JPH06347354A - 半導体圧力センサの製造方法 - Google Patents
半導体圧力センサの製造方法Info
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- JPH06347354A JPH06347354A JP16332793A JP16332793A JPH06347354A JP H06347354 A JPH06347354 A JP H06347354A JP 16332793 A JP16332793 A JP 16332793A JP 16332793 A JP16332793 A JP 16332793A JP H06347354 A JPH06347354 A JP H06347354A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 絶縁層のピエゾ抵抗領域に対応する部分に電
気接点用の穴を開けた後、ＳｉＯ2 の成長によりピエゾ
抵抗領域の表面に薄い絶縁層が形成されるのを防止し、
ピエゾ抵抗領域と配線層の良好な接続が得られるように
する。 【構成】 半導体基板１の表面に熱酸化法によって形成
されたＳｉＯ2 の絶縁層４に電気接点用の穴８をホトエ
ッチングによって形成し、ピエゾ抵抗領域３の一部表面
を外部に露呈させる。次に電気接点用の穴８の部分と絶
縁層４のワイヤボンディング部に電気接点用配線層１１
とボンディング用配線層５をアルミニウムの蒸着によっ
て形成する。そして、絶縁層４の表面に接続用配線層６
を同じくアルミニウムの蒸着によって形成し、電気接点
用配線層１１とボンディング用配線層５を電気的に接続
する。
気接点用の穴を開けた後、ＳｉＯ2 の成長によりピエゾ
抵抗領域の表面に薄い絶縁層が形成されるのを防止し、
ピエゾ抵抗領域と配線層の良好な接続が得られるように
する。 【構成】 半導体基板１の表面に熱酸化法によって形成
されたＳｉＯ2 の絶縁層４に電気接点用の穴８をホトエ
ッチングによって形成し、ピエゾ抵抗領域３の一部表面
を外部に露呈させる。次に電気接点用の穴８の部分と絶
縁層４のワイヤボンディング部に電気接点用配線層１１
とボンディング用配線層５をアルミニウムの蒸着によっ
て形成する。そして、絶縁層４の表面に接続用配線層６
を同じくアルミニウムの蒸着によって形成し、電気接点
用配線層１１とボンディング用配線層５を電気的に接続
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は差圧あるいは圧力を検出
する半導体圧力センサの製造方法に関する。
する半導体圧力センサの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の半導体圧力センサとして
はＳｉ（シリコン）半導体ダイヤフラムを利用したもの
が知られている。このＳｉダイヤフラム型半導体圧力セ
ンサは、半導体結晶からなる基板（以下半導体基板とい
う）の表面に不純物の拡散もしくはイオン打ち込み技術
によりゲージ部として作用するピエゾ抵抗領域を形成す
ると共に、アルミニウムの蒸着等により出力取出し用の
配線層を形成し、裏面の一部をエッチングによって除去
することにより厚さ２０μｍ〜５０μｍ程度の薄肉部、
すなわちダイヤフラム部を形成して構成したもので、ダ
イヤフラム部の表裏面に測定圧力をそれぞれ加えると、
ダイヤフラム部の変形に伴いピエゾ抵抗領域の比抵抗が
変化し、この時の抵抗変化に伴う出力電圧を検出し、差
圧または圧力を測定するものである。
はＳｉ（シリコン）半導体ダイヤフラムを利用したもの
が知られている。このＳｉダイヤフラム型半導体圧力セ
ンサは、半導体結晶からなる基板（以下半導体基板とい
う）の表面に不純物の拡散もしくはイオン打ち込み技術
によりゲージ部として作用するピエゾ抵抗領域を形成す
ると共に、アルミニウムの蒸着等により出力取出し用の
配線層を形成し、裏面の一部をエッチングによって除去
することにより厚さ２０μｍ〜５０μｍ程度の薄肉部、
すなわちダイヤフラム部を形成して構成したもので、ダ
イヤフラム部の表裏面に測定圧力をそれぞれ加えると、
ダイヤフラム部の変形に伴いピエゾ抵抗領域の比抵抗が
変化し、この時の抵抗変化に伴う出力電圧を検出し、差
圧または圧力を測定するものである。
【０００３】図４はこのような半導体圧力センサの従来
例を示す断面図である。同図において、１はｎ型単結晶
Ｓｉからなる半導体基板で、この半導体基板１はエッチ
ングによりその裏面中央部を除去されることにより差圧
