CN107010589A - 压力传感器及其制造方法、高度计、电子设备及移动体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够减少粘附的发生的压力传感器、该压力传感器的制造方法、具备该压力传感器的可靠性较高的高度计、电子设备以及移动体。压力传感器(1)具有：基板(2)，其具有隔膜(25)；空洞部(S)，其位于隔膜(25)的一侧；顶部(49)，其以隔着空洞部(S)而与隔膜(25)对置的方式而配置，并且在基板(2)的面向空洞部(S)的表面上形成有凹凸(27)。此外，凹凸(27)具有多个凹部(271)。

Description

压力传感器及其制造方法、高度计、电子设备及移动体
技术领域
本发明涉及一种压力传感器、压力传感器的制造方法、高度计、电子设备以及移动体。
背景技术
一直以来，作为压力传感器而已知有一种专利文献1及专利文献2所记载的结构。专利文献1及专利文献2的压力传感器具有：基板，其具有隔膜；周围结构体，其被配置于基板上，并且在两者之间形成有压力基准室。
在这种结构的压力传感器中，根据压力基准室的大小(宽度及高度)、压力基准室的顶部或者盖部(隔着压力基准室而与隔膜对置的部分)的机械强度等，可能存在如下情况，即，顶部(盖部)挠曲而与隔膜接触、或者发生顶部(盖部)就此附着在隔膜上而不返回的“粘附”的情况。当产生这种现象时，隔膜将变得无法正常地进行挠曲变形，从而使压力的检测精度降低。
专利文献1：日本特开2015-184222号公报
专利文献2：国际公开WO2009/041463号
发明内容
本发明的目的在于，提供一种能够减少顶部(盖部)与隔膜的接触、或粘附的发生的压力传感器、该压力传感器的制造方法、具备该压力传感器的可靠性较高的高度计、电子设备以及移动体。
这样的目的通过下述的本发明来达成。
本发明的压力传感器的特征在于，具有：基板，其具有隔膜；压力基准室，其位于所述隔膜的一侧；顶部，其以隔着所述压力基准室而与所述隔膜对置的方式而配置，所述基板的面向所述压力基准室的表面以及所述顶部的面向所述压力基准室的表面中的至少一方被形成有凹凸。
由此，可得到能够减少粘附的发生的压力传感器。
在本发明的压力传感器中，优选为，所述基板的面向所述压力基准室的表面被形成有所述凹凸。
由此，变得易于形成凹凸。
在本发明的压力传感器中，优选为，所述凹凸具有多个凹部，所述多个凹部在所述基板的面向所述压力基准室的表面上开放。
由此，变得易于形成凹凸。
在本发明的压力传感器中，优选为，所述顶部具有覆盖层和密封层，所述覆盖层对所述压力基准室进行覆盖并且具有贯穿孔，所述密封层被配置于所述覆盖层上且对所述贯穿孔进行密封，并且所述凹凸在俯视观察所述基板时对应于所述贯穿孔的配置而被形成。
由此，变得易于形成凹凸。
在本发明的压力传感器中，优选为，在所述隔膜上配置有压力电阻元件。
由此，能够容易地对压力进行检测。
在本发明的压力传感器中，优选为，所述基板的面向所述压力基准室的表面具有形成有所述凹凸的第一区域、和以与所述第一区域相比较低的密度而形成有所述凹凸的第二区域，并且跨及所述第一区域与所述第二区域的边界部而配置有所述压力电阻。
由此，变得易于向压力电阻元件施加应力，从而提高了压力检测精度。
在本发明的压力传感器中，优选为，所述基板的面向所述压力基准室的表面具有形成有所述凹凸的第一区域、和未形成所述凹凸的第二区域，跨及所述第一区域与所述第二区域的边界部而配置有所述压力电阻。
由此，变得易于向压力电阻元件施加应力，从而提高了压力检测精度。
本发明的压力传感器的制造方法的特征在于，具有：在基板上配置牺牲层的工序；在所述牺牲层上配置具有贯穿孔的覆盖层的工序；通过利用蚀刻且经由所述贯穿孔而将所述牺牲层去除，从而形成压力基准室并且在所述基板的面向所述压力基准室的表面上形成凹凸的工序；在所述覆盖层上配置密封层并对所述贯穿孔进行密封的工序。
由此，可得到能够减少粘附的发生的压力传感器。
本发明的高度计的特征在于，具备本发明的压力传感器。
由此，可得到可靠性较高的高度计。
本发明的电子设备的特征在于，具备本发明的压力传感器。
由此，可得到可靠性较高的电子设备。
本发明的移动体的特征在于，具备本发明的压力传感器。
由此，可得到可靠性较高的移动体。
此外，上述的目的也通过下述的本发明来达成。
本发明的压力传感器的特征在于，具有：基板，其具有通过受压而挠曲变形的隔膜；压力基准室，其被配置在所述隔膜的一面侧上；盖部，其以在该盖部与所述基板之间隔着所述压力基准室的方式而被配置，所述盖部具有以朝向与所述压力基准室相反的一侧成为凸起的方式而弯曲的部分。
由此，可得到能够减少盖部与隔膜的接触的可能性的压力传感器。
在本发明的压力传感器中，优选为，所述盖部含有硅。
由此，变得易于通过半导体处理而形成盖部。
在本发明的压力传感器中，优选为，所述盖部具有向所述隔膜侧突出的突出部。
由此，即使盖部与隔膜发生了接触，但由于能够减小其接触面积，因此能够减少粘附。
在本发明的压力传感器中，优选为，所述盖部具有将所述压力基准室的内外连通的盖部贯穿孔，在所述盖部的与所述压力基准室相反的一面侧上，配置有对所述盖部贯穿孔进行密封的密封层。
由此，能够较简单地对盖部贯穿孔进行密封。
在本发明的压力传感器中，优选为，所述密封层具有基部和密封部，所述基部具有与所述盖部贯穿孔连通的密封层贯穿孔，所述密封部对所述密封层贯穿孔进行密封。
由此，密封层的结构成为较为简单的结构。
在本发明的压力传感器中，优选为，所述基部含有硅，所述密封部含有氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中的至少一种。
由此，变得易于通过半导体处理而形成密封层。
本发明的压力传感器的制造方法的特征在于，准备具有隔膜形成区域的基板的工序；在所述基板的一面侧上，以俯视观察时与所述隔膜形成区域重叠的方式而配置第一牺牲层的工序；在所述第一牺牲层的与所述基板相反的一面侧上配置具有面向所述第一牺牲层的贯穿孔的第二牺牲层的工序；经由所述贯穿孔而将所述第一牺牲层去除的工序；在所述第二牺牲层的与所述基板相反的一面侧上配置盖部的工序，所述盖部以朝向与所述基板相反的一侧成为凸起的方式而弯曲，并具有与所述贯穿孔连通的盖部贯穿孔；经由所述盖部贯穿孔而将所述第二牺牲层去除的工序；在所述盖部的与所述基板相反的一面侧上配置对所述盖部贯穿孔进行密封的密封层的工序；在所述基板的所述隔膜形成区域中形成通过受压而挠曲变形的隔膜的工序。
由此，能够容易地形成可减少盖部与隔膜的接触的压力传感器。
在本发明的压力传感器的制造方法中，优选为，所述盖部的热膨胀率小于所述第二牺牲层的热膨胀率。
由此，能够更可靠地使盖部以朝向与基板相反的一侧成为凸起的方式而弯曲。
在本发明的压力传感器的制造方法中，优选为，所述盖部具有拉伸应力。
由此，能够更可靠地使盖部以朝向与基板相反的一侧成为凸起的方式而弯曲。
本发明的高度计的特征在于，具备本发明的压力传感器。
由此，可得到可靠性较高的高度计。
本发明的电子设备的特征在于，具备本发明的压力传感器。
由此，可得到可靠性较高的电子设备。
本发明的移动体的特征在于，具备本发明的压力传感器。
由此，可得到可靠性较高的移动体。
附图说明
图1为本发明的第一实施方式所涉及的压力传感器的剖视图。
图2为图1所示的压力传感器的局部放大剖视图。
