CN108627297A - 压力传感器及其制造方法、压力传感器模块、电子设备及移动体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够发挥优异的压力检测精度的压力传感器、压力传感器的制造方法、压力传感器模块、电子设备以及移动体。压力传感器具有：基板，其具有通过受压而发生挠曲变形的隔膜；侧壁部，其被配置于所述基板的一面侧，并且在俯视观察所述基板时包围所述隔膜；密封层，其以隔着空间而与所述隔膜对置的方式被配置，并对所述空间进行密封；金属层，其位于所述侧壁部与所述密封层之间，且以在俯视观察所述基板时包围所述隔膜的方式被配置，在俯视观察所述基板时，所述金属层的内周端位于所述隔膜的外侧。

Description

压力传感器及其制造方法、压力传感器模块、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、压力传感器模块、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专利文献1所记载的结构。专利文献1的压力传感器具有：基板，其具有通过受压而发生挠曲变形的隔膜；周围结构体，其被配置在基板上，并且，在这二者之间形成有压力基准室。此外，周围结构体具有包围压力基准室的框状的壁部、以及覆盖壁部的开口的顶部。另外，顶部具有：覆盖层，其具有释放蚀刻用的贯穿孔；密封层，其被层叠在覆盖层上，并对贯穿孔进行密封。
在这种结构的压力传感器中，密封层由Al、Ti等金属材料(热膨胀率较大的材料)构成。因此，由于密封层的膨胀，从而隔膜的内部应力会根据环境温度而发生较大变化。由此，即使受到相同的压力，测量值也会根据环境温度而有所不同，从而可能会使压力的检测精度降低。
专利文献1：日本特开2015-184100号公报
发明内容
本发明的目的在于，提供一种能够发挥优异的压力检测精度的压力传感器、压力传感器的制造方法、压力传感器模块、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，其具有通过受压而发生挠曲变形的隔膜；侧壁部，其被配置于所述基板的一面侧，并且在俯视观察所述基板时包围所述隔膜；密封层，其以隔着空间而与所述隔膜对置的方式被配置，并对所述空间进行密封；金属层，其位于所述侧壁部与所述密封层之间，且以在俯视观察所述基板时包围所述隔膜的方式被配置，在俯视观察所述基板时，所述金属层的内周端位于所述隔膜的外侧。
由此，成为能够发挥优异的压力检测精度的压力传感器。
在本发明的压力传感器中，优选为，所述金属层具有：基部，其具有位于所述侧壁部与所述密封层之间的部分；连接部，其位于所述基部与所述基板之间，且与所述基部连接。
由此，能够使金属层作为将至制造中途为止填埋着空间的牺牲层去除时的蚀刻终止层而发挥功能。因此，能够通过金属层而规定空间的大小和形状，从而易于形成所需的形状的空间。
在本发明的压力传感器中，优选为，所述连接部被埋设在所述侧壁部中。
由此，能够有效地减小因金属层的热膨胀而引起的内部应力的变化。因此，能够对被施加在隔膜上的内部应力根据环境温度而产生的变化进行抑制，从而成为能够发挥优异的压力检测精度的压力传感器。
在本发明的压力传感器中，优选为，所述金属层包含铝。
由此，能够容易地形成金属层。
在本发明的压力传感器中，优选为，所述密封层具有：第一密封层，其具有面对所述空间的贯穿孔；第二密封层，其相对于所述第一密封层而位于与所述空间相反的一侧，且对所述贯穿孔进行密封。
由此，能够更可靠地对空间进行密封。
在本发明的压力传感器中，优选为，所述贯穿孔在俯视观察所述基板时与所述金属层不重叠。
由此，在制造时，变得难以经由贯穿孔而使金属层被去除。
在本发明的压力传感器中，优选为，具有第三密封层，所述第三密封层相对于所述第二密封层而位于与所述空间相反的一侧。
由此，能够更可靠地对空间进行密封。
