JPH11220137A - 半導体圧力センサ及びその製造方法 - Google Patents
半導体圧力センサ及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH11220137A JPH11220137A JP2079798A JP2079798A JPH11220137A JP H11220137 A JPH11220137 A JP H11220137A JP 2079798 A JP2079798 A JP 2079798A JP 2079798 A JP2079798 A JP 2079798A JP H11220137 A JPH11220137 A JP H11220137A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- trench
- diaphragm
- thin film
- impurity
- fixed electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 全体の小形化を実現すると共に、圧力検出感
度が異なるものを容易に製造可能とすること。 【解決手段】 支持基板２上に絶縁分離膜３を介して設
けられた素子形成用薄膜４には、互いに平行した状態の
第１のトレンチ５及び第２のトレンチ６が形成され、そ
れらトレンチ５及び６に挟まれた部位が、センサチップ
１の上面とほぼ平行した方向へ弾性変形可能なダイヤフ
ラム７として設けられる。このダイヤフラム７には、不
純物が高い濃度で導入される。素子形成用薄膜４には、
ダイヤフラム７と第１のトレンチ５を介して対向した位
置に不純物が高い濃度で導入された固定電極部８が形成
される。これにより、ダイヤフラム７及び固定電極部９
間には、そのダイヤフラムの変形に応じて静電容量が変
化するコンデンサが形成される。第１のトレンチ５は封
止膜１０により気密に封止され、この封止空間部が圧力
基準室１１として機能する。
度が異なるものを容易に製造可能とすること。 【解決手段】 支持基板２上に絶縁分離膜３を介して設
けられた素子形成用薄膜４には、互いに平行した状態の
第１のトレンチ５及び第２のトレンチ６が形成され、そ
れらトレンチ５及び６に挟まれた部位が、センサチップ
１の上面とほぼ平行した方向へ弾性変形可能なダイヤフ
ラム７として設けられる。このダイヤフラム７には、不
純物が高い濃度で導入される。素子形成用薄膜４には、
ダイヤフラム７と第１のトレンチ５を介して対向した位
置に不純物が高い濃度で導入された固定電極部８が形成
される。これにより、ダイヤフラム７及び固定電極部９
間には、そのダイヤフラムの変形に応じて静電容量が変
化するコンデンサが形成される。第１のトレンチ５は封
止膜１０により気密に封止され、この封止空間部が圧力
基準室１１として機能する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ダイヤフラムに作
用する圧力を当該ダイヤフラムと固定電極部との間の静
電容量の変化に基づいて検出するようにした容量式の半
導体圧力センサに関する。
用する圧力を当該ダイヤフラムと固定電極部との間の静
電容量の変化に基づいて検出するようにした容量式の半
導体圧力センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の半導体圧力センサとしては、例
えば特開昭５７−６４９７８号公報に示されたものがあ
る。このものは、不純物高濃度層を埋め込み層として形
成したシリコン基板を、その埋め込み層が露出するまで
表面及び裏面側からエッチングすることにより上下方向
（基板に対し直交した方向）へ弾性変形可能なダイヤフ
ラムを形成すると共に、このダイヤフラム上に基準圧力
が印加される空洞部を存した状態で金属層を配置した構
成となっており、ダイヤフラムに作用する圧力を当該ダ
イヤフラム及び金属層間の静電容量の変化として取り出
すようになっている。また、このものでは、上記ダイヤ
フラム及び金属層を備えたセンサチップ上に、信号取出
用の配線パターンを形成するようになっている。
えば特開昭５７−６４９７８号公報に示されたものがあ
る。このものは、不純物高濃度層を埋め込み層として形
成したシリコン基板を、その埋め込み層が露出するまで
表面及び裏面側からエッチングすることにより上下方向
（基板に対し直交した方向）へ弾性変形可能なダイヤフ
ラムを形成すると共に、このダイヤフラム上に基準圧力
が印加される空洞部を存した状態で金属層を配置した構
成となっており、ダイヤフラムに作用する圧力を当該ダ
イヤフラム及び金属層間の静電容量の変化として取り出
すようになっている。また、このものでは、上記ダイヤ
フラム及び金属層を備えたセンサチップ上に、信号取出
用の配線パターンを形成するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のような半導体圧
力センサでは、ダイヤフラムの変位方向がセンサチップ
表面と直交した方向となる関係上、チップ面積中に占め
るダイヤフラムの占有率が大きくならざるを得ず、この
ためチップサイズの小形化ひいては全体の小形化が困難
になるという事情があった。また、圧力検出感度は、ダ
イヤフラムの大きさに比例することになるため、感度が
異なる圧力センサを製造する場合には、ダイヤフラムの
有効面積を変更することになる。ところが、従来構成で
は、上述したようにダイヤフラムの面積占有率が大きい
ため、ダイヤフラムの有効面積を変える場合にはセンサ
チップ上の配線パターンの位置を変更せざるを得ず、そ
の変更のための作業が面倒になるという事情もあった。
特に、信号処理用回路と共に集積回路化する場合には、
このような位置変更のための作業がさらに面倒になるも
のであった。
力センサでは、ダイヤフラムの変位方向がセンサチップ
表面と直交した方向となる関係上、チップ面積中に占め
