JPH11201844A - 半導体圧力センサおよびその製造方法 - Google Patents
半導体圧力センサおよびその製造方法Info
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- JPH11201844A JPH11201844A JP10006905A JP690598A JPH11201844A JP H11201844 A JPH11201844 A JP H11201844A JP 10006905 A JP10006905 A JP 10006905A JP 690598 A JP690598 A JP 690598A JP H11201844 A JPH11201844 A JP H11201844A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
- G01L9/0051—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance
- G01L9/0052—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance of piezoresistive elements
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-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気化学エッチングを用いてダイヤフラム部
が形成された半導体圧力センサにおいて、ゲージ拡散抵
抗層から電流のリークが生じないようにする。 【解決手段】 ダイヤフラム領域２におけるダイヤフラ
ム部２ａ上にゲージ拡散抵抗層２０１〜２０４が形成さ
れている。ダイヤフラム部２ａは、アルミ配線１３ａ、
１３ｂを介してダイヤフラム領域２に電圧を印加して電
気化学エッチングすることにより形成されている。ま
た、ダイヤフラム領域２の電位を固定するためにアルミ
配線１５およびパッド１６が形成されており、パッド１
６は電源電圧用のターミナル１７にワイヤボンディング
されている。従って、集積回路部３からの電源電圧の供
給によってゲージ拡散抵抗層２０１〜２０４の最高電位
が電源電圧になったとしても、ダイヤフラム領域２の電
位が電源電圧に固定されているため、ゲージ拡散抵抗層
２０１〜２０４からの電流リークは生じない。
が形成された半導体圧力センサにおいて、ゲージ拡散抵
抗層から電流のリークが生じないようにする。 【解決手段】 ダイヤフラム領域２におけるダイヤフラ
ム部２ａ上にゲージ拡散抵抗層２０１〜２０４が形成さ
れている。ダイヤフラム部２ａは、アルミ配線１３ａ、
１３ｂを介してダイヤフラム領域２に電圧を印加して電
気化学エッチングすることにより形成されている。ま
た、ダイヤフラム領域２の電位を固定するためにアルミ
配線１５およびパッド１６が形成されており、パッド１
６は電源電圧用のターミナル１７にワイヤボンディング
されている。従って、集積回路部３からの電源電圧の供
給によってゲージ拡散抵抗層２０１〜２０４の最高電位
が電源電圧になったとしても、ダイヤフラム領域２の電
位が電源電圧に固定されているため、ゲージ拡散抵抗層
２０１〜２０４からの電流リークは生じない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧力を検出する半
導体圧力センサおよびその製造方法に関する。
導体圧力センサおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体圧力センサにおいては、半
導体基板に薄肉のダイヤフラム部を形成し、このダイヤ
フラム部にゲージ拡散抵抗層（歪ゲージ）を形成して、
ダイヤフラム部の変位を検出するようにしている。この
ような半導体圧力センサにおいて、ダイヤフラム部の膜
厚制御を精度よく行うために電気化学エッチングを行う
ものが種々提案されている。具体的には、ｐ型のシリコ
ン基板上にｎ型のエピタキシャル層を形成してウェハを
構成し、ダイヤフラム部を形成する際に、ダイヤフラム
部が形成される領域に対応する部分に逆方向電圧を印加
した状態で、水酸化カリウム（ＫＯＨ）などの水溶液で
異方性エッチングする。その際、ウェハのｐｎ接合に逆
バイアスがかかるため、ｐｎ接合部からシリコン基板側
に伸びる空乏層が形成され、エッチングの進行によって
空乏層がエッチング液にさらされるようになると、基板
とエッチング液の電位差によってエッチングが停止す
る。従って、空乏層によりエッチングの停止位置が規定
されるため、ダイヤフラム部を精度よく形成することが
できる。
導体基板に薄肉のダイヤフラム部を形成し、このダイヤ
フラム部にゲージ拡散抵抗層（歪ゲージ）を形成して、
ダイヤフラム部の変位を検出するようにしている。この
ような半導体圧力センサにおいて、ダイヤフラム部の膜
厚制御を精度よく行うために電気化学エッチングを行う
ものが種々提案されている。具体的には、ｐ型のシリコ
ン基板上にｎ型のエピタキシャル層を形成してウェハを
構成し、ダイヤフラム部を形成する際に、ダイヤフラム
部が形成される領域に対応する部分に逆方向電圧を印加
した状態で、水酸化カリウム（ＫＯＨ）などの水溶液で
異方性エッチングする。その際、ウェハのｐｎ接合に逆
バイアスがかかるため、ｐｎ接合部からシリコン基板側
に伸びる空乏層が形成され、エッチングの進行によって
空乏層がエッチング液にさらされるようになると、基板
とエッチング液の電位差によってエッチングが停止す
る。従って、空乏層によりエッチングの停止位置が規定
されるため、ダイヤフラム部を精度よく形成することが
できる。
【０００３】この種の半導体圧力センサでは、エピタキ
シャル層において、ダイヤフラム部が形成された領域
（以下、ダイヤフラム領域という）が周辺領域と絶縁分
離された島領域となっている。ダイヤフラム領域には複
数（例えば４つ）のゲージ拡散抵抗層が形成され、周辺
領域には集積回路部が形成されている。複数のゲージ拡
