JP2008107303A - Semiconductor pressure sensor and its manufacturing method, and semiconductor pressure sensor device - Google Patents

Semiconductor pressure sensor and its manufacturing method, and semiconductor pressure sensor device Download PDF

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Mitsuhiko Yoshida
満彦 吉田
Tomoaki Yamabayashi
智明 山林
Shinya Ichikawa
晋哉 市川
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Mitsumi Electric Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor pressure sensor capable of detecting a pressure applied to a diaphragm with high precision, on the basis of the difference in resistance values between first resistors and second resistors, and its manufacturing method, and to provide a semiconductor pressure sensor device. <P>SOLUTION: The semiconductor pressure sensor 100 is equipped with a recessed part 105 formed in the semiconductor substrate 31, a diaphragm 101, a support 12 for supporting the diaphragm 101, first resistors 13, 14 provided at approximately the center of the diaphragm 101, and second resistors 15, 16 provided in the circumference of the diaphragm 101, and thermal oxide films 102 are formed on the diaphragm 101 and the support 12 at their portions corresponding to the boundaries between the bottom face 105A of the recessed part 105 and the side faces 105B of the recessed part 105. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体圧力センサ及びその製造方法、及び半導体圧力センサ装置に関し、第1及び第2の抵抗体の抵抗値の差分に基づいて、ダイアフラムに印加された圧力を検出する半導体圧力センサ及びその製造方法、及び半導体圧力センサ装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor pressure sensor, a manufacturing method thereof, and a semiconductor pressure sensor device, and relates to a semiconductor pressure sensor that detects a pressure applied to a diaphragm based on a difference between resistance values of first and second resistors, and the semiconductor pressure sensor. The present invention relates to a manufacturing method and a semiconductor pressure sensor device.

図59は、従来の半導体圧力センサの断面図である。   FIG. 59 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor pressure sensor.

図59を参照するに、従来の半導体圧力センサ200は、ダイアフラム201と、支持体202と、第1の抵抗体205と、第2の抵抗体206と、保護膜208と、配線パターン211,212とを有する。半導体圧力センサ200は、第1及び第2の抵抗体205,206の抵抗値の差分に基づいて、ダイアフラム201に印加された圧力を検出するセンサである。   Referring to FIG. 59, a conventional semiconductor pressure sensor 200 includes a diaphragm 201, a support 202, a first resistor 205, a second resistor 206, a protective film 208, and wiring patterns 211 and 212. And have. The semiconductor pressure sensor 200 is a sensor that detects the pressure applied to the diaphragm 201 based on the difference between the resistance values of the first and second resistors 205 and 206.

ダイアフラム201は、外部から圧力が印加された際、変形可能なように薄板形状とされている。ダイアフラム201の外周部は、支持体202により支持されている。ダイアフラム201は、第1及び第2の抵抗体205,206を形成するためのものである。   The diaphragm 201 has a thin plate shape so that it can be deformed when pressure is applied from the outside. The outer peripheral portion of the diaphragm 201 is supported by a support body 202. The diaphragm 201 is for forming the first and second resistors 205 and 206.

支持体202は、ダイアフラム201を支持するためのものである。支持体202は、ダイアフラム201と一体に構成される。支持体202の厚さは、ダイアフラム201の厚さよりも厚くなるように構成されている。ダイアフラム201及び支持体202を形成する際の母材としては、例えば、半導体基板を用いることができる。   The support 202 is for supporting the diaphragm 201. The support 202 is configured integrally with the diaphragm 201. The thickness of the support 202 is configured to be thicker than the thickness of the diaphragm 201. As a base material for forming the diaphragm 201 and the support 202, for example, a semiconductor substrate can be used.

ダイアフラム201と支持体202との境界部分には、肉厚部203が設けられている。このように、ダイアフラム201と支持体202との境界部分に肉厚部203を設けたことにより、ダイアフラム201と支持体202との境界部分の強度が向上するため、ダイアフラム201と支持体202との境界部分が破損することを防止できる。   A thick portion 203 is provided at a boundary portion between the diaphragm 201 and the support body 202. As described above, by providing the thick portion 203 at the boundary portion between the diaphragm 201 and the support body 202, the strength of the boundary portion between the diaphragm 201 and the support body 202 is improved. It is possible to prevent the boundary portion from being damaged.

第1の抵抗体205は、ダイアフラム201の略中央に設けられている。第1の抵抗体205は、基準となる抵抗体であり、ダイアフラム201に圧力が印加された際、変形しないことが望まれる。第2の抵抗体206は、ダイアフラム201の外周縁に設けられている。第2の抵抗体206は、ダイアフラム201に圧力が印加された際、変形しやすいことが望まれる。半導体基板としてN型半導体基板を用いた場合、第1及び第2の抵抗体205,206は、例えば、ダイアフラム201にP型不純物を拡散させることで形成する。   The first resistor 205 is provided substantially at the center of the diaphragm 201. The first resistor 205 is a reference resistor, and is desirably not deformed when pressure is applied to the diaphragm 201. The second resistor 206 is provided on the outer peripheral edge of the diaphragm 201. The second resistor 206 is desired to be easily deformed when pressure is applied to the diaphragm 201. When an N-type semiconductor substrate is used as the semiconductor substrate, the first and second resistors 205 and 206 are formed by diffusing P-type impurities in the diaphragm 201, for example.

保護膜208は、第1及び第2の抵抗体205,206が形成されたダイアフラム201の上面と支持体202の上面とを覆うように設けられている。保護膜208は、第1及び第2の抵抗体205,206を保護するための膜である。保護膜208には、第1の抵抗体205を露出する開口部208Aと、第2の抵抗体206を露出する開口部208Bとが形成されている。開口部208A,208Bは、配線パターン211,212の一部を配設するためのものである。保護膜208としては、例えば、CVD法により形成された酸化膜を用いることができる。   The protective film 208 is provided so as to cover the upper surface of the diaphragm 201 on which the first and second resistors 205 and 206 are formed and the upper surface of the support 202. The protective film 208 is a film for protecting the first and second resistors 205 and 206. In the protective film 208, an opening 208A that exposes the first resistor 205 and an opening 208B that exposes the second resistor 206 are formed. The openings 208A and 208B are for disposing a part of the wiring patterns 211 and 212. As the protective film 208, for example, an oxide film formed by a CVD method can be used.

配線パターン211は、開口部208Aを充填すると共に、開口部208A内から絶縁膜208上に亘るように設けられている。配線パターン211は、第1の抵抗体205及び配線パターン212と接続されている。   The wiring pattern 211 is provided so as to fill the opening 208 </ b> A and extend from the opening 208 </ b> A to the insulating film 208. The wiring pattern 211 is connected to the first resistor 205 and the wiring pattern 212.

配線パターン212は、開口部208Bを充填すると共に、開口部208B内から絶縁膜208上に亘るように設けられている。配線パターン212は、第2の抵抗体205及び配線パターン211と接続されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開平8−293617号公報
The wiring pattern 212 fills the opening 208B and is provided so as to extend from the opening 208B to the insulating film 208. The wiring pattern 212 is connected to the second resistor 205 and the wiring pattern 211 (see, for example, Patent Document 1).
JP-A-8-293617

しかしながら、従来の半導体圧力センサ200では、ダイアフラム201と支持体202との境界部分に肉厚部203を設けていたため、ダイアフラム201の外周縁に設けられた第2の抵抗体206の変形量が小さくなってしまう。これにより、半導体圧力センサ200の圧力検出感度が低下して、ダイアフラム201に印加された圧力の検出精度が低下してしまうという問題があった。   However, in the conventional semiconductor pressure sensor 200, since the thick portion 203 is provided at the boundary portion between the diaphragm 201 and the support body 202, the deformation amount of the second resistor 206 provided on the outer peripheral edge of the diaphragm 201 is small. turn into. As a result, the pressure detection sensitivity of the semiconductor pressure sensor 200 is lowered, and the detection accuracy of the pressure applied to the diaphragm 201 is lowered.

また、圧力検出感度を向上させるためにダイアフラム201の厚さを薄くした場合には、基準となる第1の抵抗体205が変形しやすくなるため、ダイアフラム201に印加された圧力の検出精度が低下してしまうという問題があった。   In addition, when the thickness of the diaphragm 201 is reduced in order to improve the pressure detection sensitivity, the reference first resistor 205 is easily deformed, so that the detection accuracy of the pressure applied to the diaphragm 201 is lowered. There was a problem of doing.

なお、上記半導体圧力センサ200と、半導体圧力センサ200が検出する圧力検出信号に基づき、ダイアフラム201に印加された圧力を数値化する圧力数値化処理装置と、を備えた半導体圧力センサ装置においても同様な問題が発生する。   The same applies to a semiconductor pressure sensor device including the semiconductor pressure sensor 200 and a pressure digitizing apparatus that digitizes the pressure applied to the diaphragm 201 based on a pressure detection signal detected by the semiconductor pressure sensor 200. Problems occur.

そこで、本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ダイアフラムに印加された圧力を精度良く検出することのできる半導体圧力センサ及びその製造方法、及び半導体圧力センサ装置を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a semiconductor pressure sensor capable of accurately detecting the pressure applied to the diaphragm, a manufacturing method thereof, and a semiconductor pressure sensor device. And

本発明の一観点によれば、半導体基板(31)に設けられた凹部(105)と、前記凹部(105)の底面(105A)に対応する部分の前記半導体基板(31)に設けられたダイアフラム(101)と、前記凹部(105)の側面(105B)に対応する部分の前記半導体基板(31)に設けられ、前記ダイアフラム(101)を支持する支持体(12)と、前記ダイアフラム(101)の略中央に設けられた第1の抵抗体(13,14)と、前記ダイアフラム(101)の周縁部に設けられた第2の抵抗体(15,16)と、を備え、前記第1及び第2の抵抗体(13〜16)の抵抗値の差分に基づいて、前記ダイアフラム(101)に印加された圧力を検出する半導体圧力センサ(100)であって、前記凹部(105)の底面(105A)と前記凹部(105)の側面(105B)との境界に対応する部分の前記ダイアフラム(101)及び前記支持体(12)に熱酸化膜(102)を設けたことを特徴とする半導体圧力センサ(100)が提供される。   According to one aspect of the present invention, the concave portion (105) provided in the semiconductor substrate (31) and the diaphragm provided in the semiconductor substrate (31) at a portion corresponding to the bottom surface (105A) of the concave portion (105). (101), a support (12) that is provided on the semiconductor substrate (31) at a portion corresponding to the side surface (105B) of the recess (105) and supports the diaphragm (101), and the diaphragm (101) Comprising a first resistor (13, 14) provided at substantially the center of the first resistor and a second resistor (15, 16) provided at a peripheral edge of the diaphragm (101), A semiconductor pressure sensor (100) for detecting a pressure applied to the diaphragm (101) based on a difference in resistance values of the second resistors (13 to 16), the bottom surface of the recess (105) ( 10 A semiconductor pressure characterized in that a thermal oxide film (102) is provided on the diaphragm (101) and the support (12) at a portion corresponding to the boundary between A) and the side surface (105B) of the recess (105). A sensor (100) is provided.

本発明によれば、凹部(105)の底面(105A)と凹部(105)の側面(105B)との境界に対応する部分のダイアフラム(101)及び支持体(12)に熱酸化膜(102)を設けたことにより、ダイアフラム(101)と支持体(12)との境界に対応する半導体基板(31)の一部が機械的強度の弱い熱酸化膜(102−1)になるため、第2の抵抗体(15,16)が変形しやすくなるので、ダイアフラム(101)に印加された圧力を精度良く検出することができる。   According to the present invention, the thermal oxide film (102) on the diaphragm (101) and the support (12) corresponding to the boundary between the bottom surface (105A) of the recess (105) and the side surface (105B) of the recess (105). Since a part of the semiconductor substrate (31) corresponding to the boundary between the diaphragm (101) and the support (12) becomes a thermal oxide film (102-1) having a low mechanical strength, the second is provided. Therefore, the pressure applied to the diaphragm (101) can be detected with high accuracy.

本発明の他の点によれば、半導体基板(31)に設けられた凹部(105)と、前記凹部(105)の底面(105A)に対応する部分の前記半導体基板(31)に設けられたダイアフラム(101)と、前記凹部(105)の側面(105B)に対応する部分の前記半導体基板(31)に設けられ、前記ダイアフラム(101)を支持する支持体(12)と、前記ダイアフラム(101)の略中央に設けられた第1の抵抗体(13,14)と、前記ダイアフラム(101)の周縁部に設けられた第2の抵抗体(15,16)と、を備え、前記第1及び第2の抵抗体(13〜16)の抵抗値の差分に基づいて、前記ダイアフラム(101)に印加された圧力を検出する半導体圧力センサ(130)であって、前記凹部(105)の底面(105A)及び前記凹部(105)の側面(105B)に対応する部分の前記ダイアフラム(101)及び前記支持体(12)を覆うように熱酸化膜(131)を設けたことを特徴とする半導体圧力センサ(130)が提供される。   According to another aspect of the present invention, a recess (105) provided in the semiconductor substrate (31) and a portion of the semiconductor substrate (31) corresponding to the bottom surface (105A) of the recess (105) are provided. A diaphragm (101), a support (12) provided on a portion of the semiconductor substrate (31) corresponding to the side surface (105B) of the recess (105), and supporting the diaphragm (101), and the diaphragm (101 ) And a second resistor (15, 16) provided at the peripheral edge of the diaphragm (101), the first resistor (13, 14) provided at the approximate center of And a semiconductor pressure sensor (130) for detecting the pressure applied to the diaphragm (101) based on the difference in resistance value between the second resistor (13-16) and the bottom surface of the recess (105). (10 A) and a semiconductor pressure characterized in that a thermal oxide film (131) is provided so as to cover the diaphragm (101) and the support (12) at a portion corresponding to the side surface (105B) of the recess (105). A sensor (130) is provided.

本発明によれば、凹部(105)の底面(105A)及び凹部(105)の側面(105B)に対応する部分のダイアフラム(101)及び支持体(12)を覆うように熱酸化膜(131)を設けたことにより、ダイアフラム(101)と支持体(12)との境界に対応する半導体基板(31)の一部が機械的強度の弱い熱酸化膜(131−1)になるため、第2の抵抗体(15,16)が変形しやすくなるので、ダイアフラム(101)に印加された圧力を精度良く検出することができる。   According to the present invention, the thermal oxide film (131) covers the diaphragm (101) and the support (12) corresponding to the bottom surface (105 A) of the recess (105) and the side surface (105 B) of the recess (105). Since a part of the semiconductor substrate (31) corresponding to the boundary between the diaphragm (101) and the support (12) becomes a thermal oxide film (131-1) having a low mechanical strength, the second is provided. Therefore, the pressure applied to the diaphragm (101) can be detected with high accuracy.

本発明のその他の点によれば、半導体基板(31)に設けられた凹部(105)と、前記凹部(105)の底面(105A)に対応する部分の前記半導体基板(31)に設けられたダイアフラム(101)と、前記凹部(105)の側面(105B)に対応する部分の前記半導体基板(31)に設けられ、前記ダイアフラム(101)を支持する支持体(12)と、第1の抵抗体(13,14)と、前記ダイアフラム(101)の周縁部に設けられた第2の抵抗体(15,16)と、を備え、前記第1及び第2の抵抗体(13〜16)の抵抗値の差分に基づいて、前記ダイアフラム(101)に印加された圧力を検出する半導体圧力センサ(170)であって、前記第1の抵抗体(13,14)を前記支持体(12)に設けると共に、前記凹部(105)の底面(105A)と前記凹部(105)の側面(105B)との境界に対応する部分の前記ダイアフラム(101)及び前記支持体(12)に熱酸化膜(102)を設けたことを特徴とする半導体圧力センサが提供される。   According to another aspect of the present invention, the concave portion (105) provided in the semiconductor substrate (31) and the portion corresponding to the bottom surface (105A) of the concave portion (105) are provided in the semiconductor substrate (31). A diaphragm (101), a support (12) provided on a portion of the semiconductor substrate (31) corresponding to the side surface (105B) of the recess (105), and supporting the diaphragm (101), and a first resistor A body (13, 14) and a second resistor (15, 16) provided at a peripheral edge of the diaphragm (101), and the first and second resistors (13-16) A semiconductor pressure sensor (170) for detecting a pressure applied to the diaphragm (101) based on a difference in resistance value, wherein the first resistor (13, 14) is attached to the support (12). And providing the recess A thermal oxide film (102) is provided on the diaphragm (101) and the support (12) corresponding to the boundary between the bottom surface (105A) of (105) and the side surface (105B) of the recess (105). A semiconductor pressure sensor is provided.

本発明によれば、凹部(105)の底面(105A)と凹部(105)の側面(105B)との境界に対応する部分のダイアフラム(101)及び支持体(12)に熱酸化膜(102)を設けたことにより、ダイアフラム(101)と支持体(12)との境界に対応する半導体基板(31)の一部が機械的強度の弱い熱酸化膜(102−1)になるため、第2の抵抗体(15,16)が変形しやすくなるので、ダイアフラム(101)に印加された圧力を精度良く検出することができる。   According to the present invention, the thermal oxide film (102) on the diaphragm (101) and the support (12) corresponding to the boundary between the bottom surface (105A) of the recess (105) and the side surface (105B) of the recess (105). Since a part of the semiconductor substrate (31) corresponding to the boundary between the diaphragm (101) and the support (12) becomes a thermal oxide film (102-1) having a low mechanical strength, the second is provided. Therefore, the pressure applied to the diaphragm (101) can be detected with high accuracy.

また、第1の抵抗体(13,14)を前記支持体(12)に設けることにより、基準となる第1の抵抗体(13,14)が変形しにくくなるため、ダイアフラム(101)に印加された圧力を精度良く検出することができる。   In addition, since the first resistor (13, 14) serving as a reference is hardly deformed by providing the first resistor (13, 14) on the support (12), the first resistor (13, 14) is applied to the diaphragm (101). The detected pressure can be detected with high accuracy.

本発明のその他の点によれば、半導体基板(31)に設けられた凹部(105)と、前記凹部(105)の底面(105A)に対応する部分の前記半導体基板(31)に設けられたダイアフラム(101)と、前記凹部(105)の側面(105B)に対応する部分の前記半導体基板(31)に設けられ、前記ダイアフラム(101)を支持する支持体(12)と、第1の抵抗体(13,14)と、前記ダイアフラム(101)の周縁部に設けられた第2の抵抗体(15,16)と、を備え、前記第1及び第2の抵抗体(13〜16)の抵抗値の差分に基づいて、前記ダイアフラム(101)に印加された圧力を検出する半導体圧力センサ(180)であって、前記第1の抵抗体(13,14)を前記支持体(12)に設けると共に、前記凹部(105)の底面(105A)及び側面(105B)に対応する部分の前記ダイアフラム(101)及び前記支持体(12)を覆うように熱酸化膜(131)を設けたことを特徴とする半導体圧力センサ(180)が提供される。   According to another aspect of the present invention, the concave portion (105) provided in the semiconductor substrate (31) and the portion corresponding to the bottom surface (105A) of the concave portion (105) are provided in the semiconductor substrate (31). A diaphragm (101), a support (12) provided on a portion of the semiconductor substrate (31) corresponding to the side surface (105B) of the recess (105), and supporting the diaphragm (101), and a first resistor A body (13, 14) and a second resistor (15, 16) provided at a peripheral edge of the diaphragm (101), and the first and second resistors (13-16) A semiconductor pressure sensor (180) for detecting a pressure applied to the diaphragm (101) based on a difference in resistance value, wherein the first resistor (13, 14) is attached to the support (12). And providing the recess A semiconductor pressure characterized in that a thermal oxide film (131) is provided so as to cover the diaphragm (101) and the support (12) at portions corresponding to the bottom surface (105A) and the side surface (105B) of (105). A sensor (180) is provided.