图3为表示图1所示的压力传感器所具有的压力传感器部的俯视图。
图4为表示包括图3所示的压力传感器部在内的桥接电路的图。
图5为用于对现有的压力传感器的问题点进行说明的局部放大剖视图。
图6为用于对图1所示的压力传感器的效果进行说明的局部放大剖视图。
图7为图1所示的压力传感器的制造方法的流程图。
图8为用于对图1所示的压力传感器的制造方法进行说明的剖视图。
图9为用于对图1所示的压力传感器的制造方法进行说明的剖视图。
图10为用于对图1所示的压力传感器的制造方法进行说明的剖视图。
图11为用于对图1所示的压力传感器的制造方法进行说明的剖视图。
图12为用于对图1所示的压力传感器的制造方法进行说明的剖视图。
图13为用于对图1所示的压力传感器的制造方法进行说明的剖视图。
图14为用于对图1所示的压力传感器的制造方法进行说明的剖视图。
图15为本发明的第二实施方式所涉及的压力传感器的局部放大剖视图。
图16为本发明的第三实施方式所涉及的压力传感器的局部放大剖视图。
图17为本发明的第四实施方式所涉及的压力传感器的局部放大剖视图。
图18为本发明的第五实施方式所涉及的压力传感器的剖视图。
图19为本发明的第六实施方式所涉及的压力传感器的剖视图。
图20为表示图19所示的压力传感器所具有的压力传感器部的俯视图。
图21为表示包括图20所示的压力传感器部在内的桥接电路的图。
图22为表示图19所示的压力传感器的制造方法的流程图。
图23为用于对图19所示的压力传感器的制造方法进行说明的剖视图。
图24为用于对图19所示的压力传感器的制造方法进行说明的剖视图。
图25为用于对图19所示的压力传感器的制造方法进行说明的剖视图。
图26为用于对图19所示的压力传感器的制造方法进行说明的剖视图。
图27为用于对图19所示的压力传感器的制造方法进行说明的剖视图。
图28为用于对图19所示的压力传感器的制造方法进行说明的剖视图。
图29为用于对图19所示的压力传感器的制造方法进行说明的剖视图。
图30为用于对图19所示的压力传感器的制造方法进行说明的剖视图。
图31为用于对图19所示的压力传感器的制造方法进行说明的剖视图。
图32为用于对图19所示的压力传感器的制造方法进行说明的剖视图。
图33为本发明的第七实施方式所涉及的压力传感器的剖视图。
图34为图33所示的压力传感器的局部放大剖视图。
图35为用于对图33所示的压力传感器的制造方法进行说明的剖视图。
图36为用于对图33所示的压力传感器的制造方法进行说明的剖视图。
图37为表示本发明的第八实施方式所涉及的高度计的一个示例的立体图。
图38为表示本发明的第九实施方式所涉及的电子设备的一个示例的主视图。
图39为表示本发明的第十实施方式所涉及的移动体的一个示例的立体图。
具体实施方式
以下，根据附图所示的实施方式对本发明的压力传感器、压力传感器的制造方法、高度计、电子设备以及移动体进行详细说明。
第一实施方式
首先，对本发明的第一实施方式所涉及的压力传感器进行说明。
图1为本发明的第一实施方式所涉及的压力传感器的剖视图。图2为图1所示的压力传感器的局部放大剖视图。图3为表示图1所示的压力传感器所具有的压力传感器部的俯视图。图4为表示包括图3所示的压力传感器部在内的桥接电路的图。图5为用于对现有的压力传感器的问题点的进行说明的局部放大剖视图。图6为用于对图1所示的压力传感器的效果进行说明的局部放大剖视图。图7为图1所示的压力传感器的制造方法的流程图。图8至图14分别为用于对图1所示的压力传感器的制造方法进行说明的剖视图。另外，在以下的说明中，也将图1中的上侧称为“上”，将下侧称为“下”。
图1所示的压力传感器1具有基板2、压力传感器部3、周围结构体4和空洞部S。以下，依次对所述各部进行说明。
基板
如图1所示，基板2通过在作为SOI(Silicon on Insulator：绝缘体上硅)基板(第一硅层211、氧化硅层212、第二硅层213的层压基板)的半导体基板21上将第一绝缘膜22、第二绝缘膜23、多晶硅膜24依次进行层压(成膜)而构成，其中，所述第一绝缘膜22由硅氧化膜(SiO2膜)构成，所述第二绝缘膜23由硅氮化膜(SiN膜)构成。但是，作为半导体基板21，并不限定于SOI基板，例如也能够使用硅基板。此外，对于第一绝缘膜22或第二绝缘膜23，只要能够发挥耐蚀刻性和绝缘性，则材料并不被特别限定。此外，第一绝缘膜22、第二绝缘膜23、多晶硅膜24根据需要来设置即可，也可以省略。
此外，在半导体基板21上设置有与周围的部分相比为薄壁并通过受压而挠曲变形的隔膜25。该隔膜25通过设置向半导体基板21的下表面开放的有底的凹部26而被形成在凹部26的底部，并且隔膜25的下表面(凹部26的底面)成为受压面251。
此外，在半导体基板21上及其上方组装有与压力传感器部3电连接的未图示的半导体电路(电路)。在该半导体电路中含有根据需要而形成的MOS晶体管等有源元件、电容器、电感器、电阻、二极管以及配线等电路要素。但是，也可以省略这种半导体电路。
如图2所示，在这种基板2的上表面且面向空洞部S的区域内，形成有微小的凹凸27。通过设置这种凹凸27，从而如后文所述，能够减少周围结构体4的顶部49的粘附。另外，本实施方式的凹凸27具有多个凹部271，所述多个凹部271被设置于第二绝缘膜23上并且向第二绝缘膜23的上表面开放。以此方式，通过将凹凸27设置在基板2的上表面上，并且由多个凹部271来构成凹凸27，从而使凹凸27的结构变得简单，并且易于形成凹凸27。
此外，凹凸27以对应于形成在后述的覆盖层444上的多个贯穿孔445的方式而被形成。具体而言，在基板2的俯视观察时，在与贯穿孔445重叠的位置处形成有凹部271。通过在这种位置上配置凹部271，从而如后述的制造方法中所说明的那样，凹部271的形成变得更容易。
另外，虽然作为凹部271的深度并未被特别限定，但是优选为例如0.01μm以上、0.3μm以下左右。通过采用这样的深度，从而能够更有效地减少顶部49的粘附。
此外，作为凹凸27的结构并未被特别限定，例如，也可以采用如下方式，即，凹部271跨及第二绝缘膜23和第一绝缘膜22而形成。此外也可以采用如下方式，即，凹凸27具有被设置在第二绝缘膜23的表面上的多个凸部(突起)。
压力传感器部
如图3所示，压力传感器部3具有设置于隔膜25上的四个压力电阻元件31、32、33、34。此外，压力电阻元件31、32、33、34经由配线等而相互电连接，并构成图4所示的桥接电路30(惠斯通桥接电路)且与半导体电路连接。
在桥接电路30上连接有供给驱动电压AVDC驱动电路(未图示)。而且，桥接电路30输出与基于隔膜25的挠曲而产生的压力电阻元件31、32、33、34的电阻值变化相对应的信号(电压)。因此，能够基于该被输出的信号而对隔膜25所承受的压力进行检测。
压力电阻元件31、32、33、34分别通过例如向半导体基板21中掺杂(扩散或注入)磷、硼等杂质而构成。此外，连接这些压力电阻元件31～34的配线，例如通过向半导体基板21中掺杂(扩散或注入)与压力电阻元件31～34相比高浓度的磷、硼等杂质而构成。
空洞部