散抵抗層はブリッジ結線されてブリッジ回路を構成して
おり、集積回路部はそのブリッジ回路に電圧を供給し
て、ダイヤフラム部の変位に応じた電圧信号を出力させ
る。また、集積回路部からダイヤフラム領域に電位固定
用のアルミ配線が形成され、ダイヤフラム領域の電位が
固定されるようになっている。
シャル層において、ダイヤフラム部が形成された領域
（以下、ダイヤフラム領域という）が周辺領域と絶縁分
離された島領域となっている。ダイヤフラム領域には複
数（例えば４つ）のゲージ拡散抵抗層が形成され、周辺
領域には集積回路部が形成されている。複数のゲージ拡
散抵抗層はブリッジ結線されてブリッジ回路を構成して
おり、集積回路部はそのブリッジ回路に電圧を供給し
て、ダイヤフラム部の変位に応じた電圧信号を出力させ
る。また、集積回路部からダイヤフラム領域に電位固定
用のアルミ配線が形成され、ダイヤフラム領域の電位が
固定されるようになっている。
【０００４】ここで、上記した電気化学エッチングを行
う場合、周辺領域に形成された集積回路部から電流がリ
ークすると、エッチングを精度よく停止させることがで
きないため、集積回路部からダイヤフラム領域に至る電
位固定用のアルミ配線にダイオードを設けて、上記した
集積回路部からリーク電流が流れないようにしている
（特開平６−４５６１８号公報の図１３参照）。このよ
うに構成した半導体圧力センサの模式的な平面構成を図
５に示す。
う場合、周辺領域に形成された集積回路部から電流がリ
ークすると、エッチングを精度よく停止させることがで
きないため、集積回路部からダイヤフラム領域に至る電
位固定用のアルミ配線にダイオードを設けて、上記した
集積回路部からリーク電流が流れないようにしている
（特開平６−４５６１８号公報の図１３参照）。このよ
うに構成した半導体圧力センサの模式的な平面構成を図
５に示す。
【０００５】この図は、ウェハ上に多数形成されたうち
の１つの半導体圧力センサのセンサチップ１０１を示す
もので、ダイヤフラム領域１０２には、図示しないがブ
リッジ接続された複数のゲージ拡散抵抗層が形成されて
いる。ダイヤフラム領域１０２の外側の周辺領域には、
集積回路部１０３が形成されており、この集積回路部１
０３にはパッド１０４から電源電圧が供給されるように
なっている。
の１つの半導体圧力センサのセンサチップ１０１を示す
もので、ダイヤフラム領域１０２には、図示しないがブ
リッジ接続された複数のゲージ拡散抵抗層が形成されて
いる。ダイヤフラム領域１０２の外側の周辺領域には、
集積回路部１０３が形成されており、この集積回路部１
０３にはパッド１０４から電源電圧が供給されるように
なっている。
【０００６】また、センサチップ１０１の外周部にはス
クライブラインに沿って電気化学エッチング用の給電用
導体パターン１０５が形成されており、この給電用導体
パターン１０５はアルミ配線１０６によってダイヤフラ
ム領域１０２に電気的に接続されている。このアルミ配
線１０６とパッド１０４とは、アルミ配線１０８によっ
て接続されている。そして、アルミ配線１０６にはダイ
オード１０７が設けられ、アルミ配線１０８にはダイオ
ード１０９が設けられている。
クライブラインに沿って電気化学エッチング用の給電用
導体パターン１０５が形成されており、この給電用導体
パターン１０５はアルミ配線１０６によってダイヤフラ
ム領域１０２に電気的に接続されている。このアルミ配
線１０６とパッド１０４とは、アルミ配線１０８によっ
て接続されている。そして、アルミ配線１０６にはダイ
オード１０７が設けられ、アルミ配線１０８にはダイオ
ード１０９が設けられている。
【０００７】このような構成とすることにより、電気化
学エッチングを行う場合に、スクライブラインに沿って
形成された給電用導体パターン１０５からアルミ配線１
０６を介してダイヤフラム領域１０２に電気化学エッチ
ング用の正の電圧が供給される。このとき、アルミ配線
１０８からパッド１０４を介して集積回路部１０３に流
れる電流はダイオード１０９によって阻止されるため、
集積回路部１０３からリーク電流が流れないようにする
ことができる。
学エッチングを行う場合に、スクライブラインに沿って
形成された給電用導体パターン１０５からアルミ配線１
０６を介してダイヤフラム領域１０２に電気化学エッチ
ング用の正の電圧が供給される。このとき、アルミ配線
１０８からパッド１０４を介して集積回路部１０３に流
れる電流はダイオード１０９によって阻止されるため、
集積回路部１０３からリーク電流が流れないようにする
ことができる。
【０００８】なお、給電用導体パターン１０５は、スク
ライブラインを切断（ダイシングカット）してチップ化
するときに分離される。また、この半導体圧力センサを
動作させる時には、パッド１０４からダイオード１０９
を介しアルミ配線１０８によってダイヤフラム領域１０
２に電圧が供給される。このことにより、ダイヤフラム
領域１０２の電位を固定することができる。また、アル
ミ配線１０６にダイオード１０７を設けているため、ダ
イヤフラム領域１０２からアルミ配線１０６を介してチ
ップの端面領域にリーク電流が流れるのを阻止すること
ができる。
ライブラインを切断（ダイシングカット）してチップ化
するときに分離される。また、この半導体圧力センサを
動作させる時には、パッド１０４からダイオード１０９
を介しアルミ配線１０８によってダイヤフラム領域１０
２に電圧が供給される。このことにより、ダイヤフラム
領域１０２の電位を固定することができる。また、アル
ミ配線１０６にダイオード１０７を設けているため、ダ
イヤフラム領域１０２からアルミ配線１０６を介してチ
ップの端面領域にリーク電流が流れるのを阻止すること
ができる。
【０００９】ここで、上記した集積回路部１０３は、ゲ
ージ拡散抵抗層によるブリッジ回路に電源供給を行う電
源供給回路を有している。この電源供給回路としては、
ゲージ拡散抵抗層によるブリッジ回路と電源ラインとの
間に抵抗を接続し、この抵抗に流れる電流を一定にして
ブリッジ回路に定電流を流す定電流回路を用いたものが