るダイヤフラムの占有率が大きくならざるを得ず、この
ためチップサイズの小形化ひいては全体の小形化が困難
になるという事情があった。また、圧力検出感度は、ダ
イヤフラムの大きさに比例することになるため、感度が
異なる圧力センサを製造する場合には、ダイヤフラムの
有効面積を変更することになる。ところが、従来構成で
は、上述したようにダイヤフラムの面積占有率が大きい
ため、ダイヤフラムの有効面積を変える場合にはセンサ
チップ上の配線パターンの位置を変更せざるを得ず、そ
の変更のための作業が面倒になるという事情もあった。
特に、信号処理用回路と共に集積回路化する場合には、
このような位置変更のための作業がさらに面倒になるも
のであった。
【０００４】本発明は上記のような事情に鑑みてなされ
たものであり、第１の目的は、全体の小形化を実現でき
ると共に、圧力検出感度が異なるものを容易に製造可能
となる半導体圧力センサを提供することにあり、第２の
目的は、このような効果を奏する半導体圧力センサの製
造方法を提供することにある。
たものであり、第１の目的は、全体の小形化を実現でき
ると共に、圧力検出感度が異なるものを容易に製造可能
となる半導体圧力センサを提供することにあり、第２の
目的は、このような効果を奏する半導体圧力センサの製
造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために請求項１に記載した手段を採用できる。この手
段によれば、圧力検出のために設けられるダイヤフラム
が、支持基板の上面とほぼ平行した方向へ変形する構成
となっているから、支持基板の上面におけるダイヤフラ
ムの占有面積を小さくできるものであり、これにより全
体の小形化を図り得るようになる。また、ダイヤフラム
の有効面積は、基板に対し垂直な面の面積であるから、
その有効面積を変化させた場合でも、支持基板の上面に
おける占有面積が変化することがない。このため、ダイ
ヤフラム面積を拡大した場合でも、支持基板上に設けら
れる他の構成要素（例えば信号取出用の配線パターン或
いは信号処理用集積回路など）の配置に影響を及ぼす事
態を未然に防止できるものである。従って、ダイヤフラ
ムの有効面積を変更することによって圧力検出感度が異
なるものを製造する際に、他の構成要素の配置を変更す
る必要がなくなってその製造が容易になるという利点が
出てくる。
るために請求項１に記載した手段を採用できる。この手
段によれば、圧力検出のために設けられるダイヤフラム
が、支持基板の上面とほぼ平行した方向へ変形する構成
となっているから、支持基板の上面におけるダイヤフラ
ムの占有面積を小さくできるものであり、これにより全
体の小形化を図り得るようになる。また、ダイヤフラム
の有効面積は、基板に対し垂直な面の面積であるから、
その有効面積を変化させた場合でも、支持基板の上面に
おける占有面積が変化することがない。このため、ダイ
ヤフラム面積を拡大した場合でも、支持基板上に設けら
れる他の構成要素（例えば信号取出用の配線パターン或
いは信号処理用集積回路など）の配置に影響を及ぼす事
態を未然に防止できるものである。従って、ダイヤフラ
ムの有効面積を変更することによって圧力検出感度が異
なるものを製造する際に、他の構成要素の配置を変更す
る必要がなくなってその製造が容易になるという利点が
出てくる。
【０００６】前記第２の目的を達成するために、請求項
３に記載したような製造方法或いは請求項４に記載した
ような製造方法を採用できる。これらの製造方法によれ
ば、支持基板上に当該支持基板と絶縁した状態で形成さ
れた半導体薄膜に対して、不純物を導入し、第１及び第
２のトレンチを形成し、第１のトレンチを封止部材によ
り気密に封止するという各工程を所定の順序で行うだけ
で、前述したような効果を奏する半導体圧力センサを製
造できることになる。
３に記載したような製造方法或いは請求項４に記載した
ような製造方法を採用できる。これらの製造方法によれ
ば、支持基板上に当該支持基板と絶縁した状態で形成さ
れた半導体薄膜に対して、不純物を導入し、第１及び第
２のトレンチを形成し、第１のトレンチを封止部材によ
り気密に封止するという各工程を所定の順序で行うだけ
で、前述したような効果を奏する半導体圧力センサを製
造できることになる。
【０００７】
【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、本発
明の第１実施例について図１ないし図４を参照しながら
説明する。図１には全体の平面構造が示され、図２には
図１中のＡ−Ａ線に沿った断面構造が摸式的に示され、
図３には図１中のＢ−Ｂ線に沿った断面構造が摸式的に
示されている。
明の第１実施例について図１ないし図４を参照しながら
説明する。図１には全体の平面構造が示され、図２には
図１中のＡ−Ａ線に沿った断面構造が摸式的に示され、
図３には図１中のＢ−Ｂ線に沿った断面構造が摸式的に
示されている。
【０００８】図１ないし図３において、矩形状のセンサ
チップ１（本発明でいう半導体圧力センサに相当）は、
例えばＳＯＩウェハから構成されるもので、特には図２
及び図３に示すように、単結晶シリコンより成る支持基
板２上に、シリコン酸化膜より成る絶縁分離膜３及び単
結晶シリコン薄膜より成る素子形成用薄膜４（本発明で
いう半導体薄膜に相当）を積層した構成となっており、
素子形成用薄膜４上には、シリコンの熱酸化膜より成る
保護膜４ａが形成されている。
チップ１（本発明でいう半導体圧力センサに相当）は、
例えばＳＯＩウェハから構成されるもので、特には図２
及び図３に示すように、単結晶シリコンより成る支持基
板２上に、シリコン酸化膜より成る絶縁分離膜３及び単
結晶シリコン薄膜より成る素子形成用薄膜４（本発明で
いう半導体薄膜に相当）を積層した構成となっており、
素子形成用薄膜４上には、シリコンの熱酸化膜より成る
保護膜４ａが形成されている。
【０００９】上記素子形成用薄膜４には、幅狭な細長矩
