JPH02237166A - 半導体圧力センサ - Google Patents
半導体圧力センサInfo
- Publication number
- JPH02237166A JPH02237166A JP5877089A JP5877089A JPH02237166A JP H02237166 A JPH02237166 A JP H02237166A JP 5877089 A JP5877089 A JP 5877089A JP 5877089 A JP5877089 A JP 5877089A JP H02237166 A JPH02237166 A JP H02237166A
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- JP
- Japan
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- pressure sensor
- oxide film
- electrically
- silicon semiconductor
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- Pending
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- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野］
本発明は半導体圧力センサに関し、特に該半導体圧力セ
ンサチップ上で圧力センサとして機能する部位を電気的
に完全に分離絶縁してなるものに関するものである。
ンサチップ上で圧力センサとして機能する部位を電気的
に完全に分離絶縁してなるものに関するものである。
半導体の拡散抵抗層をゲージ抵抗とし、このゲージ抵抗
を用いてブリッジ回路を構成してなる半導体圧力センサ
では、基板にＮ形のシリコン基板を用い、このＮ形基板
にｐ形の拡散抵抗層を形成することによって製造するこ
とが一般的である。
を用いてブリッジ回路を構成してなる半導体圧力センサ
では、基板にＮ形のシリコン基板を用い、このＮ形基板
にｐ形の拡散抵抗層を形成することによって製造するこ
とが一般的である。
しかし、この半導体圧力センサチップはＰ ｂ／Ｓｎ半
田や、Ａｕ／Ｓｉ半田を用いて金属パッケージにマウン
トされるために、パッケージと半導体圧力センサチップ
とが電気的につながってしまい、半導体センサチップと
パッケージとの絶縁が必要な時には特別な工夫が必要で
あった．例えば、パッケージを絶縁するために、半導体
圧力センサチップを収納した金属パッケージを更に樹脂
製のパッケージに再度収納するというようなことも時に
は行われる。また、絶縁性を得るために半導体圧力セン
サチップにバイレックスガラスなどの台座を接合して一
体化し、これを金属パッケージにマウントすることも行
われる． 〔発明が解決しようとする課題〕 このように従来の半導体圧力センサでは半導体圧力セン
サチップをパッケージと電気的に絶縁することが困難で
あったが、その根本的原因は、半導体圧力センサチップ
自身が電気的に絶縁されていないことであった。
田や、Ａｕ／Ｓｉ半田を用いて金属パッケージにマウン
トされるために、パッケージと半導体圧力センサチップ
とが電気的につながってしまい、半導体センサチップと
パッケージとの絶縁が必要な時には特別な工夫が必要で
あった．例えば、パッケージを絶縁するために、半導体
圧力センサチップを収納した金属パッケージを更に樹脂
製のパッケージに再度収納するというようなことも時に
は行われる。また、絶縁性を得るために半導体圧力セン
サチップにバイレックスガラスなどの台座を接合して一
体化し、これを金属パッケージにマウントすることも行
われる． 〔発明が解決しようとする課題〕 このように従来の半導体圧力センサでは半導体圧力セン
サチップをパッケージと電気的に絶縁することが困難で
あったが、その根本的原因は、半導体圧力センサチップ
自身が電気的に絶縁されていないことであった。
この発明は上記のような従来の問題点を解消するために
なされたもので、半導体圧力・センサチップ上で圧力セ
ンサ部を電気的に完全に絶縁分離することのできる半導
体圧力センサを得ることを目的とする。
なされたもので、半導体圧力・センサチップ上で圧力セ
ンサ部を電気的に完全に絶縁分離することのできる半導
体圧力センサを得ることを目的とする。
本発明にかかる半導体圧力センサは、圧力に惑応して抵
抗変化をおこす、いわゆるシリコン半導体のピエゾ抵抗
効果を利用した半導体圧力センサにおいて、第１の（１
００）シリコン半導体基体上に酸化膜を形成し、該酸化
膜上に陽極接合によって接合した第２の（１００）Ｎ形
シリコン半導体基仮上に圧力センサとして機能する部位
を形成するとともに、該部位を取り囲むようにトレンチ
酸化膜を形成し、上記酸化膜とトレンチ酸化膜とによっ
て上記圧力センサとして機能する部位を電気的に絶縁分
離したものである。
抗変化をおこす、いわゆるシリコン半導体のピエゾ抵抗
効果を利用した半導体圧力センサにおいて、第１の（１
００）シリコン半導体基体上に酸化膜を形成し、該酸化
膜上に陽極接合によって接合した第２の（１００）Ｎ形