ある（特公昭６２−５５６２９号公報参照）。この場
合、その抵抗での電圧降下分だけゲージ拡散抵抗層の最
高電位は電源ラインの電圧（電源電圧）から低下したも
のとなる。従って、パッド１０４に電源電圧を供給しダ
イオード１０９を介してダイヤフラム領域１０２の電位
を固定したとしても、その電位をゲージ拡散抵抗層の最
高電位より高くすることができるため、ゲージ拡散抵抗
層から電流がリークしないようにすることができる。
ージ拡散抵抗層によるブリッジ回路に電源供給を行う電
源供給回路を有している。この電源供給回路としては、
ゲージ拡散抵抗層によるブリッジ回路と電源ラインとの
間に抵抗を接続し、この抵抗に流れる電流を一定にして
ブリッジ回路に定電流を流す定電流回路を用いたものが
ある（特公昭６２−５５６２９号公報参照）。この場
合、その抵抗での電圧降下分だけゲージ拡散抵抗層の最
高電位は電源ラインの電圧（電源電圧）から低下したも
のとなる。従って、パッド１０４に電源電圧を供給しダ
イオード１０９を介してダイヤフラム領域１０２の電位
を固定したとしても、その電位をゲージ拡散抵抗層の最
高電位より高くすることができるため、ゲージ拡散抵抗
層から電流がリークしないようにすることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、集積回
路部１０３における電源供給回路としては、上記したも
の以外に図４に示すような回路構成のもの、すなわちゲ
ージ拡散抵抗層２０１〜２０４によるブリッジ回路２０
０の下側に定電流を流すためのトランジスタ３０１を設
け、ブリッジ回路２００の電源側を電源ラインＬに直接
接続したものが考えられる。この回路について具体的に
説明すると、抵抗３０２、３０３、オペアンプ３０４、
可変抵抗３０５、トランンジスタ３０６により定電流回
路を構成しており、この定電流回路によってトランンジ
スタ３０６のコレクタ−エミッタ間に定電流を流し、さ
らにその電流に比例した電流をトランジスタ３０１のコ
レクタ−エミッタ間に流して、ブリッジ回路２００に定
電流を流すようにしている。この場合、その定電流値は
可変抵抗３０５の抵抗値をトリミング等により調整する
ことによって調整可能となっている。
路部１０３における電源供給回路としては、上記したも
の以外に図４に示すような回路構成のもの、すなわちゲ
ージ拡散抵抗層２０１〜２０４によるブリッジ回路２０
０の下側に定電流を流すためのトランジスタ３０１を設
け、ブリッジ回路２００の電源側を電源ラインＬに直接
接続したものが考えられる。この回路について具体的に
説明すると、抵抗３０２、３０３、オペアンプ３０４、
可変抵抗３０５、トランンジスタ３０６により定電流回
路を構成しており、この定電流回路によってトランンジ
スタ３０６のコレクタ−エミッタ間に定電流を流し、さ
らにその電流に比例した電流をトランジスタ３０１のコ
レクタ−エミッタ間に流して、ブリッジ回路２００に定
電流を流すようにしている。この場合、その定電流値は
可変抵抗３０５の抵抗値をトリミング等により調整する
ことによって調整可能となっている。
【００１１】このような構成にした場合、ブリッジ回路
２００に印加する電圧を大きくすることができるため、
例えば電源として乾電池のようなものを用いた場合で
も、出力電圧Ｖ1 、Ｖ2 を大きくすることができる。し
かしながら、このような電源供給回路を用いると、ゲー
ジ拡散抵抗層２０１〜２０４の最高電位が電源電圧Ｖｃ
ｃになる。一方、ダイヤフラム領域１０２の電位は、電
源電圧Ｖｃｃからダイオード１０９の順方向電圧降下分
だけ低くなっている。このため、ゲージ拡散抵抗層の最
高電位の方がダイヤフラム領域１０２の電位より高くな
ってしまい、ゲージ拡散抵抗層から電流がリークすると
いう問題が生じる。このような電流リークが生じるとセ
ンサの検出感度が低下する。
２００に印加する電圧を大きくすることができるため、
例えば電源として乾電池のようなものを用いた場合で
も、出力電圧Ｖ1 、Ｖ2 を大きくすることができる。し
かしながら、このような電源供給回路を用いると、ゲー
ジ拡散抵抗層２０１〜２０４の最高電位が電源電圧Ｖｃ
ｃになる。一方、ダイヤフラム領域１０２の電位は、電
源電圧Ｖｃｃからダイオード１０９の順方向電圧降下分
だけ低くなっている。このため、ゲージ拡散抵抗層の最
高電位の方がダイヤフラム領域１０２の電位より高くな
ってしまい、ゲージ拡散抵抗層から電流がリークすると
いう問題が生じる。このような電流リークが生じるとセ
ンサの検出感度が低下する。
【００１２】本発明は上記問題に鑑みたもので、ゲージ
拡散抵抗層の最高電位が電源電圧になっても、ゲージ拡
散抵抗層からの電流リークが生じないようにすることを
目的とする。
拡散抵抗層の最高電位が電源電圧になっても、ゲージ拡
散抵抗層からの電流リークが生じないようにすることを
目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明においては、ダイヤフラム部
（２ａ）を含む島領域（２）の電位を固定する配線部に
パッド（１６）を用い、このパッド（１６）をゲージ拡
散抵抗層（２０１〜２０４）の最高電位以上の電位とな
る電極（１７）にワイヤボンディングしたことを特徴と
している。
め、請求項１に記載の発明においては、ダイヤフラム部
（２ａ）を含む島領域（２）の電位を固定する配線部に
パッド（１６）を用い、このパッド（１６）をゲージ拡
散抵抗層（２０１〜２０４）の最高電位以上の電位とな
る電極（１７）にワイヤボンディングしたことを特徴と
している。
【００１４】従って、パッド（１６）から島領域（２）
の電位をゲージ拡散抵抗層（２０１〜２０４）の最高電
位以上の電位とすることができるため、回路部（３）か
らの電源電圧の供給によってゲージ拡散抵抗層の最高電
位が電源電圧になったとしても、ゲージ拡散抵抗層（２
０１〜２０４）からの電流リークをなくすことができ
る。
の電位をゲージ拡散抵抗層（２０１〜２０４）の最高電
位以上の電位とすることができるため、回路部（３）か
