CN101713692A - 压力传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种小型且高性能的压力传感器。本发明涉及的压力传感器，具备：设置在传感器芯片(10)的中央部的差压用膜片(4)；差压应变片(5a)，设置在压差用膜片(4)的周缘部，沿着径向形成；差压应变片(5d)，其配置在隔着差压用膜片与差压应变片(5a)相对置的位置，且沿着与径向垂直的周向形成；差压应变片(5c)，其设置在差压应变片(5a)的附近，沿着周向设置；差压应变片(5b)，其配置在隔着差压用膜片相对置的位置，沿着径向形成；静压用膜片(17c)，其周向上的位置位于差压应变片(5b)和差压应变片(5c)之间；静压用膜片(17d)，其隔着差压用膜片(4)相对置地配置。

Description

压力传感器
技术领域
本发明涉及一种压力传感器，尤其涉及具有膜片的压力传感器。
背景技术
利用半导体的压阻效应的压力传感器，由于小型、轻质、灵敏度高，而在工业测量、医疗等领域广泛地利用。在这样的压力传感器中，在半导体基板上形成有膜片。而且，在膜片上形成有应变片。因施压于膜片的压力而使应变片变形。检测由压阻效应引起的应变片的电阻变化，来测量压力。
公开有在同一基板上具备差压用膜片和静压用膜片的单片型的压力传感器(专利文献1)。在该文献中，是在差压用应变片和静压用应变片之间形成变形分离带。通过形成变形分离带，能够防止在施加静压时，静压用膜片产生的应力波及到差压用膜片，从而防止因施加压力而对差压测量值产生影响。例如，在施加差压时，因差压用膜片的变化而对传感器芯片产生多余的应力。该应力会使差压应变片受到影响。这些影响，都被变形分离带降低。
另外，公开了另一种构成的压力传感器(专利文献2)。在该传感器中，采用了在传感器芯片与基座的接合面的角部设置适宜的非接合区域的构造。具体而言，在传感器芯片的中央部，形成差压用膜片，并且在传感器的角部形成非接合区域。由此，能够将温度引起的零点漂移及其偏差控制到最小，并能够保持良好的温度特性。
专利文献1：日本特开平5-72069号公报
专利文献2：日本特开第3359493号公报
然而，在专利文献1中，在将传感器芯片小型化时，为了设置变形分离带而确保足够的空间是很困难的。即，传感器芯片将变大变形分离带的量。另外，在将专利文献2的构成适用于单片型的压力传感器时，在传感器芯片的角部确保形成非接合区域的空间是很困难的。
于是，存在难于实现小型且高性能的压力传感器这样的问题。
发明内容
本发明是为了解决这样的问题而完成的，目的在于提供一种小型且高性能的压力传感器。
本发明的第一方式涉及的压力传感器，具备：基板；设置于上述基板的中央部的差压用膜片；第一差压应变片，其设置于上述压差用膜片的周缘部，沿着相对于上述差压用膜片的中心的径向形成；第二差压应变片，其配置在隔着差压用膜片与上述第一差压应变片相对置的位置，且在上述差压用膜片的周缘部沿着与上述径向垂直的周向形成；第三差压应变片，其在上述差压用膜片的周缘部，设置在上述第一差压应变片的附近，并沿着上述周向设置；第四差压应变片，其配置在隔着上述差压用膜片与上述第三差压应变片相对置的位置，且在上述差压用膜片的周缘部沿着上述径向形成；第一静压用膜片，其设置在上述差压用膜片的外侧，且周向上的位置位于上述第三差压应变片和上述第四差压应变片之间；第二静压用膜片，其设置在上述差压用膜片的外侧，配置在隔着上述差压用膜片相对置的位置。由此，能够抑制静压和差压的干扰引起的串扰。因此，能够实现小型且高性能的压力传感器。
本发明的第二方式涉及的压力传感器，是在上述的压力传感器的基础上，还具备与上述基板接合的基座，在从上述差压用膜片的设置有上述差压应变片的相对置的两条边到上述基板的端点之间，形成有上述基座与上述基板的非接合区域。由此，能够提高温度特性。因此，能够进一步实现高性能且小型的压力传感器。