または圧力に感応する薄肉円板状の感圧ダイヤフラム部
２を備え、またこのダイヤフラム部２の表面側には拡散
またはイオン打ち込み法によって形成されたＰ+ 形シリ
コンからなるピエゾ抵抗領域３が設けられている。４は
半導体基板１の表面に形成されたＳｉＯ2 からなる絶縁
層、５は絶縁層４上に形成されたボンディング用配線
層、６はピエゾ抵抗領域３とボンディング用配線層５を
電気的に接続する接続用配線層、７は金線等のリード線
である。ボンディング用配線層５と接続用配線層６は、
アルミニウムの蒸着によって形成されている。
例を示す断面図である。同図において、１はｎ型単結晶
Ｓｉからなる半導体基板で、この半導体基板１はエッチ
ングによりその裏面中央部を除去されることにより差圧
または圧力に感応する薄肉円板状の感圧ダイヤフラム部
２を備え、またこのダイヤフラム部２の表面側には拡散
またはイオン打ち込み法によって形成されたＰ+ 形シリ
コンからなるピエゾ抵抗領域３が設けられている。４は
半導体基板１の表面に形成されたＳｉＯ2 からなる絶縁
層、５は絶縁層４上に形成されたボンディング用配線
層、６はピエゾ抵抗領域３とボンディング用配線層５を
電気的に接続する接続用配線層、７は金線等のリード線
である。ボンディング用配線層５と接続用配線層６は、
アルミニウムの蒸着によって形成されている。
【０００４】このような半導体圧力センサの製造に際し
ては、半導体基板１の表面に熱酸化法によってＳｉＯ2
からなる絶縁層４を形成する。次に、この絶縁層４にホ
トエッチングによって埋め込み拡散用の穴を形成し、こ
の穴より半導体基板１中に不純物（ボロン）を拡散また
はイオン打ち込み法によって打ち込みＰ+ 形シリコンか
らなるピエゾ抵抗領域３を形成する。ピエゾ抵抗領域３
のピエゾ抵抗係数はｐ型、ｎ型共に半導体基板１への不
純物のドーピング量が多くなるにつれて低下する。この
ため、ピエゾ抵抗領域３の比抵抗の変化率を大きくし
て、圧力に対する感度を上げ大きな出力電圧を得るには
不純物濃度を低く設定する。また、ピエゾ抵抗係数は、
ｐ型と，ｎ型で異なり、ｐ型のほうがより大きく、この
ためｎ型半導体上にｐ型抵抗層を設けるのが一般的であ
る。次に、再び半導体基板１の表面に新たなＳｉＯ2 の
絶縁層を古い絶縁層４の上に重ねて形成してピエゾ抵抗
領域３を覆い、次いで酸化膜エッチングによって絶縁層
４に電気接点用の穴８を開けてピエゾ抵抗領域３の一部
表面を外部に露呈させる。しかる後絶縁層４の端子部、
すなわちリード線７がボンディングされる部分にボンデ
ィング用配線層５を蒸着によって形成し、さらにピエゾ
抵抗領域３と第１の電極配線層５を電気的に接続する接
続用配線層６を同じく蒸着によって形成する。そして、
接続用配線層６のボンディング用配線層５に対応する部
分にリード線７をワイヤボンディング法によって接続す
る。アルミニウムの配線層は１μｍ程度の厚さで形成さ
れる。そこにリード線７をボンディングすると、接続が
不完全になる可能性が高く、出力の安定性（ヒステリシ
スやドリフトが発生）が悪くなる。そこで、絶縁層４の
ワイヤボンディング部のみアルミ層を２層に形成して厚
くしているが、その場合、アルミニウムの蒸着は一般に
１工程で厚い部分と薄い部分を同時に形成することがで
きず、そのためワイヤボンディング部のみ厚くするため
ボンディング用配線層５と接続用配線層６を２段階で形
成している。
ては、半導体基板１の表面に熱酸化法によってＳｉＯ2
からなる絶縁層４を形成する。次に、この絶縁層４にホ
トエッチングによって埋め込み拡散用の穴を形成し、こ
の穴より半導体基板１中に不純物（ボロン）を拡散また
はイオン打ち込み法によって打ち込みＰ+ 形シリコンか
らなるピエゾ抵抗領域３を形成する。ピエゾ抵抗領域３
のピエゾ抵抗係数はｐ型、ｎ型共に半導体基板１への不
純物のドーピング量が多くなるにつれて低下する。この
ため、ピエゾ抵抗領域３の比抵抗の変化率を大きくし
て、圧力に対する感度を上げ大きな出力電圧を得るには
不純物濃度を低く設定する。また、ピエゾ抵抗係数は、
ｐ型と，ｎ型で異なり、ｐ型のほうがより大きく、この
ためｎ型半導体上にｐ型抵抗層を設けるのが一般的であ
る。次に、再び半導体基板１の表面に新たなＳｉＯ2 の
絶縁層を古い絶縁層４の上に重ねて形成してピエゾ抵抗
領域３を覆い、次いで酸化膜エッチングによって絶縁層
４に電気接点用の穴８を開けてピエゾ抵抗領域３の一部
表面を外部に露呈させる。しかる後絶縁層４の端子部、
すなわちリード線７がボンディングされる部分にボンデ