形状をなす第１のトレンチ５及び第２のトレンチ６が、
互いに平行し且つ当該素子形成用薄膜４の対向辺部とも
平行した状態で形成されている。尚、これら各トレンチ
５及び６は、絶縁分離膜３まで到達するように構成され
ている。
形状をなす第１のトレンチ５及び第２のトレンチ６が、
互いに平行し且つ当該素子形成用薄膜４の対向辺部とも
平行した状態で形成されている。尚、これら各トレンチ
５及び６は、絶縁分離膜３まで到達するように構成され
ている。
【００１０】この場合、素子形成用薄膜４における第１
のトレンチ５及び第２のトレンチ６に挟まれた部位は、
支持基板２の上面（センサチップ１の上面）とほぼ平行
した方向へ弾性変形可能なダイヤフラム７として機能す
るものであり、素子形成用薄膜４には、ダイヤフラム７
と対応した領域にリンなどのＮ型不純物を導入した不純
物高濃度領域８ａ（図１では斜線帯で示す）が形成され
ている。
のトレンチ５及び第２のトレンチ６に挟まれた部位は、
支持基板２の上面（センサチップ１の上面）とほぼ平行
した方向へ弾性変形可能なダイヤフラム７として機能す
るものであり、素子形成用薄膜４には、ダイヤフラム７
と対応した領域にリンなどのＮ型不純物を導入した不純
物高濃度領域８ａ（図１では斜線帯で示す）が形成され
ている。
【００１１】また、素子形成用薄膜４における第１のト
レンチ５に臨む領域にも、Ｎ型不純物を導入した不純物
高濃度領域８ｂ（図１では斜線帯で示す）が形成されて
おり、この不純物高濃度領域８ｂにおける前記ダイヤフ
ラム７との対向部分が固定電極部９として機能するよう
に構成されている。この場合、ダイヤフラム７及び固定
電極部９の間隔（第１のトレンチ５の幅寸法に相当）
は、例えば０．５〜５μｍ程度に設定される。尚、上記
各不純物高濃度領域８ａ、８ｂの不純物濃度は、例えば
１０１８〜１０２０cm−３程度に設定される。
レンチ５に臨む領域にも、Ｎ型不純物を導入した不純物
高濃度領域８ｂ（図１では斜線帯で示す）が形成されて
おり、この不純物高濃度領域８ｂにおける前記ダイヤフ
ラム７との対向部分が固定電極部９として機能するよう
に構成されている。この場合、ダイヤフラム７及び固定
電極部９の間隔（第１のトレンチ５の幅寸法に相当）
は、例えば０．５〜５μｍ程度に設定される。尚、上記
各不純物高濃度領域８ａ、８ｂの不純物濃度は、例えば
１０１８〜１０２０cm−３程度に設定される。
【００１２】上記ダイヤフラム７及び固定電極部９間に
存する空間部分つまり第１のトレンチ５は、例えばシリ
コン窒化膜より成る封止膜１０（本発明でいう封止部材
に相当）により気密に封止されており、このように封止
された空間部が圧力基準室１１として機能するように構
成されている。
存する空間部分つまり第１のトレンチ５は、例えばシリ
コン窒化膜より成る封止膜１０（本発明でいう封止部材
に相当）により気密に封止されており、このように封止
された空間部が圧力基準室１１として機能するように構
成されている。
【００１３】保護膜４ａ上には、信号取出用のボンディ
ングパッド１２ａ及び１３ａを備えた配線パターン１２
及び１３が形成されており、これら配線パターン１２及
び１３の各基端側は、保護膜４ａを貫通したコンタクト
部分（図３参照）を介して前記不純物高濃度領域８ａ及
び８ｂにそれぞれ接合されている。
ングパッド１２ａ及び１３ａを備えた配線パターン１２
及び１３が形成されており、これら配線パターン１２及
び１３の各基端側は、保護膜４ａを貫通したコンタクト
部分（図３参照）を介して前記不純物高濃度領域８ａ及
び８ｂにそれぞれ接合されている。
【００１４】上記のように構成されたセンサチップ１に
あっては、ダイヤフラム７及び固定電極部９間に、ボン
ディングパッド１２ａ及び１３ａを端子としたコンデン
サが形成されるものである。この場合、ダイヤフラム７
に対し第２のトレンチ６を通じて圧力が印加されたとき
には、そのダイヤフラム７がセンサチップ１の上面とほ
ぼ平行した方向へ撓み変形（弾性変形）して上記コンデ
ンサの静電容量が変化するものであり、斯様な静電容量
の変化をボンディングパッド１２ａ及び１３ａを通じて
取り出すことにより、印加圧力を検出できることにな
る。
あっては、ダイヤフラム７及び固定電極部９間に、ボン
ディングパッド１２ａ及び１３ａを端子としたコンデン
サが形成されるものである。この場合、ダイヤフラム７
に対し第２のトレンチ６を通じて圧力が印加されたとき
には、そのダイヤフラム７がセンサチップ１の上面とほ
ぼ平行した方向へ撓み変形（弾性変形）して上記コンデ
ンサの静電容量が変化するものであり、斯様な静電容量
の変化をボンディングパッド１２ａ及び１３ａを通じて
取り出すことにより、印加圧力を検出できることにな
る。
【００１５】尚、このようなセンサチップ１による圧力
検出範囲は、ダイヤフラム７の有効面積などを変更する
ことにより、例えば１〜１００００ＫＰａの範囲に設定
することが可能となる。また、ダイヤフラム７は、その
下面部及び両端部が固定された状態となっているから、
これに応じた撓み変形モード（上縁部及び中央部が大き
く変形する）となるものであり、その撓み変形時には封
止膜１０が圧縮または伸張変形されることになる。
検出範囲は、ダイヤフラム７の有効面積などを変更する
ことにより、例えば１〜１００００ＫＰａの範囲に設定
することが可能となる。また、ダイヤフラム７は、その
下面部及び両端部が固定された状態となっているから、
これに応じた撓み変形モード（上縁部及び中央部が大き
く変形する）となるものであり、その撓み変形時には封
止膜１０が圧縮または伸張変形されることになる。
【００１６】上記した本実施例によるセンサチップ１に
あっては、支持基板２上に絶縁分離膜３を介して支持さ
れたダイヤフラム７が、センサチップ１の上面とほぼ平
行した方向へ変形する構成となっているから、そのセン
サチップ１の上面におけるダイヤフラム７の占有面積を
小さくできるものであり、これによりセンサチップ１全