本发明的压力传感器的制造方法的特征在于，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配置牺牲层和侧壁部的工序，其中，所述牺牲层在俯视观察所述基板时与所述隔膜形成区域重叠，所述侧壁部位于所述牺牲层的周围；配置金属层的工序，其中，所述金属层隔着所述牺牲层而与所述基板对置，且具有面对所述牺牲层的第一贯穿孔；使用所述第一贯穿孔而将所述牺牲层去除的工序；在相对于所述金属层而与所述基板相反的一侧配置具有第二贯穿孔的第一密封层的工序；使用所述第二贯穿孔而将所述金属层的一部分去除的工序；在相对于所述第一密封层而与所述基板相反的一侧配置对所述第二贯穿孔进行密封的第二密封层；在所述隔膜形成区域内形成通过受压而发生挠曲变形的隔膜的工序。
由此，可获得能够发挥优异的压力检测精度的压力传感器。
本发明的压力传感器模块的特征在于，具有：本发明的压力传感器；封装件，其对所述压力传感器进行收纳。
由此，能够享有本发明的压力传感器的效果，从而可获得可靠性较高的压力传感器模块。
本发明的电子设备的特征在于，具有本发明的压力传感器。
由此，能够享有本发明的压力传感器的效果，从而可获得可靠性较高的电子设备。
本发明的移动体的特征在于，具有本发明的压力传感器。
由此，能够享有本发明的压力传感器的效果，从而可获得可靠性较高的移动体。
附图说明
图1为表示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为表示图1所示的压力传感器所具有的传感器部的俯视图。
图3为表示包括图2所示的传感器部在内的桥接电路的图。
图4为表示图1所示的压力传感器所具有的密封层的放大剖视图。
图5为表示图1所示的压力传感器的俯视图。
图6为表示将金属层从图1所示的压力传感器中去除了的结构的剖视图。
图7为图1所示的压力传感器所具有的金属层的放大剖视图。
图8为表示图1所示的压力传感器的制造工序的流程图。
图9为用于对图1所示的压力传感器的制造方法的进行说明的剖视图。
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16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17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18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19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20为表示本发明的第二实施方式所涉及的压力传感器的剖视图。
图21为表示本发明的第三实施方式所涉及的压力传感器的剖视图。
图22为用于对图21所示的压力传感器的制造方法进行说明的剖视图。
图23为用于对图21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21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21所示的压力传感器的制造方法进行说明的剖视图。
图26为表示本发明的第四实施方式所涉及的压力传感器模块的剖视图。
图27为图26所示的压力传感器模块所具有的支承基板的俯视图。
图28为表示作为本发明的第五实施方式所涉及的电子设备的高度计的立体图。
图29为表示作为本发明的第六实施方式所涉及的电子设备的导航系统的主视图。
图30为表示作为本发明的第七实施方式所涉及的移动体的汽车的立体图。
具体实施方式
