座がＮａを主成分としな
いので、Ｎａによるシリコン素子の耐電圧劣化の不具合
が生じなくなる。さらに、シリコン素子の感圧ダイヤフ
ラムによる圧力の直接検出が可能になるので、測定レス
ポンスの向上が図れる。
−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2を主成分とする結晶性ガラスによ
り形成されるので、結晶粒界でのクラックの進展が抑制
されるようになる。また、ＣｒまたはＴｉを成分とする
金属膜によってガラス台座に対する密着力が向上する。
これにより、高強度で衝撃に強い上に、ガラス台座に対
する密着力に優れた高信頼性の半導体圧力センサを得る
ことができる。また、ガラス台座がＮａを主成分としな
いので、Ｎａによるシリコン素子の耐電圧劣化の不具合
が生じなくなる。さらに、シリコン素子の感圧ダイヤフ
ラムによる圧力の直接検出が可能になるので、測定レス
ポンスの向上が図れる。
【００２３】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第１実施形態に係
る半導体圧力センサの部品を示す拡大断面図で、この図
を用いて以下に第１実施形態の説明を行う。
る半導体圧力センサの部品を示す拡大断面図で、この図
を用いて以下に第１実施形態の説明を行う。
【００２４】本半導体圧力センサの部品は、感圧ダイヤ
フラムを下面側に形成するシリコンチップ（シリコン素
子）１１、およびこのシリコンチップ１１と近似の線膨
張係数を有し、シリコンチップ１１の下面側と陽極接合
などで接合されるガラス台座１２により構成される接合
体１０と、例えばコバールまたは４２アロイにより板状
に形成され、接合体１０のガラス台座１２の下面側とは
んだ（軟ろう）１３によって接合される金属台座１４と
を備えている。ただし、ガラス台座１２は、測定すべき
媒体の圧力をシリコンチップ１１へ通す貫通孔１２１を
有している。また、金属台座１４は、ガラス台座１２の
貫通孔１２１よりも大きい径の貫通孔１４１を中央に有
している。
フラムを下面側に形成するシリコンチップ（シリコン素
子）１１、およびこのシリコンチップ１１と近似の線膨
張係数を有し、シリコンチップ１１の下面側と陽極接合
などで接合されるガラス台座１２により構成される接合
体１０と、例えばコバールまたは４２アロイにより板状
に形成され、接合体１０のガラス台座１２の下面側とは
んだ（軟ろう）１３によって接合される金属台座１４と
を備えている。ただし、ガラス台座１２は、測定すべき
媒体の圧力をシリコンチップ１１へ通す貫通孔１２１を
有している。また、金属台座１４は、ガラス台座１２の
貫通孔１２１よりも大きい径の貫通孔１４１を中央に有
している。
【００２５】ここで、ガラス台座１２は、例えば、Ｌｉ
2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2を主成分とする結晶性ガラスに
より形成される。このように、ガラス台座１２を結晶性
ガラスにより形成すると、結晶粒界でのクラックの進展
が抑制される。したがって、例えば、本部品を図示しな
いボディブロックに固着し、基板や信号引出ピンなどと
シリコンチップ１１とをボンディングワイヤなどで電気
的に接続して半導体圧力センサを構成すれば、高強度で
衝撃に強い高信頼性の半導体圧力センサを得ることがで
きる。また、ガラス台座１２がＮａを主成分としないの
で、Ｎａによるシリコンチップ１１の耐電圧劣化の不具
合が生じなくなる。
2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2を主成分とする結晶性ガラスに
より形成される。このように、ガラス台座１２を結晶性
ガラスにより形成すると、結晶粒界でのクラックの進展
が抑制される。したがって、例えば、本部品を図示しな
いボディブロックに固着し、基板や信号引出ピンなどと
シリコンチップ１１とをボンディングワイヤなどで電気
的に接続して半導体圧力センサを構成すれば、高強度で
衝撃に強い高信頼性の半導体圧力センサを得ることがで
きる。また、ガラス台座１２がＮａを主成分としないの
で、Ｎａによるシリコンチップ１１の耐電圧劣化の不具
合が生じなくなる。
【００２６】また、ガラス台座１２の下面にはＣｒまた
はＴｉを成分とする金属膜（図示せず）が形成される。
このような金属膜をガラス台座１２の下面に形成すれ
ば、ガラス台座に対する密着力が向上する。
はＴｉを成分とする金属膜（図示せず）が形成される。
このような金属膜をガラス台座１２の下面に形成すれ
ば、ガラス台座に対する密着力が向上する。
【００２７】さらに、シリコンチップ１１の感圧ダイヤ
フラムに至る貫通孔１２１，１４１が形成されているの
で、感圧ダイヤフラムによる圧力の直接検出が可能にな
り、測定レスポンスの向上が可能となる。
フラムに至る貫通孔１２１，１４１が形成されているの
で、感圧ダイヤフラムによる圧力の直接検出が可能にな
り、測定レスポンスの向上が可能となる。
【００２８】図２は本発明の第２実施形態に係る半導体
圧力センサを示す拡大断面図で、この図を用いて第２実
施形態について、本発明の半導体圧力センサの部品に係
る別の実施形態とともに説明する。
圧力センサを示す拡大断面図で、この図を用いて第２実
施形態について、本発明の半導体圧力センサの部品に係
る別の実施形態とともに説明する。
【００２９】本半導体圧力センサは、感圧ダイヤフラム
を形成するシリコンチップ（シリコン素子）２１、およ
びこのシリコンチップ２１と近似の線膨張係数を有し、