如图1所示，空洞部S通过被基板2和周围结构体4包围而被划分而成。这样的空洞部S为被密闭了的空间，并作为压力基准室而发挥功能，该压力基准室成为压力传感器1所检测的压力的基准值。此外，空洞部S位于隔膜25的与受压面251相反的一侧，并且以在俯视观察时与隔膜25重叠的方式而被配置。另外，空洞部S优选为真空状态(例如，10Pa以下左右)。由此，能够将压力传感器1作为以真空为基准而对压力进行检测的所谓“绝对压传感器”来使用，从而成为便利性较高的压力传感器1。但是，只要空洞部S保持固定的压力，则也可以不是真空状态。
周围结构体
如图1所示，与基板2一起划分出空洞部S的周围结构体4具有层压绝缘膜41、被配置在层压绝缘膜41上的配线层42、被配置在配线层42以及层压绝缘膜41上的层压绝缘膜43、被配置在层压绝缘膜43上的配线层44、被配置在配线层44以及层压绝缘膜43上的表面保护膜45、被配置在配线层44以及表面保护膜45上的密封层46。
配线层42具有以包围空洞部S的方式而被配置的框状的配线部421、和构成所述半导体电路的配线的电路用配线部429。同样地，配线层44具有以包围空洞部S的方式而被配置的框状的配线部441、和构成所述半导体电路的配线的电路用配线部449。而且，所述半导体电路通过电路用配线部429、449而被引出至周围结构体4的上表面。
此外，如图1所示，配线层44具有位于空洞部S的顶部的覆盖层444。而且，在覆盖层444上设置有使空洞部S的内外连通的多个贯穿孔(细孔)445。这样的覆盖层444以从配线部441起朝向空洞部S的顶部而延伸的方式设置，并以隔着空洞部S而与隔膜25对置的方式而配置。如在后述的制造方法是所说明的那样，多个贯穿孔445为使蚀刻液浸入空洞部S的释放蚀刻用的孔。此外，在覆盖层444上配置有密封层46，并通过该密封层46而使贯穿孔445被密封。另外，在下文中，也将覆盖层444以及密封层46的层压体称为“顶部49”。
在此，顶部49有可能根据空洞部S的大小(平面面积)、顶部49的厚度(机械强度)、周围的压力等而临时性地挠曲，并与基板2(被设置于隔膜25之上的第二绝缘膜23)接触。此外，如图5所示，在现有的压力传感器1Z中，由于处于基板2的上表面的第二绝缘膜23Z是平坦的，因此当顶部49与基板2接触时，其接触面积的大小也可能成为一个原因而发生粘附，从而顶部49原封不动地贴附在基板2上。如此，当发生粘附时，由于隔膜25根据所承受的压力而变得无法正常地挠曲变形，因此压力检测精度将显著地下降。
针对这样的问题，在本实施方式的压力传感器1中，由于在基板2的上表面上设置凹凸27，因此如图6所示，即使顶部49与基板2发生了接触，也能够将与基板2的接触面积抑制为较小。因此，能够减少顶部49的粘附，从而能够降低压力检测精度的下降。另外，虽然在本实施方式中凹凸27以跨及基板2的上表面(面向空洞部S的区域)的整个区域的方式而配置，但凹凸27的配置并不限定于此。也可以采用如下方式，例如，凹凸27仅配置在俯视观察时与隔膜25重叠的中央部处。这是由于顶部49的中央部最容易与基板2接触的缘故。
表面保护膜45具有保护周围结构体4以免受水分、灰尘、损伤等的影响的功能。这样的表面保护膜以不堵塞覆盖层444的贯穿孔445的方式而被配置在层压绝缘膜43以及配线层44上。
作为这样的周围结构体4之中的、层压绝缘膜41、43，例如能够使用硅氧化膜(SiO2膜)等绝缘膜。此外，作为配线层42、44，例如能够使用铝膜等金属膜。此外，作为密封层46，例如能够使用Al、Cu、W、Ti、TiN等金属膜、硅氧化膜等。此外，作为表面保护膜45，能够使用例如硅氧化膜、硅氮化膜、聚酰亚胺膜、环氧树脂膜等。
接下来，对压力传感器1的制造方法进行说明。如图7所示，压力传感器1的制造方法具有：在基板2上配置牺牲层48的牺牲层配置工序；在牺牲层48上配置覆盖层444的覆盖层配置工序；通过利用蚀刻且经由贯穿孔445而将牺牲层48去除，从而形成空洞部S并且形成凹凸27的凹凸形成工序；在覆盖层444上配置密封层46并对贯穿孔445进行密封的密封工序。
牺牲层配置工序、覆盖层配置工序
首先，如图8所示，准备作为SOI基板的半导体基板21，并通过向半导体基板21的上表面注入磷、硼等杂质，从而形成压力传感器部3。接下来，如图9所示，使用溅射法、CVD(Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积)法等而在半导体基板21上将第一绝缘膜22、第二绝缘膜23、多晶硅膜24成膜。
接下来，如图10所示，使用溅射法、CVD法等而在半导体基板21上依次形成层压绝缘膜41、配线层42、层压绝缘膜43以及配线层44、表面保护膜45。由此，而形成有由基板2以及配线部421、441所包围的牺牲层48、和从上方覆盖牺牲层48的覆盖层444。
凹凸形成工序
接下来，如图11所示，在通过未图示的抗蚀剂掩膜对表面保护膜45进行保护的基础上，使基板2浸泡在例如氢氟酸等蚀刻液中。由此，经由贯穿孔445而对牺牲层48进行释放蚀刻，从而形成空洞部S。此外，将牺牲层48去除并使面向空洞部S的基板2的上表面通过与蚀刻液接触而被蚀刻，从而形成凹凸27。
如对凹凸27的形成进行详细说明，则根据湿式蚀刻(各向同性蚀刻)，如图12所示，由于位于牺牲层48的贯穿孔445的正下方的部分48a与其他部分相比而先被去除，因此相应地位于基板2的上表面的贯穿孔445的正下方的部分2a与其他的部分2b相比而较长时间地浸泡在蚀刻液中。因此，部分2a与部分2b相比而较深地被蚀刻，由此而形成与贯穿孔44的配置相对应的多个凹部271，从而得到凹凸27(参照图2)。根据这种方法，易于形成凹凸27。此外，由于能够在牺牲层48的去除的同时形成凹凸27，因此能够减少压力传感器1的制造工序。此外，由于能够在贯穿孔445的正下方形成凹部271，因此能够通过贯穿孔445的配置而简单地对凹凸27的形状(凹部271的位置)进行控制。
在此，在湿式蚀刻结束且通过干燥等而将空洞部S内的蚀刻液去除时，容易发生覆盖层444向基板2的粘附。这是由于，覆盖层444上未被层压有密封层46而使覆盖层444处于比较容易挠曲的状态，并且通过残留在空洞部S内的蚀刻液的表面张力而使覆盖层444被吸向基板2侧，而且几乎在蚀刻液通过乾燥而蒸发的同时，覆盖层444贴附在基板2上。因此，如本实施方式所示，在将为了形成空洞部S而使用的蚀刻液从空洞部S中去除之前，通过预先形成凹凸27，从而能够有效地减少本工序内的粘附的发生。
密封工序
接下来，如图13所示，将空洞部S设为真空状态，并利用密封层46而对空洞部S进行密封。接下来，如图14所示，通过干式蚀刻(硅深蚀刻)而在半导体基板21的下表面上形成凹部26并形成隔膜25。但是，凹部26也可以通过湿式蚀刻而形成。根据以上内容，可得到压力传感器1。
第二实施方式
接下来，对本发明的第二实施方式所涉及的压力传感器进行说明。
图15为本发明的第二实施方式所涉及的压力传感器的局部放大剖视图。
以下，关于第二实施方式的压力传感器，以与前述的实施方式的不同点为中心来进行说明，并对相同的事项、结构标注相同符号而省略其说明。
本发明的第二实施方式所涉及的压力传感器除了凹凸的结构不同以外，均与前述的第一实施方式相同。
如图15所示，在本实施方式的压力传感器1A中，在覆盖层444A的下表面(面向空洞部S的表面)上形成有凹凸47。此外，凹凸47具有从覆盖层444A的下表面朝向下方突出的多个凸部471。这样的凸部471与覆盖层444A一体形成。