以下，根据附图所示的实施方式来对本发明的压力传感器、压力传感器的制造方法、压力传感器模块、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为表示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为表示图1所示的压力传感器所具有的传感器部的俯视图。图3为表示包括图2所示的传感器部在内的桥接电路的图。图4为表示图1所示的压力传感器所具有的密封层的放大剖视图。图5为表示图1所示的压力传感器的俯视图。图6为表示将金属层从图1所示的压力传感器中去除了的结构的剖视图。图7为图1所示的压力传感器所具有的金属层的放大剖视图。图8为表示图1所示的压力传感器的制造工序的流程图。图9至图19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、图4、图6、图7、图9至图19中的上侧称为“上”，将下侧称为“下”。此外，也将俯视观察基板时、即从图1中的上下方向进行的俯视观察时简称为“俯视观察时”。
如图1所示，压力传感器1具有：基板2，其具有通过受压而发生挠曲变形的隔膜25；压力基准室S(空洞部)，其被配置在隔膜25的上表面侧；周围结构体4，其与基板2一起形成压力基准室S；传感器部5，其被配置在隔膜25上。
如图1所示，基板2由SOI基板构成，所述SOI基板具有由硅构成的第一层21、被配置在第一层21的上侧且由硅构成的第三层23、被配置在第一层21与第三层23之间且由氧化硅构成的第二层22。即，基板2包含硅(Si)。由此，基板2在制造上易于操作，从而能够发挥优异的加工尺寸精度。并且，作为基板2并不限定于SOI基板，例如也能够使用单层的硅基板。此外，基板2也可以是由硅以外的半导体材料、例如锗、砷化镓、砷化镓磷、氮化镓、碳化硅等构成的基板(半导体基板)。
此外，如图1所示，在基板2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25。在基板2上，形成有向下方开放的有底的凹部24，基板2因该凹部24而变薄的部分成为隔膜25。此外，隔膜25的下表面成为承受压力的受压面251。并且，虽然在本实施方式中，隔膜25的俯视观察形状为大致正方形，但作为隔膜25的俯视观察时的形状并不被特别限定，例如既可以使四角被倒角，也可以是圆形。
此处，在本实施方式中，凹部24由使用了硅深蚀刻装置的干蚀刻而被形成。具体而言，通过从基板2的下表面侧反复进行各向同性蚀刻、保护膜成膜以及各向异性蚀刻这一工序来对第一层21进行挖掘，从而形成凹部24。当反复进行该工序且蚀刻到达了第二层22时，第二层22成为蚀刻终止层从而结束蚀刻，由此获得凹部24。根据这样的形成方法，由于凹部24的内壁侧面相对于基板2的主面而成为大致垂直，因此能够缩小凹部24的开口面积。因此，能够抑制基板2的机械强度的降低，此外，还能够抑制压力传感器1的大型化。
但是，作为凹部24的形成方法，并不限定于上述的方法，例如，也可以通过湿蚀刻而形成。此外，虽然在本实施方式中，在隔膜25的下表面侧残留有第二层22，但是也可以将该第二层22去除。即，也可以通过第三层23的单层来构成隔膜25。由此，能够使隔膜25变得更薄，从而获得更易于发生挠曲变形的隔膜25。此外，也可以使凹部24形成至第一层21的中途。
作为隔膜25的厚度，并未被特别限定，虽然根据隔膜25的大小等而有所不同，但是例如在隔膜25的宽度为100μm以上且300μm以下的情况下，优选为1μm以上且10μm以下，更优选为1μm以上且3μm以下。通过设为这样的厚度，从而可获得在充分地保证了机械强度的同时足够薄且通过受压而易于发生挠曲变形的隔膜25。
在隔膜25上，设置有可以对作用于隔膜25上的压力进行检测的传感器部5。如图2所示，传感器部5具有被设置在隔膜25上的四个压电电阻元件51、52、53、54。而且，压电电阻元件51、52、53、54经由配线55而被相互电连接，从而构成了图3所示的桥接电路50(惠斯登桥接电路)。在桥接电路50上连接有供给(施加)驱动电压AVDC的驱动电路。而且，桥接电路50输出与隔膜25的挠曲的压电电阻元件51、52、53、54的电阻值变化相对应的检测信号(电压)。因此，能够根据该被输出的检测信号而对隔膜25所承受的压力进行检测。