シリコンチップ２１と陽極接合などで接合されるガラス
台座２２により構成される接合体２０と、複数の孔２４
２を有し、接合体２０のガラス台座２２の下面側とはん
だ１３によって接合される金属台座２４と、孔２４２の
径よりも小さい外径を有し各孔２４２に挿入される信号
引出ピン２５と、これら各信号引出ピン２５の一端側と
シリコンチップ２１（の所定の電極）とを電気的に接続
するボンディングワイヤ２６と、例えばソーダバリウム
系の硼珪酸ガラスなどの絶縁材料により成り、信号引出
ピン２５が挿入されて生じる各孔２４２の隙間を封止す
る封止材２７と、圧力導入パイプ２８１を上部中央に有
し、接合体２０、各信号引出ピン２５の一端側および各
ボンディングワイヤ２６を閉塞する箱状のカバー２８
と、このカバー２８の内部に封入される液体２９とを備
え、この液体２９を介して圧力導入パイプ２８１からの
圧力をシリコンチップ２１で検知するものである。ただ
し、図２に示す例では、感圧ダイヤフラムはシリコンチ
ップ２１の下面側に形成されている。また、金属台座２
４は例えばコバールまたは４２アロイにより板状に形成
される。
を形成するシリコンチップ（シリコン素子）２１、およ
びこのシリコンチップ２１と近似の線膨張係数を有し、
シリコンチップ２１と陽極接合などで接合されるガラス
台座２２により構成される接合体２０と、複数の孔２４
２を有し、接合体２０のガラス台座２２の下面側とはん
だ１３によって接合される金属台座２４と、孔２４２の
径よりも小さい外径を有し各孔２４２に挿入される信号
引出ピン２５と、これら各信号引出ピン２５の一端側と
シリコンチップ２１（の所定の電極）とを電気的に接続
するボンディングワイヤ２６と、例えばソーダバリウム
系の硼珪酸ガラスなどの絶縁材料により成り、信号引出
ピン２５が挿入されて生じる各孔２４２の隙間を封止す
る封止材２７と、圧力導入パイプ２８１を上部中央に有
し、接合体２０、各信号引出ピン２５の一端側および各
ボンディングワイヤ２６を閉塞する箱状のカバー２８
と、このカバー２８の内部に封入される液体２９とを備
え、この液体２９を介して圧力導入パイプ２８１からの
圧力をシリコンチップ２１で検知するものである。ただ
し、図２に示す例では、感圧ダイヤフラムはシリコンチ
ップ２１の下面側に形成されている。また、金属台座２
４は例えばコバールまたは４２アロイにより板状に形成
される。
【００３０】ここで、ガラス台座２２は、例えば、Ｌｉ
2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2を主成分とする結晶性ガラスに
より形成される。このように、ガラス台座２２を結晶性
ガラスにより形成すると、結晶粒界でのクラックの進展
が抑制される。この結果、高強度で衝撃に強い高信頼性
の半導体圧力センサを得ることができる。
2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2を主成分とする結晶性ガラスに
より形成される。このように、ガラス台座２２を結晶性
ガラスにより形成すると、結晶粒界でのクラックの進展
が抑制される。この結果、高強度で衝撃に強い高信頼性
の半導体圧力センサを得ることができる。
【００３１】また、ガラス台座１２の下面にはＣｒまた
はＴｉを成分とする金属膜が形成される。このような金
属膜をガラス台座１２の下面に形成すれば、ガラス台座
に対する密着力が向上する。
はＴｉを成分とする金属膜が形成される。このような金
属膜をガラス台座１２の下面に形成すれば、ガラス台座
に対する密着力が向上する。
【００３２】さらに、測定すべき圧力を伝達する液体２
９に対する耐圧および耐食性を高くすることが可能にな
る。
９に対する耐圧および耐食性を高くすることが可能にな
る。
【００３３】図３は本発明の第３実施形態に係る半導体
圧力センサを示す拡大断面図で、この図を用いて第３実
施形態について、本発明の半導体圧力センサの部品に係
る別の実施形態とともに説明する。
圧力センサを示す拡大断面図で、この図を用いて第３実
施形態について、本発明の半導体圧力センサの部品に係
る別の実施形態とともに説明する。
【００３４】本半導体圧力センサは、第１実施形態と同
様の接合体１０と、下方に伸びる圧力導入パイプ３４３
を有し、接合体１０のガラス台座１２の下面側とはんだ
１３によって接合される金属台座３４と、複数の信号引
出リード線３５と、これら各信号引出リード線３５の一
端側とシリコンチップ１１とを電気的に接続するボンデ
ィングワイヤ２６と、各信号引出リード線３５の他端側
を外部に引き出した状態で、接合体１０、各信号引出リ
ード線３５の一端側およびボンディングワイヤ２６を閉
塞するカバー３８とを備え、圧力導入パイプ３４３から
の圧力をシリコンチップ１１で検知するものである。た
だし、金属台座３４は例えばコバールまたは４２アロイ
により上部にフランジ部を有する筒状に形成される。ま
た、カバー３８は例えば液晶ポリマーの耐熱性樹脂によ
り形成される。
様の接合体１０と、下方に伸びる圧力導入パイプ３４３
を有し、接合体１０のガラス台座１２の下面側とはんだ
１３によって接合される金属台座３４と、複数の信号引
出リード線３５と、これら各信号引出リード線３５の一
端側とシリコンチップ１１とを電気的に接続するボンデ
ィングワイヤ２６と、各信号引出リード線３５の他端側
を外部に引き出した状態で、接合体１０、各信号引出リ
ード線３５の一端側およびボンディングワイヤ２６を閉