根据这样的第二实施方式，也能够发挥与前述的第一实施方式相同的效果。
第三实施方式
接下来，对本发明的第三实施方式所涉及的压力传感器进行说明。
图16为本发明的第三实施方式所涉及的压力传感器的局部放大剖视图。
以下，关于第三实施方式的压力传感器，以与前述的实施方式的不同点为中心来进行说明，并对相同的事项、结构标注相同符号而省略其说明。
本发明的第三实施方式所涉及的压力传感器除了凹凸的结构不同以外，均与前述的第一实施方式相同。
如图16所示，在本实施方式的压力传感器1B中，基板2的上表面的面向空洞部S的表面具有第一区域S1和第二区域S2，所述第一区域S1形成有凹凸27(凹部271)，所述第二区域S2以与第一区域S1相比较低的密度而形成有凹凸27(凹部271)。换言之，覆盖层444B具有第一区域S1和第二区域S2，所述第一区域S1形成有贯穿孔445，所述第二区域S2以与第一区域S1相比较低的密度而形成有贯穿孔445。
而且，跨及第一区域S1与第二区域S2的边界部而配置有压力电阻元件31～34。第一区域S1与第二区域S2相比凹凸27的形成密度较高，从而相应地基板2的实质上的厚度变薄，进而与第二区域S2相比而容易变形。如此，由于在隔膜25进行挠曲时应力易于集中在变形的容易度不同的区域S1、S2的边界部，因此通过在该部分配置压力电阻元件31～34，从而能够进一步增大从桥接电路30被输出的信号。因此，能够进一步提高压力检测精度。
另外，虽然作为第二区域S2的凹部271的形成密度并未被特别限定，但是优选为例如第一区域S1的凹部271的形成密度的10％以上、70％以下左右，并且更优选为30％以上、50％以下左右。由此，在隔膜25进行挠曲时应力变得更易于集中在区域S1、S2的边界部。而且，由于在第二区域S2上也能够较多地配置贯穿孔445，因此能够以更短的时间而实施由湿式蚀刻所实现的牺牲层48的去除。
根据这样的第三实施方式，也能够发挥与前述的第一实施方式相同的效果。
第四实施方式
接下来，对本发明的第四实施方式所涉及的压力传感器进行说明。
图17为本发明的第四实施方式所涉及的压力传感器的局部放大剖视图。
以下，关于第四实施方式的压力传感器，以与前述的实施方式的不同点为中心来进行说明，并对相同的事项、结构标注相同符号而省略其说明。
本发明的第四实施方式所涉及的压力传感器除了凹凸的结构不同以外，均与前述的第一实施方式相同。
如图17所示，在本实施方式的压力传感器1C中，基板2的上表面的面向空洞部S表面具有形成有凹凸27(凹部271)的第一区域S1、和未形成有凹凸27(凹部271)的第二区域S2C。换言之，覆盖层444C具有形成有贯穿孔445的第一区域S1、和未形成有贯穿孔445的第二区域S2C。
而且，跨及第一区域S1与第二区域S2的边界部而配置有压力电阻元件31～34。如前述的第三实施方式所表述的那样，由于应力集中在第一区域S1、S2C的边界部，因此通过在该部分配置压力电阻元件31～34，从而能够进一步增大从桥接电路30被输出的信号。因此，能够进一步提高压力检测精度。
尤其优选为，如本实施方式所示，将第一区域S1配置在隔膜25的中央部处，并在其周围配置第二区域S2C。如前文所述，由于顶部49的中央部最容易与基板2接触，因此通过预先在隔膜25的中央部处配置第一区域S1，从而能够在有效地减少顶部49的粘附的同时，发挥上述的效果。
根据这样的第四实施方式，也能够发挥与前述的第一实施方式相同的效果。
第五实施方式
接下来，对本发明的第五实施方式所涉及的压力传感器进行说明。
图18为本发明的第五实施方式所涉及的压力传感器的剖视图。
以下，关于第五实施方式的压力传感器，以与前述的实施方式的不同点为中心来进行说明，并对相同的事项、结构标注相同符号而省略其说明。
如图18所示，在本实施方式的压力传感器1D中，代替省略了在前述的实施方式中所具有的周围结构体4，而在基板2的下表面上接合有板状的盖部5，并且在基板2与盖部5之间形成空洞部(压力基准室)SD。在这种结构的压力传感器1D中，基板2的上表面的与空洞部SD重叠的区域成为受压面251D。另外，盖部5例如能够由硅基板而构成。
在这种压力传感器1D中，在隔膜25的下表面(面向空洞部SD的表面)上形成有凹凸27。另外，在隔膜25的下表面上残留有SOI基板的氧化硅层212D，并且通过蚀刻等而在该氧化硅层212D上形成凹凸27。此外，这样的凹凸27具有向氧化硅层212D的下表面开放的多个凹部271。如此，通过在隔膜25的下表面上配置凹凸27，从而能够容易地形成凹凸27，而且减少隔膜25向盖部5的粘附(或者，盖部5向隔膜25的粘附)。但是，作为凹凸的配置，并不限定于此，也可以在盖部5的上表面的面向空洞部SD的部分上形成凹凸。
根据这样的第五实施方式，也能够发挥与前述的第一实施方式相同的效果。
第六实施方式
接下来，对本发明的第六实施方式所涉及的压力传感器进行说明。
图19为本发明的第六实施方式所涉及的压力传感器的剖视图。图20为表示图19所示的压力传感器所具有的压力传感器部的俯视图。图21为表示包括图20所示的压力传感器部在内的桥接电路的图。图22为表示图19所示的压力传感器的制造方法的流程图。图23至图32分别为用于对图19所示的压力传感器的制造方法进行说明的剖视图。另外，在以下的说明中，也将图19中的上侧称为“上”，将下侧称为“下”。此外，也将基板的俯视观察时、即从图19中的上下方向进行观察的俯视观察时简称为“俯视观察时”。
图19所示的压力传感器1E具有：基板7，其具有通过受压而挠曲变形的隔膜75；空洞部S，其作为被配置在隔膜75的上表面(一面)侧的压力基准室；周围结构体9，其与基板7一起形成空洞部S；压力传感器部8，其具备被配置在隔膜75的上表面上的压力电阻元件81、82、83、84。此外，周围结构体9具有以在俯视观察时包围空洞部S的方式而被配置的框状的侧壁部9a、和以在与基板7之间隔着空洞部S的方式而被配置的盖部9b，盖部9b具有以朝向与空洞部S相反的一侧成为凸起的方式而弯曲的部分。
具体而言，盖部9b的隔着空洞部S而与隔膜75对置的部分(盖部9b的面向空洞部S的部分)以朝向与空洞部S相反的一侧成为凸起的方式而弯曲。根据这样的压力传感器1E，即使采用相同的侧壁部9a的高度，由于盖部9b所弯曲的部分也能够确保盖部9b与隔膜75的间隔距离D较大，因此能够减少盖部9b与隔膜75接触的概率。此外，由于盖部9b为以朝向与空洞部S相反的一侧成为凸起的方式而弯曲的形状，因此与平坦的形状相比强度增加，从而减少了由向空洞部S侧施加的按压力所导致的变形。因此，成为压力检测精度较优异且可靠性较高的压力传感器1E。以下，依次对压力传感器1E的各个部分进行详细说明。
基板
如图19所示，基板7由SOI基板构成，所述SOI基部具有第一硅层71、被配置在第一硅层71的上侧的第二硅层73、和被配置在第一硅层71与第二硅层73之间的氧化硅层72。但是，作为基板7，并不限定于SOI基板，例如也能够使用单层的硅基板。
此外，在基板7上，设置有与周围的部分相比为薄壁且通过受压而挠曲变形的隔膜75。该隔膜75通过设置向其下表面开放的有底的凹部76，从而作为凹部76的底部而被形成。而且，隔膜75的下表面成为受压面751。虽然作为这种隔膜75的厚度并未被特别限定，但是优选为例如1.5μm以上、2.0μm以下。由此，在充分地确保机械强度的同时，成为较薄且易于挠曲的隔膜75。