らの電源電圧の供給によってゲージ拡散抵抗層の最高電
位が電源電圧になったとしても、ゲージ拡散抵抗層（２
０１〜２０４）からの電流リークをなくすことができ
る。
【００１５】この場合、請求項２に記載の発明のよう
に、第１の配線（１３ａ、１３ｂ）と第２の配線（１
５）が接続した部分がカソード側となって島領域（２）
から周辺領域の方向に電流が流れるのを阻止するダイオ
ード手段（１４）を形成するようにすれば、ダイヤフラ
ム領域（２）から第１の配線（１３ａ、１３ｂ）を介し
てリーク電流が流れるのを阻止することができる。
に、第１の配線（１３ａ、１３ｂ）と第２の配線（１
５）が接続した部分がカソード側となって島領域（２）
から周辺領域の方向に電流が流れるのを阻止するダイオ
ード手段（１４）を形成するようにすれば、ダイヤフラ
ム領域（２）から第１の配線（１３ａ、１３ｂ）を介し
てリーク電流が流れるのを阻止することができる。
【００１６】また、パッド（１６）とワイヤボンディン
グされる電極（１７）としては、請求項３に記載の発明
のように、回路部（３）およびゲージ拡散抵抗層（２０
１〜２０４）に電源電圧を供給するターミナル（１７）
とすることができる。請求項４に記載の発明において
は、請求項１に記載の半導体圧力センサを適切に製造す
ることができる。この場合、電気化学エッチング時に
は、パッド（１６）と回路（３）との間が電気的に接続
されていないため、電気化学エッチングを行う時の電圧
によって回路部（３）から電流がリークするのを防止す
ることができ、また電気化学エッチング後にパッド（１
６）をゲージ拡散抵抗層（２０１〜２０４）の最高電位
以上の電位となる電極（１７）にワイヤボンディングす
ることによって、上記したように半導体圧力センサの動
作時にゲージ拡散抵抗層（２０１〜２０４）から電流が
リークするのを防止することができる。
グされる電極（１７）としては、請求項３に記載の発明
のように、回路部（３）およびゲージ拡散抵抗層（２０
１〜２０４）に電源電圧を供給するターミナル（１７）
とすることができる。請求項４に記載の発明において
は、請求項１に記載の半導体圧力センサを適切に製造す
ることができる。この場合、電気化学エッチング時に
は、パッド（１６）と回路（３）との間が電気的に接続
されていないため、電気化学エッチングを行う時の電圧
によって回路部（３）から電流がリークするのを防止す
ることができ、また電気化学エッチング後にパッド（１
６）をゲージ拡散抵抗層（２０１〜２０４）の最高電位
以上の電位となる電極（１７）にワイヤボンディングす
ることによって、上記したように半導体圧力センサの動
作時にゲージ拡散抵抗層（２０１〜２０４）から電流が
リークするのを防止することができる。
【００１７】なお、上記した括弧内の符号は、後述する
実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものであ
る。
実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものであ
る。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。図１に本発明の一実施形態にかかる
半導体圧力センサの平面構成を示す。センサチップ１に
おいて、ダイヤフラム領域２内には、４つのゲージ拡散
抵抗層２０１〜２０４が形成されており、図示しない配
線によりそれらが図４に示すようにブリッジ接続されて
ブリッジ回路２００を構成している。なお、ダイヤフラ
ム領域２内に示す点線の部分は薄肉のダイヤフラム部２
ａを示している。
について説明する。図１に本発明の一実施形態にかかる
半導体圧力センサの平面構成を示す。センサチップ１に
おいて、ダイヤフラム領域２内には、４つのゲージ拡散
抵抗層２０１〜２０４が形成されており、図示しない配
線によりそれらが図４に示すようにブリッジ接続されて
ブリッジ回路２００を構成している。なお、ダイヤフラ
ム領域２内に示す点線の部分は薄肉のダイヤフラム部２
ａを示している。
【００１９】ダイヤフラム領域２の外側の周辺領域に
は、集積回路部３およびパッド４〜７が形成されてい
る。パッド４〜７はアルミ配線８〜１１によって集積回
路部３に電気的に接続されている。また、パッド４はア
ルミ配線１２によってゲージ拡散抵抗層２０１〜２０４
に電気的に接続されている。集積回路部３には、図４に
示す電源供給回路（回路素子３０１〜３０６にて構成さ
れるもの）が形成されており、図示しないアルミ配線に
よってブリッジ回路２００に定電流を供給する。
は、集積回路部３およびパッド４〜７が形成されてい
る。パッド４〜７はアルミ配線８〜１１によって集積回
路部３に電気的に接続されている。また、パッド４はア
ルミ配線１２によってゲージ拡散抵抗層２０１〜２０４
に電気的に接続されている。集積回路部３には、図４に
示す電源供給回路（回路素子３０１〜３０６にて構成さ
れるもの）が形成されており、図示しないアルミ配線に
よってブリッジ回路２００に定電流を供給する。
【００２０】また、センサチップ１の端部からダイヤフ
ラム領域２にかけてアルミ配線１３ａ、１３ｂが形成さ
れており、それらの間にはｐｎ接合によって構成される
ダイオード（ダイオード手段）１４が接続されている。
アルミ配線１３ａは、ダイシングカット前にスクライブ
ラインに沿って形成された給電用導体パターン（図５に
示す給電用導体パターン５に相当）に接続されており、
電気化学エッチング時にアルミ配線１３ａ、ダイオード
１４、アルミ配線１３ｂを介してダイヤフラム領域２に
正の電圧が印加できるようになっている。
ラム領域２にかけてアルミ配線１３ａ、１３ｂが形成さ
れており、それらの間にはｐｎ接合によって構成される
ダイオード（ダイオード手段）１４が接続されている。
アルミ配線１３ａは、ダイシングカット前にスクライブ
ラインに沿って形成された給電用導体パターン（図５に
示す給電用導体パターン５に相当）に接続されており、
電気化学エッチング時にアルミ配線１３ａ、ダイオード
１４、アルミ配線１３ｂを介してダイヤフラム領域２に