塞するカバー３８とを備え、圧力導入パイプ３４３から
の圧力をシリコンチップ１１で検知するものである。た
だし、金属台座３４は例えばコバールまたは４２アロイ
により上部にフランジ部を有する筒状に形成される。ま
た、カバー３８は例えば液晶ポリマーの耐熱性樹脂によ
り形成される。
【００３５】以上、第３実施形態によれば、第１実施形
態と同様の接合体１０が使用されるので、第１実施形態
と同様の効果を奏することが可能となる。
態と同様の接合体１０が使用されるので、第１実施形態
と同様の効果を奏することが可能となる。
【００３６】図４は本発明の第４実施形態に係る半導体
圧力センサを示す拡大断面図で、この図を用いて第４実
施形態について、本発明の半導体圧力センサの部品に係
る別の実施形態とともに説明する。
圧力センサを示す拡大断面図で、この図を用いて第４実
施形態について、本発明の半導体圧力センサの部品に係
る別の実施形態とともに説明する。
【００３７】本半導体圧力センサは、第１実施形態と同
様の接合体１０と、例えばコバールまたは４２アロイに
より成り、下方に伸びる圧力導入パイプ４４３を有し、
接合体１０のガラス台座１２の下面側とはんだ１３によ
って接合される金属台座４４と、複数の信号引出ピン２
５と、これら各信号引出ピン２５の一端側とシリコンチ
ップ１１とを電気的に接続するボンディングワイヤ２６
と、例えばソーダバリウム系の硼珪酸ガラスなどの絶縁
材料により成り、金属台座４４の内側の孔全てを封止す
る封止材４７と、接合体１０、各信号引出ピン２５の一
端側およびボンディングワイヤ２６を閉塞する箱状のカ
バー４８とを備え、圧力導入パイプ４４３からの圧力を
シリコンチップ１１で検知するものである。
様の接合体１０と、例えばコバールまたは４２アロイに
より成り、下方に伸びる圧力導入パイプ４４３を有し、
接合体１０のガラス台座１２の下面側とはんだ１３によ
って接合される金属台座４４と、複数の信号引出ピン２
５と、これら各信号引出ピン２５の一端側とシリコンチ
ップ１１とを電気的に接続するボンディングワイヤ２６
と、例えばソーダバリウム系の硼珪酸ガラスなどの絶縁
材料により成り、金属台座４４の内側の孔全てを封止す
る封止材４７と、接合体１０、各信号引出ピン２５の一
端側およびボンディングワイヤ２６を閉塞する箱状のカ
バー４８とを備え、圧力導入パイプ４４３からの圧力を
シリコンチップ１１で検知するものである。
【００３８】以上、第４実施形態によれば、第１実施形
態と同様の接合体１０が使用されるので、第１実施形態
と同様の効果を奏することが可能となる。
態と同様の接合体１０が使用されるので、第１実施形態
と同様の効果を奏することが可能となる。
【００３９】図５は本発明の第５実施形態に係る半導体
圧力センサを示す拡大断面図で、この図を用いて第５実
施形態について、本発明の半導体圧力センサの部品に係
る別の実施形態とともに説明する。
圧力センサを示す拡大断面図で、この図を用いて第５実
施形態について、本発明の半導体圧力センサの部品に係
る別の実施形態とともに説明する。
【００４０】本半導体圧力センサは、第１実施形態と同
様の接合体１０と、下方に伸びる圧力導入パイプ５４３
を中央に有する板状に例えばコバールまたは４２アロイ
により形成されるとともに、その板状部に複数の孔５４
２が穿設されて成り、接合体１０のガラス台座１２の下
面側とはんだ１３によって接合される金属台座５４と、
複数の信号引出ピン２５と、これら各信号引出ピン２５
の一端側とシリコンチップ１１とを電気的に接続するボ
ンディングワイヤ２６と、例えばソーダバリウム系の硼
珪酸ガラスなどの絶縁材料により成り、信号引出ピン２
５が挿入されて生じる各孔５４２の隙間を封止する封止
材２７と、接合体１０、各信号引出ピン２５の一端側お
よびボンディングワイヤ２６を閉塞する箱状のカバー５
８とを備え、圧力導入パイプ５４３からの圧力をシリコ
ンチップ１１で検知するものである。
様の接合体１０と、下方に伸びる圧力導入パイプ５４３
を中央に有する板状に例えばコバールまたは４２アロイ
により形成されるとともに、その板状部に複数の孔５４
２が穿設されて成り、接合体１０のガラス台座１２の下
面側とはんだ１３によって接合される金属台座５４と、
複数の信号引出ピン２５と、これら各信号引出ピン２５
の一端側とシリコンチップ１１とを電気的に接続するボ
ンディングワイヤ２６と、例えばソーダバリウム系の硼
珪酸ガラスなどの絶縁材料により成り、信号引出ピン２
５が挿入されて生じる各孔５４２の隙間を封止する封止
材２７と、接合体１０、各信号引出ピン２５の一端側お
よびボンディングワイヤ２６を閉塞する箱状のカバー５
８とを備え、圧力導入パイプ５４３からの圧力をシリコ
ンチップ１１で検知するものである。
【００４１】ここで、ガラス台座１２は、第１実施形態
と同様に、Ｌｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2を主成分とする
結晶性ガラスにより形成されるので、高強度で衝撃に強
い高信頼性の半導体圧力センサを得ることができる。
と同様に、Ｌｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2を主成分とする
結晶性ガラスにより形成されるので、高強度で衝撃に強
い高信頼性の半導体圧力センサを得ることができる。
【００４２】また、ガラス台座１２の下面にはＣｒまた
はＴｉを成分とする金属膜が形成されるので、ガラス台
座に対する密着力が向上する。