ィング用配線層５を蒸着によって形成し、さらにピエゾ
抵抗領域３と第１の電極配線層５を電気的に接続する接
続用配線層６を同じく蒸着によって形成する。そして、
接続用配線層６のボンディング用配線層５に対応する部
分にリード線７をワイヤボンディング法によって接続す
る。アルミニウムの配線層は１μｍ程度の厚さで形成さ
れる。そこにリード線７をボンディングすると、接続が
不完全になる可能性が高く、出力の安定性（ヒステリシ
スやドリフトが発生）が悪くなる。そこで、絶縁層４の
ワイヤボンディング部のみアルミ層を２層に形成して厚
くしているが、その場合、アルミニウムの蒸着は一般に
１工程で厚い部分と薄い部分を同時に形成することがで
きず、そのためワイヤボンディング部のみ厚くするため
ボンディング用配線層５と接続用配線層６を２段階で形
成している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記した通り従来の半
導体圧力センサの製造工程においてはワイヤボンディン
グの信頼性および出力の安定性を得るためにボンディン
グ用配線層５と接続用配線層６を２段階で形成している
が、絶縁層４のピエゾ抵抗領域３に対応する部分に電気
接点用の穴８を開けた後、接続用配線層６を形成するま
での期間に半導体基板１が空気に接触すると、ＳｉＯ2
の成長によりピエゾ抵抗領域３の表面に図５に示すよう
に薄い絶縁層９が形成されるため、接続用配線層６を穴
８内に形成してもピエゾ抵抗領域３と接続用配線層６と
の良好な電気的接続が得られないという不都合があっ
た。
導体圧力センサの製造工程においてはワイヤボンディン
グの信頼性および出力の安定性を得るためにボンディン
グ用配線層５と接続用配線層６を２段階で形成している
が、絶縁層４のピエゾ抵抗領域３に対応する部分に電気
接点用の穴８を開けた後、接続用配線層６を形成するま
での期間に半導体基板１が空気に接触すると、ＳｉＯ2
の成長によりピエゾ抵抗領域３の表面に図５に示すよう
に薄い絶縁層９が形成されるため、接続用配線層６を穴
８内に形成してもピエゾ抵抗領域３と接続用配線層６と
の良好な電気的接続が得られないという不都合があっ
た。
【０００６】したがって、本発明は上記したような従来
の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするとこ
ろは、絶縁層のピエゾ抵抗領域に対応する部分に電気接
点用の穴を開けた後、ＳｉＯ2 の成長によりピエゾ抵抗
領域の表面に薄い絶縁層が形成されるのを防止し、ピエ
ゾ抵抗領域と配線層の良好な接続が得られるようにした
半導体圧力センサの製造方法を提供することにある。
の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするとこ
ろは、絶縁層のピエゾ抵抗領域に対応する部分に電気接
点用の穴を開けた後、ＳｉＯ2 の成長によりピエゾ抵抗
領域の表面に薄い絶縁層が形成されるのを防止し、ピエ
ゾ抵抗領域と配線層の良好な接続が得られるようにした
半導体圧力センサの製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
本発明は、半導体基板と、この半導体基板中に形成した
ピエゾ抵抗領域と、前記半導体基板を覆う絶縁層上に形
成したボンディング用配線層と前記ピエゾ抵抗領域を電
気的に接続する接続用配線層とを有する半導体圧力セン
サの製造方法において、前記絶縁層に前記ピエゾ抵抗領
域と連通する電気接点用の穴を形成する工程と、前記穴
と前記絶縁層上に電気接点用配線層とボンディング用配
線層を形成する第１の配線層形成工程と、前記電気接点
用配線層とボンディング用配線層を電気的に接続する接
続用配線層を形成する第２の配線層形成工程と、からな
る。
本発明は、半導体基板と、この半導体基板中に形成した
ピエゾ抵抗領域と、前記半導体基板を覆う絶縁層上に形
成したボンディング用配線層と前記ピエゾ抵抗領域を電
気的に接続する接続用配線層とを有する半導体圧力セン
サの製造方法において、前記絶縁層に前記ピエゾ抵抗領
域と連通する電気接点用の穴を形成する工程と、前記穴
と前記絶縁層上に電気接点用配線層とボンディング用配
線層を形成する第１の配線層形成工程と、前記電気接点
用配線層とボンディング用配線層を電気的に接続する接
続用配線層を形成する第２の配線層形成工程と、からな
る。
【０００８】
【作用】電気接点用配線層はボンディング用配線層の形
成時に絶縁層に設けた電気接点用の穴の内部に形成され
てピエゾ抵抗領域を覆うので、接続用配線層を形成する