体の小形化を図り得るようになる。具体的には、センサ
チップ１の上面におけるダイヤフラム７の占有面積は、
長さ寸法×厚み寸法となるが、実際には、ダイヤフラム
７の長さ寸法は０．１〜２mm程度、厚み寸法は０．００
１〜０．１mm程度に設定されるものであって極めて小さ
く、また、第１及び第２のトレンチ５及び６の幅寸法も
極めて小さくて済むものであるから、センサチップ１全
体の小形化を確実に実現できることになる。
あっては、支持基板２上に絶縁分離膜３を介して支持さ
れたダイヤフラム７が、センサチップ１の上面とほぼ平
行した方向へ変形する構成となっているから、そのセン
サチップ１の上面におけるダイヤフラム７の占有面積を
小さくできるものであり、これによりセンサチップ１全
体の小形化を図り得るようになる。具体的には、センサ
チップ１の上面におけるダイヤフラム７の占有面積は、
長さ寸法×厚み寸法となるが、実際には、ダイヤフラム
７の長さ寸法は０．１〜２mm程度、厚み寸法は０．００
１〜０．１mm程度に設定されるものであって極めて小さ
く、また、第１及び第２のトレンチ５及び６の幅寸法も
極めて小さくて済むものであるから、センサチップ１全
体の小形化を確実に実現できることになる。
【００１７】また、ダイヤフラム７の有効面積は、セン
サチップ１に対し垂直な面の面積であるから、その有効
面積を変化させた場合（実際には、素子形成用薄膜４の
膜厚を大きくすることになる）でも、センサチップ１の
上面における占有面積が変化することがない。このた
め、ダイヤフラム７の有効面積を拡大した場合でも、セ
ンサチップ１上に設けられる他の構成要素である信号取
出用配線パターン１２及び１３（場合によっては、信号
処理用集積回路など）の配置に影響を及ぼす事態を未然
に防止できるものである。従って、ダイヤフラム７の有
効面積を変更することによって圧力検出感度が異なるも
のを製造する際に、他の構成要素の配置を変更する必要
がなくなってその製造が容易になるという利点も出てく
る。
サチップ１に対し垂直な面の面積であるから、その有効
面積を変化させた場合（実際には、素子形成用薄膜４の
膜厚を大きくすることになる）でも、センサチップ１の
上面における占有面積が変化することがない。このた
め、ダイヤフラム７の有効面積を拡大した場合でも、セ
ンサチップ１上に設けられる他の構成要素である信号取
出用配線パターン１２及び１３（場合によっては、信号
処理用集積回路など）の配置に影響を及ぼす事態を未然
に防止できるものである。従って、ダイヤフラム７の有
効面積を変更することによって圧力検出感度が異なるも
のを製造する際に、他の構成要素の配置を変更する必要
がなくなってその製造が容易になるという利点も出てく
る。
【００１８】図４には、上記のような効果を奏するセン
サチップ１の製造工程例が摸式的な断面図により示され
ており、以下これについて説明する。まず、図４（ａ）
に示すように、ＳＯＩウェハ１４を用意し、その表面に
０．１〜１μｍ程度の膜厚の熱酸化膜１５を成膜する。
この熱酸化膜１５が、最終的にセンサチップ１の保護膜
４ａとなる。また、ＳＯＩウェハ１４のベースとなる単
結晶シリコン基板１４ａが、最終的にセンサチップ１の
支持基板２となり、シリコン酸化膜１４ｂ及び単結晶シ
リコン薄膜１４ｃが、それぞれ最終的にセンサチップ１
の絶縁分離膜３及び素子形成用薄膜４となる。この場
合、単結晶シリコン薄膜１４ｃの伝導型は例えばＮ型で
あるが、単結晶シリコン基板１４ａの伝導型はＮ型、Ｐ
型の何れでも良い。尚、単結晶シリコン薄膜１４ｃの膜
厚は、５〜５０μｍ程度に設定される。
サチップ１の製造工程例が摸式的な断面図により示され
ており、以下これについて説明する。まず、図４（ａ）
に示すように、ＳＯＩウェハ１４を用意し、その表面に
０．１〜１μｍ程度の膜厚の熱酸化膜１５を成膜する。
この熱酸化膜１５が、最終的にセンサチップ１の保護膜
４ａとなる。また、ＳＯＩウェハ１４のベースとなる単
結晶シリコン基板１４ａが、最終的にセンサチップ１の
支持基板２となり、シリコン酸化膜１４ｂ及び単結晶シ
リコン薄膜１４ｃが、それぞれ最終的にセンサチップ１
の絶縁分離膜３及び素子形成用薄膜４となる。この場
合、単結晶シリコン薄膜１４ｃの伝導型は例えばＮ型で
あるが、単結晶シリコン基板１４ａの伝導型はＮ型、Ｐ
型の何れでも良い。尚、単結晶シリコン薄膜１４ｃの膜
厚は、５〜５０μｍ程度に設定される。
【００１９】次に、図４（ｂ）に示す不純物導入工程を
実行する。この工程では、熱酸化膜１５における前記不
純物高濃度領域８ａ及び８ｂに対応した各領域に、例え
ばフッ酸系のエッチング液を使用して開口部１５ａ、１
５ｂを形成し、単結晶シリコン薄膜１４ｃ内に、それら
開口部１５ａ、１５ｂを通じてリンなどのＮ型不純物を
拡散する。この後、８００〜１２００℃程度の熱処理を
施すことにより、不純物を拡散して不純物高濃度領域８
ａ及び８ｂを形成する。このときの熱処理条件は、不純
物高濃度領域８ａ及び８ｂがシリコン酸化膜１４ｂに到
達するように設定される。また、不純物濃度は１０１８
〜１０２０cm−３程度に設定される。
実行する。この工程では、熱酸化膜１５における前記不
純物高濃度領域８ａ及び８ｂに対応した各領域に、例え
ばフッ酸系のエッチング液を使用して開口部１５ａ、１
５ｂを形成し、単結晶シリコン薄膜１４ｃ内に、それら
開口部１５ａ、１５ｂを通じてリンなどのＮ型不純物を
拡散する。この後、８００〜１２００℃程度の熱処理を
施すことにより、不純物を拡散して不純物高濃度領域８
ａ及び８ｂを形成する。このときの熱処理条件は、不純
物高濃度領域８ａ及び８ｂがシリコン酸化膜１４ｂに到
達するように設定される。また、不純物濃度は１０１８
〜１０２０cm−３程度に設定される。
【００２０】次に、図４（ｃ）に示す第１のトレンチ加
工工程を実行する。この工程では、単結晶シリコン薄膜
１４ｃ上に熱酸化膜１５を再成膜した後に、例えばドラ
イエッチングを行うことによって、単結晶シリコン薄膜