本发明的第三方式涉及的压力传感器，是在上述的压力传感器的基础上，其特征在于，上述第一和第二静压用膜片的形状为，沿上述径向配置的端边短于沿上述周向配置的端边，上述压力传感器具备静压应变片，该静压应变片在上述第一和第二静压用膜片的中央部和沿上述周向配置的端部，分别隔着上述差压用膜片相对置地形成。由此，能够提高温度特性。因此，能够进一步实现高性能且小型的压力传感器。
本发明的第四方式涉及的压力传感器，是在上述的压力传感器的基础上，上述第一和第二静压用膜片形成为长方形。由此，能够容易地制造压力传感器。
本发明的第五方式涉及的压力传感器，是在上述的压力传感器的基础上，其特征在于，上述第一和第二静压用膜片呈正方形，在上述第一和第二静压用膜片的相邻的两个端部，具备在每个上述静压用膜片上形成排列方向一致的静压应变片。由此，能够提高温度特性。因此，能够进一步实现高性能且小型的压力传感器
根据本发明，能够提供小型且高性能的压力传感器。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1涉及的压力传感器的构成的俯视图。
图2是图1的II-II剖视图。
图3是图1的III-III剖视图。
图4是表示压力传感器的传感器芯片的制造工序的图。
图5是表示压力传感器的传感器芯片的制造工序的工序剖视图，是图4的V-V剖视图。
图6是表示压力传感器的基座的制造工序的图。
图7是表示压力传感器的基座的制造工序的工序剖视图，是图6的VII-VII剖视图。
图8是表示实施方式2涉及的压力传感器的构成的俯视图。
附图标记说明：1-第一半导体层，2-绝缘层，3-第二半导体层，4-差压用膜片，5-差压应变片，5a-差压应变片，5b-差压应变片，5c-差压应变片，5d-差压应变片，9-抗蚀剂，10-传感器芯片，11-基座，15-静压应变片，15a-静压应变片，15b-静压应变片，15c-静压应变片，15d-静压应变片，17-静压用膜片，17c-静压用膜片，17d-静压用膜片，18-贯穿孔，19-抗蚀剂，29-掩模。
具体实施方式
发明的实施方式1
下面，对适用了本发明的具体实施方式，参照附图详细地进行说明。图1是表示本实施方式涉及的压力传感器所使用的传感器芯片的构成的俯视图。图2是图1的II-II剖视图，图3是图1的III-III剖视图。本实施方式涉及的压力传感器，是利用了半导体的压阻效应的半导体压力传感器。
压力传感器，具有由半导体基板构成的传感器芯片10。传感器芯片10呈正方形。如图1所示，设正方形的传感器芯片10的各顶点为A、B、C、D。如图1所示，设左上角为角A、右下角为角B、右上角为角C、左下角为角D。连接角A和角B的对角线为对角线AB。连接角C和角D的对角线为对角线CD。由于传感器芯片10呈正方形，所以对角线AB与对角线CD正交。此外，设传感器芯片10的中心为中心O。中心O与对角线AB和对角线CD的交点一致。
如图2所示，传感器芯片10为，作为基座的第一半导体层1、绝缘层2以及第二半导体层3的三层构造。例如，作为传感器芯片10，可以使用由第一半导体层1、0.5μm左右厚度的绝缘层2和第二半导体层3构成的SOI(Silicon On Insulator：绝缘体上硅)基板。第一半导体层1和第二半导体层3，例如由n型单晶硅层构成。绝缘层2例如由SiO2层构成。在第一半导体层1上，形成有绝缘层2。而且，在绝缘层2上，形成有第二半导体层3。因此，在第一半导体层1和第二半导体层3之间，配设有绝缘层2。在蚀刻第一半导体层1时，绝缘层2作为蚀刻终止层发挥功能。第二半导体层3构成差压用膜片4。如图1所示，差压用膜片4配设于芯片的中央部分。
在传感器芯片10的中央部，设置有用于检测差压的差压用膜片4。如图2所示，通过去除第一半导体层1，来形成差压用膜片4。即，在差压用膜片4处，传感器芯片10变薄。这里，如图1所示，差压用膜片4形成为正方形。另外，差压用膜片4的中心与传感器芯片10的中心O一致。即，差压用膜片4的中心点位于对角线AB和对角线CD的交点上。而且，差压用膜片4配置成相对于正方形的传感器芯片10以45°倾斜。因此，对角线AB垂直地穿过差压用膜片4的相对置的两条边的中心。另外，对角线CD垂直地穿过差压用膜片4的相对置的另两条边的中心。差压用膜片4的对角线成为对角线AB和对角线CD之间的角度。