までの期間が長くてもピエゾ抵抗領域の表面は空気に接
触せず、したがってＳｉＯ2 の成長により薄い絶縁層が
形成されることはない。
成時に絶縁層に設けた電気接点用の穴の内部に形成され
てピエゾ抵抗領域を覆うので、接続用配線層を形成する
までの期間が長くてもピエゾ抵抗領域の表面は空気に接
触せず、したがってＳｉＯ2 の成長により薄い絶縁層が
形成されることはない。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。図１〜図３は本発明に係る半導体圧力
センサの製造工程を説明するための要部拡大断面図であ
る。なお、図中図４および図５と同一構成部材のものに
対しては同一符号をもって示し、その説明を省略する。
詳細に説明する。図１〜図３は本発明に係る半導体圧力
センサの製造工程を説明するための要部拡大断面図であ
る。なお、図中図４および図５と同一構成部材のものに
対しては同一符号をもって示し、その説明を省略する。
【００１０】先ず、図１に示すように半導体基板１の表
面に熱酸化法によって形成されたＳｉＯ2 からなる絶縁
層４に電気接点用の穴８をホトエッチングによって形成
し、ピエゾ抵抗領域３の一部表面を外部に露呈させ
る。。
面に熱酸化法によって形成されたＳｉＯ2 からなる絶縁
層４に電気接点用の穴８をホトエッチングによって形成
し、ピエゾ抵抗領域３の一部表面を外部に露呈させ
る。。
【００１１】次に、図２に示すように前記工程で形成さ
れた電気接点用の穴８の部分と絶縁層４のワイヤボンデ
ィング部に電気接点用配線層１１とボンディング用配線
層５をアルミニウムの蒸着によって同時に形成する。
れた電気接点用の穴８の部分と絶縁層４のワイヤボンデ
ィング部に電気接点用配線層１１とボンディング用配線
層５をアルミニウムの蒸着によって同時に形成する。
【００１２】さらに、図３に示すように絶縁層４の表面
に接続用配線層６を同じくアルミニウムの蒸着によって
形成し、電気接点用配線層１１とボンディング用配線層
５を電気的に接続する。しかる後リード線７をワイヤボ
ンディング法によって接続用配線層６のボンディング
部、すなわちボンディング用配線層５に対応する部分に
接続する。
に接続用配線層６を同じくアルミニウムの蒸着によって
形成し、電気接点用配線層１１とボンディング用配線層
５を電気的に接続する。しかる後リード線７をワイヤボ
ンディング法によって接続用配線層６のボンディング
部、すなわちボンディング用配線層５に対応する部分に
接続する。
【００１３】このように本発明においてはボンディング
用配線層５と電気接点用配線層１１を同時形成してピエ
ゾ抵抗領域３を覆うようにしたので、この工程後接続用
配線層６を形成するまでの期間に半導体基板１が空気と
接触してもピエゾ抵抗領域３の表面は空気に接触せず、
したがって、図５に示したようなＳｉＯ2 の成長による
薄い絶縁層９が形成されることはない。但し、穴８を開
けた後電気接点用配線層１１を形成するまでの期間にピ
エゾ抵抗領域３の表面にＳｉＯ2 の成長により薄い絶縁
層が形成されることも考えられるが、この時の厚みは上
記した従来の製造方法による絶縁層９に比べて薄いの
で、ピエゾ抵抗領域３と電気接点用配線層１１を良好に
接続することができる。
用配線層５と電気接点用配線層１１を同時形成してピエ
ゾ抵抗領域３を覆うようにしたので、この工程後接続用
配線層６を形成するまでの期間に半導体基板１が空気と
接触してもピエゾ抵抗領域３の表面は空気に接触せず、
したがって、図５に示したようなＳｉＯ2 の成長による
薄い絶縁層９が形成されることはない。但し、穴８を開
けた後電気接点用配線層１１を形成するまでの期間にピ
エゾ抵抗領域３の表面にＳｉＯ2 の成長により薄い絶縁
層が形成されることも考えられるが、この時の厚みは上
記した従来の製造方法による絶縁層９に比べて薄いの
で、ピエゾ抵抗領域３と電気接点用配線層１１を良好に
接続することができる。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る半導体
圧力センサの製造方法によれば、ピエゾ領域の表面にＳ
ｉＯ2 の成長により薄い絶縁層が形成されず、ピエゾ抵
抗領域と配線層の良好な接続が得られ、ワイヤボンディ
ングの信頼性および出力の安定性を向上させることがで
きる。
圧力センサの製造方法によれば、ピエゾ領域の表面にＳ
ｉＯ2 の成長により薄い絶縁層が形成されず、ピエゾ抵
抗領域と配線層の良好な接続が得られ、ワイヤボンディ