本発明によれば、凹部(105)の底面(105A)及び凹部(105)の側面(105B)に対応する部分のダイアフラム(101)及び支持体(12)を覆うように熱酸化膜(131)を設けたことにより、ダイアフラム(101)と支持体(12)との境界に対応する半導体基板(31)の一部が機械的強度の弱い熱酸化膜(131−1)になるため、第2の抵抗体(15,16)が変形しやすくなるので、ダイアフラム(101)に印加された圧力を精度良く検出することができる。   According to the present invention, the thermal oxide film (131) covers the diaphragm (101) and the support (12) corresponding to the bottom surface (105 A) of the recess (105) and the side surface (105 B) of the recess (105). Since a part of the semiconductor substrate (31) corresponding to the boundary between the diaphragm (101) and the support (12) becomes a thermal oxide film (131-1) having a low mechanical strength, the second is provided. Therefore, the pressure applied to the diaphragm (101) can be detected with high accuracy.

また、第1の抵抗体(13,14)を前記支持体(12)に設けることにより、基準となる第1の抵抗体(13,14)が変形しにくくなるため、ダイアフラム(101)に印加された圧力を精度良く検出することができる。   In addition, since the first resistor (13, 14) serving as a reference is hardly deformed by providing the first resistor (13, 14) on the support (12), the first resistor (13, 14) is applied to the diaphragm (101). The detected pressure can be detected with high accuracy.

本発明のその他の点によれば、半導体基板(31)に設けられた凹部(105)と、前記凹部(105)の底面(105A)に対応する部分の前記半導体基板(31)に設けられたダイアフラム(101)と、前記凹部(105)の側面(105B)に対応する部分の前記半導体基板(31)に設けられ、前記ダイアフラム(101)を支持する支持体(12)と、前記ダイアフラム(101)の略中央に設けられた第1の抵抗体(13,14)と、前記ダイアフラム(101)の周縁部に設けられた第2の抵抗体(15,16)と、を備え、前記第1及び第2の抵抗体(13〜16)の抵抗値の差分に基づいて、前記ダイアフラム(101)に印加された圧力を検出する半導体圧力センサ(100)の製造方法であって、前記半導体基板(31)に前記凹部(105)を形成して、前記ダイアフラム(101)及び前記支持体(12)を形成するダイアフラム(101)及び支持体(12)形成工程と、前記凹部(105)の側面(105B)及び底面(105A)に対応する部分の前記ダイアフラム(101)及び前記支持体(12)を覆うように絶縁膜(116)を形成する絶縁膜形成工程と、前記絶縁膜(116)に、前記凹部(105)の側面(105B)と前記凹部(105)の底面(105A)との境界に対応する部分の前記ダイアフラム(101)及び前記支持体(12)を露出する開口部(116A)を形成する開口部形成工程と、前記開口部形成工程後に、熱酸化法により前記開口部(116A)に露出された部分の前記ダイアフラム(101)及び前記支持体(12)に熱酸化膜(102)を形成する熱酸化膜形成工程と、を含むことを特徴とする半導体圧力センサ(100)の製造方法が提供される。   According to another aspect of the present invention, the concave portion (105) provided in the semiconductor substrate (31) and the portion corresponding to the bottom surface (105A) of the concave portion (105) are provided in the semiconductor substrate (31). A diaphragm (101), a support (12) provided on a portion of the semiconductor substrate (31) corresponding to the side surface (105B) of the recess (105), and supporting the diaphragm (101), and the diaphragm (101 ) And a second resistor (15, 16) provided at the peripheral edge of the diaphragm (101), the first resistor (13, 14) provided at the approximate center of And a method of manufacturing a semiconductor pressure sensor (100) for detecting a pressure applied to the diaphragm (101) based on a difference between resistance values of the second resistors (13 to 16), the semiconductor substrate ( The step of forming the diaphragm (101) and the support (12) by forming the recess (105) in 1) and forming the diaphragm (101) and the support (12), and the side surface of the recess (105) ( 105B) and an insulating film forming step of forming an insulating film (116) so as to cover the diaphragm (101) and the support (12) corresponding to the bottom surface (105A), and the insulating film (116) An opening (116A) for exposing the diaphragm (101) and the support (12) at a portion corresponding to the boundary between the side surface (105B) of the recess (105) and the bottom surface (105A) of the recess (105). The opening forming step to be formed, and the diaphragm (101) and the support in the portion exposed to the opening (116A) by a thermal oxidation method after the opening forming step (12) A method of manufacturing a semiconductor pressure sensor (100) for the thermal oxide film forming step of forming a thermal oxide film (102), characterized in that it comprises is provided.

本発明によれば、絶縁膜(116)に凹部(105)の側面(105B)と凹部(105)の底面(105A)との境界に対応する部分のダイアフラム(101)及び支持体(12)を露出する開口部(116A)を形成し、その後、熱酸化法により開口部(116A)に露出された部分のダイアフラム(101)及び支持体(12)に熱酸化膜を形成することにより、ダイアフラム(101)と支持体(12)との境界に対応する半導体基板(31)の一部が機械的強度の弱い熱酸化膜(102−1)になるため、第2の抵抗体(15,16)が変形しやすくなるので、ダイアフラム(101)に印加された圧力を精度良く検出することができる。   According to the present invention, the diaphragm (101) and the support (12) corresponding to the boundary between the side surface (105B) of the recess (105) and the bottom surface (105A) of the recess (105) are formed on the insulating film (116). An exposed opening (116A) is formed, and then a thermal oxide film is formed on the diaphragm (101) and the support (12) in the portion exposed to the opening (116A) by a thermal oxidation method. 101) and the support (12), a part of the semiconductor substrate (31) corresponding to the boundary of the support (12) becomes a thermal oxide film (102-1) having a low mechanical strength, so that the second resistor (15, 16). Since it becomes easy to deform | transform, the pressure applied to the diaphragm (101) can be detected accurately.

本発明のその他の点によれば、半導体基板(31)に設けられた凹部(105)と、前記凹部(105)の底面(105A)に対応する部分の前記半導体基板(31)に設けられたダイアフラム(101)と、前記凹部(105)の側面(105B)に対応する部分の前記半導体基板(31)に設けられ、前記ダイアフラム(101)を支持する支持体(12)と、前記ダイアフラム(101)の略中央に設けられた第1の抵抗体(13,14)と、前記ダイアフラム(101)の周縁部に設けられた第2の抵抗体(15,16)と、を備え、前記第1及び第2の抵抗体(13〜16)の抵抗値の差分に基づいて、前記ダイアフラム(101)に印加された圧力を検出する半導体圧力センサ(130)の製造方法であって、前記半導体基板(31)に前記凹部(105)を形成して、前記ダイアフラム(101)及び前記支持体(12)を形成するダイアフラム及び支持体形成工程と、熱酸化法により、前記凹部(105)の側面(105B)及び底面(105A)に対応する部分の前記ダイアフラム(105)及び前記支持体(12)を覆うように熱酸化膜(131)を形成する熱酸化膜形成工程と、を含むことを特徴とする半導体圧力センサ(130)の製造方法が提供される。   According to another aspect of the present invention, the concave portion (105) provided in the semiconductor substrate (31) and the portion corresponding to the bottom surface (105A) of the concave portion (105) are provided in the semiconductor substrate (31). A diaphragm (101), a support (12) provided on a portion of the semiconductor substrate (31) corresponding to the side surface (105B) of the recess (105), and supporting the diaphragm (101), and the diaphragm (101 ) And a second resistor (15, 16) provided at the peripheral edge of the diaphragm (101), the first resistor (13, 14) provided at the approximate center of And a method of manufacturing a semiconductor pressure sensor (130) for detecting a pressure applied to the diaphragm (101) based on a difference in resistance value between the second resistors (13 to 16), the semiconductor substrate ( 1) forming the recess (105) to form the diaphragm (101) and the support (12); and a side surface (105B) of the recess (105) by a thermal oxidation method. And a thermal oxide film forming step of forming a thermal oxide film (131) so as to cover the diaphragm (105) and the support (12) corresponding to the bottom surface (105A). A method of manufacturing a semiconductor pressure sensor (130) is provided.

本発明によれば、ダイアフラム(101)及び支持体(12)を形成後に、熱酸化法により、凹部(105)の側面(105B)及び底面(105A)に対応する部分のダイアフラム(105)及び支持体(12)を覆うように熱酸化膜(131)を形成することにより、ダイアフラム(101)と支持体(12)との境界に対応する半導体基板(31)の一部が機械的強度の弱い熱酸化膜(131−1)になるため、第2の抵抗体(15,16)が変形しやすくなるので、ダイアフラム(101)に印加された圧力を精度良く検出することができる。   According to the present invention, after the diaphragm (101) and the support (12) are formed, the diaphragm (105) and the support of the portion corresponding to the side surface (105B) and the bottom surface (105A) of the recess (105) are formed by thermal oxidation. By forming the thermal oxide film (131) so as to cover the body (12), a part of the semiconductor substrate (31) corresponding to the boundary between the diaphragm (101) and the support (12) has a low mechanical strength. Since it becomes a thermal oxide film (131-1), the second resistor (15, 16) is easily deformed, so that the pressure applied to the diaphragm (101) can be detected with high accuracy.

また、マスクを用いて、ダイアフラム(101)と支持体(12)との境界に対応する部分のみに熱酸化膜(102)を形成する場合と比較して、製造工程が簡略化されるため、半導体圧力センサ(130)の製造コストを低減することができる。   In addition, since the manufacturing process is simplified compared to the case where the thermal oxide film (102) is formed only on the portion corresponding to the boundary between the diaphragm (101) and the support (12) using a mask, The manufacturing cost of the semiconductor pressure sensor (130) can be reduced.

本発明のその他の点によれば、請求項1ないし6のうち、いずれか一項記載の半導体圧力センサ(100,130,170,180)と、前記半導体圧力センサ(100,130,170,180)が検出する圧力検出信号に基づき、前記ダイアフラム(101)に印加された前記圧力を数値化する圧力数値化処理装置(153)と、を備えたことを特徴とする半導体圧力センサ装置(150)が提供される。   According to another aspect of the present invention, the semiconductor pressure sensor (100, 130, 170, 180) according to any one of claims 1 to 6 and the semiconductor pressure sensor (100, 130, 170, 180). And a pressure digitizing device (153) for digitizing the pressure applied to the diaphragm (101) based on a pressure detection signal detected by the semiconductor pressure sensor device (150) Is provided.

本発明によれば、半導体圧力センサ装置(150)に請求項1ないし6のうち、いずれか一項記載の半導体圧力センサ(100,130,170,180)を設けることにより、ダイアフラム(101)に印加された圧力を精度良く検出することができる。   According to the present invention, the semiconductor pressure sensor device (150) is provided with the semiconductor pressure sensor (100, 130, 170, 180) according to any one of claims 1 to 6, whereby the diaphragm (101) is provided. The applied pressure can be detected with high accuracy.

なお、上記参照符号は、あくまでも参考であり、これによって、本願発明が図示の態様に限定されるものではない。   In addition, the said reference code is a reference to the last, and this invention is not limited to the aspect of illustration by this.

本発明によれば、ダイアフラムに印加された圧力を精度よく検出することができる。   According to the present invention, it is possible to accurately detect the pressure applied to the diaphragm.

次に、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体圧力センサの断面図であり、図2は、第1及び第2の抵抗体の配設位置を説明するための図である。図2において、図1に示す半導体圧力センサ10と同一構成部分には同一符号を付す。また、図2に示すBは、ダイアフラム11の外周縁(以下、「外周縁B」とする)を示している。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view of the semiconductor pressure sensor according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram for explaining the arrangement positions of the first and second resistors. 2, the same components as those of the semiconductor pressure sensor 10 shown in FIG. 2 indicates the outer peripheral edge of the diaphragm 11 (hereinafter referred to as “outer peripheral edge B”).

図1及び図2を参照するに、第1の実施の形態の半導体圧力センサ10は、ダイアフラム11と、支持体12と、第1の抵抗体13,14と、第2の抵抗体15,16と、保護膜18と、配線パターン21,22(図示せず),23,24とを有する。   Referring to FIGS. 1 and 2, the semiconductor pressure sensor 10 according to the first embodiment includes a diaphragm 11, a support 12, first resistors 13 and 14, and second resistors 15 and 16. And a protective film 18 and wiring patterns 21, 22 (not shown), 23, 24.

ダイアフラム11は、外部から圧力が印加された際、変形可能なように薄板形状とされている。ダイアフラム11の外周部は、支持体12により支持されている。ダイアフラム11は、第1の抵抗体13,14と、第2の抵抗体15,16の一部とを形成するためのものである。ダイアフラム11は、平面視四角形とされている。ダイアフラム11の幅W1,W2は、例えば、500μmとすることができる。   The diaphragm 11 is formed in a thin plate shape so that it can be deformed when pressure is applied from the outside. The outer peripheral portion of the diaphragm 11 is supported by the support 12. The diaphragm 11 is for forming the first resistors 13 and 14 and part of the second resistors 15 and 16. The diaphragm 11 is a square in plan view. The widths W1 and W2 of the diaphragm 11 can be set to 500 μm, for example.

第1の抵抗体13,14が形成される領域(以下、「第1の抵抗体形成領域A」とする)以外の領域に対応する部分のダイアフラム11の厚さM1(凸部25が形成されていない部分のダイアフラム11の厚さ)は、第1の抵抗体形成領域Aに対応する部分のダイアフラム11の厚さM2よりも薄くなるように構成されている。   The thickness M1 of the diaphragm 11 corresponding to the region other than the region where the first resistors 13 and 14 are formed (hereinafter referred to as “first resistor forming region A”) (the convex portion 25 is formed). The thickness of the diaphragm 11 that is not part of the diaphragm 11 is configured to be thinner than the thickness M2 of the diaphragm 11 that corresponds to the first resistor forming region A.

これにより、第1の抵抗体形成領域Aに対応する部分のダイアフラム11の下面側には、凸部25が形成される。   Thereby, the convex part 25 is formed in the lower surface side of the diaphragm 11 of the part corresponding to the 1st resistor formation area A. As shown in FIG.

第1の抵抗体形成領域Aに対応する部分のダイアフラム11の厚さM2が40μmの場合、第1の抵抗体形成領域A以外の領域に対応する部分のダイアフラム11の厚さM1は、例えば、20μmとすることができる。突出部25の面25A(突出部25の下面)の幅W3は、例えば、200μmとすることができる。また、突出部25の面25Aの幅W4は、例えば、220μmとすることができる。凸部25の側面25Bは、傾斜面とされている。   When the thickness M2 of the diaphragm 11 corresponding to the first resistor forming region A is 40 μm, the thickness M1 of the diaphragm 11 corresponding to the region other than the first resistor forming region A is, for example, It can be 20 μm. The width W3 of the surface 25A of the protrusion 25 (the lower surface of the protrusion 25) can be set to 200 μm, for example. Further, the width W4 of the surface 25A of the protruding portion 25 can be set to 220 μm, for example. The side surface 25B of the convex portion 25 is an inclined surface.

このように、第1の抵抗体形成領域A以外の領域に対応する部分のダイアフラム11の厚さM1を、第1の抵抗体形成領域Aに対応する部分のダイアフラム11の厚さM2よりも薄くしたことにより、ダイアフラム11に圧力が印加された際、第1の抵抗体13,14の変形が抑制されると共に、ダイアフラム11の外周縁Bに設けられた第2の抵抗体15,16が変形しやすくなるため、ダイアフラム11に印加された圧力を精度良く検出することができる。   Thus, the thickness M1 of the portion of the diaphragm 11 corresponding to the region other than the first resistor forming region A is smaller than the thickness M2 of the portion of the diaphragm 11 corresponding to the first resistor forming region A. As a result, when pressure is applied to the diaphragm 11, the deformation of the first resistors 13 and 14 is suppressed, and the second resistors 15 and 16 provided on the outer peripheral edge B of the diaphragm 11 are deformed. Therefore, the pressure applied to the diaphragm 11 can be detected with high accuracy.

支持体12は、ダイアフラム11の外周部に設けられている。支持体12は、ダイアフラム11と一体的に構成されている。支持体12は、ダイアフラム11を支持するためのものである。支持体12の厚さM3は、ダイアフラム11の厚さM2よりも厚くなるように設定されている。ダイアフラム11の厚さM2が40μmの場合、支持体12の厚さM3は、例えば、400μmとすることができる。   The support 12 is provided on the outer periphery of the diaphragm 11. The support 12 is configured integrally with the diaphragm 11. The support 12 is for supporting the diaphragm 11. The thickness M3 of the support 12 is set to be thicker than the thickness M2 of the diaphragm 11. When the thickness M2 of the diaphragm 11 is 40 μm, the thickness M3 of the support 12 can be set to 400 μm, for example.

ダイアフラム11及び支持体12は、半導体基板をエッチングにより加工することで形成される。ダイアフラム11及び支持体12の母材となる半導体基板としては、例えば、Siウエハを用いることができる。   The diaphragm 11 and the support 12 are formed by processing a semiconductor substrate by etching. As a semiconductor substrate which becomes a base material of the diaphragm 11 and the support body 12, for example, a Si wafer can be used.

第1の抵抗体13,14は、ダイアフラム11の略中央に設けられている。第1の抵抗体13,14は、基準となる抵抗体である。そのため、第1の抵抗体13,14は、ダイアフラム11に圧力が印加されたときに、変形しないことが望ましい。平面視した状態において、第1の抵抗体13,14の幅W5,W6は、例えば、30μmとすることができ、第1の抵抗体13,14の長さL1,L2は、例えば、200μmとすることができる。   The first resistors 13 and 14 are provided substantially at the center of the diaphragm 11. The first resistors 13 and 14 are reference resistors. Therefore, it is desirable that the first resistors 13 and 14 do not deform when pressure is applied to the diaphragm 11. In a state in plan view, the widths W5 and W6 of the first resistors 13 and 14 can be set to, for example, 30 μm, and the lengths L1 and L2 of the first resistors 13 and 14 are set to, for example, 200 μm. can do.

ダイアフラム11及び支持体12の母材となる半導体基板としてN型半導体基板を用いた場合、第1の抵抗体13,14は、例えば、ダイアフラム11にP型不純物を拡散させることで形成することができる。   When an N-type semiconductor substrate is used as a semiconductor substrate that is a base material for the diaphragm 11 and the support 12, the first resistors 13 and 14 can be formed, for example, by diffusing P-type impurities in the diaphragm 11. it can.