正の電圧が印加できるようになっている。
【００２１】また、アルミ配線１３ｂにはアルミ配線１
５が接続され、このアルミ配線１５はパッド１６に接続
されている。このパッド１６はダイヤフラム領域２の電
位を固定するために設けられている。なお、パッド４お
よびパッド１６は、電源電圧（Ｖｃｃ）用のターミナル
１７にワイヤボンディングされ、パッド９は接地（ＧＮ
Ｄ）用のターミナル１８にワイヤボンディングされ、パ
ッド６、７は信号（Ｖ1 、Ｖ2 ）出力用のターミナル１
９、２０にそれぞれワイヤボンディングされている。こ
れらのワイヤボンディングは、センサチップ１を図示し
ないケースに組付けた後に行われる。
５が接続され、このアルミ配線１５はパッド１６に接続
されている。このパッド１６はダイヤフラム領域２の電
位を固定するために設けられている。なお、パッド４お
よびパッド１６は、電源電圧（Ｖｃｃ）用のターミナル
１７にワイヤボンディングされ、パッド９は接地（ＧＮ
Ｄ）用のターミナル１８にワイヤボンディングされ、パ
ッド６、７は信号（Ｖ1 、Ｖ2 ）出力用のターミナル１
９、２０にそれぞれワイヤボンディングされている。こ
れらのワイヤボンディングは、センサチップ１を図示し
ないケースに組付けた後に行われる。
【００２２】次に、上記した半導体圧力センサの製造方
法の概要を図２、図３に示す断面構成図を用いて説明す
る。まず、図２に示すように、ｐ- 単結晶シリコン基板
２０上に、ｐ+ 埋め込み層２２およびｎ- エピタキシャ
ル層２１が形成されたウェハを用意する。そして、エピ
タキシャル層２１にｐ+ 拡散層２３を形成して、ダイヤ
フラム領域２と周辺領域とを絶縁分離する。
法の概要を図２、図３に示す断面構成図を用いて説明す
る。まず、図２に示すように、ｐ- 単結晶シリコン基板
２０上に、ｐ+ 埋め込み層２２およびｎ- エピタキシャ
ル層２１が形成されたウェハを用意する。そして、エピ
タキシャル層２１にｐ+ 拡散層２３を形成して、ダイヤ
フラム領域２と周辺領域とを絶縁分離する。
【００２３】この後、ダイヤフラム領域２に、ゲージ拡
散抵抗層２０１〜２０４となるｐ+拡散抵抗層２４、お
よびオーミックコンタクト用のｎ+ 拡散層２５を形成す
る。また、エピタキシャル層２１における周辺領域に図
４に示す集積回路部３を形成するとともにダイオード１
４を形成する。そして、エピタキシャル層２１上に絶縁
層（ＳｉＯ2 層）２６を形成し、その上にアルミ配線１
３ｂと、ｐ+ 拡散層２３を低電位に固定するためのアル
ミ配線２７（図１には図示せず）を形成するとともに、
周辺領域においてチップ領域とスクライブライン領域に
わたってアルミ配線１３ａを形成する。このとき、図１
に示すパッド４〜７、１６およびアルミ配線８〜１１、
１５も同時に形成する。この後、表面にパッシベーショ
ン膜２８を形成し、パッド部等に対して穴開けを行う。
散抵抗層２０１〜２０４となるｐ+拡散抵抗層２４、お
よびオーミックコンタクト用のｎ+ 拡散層２５を形成す
る。また、エピタキシャル層２１における周辺領域に図
４に示す集積回路部３を形成するとともにダイオード１
４を形成する。そして、エピタキシャル層２１上に絶縁
層（ＳｉＯ2 層）２６を形成し、その上にアルミ配線１
３ｂと、ｐ+ 拡散層２３を低電位に固定するためのアル
ミ配線２７（図１には図示せず）を形成するとともに、
周辺領域においてチップ領域とスクライブライン領域に
わたってアルミ配線１３ａを形成する。このとき、図１
に示すパッド４〜７、１６およびアルミ配線８〜１１、
１５も同時に形成する。この後、表面にパッシベーショ
ン膜２８を形成し、パッド部等に対して穴開けを行う。
【００２４】この後、シリコン基板２０の裏面に窒化膜
等により所定領域が開口したマスクを形成し、電気化学
エッチングによりシリコン基板２０の所定領域をエッチ
ングしてダイヤフラム部２ａを形成する。この場合、Ｋ
ＯＨ水溶液に負の電圧を印加し、またアルミ配線１３ａ
に正の電圧を印加しアルミ配線１３ａからダイオード１
４、アルミ配線１３ｂ、拡散層２５を通してエピタキシ
ャル層２１に正の電圧が印加されるようにする。このよ
うにしてダイヤフラム部２ａを形成した後、スクライブ
ライン上を切断（ダイシングカット）してチップ化す
る。
等により所定領域が開口したマスクを形成し、電気化学
エッチングによりシリコン基板２０の所定領域をエッチ
ングしてダイヤフラム部２ａを形成する。この場合、Ｋ
ＯＨ水溶液に負の電圧を印加し、またアルミ配線１３ａ
に正の電圧を印加しアルミ配線１３ａからダイオード１
４、アルミ配線１３ｂ、拡散層２５を通してエピタキシ
ャル層２１に正の電圧が印加されるようにする。このよ
うにしてダイヤフラム部２ａを形成した後、スクライブ
ライン上を切断（ダイシングカット）してチップ化す
る。
【００２５】そして、このチップ化された半導体圧力セ
ンサをケースに組付けた後、パッド４およびパッド１６
を電源電圧用のターミナル１７にワイヤボンディング
し、パッド９を接地用のターミナル１８にワイヤボンデ
ィングし、パッド６、７を信号出力用のターミナル１
９、２０にそれぞれワイヤボンディングする。上記した
実施形態によれば、パッド４とアルミ配線１３ｂとの間
に図５に示すようなアルミ配線１０８が形成されていな
いため、アルミ配線１３ｂに電気化学エッチング用の電
圧が供給されていても、それにより集積回路部３からリ
ーク電流が生じることはない。
ンサをケースに組付けた後、パッド４およびパッド１６
を電源電圧用のターミナル１７にワイヤボンディング
し、パッド９を接地用のターミナル１８にワイヤボンデ
ィングし、パッド６、７を信号出力用のターミナル１
９、２０にそれぞれワイヤボンディングする。上記した
実施形態によれば、パッド４とアルミ配線１３ｂとの間
に図５に示すようなアルミ配線１０８が形成されていな
いため、アルミ配線１３ｂに電気化学エッチング用の電
圧が供給されていても、それにより集積回路部３からリ
ーク電流が生じることはない。
【００２６】また、パッド１６が電源電圧用のターミナ