在差压用膜片4的表面，设置有差压应变片5a～5d。将这四个差压应变片5a～5d统称为差压应变片5。差压应变片5设置在差压用膜片4的端部。即，差压应变片5形成在差压用膜片4的周缘部上。
四个差压应变片，形成在与差压用膜片4的对角线CD平行的边上。即，只在差压用膜片4对置的两条边上形成差压应变片5，在其余的两条边上不形成差压应变片。在此，在角A侧的边上形成差压应变片5a、5c，在角B侧的边上形成差压应变片5b、5d。于是，在相对置的两条边上分别形成两个差压应变片5。因此，在差压应变片5a附近形成差压应变片5c。另外，在差压应变片5b附近形成差压应变片5d。换而言之，差压应变片5a位于比差压应变片5b、5d更接近差压应变片5c处，差压应变片5b位于比差压应变片5a、5c更接近差压应变片5d处。因此，差压应变片5a～5d，在周向上不是等间隔。
差压应变片5a和差压应变片5b，隔着中心O相对置配置。差压应变片5a和差压应变片5b，相对于中心O点对称地配置。另外，差压应变片5c和差压应变片5d，隔着中心O相对置配置。差压应变片5c和差压应变片5d，相对于中心O点对称地配置。差压应变片5a和差压应变片5d，配置在隔着差压用膜片4相对置的位置。差压应变片5b和差压应变片5c，配置在隔着差压用膜片4相对置的位置。差压应变片5a、5b的长边方向，与对角线CD垂直。即，差压应变片5a、5b形成为，与形成有该差压应变片5a、5b的差压用膜片4的一条边垂直。另一方面，差压应变片5c、5d的长边方向，形成为与对角线CD平行。即，差压应变片5c、5d形成为，与形成有该差压应变片5c、5d的差压用膜片4的一条边平行。因此，接近配置的差压应变片5a和差压应变片5c，在正交的方向上设置。另外，接近配置的差压应变片5b和差压应变片5d，在正交的方向上设置。
差压应变片5是具有压阻效应的应变片。因此，当传感器芯片10变形时，各差压应变片5a～5d的电阻产生变化。另外，在传感器芯片的上表面，形成有与各差压应变片5a～5d连接的布线(未图示)。例如，在各差压应变片5a 5d的两端连接有布线。借助该布线，将四个差压应变片5接线成电桥电路。由于被差压用膜片4隔开的空间的压力差，差压用膜片4变形。差压应变片5，根据差压用膜片4的变形量使电阻变化。通过检测该电阻的变化，就能够测量压力。如图2和图3所示，差压应变片5形成于传感器芯片10的表面。而且在差压应变片5a～5d的长边方向的两端，连接有布线(未图示)。例如，差压应变片5a、5b，在传感器芯片10的结晶面方位(100)处，形成为与压电电阻系数为最大的(110)的结晶轴方向平行。
此外，在传感器芯片10上，设置有两个静压用膜片17c、17d。将这两个静压用膜片17c、17d统称为静压用膜片17。如图3所示，通过去除第一半导体层1，而形成静压用膜片17。即，在静压用膜片17处，传感器芯片10变薄。静压用膜片17配置于差压用膜片4的外周部。即，在差压用膜片4的外侧，配置有静压用膜片17。两个静压用膜片17c、17d，相对于中心O点对称地配置。
因此，静压用膜片17c和静压用膜片17d配置为，隔着差压用膜片4相对置地对置。静压用膜片17c和静压用膜片17d，配置在对角线CD上。而且，从中心O到静压用膜片17c的距离，与从中心O到静压用膜片17d的距离相等。静压用膜片17c和静压用膜片17d为相同的大小、形状。静压用膜片17小于差压用膜片4。
在中心O和角C之间，配置静压用膜片17c。即，在差压用膜片4的角C侧的一条边与角C之间，配置静压用膜片17c。在此，差压用膜片4的角C侧的一条边，是未形成差压应变片5的边。另外，在中心O和角D之间，配置有静压用膜片17d。即，在差压用膜片4的角D侧的一条边与角D之间，配置有静压用膜片17d。差压用膜片4的角D侧的一条边，是未形成差压应变片5的边，是与差压用膜片4的角C侧的一条边相对置的边。