第2の抵抗体15,16は、ダイアフラム11の外周縁Bに設けられている。第2の抵抗体15,16は、ダイアフラム11に圧力が印加されてダイアフラム11が変形した際、ダイアフラム11と共に変形する抵抗体である。平面視した状態において、第2の抵抗体15,16の幅W7,W8は、例えば、30μmとすることができ、第2の抵抗体15,16の長さL3,L4は、例えば、200μmとすることができる。   The second resistors 15 and 16 are provided on the outer peripheral edge B of the diaphragm 11. The second resistors 15 and 16 are resistors that deform together with the diaphragm 11 when pressure is applied to the diaphragm 11 and the diaphragm 11 is deformed. In a state in plan view, the widths W7 and W8 of the second resistors 15 and 16 can be set to, for example, 30 μm, and the lengths L3 and L4 of the second resistors 15 and 16 are set to, for example, 200 μm. can do.

ダイアフラム11及び支持体12の母材となる半導体基板としてN型半導体基板を用いた場合、第2の抵抗体15,16は、例えば、ダイアフラム11にP型不純物を拡散させることで形成することができる。   In the case where an N-type semiconductor substrate is used as a semiconductor substrate serving as a base material for the diaphragm 11 and the support 12, the second resistors 15 and 16 can be formed by diffusing P-type impurities in the diaphragm 11, for example. it can.

保護膜18は、第1及び第2の抵抗体13〜16が形成されたダイアフラム11の上面と支持体12の上面とを覆うように設けられている。保護膜18には、第1の抵抗体13の上面を露出する開口部26A、第1の抵抗体14の上面を露出する図示していない開口部26B、第2の抵抗体15の上面を露出する開口部27A、及び第2の抵抗体16の上面を露出する開口部27Bが形成されている。保護膜18は、第1及び第2の抵抗体13〜16を保護するためのものである。保護膜18としては、例えば、CVD法により形成された酸化膜を用いることができる。保護膜18の厚さM4は、例えば、0.2μmとすることができる。   The protective film 18 is provided so as to cover the upper surface of the diaphragm 11 on which the first and second resistors 13 to 16 are formed and the upper surface of the support 12. In the protective film 18, an opening 26 A that exposes the upper surface of the first resistor 13, an opening 26 B (not shown) that exposes the upper surface of the first resistor 14, and the upper surface of the second resistor 15 are exposed. An opening 27 </ b> A that exposes the upper surface of the second resistor 16 is formed. The protective film 18 is for protecting the first and second resistors 13 to 16. As the protective film 18, for example, an oxide film formed by a CVD method can be used. The thickness M4 of the protective film 18 can be set to 0.2 μm, for example.

配線パターン21は、開口部26Aを充填すると共に、開口部26A内から保護膜18の上面に亘るように設けられている。配線パターン21は、第1の抵抗体13と接続されている。また、配線パターン21は、配線パターン23,24と接続されている。   The wiring pattern 21 fills the opening 26A and is provided so as to extend from the opening 26A to the upper surface of the protective film 18. The wiring pattern 21 is connected to the first resistor 13. The wiring pattern 21 is connected to the wiring patterns 23 and 24.

配線パターン22(図示せず)は、開口部26B(図示せず)を充填すると共に、開口部26B(図示せず)内から保護膜18の上面に亘るように設けられている。配線パターン22(図示せず)は、第1の抵抗体14と接続されている。また、配線パターン22(図示せず)は、配線パターン23,24と接続されている。   The wiring pattern 22 (not shown) fills the opening 26B (not shown) and is provided so as to extend from the inside of the opening 26B (not shown) to the upper surface of the protective film 18. The wiring pattern 22 (not shown) is connected to the first resistor 14. The wiring pattern 22 (not shown) is connected to the wiring patterns 23 and 24.

配線パターン23は、開口部27Aを充填すると共に、開口部27A内から保護膜18の上面に亘るように設けられている。配線パターン23は、第2の抵抗体15と接続されている。   The wiring pattern 23 fills the opening 27A and is provided so as to extend from the opening 27A to the upper surface of the protective film 18. The wiring pattern 23 is connected to the second resistor 15.

配線パターン24は、開口部27Bを充填すると共に、開口部27B内から保護膜18の上面に亘るように設けられている。配線パターン24は、第2の抵抗体16と接続されている。上記配線パターン21〜24間は、電気的に接続されている。   The wiring pattern 24 fills the opening 27B and is provided so as to extend from the opening 27B to the upper surface of the protective film 18. The wiring pattern 24 is connected to the second resistor 16. The wiring patterns 21 to 24 are electrically connected.

上記構成とされた半導体圧力センサ10は、第1及び第2の抵抗体13〜16の抵抗値の差分に基づいて、ダイアフラム11に印加された圧力を検出する。具体的には、例えば、第1の抵抗体14の抵抗値をR1、第2の抵抗体15の抵抗値をR2、第1の抵抗体13の抵抗値をR3、第2の抵抗体16の抵抗値をR4、駆動電流をIとした場合、半導体圧力センサ10は、下記(1)式により求められる出力電圧Vを圧力検出信号として出力する。   The semiconductor pressure sensor 10 configured as described above detects the pressure applied to the diaphragm 11 based on the difference between the resistance values of the first and second resistors 13 to 16. Specifically, for example, the resistance value of the first resistor 14 is R1, the resistance value of the second resistor 15 is R2, the resistance value of the first resistor 13 is R3, and the resistance value of the second resistor 16 is When the resistance value is R4 and the drive current is I, the semiconductor pressure sensor 10 outputs an output voltage V obtained by the following equation (1) as a pressure detection signal.

Figure 2008107303
本実施の形態の半導体圧力センサによれば、第1の抵抗体形成領域A以外の領域に対応する部分のダイアフラム11の厚さM1を、第1の抵抗体形成領域Aに対応する部分のダイアフラム11の厚さM2よりも薄くしたことにより、ダイアフラム11に圧力が印加された際、第1の抵抗体13,14の変形が抑制されると共に、ダイアフラム11の外周縁Bに設けられた第2の抵抗体15,16が変形しやすくなるため、ダイアフラム11に印加された圧力を精度良く検出することができる。
Figure 2008107303
According to the semiconductor pressure sensor of the present embodiment, the thickness M1 of the portion of the diaphragm 11 corresponding to the region other than the first resistor forming region A is set to the portion of the diaphragm corresponding to the first resistor forming region A. When the pressure is applied to the diaphragm 11, deformation of the first resistors 13 and 14 is suppressed, and the second provided on the outer peripheral edge B of the diaphragm 11 is reduced. Since the resistors 15 and 16 are easily deformed, the pressure applied to the diaphragm 11 can be accurately detected.

図3〜図6は、異なる厚さを有する他のダイアフラムを説明するための図である。図3〜図6において、第1の実施の形態の半導体圧力センサ10と同一構成部分には同一符号を付す。また、図3〜図6において、G,I,N,Pは、第1の抵抗体形成領域Aに対応する部分のダイアフラム11の厚さM2よりも薄い厚さM1とされたダイアフラム11部分(以下、「厚さの薄いダイアフラム部分G,I,N,P」とする)を示している。   3 to 6 are diagrams for explaining other diaphragms having different thicknesses. 3 to 6, the same components as those of the semiconductor pressure sensor 10 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals. 3 to 6, G, I, N, and P are diaphragm 11 portions (thickness M1 smaller than the thickness M2 of the diaphragm 11 corresponding to the first resistor forming region A). Hereinafter, “thin diaphragm portions G, I, N, and P” are shown.

本実施の形態では、第1の抵抗体形成領域A以外の全ての領域に対応するダイアフラム11部分の厚さを薄くした場合を例に挙げて説明したが、第1の抵抗体形成領域Aに対応する部分のダイアフラム11よりも厚さを薄くするダイアフラム11部分は本実施の形態の位置に限定されない。   In the present embodiment, the case where the thickness of the diaphragm 11 corresponding to all the regions other than the first resistor forming region A is reduced as an example has been described. The portion of the diaphragm 11 that is thinner than the corresponding portion of the diaphragm 11 is not limited to the position of the present embodiment.

例えば、図3に示すように、厚さの薄いダイアフラム部分Gを平面視四角形のダイアフラム11の4つの角部に配置してもよい。例えば、厚さの薄いダイアフラム部分Gは、平面視3角形にすることができる。ダイアフラム11の幅W1,W2が500μmの場合、厚さの薄いダイアフラム部分Gの2辺の長さJ1,J2は、例えば、200μmとすることができる。   For example, as shown in FIG. 3, a thin diaphragm portion G may be arranged at four corners of a diaphragm 11 having a square shape in plan view. For example, the thin diaphragm portion G can be triangular in plan view. When the widths W1 and W2 of the diaphragm 11 are 500 μm, the lengths J1 and J2 of the two sides of the thin diaphragm portion G can be set to 200 μm, for example.

また、図4に示すように、厚さの薄いダイアフラム部分Iを平面視四角形のダイアフラム11の2辺に亘るように複数(図4の場合は4つ)配置してもよい。また、厚さの薄いダイアフラム部分Iは、第2の抵抗体15と第2の抵抗体16を通過する平面に対して対称となるように配置するとよい。厚さの薄いダイアフラム部分Iの幅K1は、例えば、100μmとすることができる。   Further, as shown in FIG. 4, a plurality (four in the case of FIG. 4) of thin diaphragm portions I may be arranged so as to extend over two sides of the diaphragm 11 having a square shape in plan view. Further, the thin diaphragm portion I is preferably arranged so as to be symmetric with respect to a plane passing through the second resistor 15 and the second resistor 16. The width K1 of the thin diaphragm portion I can be set to 100 μm, for example.

さらに、図5に示すように、厚さの薄いダイアフラム部分Nを平面視四角形のダイアフラム11の対向する2辺に亘るように複数(図5の場合は2つ)配置してもよい。また、厚さの薄いダイアフラム部分Nは、第2の抵抗体15と第2の抵抗体16を通過する平面に対して対称となるように配置するとよい。厚さの薄いダイアフラム部分Nの幅K2は、例えば、100μmとすることができる。   Furthermore, as shown in FIG. 5, a plurality (two in the case of FIG. 5) of thin diaphragm portions N may be arranged so as to cover two opposing sides of the diaphragm 11 having a square shape in plan view. The thin diaphragm portion N may be arranged so as to be symmetrical with respect to a plane passing through the second resistor 15 and the second resistor 16. The width K2 of the thin diaphragm portion N can be set to 100 μm, for example.

また、図6に示すように、厚さの薄いダイアフラム部分Pを平面視四角形のダイアフラム11の3辺に亘るように2つ配置してもよい。また、厚さの薄いダイアフラム部分Pは、第2の抵抗体15と第2の抵抗体16を通過する平面に対して対称となるように配置するとよい。厚さの薄いダイアフラム部分Pの幅K3は、例えば、150μmとすることができる。   Further, as shown in FIG. 6, two thin diaphragm portions P may be arranged so as to extend over three sides of the diaphragm 11 having a square shape in plan view. The thin diaphragm portion P is preferably arranged so as to be symmetric with respect to a plane passing through the second resistor 15 and the second resistor 16. The width K3 of the thin diaphragm portion P can be set to 150 μm, for example.

図7〜図14は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図である。図7〜図14において、第1の実施の形態の半導体圧力センサ10と同一構成部分には同一符号を付す。また、図7〜図14において、第1の抵抗体14、配線パターン22、及び開口部26Bの図示を省略する。   7 to 14 are diagrams showing a manufacturing process of the semiconductor pressure sensor according to the first embodiment of the present invention. 7 to 14, the same components as those of the semiconductor pressure sensor 10 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals. 7 to 14, the first resistor 14, the wiring pattern 22, and the opening 26B are not shown.

図7〜図14を参照して、本発明の第1の実施の形態に係る半導体圧力センサ10の製造方法について説明する。始めに、図7に示す工程では、ダイアフラム11及び支持体12を形成するための母材となる半導体基板31を準備する。半導体基板31としては、例えば、シリコンウエハを用いることができる。半導体基板31の厚さM5は、支持体12の厚さM3(図1参照)と略等しい。支持体12の厚さM3が400μmの場合、半導体基板31の厚さM5は、例えば、400μmとすることができる。   A method for manufacturing the semiconductor pressure sensor 10 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, in the process shown in FIG. 7, a semiconductor substrate 31 that is a base material for forming the diaphragm 11 and the support 12 is prepared. As the semiconductor substrate 31, for example, a silicon wafer can be used. The thickness M5 of the semiconductor substrate 31 is substantially equal to the thickness M3 of the support 12 (see FIG. 1). When the thickness M3 of the support 12 is 400 μm, the thickness M5 of the semiconductor substrate 31 can be set to 400 μm, for example.

次いで、図8に示す工程では、半導体基板31の上面31側に、周知の手法を用いて、第1の抵抗体13,14(図示せず)、第2の抵抗体15,16、開口部26A,26B(図示せず),27A,27Bを有した保護膜18、及び配線パターン21,22(図示せず),23,24を形成する。   Next, in the step shown in FIG. 8, the first resistors 13 and 14 (not shown), the second resistors 15 and 16, and the opening are formed on the upper surface 31 side of the semiconductor substrate 31 by using a known method. A protective film 18 having 26A, 26B (not shown), 27A, 27B, and wiring patterns 21, 22 (not shown), 23, 24 are formed.

次いで、図9に示す工程では、半導体基板31の下面31Bに開口部33Aを有したレジスト膜33を形成する。   Next, in a step shown in FIG. 9, a resist film 33 having an opening 33 </ b> A is formed on the lower surface 31 </ b> B of the semiconductor substrate 31.

次いで、図10に示す工程では、レジスト膜33をマスクとして、半導体基板31の下面31B側から半導体基板31をエッチングして、凹部35を形成する。凹部35を形成する際のエッチング方法としては、例えば、ウエットエッチング法を用いることができる。凹部35の深さD1は、凹部35の上方に位置する部分の半導体基板31の厚さが凸部25の厚さM2となるように設定する。厚さM2は、例えば、40μmとすることができる。   Next, in the step shown in FIG. 10, the recess 35 is formed by etching the semiconductor substrate 31 from the lower surface 31 </ b> B side of the semiconductor substrate 31 using the resist film 33 as a mask. As an etching method for forming the recess 35, for example, a wet etching method can be used. The depth D1 of the recess 35 is set so that the thickness of the semiconductor substrate 31 in the portion located above the recess 35 becomes the thickness M2 of the protrusion 25. The thickness M2 can be set to 40 μm, for example.

凹部35の底面35Aは、平坦な面とされている。凹部35の底面35Aの一部は、突出部25の面25A(図1参照)となる。また、凹部35の側面35Bは、半導体基板31の下面31Bから上面31Aに向かうにつれて、幅が狭くなるような傾斜面とされている。   A bottom surface 35A of the recess 35 is a flat surface. A part of the bottom surface 35 </ b> A of the recess 35 becomes a surface 25 </ b> A (see FIG. 1) of the protruding portion 25. In addition, the side surface 35B of the recess 35 is an inclined surface whose width becomes narrower from the lower surface 31B of the semiconductor substrate 31 toward the upper surface 31A.

次いで、図11に示す工程では、図10に示すレジスト膜33を除去する。次いで、図12に示す工程では、突出部25の面25A(図1参照)に対応する部分の凹部35の底面35Aと、半導体基板31の下面31Bとを覆うようにレジスト膜37を形成する。   Next, in a step shown in FIG. 11, the resist film 33 shown in FIG. 10 is removed. Next, in a step shown in FIG. 12, a resist film 37 is formed so as to cover the bottom surface 35A of the concave portion 35 and the lower surface 31B of the semiconductor substrate 31 corresponding to the surface 25A (see FIG. 1) of the protruding portion 25.

次いで、図13に示す工程では、レジスト膜37をマスクとして、レジスト膜37から露出された凹部35の底面35Aに対応する部分の半導体基板31を異方性エッチングして、第1の抵抗体形成領域Aに凸部25を形成する。これにより、凸部25を有したダイアフラム11と支持体12とが同時に形成される。また、エッチングは、第1の抵抗体形成領域A以外の領域に対応する部分のダイアフラム11が厚さM1となるように行う。ダイアフラム11の厚さM1は、例えば、20μmとすることができる。   Next, in the step shown in FIG. 13, by using the resist film 37 as a mask, the portion of the semiconductor substrate 31 corresponding to the bottom surface 35A of the recess 35 exposed from the resist film 37 is anisotropically etched to form the first resistor. A convex portion 25 is formed in the region A. Thereby, the diaphragm 11 and the support body 12 which have the convex part 25 are formed simultaneously. Etching is performed so that the portion of the diaphragm 11 corresponding to the region other than the first resistor forming region A has the thickness M1. The thickness M1 of the diaphragm 11 can be set to 20 μm, for example.

次いで、図14に示す工程では、図13に示すレジスト膜37を除去する。これにより、半導体装置10が製造される。   Next, in a step shown in FIG. 14, the resist film 37 shown in FIG. 13 is removed. Thereby, the semiconductor device 10 is manufactured.

(第2の実施の形態)
図15は、本発明の第2の実施の形態に係る半導体圧力センサの断面図であり、図16は、本発明の第2の実施の形態に係る半導体圧力センサに設けられたダイアフラムを説明するための図である。図15及び図16において、第1の実施の形態の半導体圧力センサ10と同一構成部分には同一符号を付す。また、図15では、第1の抵抗体14、配線パターン22、及び開口部26Bの図示を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 15 is a cross-sectional view of a semiconductor pressure sensor according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 16 illustrates a diaphragm provided in the semiconductor pressure sensor according to the second embodiment of the present invention. FIG. In FIG.15 and FIG.16, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as the semiconductor pressure sensor 10 of 1st Embodiment. Further, in FIG. 15, the first resistor 14, the wiring pattern 22, and the opening 26B are not shown.

図15及び図16を参照するに、第2の実施の形態の半導体圧力センサ40は、第1の実施の形態の半導体圧力センサ10に設けられたダイアフラム11の代わりにダイアフラム41を設けた以外は半導体圧力センサ10と同様な構成とされている。   Referring to FIGS. 15 and 16, the semiconductor pressure sensor 40 according to the second embodiment is different from the semiconductor pressure sensor 10 according to the first embodiment except that a diaphragm 41 is provided instead of the diaphragm 11 provided in the semiconductor pressure sensor 10. The configuration is the same as that of the semiconductor pressure sensor 10.

ダイアフラム41は、第1の実施の形態で説明したダイアフラム11に設けられた凸部25の代わりに凸部42を設けた以外はダイアフラム11と同様な構成とされている。   The diaphragm 41 has the same configuration as that of the diaphragm 11 except that a convex portion 42 is provided instead of the convex portion 25 provided in the diaphragm 11 described in the first embodiment.

第1の抵抗体形成領域A以外の領域に対応する部分のダイアフラム41の厚さM7(凸部42が形成されていない部分のダイアフラム41の厚さ)は、第1の抵抗体形成領域Aに対応する部分のダイアフラム41の厚さM6よりも薄くなるように構成されている。   The thickness M7 of the portion of the diaphragm 41 corresponding to the region other than the first resistor formation region A (the thickness of the portion of the diaphragm 41 where the convex portion 42 is not formed) is equal to the first resistor formation region A. The corresponding portion of the diaphragm 41 is configured to be thinner than the thickness M6.