はＴｉを成分とする金属膜が形成されるので、ガラス台
座に対する密着力が向上する。
【００４３】さらに、ガラス台座１２の貫通孔１２１
は、圧力導入パイプ５４３の貫通孔５４１よりも径が大
きくなっている。これにより、接合材料（はんだ１３）
の熱収縮が金属台座５４により抑制され、貫通孔１２１
表面に加わる応力が減少するので、接合部の耐熱性およ
び耐久性が向上する。
は、圧力導入パイプ５４３の貫通孔５４１よりも径が大
きくなっている。これにより、接合材料（はんだ１３）
の熱収縮が金属台座５４により抑制され、貫通孔１２１
表面に加わる応力が減少するので、接合部の耐熱性およ
び耐久性が向上する。
【００４４】図６は本発明の第６実施形態に係る半導体
圧力センサの部品を示す拡大断面図で、この図を用いて
以下に第６実施形態の説明を行う。
圧力センサの部品を示す拡大断面図で、この図を用いて
以下に第６実施形態の説明を行う。
【００４５】本半導体圧力センサの部品は、感圧ダイヤ
フラムを下面側に形成するシリコンチップ（シリコン素
子）１１、およびこのシリコンチップ１１と近似の線膨
張係数を有し、シリコンチップ１１の下面側と陽極接合
などで接合されるガラス台座６２により構成される接合
体６０と、例えばコバールまたは４２アロイにより板状
に形成され、接合体６０のガラス台座６２の下方側とは
んだ１３によって接合される金属台座６４とを備えてい
る。
フラムを下面側に形成するシリコンチップ（シリコン素
子）１１、およびこのシリコンチップ１１と近似の線膨
張係数を有し、シリコンチップ１１の下面側と陽極接合
などで接合されるガラス台座６２により構成される接合
体６０と、例えばコバールまたは４２アロイにより板状
に形成され、接合体６０のガラス台座６２の下方側とは
んだ１３によって接合される金属台座６４とを備えてい
る。
【００４６】ここで、ガラス台座６２の貫通孔６２１の
径Ａは、金属台座６４の貫通孔６４１の径Ｂよりも大き
くなっている。これにより、接合材料（はんだ１３）の
熱収縮が金属台座６４により抑制され、接合部の耐熱性
および耐久性が向上する。
径Ａは、金属台座６４の貫通孔６４１の径Ｂよりも大き
くなっている。これにより、接合材料（はんだ１３）の
熱収縮が金属台座６４により抑制され、接合部の耐熱性
および耐久性が向上する。
【００４７】また、ガラス台座６２の下端側には、層
（金属膜）６２１〜６２３がこの順に形成されている。
層６２１は厚みが０．２μｍ程度でＴｉまたはＣｒによ
り成り、層６２２は厚みが０．２μｍ程度でＰｔまたは
Ｎｉにより成り、そして、層６２３は厚みが０．０５〜
０．５μｍでＡｕにより成る。このように、ガラス台座
６２にＴｉまたはＣｒにより成る層６２１を形成する
と、ガラス台座６２に対する密着力が向上する。また、
最外層（最下層）にＡｕにより成る層６２３を用いると
ともに、その下地層（上層）にＰｔまたはＮｉにより成
る層６２２を用いると、接合体６０と金属台座６４との
陽極接合の際、その加熱による当該部品の劣化が防止さ
れ、接合体６０と金属台座６４との接合信頼性が向上す
る。このような条件を満足する限り、ガラス台座６２の
下端側に４層の金属膜を形成する構造でもよい。また、
３層の場合でも、４種類の材料を使用するようにしても
よい。
（金属膜）６２１〜６２３がこの順に形成されている。
層６２１は厚みが０．２μｍ程度でＴｉまたはＣｒによ
り成り、層６２２は厚みが０．２μｍ程度でＰｔまたは
Ｎｉにより成り、そして、層６２３は厚みが０．０５〜
０．５μｍでＡｕにより成る。このように、ガラス台座
６２にＴｉまたはＣｒにより成る層６２１を形成する
と、ガラス台座６２に対する密着力が向上する。また、
最外層（最下層）にＡｕにより成る層６２３を用いると
ともに、その下地層（上層）にＰｔまたはＮｉにより成
る層６２２を用いると、接合体６０と金属台座６４との
陽極接合の際、その加熱による当該部品の劣化が防止さ
れ、接合体６０と金属台座６４との接合信頼性が向上す
る。このような条件を満足する限り、ガラス台座６２の
下端側に４層の金属膜を形成する構造でもよい。また、
３層の場合でも、４種類の材料を使用するようにしても
よい。
【００４８】なお、上記第１〜第６実施形態では、接合
体と金属台座との接合には、はんだが使用されるが、こ
のはんだは、Ｓｎ，Ｐｂを主成分とするものでもよく、
あるいは、例えばＡｕ−２０Ｓｎ，Ａｕ−１２Ｇｅ，Ａ
ｕ−３Ｓｉの金系を主成分とするものでもよい。後者の
場合には前者よりも接合部の耐熱性および耐久性が向上
する。
体と金属台座との接合には、はんだが使用されるが、こ
のはんだは、Ｓｎ，Ｐｂを主成分とするものでもよく、
あるいは、例えばＡｕ−２０Ｓｎ，Ａｕ−１２Ｇｅ，Ａ
ｕ−３Ｓｉの金系を主成分とするものでもよい。後者の
場合には前者よりも接合部の耐熱性および耐久性が向上
する。
【００４９】また、接合体の金属台座との接合面の粗度
をＲｍａｘ＝０．５〜６μｍにすれば接合信頼性が向上
する。なぜなら、粗度が０．５μｍ以下であれば、アン
カー効果が小さくなって接合強度が落ち、逆に６μｍ以
上であれば、ダイシングテープの粘着部分が残存して接
合部のボンドの原因となるからである。
をＲｍａｘ＝０．５〜６μｍにすれば接合信頼性が向上
する。なぜなら、粗度が０．５μｍ以下であれば、アン
カー効果が小さくなって接合強度が落ち、逆に６μｍ以
上であれば、ダイシングテープの粘着部分が残存して接
合部のボンドの原因となるからである。
【００５０】図７は本発明の半導体圧力センサの製造方