静压用膜片17形成为长方形。因此，静压用膜片17的长边和短边正交。即，静压用膜片17存在长边方向和短边方向。在此，设从传感器芯片10的中心朝向外侧延伸的方向为径向(r方向)。即，从传感器芯片10的中心点朝向传感器芯片10的端部的方向为径向。由于传感器芯片10和差压用膜片4的中心一致，因此该径向为相对于差压用膜片4的中心的径向。而且，设与径向正交的方向为周向(θ方向)。周向对应于以传感器芯片10的中心为中心的圆的切线方向。静压用膜片17的短边与径向平行。
静压用膜片17c、17d的短边与对角线CD平行。这样，在相对置的两个静压用膜片17c、d中，短边方向平行。另外，在对角线CD上，静压用膜片17的长边方向与周向平行。在静压用膜片17c上，形成有静压应变片15a、15c。在静压用膜片17d上，形成有静压应变片15b、15d。
静压应变片15a、15b，形成于静压用膜片17的端部。即，静压应变片15a与静压用膜片17c的周缘重叠。静压应变片15a，形成于静压用膜片17c的角C侧的边上。静压应变片15a在静压用膜片17c的长边上，沿着该长边形成。静压应变片15b与静压用膜片17d的周缘重叠。静压应变片15b，形成于静压用膜片17d的角D侧的边上。静压应变片15b，在静压用膜片17d的长边上，沿着该长边形成。
静压应变片15a，隔着差压用膜片4与静压应变片15b相对置地配置。静压应变片15a和静压应变片15b，相对于中心O对称地配置。从传感器芯片10的中心O到静压应变片15a的距离，与从传感器芯片10的中心O到静压应变片15b的距离相等。
另一方面，静压应变片15c、15d，形成于静压用膜片17的中央部。即，静压应变片15c，形成于静压用膜片17c的周缘的内侧。静压应变片15d，形成于静压用膜片17d周缘的内侧。因此，静压应变片15c、15d被配置在静压应变片15a和静压应变片15b之间。即，在从角C朝向角D的方向上，按照静压应变片15a、静压应变片15c、静压应变片15d、静压应变片15b的顺序配置。而且，在静压应变片15c和静压应变片15d之间，配置有差压用膜片4。
静压应变片15c，隔着差压用膜片4与静压应变片15d相对置地配置。静压应变片15c和静压应变片15d，相对于中心O对称地配置。因此，从传感器芯片10的中心O到静压应变片15c的距离，与从传感器芯片10的中心O到静压应变片15d的距离相等。另外，从中心O到静压应变片15a的距离，长于从中心O到静压应变片15c的距离。在比中心O更靠近角C侧，形成有静压应变片15a、15c。在比中心O更靠近角D侧，形成有静压应变片15b、15d。
静压应变片15a、15b、15c、15d是与差压应变片5同样的应变片。因此，当传感器芯片10变形时，因压阻效应，各静压应变片15a、15b、15c、15d的电阻产生变化。静压应变片15a、15b、15c、15d，与差压应变片5同样接线成电桥电路。由此，能够测量静压。这里，如图2和图3所示，静压应变片15a、15b、15c、15d形成于传感器芯片10的表面。在静压应变片15a、15b、15c、15d长边方向的两端，连接布线(未图示)。而且，与差压应变片5同样，静压应变片15a、15b、15c、15d接线成电桥电路。
在此，静压用膜片17c、17d，形成在差压用膜片4的未形成差压应变片5的边的外侧。即，由于在差压用膜片4中，在角C侧的边和角D侧的边上形成差压应变片5，因此在角A和差压用膜片4之间，以及角B和差压用膜片4之间，不形成静压用膜片17c、17d。在从与形成了差压应变片5的差压用膜片4的两条边(与对角线CD平行的边)不同的边(与对角线CD垂直的边)，到传感器芯片10的端部之间，配置静压用膜片17。
由此，降低施加静压时对差压应变片5的影响。与将差压应变片5设置在差压用膜片4的各边的构成相比，更能够获得差压应变片5和静压用膜片17的距离。因此，能够更正确地测量差压。另外与在差压用膜片4的外周部设置四个静压应变片17的构成相比，更能够获得差压应变片5和静压用膜片4的距离。因此，能够降低施加差压时对静压应变片15的影响。由此，能够更准确地测量静压，于是，能够正确地测量静压和差压。能够扩大差压用膜片4和静压应变片15a～15d的间隔。因此，能够减小因相邻的膜片产生的应力的影响。即，能够抑制因静压和差压的干扰而产生的串扰的影响。