１４ｃにおける不純物導入領域を前記不純物高濃度領域
８ａ及び８ｂの二つに分断した状態の第１のトレンチ５
を形成する。これにより、不純物高濃度領域８ｂにおけ
る上記第１のトレンチ５に臨んだ部分を前記固定電極部
９として機能させる。尚、第１のトレンチ５は、シリコ
ン酸化膜１４ｂに到達した状態（単結晶シリコン薄膜１
４ｃを全部除去した状態）とされるものであり、その幅
寸法は、例えば０．５〜５μｍ程度に設定される。
工工程を実行する。この工程では、単結晶シリコン薄膜
１４ｃ上に熱酸化膜１５を再成膜した後に、例えばドラ
イエッチングを行うことによって、単結晶シリコン薄膜
１４ｃにおける不純物導入領域を前記不純物高濃度領域
８ａ及び８ｂの二つに分断した状態の第１のトレンチ５
を形成する。これにより、不純物高濃度領域８ｂにおけ
る上記第１のトレンチ５に臨んだ部分を前記固定電極部
９として機能させる。尚、第１のトレンチ５は、シリコ
ン酸化膜１４ｂに到達した状態（単結晶シリコン薄膜１
４ｃを全部除去した状態）とされるものであり、その幅
寸法は、例えば０．５〜５μｍ程度に設定される。
【００２１】次に、図４（ｄ）に示す封止工程を実行す
る。この工程では、例えばプラズマＣＶＤ装置を利用す
ることにより、減圧下において熱酸化膜１５上にシリコ
ン窒化膜を堆積し、以て前記第１のトレンチ５を気密に
封止して圧力基準室１１を形成すると共に、そのシリコ
ン窒化膜をパターニングすることによって、前記封止膜
１０を形成する。尚、第１のトレンチ５は、その幅寸法
が極めて小さいので、封止工程で堆積されるシリコン窒
化膜は、当該第１のトレンチ５の開口部を塞いだブリッ
ジ状態に形成されることになる。
る。この工程では、例えばプラズマＣＶＤ装置を利用す
ることにより、減圧下において熱酸化膜１５上にシリコ
ン窒化膜を堆積し、以て前記第１のトレンチ５を気密に
封止して圧力基準室１１を形成すると共に、そのシリコ
ン窒化膜をパターニングすることによって、前記封止膜
１０を形成する。尚、第１のトレンチ５は、その幅寸法
が極めて小さいので、封止工程で堆積されるシリコン窒
化膜は、当該第１のトレンチ５の開口部を塞いだブリッ
ジ状態に形成されることになる。
【００２２】この後には、図４（ｅ）に示す第２のトレ
ンチ加工工程を実行する。この工程では、例えばドライ
エッチングを行うことによって、単結晶シリコン１４ｃ
に対し前記第１のトレンチ５と平行した状態の第２のト
レンチ６を形成する。これにより、前記不純物導入領域
８ａに対応した部分を、それら第１のトレンチ５及び第
２のトレンチ６に挟まれた形態のダイヤフラム７として
機能させる。
ンチ加工工程を実行する。この工程では、例えばドライ
エッチングを行うことによって、単結晶シリコン１４ｃ
に対し前記第１のトレンチ５と平行した状態の第２のト
レンチ６を形成する。これにより、前記不純物導入領域
８ａに対応した部分を、それら第１のトレンチ５及び第
２のトレンチ６に挟まれた形態のダイヤフラム７として
機能させる。
【００２３】この後には、具体的に図示しないが、前記
配線パターン１２、１３を形成する工程（不純物高濃度
領域８ａ及び８ｂとのコンタクト部分を形成する工程も
含む）、ＳＯＩウェハ１４をダイシングする工程などを
順次行うことにより、図１ないし図３に示すような構成
のセンサチップ１を完成させる。
配線パターン１２、１３を形成する工程（不純物高濃度
領域８ａ及び８ｂとのコンタクト部分を形成する工程も
含む）、ＳＯＩウェハ１４をダイシングする工程などを
順次行うことにより、図１ないし図３に示すような構成
のセンサチップ１を完成させる。
【００２４】このような製造方法によれば、ＳＯＩウェ
ハ１４の単結晶シリコン薄膜１４ｃに対して、不純物導
入工程、第１のトレンチ加工工程、封止工程及び第２の
トレンチ加工工程などを順次行うだけで、前述したよう
な効果を奏するセンサチップ１を容易且つ確実に製造で
きることになる。この場合、ダイヤフラム７の有効面積
を変更するためには、ＳＯＩウェハ１４の単結晶シリコ
ン薄膜１４ｃの膜厚を変えるだけで済み、また、ダイヤ
フラム７の厚み寸法を変更するためには、第２のトレン
チ６の形成位置を変えるだけで済むものであり、検出感
度の異なるセンサチップ１を容易に製造できるようにな
る。
ハ１４の単結晶シリコン薄膜１４ｃに対して、不純物導
入工程、第１のトレンチ加工工程、封止工程及び第２の
トレンチ加工工程などを順次行うだけで、前述したよう
な効果を奏するセンサチップ１を容易且つ確実に製造で
きることになる。この場合、ダイヤフラム７の有効面積
を変更するためには、ＳＯＩウェハ１４の単結晶シリコ
ン薄膜１４ｃの膜厚を変えるだけで済み、また、ダイヤ
フラム７の厚み寸法を変更するためには、第２のトレン
チ６の形成位置を変えるだけで済むものであり、検出感
度の異なるセンサチップ１を容易に製造できるようにな
る。
【００２５】（第２の実施の形態）図５には、本発明の
第２実施例によるセンサチップ１の製造方法が摸式的な
断面図により示されており、以下これについて前記第１
実施例と異なる部分のみ説明する。まず、図５（ａ）に
示すように、ＳＯＩウェハ１４を用意し、その表面に
０．１〜１μｍ程度の膜厚の熱酸化膜１５を成膜した上
で、図５（ｂ）に示す第１のトレンチ加工工程を実行す
る。この工程では、例えばドライエッチングを行うこと
によって、単結晶シリコン薄膜１４ｃに第１のトレンチ
５を形成する。
第２実施例によるセンサチップ１の製造方法が摸式的な
断面図により示されており、以下これについて前記第１
実施例と異なる部分のみ説明する。まず、図５（ａ）に
示すように、ＳＯＩウェハ１４を用意し、その表面に
０．１〜１μｍ程度の膜厚の熱酸化膜１５を成膜した上
で、図５（ｂ）に示す第１のトレンチ加工工程を実行す
る。この工程では、例えばドライエッチングを行うこと
によって、単結晶シリコン薄膜１４ｃに第１のトレンチ
５を形成する。