尤其是，压电电阻元件51、52、53、54被配置在隔膜25的外缘部处。当隔膜25通过受压而发生挠曲变形时，由于在隔膜25之中尤其是其外缘部处被施加有较大的应力，因此通过在外缘部处配置压电电阻元件51、52、53、54，从而能够增大前文所述的检测信号，进而提高了压力检测的灵敏度。另外，压电电阻元件51、52、53、54的配置并未被特别限定，例如，压电电阻元件51、52、53、54既可以以跨及隔膜25的外缘的方式而被配置，也可以被配置在隔膜25的中央部处。
压电电阻元件51、52、53、54例如通过向基板2的第三层23中掺杂(扩散或者注入)磷、硼、等的杂质而被构成。此外，配线55例如通过向基板2的第三层23中掺杂(扩散或者注入)与压电电阻元件51、52、53、54相比为高浓度的磷、硼等的杂质而被构成。
另外，作为传感器部5的结构，只要能够对隔膜25所承受的压力进行检测即可，并未被特别限定。例如，也可以采用如下结构，即，将不构成桥接电路50的至少一个的压电电阻元件配置在隔膜25上的结构。此外，作为传感器部5，除了本实施方式这样的压电电阻型的以外，也可以使用根据静电电容的变化而对压力进行检测的静电电容型。
此外，如图1所示，在基板2的上表面上成膜有由氧化硅膜(SiO2膜)构成的第一绝缘膜31。通过这样的第一绝缘膜31，从而能够降低压电电阻元件51、52、53、54的界面准位，由此抑制噪声的产生。
此外，在第一绝缘膜31上成膜有由氮化硅膜(SiN膜)构成的第二绝缘膜32。另外，该第二绝缘膜32以与隔膜25不重叠的方式而形成包围隔膜25的周围的框状。此外，在第一绝缘膜31及第二绝缘膜32上成膜有由多晶硅(p-Si)构成的导电膜33。通过第二绝缘膜32及导电膜33，从而能够保护传感器部5免受水分、气体等的影响。另外，在本实施方式中，以与隔膜25不重叠的方式配置第二绝缘膜32，并且以与隔膜25不重叠的方式配置导电膜33。这是由于导电膜33能够以与第二绝缘膜32相比较薄的方式而成膜，并且能够使隔膜25的实质厚度(隔膜25的厚度与第一绝缘膜31及导电膜33的厚度相加所得到的厚度)进一步减薄的缘故。
此外，如在后文所述的制造方法中所说明的那样，导电膜33也作为将填埋着压力基准室S的牺牲层G蚀刻去除时的蚀刻终止层而发挥功能。由此，能够在制造时对第一绝缘膜31、传感器部5进行保护。此外，例如，通过将导电膜33设为基准电位(接地)，或者在导电膜33上施加传感器部5的驱动电压，从而能够使导电膜33作为保护传感器部5免受干扰的屏蔽层而发挥功能。因此，传感器部5不易受到干扰的影响，从而能够进一步提高压力传感器1的压力检测精度。
另外，关于第一绝缘膜31、第二绝缘膜32以及导电膜33中的至少一个，既可以省略，也可以由不同的材料构成。
此外，如图1所示，在隔膜25的上侧设置有压力基准室S。该压力基准室S通过被基板2和周围结构体4包围而形成。压力基准室S为被密封的空间，且压力基准室S内的压力成为压力传感器1所检测的压力的基准值。尤其是，优选为，压力基准室S为真空状态(例如，10Pa以下)。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“绝对压力传感器”，从而成为便利性较高的压力传感器1。但是，压力基准室S只要被保持为固定的压力即可，也可以不是真空状态。
此外，压力基准室S呈其面积从基板2侧朝向密封层46侧而逐渐增大的圆锥状。即，基板2侧的面积与密封层46侧的面积相比而变小。此外，压力基准室S的面积的变化率从基板2侧朝向密封层46侧而逐渐减小。但是，作为压力基准室S的形状，并未被特别限定，例如，也可以是其面积从基板2侧朝向密封层46侧而大致固定。