シリコン半導体基仮上に圧力センサとして機能する部位
を形成するとともに、該部位を取り囲むようにトレンチ
酸化膜を形成し、上記酸化膜とトレンチ酸化膜とによっ
て上記圧力センサとして機能する部位を電気的に絶縁分
離したものである。
本発明における半導体圧力センサでは、基体となる第１
の半導体が圧力センサ部と電気的に完全に分離している
ため、これを金属パッケージに直接組み立てても電気的
な絶縁性について心配する必要がなくなる．また、ＰＮ
接合分離などに比べると絶縁性が優れているため、熱や
光などの外乱による圧力センサの特性変化に対しても極
めて安定している． 〔実施例〕 以下本発明の一実施例を図について説明する。
の半導体が圧力センサ部と電気的に完全に分離している
ため、これを金属パッケージに直接組み立てても電気的
な絶縁性について心配する必要がなくなる．また、ＰＮ
接合分離などに比べると絶縁性が優れているため、熱や
光などの外乱による圧力センサの特性変化に対しても極
めて安定している． 〔実施例〕 以下本発明の一実施例を図について説明する。
第１図〜第４図は本発明の一実施例による半導体圧力セ
ンサの製造方法を示し、図において、１１は第１の（１
００）シリコン半導体基体、１２は酸化膜、１３は第２
の（１００）Ｎ形シリコン半導体基板、１４はトレンチ
、１５はトレンチ酸化膜、ｌ６はＮ形の島、１７はＰ形
ゲージ抵抗、ｌ８はＡ！配線である。
ンサの製造方法を示し、図において、１１は第１の（１
００）シリコン半導体基体、１２は酸化膜、１３は第２
の（１００）Ｎ形シリコン半導体基板、１４はトレンチ
、１５はトレンチ酸化膜、ｌ６はＮ形の島、１７はＰ形
ゲージ抵抗、ｌ８はＡ！配線である。
次に製造方法について説明する。
第１図の１１は第１の（１００）シリコン半導体であり
、この第１の（１００）シリコン半導体１１は単に基体
となるべき性質のものであるので、結晶面が（１００）
であること以外はシリコン半導体の導電形はＮ形でもＰ
形でも良く、その厚さも適当で良い。また比抵抗の大き
さも特に制約はない。
、この第１の（１００）シリコン半導体１１は単に基体
となるべき性質のものであるので、結晶面が（１００）
であること以外はシリコン半導体の導電形はＮ形でもＰ
形でも良く、その厚さも適当で良い。また比抵抗の大き
さも特に制約はない。
次に第２図に示すように、第１の（１００）シリコン半
導体基体１１を全面酸化し、厚さ１〜２μｍの酸化膜１
２を形成する．必要に応じてこの上にはさらにＣＶＤ技
術を用いて酸化膜を積み増しすることも可能である。次
にこの酸化膜１２中にＮａイオンやＫイオンなどアルカ
リ金属イオンをイオン注入により打ち込む。続いてシリ
コン半導体基体に熱処理を加えて酸化膜１２中に発生し
た結晶学的な欠陥を除去するとともにアルカリ金属イオ
ンを酸化膜中に均一に拡散せしめる。
導体基体１１を全面酸化し、厚さ１〜２μｍの酸化膜１
２を形成する．必要に応じてこの上にはさらにＣＶＤ技
術を用いて酸化膜を積み増しすることも可能である。次
にこの酸化膜１２中にＮａイオンやＫイオンなどアルカ
リ金属イオンをイオン注入により打ち込む。続いてシリ
コン半導体基体に熱処理を加えて酸化膜１２中に発生し
た結晶学的な欠陥を除去するとともにアルカリ金属イオ
ンを酸化膜中に均一に拡散せしめる。
次に第３図のように陽極接合技術を用いて厚さ数百μｍ
の第２のＮ形（１００）シリコン半導体基板１３を酸化
膜１２を介して接合する。第２のＮ形（１００）シリコ
ン半導体基板１３の比抵抗は２〜７Ω・印が好ましい．
続いて第２のＮ形（１００）シリコン半導体基板１３を
、その厚さが１０〜２０μｍの厚さとなるまでラップオ
フする。
の第２のＮ形（１００）シリコン半導体基板１３を酸化
膜１２を介して接合する。第２のＮ形（１００）シリコ
ン半導体基板１３の比抵抗は２〜７Ω・印が好ましい．
続いて第２のＮ形（１００）シリコン半導体基板１３を
、その厚さが１０〜２０μｍの厚さとなるまでラップオ
フする。
次に第４図に図示するようにトレンチ１４を、第２のＮ
形（１００）シリコン基板側１３からドライエッチある
いはウェットエッチにより接合部の酸化膜１２部に到達
するまで掘りこむ。このトレンチ１４にＣＶＤ技術を用
いて酸化膜工５を埋め込み、陽極接合に使用した酸化膜
１２とトレンチ酸化膜１５とで、Ｎ形（１００）シリコ
ン半導体基板１３の圧力センサ部となるべき導電形がＮ
形の島１６を分離形成する。続いてこのＮ形の島ｌ６中
にＰ形のゲージ抵坑１７をイオン注入法と拡散法により
形成する．Ｐ形のゲージ抵抗１７をＡｌ配線１８により
それぞれブリッジにした後、圧力センサ部の丁度裏側と
なる第１の（１００）シリコン半導体基板側１１より、
ＫＯＨなどのアルカリエッチング液を用いてシリコンの
異方性エッチングを行うことによってシリコンダイヤフ
ラムを形成する。この時、先に陽極接合に使用した酸化
膜１２に達するように異方性エッチングを行うと、ＫＯ
Ｈによる酸化膜１２のエッチング速変が急激に低下する
ことを利用してエッチングストッパとしての役割をもた
せることができる。
形（１００）シリコン基板側１３からドライエッチある
いはウェットエッチにより接合部の酸化膜１２部に到達
するまで掘りこむ。このトレンチ１４にＣＶＤ技術を用