【００２６】次いで、図５（ｃ）に示す不純物導入工程
を実行する。この工程では、単結晶シリコン薄膜１４ｃ
における前記第１のトレンチ５の両側領域にそれぞれＮ
型不純物を導入することにより、当該第１のトレンチ５
により分断された状態の不純物導入領域である不純物高
濃度領域８ａ、８ｂを形成すると共に、一方の不純物高
濃度領域８ｂを上記第１のトレンチ５に臨んだ状態の固
定電極部９として形成する。
を実行する。この工程では、単結晶シリコン薄膜１４ｃ
における前記第１のトレンチ５の両側領域にそれぞれＮ
型不純物を導入することにより、当該第１のトレンチ５
により分断された状態の不純物導入領域である不純物高
濃度領域８ａ、８ｂを形成すると共に、一方の不純物高
濃度領域８ｂを上記第１のトレンチ５に臨んだ状態の固
定電極部９として形成する。
【００２７】次に、図５（ｄ）に示す封止工程を実行す
る。この工程では、例えばプラズマＣＶＤ装置を利用す
ることにより、減圧下において熱酸化膜１５上にシリコ
ン窒化膜を堆積し、以て前記第１のトレンチ５を気密に
封止して圧力基準室１１を形成すると共に、そのシリコ
ン窒化膜をパターニングすることによって、前記封止膜
１０を形成する。
る。この工程では、例えばプラズマＣＶＤ装置を利用す
ることにより、減圧下において熱酸化膜１５上にシリコ
ン窒化膜を堆積し、以て前記第１のトレンチ５を気密に
封止して圧力基準室１１を形成すると共に、そのシリコ
ン窒化膜をパターニングすることによって、前記封止膜
１０を形成する。
【００２８】この後には、図５（ｅ）に示す第２のトレ
ンチ加工工程を前記第１実施例と同様に行うことによ
り、前記不純物導入領域８ａに対応した部分を、第１の
トレンチ５及び第２のトレンチ６に挟まれた形態のダイ
ヤフラム７として機能させ、さらに、配線パターン１
２、１３を形成する工程、ＳＯＩウェハ１４をダイシン
グする工程など（何れも図示せず）を順次行うことによ
り、最終的にセンサチップ１（図１ないし図３参照）を
完成させる。
ンチ加工工程を前記第１実施例と同様に行うことによ
り、前記不純物導入領域８ａに対応した部分を、第１の
トレンチ５及び第２のトレンチ６に挟まれた形態のダイ
ヤフラム７として機能させ、さらに、配線パターン１
２、１３を形成する工程、ＳＯＩウェハ１４をダイシン
グする工程など（何れも図示せず）を順次行うことによ
り、最終的にセンサチップ１（図１ないし図３参照）を
完成させる。
【００２９】（その他の実施の形態）尚、本発明は上記
した実施例に限定されるものではなく、次のような変形
または拡張が可能である。第１実施例では、不純物導入
工程において、不純物高濃度領域８ａ及び８ｂに対応し
た各領域に、それぞれ予め分離された状態で不純物を拡
散する構成としたが、上記不純物高濃度領域８ａ、８ｂ
並びにこれらに挟まれた部分（第１のトレンチ５を形成
する部分）も含めて不純物を拡散し、第１のトレンチ５
の形成に応じて互いに分離された状態の不純物高濃度領
域８ａ及び８ｂを形成する構成とすることもできる。
した実施例に限定されるものではなく、次のような変形
または拡張が可能である。第１実施例では、不純物導入
工程において、不純物高濃度領域８ａ及び８ｂに対応し
た各領域に、それぞれ予め分離された状態で不純物を拡
散する構成としたが、上記不純物高濃度領域８ａ、８ｂ
並びにこれらに挟まれた部分（第１のトレンチ５を形成
する部分）も含めて不純物を拡散し、第１のトレンチ５
の形成に応じて互いに分離された状態の不純物高濃度領
域８ａ及び８ｂを形成する構成とすることもできる。
【００３０】支持基板２の材料としては、ＳＯＩウェハ
１４のベースである単結晶シリコン基板１４ａに限ら
ず、他の半導体基板或いは絶縁性を有するセラミック基
板やガラス基板などを用いることができる。この場合、
支持基板の材料そのものが絶縁性を有するものであれ
ば、ＳＯＩウェハ１４を使用する必要がなくなる。
１４のベースである単結晶シリコン基板１４ａに限ら
ず、他の半導体基板或いは絶縁性を有するセラミック基
板やガラス基板などを用いることができる。この場合、
支持基板の材料そのものが絶縁性を有するものであれ
ば、ＳＯＩウェハ１４を使用する必要がなくなる。
【図１】本発明の第１実施例を示すセンサチップの平面
図
図
【図２】図１中のＡ−Ａ線に沿った摸式的な断面図
【図３】図１中のＢ−Ｂ線に沿った摸式的な断面図
【図４】製造工程を示す摸式的な断面図
【図５】本発明の第２実施例による製造工程を示す摸式
的な断面図
的な断面図
１はセンサチップ（半導体圧力センサ）、２は支持基
板、４は素子形成用薄膜（半導体薄膜）、５は第１のト
レンチ、６は第２のトレンチ、７はダイヤフラム、８
ａ、８ｂは不純物高濃度領域、９は固定電極部、１０は
封止膜（封止部材）、１１は圧力基準室、１２、１３は
配線パターン、１４はＳＯＩウェハ、１４ａは単結晶シ
リコン基板（支持基板）、１４ｃは単結晶シリコン薄膜
（半導体薄膜）を示す。
板、４は素子形成用薄膜（半導体薄膜）、５は第１のト
レンチ、６は第２のトレンチ、７はダイヤフラム、８
ａ、８ｂは不純物高濃度領域、９は固定電極部、１０は
封止膜（封止部材）、１１は圧力基準室、１２、１３は
配線パターン、１４はＳＯＩウェハ、１４ａは単結晶シ
リコン基板（支持基板）、１４ｃは単結晶シリコン薄膜
（半導体薄膜）を示す。
Claims (4)
- 【請求項１】 支持基板上に支持され、当該支持基板の
上面とほぼ平行した方向へ弾性変形するように構成され
た半導体材料製のダイヤフラムと、 前記支持基板上に前記ダイヤフラムと所定間隔を存して
対向するように支持され、そのダイヤフラムの変形に応
じて当該ダイヤフラムとの間の静電容量が変化するよう
に構成された半導体材料製の固定電極部と、 前記ダイヤフラム及び固定電極部間に存する空間部分を
気密に封止することにより形成された基準圧力室とを備
えたことを特徴とする半導体圧力センサ。 - 【請求項２】 前記支持基板上に当該支持基板と絶縁し