在此，虽然在本实施方式中，隔膜75由氧化硅层72以及第二硅层73的层压体而构成，但作为隔膜的结构并未被特别限定，也能够采用例如仅由第二硅层73而构成的单层结构的隔膜。
以上，对基板7进行了说明。另外，也可以在这样的基板7的上表面上组装与压力传感器部8电连接的半导体电路。
在这样的基板7的上表面上依次层压有由硅氧化膜(SiO2膜)构成的第一绝缘膜51、由硅氮化膜(SiN膜)构成的第二绝缘膜52、由多晶硅构成的第三绝缘膜53。这三种绝缘膜51、52、53不覆盖隔膜75的上表面，而以包围隔膜的25的外边缘的方式而被配置为框状。但是也可以采用如下方式，例如，第一、第二绝缘膜51、52被配置在覆盖隔膜75的上表面。此外，所述这三种绝缘膜51、52、53根据需要来设置即可，例如，也可以省略至少一个绝缘膜。此外，作为三种绝缘膜51、52、53的构成材料也分别未被特别限定。
压力传感器部
如图20所示，压力传感器部8具有被配置在隔膜75的上表面上的四个压力电阻元件81、82、83、84。而且，压力电阻元件81、82、83、84经由配线85等而相互电连接，并构成图21所示的桥接电路80(惠斯通桥接电路)。
在桥接电路80上连接有供给驱动电压AVDC的驱动电路(未图示)。而且，桥接电路80输出与基于隔膜75的挠曲而发生的压力电阻元件81、82、83、84的电阻值变化相对应的信号(电压)。因此，能够基于该被输出的信号而对隔膜75所承受的压力进行检测。
这样的压力电阻元件81、82、83、84分别通过例如向第二硅层73中掺杂(扩散或注入)磷、硼等杂质而构成。此外，配线85例如通过向第二硅层73中掺杂(扩散或注入)与压力电阻元件81、82、83、84相比高浓度的磷、硼等杂质而构成。
空洞部
如图19所示，空洞部S位于隔膜75的上侧，并通过被基板7和周围结构体9包围而形成。这样的空洞部S为被密闭了的空间，并作为压力基准室而发挥功能，该压力基准室成为压力传感器1E所检测的压力的基准值。这样的空洞部S优选为真空状态(例如，10Pa以下)。由此，能够将压力传感器1E作为以真空为基准而对压力进行检测的所谓“绝对压传感器”来使用，从而成为便利性较高的压力传感器1E。但是，只要空洞部S保持固定的压力，则也可以不是真空状态。
周围结构体
如图19所示，周围结构体9具有：以在基板7的俯视观察时包围空洞部S的方式而被配置在基板7的上表面侧的框状的侧壁部9a、和以覆盖侧壁部9a的开口的方式而被配置的盖部9b。这样的周围结构体9具有被配置在基板7上的层压绝缘膜91、被配置在层压绝缘膜91上的配线层92、被配置在配线层92以及层压绝缘膜91上的层压绝缘膜93、被配置在层压绝缘膜93上的配线层94、被配置在配线层94以及层压绝缘膜93上的表面保护膜95、被配置在表面保护膜95上的覆盖层96、被配置在覆盖层96上的密封层97。而且，主要是通过层压绝缘膜91、93而构成侧壁部9a，并且通过覆盖层96而构成盖部9b。
层压绝缘膜91、93以在俯视观察时包围空洞部S的周围的方式而被配置为框状，从而如前文所述构成了侧壁部9a。作为这样的层压绝缘膜91、93，例如能够使用硅氧化膜(SiO2膜)等绝缘膜。
配线层92、94贯穿层压绝缘膜91、93而被配置，并与压力传感器部8的配线85电连接。因此，配线85经由配线层92、94而被引出至周围结构体9的上表面。作为这样的配线层92、94，例如能够使用铝膜等金属膜。
覆盖层96以覆盖侧壁部9a的上侧开口的方式而被配置。而且，在覆盖层96的与基板7之间隔着空洞部S而被配置的部分，换言之，空洞部S的顶部分成为盖部9b。这样的盖部9b(覆盖层96)具有将空洞部S的内外连通的多个贯穿孔961(盖部贯穿孔)。这些贯穿孔961也如后述的制造方法所说明的那样而为用于将填埋空洞部S的牺牲层去除的释放蚀刻用的孔。
此外，盖部9b(覆盖层96)具有从其下表面起向隔膜75侧突出的多个突出部962。这些突出部962与盖部9b一体形成。此外，突出部962分别呈环状(筒状)，并且一个突出部96以2包围一个贯穿孔961的下侧开口的周围的方式而被配置。换言之，环状的突出部962从各个贯穿孔961的下侧开口的端面起突出。由于具有这样的突出部962，因而即使盖部9b向下方挠曲且与隔膜75发生了接触，该接触也会成为突出部962与隔膜75的接触，因此能够减小接触时的接触面积。因此，能够有效地减少粘附。另外，通过将突出部962设为本实施方式这样的结构，从而如后述的制造方法所说明的那样，易于形成突出部962。
此外，盖部9b以朝向上侧(与空洞部S相反的一侧)成为凸起的方式而整体进行弯曲。以此方式，通过使盖部9b向上侧弯曲，从而即使采用相同的侧壁部9a的高度，也能够确保盖部9b与隔膜75的间隔距离D大出盖部9b向上侧弯曲的量，因此，不会伴随有压力传感器1E的大型化，就能够减少盖部9b与隔膜75的接触。因此，成为小型且压力检测精度较优异，并且可靠性较高的压力传感器1E。
这样的盖部9b以含有硅的方式而构成，尤其在本实施方式中由硅而构成。以此方式，通过使盖部9b包含硅，从而如后述的制造方法所说明的那样，能够通过半导体处理而容易地形成盖部9b。
以上，对盖部9b(覆盖层96)进行了说明。在这样的盖部9b的上侧(与空洞部S相反的一面侧)配置有密封层97，通过该密封层97而使贯穿孔961被密封。通过配置这样的密封层97，从而能够较简单地对贯穿孔961进行密封。
此外，密封层97具有被配置在覆盖层96的上表面上的第一密封层97a、和被配置在第一密封层97a的上表面上的第二密封层97b。以此方式，通过将密封层97设为层压结构，从而能够更可靠地对贯穿孔961进行密封。此外，第一密封层97a以及第二密封层97b分别以含有硅的方式被构成，尤其在本实施方式中第一密封层97a由硅而构成，第二密封层97b由氧化硅而构成。以此方式，通过使第一密封层97a以及第二密封层97b含有硅，从而如后述的制造方法所说明的那样，能够通过半导体处理而容易地形成第一密封层97a以及第二密封层97b。
但是，作为密封层97的结构并未被特别限定，例如也可以省略第二密封层97b。此外，作为第二密封层97b的构成材料，并不限定于硅系材料，例如也能够使用Al、Cu、W、Ti、TiN等各种金属材料。
表面保护膜95具有保护周围结构体9以免受水分、灰尘、损伤等的影响的功能。虽然作为这样的表面保护膜95并未被特别限定，而例如能够使用硅氧化膜、硅氮化膜、聚酰亚胺膜、环氧树脂膜等，但在本实施方式中使用了硅氮化膜。
以上，对压力传感器1E的结构进行了详细说明。由于在这样的压力传感器1E中，如前文所述，被配置在周围结构体9的空洞部S的周围的侧壁部9a、盖部9b以及密封层97分别由硅系材料而构成，因此能够有效地减少温度迟滞现象(即使承受相同的压力，测量值也会根据环境温度而不同的现象)，从而能够发挥较高的压力检测精度。具体而言，若将周围结构体9设为本实施方式这样的结构，则由于能够减小基板7与周围结构体9的热膨胀率之差，因此隔膜75的内部应力无关乎环境温度而几乎不发生变化。因此，无关乎环境温度而从压力传感器部8得到相对于预定压力的预定大小的信号，从而能够有效地减少前述的温度迟滞特性。