ングの信頼性および出力の安定性を向上させることがで
きる。
【図１】半導体基板の表面に熱酸化法によって形成され
たＳｉＯ2 絶縁層に電気接点用の穴をホトエッチングに
よって形成し、ピエゾ抵抗領域の一部表面を外部に露呈
させる工程を示す図である。
たＳｉＯ2 絶縁層に電気接点用の穴をホトエッチングに
よって形成し、ピエゾ抵抗領域の一部表面を外部に露呈
させる工程を示す図である。
【図２】電気接点用の穴の部分と絶縁層４のワイヤボン
ディング部に電気接点用配線層とボンディング用配線層
をアルミニウムの蒸着によって同時形成する工程を示す
図である。
ディング部に電気接点用配線層とボンディング用配線層
をアルミニウムの蒸着によって同時形成する工程を示す
図である。
【図３】絶縁層の表面に接続用配線層をアルミニウムの
蒸着によって形成し、電気接点用配線層とボンディング
用配線層を電気的に接続する工程を示す図である。
蒸着によって形成し、電気接点用配線層とボンディング
用配線層を電気的に接続する工程を示す図である。
【図４】半導体圧力センサの従来例を示す断面図であ
る。
る。
【図５】ＳｉＯ2 の成長により薄い絶縁層が形成された
状態を示す要部拡大断面図である。
状態を示す要部拡大断面図である。
１ 半導体基板 ２ ダイヤフラム部（薄肉部） ３ ピエゾ抵抗領域 ４ 絶縁層 ５ ボンディング用配線層 ６ 接続用配線層 ７ リード線 ８ 電気接点用の穴 ９ 薄い絶縁層 １１ 電気接点用配線層
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体基板と、この半導体基板中に形成
したピエゾ抵抗領域と、前記半導体基板を覆う絶縁層上
に形成したボンディング用配線層と前記ピエゾ抵抗領域
を電気的に接続する接続用配線層とを有する半導体圧力
センサの製造方法において、 前記絶縁層に前記ピエゾ抵抗領域と連通する電気接点用
の穴を形成する工程と、 前記穴と前記絶縁層上に電気接点用配線層とボンディン
グ用配線層を形成する第１の配線層形成工程と、 前記電気接点用配線層とボンディング用配線層を電気的
に接続する接続用配線層を形成する第２の配線層形成工
程と、 からなることを特徴と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 |
|---|---|---|---|
| JP16332793A JPH06347354A (ja) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | 半導体圧力センサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16332793A JPH06347354A (ja) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | 半導体圧力センサの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06347354A true JPH06347354A (ja) | 1994-12-22 |
Family
ID=15771747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16332793A Pending JPH06347354A (ja) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | 半導体圧力センサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06347354A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009036630A (ja) * | 2007-08-01 | 2009-02-19 | Mitsumi Electric Co Ltd | 半導体圧力センサ及びその製造方法 |
-
1993
- 1993-06-08 JP JP16332793A patent/JPH06347354A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009036630A (ja) * | 2007-08-01 | 2009-02-19 | Mitsumi Electric Co Ltd | 半導体圧力センサ及びその製造方法 |
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