いて酸化膜工５を埋め込み、陽極接合に使用した酸化膜
１２とトレンチ酸化膜１５とで、Ｎ形（１００）シリコ
ン半導体基板１３の圧力センサ部となるべき導電形がＮ
形の島１６を分離形成する。続いてこのＮ形の島ｌ６中
にＰ形のゲージ抵坑１７をイオン注入法と拡散法により
形成する．Ｐ形のゲージ抵抗１７をＡｌ配線１８により
それぞれブリッジにした後、圧力センサ部の丁度裏側と
なる第１の（１００）シリコン半導体基板側１１より、
ＫＯＨなどのアルカリエッチング液を用いてシリコンの
異方性エッチングを行うことによってシリコンダイヤフ
ラムを形成する。この時、先に陽極接合に使用した酸化
膜１２に達するように異方性エッチングを行うと、ＫＯ
Ｈによる酸化膜１２のエッチング速変が急激に低下する
ことを利用してエッチングストッパとしての役割をもた
せることができる。
以上のようにして半導体圧力センナチップが完成する。
このような本実施例の半導体圧力センサチップでは、圧
力センサ部が酸化膜１２とトレンチ酸化膜１５で電気的
に完全に絶縁されており、チップを金属バッケージにア
センブリーした後で、金属パッケージと半導体圧力セン
サチップとの絶縁性について特別な配慮をすることが不
要となる。
力センサ部が酸化膜１２とトレンチ酸化膜１５で電気的
に完全に絶縁されており、チップを金属バッケージにア
センブリーした後で、金属パッケージと半導体圧力セン
サチップとの絶縁性について特別な配慮をすることが不
要となる。
また、酸化膜という電気的には理想的な絶縁材料で圧力
センサ部が絶縁されているため、熱や光などの外乱によ
ってＰ形ゲージ抵抗とＮ形の島との間のＰＮ接合部に生
じた漏れ電流が流出して圧力センサの特性が変動するな
どの特性変動を回避できる。
センサ部が絶縁されているため、熱や光などの外乱によ
ってＰ形ゲージ抵抗とＮ形の島との間のＰＮ接合部に生
じた漏れ電流が流出して圧力センサの特性が変動するな
どの特性変動を回避できる。
Ｃ発明の効果〕
以上述べたようにこの発明にかかる半導体圧力センサに
よれば、圧力センサとして機能する部位を、第１の（１
００）シリコン半導体基体上に形成された酸化膜と、該
酸化膜上に陽極接合によって接合した第２の（１００）
Ｎ形シリコン半導体基板上に上記圧力センサ部を取り囲
むように形成したトレンチ酸化膜とによって電気的に絶
縁分離するようにしたので、チップを金属パッケージに
アセンブリーした後での金属パッケージと半導体圧力セ
ンサチップとの絶縁性についての特別な配慮が不要とな
る上、酸化膜という電気的には理想的な絶縁材料を用い
ており、ＰＮ接合分離などに比べると絶縁性が優れてい
るため、熱や光などの外乱による圧力センサの特性変化
に対しても極めて安定したものが得られる効果がある。
よれば、圧力センサとして機能する部位を、第１の（１
００）シリコン半導体基体上に形成された酸化膜と、該
酸化膜上に陽極接合によって接合した第２の（１００）
Ｎ形シリコン半導体基板上に上記圧力センサ部を取り囲
むように形成したトレンチ酸化膜とによって電気的に絶
縁分離するようにしたので、チップを金属パッケージに
アセンブリーした後での金属パッケージと半導体圧力セ
ンサチップとの絶縁性についての特別な配慮が不要とな
る上、酸化膜という電気的には理想的な絶縁材料を用い
ており、ＰＮ接合分離などに比べると絶縁性が優れてい
るため、熱や光などの外乱による圧力センサの特性変化
に対しても極めて安定したものが得られる効果がある。
第１図ないし第４図は本発明の一実施例による半導体圧
力センサチップの製造過程を示す説明図である。 １１・・・第１の（１００）シリコン半導体基体、１２
・・・酸化膜、１３・・・第２の（１００）Ｎ形シリコ
ン半１ 体基１ｉ、１４・・・トレンチ、１５・・・ト
レンチ酸化膜、１６・・・Ｎ形の島、１７・・・Ｐ形ゲ
ージ抵抗、１日・・・Ａ２配線．
力センサチップの製造過程を示す説明図である。 １１・・・第１の（１００）シリコン半導体基体、１２
・・・酸化膜、１３・・・第２の（１００）Ｎ形シリコ
ン半１ 体基１ｉ、１４・・・トレンチ、１５・・・ト
レンチ酸化膜、１６・・・Ｎ形の島、１７・・・Ｐ形ゲ
ージ抵抗、１日・・・Ａ２配線．
Claims (1)
- （１）圧力に感応して抵抗変化をおこす、いわゆるシリ
コン半導体のピエゾ抵抗効果を利用した半導体圧力セン
サにおいて、 第１の（１００）シリコン半導体基体上に形成された酸
化膜と、 該酸化膜上に陽極接合によって接合した第２の（１００
）Ｎ形シリコン半導体基板と、 該第２の基板上に形成された圧力センサとして機能する
部位と、 上記第２の基板中に形成され、上記圧力センサとして機
能する部位を取り囲みこれを電気的に絶縁分離するトレ
ンチ酸化膜とを備えたことを特徴とする半導体圧力セン
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5877089A JPH02237166A (ja) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | 半導体圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5877089A JPH02237166A (ja) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | 半導体圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02237166A true JPH02237166A (ja) | 1990-09-19 |