接下来，对压力传感器1E的制造方法进行说明。如图22所示，压力传感器1E的制造方法包括：准备具有隔膜形成区域750的基板7的准备工序；在基板7上形成压力传感器部的压力传感器部形成工序；在基板7的一面侧上，以俯视观察时与隔膜形成区域750重叠的方式而配置第一牺牲层61的第一牺牲层配置工序；在第一牺牲层61的与基板7相反的一面侧上配置具有面向第一牺牲层61的贯穿孔621的第二牺牲层62的第二牺牲层配置工序；经由贯穿孔621而将第一牺牲层61去除的第一牺牲层去除工序；在第二牺牲层62的与基板7相反的一面侧上配置盖部9b的盖部配置工序，所述盖部9b以朝向与基板7相反的一侧成为凸起的方式而弯曲，并具有与贯穿孔621连通的贯穿孔961(盖部贯穿孔)；经由贯穿孔961而将第二牺牲层62去除的第二牺牲层去除工序；在盖部9b的与基板7相反的一面侧上配置对贯穿孔961进行密封的密封层97的密封工序；在基板7的隔膜形成区域750中形成通过受压而挠曲变形的隔膜75的隔膜形成工序。
准备工序
首先，如图23所示，准备由SOI基板而构成的基板7，所述SOI基板由第一硅层71、氧化硅层72以及第二硅层73层压而成。另外也可以采用如下方式，即，在该阶段中，不在基板7的隔膜形成区域750中形成隔膜75。
压力传感器部形成工序
接下来，如图24所示，通过向基板7的上表面注入磷、硼等杂质，从而形成压力传感器部8。而且，如图25所示，使用溅射法、CVD法等而在基板7上依次将第一绝缘膜51、第二绝缘膜52以及第三绝缘膜53成膜。另外，在本工序中，也可以够将第一绝缘膜51配置在隔膜形成区域750上(参照图23)。
第一牺牲层配置工序以及第二牺牲层配置工序
接下来，如图26所示，使用溅射法、CVD法等而在基板7上依次形成层压绝缘膜91、配线层92、层压绝缘膜93及配线层94以及表面保护膜95。另外，在本实施方式中，由氧化硅来构成层压绝缘膜91、93，由铝来构成配线层92、94。
根据本工序，从而可得到侧壁部9a，并且可得到以在俯视观察时与隔膜形成区域750重叠的方式而被配置，且位于之后成为空洞部S的空洞部形成区域S’内的第一牺牲层61以及第二牺牲层62。第一牺牲层61由层压绝缘膜91、93而形成，第二牺牲层62由配线层92、94而形成。
在此，第二牺牲层62沿着空洞部形成区域S’的轮廓而配置，并包围第一牺牲层61。而且，配线层92具有在俯视观察时沿着空洞部形成区域S’的轮廓而配置的框状的配线部921、和与配线85(参照图24)电连接的配线部929。另一方面，配线层94具有在俯视观察时沿着空洞部形成区域S’的轮廓而配置，并与配线部921连接的框状的配线部941、以覆盖第一牺牲层61的上表面的方式而配置，并与配线部941一体形成的顶部942、与配线85电连接的配线部949。由这样的配线部921、941以及顶部942而构成前述的第二牺牲层62。
此外，在顶部942上形成面向第一牺牲层61的贯穿孔621。虽然作为这样的顶部942的厚度并未被特别限定，但优选为例如0.5μm以上、2.0μm以下。此外，虽然作为贯穿孔621的直径并未被特别限定，但能够设为例如1.0μm以上、2.0μm以下。
第一牺牲层去除工序
接下来，将基板7浸泡在例如氢氟酸等蚀刻液中。由此，如图27所示，经由贯穿孔621将第一牺牲层61去除。此时，由铝构成的第二牺牲层62作为蚀刻挡板而发挥功能。
盖部配置工序
接下来，如图28所示，使用溅射法、CVD法等而在第二牺牲层62(顶部942)的上表面上形成覆盖层96。另外，在本实施方式中，由硅来构成覆盖层96。在此，在本工序中，覆盖层96以进入贯穿孔621的内周面的方式而成膜，并通过该部分而形成突出部962。此外，覆盖层96以不完全堵塞贯穿孔621的方式而成膜，由此可得到具有与贯穿孔621连通的贯穿孔961的覆盖层96。
在此，如前文所述，由于通过将贯穿孔621的直径设为1.0μm以上、2.0μm以下，从而能够使覆盖层96容易进入到贯穿孔621内，并且能够将所进入的部分设为较厚的厚壁，因此能够更可靠地形成突出部962，并且能够提高其机械强度。而且，由于贯穿孔621因覆盖层96而不易堵塞，因此能够更可靠地在覆盖层96上形成贯穿孔961。此外，如前文所述，通过将顶部942的厚度设为0.5μm以上、2.0μm，从而能够使突出部962充分地突出。
虽然作为这样的覆盖层96的厚度并未被特别限定，但优选为0.3μm以上、2.0μm以下。由此，能够使覆盖层96保持充分的机械强度，并且防止覆盖层96的过度的厚壁化。此外，由于当将覆盖层96设为过增厚时，有可能会造成贯穿孔961被堵塞，因此为了形成不被堵塞的贯穿孔961而优选为上述的厚度。
另外，虽然根据成膜装置、成膜条件、贯穿孔621的直径而存在覆盖层96上未形成有贯穿孔961的情况，但在该情况下，只需在形成了覆盖层96之后，例如使用蚀刻法而形成贯穿孔961即可。
接下来，通过加热而使顶部942及覆盖层96热膨胀。在此，构成顶部942(第二牺牲层62)的铝的热膨胀率は23ppm/K，构成覆盖层96的硅的热膨胀率为2.6ppm/K。即，覆盖层96的热膨胀率小于顶部942(第二牺牲层62)的热膨胀率。因此，起因于这两个材料的热膨胀率之差，而使顶部942及覆盖层96因所述热膨胀而以向上侧成为凸起的方式而弯曲变形。由此，如图29所示，得到以向上侧成为凸起的方式而弯曲的盖部9b。另外，这样的变形状态即使降温也将被维持。
在此，通过对溅射法或CVD法的成膜条件进行研究，从而优选为对具有拉伸应力的盖部9b(覆盖层96)进行成膜。以此方式，由于盖部9b具有拉伸应力，因此在所述加热时，通过与热膨胀的协同效应，从而能够更可靠地使顶部942及覆盖层96以向上侧成为凸起的方式而弯曲变形。
第二牺牲层去除工序
接下来，将基板7浸泡在例如磷酸、乙酸以及硝酸的混酸等蚀刻液中。由此，经由贯穿孔961而将第二牺牲层62(即，配线部921、941以及顶部942)去除。由此，如图30所示，形成空洞部S。另外，即使将第二牺牲层62去除，盖部9b的弯曲形状也被维持。
密封工序
接下来，如图31所示，将空洞部S设为真空状态，并使用溅射法、CVD法等而在覆盖层96上将第一密封层97a以及第二密封层97b成膜以形成密封层97，从而对贯穿孔961进行密封。由此，可得到以真空状态而被密封了的空洞部S。
另外，虽然作为第一密封层97a的厚度并未被特别限定，但是优选为例如0.5μm以上、2.0μm以下。此外，虽然作为第二密封层97b的厚度并未被特别限定，但优选为0.1μm以上、1.0μm以下。通过将第一密封层97a及第二密封层97b设为这样的厚度，从而能够更可靠地对贯穿孔961进行密封，并且能够防止密封层97的过度的厚壁化。此外，能够充分地加固盖部9b，从而能够减少盖部9b的挠曲。
隔膜形成工序
接下来，如图32所示，例如，使用干式蚀刻(尤其是硅深蚀刻)法而对第一硅层71进行蚀刻，并在隔膜形成区域750中形成向下表面开放的凹部76，从而得到隔膜75。
根据以上内容，可得到压力传感器1E。根据这样的制造方法，能够容易地形成可减少盖部9b与隔膜75接触的压力传感器1E。
此外，由于如前文所述被配置在周围结构体9的空洞部S的周围的侧壁部9a、盖部9b及密封层97分别由硅系材料构成，因此能够有效地减少温度迟滞现象，从而能够发挥较高的压力检测精度。在此，虽然在最终得到的压力传感器1E中，在空洞部S的周围未配置有与铝等的硅系材料相比热膨胀率具有较大差异的材料，但在压力传感器1E的制造过程中，例如在形成第二牺牲层62时等大多使用铝。因此，例如，容易在压力传感器1E内同时组装所述半导体电路(晶体管、电阻等)，并且使内置半导体电路的压力传感器1E的制造也变得容易。