これにより、第1の抵抗体形成領域Aに対応する部分のダイアフラム41の上面側には、凸部42が形成される。   Thereby, the convex part 42 is formed in the upper surface side of the diaphragm 41 of the part corresponding to the 1st resistor formation area A. As shown in FIG.

第1の抵抗体形成領域Aに対応する部分のダイアフラム41の厚さM6が40μmの場合、第1の抵抗体形成領域A以外の領域に対応する部分のダイアフラム41の厚さM7は、例えば、20μmとすることができる。突出部42の上面25Aの幅W9は、例えば、200μmとすることができる。また、突出部42の上面25Aの幅W10は、例えば、220μmとすることができる。凸部42の側面42Bは、傾斜面とされている。   When the thickness M6 of the portion of the diaphragm 41 corresponding to the first resistor forming region A is 40 μm, the thickness M7 of the portion of the diaphragm 41 corresponding to the region other than the first resistor forming region A is, for example, It can be 20 μm. The width W9 of the upper surface 25A of the protrusion 42 can be set to 200 μm, for example. Further, the width W10 of the upper surface 25A of the protruding portion 42 can be set to 220 μm, for example. The side surface 42B of the convex portion 42 is an inclined surface.

このように、第1の抵抗体形成領域A以外の領域に対応する部分のダイアフラム41の厚さM7を、第1の抵抗体形成領域Aに対応する部分のダイアフラム41の厚さM6よりも薄くしたことにより、ダイアフラム41に圧力が印加された際、第1の抵抗体13,14の変形が抑制されると共に、ダイアフラム41の外周縁Bに設けられた第2の抵抗体15,16が変形しやすくなるため、ダイアフラム41に印加された圧力を精度良く検出することができる。   Thus, the thickness M7 of the portion of the diaphragm 41 corresponding to the region other than the first resistor forming region A is smaller than the thickness M6 of the portion of the diaphragm 41 corresponding to the first resistor forming region A. As a result, when pressure is applied to the diaphragm 41, the deformation of the first resistors 13, 14 is suppressed, and the second resistors 15, 16 provided on the outer peripheral edge B of the diaphragm 41 are deformed. Therefore, the pressure applied to the diaphragm 41 can be detected with high accuracy.

また、凸部42の側面42Bを傾斜面とすることにより、凸部42の側面42Bが垂直面である場合と比較して、凸部42の側面42Bと保護膜18との密着性を向上させることができる。   Further, by making the side surface 42B of the convex portion 42 an inclined surface, the adhesion between the side surface 42B of the convex portion 42 and the protective film 18 is improved as compared with the case where the side surface 42B of the convex portion 42 is a vertical surface. be able to.

本実施の形態の半導体圧力センサによれば、第1の抵抗体形成領域A以外の領域に対応する部分のダイアフラム41の厚さM7を、第1の抵抗体形成領域Aに対応する部分のダイアフラム41の厚さM6よりも薄くしたことにより、ダイアフラム41に圧力が印加された際、第1の抵抗体13,14の変形が抑制されると共に、ダイアフラム41の外周縁Bに設けられた第2の抵抗体15,16が変形しやすくなるため、ダイアフラム41に印加された圧力を精度良く検出することができる。   According to the semiconductor pressure sensor of the present embodiment, the thickness M7 of the portion of the diaphragm 41 corresponding to the region other than the first resistor forming region A is set to the portion of the diaphragm corresponding to the first resistor forming region A. When the pressure is applied to the diaphragm 41, the deformation of the first resistors 13 and 14 is suppressed and the second provided on the outer peripheral edge B of the diaphragm 41 is made thinner than the thickness M6 of 41. Therefore, the pressure applied to the diaphragm 41 can be detected with high accuracy.

図17〜図23は、本発明の第2の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図である。図17〜図23において、第2の実施の形態の半導体圧力センサ40と同一構成部分には同一符号を付す。また、図17〜図23において、第1の抵抗体14、配線パターン22、及び開口部26Bの図示を省略する。   FIGS. 17-23 is a figure which shows the manufacturing process of the semiconductor pressure sensor based on the 2nd Embodiment of this invention. 17 to 23, the same components as those of the semiconductor pressure sensor 40 according to the second embodiment are denoted by the same reference numerals. 17 to 23, the first resistor 14, the wiring pattern 22, and the opening 26B are not shown.

図17〜図23を参照して、本発明の第2の実施の形態に係る半導体圧力センサ40の製造方法について説明する。始めに、図17に示す工程では、第1の実施の形態の図7に示す半導体基板31上に、レジスト膜45を形成する。レジスト膜45は、凸部42(図15参照)の形成領域に対応する部分の半導体基板31上にのみ形成する。半導体基板31としては、例えば、シリコンウエハを用いることができる。半導体基板31の厚さM5は、例えば、420μmとすることができる。   With reference to FIGS. 17-23, the manufacturing method of the semiconductor pressure sensor 40 which concerns on the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated. First, in a step shown in FIG. 17, a resist film 45 is formed on the semiconductor substrate 31 shown in FIG. 7 of the first embodiment. The resist film 45 is formed only on a portion of the semiconductor substrate 31 corresponding to the formation region of the convex portion 42 (see FIG. 15). As the semiconductor substrate 31, for example, a silicon wafer can be used. The thickness M5 of the semiconductor substrate 31 can be set to 420 μm, for example.

次いで、図18に示す工程では、レジスト膜45をマスクとして、半導体基板31をエッチングして凸部42を形成する。このとき、凸部42の側面42Bが傾斜面となるように半導体基板31をエッチングする。凸部42の高さE(エッチング後の半導体基板31の上面31Cを基準としたときの高さ)は、例えば、20μmとすることができる。   Next, in the step shown in FIG. 18, the semiconductor substrate 31 is etched using the resist film 45 as a mask to form the convex portion 42. At this time, the semiconductor substrate 31 is etched so that the side surface 42B of the convex portion 42 becomes an inclined surface. The height E of the convex portion 42 (height with respect to the upper surface 31C of the semiconductor substrate 31 after etching) can be set to 20 μm, for example.

次いで、図19に示す工程では、図18に示すレジスト膜45を除去する。次いで、図20に示す工程では、図19に示す構造体の上面側に、周知の手法を用いて、第1の抵抗体13,14(図示せず)、第2の抵抗体15,16、開口部26A,26B(図示せず),27A,27Bを有した保護膜18、及び配線パターン21,22(図示せず),23,24を形成する。次いで、図21に示す工程では、半導体基板31の下面31Bに開口部47Aを有したレジスト膜47を形成する。   Next, in a step shown in FIG. 19, the resist film 45 shown in FIG. 18 is removed. Next, in the step shown in FIG. 20, on the upper surface side of the structure shown in FIG. 19, the first resistors 13 and 14 (not shown), the second resistors 15 and 16, A protective film 18 having openings 26A, 26B (not shown), 27A, 27B, and wiring patterns 21, 22 (not shown), 23, 24 are formed. Next, in a step shown in FIG. 21, a resist film 47 having an opening 47 </ b> A is formed on the lower surface 31 </ b> B of the semiconductor substrate 31.

次いで、図22に示す工程では、レジスト膜47をマスクとして、半導体基板31の下面31B側から半導体基板31をエッチングして、凹部49を形成する。これにより、ダイアフラム41と支持体12とが形成される。凹部49の深さD2は、第1の抵抗体形成領域Aに対応する部分のダイアフラム41が厚さM6、第1の抵抗体形成領域A以外の領域に対応する部分のダイアフラム41が厚さM7となるように設定する。   Next, in the step shown in FIG. 22, the recess 49 is formed by etching the semiconductor substrate 31 from the lower surface 31B side of the semiconductor substrate 31 using the resist film 47 as a mask. Thereby, the diaphragm 41 and the support body 12 are formed. The depth D2 of the recess 49 is such that the portion of the diaphragm 41 corresponding to the first resistor forming region A has a thickness M6, and the portion of the diaphragm 41 corresponding to a region other than the first resistor forming region A has a thickness M7. Set to be.

第1の抵抗体形成領域A以外の領域に対応する部分のダイアフラム41の厚さM7は、第1の抵抗体形成領域Aに対応する部分のダイアフラム41の厚さM6よりも薄くする。ダイアフラム41の厚さM6が40μmの場合、薄い部分のダイアフラム41の厚さM7は、例えば、20μmとすることができる。   The thickness M7 of the portion of the diaphragm 41 corresponding to the region other than the first resistor forming region A is made thinner than the thickness M6 of the portion of the diaphragm 41 corresponding to the first resistor forming region A. When the thickness M6 of the diaphragm 41 is 40 μm, the thickness M7 of the diaphragm 41 in the thin portion can be set to 20 μm, for example.

次いで、図23に示す工程では、図22に示すレジスト膜47を除去する。これにより、半導体圧力センサ40が製造される。   Next, in a step shown in FIG. 23, the resist film 47 shown in FIG. 22 is removed. Thereby, the semiconductor pressure sensor 40 is manufactured.

(第3の実施の形態)
図24は、本発明の第3の実施の形態に係る半導体圧力センサの断面図である。図24において、第1の実施の形態の半導体圧力センサ10と同一構成部分には同一符号を付す。また、図24では、第1の抵抗体14、配線パターン22、及び開口部26Bの図示を省略する。
(Third embodiment)
FIG. 24 is a cross-sectional view of a semiconductor pressure sensor according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 24, the same components as those of the semiconductor pressure sensor 10 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals. In FIG. 24, the first resistor 14, the wiring pattern 22, and the opening 26B are not shown.

図24を参照するに、第3の実施の形態の半導体圧力センサ60は、第1の実施の形態の半導体圧力センサ10に設けられたダイアフラム11の代わりに、ダイアフラム61を設けた以外は半導体圧力センサ10と同様に構成される。   Referring to FIG. 24, the semiconductor pressure sensor 60 of the third embodiment is similar to the semiconductor pressure sensor except that a diaphragm 61 is provided instead of the diaphragm 11 provided in the semiconductor pressure sensor 10 of the first embodiment. The configuration is the same as the sensor 10.

ダイアフラム61は、第1の実施の形態で説明したダイアフラム11の構成に、第2の実施の形態で説明した凸部42を設けた以外はダイアフラム11と同様に構成される。ダイアフラム61は、ダイアフラム61の上面側に設けられた凸部42と、ダイアフラム61の下面側に設けられ、凸部42の下方に配置された凸部25とを有した構成とされている。凸部25,42は、第1の抵抗体形成領域Aに対応する部分のダイアフラム61に設けられている。   The diaphragm 61 is configured in the same manner as the diaphragm 11 except that the convex portion 42 described in the second embodiment is provided in the configuration of the diaphragm 11 described in the first embodiment. The diaphragm 61 has a convex portion 42 provided on the upper surface side of the diaphragm 61 and a convex portion 25 provided on the lower surface side of the diaphragm 61 and disposed below the convex portion 42. The convex portions 25 and 42 are provided on the diaphragm 61 in a portion corresponding to the first resistor forming region A.

第1の抵抗体形成領域A以外の領域に対応する部分のダイアフラム61の厚さM9は、第1の抵抗体形成領域Aに対応する部分(凸部25,42が形成された部分)のダイアフラム61の厚さM8よりも薄い。ダイアフラム61の厚さM8が60μmの場合、薄い部分のダイアフラム61の厚さM9は、例えば、20μmとすることができる。   The thickness M9 of the portion of the diaphragm 61 corresponding to the region other than the first resistor forming region A is the portion of the diaphragm corresponding to the first resistor forming region A (the portion where the convex portions 25 and 42 are formed). It is thinner than 61 thickness M8. When the thickness M8 of the diaphragm 61 is 60 μm, the thickness M9 of the thin diaphragm 61 can be set to 20 μm, for example.

本実施の形態の半導体圧力センサによれば、第1の抵抗体形成領域A以外の領域に対応する部分のダイアフラム61の厚さM9を、第1の抵抗体形成領域Aに対応する部分のダイアフラム61の厚さM8よりも薄くしたことにより、ダイアフラム61に圧力が印加された際、第1の抵抗体13,14の変形が抑制されると共に、ダイアフラム61の外周縁に設けられた第2の抵抗体15,16が変形しやすくなるため、ダイアフラム61に印加された圧力を精度良く検出することができる。   According to the semiconductor pressure sensor of the present embodiment, the thickness M9 of the portion of the diaphragm 61 corresponding to the region other than the first resistor forming region A is set to the portion of the diaphragm corresponding to the first resistor forming region A. When the pressure is applied to the diaphragm 61, the deformation of the first resistors 13, 14 is suppressed and the second edge provided on the outer peripheral edge of the diaphragm 61 is reduced by making the thickness smaller than the thickness M <b> 8 of 61. Since the resistors 15 and 16 are easily deformed, the pressure applied to the diaphragm 61 can be detected with high accuracy.

また、本実施の形態の半導体圧力センサ60は、第2の実施の形態で説明した図17〜20に示す工程と同様な処理を行った後、第1の実施の形態で説明した図9〜図14に示す工程と同様な処理を行うことにより製造することができる。   In addition, the semiconductor pressure sensor 60 of the present embodiment performs the same process as the process shown in FIGS. 17 to 20 described in the second embodiment, and then the processes in FIGS. 9 to 9 described in the first embodiment. It can manufacture by performing the process similar to the process shown in FIG.

(第4の実施の形態)
図25は、本発明の第4の実施の形態に係る半導体圧力センサの断面図である。図25において、第1の実施の形態の半導体圧力センサ10と同一構成部分には同一符号を付す。また、図25では、第1の抵抗体14、配線パターン22、及び開口部73Bの図示を省略する。
(Fourth embodiment)
FIG. 25 is a cross-sectional view of a semiconductor pressure sensor according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 25, the same components as those of the semiconductor pressure sensor 10 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals. In FIG. 25, the first resistor 14, the wiring pattern 22, and the opening 73B are not shown.

図25を参照するに、第4の実施の形態の半導体圧力センサ70は、第1の実施の形態の半導体圧力センサ10に設けられたダイアフラム11及び保護膜18の代わりに、ダイアフラム71及び保護膜72を設けた以外は半導体圧力センサ10と同様に構成される。   Referring to FIG. 25, a semiconductor pressure sensor 70 according to the fourth embodiment includes a diaphragm 71 and a protective film instead of the diaphragm 11 and the protective film 18 provided in the semiconductor pressure sensor 10 according to the first embodiment. The configuration is the same as that of the semiconductor pressure sensor 10 except that 72 is provided.

ダイアフラム71は、薄板形状とされている。ダイアフラム71の厚さM10は、例えば、20μmとすることができる。   The diaphragm 71 has a thin plate shape. The thickness M10 of the diaphragm 71 can be set to 20 μm, for example.

保護膜72は、第1及び第2の抵抗体13,14(図示せず),15,16が形成されたダイアフラム71の上面、及び支持体12の上面を覆うように設けられている。保護膜72は、第1の抵抗体形成領域Aに対応する部分に設けられた保護膜72−1と、第1の抵抗体形成領域A以外の領域に対応する部分に設けられた保護膜72−2とから構成されている。保護膜72−1には、第1の抵抗体13の上面を露出する開口部73Aと、第1の抵抗体14の上面を露出する開口部73Bと(図示せず)が形成されている。保護膜72−2には、第2の抵抗体15の上面を露出する開口部74Aと、第2の抵抗体16の上面を露出する開口部74Bとが形成されている。   The protective film 72 is provided so as to cover the upper surface of the diaphragm 71 on which the first and second resistors 13, 14 (not shown), 15, 16 are formed, and the upper surface of the support 12. The protective film 72 includes a protective film 72-1 provided in a portion corresponding to the first resistor forming region A and a protective film 72 provided in a portion corresponding to a region other than the first resistor forming region A. -2. The protective film 72-1 is formed with an opening 73 </ b> A that exposes the upper surface of the first resistor 13 and an opening 73 </ b> B (not shown) that exposes the upper surface of the first resistor 14. In the protective film 72-2, an opening 74A that exposes the upper surface of the second resistor 15 and an opening 74B that exposes the upper surface of the second resistor 16 are formed.

第1の抵抗体形成領域Aに対応する部分に設けられた保護膜72−1の厚さM12は、第1の抵抗体形成領域A以外の領域に対応する部分に設けられた保護膜72−2の厚さM11よりも厚くなるように構成されている。   The thickness M12 of the protective film 72-1 provided in the portion corresponding to the first resistor forming region A is the protective film 72- provided in the portion corresponding to the region other than the first resistor forming region A. It is comprised so that it may become thicker than thickness M11 of 2.

このように、第1の抵抗体形成領域Aに対応する部分に設けられた保護膜72−1の厚さM12を、第1の抵抗体形成領域A以外の領域に対応する部分に設けられた保護膜72−2の厚さM11よりも厚くすることにより、ダイアフラム71に圧力が印加された際、第1の抵抗体13,14が変形しにくくなる。これにより、基準となる第1の抵抗体13,14の変形が抑制されるので、ダイアフラム71に印加された圧力を精度良く検出することができる。   Thus, the thickness M12 of the protective film 72-1 provided in the portion corresponding to the first resistor forming region A is provided in the portion corresponding to the region other than the first resistor forming region A. By making it thicker than the thickness M11 of the protective film 72-2, when pressure is applied to the diaphragm 71, the first resistors 13 and 14 are not easily deformed. Thereby, since the deformation of the first resistor 13 and 14 serving as a reference is suppressed, the pressure applied to the diaphragm 71 can be detected with high accuracy.

保護膜72−2の厚さM11が0.2μmの場合、保護膜72−1の厚さM12は、例えば、2μmとすることができる。   When the thickness M11 of the protective film 72-2 is 0.2 μm, the thickness M12 of the protective film 72-1 can be set to 2 μm, for example.

図26〜図30は、本発明の第4の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図である。図26〜図30において、第4の実施の形態の半導体圧力センサ70と同一構成部分には同一符号を付す。また、図26〜図30では、第1の抵抗体14、配線パターン22、及び開口部73Bの図示を省略する。   26-30 is a figure which shows the manufacturing process of the semiconductor pressure sensor based on the 4th Embodiment of this invention. 26 to 30, the same components as those of the semiconductor pressure sensor 70 according to the fourth embodiment are denoted by the same reference numerals. 26 to 30, the first resistor 14, the wiring pattern 22, and the opening 73B are not shown.