法を示す一実施形態の説明図で、この図を用いて以下に
その実施形態の説明を行う。ただし、本実施形態では、
第６実施形態の半導体圧力センサの部品を製造してから
半導体圧力センサを製造するものとする。
法を示す一実施形態の説明図で、この図を用いて以下に
その実施形態の説明を行う。ただし、本実施形態では、
第６実施形態の半導体圧力センサの部品を製造してから
半導体圧力センサを製造するものとする。
【００５１】まず、半導体単結晶ウエハ、例えばシリコ
ンウエハ１の下面にエッチングによって複数の丸状の溝
（有底の丸穴）１１１を形成してダイヤフラムを形成し
（図１参照）、これら各ダイヤフラムに位置的に対応す
るシリコンウエハ１の上面に図略の拡散歪ゲージを設置
する。各拡散歪ゲージは、シリコンウエハ全面を熱処理
により酸化形成した絶縁層を選択マスクとし、フォトエ
ッチングにより所望箇所にのみ開口された窓から部分的
に例えばボロンなどの不純物を熱拡散して形成される。
ンウエハ１の下面にエッチングによって複数の丸状の溝
（有底の丸穴）１１１を形成してダイヤフラムを形成し
（図１参照）、これら各ダイヤフラムに位置的に対応す
るシリコンウエハ１の上面に図略の拡散歪ゲージを設置
する。各拡散歪ゲージは、シリコンウエハ全面を熱処理
により酸化形成した絶縁層を選択マスクとし、フォトエ
ッチングにより所望箇所にのみ開口された窓から部分的
に例えばボロンなどの不純物を熱拡散して形成される。
【００５２】次に、Ｌｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2を主成
分とするガラスウエハ２の上面に対して面粗度Ｒｍａｘ
が０．１μｍ以下になるように加工を施すとともに、そ
の下面に対して面粗度Ｒｍａｘが０．５〜６μｍになる
ように加工を施す。
分とするガラスウエハ２の上面に対して面粗度Ｒｍａｘ
が０．１μｍ以下になるように加工を施すとともに、そ
の下面に対して面粗度Ｒｍａｘが０．５〜６μｍになる
ように加工を施す。
【００５３】この後、ガラスウエハ２の下面（以下成膜
面）に対して、例えば、厚みが２０００Å程度でＴｉに
より成る層（図６の６２１参照）を形成し、この層上に
厚みが２０００Å程度でＰｔにより成る層（図６の６２
２参照）を形成し、そして、この層上に厚みが５００〜
５０００ÅでＡｕにより成る層（図６の６２３参照）を
形成する。なお、これら３層は、Ｔｉ，Ｐｔ，Ａｕに限
らず、Ｔｉ，Ｎｉ，Ａｕでもよく、Ｃｒ，Ｐｔ，Ａｕで
もよく、あるいはＣｒ，Ｎｉ，Ａｕでもよいのは言うま
でもない。
面）に対して、例えば、厚みが２０００Å程度でＴｉに
より成る層（図６の６２１参照）を形成し、この層上に
厚みが２０００Å程度でＰｔにより成る層（図６の６２
２参照）を形成し、そして、この層上に厚みが５００〜
５０００ÅでＡｕにより成る層（図６の６２３参照）を
形成する。なお、これら３層は、Ｔｉ，Ｐｔ，Ａｕに限
らず、Ｔｉ，Ｎｉ，Ａｕでもよく、Ｃｒ，Ｐｔ，Ａｕで
もよく、あるいはＣｒ，Ｎｉ，Ａｕでもよいのは言うま
でもない。
【００５４】この後、図７（ａ）に示すように、上記３
層が形成されたガラスウエハ２に超音波加工によって複
数の丸状の貫通孔６２１を形成する。なお、各貫通孔６
２１の形成は、上記３層の形成前後のいずれでもよい
が、形成後の方が貫通孔内部に金属膜が形成されないの
で望ましい。
層が形成されたガラスウエハ２に超音波加工によって複
数の丸状の貫通孔６２１を形成する。なお、各貫通孔６
２１の形成は、上記３層の形成前後のいずれでもよい
が、形成後の方が貫通孔内部に金属膜が形成されないの
で望ましい。
【００５５】次に、各溝１１１の中心軸と各貫通孔６２
１の中心軸とが一致するように、シリコンウエハ１のダ
イヤフラム側とガラスウエハ２の非成膜面とを陽極接合
により接合する（図７（ｂ）参照）。陽極接合の条件
は、温度が３５０℃〜４５０℃で、電圧が８００〜１２
００Ｖである。
１の中心軸とが一致するように、シリコンウエハ１のダ
イヤフラム側とガラスウエハ２の非成膜面とを陽極接合
により接合する（図７（ｂ）参照）。陽極接合の条件
は、温度が３５０℃〜４５０℃で、電圧が８００〜１２
００Ｖである。
【００５６】次に、接合後のシリコンウエハ１およびガ
ラスウエハ２を、メタライズ面を密着させてダイシング
ソーによって切断する（図７（ｃ）参照）。これによ
り、複数の接合体６０が得られることになる。
ラスウエハ２を、メタライズ面を密着させてダイシング
ソーによって切断する（図７（ｃ）参照）。これによ
り、複数の接合体６０が得られることになる。
【００５７】この後、図７（ｄ）に示すように、接合体
６０を金属台座（例えば図４に示す金属台座４４）にＳ
ｎ系またはＡｕ系などのはんだ１３を用いて接合する。
Ｓｎ系のはんだには、Ｓｎ−０〜１０．５ＳｂまたはＳ
ｎ−０〜５Ａｇなどがある。また、Ａｕ系のはんだには
Ａｕ−２０Ｓｎなどがある。これらのはんだはフラック
スを含有せず、窒素あるいは還元雰囲気中で加熱接合さ
れる。
６０を金属台座（例えば図４に示す金属台座４４）にＳ
ｎ系またはＡｕ系などのはんだ１３を用いて接合する。
Ｓｎ系のはんだには、Ｓｎ−０〜１０．５ＳｂまたはＳ
ｎ−０〜５Ａｇなどがある。また、Ａｕ系のはんだには
Ａｕ−２０Ｓｎなどがある。これらのはんだはフラック
スを含有せず、窒素あるいは還元雰囲気中で加熱接合さ
れる。
【００５８】この後、各信号引出ピン２５とシリコンチ
ップ１１とをワイヤボンディングなどで電気的に接続
し、これら配線部をシリコンゲルで封止し、カバー４８