设置静压用膜片17的方向与设置差压应变片5的方向不同。即，静压应变片15a、15c配置在中心O和角A之间，静压应变片15b、15d配置在中心O和角B之间，静压用膜片17c配置在中心O和角C之间，静压用膜片17d，配置在中心O和角D之间。在周向上的配置，为差压应变片5c、差压应变片5a、静压用膜片17d、差压应变片5d、差压应变片5b、静压用膜片17c的顺序。而且，在静压用膜片17c和静压用膜片17d之间，不存在差压应变片5。换而言之，是在静压用膜片17c和静压用膜片17d之间的区域以外，配置四个差压应变片5a～5d。周向上的静压用膜片17c的位置，位于差压应变片5c和差压应变片5b之间。另外，周向上的静压用膜片17d的位置，位于差压应变片5a和差压应变片5d之间。
在差压用膜片4的一条边上，形成径向的差压应变片5a及周向的差压应变片5b。即，在差压用膜片4的同一条边上形成沿正交的方向形成的两个差压应变片5a、5c。另外，在与该边相对置的边上，形成沿正交的方向形成的两个差压应变片5b、5d。差压应变片5a、5b沿径向设置，差压应变片5c、5d沿周向设置。而且，只在相对置的两条边上形成电桥电路。此外，在未设置差压应变片5的方向配置静压用膜片17。即，在未设置差压应变片5的边的外侧，形成静压用膜片17。在图1中，为在对角线AB上不形成静压用膜片17的构成。通过这样的构成，就能够正确地测量静压和差压。即，能够实现小型且高性能的压力传感器。另外，在本实施例中，将差压应变片5a～5d形成于差压用膜片4的边上，然而只要形成于差压用膜片的端部附近产生最大应力的部位即可。
另外，将传感器芯片10与基座11接合。将基座11与传感器芯片10接合的区域作为接合区域13A。另外，将基座11与传感器芯片10未接合的区域作为非接合区域13。即，如图2所示，在基座11的端部形成薄壁部，在中央部形成厚壁部。薄壁部的高度低于厚壁部。该厚壁部与传感器芯片10接合。另一方面，在薄壁部处，基座11与传感芯片器10未接合。因此，在接合区域13A的外侧配置有非接合区域13。
这里，非接合区域13，分别形成于角A侧和角B侧。而且，各非接合区域13呈三角形。即，一方的非接合区域13是以角A为顶点的直角等腰三角形，另一方的非接合区域13是以角B为顶点的直角等腰三角形。三角形的非接合区域13，隔着接合区域13A相对置地配置。即，两个非接合区域13相对于对角线CD对称地形成。在两个非接合区域13之间，配置有接合区域13A。在该接合区域13A的中央形成有贯穿孔18。设置于基座11的贯穿孔18连通到差压用膜片4。由此，贯穿孔18成为导入口，能够将气体导入到差压用膜片4。另外，接合区域13A呈六边形。接合区域13A和非接合区域13的边界线，与对角线CD平行。
这样，设置非接合区域13的方向，与设置静压用膜片17的方向不同。即，在中心O和角A之间的区域和在中心O以及角B之间的区域设置非接合区域13，在中心O和角C之间的区域以及在中心O和角D之间的区域设置静压用膜片17。换而言之，是在对角线CD方向上，在静压用膜片17的外侧和内侧不设置非接合区域13的构成。在从差压用膜片4的与形成差压应变片5的两条边不同的边到传感器芯片10的端点之间，形成非接合区域13。
以沿对角线AB方向产生的应力，和沿与其垂直的对角线CD方向产生的应力相等的方式，调整非接合区域13及接合区域13A的尺寸。通过这样的构成，能够提高温度特性。即，如日本专利第3359493号公报所示，能够将温度引起的零点漂移及其偏差控制到最小，并能够保持良好的温度特性。此外，可以为在非接合区域13的周边不配置静压用膜片17的构成。因此，能够确保形成非接合区域13的空间。由此，能够实现小型且高性能的压力传感器。
接下来，对本实施方式涉及的压力传感器的制造方法进行说明。首先，用图4、图5，对压力传感器所使用的传感器芯片10的制造工序进行说明。图4是表示压力传感器10的制造方法的图，表示从上方观察传感器芯片10的构成。图5是表示压力传感器10的制造工序的工序剖视图，表示图4的V-V截面的构成。