図26〜図30を参照して、本発明の第4の実施の形態に係る半導体圧力センサ70の製造方法について説明する。始めに、図26に示す工程では、半導体基板31の上面31A側に第1及び第2の抵抗体13,14(図示せず),15,16を形成し、その後、第1及び第2の抵抗体13,14(図示せず),15,16と半導体基板31の上面31Aとを覆うように保護膜76を形成する。半導体基板31としては、例えば、シリコンウエハを用いることができる。半導体基板31の厚さM5は、例えば、400μmとすることができる。保護膜76は、後述する図28に示す工程でエッチングされることにより、厚さの異なる保護膜72−1,72−2を有する保護膜72(図25参照)となる膜である。保護膜76の厚さM13は、保護膜72−1の厚さM12(図25参照)と略等しい。保護膜76の厚さM13は、例えば、2μmとすることができる。保護膜76としては、例えば、CVD法により形成された酸化膜を用いることができる。   With reference to FIGS. 26-30, the manufacturing method of the semiconductor pressure sensor 70 which concerns on the 4th Embodiment of this invention is demonstrated. First, in the step shown in FIG. 26, first and second resistors 13, 14 (not shown), 15, 16 are formed on the upper surface 31A side of the semiconductor substrate 31, and then the first and second resistors are formed. A protective film 76 is formed so as to cover the resistors 13, 14 (not shown), 15, 16 and the upper surface 31 </ b> A of the semiconductor substrate 31. As the semiconductor substrate 31, for example, a silicon wafer can be used. The thickness M5 of the semiconductor substrate 31 can be set to 400 μm, for example. The protective film 76 is a film that becomes a protective film 72 (see FIG. 25) having protective films 72-1 and 72-2 having different thicknesses by being etched in a process shown in FIG. The thickness M13 of the protective film 76 is substantially equal to the thickness M12 of the protective film 72-1 (see FIG. 25). The thickness M13 of the protective film 76 can be set to 2 μm, for example. As the protective film 76, for example, an oxide film formed by a CVD method can be used.

次いで、図27に示す工程では、第1の抵抗体13,14(図示せず)の形成領域Aに対応する部分の半導体基板31上に設けられた保護膜76を覆うようにレジスト膜78を形成する。   Next, in a step shown in FIG. 27, a resist film 78 is formed so as to cover a protective film 76 provided on a portion of the semiconductor substrate 31 corresponding to the formation region A of the first resistors 13 and 14 (not shown). Form.

次いで、図28に示す工程では、レジスト膜78をマスクとして、図27に示す保護膜76をエッチングすることにより、第1の抵抗体13,14(図示せず)の形成領域Aに対応する部分の半導体基板31上に保護膜72−2よりも厚さの厚い保護膜72−1を形成し、第1の抵抗体13,14(図示せず)の形成領域A以外の領域に対応する部分の半導体基板31上に保護膜72−1よりも厚さの薄い保護膜72−2を形成する。これにより、厚さの異なる保護膜72−1,72−2を有した保護膜72が形成される。保護膜72−1の厚さM12は、図27に示す保護膜76の厚さM13と略等しい。保護膜72−1の厚さM12は、例えば、2μmとすることができる。また、保護膜72−2の厚さM11は、例えば、0.2μmとすることができる。   Next, in the step shown in FIG. 28, the protective film 76 shown in FIG. 27 is etched using the resist film 78 as a mask, thereby forming a portion corresponding to the formation region A of the first resistors 13 and 14 (not shown). A protective film 72-1 thicker than the protective film 72-2 is formed on the semiconductor substrate 31, and a portion corresponding to a region other than the formation region A of the first resistors 13 and 14 (not shown). A protective film 72-2 having a thickness smaller than that of the protective film 72-1 is formed on the semiconductor substrate 31. Thereby, the protective film 72 having the protective films 72-1 and 72-2 having different thicknesses is formed. The thickness M12 of the protective film 72-1 is substantially equal to the thickness M13 of the protective film 76 shown in FIG. The thickness M12 of the protective film 72-1 can be set to 2 μm, for example. Further, the thickness M11 of the protective film 72-2 can be set to 0.2 μm, for example.

次いで、図29に示す工程では、図28に示すレジスト膜78を除去し、次いで、周知の手法により保護膜72に開口部73A,73B(図示せず),74A,74Bを形成し、その後、周知の手法により配線パターン21,22(図示せず),23,24を形成する。   Next, in the step shown in FIG. 29, the resist film 78 shown in FIG. 28 is removed, and then openings 73A, 73B (not shown), 74A, 74B are formed in the protective film 72 by a well-known method. Wiring patterns 21, 22 (not shown), 23, 24 are formed by a well-known method.

次いで、図30に示す工程では、第1の実施の形態で説明した図9〜図11に示す工程と同様な処理を行うことにより、ダイアフラム71及び支持体12を形成する。これにより、半導体圧力センサ70が製造される。ダイアフラム71の厚さM10は、例えば、20μmとすることができる。また、支持体12の厚さM3は、例えば、400μmとすることができる。   Next, in the step shown in FIG. 30, the diaphragm 71 and the support 12 are formed by performing the same processing as the steps shown in FIGS. 9 to 11 described in the first embodiment. Thereby, the semiconductor pressure sensor 70 is manufactured. The thickness M10 of the diaphragm 71 can be set to 20 μm, for example. Further, the thickness M3 of the support 12 can be set to 400 μm, for example.

なお、本実施の形態では、厚さが略均一とされた板状のダイアフラム71に、厚さの異なる保護膜72−1,72−2を有した保護膜72を設けた場合を例に挙げて説明したが、先に説明した第1〜第3の実施の形態の半導体圧力センサ10,40,60に設けられた保護膜18の代わりに、本実施の形態で説明した保護膜72を設けてもよい。   In the present embodiment, a case where a protective film 72 having protective films 72-1 and 72-2 having different thicknesses is provided on a plate-like diaphragm 71 having a substantially uniform thickness is taken as an example. As described above, the protective film 72 described in this embodiment is provided instead of the protective film 18 provided in the semiconductor pressure sensors 10, 40, 60 of the first to third embodiments described above. May be.

(第5の実施の形態)
図31は、本発明の第5の実施の形態に係る半導体圧力センサの断面図であり、図32は、第1及び第2の抵抗体が形成されたダイアフラム及び支持体の平面図である。図31及び図32において、第1の実施の形態の半導体圧力センサ10と同一構成部分には同一符号を付す。また、図31では、第1の抵抗体14、配線パターン22、開口部73B、及び貫通部82の図示を省略する。
(Fifth embodiment)
FIG. 31 is a cross-sectional view of a semiconductor pressure sensor according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 32 is a plan view of a diaphragm and a support body on which first and second resistors are formed. In FIG.31 and FIG.32, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as the semiconductor pressure sensor 10 of 1st Embodiment. In FIG. 31, the first resistor 14, the wiring pattern 22, the opening 73 </ b> B, and the through portion 82 are not shown.

図31及び図32を参照するに、第5の実施の形態の半導体圧力センサ80は、第1の実施の形態の半導体圧力センサ10に設けられたダイアフラム11の代わりにダイアフラム81を設けた以外は半導体圧力センサ10と同様に構成される。   Referring to FIGS. 31 and 32, the semiconductor pressure sensor 80 of the fifth embodiment is provided with a diaphragm 81 in place of the diaphragm 11 provided in the semiconductor pressure sensor 10 of the first embodiment. The configuration is the same as that of the semiconductor pressure sensor 10.

ダイアフラム81は、薄板形状とされている。ダイアフラム81は、平面視四角形の形状とされている。ダイアフラム81は、4つの貫通部82を有する。貫通部82は、平面視四角形のダイアフラム81の隣接する2辺に亘るように形成されている。4つの貫通部82は、第2の抵抗体15と第2の抵抗体16とを通過する平面に対して対称となるように配置されている。ダイアフラム81の幅W1,W2が500μmの場合、貫通部82の幅K4は、例えば、5μmとすることができる。また、ダイアフラム81の厚さM14は、例えば、20μmとすることができる。   The diaphragm 81 has a thin plate shape. The diaphragm 81 has a quadrangular shape in plan view. The diaphragm 81 has four through portions 82. The penetration part 82 is formed so as to extend over two adjacent sides of the diaphragm 81 having a square shape in plan view. The four penetrating portions 82 are arranged so as to be symmetric with respect to a plane passing through the second resistor 15 and the second resistor 16. When the widths W1 and W2 of the diaphragm 81 are 500 μm, the width K4 of the penetrating portion 82 can be set to 5 μm, for example. The thickness M14 of the diaphragm 81 can be set to 20 μm, for example.

このように、平面視四角形のダイアフラム81の隣接する2辺に亘るように4つの貫通部82をダイアフラム81に設けると共に、4つの貫通部82を第2の抵抗体15と第2の抵抗体16とを通過する平面に対して対称となるように配置することにより、第2の抵抗体15,16が一様に変形しやすくなるため、ダイアフラム81に印加された圧力を精度良く検出することができる。   As described above, the four through portions 82 are provided in the diaphragm 81 so as to extend over two adjacent sides of the diaphragm 81 having a rectangular shape in plan view, and the four through portions 82 are provided in the second resistor 15 and the second resistor 16. Since the second resistors 15 and 16 are easily deformed uniformly by being arranged so as to be symmetric with respect to a plane passing through the pressure, it is possible to accurately detect the pressure applied to the diaphragm 81. it can.

本実施の形態の半導体圧力センサによれば、平面視四角形のダイアフラム81の隣接する2辺に亘るように4つの貫通部82をダイアフラム81に設けると共に、4つの貫通部82を第2の抵抗体15と第2の抵抗体16とを通過する平面に対して対称となるように配置することにより、第2の抵抗体15,16が一様に変形しやすくなるため、ダイアフラム81に印加された圧力を精度良く検出することができる。   According to the semiconductor pressure sensor of the present embodiment, the four through portions 82 are provided in the diaphragm 81 so as to extend over two adjacent sides of the diaphragm 81 having a square shape in plan view, and the four through portions 82 are provided as the second resistor. Since the second resistors 15 and 16 are easily deformed uniformly by being arranged so as to be symmetric with respect to a plane passing through the first resistor 15 and the second resistor 16, the second resistor 15 and the second resistor 16 are applied to the diaphragm 81. The pressure can be detected with high accuracy.

本実施の形態の半導体圧力センサ80は、第1の実施の形態で説明した図7〜図11に示す工程と同様な処理を行って、貫通部82が設けられていないダイアフラム81を形成し、その後、ダイアフラム81の下面側にレジスト膜を形成し、このレジスト膜をマスクとしてダイアフラム81をエッチングして4つの貫通部82を形成することにより製造する。   The semiconductor pressure sensor 80 of the present embodiment performs the same process as the steps shown in FIGS. 7 to 11 described in the first embodiment to form a diaphragm 81 in which the through portion 82 is not provided. Thereafter, a resist film is formed on the lower surface side of the diaphragm 81, and the diaphragm 81 is etched using the resist film as a mask to form four through portions 82.

なお、本実施の形態では、4つの貫通部82をダイアフラム81に設けた場合を例に挙げて説明したが、貫通部82の数はこれに限定されない。例えば、8つの貫通部82をダイアフラム81に設けてもよい。   In the present embodiment, the case where the four through portions 82 are provided in the diaphragm 81 has been described as an example, but the number of the through portions 82 is not limited thereto. For example, eight through portions 82 may be provided in the diaphragm 81.

図33は、ダイアフラムに形成する貫通部の他の例を示す図である。図33において、図32に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。   FIG. 33 is a diagram illustrating another example of the through portion formed in the diaphragm. In FIG. 33, the same components as those in the structure shown in FIG.

また、ダイアフラム81に設けられた4つの貫通部82の代わりに、図33に示す2つの貫通部85をダイアフラム81に設けてもよい。図33を参照するに、貫通部85は、平面視四角形とされたダイアフラム81の対向する2辺に亘るように設けられている。2つの貫通部85は、第2の抵抗体15と第2の抵抗体16とを通過する平面に対して対称となるように配置されている。ダイアフラム81の幅W1,W2が500μmの場合、貫通部85の幅K5は、例えば、5μmとすることができる。   Further, instead of the four through portions 82 provided in the diaphragm 81, two through portions 85 shown in FIG. 33 may be provided in the diaphragm 81. Referring to FIG. 33, the penetrating portion 85 is provided so as to extend over two opposing sides of the diaphragm 81 that is square in plan view. The two penetrating portions 85 are arranged so as to be symmetric with respect to a plane passing through the second resistor 15 and the second resistor 16. When the widths W1 and W2 of the diaphragm 81 are 500 μm, the width K5 of the penetrating portion 85 can be set to 5 μm, for example.

上記2つの貫通部85を有するダイアフラム81を備えた半導体圧力センサは、第5の実施の形態の半導体圧力センサ80と同様な効果を得ることができる。   The semiconductor pressure sensor provided with the diaphragm 81 having the two through portions 85 can obtain the same effect as the semiconductor pressure sensor 80 of the fifth embodiment.

また、本実施の形態で説明した貫通部82及び/又は貫通部85を第1〜第4の実施の形態で説明したダイアフラム11,41,61,71に設けてもよい。   Moreover, you may provide the penetration part 82 and / or the penetration part 85 which were demonstrated in this Embodiment in the diaphragm 11,41,61,71 demonstrated in the 1st-4th embodiment.

(第6の実施の形態)
図34は、本発明の第6の実施の形態に係る半導体圧力センサの断面図であり、図35は、第1及び第2の抵抗体が形成されたダイアフラム及び支持体の平面図である。図34及び図35において、第5の実施の形態の半導体圧力センサ80と同一構成部分には同一符号を付す。また、図34では、貫通部82の図示を省略する。
(Sixth embodiment)
FIG. 34 is a cross-sectional view of a semiconductor pressure sensor according to a sixth embodiment of the present invention, and FIG. 35 is a plan view of a diaphragm and a support body on which first and second resistors are formed. 34 and 35, the same components as those of the semiconductor pressure sensor 80 according to the fifth embodiment are denoted by the same reference numerals. Moreover, in FIG. 34, illustration of the penetration part 82 is abbreviate | omitted.

図34及び図35を参照するに、第6の実施の形態の半導体圧力センサ90は、第5の実施の形態の半導体圧力センサ80に設けられた第1の抵抗体13,14、保護膜18に形成された開口部26A,26B、及び配線パターン21,22の配設位置を変えた以外は半導体圧力センサ80と同様に構成される。   Referring to FIGS. 34 and 35, the semiconductor pressure sensor 90 of the sixth embodiment includes the first resistors 13 and 14 and the protective film 18 provided in the semiconductor pressure sensor 80 of the fifth embodiment. The configuration is the same as that of the semiconductor pressure sensor 80 except that the arrangement positions of the openings 26A and 26B and the wiring patterns 21 and 22 are changed.

第1の抵抗体13,14は、支持体12の上面側に設けられている。このように、薄板化されたダイアフラム81よりも厚さの厚い支持体12に、第1の抵抗体13,14を設けることにより、ダイアフラム81が圧力を受けた際、第1の抵抗体13,14が変形しにくくなるため、ダイアフラム81に印加された圧力を精度良く検出することができる。   The first resistors 13 and 14 are provided on the upper surface side of the support 12. In this way, by providing the first resistors 13 and 14 on the support 12 that is thicker than the thinned diaphragm 81, when the diaphragm 81 receives pressure, the first resistor 13, Since 14 becomes difficult to deform | transform, the pressure applied to the diaphragm 81 can be detected accurately.

ダイアフラム81の厚さM14は、例えば、20μmとすることができる。また、支持体12の厚さM3は、例えば、400μmとすることができる。   The thickness M14 of the diaphragm 81 can be set to 20 μm, for example. Further, the thickness M3 of the support 12 can be set to 400 μm, for example.

開口部26Aは、第1の抵抗体13上に設けられた部分の保護膜18に形成されている。開口部26Bは、第1の抵抗体14上に設けられた部分の保護膜18に形成されている。   The opening 26 </ b> A is formed in a portion of the protective film 18 provided on the first resistor 13. The opening 26 </ b> B is formed in a portion of the protective film 18 provided on the first resistor 14.

本実施の形態の半導体圧力センサによれば、薄板化されたダイアフラム81よりも厚さの厚い支持体12に、第1の抵抗体13,14を設けることにより、ダイアフラム81が圧力を受けた際、第1の抵抗体13,14が変形しにくくなるため、ダイアフラム81に印加された圧力を精度良く検出することができる。   According to the semiconductor pressure sensor of the present embodiment, when the first resistor 13, 14 is provided on the support 12 that is thicker than the thinned diaphragm 81, the diaphragm 81 receives pressure. Since the first resistors 13 and 14 are not easily deformed, the pressure applied to the diaphragm 81 can be detected with high accuracy.

本実施の形態の半導体圧力センサ90は、第5の実施の形態の半導体圧力センサ80と同様な手法により製造することができる。   The semiconductor pressure sensor 90 of this embodiment can be manufactured by the same method as the semiconductor pressure sensor 80 of the fifth embodiment.

なお、先に説明した第1〜第5の実施の形態の半導体圧力センサ10,40,60,70,80に設けられた第1の抵抗体13,14を支持体12上に配置してもよい。この場合、本実施の形態の半導体圧力センサ90と同様な効果を得ることができる。   The first resistors 13 and 14 provided in the semiconductor pressure sensors 10, 40, 60, 70, and 80 of the first to fifth embodiments described above may be disposed on the support 12. Good. In this case, the same effect as the semiconductor pressure sensor 90 of the present embodiment can be obtained.

(第7の実施の形態)
図36は、本発明の第7の実施の形態に係る半導体圧力センサの断面図である。図36において、第1の実施の形態の半導体圧力センサ10と同一構成部分には同一符号を付す。また、図36では、第1の抵抗体14、配線パターン22、及び開口部26Bの図示を省略する。
(Seventh embodiment)
FIG. 36 is a sectional view of a semiconductor pressure sensor according to the seventh embodiment of the present invention. In FIG. 36, the same components as those of the semiconductor pressure sensor 10 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals. In FIG. 36, the first resistor 14, the wiring pattern 22, and the opening 26B are not shown.

図36を参照するに、第7の実施の形態の半導体圧力センサ100は、第1の実施の形態の半導体圧力センサ10に設けられたダイアフラム11の代わりにダイアフラム101を設けると共に、さらに熱酸化膜102及び保護膜103を設けた以外は半導体圧力センサ10と同様に構成される。   Referring to FIG. 36, in the semiconductor pressure sensor 100 of the seventh embodiment, a diaphragm 101 is provided instead of the diaphragm 11 provided in the semiconductor pressure sensor 10 of the first embodiment, and a thermal oxide film is further provided. The configuration is the same as the semiconductor pressure sensor 10 except that the protective layer 103 and the protective film 103 are provided.

ダイアフラム101は、薄板形状とされている。ダイアフラム101の厚さM15は、例えば、20μmとすることができる。ダイアフラム101の下方には、凹部105が形成されている。   The diaphragm 101 has a thin plate shape. The thickness M15 of the diaphragm 101 can be set to 20 μm, for example. A recess 105 is formed below the diaphragm 101.