Family
ID=13093784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5877089A Pending JPH02237166A (ja) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | 半導体圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02237166A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5302933A (en) * | 1991-09-27 | 1994-04-12 | Terumo Kabushiki Kaisha | Infrared sensor |
| US5382823A (en) * | 1990-11-27 | 1995-01-17 | Terumo Kabushiki Kaisha | Semiconductor device and method for production thereof |
| US5404125A (en) * | 1991-07-19 | 1995-04-04 | Terumo Kabushiki Kaisha | Infrared radiation sensor |
| US5672551A (en) * | 1994-03-18 | 1997-09-30 | The Foxboro Company | Method for manufacturing a semiconductor pressure sensor with single-crystal silicon diaphragm and single-crystal gage elements |
| JP2002510139A (ja) * | 1998-01-15 | 2002-04-02 | コーネル・リサーチ・ファンデーション・インコーポレイテッド | ミクロ加工デバイスのトレンチアイソレーション |
| USRE40347E1 (en) | 1992-04-27 | 2008-06-03 | Denso Corporation | Acceleration sensor and process for the production thereof |
-
1989
- 1989-03-10 JP JP5877089A patent/JPH02237166A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5382823A (en) * | 1990-11-27 | 1995-01-17 | Terumo Kabushiki Kaisha | Semiconductor device and method for production thereof |
| US5404125A (en) * | 1991-07-19 | 1995-04-04 | Terumo Kabushiki Kaisha | Infrared radiation sensor |
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| USRE40561E1 (en) | 1992-04-27 | 2008-11-04 | Denso Corporation | Acceleration sensor and process for the production thereof |
| USRE41047E1 (en) | 1992-04-27 | 2009-12-22 | Denso Corporation | Acceleration sensor and process for the production thereof |
| USRE41213E1 (en) | 1992-04-27 | 2010-04-13 | Denso Corporation | Dynamic amount sensor and process for the production thereof |
| USRE42083E1 (en) | 1992-04-27 | 2011-02-01 | Denso Corporation | Acceleration sensor and process for the production thereof |
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| JP2002510139A (ja) * | 1998-01-15 | 2002-04-02 | コーネル・リサーチ・ファンデーション・インコーポレイテッド | ミクロ加工デバイスのトレンチアイソレーション |
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