を固着する。これにより、半導体圧力センサの製造が完
了する。
ップ１１とをワイヤボンディングなどで電気的に接続
し、これら配線部をシリコンゲルで封止し、カバー４８
を固着する。これにより、半導体圧力センサの製造が完
了する。
【００５９】
【発明の効果】以上のことから明らかなように、請求項
１記載の発明によれば、感圧ダイヤフラムを形成するシ
リコン素子、およびこのシリコン素子と近似の線膨張係
数を有し前記シリコン素子と接合されるガラス台座によ
り構成される接合体と、前記接合体と軟ろうによって接
合される金属台座とを備え、前記ガラス台座は、結晶性
ガラスにより形成され、一の面にＣｒまたはＴｉを成分
とする金属膜を有するので、高強度で衝撃に強い上に、
ガラス台座に対する密着力に優れた高信頼性の半導体圧
力センサを得ることができる。
１記載の発明によれば、感圧ダイヤフラムを形成するシ
リコン素子、およびこのシリコン素子と近似の線膨張係
数を有し前記シリコン素子と接合されるガラス台座によ
り構成される接合体と、前記接合体と軟ろうによって接
合される金属台座とを備え、前記ガラス台座は、結晶性
ガラスにより形成され、一の面にＣｒまたはＴｉを成分
とする金属膜を有するので、高強度で衝撃に強い上に、
ガラス台座に対する密着力に優れた高信頼性の半導体圧
力センサを得ることができる。
【００６０】請求項２記載の発明によれば、感圧ダイヤ
フラムを形成するシリコン素子、およびこのシリコン素
子と近似の線膨張係数を有し前記シリコン素子と接合さ
れるガラス台座により構成される接合体と、前記接合体
と軟ろうによって接合される金属台座とを備え、前記ガ
ラス台座は、結晶性ガラスにより形成され、一の面にＣ
ｒまたはＴｉを成分とする金属膜を有するので、高強度
で衝撃に強い上に、ガラス台座に対する密着力に優れた
高信頼性の半導体圧力センサを得ることができる。
フラムを形成するシリコン素子、およびこのシリコン素
子と近似の線膨張係数を有し前記シリコン素子と接合さ
れるガラス台座により構成される接合体と、前記接合体
と軟ろうによって接合される金属台座とを備え、前記ガ
ラス台座は、結晶性ガラスにより形成され、一の面にＣ
ｒまたはＴｉを成分とする金属膜を有するので、高強度
で衝撃に強い上に、ガラス台座に対する密着力に優れた
高信頼性の半導体圧力センサを得ることができる。
【００６１】請求項３記載の発明によれば、前記ガラス
台座には３層または４層の金属膜が形成され、最外層の
金属膜はＡｕにより形成され、その下地層の金属膜はＰ
ｔまたはＮｉにより形成されるので、また、請求項４記
載の発明によれば、前記３層の金属膜は４種類の材料に
より形成されるので、接合体と金属台座との接合信頼性
の向上が可能になる。
台座には３層または４層の金属膜が形成され、最外層の
金属膜はＡｕにより形成され、その下地層の金属膜はＰ
ｔまたはＮｉにより形成されるので、また、請求項４記
載の発明によれば、前記３層の金属膜は４種類の材料に
より形成されるので、接合体と金属台座との接合信頼性
の向上が可能になる。
【００６２】請求項５記載の発明によれば、前記軟ろう
は金系材料であって前記接合体と前記金属台座との気密
接合用に使用されるので、Ｓｎ−Ｐｂの軟ろうやＳｎ系
の軟ろうよりも接合箇所の耐熱性および耐久性の向上が
可能になる。
は金系材料であって前記接合体と前記金属台座との気密
接合用に使用されるので、Ｓｎ−Ｐｂの軟ろうやＳｎ系
の軟ろうよりも接合箇所の耐熱性および耐久性の向上が
可能になる。
【００６３】請求項６記載の発明によれば、前記ガラス
台座および金属台座の各々は測定すべき媒体の圧力を通
す貫通孔を有し、前記ガラス台座が有する貫通孔の孔径
は前記金属台座が有する貫通孔の孔径よりも大きいの
で、接合箇所の耐熱性および耐久性の向上が可能にな
る。
台座および金属台座の各々は測定すべき媒体の圧力を通
す貫通孔を有し、前記ガラス台座が有する貫通孔の孔径
は前記金属台座が有する貫通孔の孔径よりも大きいの
で、接合箇所の耐熱性および耐久性の向上が可能にな
る。
【００６４】請求項７記載の発明によれば、前記ガラス
台座における前記金属台座との接合面の粗度がＲｍａｘ
０．５〜６μｍであるので、接合信頼性の向上が可能に
なる。
台座における前記金属台座との接合面の粗度がＲｍａｘ
０．５〜６μｍであるので、接合信頼性の向上が可能に
なる。
【００６５】請求項８記載の発明によれば、請求項２〜
７のいずれかに記載の半導体圧力センサを製造する方法
であって、Ｓｉウエハにダイヤフラムを形成する工程
と、Ｌｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2を主成分として形成さ
れるガラスウエハの一の面上に金属膜を形成する工程
と、前記Ｓｉウエハのダイヤフラムを形成する面と前記
ガラスウエハの他の面とを陽極接合する工程と、前記陽
極接合されたＳｉウエハおよびガラスウエハを個々に分
断して前記接合体を得る工程と、前記各接合体を前記金
属台座に接合する工程とを有するので、高強度で衝撃に
強い上に、ガラス台座に対する密着力に優れた高信頼性
の半導体圧力センサを得ることができる。また、シリコ
ン素子の耐電圧の向上を図ることが可能になる。
７のいずれかに記載の半導体圧力センサを製造する方法
であって、Ｓｉウエハにダイヤフラムを形成する工程
と、Ｌｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2を主成分として形成さ