凹部105は、図36に示す半導体圧力センサ100の下面側から上面側に向かうにつれて、幅が狭くなるような形状とされている。凹部105の底面105Aは、ダイアフラム101の下面に相当する面である。凹部105の側面105Bは、傾斜面とされている。凹部105の側面105Bは、支持体12の内壁に相当する面である。ダイアフラム101及び支持体12の母材としては、例えば、半導体基板を用いることができる。ダイアフラム101及び支持体12を形成する際の母材となる半導体基板としては、例えば、シリコンウエハを用いることができる。   The recess 105 is shaped so that the width becomes narrower from the lower surface side to the upper surface side of the semiconductor pressure sensor 100 shown in FIG. The bottom surface 105 </ b> A of the recess 105 is a surface corresponding to the lower surface of the diaphragm 101. A side surface 105B of the recess 105 is an inclined surface. The side surface 105 </ b> B of the recess 105 is a surface corresponding to the inner wall of the support 12. For example, a semiconductor substrate can be used as the base material of the diaphragm 101 and the support 12. For example, a silicon wafer can be used as a semiconductor substrate as a base material when the diaphragm 101 and the support 12 are formed.

図37は、本発明の第7の実施の形態に係る半導体圧力センサに設けられた熱酸化膜を説明するための図である。   FIG. 37 is a view for explaining the thermal oxide film provided in the semiconductor pressure sensor according to the seventh embodiment of the present invention.

図36及び図37を参照するに、熱酸化膜102は、凹部105の底面105Aと凹部105の側面105Bと境界に対応する部分(以下、「境界部分105C」とする)のダイアフラム101及び支持体12に設けられている。熱酸化膜102は、平面視額縁形状とされている。熱酸化膜102は、境界部分105Cに対応するダイアフラム101及び支持体12(具体的には、境界部分105Cに対応する半導体基板)を熱酸化することで形成する。熱酸化膜102は、ダイアフラム101及び支持体12の母材となる半導体基板よりも機械的強度の弱い部材である。   Referring to FIGS. 36 and 37, the thermal oxide film 102 includes a diaphragm 101 and a support at a portion corresponding to the boundary (hereinafter referred to as “boundary portion 105C”) between the bottom surface 105A of the recess 105 and the side surface 105B of the recess 105. 12 is provided. The thermal oxide film 102 has a frame shape in plan view. The thermal oxide film 102 is formed by thermally oxidizing the diaphragm 101 and the support 12 (specifically, a semiconductor substrate corresponding to the boundary portion 105C) corresponding to the boundary portion 105C. The thermal oxide film 102 is a member having a mechanical strength weaker than that of the semiconductor substrate serving as a base material of the diaphragm 101 and the support 12.

熱酸化膜102は、凹部105の底面105A及び側面105Bよりも支持体12側に設けられた熱酸化膜102−1と、凹部105の底面105A及び側面105Bよりも凹部105側に設けられた熱酸化膜102−2とを有する。   The thermal oxide film 102 includes a thermal oxide film 102-1 provided on the support 12 side with respect to the bottom surface 105A and the side surface 105B of the recess 105, and a heat provided on the recess 105 side with respect to the bottom surface 105A and the side surface 105B of the recess 105. And an oxide film 102-2.

凹部105の角Pに設けられた熱酸化膜102の厚さM16は、例えば、0.4μmとすることができる。熱酸化膜102の幅W11は、例えば、5μmとすることができる。また、熱酸化膜102−1の厚さM17は、例えば、0.24μmとすることができる。   The thickness M16 of the thermal oxide film 102 provided at the corner P of the recess 105 can be set to 0.4 μm, for example. The width W11 of the thermal oxide film 102 can be set to 5 μm, for example. Further, the thickness M17 of the thermal oxide film 102-1 can be set to 0.24 μm, for example.

このように、凹部105の底面105Aと側面105Bとの境界部分105Cに対応するダイアフラム101及び支持体12に熱酸化膜102を設けることにより、ダイアフラム101と支持体12との境界に対応する半導体基板の一部が機械的強度の弱い熱酸化膜102−1になるため、ダイアフラム101が圧力を受けた際、第2の抵抗体15,16が変形しやすくなるので、ダイアフラム101に印加された圧力を精度良く検出することができる。   Thus, the semiconductor substrate corresponding to the boundary between the diaphragm 101 and the support 12 is provided by providing the thermal oxide film 102 on the diaphragm 101 and the support 12 corresponding to the boundary portion 105C between the bottom surface 105A and the side surface 105B of the recess 105. Since the second resistor 15, 16 is easily deformed when the diaphragm 101 is subjected to pressure, a part of the thermal oxide film 102-1 having a low mechanical strength, the pressure applied to the diaphragm 101 Can be detected with high accuracy.

保護膜103は、支持体12の下面に設けられている。保護膜103は、保護膜18を形成する際に、支持体12の下面に形成される膜である。保護膜103としては、例えば、CVD法により形成された酸化膜を用いることができる。保護膜103の厚さは、保護膜18の厚さM4と略等しい。保護膜103の厚さは、例えば、0.3μmとすることができる。なお、保護膜103は設けても設けなくてもどちらでもよい。   The protective film 103 is provided on the lower surface of the support 12. The protective film 103 is a film formed on the lower surface of the support 12 when the protective film 18 is formed. As the protective film 103, for example, an oxide film formed by a CVD method can be used. The thickness of the protective film 103 is substantially equal to the thickness M4 of the protective film 18. The thickness of the protective film 103 can be set to 0.3 μm, for example. Note that the protective film 103 may or may not be provided.

本実施の形態の半導体圧力センサによれば、凹部105の底面105Aと側面105Bとの境界部分105Cに対応するダイアフラム101及び支持体12に熱酸化膜102を設けることにより、ダイアフラム101と支持体12との境界に対応する半導体基板の一部が機械的強度の弱い熱酸化膜102−1になるため、第2の抵抗体15,16が変形しやすくなるので、ダイアフラム101に印加された圧力を精度良く検出することができる。   According to the semiconductor pressure sensor of the present embodiment, the diaphragm 101 and the support 12 are provided by providing the thermal oxide film 102 on the diaphragm 101 and the support 12 corresponding to the boundary portion 105C between the bottom surface 105A and the side surface 105B of the recess 105. Since a part of the semiconductor substrate corresponding to the boundary between the two becomes the thermal oxide film 102-1 having a low mechanical strength, the second resistors 15 and 16 are easily deformed. Therefore, the pressure applied to the diaphragm 101 is reduced. It can be detected with high accuracy.

図38〜図48は、本発明の第7の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図であり、図49は、図46に示すダイアフラムと支持体との境界部分を拡大した図である。図38〜図49において、第7の実施の形態の半導体圧力センサ100と同一構成部分には同一符号を付す。また、図38〜図48において、第1の抵抗体14、配線パターン22、開口部73B、及び開口部26Bの図示を省略する。   38 to 48 are views showing the manufacturing process of the semiconductor pressure sensor according to the seventh embodiment of the present invention, and FIG. 49 is an enlarged view of the boundary portion between the diaphragm and the support shown in FIG. It is. 38 to 49, the same components as those of the semiconductor pressure sensor 100 according to the seventh embodiment are denoted by the same reference numerals. 38 to 48, the first resistor 14, the wiring pattern 22, the opening 73B, and the opening 26B are not shown.

図38〜図49を参照して、本発明の第7の実施の形態に係る半導体圧力センサ100の製造方法について説明する。始めに、図38に示す工程では、半導体基板31の上面31A側に、第1及び第2の抵抗体13,14(図示せず),15,16を形成する。半導体基板31としては、例えば、シリコンウエハを用いることができる。半導体基板31がP型基板である場合、N型不純物を半導体基板31に拡散させることで第1及び第2の抵抗体13,14(図示せず),15,16を形成する。半導体基板31の厚さM5は、例えば、400μmとすることができる。   A method for manufacturing the semiconductor pressure sensor 100 according to the seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, in the step shown in FIG. 38, first and second resistors 13, 14 (not shown), 15, 16 are formed on the upper surface 31 </ b> A side of the semiconductor substrate 31. As the semiconductor substrate 31, for example, a silicon wafer can be used. When the semiconductor substrate 31 is a P-type substrate, first and second resistors 13, 14 (not shown), 15, 16 are formed by diffusing N-type impurities into the semiconductor substrate 31. The thickness M5 of the semiconductor substrate 31 can be set to 400 μm, for example.

次いで、図39に示す工程では、半導体基板31の上面31Aに保護膜18を形成し、半導体基板31の下面31Bに保護膜103を形成する。保護膜18,103は、同時に形成する。次いで、保護膜18上にSiN膜111を形成し、保護膜103の下面にSiN膜112を形成する。SiN膜111,112は、同時に形成する。   Next, in the step shown in FIG. 39, the protective film 18 is formed on the upper surface 31 </ b> A of the semiconductor substrate 31, and the protective film 103 is formed on the lower surface 31 </ b> B of the semiconductor substrate 31. The protective films 18 and 103 are formed simultaneously. Next, the SiN film 111 is formed on the protective film 18, and the SiN film 112 is formed on the lower surface of the protective film 103. The SiN films 111 and 112 are formed simultaneously.

保護膜18,103としては、例えば、酸化膜を用いることができる。保護膜18,103は、例えば、CVD法により形成することができる。保護膜18,103の厚さは、例えば、0.3μmとすることができる。SiN膜111,112は、例えば、CVD法により形成することができる。また、SiN膜111,112の厚さは、例えば、0.14μmとすることができる。   As the protective films 18 and 103, for example, an oxide film can be used. The protective films 18 and 103 can be formed by, for example, a CVD method. The thickness of the protective films 18 and 103 can be set to 0.3 μm, for example. The SiN films 111 and 112 can be formed by, for example, a CVD method. The thickness of the SiN films 111 and 112 can be set to 0.14 μm, for example.

次いで、図40に示す工程では、SiN膜112の下面に開口部114Aを有したレジスト膜114を形成し、次いで、レジスト膜114をマスクとして開口部114Aの形成領域に対応する部分のSiN膜112及び保護膜103をエッチングする。このエッチングにより、SiN膜112及び保護膜103に半導体基板31の下面31Bを露出する開口部117が形成される。SiN膜112及び保護膜103をエッチングする方法としては、例えば、ドライエッチング法を用いることができる。   Next, in a step shown in FIG. 40, a resist film 114 having an opening 114A is formed on the lower surface of the SiN film 112, and then the SiN film 112 corresponding to the formation region of the opening 114A is formed using the resist film 114 as a mask. Then, the protective film 103 is etched. By this etching, an opening 117 exposing the lower surface 31B of the semiconductor substrate 31 is formed in the SiN film 112 and the protective film 103. As a method of etching the SiN film 112 and the protective film 103, for example, a dry etching method can be used.

次いで、図41に示す工程では、図40に示すレジスト膜114を除去する。次いで、図42に示す工程では、半導体基板31の下面31Bに形成されたSiN膜112及び保護膜103をマスクとして、開口部117に露出された部分の半導体基板31をエッチングして凹部105を形成する(ダイアフラム及び支持体形成工程)。これにより、ダイアフラム101及び支持体12が同時に形成される。凹部105は、ダイアフラム101が厚さM15となるように形成する。ダイアフラム101の厚さM15は、例えば、20μmとすることができる。支持体12の厚さM3は、半導体基板31の厚さM5と略等しい。支持体12の厚さM3は、例えば、400μmとすることができる。   Next, in a step shown in FIG. 41, the resist film 114 shown in FIG. 40 is removed. Next, in the process shown in FIG. 42, the recess 105 is formed by etching the portion of the semiconductor substrate 31 exposed in the opening 117 using the SiN film 112 and the protective film 103 formed on the lower surface 31B of the semiconductor substrate 31 as a mask. (Diaphragm and support forming step). Thereby, the diaphragm 101 and the support body 12 are formed simultaneously. The recess 105 is formed so that the diaphragm 101 has a thickness M15. The thickness M15 of the diaphragm 101 can be set to 20 μm, for example. The thickness M3 of the support 12 is substantially equal to the thickness M5 of the semiconductor substrate 31. The thickness M3 of the support 12 can be set to 400 μm, for example.

次いで、図43に示す工程では、凹部105の底面105A及び側面105Bを覆うようにSiN膜116を形成する(絶縁膜形成工程)。このとき、CVD法を用いてSiN膜116を形成する場合、図43に示すように、図42に示す構造体の上面側及び下面側を覆うようにSiN膜116が形成される。SiN膜116の厚さM18は、例えば、0.14μmとすることができる。   Next, in the step shown in FIG. 43, the SiN film 116 is formed so as to cover the bottom surface 105A and the side surface 105B of the recess 105 (insulating film forming step). At this time, when the SiN film 116 is formed by using the CVD method, as shown in FIG. 43, the SiN film 116 is formed so as to cover the upper surface side and the lower surface side of the structure shown in FIG. The thickness M18 of the SiN film 116 can be set to 0.14 μm, for example.

次いで、図44に示す工程では、図43に示す構造体の下面側に開口部118Aを有したレジスト膜118を形成し、次いで、レジスト膜118をマスクとして、開口部118Aに露出された部分のSiN膜116をエッチングして、SiN膜116に開口部116Aを形成する(開口部形成工程)。開口部116Aは、凹部105の底面105Aと側面105Bとの境界部分105Cに対応するダイアフラム101及び支持体12を露出するように形成する。開口部116Aは、例えば、平面視した状態において、額縁状に形成することができる。   Next, in the step shown in FIG. 44, a resist film 118 having an opening 118A is formed on the lower surface side of the structure shown in FIG. 43, and then the portion of the portion exposed to the opening 118A is exposed using the resist film 118 as a mask. The SiN film 116 is etched to form an opening 116A in the SiN film 116 (opening forming process). 116 A of opening parts are formed so that the diaphragm 101 and the support body 12 corresponding to the boundary part 105C of the bottom face 105A of the recessed part 105 and the side surface 105B may be exposed. For example, the opening 116A can be formed in a frame shape in a plan view.

次いで、図45に示す工程では、図44に示すレジスト膜118を除去する。次いで、図46に示す工程では、熱酸化法により、凹部105の底面105Aと側面105Bとの境界部分105Cに対応するダイアフラム101及び支持体12を酸化して、熱酸化膜102−1,102−2よりなる熱酸化膜102を形成する(熱酸化膜形成工程)。   Next, in a step shown in FIG. 45, the resist film 118 shown in FIG. 44 is removed. Next, in the step shown in FIG. 46, the diaphragm 101 and the support 12 corresponding to the boundary portion 105C between the bottom surface 105A and the side surface 105B of the recess 105 are oxidized by thermal oxidation, and the thermal oxide films 102-1, 102- are oxidized. 2 is formed (thermal oxide film forming step).

このように、凹部105の底面105Aと側面105Bとの境界部分105Cに対応するダイアフラム101及び支持体12を熱酸化して熱酸化膜102を形成することにより、ダイアフラム101と支持体12との境界に対応する半導体基板31の一部を機械的強度の弱い熱酸化膜102−1にして、第2の抵抗体15,16を変形させやすくすることができる。   In this manner, the diaphragm 101 and the support 12 corresponding to the boundary portion 105C between the bottom surface 105A and the side surface 105B of the recess 105 are thermally oxidized to form the thermal oxide film 102, whereby the boundary between the diaphragm 101 and the support 12 is obtained. A part of the semiconductor substrate 31 corresponding to the above can be made into a thermal oxide film 102-1 having a low mechanical strength, so that the second resistors 15 and 16 can be easily deformed.

熱酸化膜102の幅W11は、例えば、5μmとすることができる。また、図49に示すように、熱酸化膜102の厚さM16は、例えば、0.4μmとすることができる。   The width W11 of the thermal oxide film 102 can be set to 5 μm, for example. As shown in FIG. 49, the thickness M16 of the thermal oxide film 102 can be set to 0.4 μm, for example.

また、凹部105の角Pよりも支持体12側に設けられた熱酸化膜102−1の厚さM17は、例えば、0.24μmとすることができる。   Further, the thickness M17 of the thermal oxide film 102-1 provided on the support 12 side with respect to the corner P of the recess 105 can be set to 0.24 μm, for example.

次いで、図47に示す工程では、図46に示すSiN膜111,112,116を除去する。次いで、図48に示す工程では、周知の手法により、保護膜18に開口部26A,26B(図示せず),27A,27Bを形成し、その後、配線パターン21,22(図示せず),23,24を形成する。これにより、半導体圧力センサ100が製造される。   47, the SiN films 111, 112, and 116 shown in FIG. 46 are removed. 48, openings 26A, 26B (not shown), 27A, 27B are formed in the protective film 18 by a well-known method, and then wiring patterns 21, 22 (not shown), 23 are formed. , 24 are formed. Thereby, the semiconductor pressure sensor 100 is manufactured.

本実施の形態の半導体圧力センサの製造方法によれば、凹部105の底面105Aと側面105Bとの境界部分105Cに対応するダイアフラム101及び支持体12を熱酸化して熱酸化膜102を形成することにより、ダイアフラム101と支持体12との境界に対応する半導体基板31の一部が機械的強度の弱い熱酸化膜102−1になるため、第2の抵抗体15,16を変形させやすくすることが可能となるので、ダイアフラム101に印加された圧力を精度良く検出することができる。   According to the method of manufacturing a semiconductor pressure sensor of the present embodiment, the thermal oxidation film 102 is formed by thermally oxidizing the diaphragm 101 and the support 12 corresponding to the boundary portion 105C between the bottom surface 105A and the side surface 105B of the recess 105. As a result, a part of the semiconductor substrate 31 corresponding to the boundary between the diaphragm 101 and the support 12 becomes the thermal oxide film 102-1 having a low mechanical strength, so that the second resistors 15 and 16 can be easily deformed. Therefore, the pressure applied to the diaphragm 101 can be detected with high accuracy.

図50は、本発明の第7の実施の形態の変形例に係る半導体圧力センサを示す断面図である。図50において、第7の実施の形態の半導体圧力センサ100と同一構成部分には同一符号を付す。   FIG. 50 is a cross-sectional view showing a semiconductor pressure sensor according to a modification of the seventh embodiment of the present invention. In FIG. 50, the same symbols are affixed to the same constituent portions as those of the semiconductor pressure sensor 100 of the seventh embodiment.

なお、本実施の形態では、第1の抵抗体13,14(図示せず)をダイアフラム101の略中央に設けた場合を例に挙げて説明したが、図50に示すように、第1の抵抗体13,14(図示せず)を支持体12に設けてもよい。   In the present embodiment, the case where the first resistors 13 and 14 (not shown) are provided in the approximate center of the diaphragm 101 has been described as an example. However, as shown in FIG. Resistors 13 and 14 (not shown) may be provided on the support 12.

また、本実施の形態の半導体圧力センサ100に設けられた保護膜18の代わりに、第4の実施の形態の半導体圧力センサ70に設けられた保護膜72を設けてもよい。   Further, instead of the protective film 18 provided in the semiconductor pressure sensor 100 of the present embodiment, a protective film 72 provided in the semiconductor pressure sensor 70 of the fourth embodiment may be provided.