ル１７にワイヤボンディングで電気的に接続されている
ため、半導体圧力センサの動作時には、パッド１６から
アルミ配線１５を介してダイヤフラム領域２の電位が電
源電圧Ｖｃｃに固定される。従って、図４に示す回路に
よってゲージ拡散抵抗層２０１〜２０４に電源供給を行
ったとき、ゲージ拡散抵抗層２０１〜２０４の最高電位
が電源電圧Ｖｃｃになったとしても、ダイヤフラム領域
２の固定電位より高くなることはないため、ゲージ拡散
抵抗層２０１〜２０４から電流リークが生じることはな
い。
ル１７にワイヤボンディングで電気的に接続されている
ため、半導体圧力センサの動作時には、パッド１６から
アルミ配線１５を介してダイヤフラム領域２の電位が電
源電圧Ｖｃｃに固定される。従って、図４に示す回路に
よってゲージ拡散抵抗層２０１〜２０４に電源供給を行
ったとき、ゲージ拡散抵抗層２０１〜２０４の最高電位
が電源電圧Ｖｃｃになったとしても、ダイヤフラム領域
２の固定電位より高くなることはないため、ゲージ拡散
抵抗層２０１〜２０４から電流リークが生じることはな
い。
【００２７】また、アルミ配線１３ａとアルミ配線１３
ａの間にダイオード１４が接続されているため、半導体
圧力センサの動作時に、ダイヤフラム領域２からアルミ
配線１３ａを介してチップの端面領域にリーク電流が流
れるのが阻止される。なお、上記した実施形態において
は、パッド１６を電源電圧用のターミナル１７にワイヤ
ボンディングするものを示したが、パッド１６をパッド
４にワイヤボンディングするようにしてもよい。
ａの間にダイオード１４が接続されているため、半導体
圧力センサの動作時に、ダイヤフラム領域２からアルミ
配線１３ａを介してチップの端面領域にリーク電流が流
れるのが阻止される。なお、上記した実施形態において
は、パッド１６を電源電圧用のターミナル１７にワイヤ
ボンディングするものを示したが、パッド１６をパッド
４にワイヤボンディングするようにしてもよい。
【００２８】また、スクライブラインに沿って形成され
た給電用導体パターンと接続されるアルミ配線１３ａお
よびダイオード１４は、図１に示すパターンで形成され
るものに限らず、例えば、パッド１６からアルミ配線１
５と反対側に延びるようにアルミ配線を形成して給電用
導体パターンに接続し、チップ領域内においてそのアル
ミ配線とパッド１６との間に、カソードがパッド１６側
になるようにダイオードを形成するようにしてもよい。
た給電用導体パターンと接続されるアルミ配線１３ａお
よびダイオード１４は、図１に示すパターンで形成され
るものに限らず、例えば、パッド１６からアルミ配線１
５と反対側に延びるようにアルミ配線を形成して給電用
導体パターンに接続し、チップ領域内においてそのアル
ミ配線とパッド１６との間に、カソードがパッド１６側
になるようにダイオードを形成するようにしてもよい。
【００２９】また、半導体圧力センサの動作時に、ダイ
ヤフラム領域２からチップの端面領域にリーク電流が流
れるのを阻止できる構造になっていれば、そのリーク電
流を阻止するためのダイオード１４をなくすようにする
ことができる。
ヤフラム領域２からチップの端面領域にリーク電流が流
れるのを阻止できる構造になっていれば、そのリーク電
流を阻止するためのダイオード１４をなくすようにする
ことができる。
【図１】本発明の一実施形態にかかる半導体圧力センサ
の平面構成を示す図である。
の平面構成を示す図である。
【図２】図１中の半導体圧力センサの製造方法の説明に
供する断面構成図である。
供する断面構成図である。
【図３】図２に続く工程によって形成される半導体圧力
センサ断面構成図である。
センサ断面構成図である。
【図４】ゲージ拡散抵抗層２０１〜２０４による構成さ
れるブリッジ回路２００に電源供給を行う回路を示す図
である。
れるブリッジ回路２００に電源供給を行う回路を示す図
である。
【図５】従来の半導体圧力センサの平面構成を示す図で
ある。
ある。
１…センサチップ、２…ダイヤフラム領域、２ａ…ダイ
ヤフラム部、３…集積回路部、４〜７、１６…パッド、
８〜１２、１３ａ、１３ｂ、１５…アルミ配線、１４…
ダイオード、１７〜２０…ターミナル。
ヤフラム部、３…集積回路部、４〜７、１６…パッド、
８〜１２、１３ａ、１３ｂ、１５…アルミ配線、１４…
ダイオード、１７〜２０…ターミナル。
Claims (4)
- 【請求項１】 ｐ型の半導体基板（２０）上にｎ型の半
導体層（２１）が形成され、電気化学エッチングにより
前記半導体基板（２０）の所定領域がエッチングされて
前記半導体層（２１）にダイヤフラム部（２ａ）が形成
され、このダイヤフラム部（２ａ）にｐ型のゲージ拡散
抵抗層（２０１〜２０４）が形成されてなる半導体圧力
センサであって、 前記半導体層（２１）において前記ダイヤフラム部（２
ａ）を含む領域がその周辺領域と絶縁分離された島領域
（２）となっており、 前記周辺領域には、前記ゲージ拡散抵抗層（２０１〜２
０４）と電気接続されて前記ゲージ拡散抵抗層（２０１
〜２０４）に電源電圧を供給するための回路部（３）が
形成されており、 前記半導体層（２１）の表面側に、前記電気化学エッチ
ングを行うときに前記島領域（２）に外部から電圧を供
給するための第１の配線（１３ａ、１３ｂ）、前記島領
域（２）の電位を固定するための第２の配線（１５）、
およびこの第２の配線（１５）に接続されたパッド（１
６）が形成されており、 このパッド（１６）は、前記ゲージ拡散抵抗層（２０１
〜２０４）の最高電位以上の電位となる電極（１７）に
ワイヤボンディングにより電気的に接続されていること
を特徴とする半導体圧力センサ。 - 【請求項２】 前記第２の配線（１５）は、前記第１の
配線（１３ａ、１３ｂ）に接続されており、前記第１の
配線（１３ａ、１３ｂ）には、前記第１の配線（１３
ａ、１３ｂ）と前記第２の配線（１５）が接続した部分
がカソード側となって前記島領域（２）から前記周辺領
域の方向に電流が流れるのを阻止するダイオード手段
（１４）が形成されていることを特徴とする請求項１に
記載の半導体圧力センサ。 - 【請求項３】 前記電極（１７）は、前記回路部（３）