た状態で設けられると共に互いに平行する第１及び第２
のトレンチが形成された半導体薄膜を備え、 前記ダイヤフラムは、前記半導体薄膜における前記第１
及び第２のトレンチに挟まれた部位に不純物を導入する
ことにより形成され、 前記固定電極部は、前記半導体薄膜における前記第１の
トレンチに臨む部位に不純物を導入することにより形成
され、 前記基準圧力室は、前記第１のトレンチを封止部材によ
り気密に封止することにより形成されることを特徴とす
る請求項１記載の半導体圧力センサ。 - 【請求項３】 支持基板上に当該支持基板と絶縁した状
態で形成された半導体薄膜の所定領域に不純物を導入す
る不純物導入工程と、 前記半導体薄膜における前記不純物導入領域を二つに分
断した状態の第１のトレンチを形成することにより、分
断された不純物導入領域の一方を上記第１のトレンチに
臨んだ状態の固定電極部として機能させる第１のトレン
チ加工工程と、 前記第１のトレンチを封止部材により気密に封止して圧
力基準室を形成する封止工程と、 前記半導体薄膜に前記第１のトレンチと平行した状態の
第２のトレンチを形成することにより、前記分断された
不純物導入領域の他方を、それら第１及び第２のトレン
チに挟まれた形態のダイヤフラムとして機能させる第２
のトレンチ加工工程とを実行することを特徴とする半導
体圧力センサの製造方法。 - 【請求項４】 支持基板上に当該支持基板と絶縁した状
態で形成された半導体薄膜に第１のトレンチを形成する
形成する第１のトレンチ加工工程と、 前記半導体薄膜における前記第１のトレンチの両側領域
にそれぞれ不純物を導入することにより当該第１のトレ
ンチにより分断された状態の不純物導入領域を形成する
と共に、その不純物導入領域の一方を上記第１のトレン
チに臨んだ状態の固定電極部として形成する不純物導入
工程と、 前記第１のトレンチを封止部材により気密に封止して圧
力基準室を形成する封止工程と、 前記半導体薄膜に前記第１のトレンチと平行した状態の
第２のトレンチを形成することにより、前記分断された
不純物導入領域の他方を、それら第１及び第２のトレン
チに挟まれた形態のダイヤフラムとして機能させる第２
のトレンチ加工工程とを実行す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 |
|---|---|---|---|
| JP2079798A JPH11220137A (ja) | 1998-02-02 | 1998-02-02 | 半導体圧力センサ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2079798A JPH11220137A (ja) | 1998-02-02 | 1998-02-02 | 半導体圧力センサ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11220137A true JPH11220137A (ja) | 1999-08-10 |
Family
ID=12037065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2079798A Pending JPH11220137A (ja) | 1998-02-02 | 1998-02-02 | 半導体圧力センサ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11220137A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100609134B1 (ko) | 2005-07-06 | 2006-08-08 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 압력 센서 및 그 제조방법 |
| JP2007101285A (ja) * | 2005-10-03 | 2007-04-19 | Hitachi Ltd | 無線ｉｃタグおよびその製造方法 |
| KR100759253B1 (ko) * | 2004-12-31 | 2007-09-17 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 압력 센서의 제조 방법 |
| JP2011220885A (ja) * | 2010-04-12 | 2011-11-04 | Denso Corp | 力学量検出装置およびその製造方法 |
| JP2012027026A (ja) * | 2010-07-22 | 2012-02-09 | Commissariat A L'energie Atomique & Aux Energies Alternatives | マイクロホン製造に特に応用する、ｍｅｍｓ動的圧力センサー |
| JP2013011587A (ja) * | 2011-05-27 | 2013-01-17 | Denso Corp | 力学量センサ装置およびその製造方法 |
| WO2013115270A1 (ja) * | 2012-01-30 | 2013-08-08 | Hosaka Takashi | 半導体センサー・デバイスおよびその製造方法 |
| JP2013253879A (ja) * | 2012-06-07 | 2013-12-19 | Rohm Co Ltd | 静電容量型圧力センサおよびその製造方法、圧力センサパッケージ |
-
1998
- 1998-02-02 JP JP2079798A patent/JPH11220137A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100759253B1 (ko) * | 2004-12-31 | 2007-09-17 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 압력 센서의 제조 방법 |