(第8の実施の形態)
図51は、本発明の第8の実施の形態に係る半導体圧力センサの断面図であり、図52は、図51に示す半導体圧力センサに設けられたダイアフラムと支持体との境界部分を拡大した図である。図51及び図52において、底面105Aは熱酸化膜131が形成される前の凹部105の底面、側面105Bは熱酸化膜131が形成される前の凹部105の側面、底面105A−1は熱酸化膜131形成後の凹部105の底面、側面105B−1は熱酸化膜131形成後の凹部105の側面をそれぞれ示している。
(Eighth embodiment)
51 is a cross-sectional view of a semiconductor pressure sensor according to the eighth embodiment of the present invention. FIG. 52 is an enlarged view of the boundary between the diaphragm and the support provided in the semiconductor pressure sensor shown in FIG. FIG. 51 and 52, the bottom surface 105A is the bottom surface of the recess 105 before the thermal oxide film 131 is formed, the side surface 105B is the side surface of the recess 105 before the thermal oxide film 131 is formed, and the bottom surface 105A-1 is the thermal oxidation. The bottom surface and the side surface 105B-1 of the recess 105 after the film 131 is formed indicate the side surfaces of the recess 105 after the thermal oxide film 131 is formed.

図51及び図52を参照するに、第8の実施の形態の半導体圧力センサ130は、第7の実施の形態の半導体圧力センサ100に設けられた熱酸化膜102の代わりに、熱酸化膜131を設けた以外は半導体圧力センサ100と同様に構成される。   51 and 52, in the semiconductor pressure sensor 130 of the eighth embodiment, a thermal oxide film 131 is used instead of the thermal oxide film 102 provided in the semiconductor pressure sensor 100 of the seventh embodiment. It is comprised similarly to the semiconductor pressure sensor 100 except having provided.

熱酸化膜131は、凹部105の底面105A及び側面105Bに対応する部分のダイアフラム101及び支持体12を覆うように設けられている。熱酸化膜131は、凹部105の底面105A及び側面105Bに対応する部分のダイアフラム101及び支持体12を熱酸化することで形成される膜である。   The thermal oxide film 131 is provided so as to cover the diaphragm 101 and the support 12 at portions corresponding to the bottom surface 105 </ b> A and the side surface 105 </ b> B of the recess 105. The thermal oxide film 131 is a film formed by thermally oxidizing the diaphragm 101 and the support 12 at portions corresponding to the bottom surface 105 </ b> A and the side surface 105 </ b> B of the recess 105.

熱酸化膜131は、熱酸化膜131−1と、熱酸化膜131−2とを有する。熱酸化膜131−1は、凹部105の底面105Aよりもダイアフラム101側に設けられている。また、熱酸化膜131−1は、凹部105の側面105Bよりも支持体12側にも設けられている。熱酸化膜131−2は、凹部105の底面105A及び側面105Bよりも凹部105側に設けられている。   The thermal oxide film 131 includes a thermal oxide film 131-1 and a thermal oxide film 131-2. The thermal oxide film 131-1 is provided closer to the diaphragm 101 than the bottom surface 105A of the recess 105. Further, the thermal oxide film 131-1 is also provided on the support 12 side rather than the side surface 105B of the recess 105. The thermal oxide film 131-2 is provided closer to the recess 105 than the bottom surface 105A and the side surface 105B of the recess 105.

このように、凹部105の底面105A及び側面105Bに対応する部分のダイアフラム101及び支持体12を覆う熱酸化膜131を設けることにより、ダイアフラム101と支持体12との境界に対応する半導体基板の一部が機械的強度の弱い熱酸化膜131−1になるため、第2の抵抗体15,16が変形しやすくなるので、ダイアフラム101に印加された圧力を精度良く検出することができる。   As described above, by providing the thermal oxide film 131 that covers the diaphragm 101 and the support body 12 corresponding to the bottom surface 105 </ b> A and the side surface 105 </ b> B of the recess 105, one of the semiconductor substrates corresponding to the boundary between the diaphragm 101 and the support body 12 is provided. Since the portion becomes the thermal oxide film 131-1 having a low mechanical strength, the second resistors 15 and 16 are easily deformed, so that the pressure applied to the diaphragm 101 can be accurately detected.

凹部105の角Pに対応する部分に設けられた熱酸化膜102の厚さM19は、例えば、0.4μmとすることができる。また、凹部105の角Pに対応する部分に設けられた熱酸化膜131−1の厚さM20は、例えば、0.24μmとすることができる。   The thickness M19 of the thermal oxide film 102 provided in the portion corresponding to the corner P of the recess 105 can be set to 0.4 μm, for example. In addition, the thickness M20 of the thermal oxide film 131-1 provided in the portion corresponding to the corner P of the recess 105 can be set to 0.24 μm, for example.

本実施の形態の半導体圧力センサによれば、凹部105の底面105A及び側面105Bに対応する部分のダイアフラム101及び支持体12を覆う熱酸化膜131を設けることにより、ダイアフラム101と支持体12との境界に対応する半導体基板の一部が機械的強度の弱い熱酸化膜131−1になるため、第2の抵抗体15,16が変形しやすくなるので、ダイアフラム101に印加された圧力を精度良く検出することができる。   According to the semiconductor pressure sensor of the present embodiment, by providing the thermal oxide film 131 that covers the diaphragm 101 and the support body 12 corresponding to the bottom surface 105A and the side surface 105B of the recess 105, the diaphragm 101 and the support body 12 are separated. Since the part of the semiconductor substrate corresponding to the boundary becomes the thermal oxide film 131-1 having a low mechanical strength, the second resistors 15 and 16 are easily deformed, so that the pressure applied to the diaphragm 101 can be accurately adjusted. Can be detected.

図53〜図55は、本発明の第8の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図であり、図56は、図53に示すダイアフラムと支持体との境界部分を拡大した図である。図53〜図56において、本実施の形態の半導体圧力センサ130と同一構成部分には同一符号を付す。   53 to 55 are views showing manufacturing steps of the semiconductor pressure sensor according to the eighth embodiment of the present invention, and FIG. 56 is an enlarged view of the boundary portion between the diaphragm and the support shown in FIG. It is. 53 to 56, the same components as those of the semiconductor pressure sensor 130 of the present embodiment are denoted by the same reference numerals.

図53〜図56を参照して、本発明の第8の実施の形態の半導体圧力センサ130の製造方法について説明する。   A method for manufacturing the semiconductor pressure sensor 130 according to the eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

始めに、第7の実施の形態で説明した図38〜図42に示す工程と同様な処理を行って、図42に示す構造体を形成する。次いで、図53に示す工程では、凹部105の底面105A及び側面105Bに対応する部分のダイアフラム101及び支持体12を熱酸化して、凹部105の底面105A及び側面105Bを覆うように、熱酸化膜131−1,131−2からなる熱酸化膜131を形成する(熱酸化膜形成工程)。   First, a process similar to the process shown in FIGS. 38 to 42 described in the seventh embodiment is performed to form the structure shown in FIG. Next, in the step shown in FIG. 53, the portions of the diaphragm 101 and the support 12 corresponding to the bottom surface 105A and the side surface 105B of the recess 105 are thermally oxidized to cover the bottom surface 105A and the side surface 105B of the recess 105. A thermal oxide film 131 made of 131-1 and 131-2 is formed (thermal oxide film forming step).

このように、凹部105の底面105A及び側面105Bに対応する部分のダイアフラム101及び支持体12を熱酸化して、凹部105の底面105A及び側面105Bを覆うように熱酸化膜131を形成することにより、ダイアフラム101と支持体12との境界に対応する半導体基板の一部が機械的強度の弱い熱酸化膜131−1になるため、第2の抵抗体15,16が変形しやすくなるので、ダイアフラム101に印加された圧力を精度良く検出することができる。   In this way, by thermally oxidizing the portions of the diaphragm 101 and the support 12 corresponding to the bottom surface 105A and the side surface 105B of the recess 105, the thermal oxide film 131 is formed so as to cover the bottom surface 105A and the side surface 105B of the recess 105. Since a part of the semiconductor substrate corresponding to the boundary between the diaphragm 101 and the support 12 becomes the thermal oxide film 131-1 having a low mechanical strength, the second resistors 15 and 16 are easily deformed. The pressure applied to 101 can be detected with high accuracy.

また、凹部105の底面105A及び側面105Bに対応する部分のダイアフラム101及び支持体12を覆うように熱酸化膜131を形成することにより、第7の実施の形態の半導体圧力センサ100の製造方法において必要であった図43〜図45に示す工程が不要となるため、製造工程を簡略化して、半導体圧力センサ130の製造コストを低減することができる。   In the method of manufacturing the semiconductor pressure sensor 100 according to the seventh embodiment, the thermal oxide film 131 is formed so as to cover the diaphragm 101 and the support body 12 corresponding to the bottom surface 105A and the side surface 105B of the recess 105. Since the steps shown in FIGS. 43 to 45 which are necessary are not required, the manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost of the semiconductor pressure sensor 130 can be reduced.

凹部105の角Pに対応する部分に設けられた熱酸化膜102の厚さM19は、例えば、0.4μmとすることができる(図56参照)。また、熱酸化膜131−1の厚さM20は、例えば、0.24μmとすることができる(図56参照)。   The thickness M19 of the thermal oxide film 102 provided in the portion corresponding to the corner P of the recess 105 can be set to 0.4 μm, for example (see FIG. 56). Further, the thickness M20 of the thermal oxide film 131-1 can be set to 0.24 μm, for example (see FIG. 56).

次いで、図54に示す工程では、図53に示すSiN膜111,112を除去する。次いで、図55に示す工程では、周知の手法により、保護膜18に開口部26A,26B(図示せず),27A,27Bを形成し、その後、配線パターン21,22(図示せず),23,24を形成する。これにより、半導体圧力センサ130が製造される。   Next, in a step shown in FIG. 54, the SiN films 111 and 112 shown in FIG. 53 are removed. Next, in the step shown in FIG. 55, openings 26A, 26B (not shown), 27A, 27B are formed in the protective film 18 by a well-known method, and then wiring patterns 21, 22 (not shown), 23 are formed. , 24 are formed. Thereby, the semiconductor pressure sensor 130 is manufactured.

本実施の形態の半導体圧力センサの製造方法によれば、凹部105の底面105A及び側面105Bに対応する部分のダイアフラム101及び支持体12を熱酸化して、凹部105の底面105A及び側面105Bを覆うように熱酸化膜131を形成することにより、ダイアフラム101と支持体12との境界に対応する半導体基板の一部が機械的強度の弱い熱酸化膜131−1になるため、第2の抵抗体15,16が変形しやすくなるので、ダイアフラム101に印加された圧力を精度良く検出することができる。   According to the manufacturing method of the semiconductor pressure sensor of the present embodiment, the diaphragm 101 and the support body 12 corresponding to the bottom surface 105A and the side surface 105B of the recess 105 are thermally oxidized to cover the bottom surface 105A and the side surface 105B of the recess 105. By forming the thermal oxide film 131 in this manner, a part of the semiconductor substrate corresponding to the boundary between the diaphragm 101 and the support 12 becomes the thermal oxide film 131-1 having a low mechanical strength. Since 15 and 16 are easily deformed, the pressure applied to the diaphragm 101 can be accurately detected.

また、凹部105の底面105A及び側面105Bに対応する部分のダイアフラム101及び支持体12を覆うように熱酸化膜131を形成することにより、第7の実施の形態の半導体圧力センサ100の製造方法において必要であった図43〜図45に示す工程が不要となるため、製造工程を簡略化して、半導体圧力センサ130の製造コストを低減することができる。   In the method of manufacturing the semiconductor pressure sensor 100 according to the seventh embodiment, the thermal oxide film 131 is formed so as to cover the diaphragm 101 and the support body 12 corresponding to the bottom surface 105A and the side surface 105B of the recess 105. Since the steps shown in FIGS. 43 to 45 which are necessary are not required, the manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost of the semiconductor pressure sensor 130 can be reduced.

図57は、本発明の第8の実施の形態の変形例に係る半導体圧力センサを示す断面図である。図57において、第8の実施の形態の半導体圧力センサ130と同一構成部分には同一符号を付す。   FIG. 57 is a cross-sectional view showing a semiconductor pressure sensor according to a modification of the eighth embodiment of the present invention. In FIG. 57, the same symbols are affixed to the same constituent portions as those of the semiconductor pressure sensor 130 of the eighth embodiment.

なお、本実施の形態では、第1の抵抗体13,14(図示せず)をダイアフラム101の略中央に設けた場合を例に挙げて説明したが、図57に示すように、第1の抵抗体13,14(図示せず)を支持体12に設けてもよい。   In the present embodiment, the case where the first resistors 13 and 14 (not shown) are provided in the approximate center of the diaphragm 101 has been described as an example. However, as shown in FIG. Resistors 13 and 14 (not shown) may be provided on the support 12.

また、本実施の形態の半導体圧力センサ130に設けられた保護膜18の代わりに、第4の実施の形態の半導体圧力センサ70に設けられた保護膜72を設けてもよい。   Further, instead of the protective film 18 provided in the semiconductor pressure sensor 130 of the present embodiment, a protective film 72 provided in the semiconductor pressure sensor 70 of the fourth embodiment may be provided.

(第9の実施の形態)
図58は、本発明の第9の実施の形態に係る半導体圧力センサ装置の概略構成図である。
(Ninth embodiment)
FIG. 58 is a schematic configuration diagram of a semiconductor pressure sensor device according to the ninth embodiment of the present invention.

図58を参照するに、半導体圧力センサ装置150は、筐体151と、第1の実施の形態の半導体圧力センサ10と、配線152,154と、圧力数値化処理装置153と、表示装置161とを有する。   58, the semiconductor pressure sensor device 150 includes a housing 151, the semiconductor pressure sensor 10 according to the first embodiment, wirings 152 and 154, a pressure digitization processing device 153, and a display device 161. Have

筐体151は、半導体圧力センサ10、配線152,154、及び圧力数値化処理装置153を収容するためのものである。筐体151は、半導体圧力センサ10が検出する圧力を導入するための圧力導入部162と、配線154を筐体151の外部に引き出すための配線引き出し部163を有する。   The housing 151 is for housing the semiconductor pressure sensor 10, the wirings 152 and 154, and the pressure digitizing apparatus 153. The housing 151 includes a pressure introducing portion 162 for introducing pressure detected by the semiconductor pressure sensor 10 and a wiring drawing portion 163 for drawing the wiring 154 to the outside of the housing 151.

半導体圧力センサ10は、筐体151内に設けられている。半導体圧力センサ10は、ダイアフラム11が圧力導入部162と対向するように配置されている。半導体圧力センサ10は、ワイヤ156を介して、配線152と電気的に接続されている。半導体圧力センサ10は、圧力導入部162から導入された圧力を検出した際、圧力検出信号を出力する。この圧力検出信号は、ワイヤ156,157及び配線152を介して、圧力数値化処理装置153に送信される。   The semiconductor pressure sensor 10 is provided in the housing 151. The semiconductor pressure sensor 10 is arranged so that the diaphragm 11 faces the pressure introducing portion 162. The semiconductor pressure sensor 10 is electrically connected to the wiring 152 via a wire 156. The semiconductor pressure sensor 10 outputs a pressure detection signal when the pressure introduced from the pressure introduction unit 162 is detected. This pressure detection signal is transmitted to the pressure digitization processing device 153 via the wires 156 and 157 and the wiring 152.

配線152は、筐体151内に設けられている。配線152は、ワイヤ156を介して、半導体圧力センサ10と電気的に接続されている。また、配線152は、ワイヤ157を介して、圧力数値化処理装置153と電気的に接続されている。配線152は、半導体圧力センサ10と圧力数値化処理装置153とを電気的に接続するためのものである。   The wiring 152 is provided in the housing 151. The wiring 152 is electrically connected to the semiconductor pressure sensor 10 via the wire 156. The wiring 152 is electrically connected to the pressure digitizing apparatus 153 via the wire 157. The wiring 152 is for electrically connecting the semiconductor pressure sensor 10 and the pressure digitizing apparatus 153.

圧力数値化処理装置153は、筐体151内に設けられている。圧力数値化処理装置153は、ワイヤ156,157及び配線152を介して、半導体圧力センサ10と電気的に接続されている。また、圧力数値化処理装置153は、ワイヤ158及び配線154を介して、表示装置161と電気的に接続されている。圧力数値化処理装置153は、半導体圧力センサ10の制御全般を行う機能を奏する。また、圧力数値化処理装置153は、半導体圧力センサ10が検出した圧力検出信号に基づき、ダイアフラム11に印加された圧力を数値化し、この数値化したデータをワイヤ158及び配線154を介して、表示装置161に送信する。   The pressure digitizing apparatus 153 is provided in the housing 151. The pressure digitizing apparatus 153 is electrically connected to the semiconductor pressure sensor 10 via wires 156 and 157 and a wiring 152. Further, the pressure digitization processing device 153 is electrically connected to the display device 161 via a wire 158 and a wiring 154. The pressure digitization processing device 153 has a function of performing overall control of the semiconductor pressure sensor 10. Further, the pressure digitization processing device 153 digitizes the pressure applied to the diaphragm 11 based on the pressure detection signal detected by the semiconductor pressure sensor 10, and displays the digitized data via the wire 158 and the wiring 154. Transmit to device 161.

表示装置161は、筐体151の外部に設けられており、配線154と接続されている。表示装置161は、配線154及びワイヤ158を介して、圧力数値化処理装置153と電気的に接続されている。表示装置161は、数値化された圧力を表示する表示部165を有する。表示装置161は、圧力数値化処理装置153により数値化された圧力を表示部165に表示する。   The display device 161 is provided outside the housing 151 and is connected to the wiring 154. The display device 161 is electrically connected to the pressure digitization processing device 153 via the wiring 154 and the wire 158. The display device 161 includes a display unit 165 that displays the digitized pressure. The display device 161 displays the pressure digitized by the pressure digitization processing device 153 on the display unit 165.

本実施の形態の半導体圧力センサ装置によれば、第1の実施の形態の半導体圧力センサ10を備えることにより、ダイアフラム11に印加された圧力を精度良く検出することができる。   According to the semiconductor pressure sensor device of the present embodiment, the pressure applied to the diaphragm 11 can be detected with high accuracy by including the semiconductor pressure sensor 10 of the first embodiment.

なお、本実施の形態の半導体圧力センサ装置150では、第1の実施の形態の半導体圧力センサ10を設けた場合を例に挙げて説明したが、第1の実施の形態の半導体圧力センサ10の代わりに、第2〜第8の実施の形態において説明した半導体圧力センサ40,60,70,80,90,100,130,170,180のいずれかを設けた場合についても同様な効果を得ることができる。   In the semiconductor pressure sensor device 150 according to the present embodiment, the case where the semiconductor pressure sensor 10 according to the first embodiment is provided has been described as an example, but the semiconductor pressure sensor 10 according to the first embodiment is described. Instead, the same effect can be obtained when any of the semiconductor pressure sensors 40, 60, 70, 80, 90, 100, 130, 170, 180 described in the second to eighth embodiments is provided. Can do.

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to such specific embodiments, and within the scope of the present invention described in the claims, Various modifications and changes are possible.

本発明は、第1及び第2の抵抗体の抵抗値の差分に基づいて、ダイアフラムに印加された圧力を検出する半導体圧力センサ及びその製造方法、及び半導体圧力センサ装置に適用可能である。   The present invention can be applied to a semiconductor pressure sensor that detects the pressure applied to the diaphragm based on the difference between the resistance values of the first and second resistors, a manufacturing method thereof, and a semiconductor pressure sensor device.