および前記ゲージ拡散抵抗層（２０１〜２０４）に電源
電圧を供給するターミナル（１７）であることを特徴と
する請求項１又は２に記載の半導体圧力センサ。 - 【請求項４】 ｐ型の半導体基板（２０）上にｎ型の半
導体層（２１）を形成し、この半導体層（２１）に周辺
領域と絶縁分離された島領域（２）を形成する工程と、 前記島領域（２）にｐ型のゲージ拡散抵抗層（２０１〜
２０４）を形成するとともに、前記周辺領域に前記ゲー
ジ拡散抵抗層（２０１〜２０４）に電源電圧を供給する
ための回路部（３）を形成する工程と、 前記半導体層（２１）の表面側に、スクライブライン領
域から前記島領域（２）に電気化学エッチング用の電圧
を供給するための第１の配線（１３ａ、１３ｂ）を形成
するとともに、前記島領域（２）の電位を固定するため
の第２の配線（１５）およびこの第２の配線（１５）に
接続されたパッド（１６）を形成する工程と、 前記第１の配線（１３ａ、１３ｂ）から前記島領域
（２）に電圧を印加して電気化学エッチングにより前記
半導体基板（２０）の所定領域をエッチングして、前記
半導体層（２１）の島領域（２）にダイヤフラム部（２
ａ）を形成する工程と、 前記スクライブライン領域を切断してチップ化する工程
と、 前記パッド（１６）を、前記ゲージ拡散抵抗層（２０１
〜２０４）の最高電位以上の電位となる電極（１７）に
ワイヤボンディングする工程とを備えたことを特徴とす
る半導体圧力センサの製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00690598A JP3900644B2 (ja) | 1998-01-16 | 1998-01-16 | 半導体圧力センサの製造方法 |
| US09/231,799 US6218717B1 (en) | 1998-01-16 | 1999-01-15 | Semiconductor pressure sensor and manufacturing method therefof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00690598A JP3900644B2 (ja) | 1998-01-16 | 1998-01-16 | 半導体圧力センサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11201844A true JPH11201844A (ja) | 1999-07-30 |
| JP3900644B2 JP3900644B2 (ja) | 2007-04-04 |
Family
ID=11651259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00690598A Expired - Fee Related JP3900644B2 (ja) | 1998-01-16 | 1998-01-16 | 半導体圧力センサの製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6218717B1 (ja) |
| JP (1) | JP3900644B2 (ja) |
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| JP3567094B2 (ja) * | 1999-02-09 | 2004-09-15 | 株式会社日立製作所 | 回路内蔵型センサおよびそれを用いた圧力検出装置 |
| JP2002131161A (ja) * | 2000-10-27 | 2002-05-09 | Denso Corp | 半導体圧力センサ |
| JP2002190607A (ja) * | 2000-12-22 | 2002-07-05 | Denso Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP4306162B2 (ja) * | 2001-08-22 | 2009-07-29 | 株式会社デンソー | 半導体装置およびその製造方法 |
| JP3915586B2 (ja) * | 2002-04-24 | 2007-05-16 | 株式会社デンソー | 力学量検出装置の製造方法 |
| JP2004109112A (ja) * | 2002-07-22 | 2004-04-08 | Denso Corp | 半導体センサ |
| US7514283B2 (en) * | 2003-03-20 | 2009-04-07 | Robert Bosch Gmbh | Method of fabricating electromechanical device having a controlled atmosphere |
| US8912174B2 (en) * | 2003-04-16 | 2014-12-16 | Mylan Pharmaceuticals Inc. | Formulations and methods for treating rhinosinusitis |
| US7075160B2 (en) | 2003-06-04 | 2006-07-11 | Robert Bosch Gmbh | Microelectromechanical systems and devices having thin film encapsulated mechanical structures |
| US6936491B2 (en) | 2003-06-04 | 2005-08-30 | Robert Bosch Gmbh | Method of fabricating microelectromechanical systems and devices having trench isolated contacts |