首先，准备由第一半导体1、0.5μm左右厚度的绝缘层2和第二半导体层3构成的SOI(Silicon On Insulator)晶片。为了制作该SOI晶片，可以用在Si基板中注入氧气而形成SiO2层的SIMOX(Separationby Implanted Oxygen：注氧隔离)技术，也可以用使两枚Si基板粘合在一起的SDB(Silicon Direct Bonding：硅直接键合)技术，还可以用其它方法。另外，可以将第二半导体层3平坦化及薄膜化。例如，通过被称为CCP(Computer Controlled Polishing：数控抛光)的研磨法等，将第二半导体层3研磨到规定厚度。
在第二半导体层3的上表面，通过杂质扩散或离子注入法来形成由p型Si构成的静压应变片15a、15b、15c、15d。由此，成为图4(a)和图5(a)所示的构成。当然在该工序中，也可以形成差压应变片5a～5d。如用图1等表示的那样，各应变片形成于作为各膜片的部位的规定的位置。另外，也可以在下述所示的膜片的形成工序之后形成差压应变片5a～5d、静压应变片15a～15d。当然，可以将差压应变片5形成为与静压应变片15a～15d不同的特性。
在这样形成的SOI晶片的下表面形成抗蚀剂9。抗蚀剂9的图案，可以通过公知的光刻蚀工序，而形成在第一半导体层1上。即，通过涂敷感光性树脂膜，并进行曝光、显影，来形成抗蚀剂9的图案。抗蚀剂9，在相当于压敏区域(形成膜片的区域)的部分具有开口部。即，在形成膜片的部分处，露出第一半导体层1。由此，成为图5(b)所示的构成。
然后，将抗蚀剂9作为掩模，对第一半导体层1蚀刻。由此，成为图5(c)所示的构成。例如，可以用公知的ICP蚀刻等干式蚀刻，对第一半导体层1蚀刻。当然，也可以利用使用KOH和TMAH等溶液的湿式蚀刻，对第一半导体层1蚀刻。在对第一半导体层1蚀刻后，则形成差压用膜片4和静压用膜片17。在此，绝缘层2作为蚀刻终止层发挥作用。因此，从抗蚀剂9的开口部露出绝缘层2。
并且，当去除抗蚀剂9时，则成为图4(b)及图5(d)所示的构成。之后，形成用于获得与静压应变片15a～15d，以及差压应变片5电连接的布线(未图示)。由此，形成电桥电路，完成传感器芯片10。另外，形成布线的工序，也可以在图5(d)之前进行。例如，可以在图5(a)之前制成布线，也可以在图5(a)～图5(c)之间制成布线。另外如上所述，可以在图5(d)之后进行静压应变片15a～15d和差压应变片5的形成，而也可以在在图5(a)～图5(d)之间进行。即，布线的形成工序和应变片的形成工序的顺序未作特殊限定。
另外，可以分别进行差压用膜片4和静压用膜片17的蚀刻工序。例如用两种不同的抗蚀剂图案，来分别实施差压用膜片4和静压用膜片17的蚀刻。即，在形成了用于设置差压用膜片4的抗蚀剂图案之后，进行蚀刻。在形成差压用膜片4之后，去除抗蚀剂。之后，形成用于设置静压用膜片17的抗蚀剂图案。在将该抗蚀剂图案作为掩模来使用进行蚀刻后，形成静压用膜片17。这样，通过利用不同的蚀刻工序设置差压用膜片4和静压用膜片17，就能够将差压用膜片4和静压用膜片17作成不同的厚度。当然，也可以在形成静压用膜片17之后形成差压用膜片4。
接下来，用图6和图7来说明基座11的制造工序。图6是表示基座11的制造方法的图，是从上方观察基座11的构成。图7是表示基座11的制造工序的工序剖视图，是表示图6的VII-VII截面的构成。
首先如图6(a)和图7(a)所示，准备作为基座11的基板。作为基板，使用派热克斯(PYREX)(注册商标)玻璃或陶瓷等平坦的基板。然后在基座11上，形成成为掩模的抗蚀剂19。由此，成为图7(b)所示的构成。抗蚀剂19，通过公知的曝光、显影处理等而图案成型。该抗蚀剂19，在成为非接合区域13的部分被去除。即，成为非接合区域13的部分从基座11露出，而在成为接合区域13A的部分，基座11被抗蚀剂19覆盖。