另外，虽然在本实施方式的制造方法中最后实施隔膜形成工序，但隔膜形成工序的顺序并未被特别限定，例如也可以接着准备工序而实施。
第七实施方式
接下来，对本发明的第七实施方式所涉及的压力传感器进行说明。
图33为本发明的第七实施方式所涉及的压力传感器的剖视图。图34为图33所示的压力传感器的局部放大剖视图。图35及图36分别为用于对图33所示的压力传感器的制造方法进行说明的剖视图。
在本实施方式所涉及的压力传感器中，主要除了密封层的结构不同以外，均与前述的第六实施方式的压力传感器相同。
以下，关于第七实施方式的压力传感器，以与前述的实施方式的不同点为中心来进行说明，并对相同的事项、结构标注相同符号而省略其说明。
如图33及图34所示，在本实施方式的压力传感器1F中形成有密封层97F。密封层97F具有：基部971，其具有与贯穿孔961(盖部贯穿孔)连通的贯穿孔972(密封层贯穿孔)；密封部973，其被配置在贯穿孔972内，并对贯穿孔972进行密封。通过采用这种结构，从而使密封层97F的结构成为较为简单的结构。
此外，基部971含有硅，尤其在本实施方式中由硅而构成。此外，密封部973含有氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中的至少一个，尤其在本实施方式中由氧化硅而构成。由此，通过半导体处理而变得易于形成密封层97F。尤其，当由氧化硅构成密封部973时，通过使基部971氧化从而能够容易地形成密封部973。
虽然贯穿孔972的形状并未被特别限定，但优选为圆形。虽然作为这样的贯穿孔972的直径(宽度)而未被特别限定，但优选为例如以上、以下，并且更优选为以上、以下。通过将贯穿孔972设为这样的直径，从而例如通过利用氧化而在贯穿孔972内所形成的密封部973而更可靠地对贯穿孔972进行密封。此外，由于所述热氧化在某种程度上需要时间，因此能够在这个期间内于隔膜75的上表面上将氧化硅的膜54成膜。由此，能够使压力电阻元件81、82、83、84的界面顺位稳定化。
另外，与本实施方式不同，在由氮化硅来构成密封部973的情况下，例如能够更可靠地保护空洞部S免受水分的影响，并且在由氮氧化硅构成密封部973的情况下，能够同时发挥由上述的氧化硅所获得的效果以及由氮化硅所获得的效果。
接下来，对压力传感器1F的制造方法进行说明。压力传感器1F的制造方法与前述的第六实施方式同样，包括准备工序、压力传感器部形成工序、第一牺牲层配置工序、第二牺牲层配置工序、第一牺牲层去除工序、盖部配置工序、第二牺牲层去除工序、密封工序和隔膜形成工序。另外，由于除了密封工序以外均与前述的第六实施方式的制造方法相同，因此在下文中，仅对密封工序进行说明。
密封工序
首先，如图35所示，使用溅射法、CVD法等而在覆盖层96上对基部971进行成膜。此时，通过基部971而无法完全地填埋盖部9b的贯穿孔961，并且在基部971上形成与贯穿孔961连通的贯穿孔972。在此，虽然根据成膜装置或成膜条件而不同，但如果预先将贯穿孔961的直径设为0.5μm左右，则得到具有(0.1μm)左右的直径的贯穿孔972。此外，虽然作为基部971的厚度而未被特别限定，但优选为例如2μm以上、10μm以下。通过采用这样的厚度，从而能够使基部971成为与形成贯穿孔972相适的厚度，并且能够防止基部971的过度的厚壁化。此外，能够充分地加固盖部9b，从而能够减少盖部9b的挠曲。
另外，虽然根据成膜装置或成膜条件、贯穿孔961的直径或基部971的厚度而存在基部971上未形成有贯穿孔972的情况，但在该情况下，只需在形成了基部971之后，例如使用蚀刻法而形成贯穿孔972即可。
接下来，在将空洞部S设为真空的状态下对基部971进行氧化。由此，如图36所示，在贯穿孔972的内周面上形成由氧化硅构成的密封部973，并通过该密封部973而使贯穿孔972被密封。此外，与此同时，在隔膜75的上表面上形成氧化硅的膜54，由此，能够使压力电阻元件81、82、83、84的界面顺位稳定化。另外，虽然作为氧化方法并未被特别限定，但尤其优选为使用臭氧氧化法。根据臭氧化法，由于能够将加热温度抑制在500℃左右，因此能够降低热履历。此外，由于能够防止铝的熔融等，因此适合于压力传感器1E的制造。
根据以上内容，可得到密封层97F，由此，可得到在真空状态下被密封了的空洞部S。根据这样的制造方法，能够容易地形成压力传感器1F，所述压力传感器1F能够减少盖部9b与隔膜75的接触。
根据这样的第七实施方式，也能够发挥与前述的第六实施方式相同的效果。
第八实施方式
接下来，对本发明的第八实施方式所涉及的高度计进行说明。
图37为表示本发明的高度计的一个示例的立体图。
图37所示的高度计200能够如手表那样佩戴于手腕上。此外，在高度计200的内部搭载有压力传感器1，并且能够在显示部201上显示当前位置的海拔高度或者当前位置的气压等。另外，除此之外还能够在该显示部201上显示当前时刻、使用者的心率、天气等各种各样的信息。
由于这样的高度计200具备检测精度较优异的压力传感器1，因此能够发挥较高的可靠性。另外，虽然在本实施方式中对使用具备第一实施方式的压力传感器1的结构进行了说明，但即使是具备其他的实施方式的压力传感器1A～1F中的任意一个的高度计，也同样能够发挥较高的可靠性。
第九实施方式
接下来，对本发明的第九实施方式所涉及的电子设备进行说明。
图38为表示本发明的电子设备的一个示例的主视图。
图38所示的电子设备为具备压力传感器1的导航系统300。导航系统300具备：未图示的地图信息；来自GPS(全球定位系统：Global Positioning System)的位置信息取得单元；基于陀螺仪传感器以及加速度传感器和车速数据的自主导航单元；压力传感器1；对预定的位置信息或者行进道路信息进行显示的显示部301。
根据该导航系统300，除了所取得的位置信息以外，还能够通过压力传感器1而取得高度信息。
例如，在行驶于位置信息上表示与一般道路大致相同的位置的高架道路的情况下，在不具有高度信息的导航系统中，无法判断出是在一般道路上行驶还是在高架道路上行驶，并且存在将一般道路的信息作为优先信息而提供给使用者的情况。
因此，通过在导航系统300中搭载压力传感器1，并利用压力传感器1来取得高度信息，从而能够对由从一般道路进入高架道路(或者与此相反)而产生的高度变化进行检测。导航系统300通过对高度变化进行检测，从而能够判断出是在一般道路上行驶还是在高架道路上行驶，由此即使在高架道路的走行中也能够将实际的行驶状态下的导航信息提供给使用者。
由于这样的导航系统300具备检测精度较优异的压力传感器1，因此能够发挥较高的可靠性。另外，虽然在本实施方式中对使用具备第一实施方式的压力传感器1的结构进行了说明，但即使是具备其他的实施方式的压力传感器1A～1F中的任意一个的电子设备，也同样能够发挥较高的可靠性。
另外，具备本发明的压力传感器的电子设备并不限定于上述的导航系统，例如能够应用于个人计算机、移动电话、智能手机、平板电脑终端、时钟(包括智能手表)、医疗设备(例如电子体温计、血压计、血糖仪、心电图计测装置、超声波诊断装置、电子内窥镜)、各种测量设备、计量仪器类(例如，车辆、航空器、船舶的计量仪器类)、飞行模拟器等。