れるガラスウエハの一の面上に金属膜を形成する工程
と、前記Ｓｉウエハのダイヤフラムを形成する面と前記
ガラスウエハの他の面とを陽極接合する工程と、前記陽
極接合されたＳｉウエハおよびガラスウエハを個々に分
断して前記接合体を得る工程と、前記各接合体を前記金
属台座に接合する工程とを有するので、高強度で衝撃に
強い上に、ガラス台座に対する密着力に優れた高信頼性
の半導体圧力センサを得ることができる。また、シリコ
ン素子の耐電圧の向上を図ることが可能になる。
【００６６】請求項９記載の発明は、請求項２〜７のい
ずれかに記載の半導体圧力センサを製造する方法であっ
て、Ｓｉウエハにダイヤフラムを形成する工程と、Ｌｉ
2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2を主成分として形成されるガラ
スウエハの一の面上に金属膜を形成する工程と、前記金
属膜が形成されたガラスウエハに複数の貫通孔を形成す
る工程と、前記Ｓｉウエハのダイヤフラムを形成する面
と前記ガラスウエハの他の面とを陽極接合する工程と、
前記陽極接合されたＳｉウエハおよびガラスウエハを個
々に分断して前記接合体を得る工程と、前記各接合体を
圧力導入孔を有する金属台座に接合する工程とを有する
ので、高強度で衝撃に強い上に、ガラス台座に対する密
着力に優れた高信頼性の半導体圧力センサを得ることが
できる。また、シリコン素子の耐電圧の向上を図ること
が可能になる。さらに、測定レスポンスの向上が可能に
なる。
ずれかに記載の半導体圧力センサを製造する方法であっ
て、Ｓｉウエハにダイヤフラムを形成する工程と、Ｌｉ
2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2を主成分として形成されるガラ
スウエハの一の面上に金属膜を形成する工程と、前記金
属膜が形成されたガラスウエハに複数の貫通孔を形成す
る工程と、前記Ｓｉウエハのダイヤフラムを形成する面
と前記ガラスウエハの他の面とを陽極接合する工程と、
前記陽極接合されたＳｉウエハおよびガラスウエハを個
々に分断して前記接合体を得る工程と、前記各接合体を
圧力導入孔を有する金属台座に接合する工程とを有する
ので、高強度で衝撃に強い上に、ガラス台座に対する密
着力に優れた高信頼性の半導体圧力センサを得ることが
できる。また、シリコン素子の耐電圧の向上を図ること
が可能になる。さらに、測定レスポンスの向上が可能に
なる。
【図１】本発明の第１実施形態に係る半導体圧力センサ
の部品を示す拡大断面図である。
の部品を示す拡大断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る半導体圧力センサ
を示す拡大断面図である。
を示す拡大断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る半導体圧力センサ
を示す拡大断面図である。
を示す拡大断面図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係る半導体圧力センサ
を示す拡大断面図である。
を示す拡大断面図である。
【図５】本発明の第５実施形態に係る半導体圧力センサ
を示す拡大断面図である。
を示す拡大断面図である。
【図６】本発明の第６実施形態に係る半導体圧力センサ
の部品を示す拡大断面図である。
の部品を示す拡大断面図である。
【図７】本発明の半導体圧力センサの製造方法を示す一
実施形態の説明図である。
実施形態の説明図である。
【図８】従来の一般的な半導体圧力センサの概略構造を
示す断面図である。
示す断面図である。
１０，２０，６０ 接合体 １１，２１ シリコンチップ １２，２２，６２ ガラス台座 １３ はんだ １４，２４，３４，４４，５４，６４ 金属台座 ２５ 信号引出ピン ２６ ボンディングワイヤ ２７，４７ 封止材 ２８，３８，４８，５８ カバー ２９ 液体 ３５ 信号引出リード線
Claims (9)
- 【請求項１】 感圧ダイヤフラムを形成するシリコン素
子、およびこのシリコン素子と近似の線膨張係数を有し
前記シリコン素子と接合されるガラス台座により構成さ
れる接合体と、 前記接合体と軟ろうによって接合される金属台座とを備
え、 前記ガラス台座は、結晶性ガラスにより形成され、一の
面にＣｒまたはＴｉを成分とする金属膜を有する半導体
圧力センサの部品。 - 【請求項２】 感圧ダイヤフラムを形成するシリコン素
子、およびこのシリコン素子と近似の線膨張係数を有し
前記シリコン素子と接合されるガラス台座により構成さ
れる接合体と、 前記接合体と軟ろうによって接合される金属台座とを備
え、 前記ガラス台座は、結晶性ガラスにより形成され、一の
面にＣｒまたはＴｉを成分とする金属膜を有する半導体
圧力センサ。 - 【請求項３】 前記ガラス台座には３層または４層の金
属膜が形成され、最外層の金属膜はＡｕにより形成さ
れ、その下地層の金属膜はＰｔまたはＮｉにより形成さ
れる請求項２記載の半導体圧力センサ。 - 【請求項４】 前記３層の金属膜は４種類の材料により
形成される請求項３記載の半導体圧力センサ。 - 【請求項５】 前記軟ろうは金系材料であって前記接合
体と前記金属台座との気密接合用に使用される請求項２
〜４のいずれかに記載の半導体圧力センサ。 - 【請求項６】 前記ガラス台座および金属台座の各々は
測定すべき媒体の圧力を通す貫通孔を有し、前記ガラス
台座が有する貫通孔の孔径は前記金属台座が有する貫通
孔の孔径よりも大きい請求項２記載の半導体圧力セン