然后，将抗蚀剂19作为掩模，进行蚀刻，则成为图6(b)和图7(c)所示的构成。在基座11的中央部形成凸部，并在外周部形成凹部。即，基座11局部变薄，在基座11形成厚壁部和薄壁部。薄壁部变得比厚壁部薄。该薄壁部形成为非接合区域13。在此，通过使用了HF等的湿式蚀刻，在基座11上形成薄壁部。或者，可以通过喷砂等形成薄壁部。
然后，去除抗蚀剂19形成贯穿孔18。即，在基座11的中央形成圆形的贯穿孔18。由此，成为图6(c)的构成。贯穿孔18，例如，如图7(d)的上侧所示，用钻孔加工而形成。或者如图7(d)的下侧所示，可以用两面喷砂加工而形成。另外，在用两面喷砂加工形成时，在基座11的两面形成掩模29。就这样完成基座11。
而且，将传感器芯片10与基座11接合。例如，通过阳极接合使基座11与传感器芯片10的第一半导体层1接合。在基座11的中心，形成有到达差压用膜片4的贯穿孔18。贯穿孔18与差压用膜片4连通。另外，在角A和角B的周边形成非接合区域13。这样一来结束压力传感器的制作。这样制成的压力传感器为小型且高性能的传感器。
另外，在上述的说明中，传感器芯片10和差压用膜片4的形状为倾斜45°的正方形，然而它们的形状不限于正方形。例如，也可以将传感器芯片10和差压用膜片4的形状作成多边形。而且是差压用膜片4相对于传感器芯片10倾斜的构成。在差压用膜片4的一条边上配置差压用传感器5a、5c，而在与这条边相对置的一条边上配置差压应变片5b、5d。由此，能够容易地实现温度特性高且降低了串扰的压力传感器。在使传感器芯片10和差压用膜片4的形状为正多边形时，它们的倾斜角度，根据角的数目来决定。或者，可以使传感器芯片10和差压用膜片4为圆形。此时，将差压应变片5a配置在差压应变片5c附近，将差压应变片5b配置在差压应变片5d附近。如果这样，就能够容易地实现降低了串扰的压力传感器。
另外，在上述的说明中，以静压用膜片17为长方形进行说明，然而静压用膜片17的形状不限于长方形。例如，也可以将静压用膜片作成椭圆形等。换而言之，静压用膜片17是具有长边方向和短边方向的形状即可。而且，可以将与长边方向正交的短边方向沿着径向配置。将静压应变片15a～15d的长边方向沿着静压用膜片的长边方向配置。即，静压应变片15a～15d沿着周向配置。另外，是将静压应变片15a、15b形成在静压用膜片17的基板端侧的端部，然而也可以形成在基板中心侧的端部。此外，虽然是将静压应变片15a～15d形成在静压用膜片17的边上，然而只要形成于在静压用膜片17的端部附近产生最大应力的部位即可。
发明的实施方式2
用图8对本实施方式涉及的压力传感器的构成进行说明。图8是压力传感器所使用的传感器芯片的构成的俯视图。在本实施方式中，静压应变片15a～15d的配置与实施方式1不同。另外，静压用膜片17c、17d具有正方形的构成。对除此配置以外的构成，由于与实施方式1相同因而省略说明。而且，在图8(a)～图8(c)中，静压应变片15a～15d分别为不同的配置。
首先，说明图8(a)所示的传感器芯片的构成。形成有两个正方形的静压用膜片17c、17d。在图8(a)中，四个静压应变片15a～15d与对角线AB平行。在本实施方式中，四个静压应变片15a～15d配置在静压用膜片17c、17d的端部。而且，在静压用膜片17c相邻的两条边上配置静压应变片15a、15c，在静压用膜片17d相邻的两条边上配置静压应变片15b、15d。因此，静压应变片15c、15d，配置在与静压用膜片17c、17d的对角线CD平行的边上。因此，静压应变片15c，与配置其的静压用膜片17c的一条边垂直。同样，静压用应变片15d，与配置其的静压用膜片17d的一条边垂直。
另一方面，静压应变片15a、15b，配置在与静压用膜片17c、17d的对角线AB平行的边上。在此，静压应变片15a配置在静压用膜片17c的角C侧的一条边上。静压应变片15a与配置其的静压用膜片17c的一条边平行。同样，静压应变片15b配置在静压用膜片17d的角D侧的一条边上。静压应变片15b，与配置其的静压用膜片17d的一条边平行。