第十实施方式
接下来，对本发明的第十实施方式所涉及的移动体进行说明。
图39为表示本发明的移动体的一个示例的立体图。
图39所示的移动体为具备导航系统300的汽车400。汽车400具有车身401、和四个车轮402，并以通过被设置于车身401上的未图示的动力源(发动机)而使车轮402旋转的方式被构成。
由于这样的汽车400具备内置了检测精度较优异的压力传感器1的导航系统300，因此能够发挥较高的可靠性。另外，虽然在本实施方式中对使用具备第一实施方式的压力传感器1(导航系统300)的结构进行了说明，但即使是具备其他的实施方式的压力传感器1A～1F中的任意一个的移动体，也同样能够发挥较高的可靠性。
以上，虽然根据图示的各实施方式而对本发明的压力传感器、压力传感器的制造方法、高度计、电子设备以及移动体进行了说明，但本发明并不限定于此，各部分的结构能够置换为具有相同的功能的任意的结构。此外，也可以附加其他的任意的结构物或工序。此外，也可以将各实施方式适当地进行组合。
此外，虽然在前述的实施方式中对使用了压力电阻元件以作为压力传感器部的情况进行了说明，但作为压力传感器而并不限定于此，例如也能够使用利用了立翼型(flaptype)的振子的结构、或梳齿电极等其他的MEMS振子、水晶振子等振动元件。
此外，虽然在前述的实施方式中对周围结构体具有2级的配线层的结构进行了说明，但配线层的数量也可以为3级以上。另外，在该情况下，例如只需通过最上层的配线层来形成覆盖层即可。
符号说明
1、1A…压力传感器；2…基板；2a、2b…部分；21…半导体基板；211…第一硅层；212…氧化硅层；213…第二硅层；22…第一绝缘膜；23…第二绝缘膜；24…多晶硅膜；25…隔膜；251…受压面；26…凹部；27…凹凸；271…凹部；3…压力传感器部；30…桥接电路；31、32、33、34…压力电阻元件；4…周围结构体；41…层压绝缘膜；42…配线层；421…配线部；429…电路用配线部；43…层压绝缘膜；44…配线层；441…配线部；444…覆盖层；445…贯穿孔；449…电路用配线部；45…表面保护膜；46…密封层；47…凹凸；471…凸部；48…牺牲层；48a、48b…部分；49…顶部；5…盖部；200…高度计；201…显示部；300…导航系统；301…显示部；400…汽车；401…车身；402…车轮；S…空洞部；S1…第一区域；S2…第二区域。

Claims (23)

1.一种压力传感器，其特征在于，具有：
基板，其具有隔膜；
压力基准室，其位于所述隔膜的一侧；
顶部，其以隔着所述压力基准室而与所述隔膜对置的方式而配置，
所述基板的面向所述压力基准室的表面以及所述顶部的面向所述压力基准室的表面中的至少一方被形成有凹凸。
2.权利要求1所述的压力传感器，其中，
所述基板的面向所述压力基准室的表面被形成有所述凹凸。
3.如权利要求2所述的压力传感器，其中，
所述凹凸具有多个凹部，
所述多个凹部在所述基板的面向所述压力基准室的表面上开放。
4.如权利要求2或3所述的压力传感器，其中，
所述顶部具有覆盖层和密封层，所述覆盖层对所述压力基准室进行覆盖并具有贯穿孔，所述密封层被配置于所述覆盖层上且对所述贯穿孔进行密封，
所述凹凸在俯视观察所述基板时对应于所述贯穿孔的配置而被形成。
5.如权利要求2至4中的任意一项所述的压力传感器，其中，
在所述隔膜上配置有压力电阻元件。
6.如权利要求5所述的压力传感器，其中，
所述基板的面向所述压力基准室的表面具有形成有所述凹凸的第一区域、和以与所述第一区域相比较低的密度而形成有所述凹凸的第二区域，
跨及所述第一区域与所述第二区域的边界部而配置有所述压力电阻。
7.如权利要求5所述的压力传感器，其中，
所述基板的面向所述压力基准室的表面具有形成有所述凹凸的第一区域、和未形成所述凹凸的第二区域，
跨及所述第一区域与所述第二区域的边界部而配置有所述压力电阻。
8.一种压力传感器的制造方法，其特征在于，具有：
在基板上配置牺牲层的工序；
在所述牺牲层上配置具有贯穿孔的覆盖层的工序；
通过利用蚀刻且经由所述贯穿孔而将所述牺牲层去除，从而形成压力基准室并且在所述基板的面向所述压力基准室的表面上形成凹凸的工序；
在所述覆盖层上配置密封层并对所述贯穿孔进行密封的工序。
9.一种高度计，其特征在于，
具备权利要求1至7中的任意一项所述的压力传感器。
10.一种电子设备，其特征在于，
具备权利要求1至7中的任意一项所述的压力传感器。
11.一种移动体，其特征在于，
具备权利要求1至7中的任意一项所述的压力传感器。
12.一种压力传感器，其特征在于，具有：
基板，其具有通过受压而挠曲变形的隔膜；
压力基准室，其被配置在所述隔膜的一面侧上；
盖部，其以在该盖部与所述基板之间隔着所述压力基准室的方式而被配置，
所述盖部具有以朝向与所述压力基准室相反的一侧成为凸起的方式而弯曲的部分。
13.如权利要求12所述的压力传感器，其中，
所述盖部含有硅。
14.如权利要求12或13所述的压力传感器，其中，
所述盖部具有向所述隔膜侧突出的突出部。
15.如权利要求12至14中的任意一项所述的压力传感器，其中，
所述盖部具有将所述压力基准室的内外连通的盖部贯穿孔，
在所述盖部的与所述压力基准室相反的一面侧上，配置有对所述盖部贯穿孔进行密封的密封层。
16.如权利要求15所述的压力传感器，其中，
所述密封层具有基部和密封部，所述基部具有与所述盖部贯穿孔连通的密封层贯穿孔，所述密封部对所述密封层贯穿孔进行密封。
17.如权利要求16所述的压力传感器，其中，
所述基部含有硅，
所述密封部含有氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中的至少一种。
18.一种压力传感器的制造方法，其特征在于，包括：
准备具有隔膜形成区域的基板的工序；
在所述基板的一面侧上，以俯视观察时与所述隔膜形成区域重叠的方式而配置第一牺牲层的工序；
在所述第一牺牲层的与所述基板相反的一面侧上配置具有面向所述第一牺牲层的贯穿孔的第二牺牲层的工序；
经由所述贯穿孔而将所述第一牺牲层去除的工序；
在所述第二牺牲层的与所述基板相反的一面侧上配置盖部的工序，所述盖部以朝向与所述基板相反的一侧成为凸起的方式而弯曲，并具有与所述贯穿孔连通的盖部贯穿孔，
经由所述盖部贯穿孔而将所述第二牺牲层去除的工序；
在所述盖部的与所述基板相反的一面侧上配置对所述盖部贯穿孔进行密封的密封层的工序；
在所述基板的所述隔膜形成区域中形成通过受压而挠曲变形的隔膜的工序。
19.如权利要求18所述的压力传感器的制造方法，其中，
所述盖部的热膨胀率小于所述第二牺牲层的热膨胀率。
20.如权利要求18或19所述的压力传感器的制造方法，其中，
所述盖部具有拉伸应力。
21.一种高度计，其特征在于，
具备权利要求12至17中的任意一项所述的压力传感器。
22.一种电子设备，其特征在于，
具备权利要求12至17中的任意一项所述的压力传感器。
23.一种移动体，其特征在于，
具备权利要求12至17中的任意一项所述的压力传感器。
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