本発明の第1の実施の形態に係る半導体圧力センサの断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 第1及び第2の抵抗体の配設位置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the arrangement position of the 1st and 2nd resistor. 異なる厚さを有する他のダイアフラムを説明するための図(その1)である。It is FIG. (1) for demonstrating the other diaphragm which has different thickness. 異なる厚さを有する他のダイアフラムを説明するための図(その2)である。It is FIG. (2) for demonstrating the other diaphragm which has different thickness. 異なる厚さを有する他のダイアフラムを説明するための図(その3)である。It is FIG. (3) for demonstrating the other diaphragm which has different thickness. 異なる厚さを有する他のダイアフラムを説明するための図(その4)である。It is FIG. (4) for demonstrating the other diaphragm which has different thickness. 本発明の第1の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図(その1)である。It is FIG. (1) which shows the manufacturing process of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図(その2)である。It is FIG. (2) which shows the manufacturing process of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図(その3)である。It is FIG. (The 3) which shows the manufacturing process of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図(その4)である。It is FIG. (4) which shows the manufacturing process of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図(その5)である。It is FIG. (5) which shows the manufacturing process of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図(その6)である。It is FIG. (6) which shows the manufacturing process of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図(その7)である。It is FIG. (7) which shows the manufacturing process of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図(その8)である。It is FIG. (8) which shows the manufacturing process of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る半導体圧力センサの断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る半導体圧力センサに設けられたダイアフラムを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the diaphragm provided in the semiconductor pressure sensor which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図(その1)である。It is a figure (the 1) which shows the manufacturing process of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図(その2)である。It is FIG. (2) which shows the manufacturing process of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図(その3)である。It is FIG. (The 3) which shows the manufacturing process of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図(その4)である。It is FIG. (4) which shows the manufacturing process of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図(その5)である。It is FIG. (5) which shows the manufacturing process of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図(その6)である。It is FIG. (6) which shows the manufacturing process of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図(その7)である。It is FIG. (The 7) which shows the manufacturing process of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る半導体圧力センサの断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る半導体圧力センサの断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図(その1)である。It is FIG. (1) which shows the manufacturing process of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図(その2)である。It is FIG. (2) which shows the manufacturing process of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図(その3)である。It is FIG. (The 3) which shows the manufacturing process of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図(その4)である。It is FIG. (The 4) which shows the manufacturing process of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図(その5)である。It is FIG. (5) which shows the manufacturing process of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態に係る半導体圧力センサの断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 第1及び第2の抵抗体が形成されたダイアフラム及び支持体の平面図である。It is a top view of the diaphragm in which the 1st and 2nd resistor was formed, and a support body. ダイアフラムに形成する貫通部の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the penetration part formed in a diaphragm. 本発明の第6の実施の形態に係る半導体圧力センサの断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 6th Embodiment of this invention. 第1及び第2の抵抗体が形成されたダイアフラム及び支持体の平面図である。It is a top view of the diaphragm in which the 1st and 2nd resistor was formed, and a support body. 本発明の第7の実施の形態に係る半導体圧力センサの断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施の形態に係る半導体圧力センサに設けられた熱酸化膜を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the thermal oxide film provided in the semiconductor pressure sensor which concerns on the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図(その1)である。It is FIG. (1) which shows the manufacturing process of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図(その2)である。It is FIG. (2) which shows the manufacturing process of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図(その3)である。It is FIG. (3) which shows the manufacturing process of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図(その4)である。It is FIG. (4) which shows the manufacturing process of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図(その5)である。It is FIG. (5) which shows the manufacturing process of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図(その6)である。It is FIG. (6) which shows the manufacturing process of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図(その7)である。It is FIG. (The 7) which shows the manufacturing process of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図(その8)である。It is FIG. (The 8) which shows the manufacturing process of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図(その9)である。It is FIG. (9) which shows the manufacturing process of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図(その10)である。It is FIG. (10) which shows the manufacturing process of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図(その11)である。It is FIG. (11) which shows the manufacturing process of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 7th Embodiment of this invention. 図46に示すダイアフラムと支持体との境界部分を拡大した図である。It is the figure which expanded the boundary part of the diaphragm shown in FIG. 46, and a support body. 本発明の第7の実施の形態の変形例に係る半導体圧力センサを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semiconductor pressure sensor which concerns on the modification of the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第8の実施の形態に係る半導体圧力センサの断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 8th Embodiment of this invention. 図51に示す半導体圧力センサに設けられたダイアフラムと支持体との境界部分を拡大した図である。It is the figure which expanded the boundary part of the diaphragm provided in the semiconductor pressure sensor shown in FIG. 51, and a support body. 本発明の第8の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図(その1)である。It is FIG. (1) which shows the manufacturing process of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 8th Embodiment of this invention. 本発明の第8の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図(その2)である。It is FIG. (2) which shows the manufacturing process of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 8th Embodiment of this invention. 本発明の第8の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図(その3)である。It is FIG. (3) which shows the manufacturing process of the semiconductor pressure sensor which concerns on the 8th Embodiment of this invention. 図53に示すダイアフラムと支持体との境界部分を拡大した図である。It is the figure which expanded the boundary part of the diaphragm shown in FIG. 53, and a support body. 本発明の第8の実施の形態の変形例に係る半導体圧力センサを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semiconductor pressure sensor which concerns on the modification of the 8th Embodiment of this invention. 本発明の第9の実施の形態に係る半導体圧力センサ装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the semiconductor pressure sensor apparatus which concerns on the 9th Embodiment of this invention. 従来の半導体圧力センサの断面図である。It is sectional drawing of the conventional semiconductor pressure sensor.

符号の説明Explanation of symbols

10,40,60,70,80,90,100,130,170,180 半導体圧力センサ
11,41,61,71,81,101 ダイアフラム
12 支持体
13,14 第1の抵抗体
15,16 第2の抵抗体
18,72,72−1,72−2,76,103 保護膜
21,22,23,24 配線パターン
25,42 凸部
25A 面
25B,35B,42B,105B,105B−1 側面
26A,26B,27A,27B,33A,47A,73A,73B,74A,74B,114A,117,116A,118A 開口部
31 半導体基板
31A,31C,42A 上面
31B 下面
33,37,45,47,78,114,118 レジスト膜
35,49,105 凹部
35A,105A,105A−1 底面
82,85 貫通部
102,102−1,102−2,131,131−1,131−2 熱酸化膜
105C 境界部分
111,112,116 SiN膜
150 半導体圧力センサ装置
151 筐体
152,154 配線
153 圧力数値化処理装置
156〜158 ワイヤ
161 表示装置
162 圧力導入部
163 配線引き出し部
165 表示部
A 第1の抵抗体形成領域
B 外周縁
D1,D2 深さ
E 高さ
G,I,N,P 厚さの薄いダイアフラム部分
K1〜K5,W1〜W11 幅
L1〜L4,J1,J2 長さ
M1〜M20 厚さ
P 角
10, 40, 60, 70, 80, 90, 100, 130, 170, 180 Semiconductor pressure sensor 11, 41, 61, 71, 81, 101 Diaphragm 12 Support body 13, 14 First resistor 15, 16 Second Resistors 18, 72, 72-1, 72-2, 76, 103 protective film 21, 22, 23, 24 wiring pattern 25, 42 convex portion 25A surface 25B, 35B, 42B, 105B, 105B-1 side surface 26A, 26B, 27A, 27B, 33A, 47A, 73A, 73B, 74A, 74B, 114A, 117, 116A, 118A Opening 31 Semiconductor substrate 31A, 31C, 42A Upper surface 31B Lower surface 33, 37, 45, 47, 78, 114, 118 Resist film 35, 49, 105 Recess 35A, 105A, 105A-1 Bottom face 82, 85 Through part 10 , 102-1, 102-2, 131, 131-1 and 131-2 Thermal oxide film 105C Boundary part 111, 112, 116 SiN film 150 Semiconductor pressure sensor device 151 Housing 152, 154 Wiring 153 Pressure digitization processing device 156 158 Wire 161 Display device 162 Pressure introducing portion 163 Wiring drawing portion 165 Display portion A First resistor formation region B Outer peripheral edge D1, D2 Depth E Height G, I, N, P Thin diaphragm portion K1 ~ K5, W1-W11 Width L1-L4, J1, J2 Length M1-M20 Thickness P Angle

Claims (9)

半導体基板に設けられた凹部と、
前記凹部の底面に対応する部分の前記半導体基板に設けられたダイアフラムと、
前記凹部の側面に対応する部分の前記半導体基板に設けられ、前記ダイアフラムを支持する支持体と、
前記ダイアフラムの略中央に設けられた第1の抵抗体と、
前記ダイアフラムの周縁部に設けられた第2の抵抗体と、を備え、
前記第1及び第2の抵抗体の抵抗値の差分に基づいて、前記ダイアフラムに印加された圧力を検出する半導体圧力センサであって、
前記凹部の底面と前記凹部の側面との境界に対応する部分の前記ダイアフラム及び前記支持体に熱酸化膜を設けたことを特徴とする半導体圧力センサ。
A recess provided in the semiconductor substrate;
A diaphragm provided on a portion of the semiconductor substrate corresponding to the bottom surface of the recess;
A support that is provided on a portion of the semiconductor substrate corresponding to a side surface of the recess and supports the diaphragm;
A first resistor provided substantially in the center of the diaphragm;
A second resistor provided on the peripheral edge of the diaphragm,
A semiconductor pressure sensor for detecting a pressure applied to the diaphragm based on a difference between resistance values of the first and second resistors;
A semiconductor pressure sensor, wherein a thermal oxide film is provided on the diaphragm and the support at a portion corresponding to a boundary between a bottom surface of the recess and a side surface of the recess.
半導体基板に設けられた凹部と、
前記凹部の底面に対応する部分の前記半導体基板に設けられたダイアフラムと、
前記凹部の側面に対応する部分の前記半導体基板に設けられ、前記ダイアフラムを支持する支持体と、
前記ダイアフラムの略中央に設けられた第1の抵抗体と、
前記ダイアフラムの周縁部に設けられた第2の抵抗体と、を備え、
前記第1及び第2の抵抗体の抵抗値の差分に基づいて、前記ダイアフラムに印加された圧力を検出する半導体圧力センサであって、
前記凹部の底面及び前記凹部の側面に対応する部分の前記ダイアフラム及び前記支持体を覆うように熱酸化膜を設けたことを特徴とする半導体圧力センサ。
A recess provided in the semiconductor substrate;
A diaphragm provided on a portion of the semiconductor substrate corresponding to the bottom surface of the recess;
A support that is provided on a portion of the semiconductor substrate corresponding to a side surface of the recess and supports the diaphragm;
A first resistor provided substantially in the center of the diaphragm;
A second resistor provided on the peripheral edge of the diaphragm,
A semiconductor pressure sensor for detecting a pressure applied to the diaphragm based on a difference between resistance values of the first and second resistors;
A semiconductor pressure sensor comprising a thermal oxide film so as to cover the diaphragm and the support at portions corresponding to the bottom surface of the recess and the side surface of the recess.
前記第1の抵抗体の形成領域以外の領域に対応する部分の前記ダイアフラムの厚さを、前記第1の抵抗体の形成領域に対応する部分の前記ダイアフラムの厚さよりも薄くしたことを特徴とする請求項1または2記載の半導体圧力センサ。   The thickness of the diaphragm corresponding to the region other than the region where the first resistor is formed is made thinner than the thickness of the diaphragm corresponding to the region where the first resistor is formed. The semiconductor pressure sensor according to claim 1 or 2. 半導体基板に設けられた凹部と、
前記凹部の底面に対応する部分の前記半導体基板に設けられたダイアフラムと、
前記凹部の側面に対応する部分の前記半導体基板に設けられ、前記ダイアフラムを支持する支持体と、
第1の抵抗体と、
前記ダイアフラムの周縁部に設けられた第2の抵抗体と、を備え、
前記第1及び第2の抵抗体の抵抗値の差分に基づいて、前記ダイアフラムに印加された圧力を検出する半導体圧力センサであって、
前記第1の抵抗体を前記支持体に設けると共に、前記凹部の底面と前記凹部の側面との境界に対応する部分の前記ダイアフラム及び前記支持体に熱酸化膜を設けたことを特徴とする半導体圧力センサ。
A recess provided in the semiconductor substrate;
A diaphragm provided on a portion of the semiconductor substrate corresponding to the bottom surface of the recess;
A support that is provided on a portion of the semiconductor substrate corresponding to a side surface of the recess and supports the diaphragm;
A first resistor;
A second resistor provided on the peripheral edge of the diaphragm,
A semiconductor pressure sensor for detecting a pressure applied to the diaphragm based on a difference between resistance values of the first and second resistors;
The first resistor is provided on the support, and a thermal oxide film is provided on the diaphragm and the support in a portion corresponding to a boundary between a bottom surface of the recess and a side surface of the recess. Pressure sensor.
半導体基板に設けられた凹部と、
前記凹部の底面に対応する部分の前記半導体基板に設けられたダイアフラムと、
前記凹部の側面に対応する部分の前記半導体基板に設けられ、前記ダイアフラムを支持する支持体と、
第1の抵抗体と、
前記ダイアフラムの周縁部に設けられた第2の抵抗体と、を備え、
前記第1及び第2の抵抗体の抵抗値の差分に基づいて、前記ダイアフラムに印加された圧力を検出する半導体圧力センサであって、
前記第1の抵抗体を前記支持体に設けると共に、前記凹部の底面及び側面に対応する部分の前記ダイアフラム及び前記支持体を覆うように熱酸化膜を設けたことを特徴とする半導体圧力センサ。
A recess provided in the semiconductor substrate;
A diaphragm provided on a portion of the semiconductor substrate corresponding to the bottom surface of the recess;
A support that is provided on a portion of the semiconductor substrate corresponding to a side surface of the recess and supports the diaphragm;
A first resistor;
A second resistor provided on the peripheral edge of the diaphragm,
A semiconductor pressure sensor for detecting a pressure applied to the diaphragm based on a difference between resistance values of the first and second resistors;
A semiconductor pressure sensor characterized in that the first resistor is provided on the support, and a thermal oxide film is provided so as to cover the diaphragm and the support at portions corresponding to the bottom and side surfaces of the recess.
前記第1の抵抗体の形成領域以外の領域に対応する部分の前記ダイアフラムの厚さを、前記第1の抵抗体の形成領域に対応する部分の前記ダイアフラムの厚さよりも薄くしたことを特徴とする請求項4または5記載の半導体圧力センサ。   The thickness of the diaphragm corresponding to the region other than the region where the first resistor is formed is made thinner than the thickness of the diaphragm corresponding to the region where the first resistor is formed. The semiconductor pressure sensor according to claim 4 or 5. 半導体基板に設けられた凹部と、前記凹部の底面に対応する部分の前記半導体基板に設けられたダイアフラムと、前記凹部の側面に対応する部分の前記半導体基板に設けられ、前記ダイアフラムを支持する支持体と、前記ダイアフラムの略中央に設けられた第1の抵抗体と、前記ダイアフラムの周縁部に設けられた第2の抵抗体と、を備え、
前記第1及び第2の抵抗体の抵抗値の差分に基づいて、前記ダイアフラムに印加された圧力を検出する半導体圧力センサの製造方法であって、
前記半導体基板に前記凹部を形成して、前記ダイアフラム及び前記支持体を形成するダイアフラム及び支持体形成工程と、
前記凹部の側面及び底面に対応する部分の前記ダイアフラム及び前記支持体を覆うように絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
前記絶縁膜に、前記凹部の側面と前記凹部の底面との境界に対応する部分の前記ダイアフラム及び前記支持体を露出する開口部を形成する開口部形成工程と、
前記開口部形成工程後に、熱酸化法により前記開口部に露出された部分の前記ダイアフラム及び前記支持体に熱酸化膜を形成する熱酸化膜形成工程と、を含むことを特徴とする半導体圧力センサの製造方法。
A recess provided in the semiconductor substrate; a diaphragm provided in the semiconductor substrate at a portion corresponding to a bottom surface of the recess; and a support provided in the semiconductor substrate at a portion corresponding to a side surface of the recess and supporting the diaphragm. A body, a first resistor provided at substantially the center of the diaphragm, and a second resistor provided at a peripheral edge of the diaphragm,
A method of manufacturing a semiconductor pressure sensor for detecting a pressure applied to the diaphragm based on a difference between resistance values of the first and second resistors,
Forming the recess in the semiconductor substrate, forming the diaphragm and the support, and a diaphragm and support forming step;
An insulating film forming step of forming an insulating film so as to cover the diaphragm and the support in a portion corresponding to a side surface and a bottom surface of the concave portion;
Forming an opening in the insulating film to expose the diaphragm and the support at a portion corresponding to a boundary between a side surface of the recess and a bottom surface of the recess;
A semiconductor pressure sensor comprising: a thermal oxide film forming step of forming a thermal oxide film on the diaphragm and the support at a portion exposed to the opening by a thermal oxidation method after the opening forming step. Manufacturing method.
半導体基板に設けられた凹部と、前記凹部の底面に対応する部分の前記半導体基板に設けられたダイアフラムと、前記凹部の側面に対応する部分の前記半導体基板に設けられ、前記ダイアフラムを支持する支持体と、前記ダイアフラムの略中央に設けられた第1の抵抗体と、前記ダイアフラムの周縁部に設けられた第2の抵抗体と、を備え、
前記第1及び第2の抵抗体の抵抗値の差分に基づいて、前記ダイアフラムに印加された圧力を検出する半導体圧力センサの製造方法であって、
前記半導体基板に前記凹部を形成して、前記ダイアフラム及び前記支持体を形成するダイアフラム及び支持体形成工程と、
熱酸化法により、前記凹部の側面及び底面に対応する部分の前記ダイアフラム及び前記支持体を覆うように熱酸化膜を形成する熱酸化膜形成工程と、を含むことを特徴とする半導体圧力センサの製造方法。
A recess provided in the semiconductor substrate; a diaphragm provided in the semiconductor substrate at a portion corresponding to a bottom surface of the recess; and a support provided in the semiconductor substrate at a portion corresponding to a side surface of the recess and supporting the diaphragm. A body, a first resistor provided at substantially the center of the diaphragm, and a second resistor provided at a peripheral edge of the diaphragm,
A method of manufacturing a semiconductor pressure sensor for detecting a pressure applied to the diaphragm based on a difference between resistance values of the first and second resistors,
Forming the recess in the semiconductor substrate, forming the diaphragm and the support, and a diaphragm and support forming step;
A thermal oxide film forming step of forming a thermal oxide film so as to cover the diaphragm and the support at portions corresponding to the side and bottom surfaces of the concave portion by a thermal oxidation method. Production method.
請求項1ないし6のうち、いずれか一項記載の半導体圧力センサと、
前記半導体圧力センサが検出する圧力検出信号に基づき、前記ダイアフラムに印加された前記圧力を数値化する圧力数値化処理装置と、を備えたことを特徴とする半導体圧力センサ装置。
A semiconductor pressure sensor according to any one of claims 1 to 6,
A semiconductor pressure sensor device comprising: a pressure digitization processing device that digitizes the pressure applied to the diaphragm based on a pressure detection signal detected by the semiconductor pressure sensor.
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