| KR100609134B1 (ko) | 2005-07-06 | 2006-08-08 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 압력 센서 및 그 제조방법 |
| JP2007101285A (ja) * | 2005-10-03 | 2007-04-19 | Hitachi Ltd | 無線ｉｃタグおよびその製造方法 |
| JP2011220885A (ja) * | 2010-04-12 | 2011-11-04 | Denso Corp | 力学量検出装置およびその製造方法 |
| DE102011007217A1 (de) | 2010-04-12 | 2011-12-15 | Denso Corporation | Erfassungsvorrichtung für eine physikalische Größe und Verfahren zum Herstellen derselben |
| US8604565B2 (en) | 2010-04-12 | 2013-12-10 | Denso Corporation | Physical quantity detection device and method for manufacturing the same |
| JP2012027026A (ja) * | 2010-07-22 | 2012-02-09 | Commissariat A L'energie Atomique & Aux Energies Alternatives | マイクロホン製造に特に応用する、ｍｅｍｓ動的圧力センサー |
| JP2013011587A (ja) * | 2011-05-27 | 2013-01-17 | Denso Corp | 力学量センサ装置およびその製造方法 |
| WO2013115270A1 (ja) * | 2012-01-30 | 2013-08-08 | Hosaka Takashi | 半導体センサー・デバイスおよびその製造方法 |
| JP2013156102A (ja) * | 2012-01-30 | 2013-08-15 | Shun Hosaka | 半導体センサー・デバイスおよびその製造方法 |
| JP2013253879A (ja) * | 2012-06-07 | 2013-12-19 | Rohm Co Ltd | 静電容量型圧力センサおよびその製造方法、圧力センサパッケージ |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5719069A (en) | One-chip integrated sensor process | |
| US6076404A (en) | Micromechanical sensor including a single-crystal silicon support | |
| CN105424090B (zh) | 一种mems压阻式复合传感器及其加工方法 | |
| JPH0750789B2 (ja) | 半導体圧力変換装置の製造方法 | |
| JPH05304303A (ja) | 加速度センサ及びその製造方法 | |
| US20110221455A1 (en) | Micromechanical component and method for its production | |
| JPH05190872A (ja) | 半導体圧力センサおよびその製造方法 | |
| US5172205A (en) | Piezoresistive semiconductor device suitable for use in a pressure sensor | |
| JP2002250665A (ja) | 静電容量式センサ及びその製造方法 | |
| JPH11220137A (ja) | 半導体圧力センサ及びその製造方法 | |
| KR100904994B1 (ko) | 압력센서 제조방법 및 그 구조 | |
| EP0994330A1 (en) | Method for manufacturing an angular rate sensor | |
| JP3629185B2 (ja) | 半導体センサ及びその製造方法 | |
| JP3633555B2 (ja) | 半導体力学量センサ | |
| JPH10300605A (ja) | 半導体圧力センサ及びセンサチップの製造方法 | |
| JPH11186566A (ja) | 微小装置の製造方法 | |
| JPH0831608B2 (ja) | 半導体圧力センサの製造方法 | |
| JPH11201984A (ja) | 半導体力学量センサ及びその製造方法 | |
| JPH06213747A (ja) | 容量型半導体センサ | |
| JP4178574B2 (ja) | 半導体力学量センサ及びその製造方法 | |
| JP2519393B2 (ja) | 半導体力学量センサの製造方法 | |
| JP2894478B2 (ja) | 静電容量型圧力センサとその製造方法 | |
| JPH0337534A (ja) | 半導体歪検出装置 | |
| JP3638469B2 (ja) | 半導体加速度センサ | |
| JP2833257B2 (ja) | 半導体加速度センサ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040427 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070807 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070918 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080115 |