サ。 - 【請求項７】 前記ガラス台座における前記金属台座と
の接合面の粗度がＲｍａｘ０．５〜６μｍである請求項
２記載の半導体圧力センサ。 - 【請求項８】 請求項２〜７のいずれかに記載の半導体
圧力センサを製造する方法であって、 Ｓｉウエハにダイヤフラムを形成する工程と、 Ｌｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2を主成分として形成される
ガラスウエハの一の面上に金属膜を形成する工程と、 前記Ｓｉウエハのダイヤフラムを形成する面と前記ガラ
スウエハの他の面とを陽極接合する工程と、 前記陽極接合されたＳｉウエハおよびガラスウエハを個
々に分断して前記接合体を得る工程と、 前記各接合体を前記金属台座に接合する工程とを有する
半導体圧力センサの製造方法。 - 【請求項９】 請求項２〜７のいずれかに記載の半導体
圧力センサを製造する方法であって、 Ｓｉウエハにダイヤフラムを形成する工程と、 Ｌｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2を主成分として形成される
ガラスウエハの一の面上に金属膜を形成する工程と、 前記金属膜が形成されたガラスウエハに複数の貫通孔を
形成する工程と、 前記Ｓｉウエハのダイヤフラムを形成する面と前記ガラ
スウエハの他の面とを陽極接合する工程と、 前記陽極接合されたＳｉウエハおよびガラスウエハを個
々に分断して前記接合体を得る工程と、 前記各接合体を圧力導入孔を有する金属台座に接合する
工程とを有する半導体圧力センサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11045420A JP2000241274A (ja) | 1999-02-23 | 1999-02-23 | 半導体圧力センサの部品、半導体圧力センサおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11045420A JP2000241274A (ja) | 1999-02-23 | 1999-02-23 | 半導体圧力センサの部品、半導体圧力センサおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000241274A true JP2000241274A (ja) | 2000-09-08 |
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ID=12718788
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11045420A Pending JP2000241274A (ja) | 1999-02-23 | 1999-02-23 | 半導体圧力センサの部品、半導体圧力センサおよびその製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000241274A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011013178A (ja) * | 2009-07-06 | 2011-01-20 | Yamatake Corp | 圧力センサ及び製造方法 |
| US9035401B2 (en) | 2013-04-25 | 2015-05-19 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Physical quantity detection device and physical quantity detector |
| CN104729770A (zh) * | 2015-02-16 | 2015-06-24 | 福建上润精密仪器有限公司 | 一种硅片和金属基座的无应力组合方法及其结构 |
| CN107687916A (zh) * | 2016-08-04 | 2018-02-13 | Smc株式会社 | 压力传感器和减震构件 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS556816A (en) * | 1978-06-28 | 1980-01-18 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | Semiconductor pressure converter |
| JPH059039A (ja) * | 1991-06-28 | 1993-01-19 | Hoya Corp | 結晶化ガラス |
| JPH1038733A (ja) * | 1996-07-30 | 1998-02-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 抵抗ペ−ストおよびこれを用いた力学量センサ |
| JPH10281908A (ja) * | 1997-04-11 | 1998-10-23 | Matsushita Electric Works Ltd | 半導体圧力センサおよびその製造方法 |
-
1999
- 1999-02-23 JP JP11045420A patent/JP2000241274A/ja active Pending
Patent Citations (4)
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