| US6952041B2 (en) * | 2003-07-25 | 2005-10-04 | Robert Bosch Gmbh | Anchors for microelectromechanical systems having an SOI substrate, and method of fabricating same |
| US7068125B2 (en) | 2004-03-04 | 2006-06-27 | Robert Bosch Gmbh | Temperature controlled MEMS resonator and method for controlling resonator frequency |
| US7102467B2 (en) * | 2004-04-28 | 2006-09-05 | Robert Bosch Gmbh | Method for adjusting the frequency of a MEMS resonator |
| US7430920B2 (en) * | 2005-12-16 | 2008-10-07 | Hitachi, Ltd. | Apparatus for measuring a mechanical quantity |
| US7723720B2 (en) * | 2004-11-09 | 2010-05-25 | University Of Florida Research Foundation, Inc. | Methods and articles incorporating local stress for performance improvement of strained semiconductor devices |
| JP4556784B2 (ja) * | 2005-06-27 | 2010-10-06 | 株式会社デンソー | 圧力センサ |
| US20070170528A1 (en) * | 2006-01-20 | 2007-07-26 | Aaron Partridge | Wafer encapsulated microelectromechanical structure and method of manufacturing same |
| US7293464B1 (en) * | 2006-06-29 | 2007-11-13 | Chih-Chen Juan | Insulated IC pressure sensor |
| NO326691B1 (no) * | 2007-11-19 | 2009-01-26 | Presens As | Trykksensorenhet |
| US8809975B2 (en) * | 2010-12-15 | 2014-08-19 | Panasonic Corporation | Semiconductor pressure sensor |
| US8558330B2 (en) * | 2011-10-31 | 2013-10-15 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Deep well process for MEMS pressure sensor |
| US10508958B2 (en) * | 2017-03-16 | 2019-12-17 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor pressure sensor with piezo-resistive portions with conductive shields |
| JP2024008710A (ja) * | 2022-07-08 | 2024-01-19 | 富士電機株式会社 | 圧力検出装置および製造方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58123780A (ja) | 1982-01-20 | 1983-07-23 | Hitachi Ltd | 半導体ストレインゲ−ジトランスジユ−サ |
| JPS6255629A (ja) | 1985-09-05 | 1987-03-11 | Mitsubishi Electric Corp | 試料撮影方法 |
| US4814856A (en) * | 1986-05-07 | 1989-03-21 | Kulite Semiconductor Products, Inc. | Integral transducer structures employing high conductivity surface features |
| JPS6412239A (en) | 1987-07-06 | 1989-01-17 | Aisan Ind | Temperature compensator for pressure sensor |
| JPH02116174A (ja) | 1988-10-25 | 1990-04-27 | Nec Corp | 半導体圧力センサ |
| JP3503146B2 (ja) | 1992-05-27 | 2004-03-02 | 株式会社デンソー | 半導体装置の製造方法 |
| JP3433871B2 (ja) * | 1996-01-26 | 2003-08-04 | 株式会社デンソー | 集積化半導体歪みセンサ及びその製造方法 |
-
1998
- 1998-01-16 JP JP00690598A patent/JP3900644B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-01-15 US US09/231,799 patent/US6218717B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| US6218717B1 (en) | 2001-04-17 |
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Legal Events
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