这样，在静压用膜片17c的周缘上配置的两个静压应变片15a、15c中，一个沿径向配置，另一个沿周向配置。同样地，在静压用膜片17d的周缘上配置的两个静压应变片15b、15d中，一个沿径向配置，另一个沿周向配置。即使是这样的构成，也能够获得与实施方式1同样的效果。
接下来，说明图8(b)所示的传感器芯片的构成。在图8(b)所示的构成中，静压应变片15a～15d的方向与图8(a)的构成不同。由于除此以外的构成与实施方式1及图8(a)所示的构成同样，因此省略说明。如图8(b)所示，静压应变片15a～15d，与对角线CD平行。即，是使图8(a)所示的静压应变片15a～15d 以各自的中心旋转90°而构成的。因此，静压应变片15a，与配置其的静压用膜片17c的一条边垂直。同样，静压应变片15b，与配置其的静压用膜片17d的一条边垂直。另一方面，静压应变片15c，与配置其的静压用膜片17c的一条边平行。静压应变片15d与配置其的静压用膜片17c的一条边平行。在这样的构成中也能够获得与实施方式1同样的效果。
说明图8(c)所示的传感器芯片的构成。在图8(c)所示的构成中，静压应变片15a～15d的方向与图8(a)、图8(b)的构成不同。除此以外的构成与实施方式1及图8(a)、图8(b)所示的构成同样，因此省略说明。
如图8(c)所示，静压应变片15a、15b，与对角线AB平行，静压应变片15b、15d，与对角线CD平行。即，设置于静压用膜片17c的静压应变片15a、15c，与设置于静压用膜片17d的静压应变片15b、15d正交。
因此，静压应变片15a，与配置其的静压用膜片17c的一条边平行。同样静压应变片15d，与配置其的静压用膜片17d的一条边平行。另一方面，静压应变片15c，与配置其的静压用膜片17c的一条边垂直。同样，静压应变片15b，与配置其的静压用膜片17d的一条边垂直。
这样在本实施方式中，在静压用膜片17c、17d的相邻的两条边上，分别配置静压应变片。而且，在一条边上，静压应变片与该边垂直，且在另一条边上，静压应变片与该边平行。当然，也可以是除图8(a)～(c)以外的构成。

Claims (5)

1.一种压力传感器，其特征在于，具备：
基板；
设置于上述基板的中央部的差压用膜片；
第一差压应变片，其设置于上述压差用膜片的周缘部，沿着相对于上述差压用膜片的中心的径向形成；
第二差压应变片，其配置在隔着差压用膜片与上述第一差压应变片相对置的位置，且在上述差压用膜片的周缘部沿着与上述径向垂直的周向形成；
第三差压应变片，其在上述差压用膜片的周缘部，设置在上述第一差压应变片的附近，并沿着上述周向设置；
第四差压应变片，其配置在隔着上述差压用膜片与上述第三差压应变片相对置的位置，且在上述差压用膜片的周缘部沿着上述径向形成；
第一静压用膜片，其设置在上述差压用膜片的外侧，且周向上的位置位于上述第三差压应变片和上述第四差压应变片之间；
第二静压用膜片，其设置在上述差压用膜片的外侧，配置在隔着上述差压用膜片相对置的位置。
2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，
还具备与上述基板接合的基座，
在从上述差压用膜片的设置有上述差压应变片的相对置的两条边到上述基板的端点之间，形成有上述基座与上述基板的非接合区域。
3.根据权利要求2所述的压力传感器，其特征在于，
上述第一和第二静压用膜片的形状为，沿上述径向配置的端边短于沿上述周向配置的端边，
上述压力传感器具备静压应变片，该静压应变片在上述第一和第二静压用膜片的中央部和沿上述周向配置的端部，分别隔着上述差压用膜片相对置地形成。
4.根据权利要求3所述的压力传感器，其特征在于，
上述第一和第二静压用膜片呈长方形。
5.根据权利要求2所述的压力传感器，其特征在于，
上述第一和第二静压用膜片呈正方形，
在上述第一和第二静压用膜片的相邻的两个端部，具备在每个上述静压用膜片上形成排列方向一致的静压应变片。
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