周围结构体4在其与基板2之间形成压力基准室S。这样的周围结构体4具有：被配置在基板2之上的层间绝缘膜41、被配置在层间绝缘膜41之上的配线层42、被配置在配线层42及层间绝缘膜41之上的层间绝缘膜43、被配置在层间绝缘膜43之上的配线层44、被配置在配线层44及层间绝缘膜43之上的表面保护膜45、被配置在配线层44及表面保护膜45之上的密封层46、被配置在表面保护膜45之上的端子47。
层间绝缘膜41、43分别呈框状，且在俯视观察时以包围隔膜25的方式而被配置。而且，通过这些层间绝缘膜41、43而构成了侧壁部4A。此外，在侧壁部4A的内侧形成有空间(即，压力基准室S)。另外，作为层间绝缘膜41、43的构成材料而并未被特别限定，例如能够使用氧化硅(SiO2)等。
配线层42具有以包围压力基准室S的方式而被配置的框状的保护环421、以及与传感器部5的配线55连接的配线部429。此外，配线层44具有以包围压力基准室S的方式而被配置的框状的保护环441、以及与配线55连接的配线部449。而且，通过保护环421、441而构成了金属层48(参照图7)。另外，关于金属层48将在后文中进行详细说明。作为配线层42、44的构成材料，并未被特别限定，例如列举出镍、金、铂、银、铜、锰、铝、镁、钛等各种金属、或者包含它们之中的至少一种的合金等。另外，在这些材料之中，作为配线层42、44的构成材料而优选为铝，从而在本实施方式中使用了铝。由此，在后文所述的制造方法那样的半导体处理中，能够容易地形成配线层42、44。
表面保护膜45具有保护周围结构体4免受水分、气体、灰尘、损伤等的影响的功能。表面保护膜45被配置在层间绝缘膜43以及配线层44之上。另外，作为表面保护膜45的构成材料，并未被特别限定，例如能够使用氧化硅、氮化硅等的硅系材料、聚酰亚胺、环氧树脂等的各种树脂材料。
此外，在表面保护膜45上，设置有经由配线部429、449而与传感器部5电连接的多个端子47。另外，作为端子47的构成材料，并未被特别限定，例如能够使用与前文所述的配线层42、44相同的材料。
密封层46位于压力基准室S的顶部，并且以隔着形成在侧壁部4A的内侧的压力基准室S而与隔膜25对置的方式被配置。而且，密封层46对压力基准室S进行密封。
如图1所示，密封层46呈三层结构，并且具有下表面面对压力基准室S的第一密封层461、被层叠在第一密封层461的上表面上的第二密封层462、被层叠在第二密封层462的上表面上的第三密封层463。如此，通过将密封层46设为层叠结构，从而能够更可靠地对压力基准室S进行气密密封。
第一密封层461包含硅(Si)，尤其是在本实施方式中由硅(Si)构成。此外，第二密封层462包含氧化硅(SiO2)，尤其是在本实施方式中由氧化硅(SiO2)构成。此外，第三密封层463包含硅(Si)，尤其是在本实施方式中由硅(Si)构成。另外，如在后文所述的制造方法中所说明的那样，第一密封层461、第二密封层462及第三密封层463能够分别利用溅射法、CVD法等各种成膜法而形成。
如此，由于各层461、462、463分别含有硅(Si)，因此如后文所述的制造方法中所说明的那样，能够通过半导体处理而容易地形成密封层46。另外，通过在由相同的材料(硅)构成的第一密封层461及第三密封层463中夹入由与它们不同的材料(SiO2)构成的第二密封层462，从而能够使密封层46的热膨胀率在其厚度方向上平均化。因此，能够对密封层46在热膨胀时向面外方向的挠曲进行抑制。
尤其是，通过抑制密封层46向下方的挠曲，从而能够对密封层46与隔膜25的接触进行抑制。如果密封层46与隔膜25发生接触，则由受压所导致的隔膜25的挠曲变形将被阻碍，从而压力检测精度将降低。因此，如前文所述，通过抑制密封层46在热膨胀时向面外方向的挠曲，并对密封层46与隔膜25的接触进行抑制，从而成为具有优异的压力检测精度的压力传感器1。此外，如前文所述，由于基板2由SOI基板构成，因此能够减小隔着压力基准室S而对置的基板2与密封层46之间的热膨胀率之差。因此，能够将因热膨胀而产生的内部应力抑制得较小。进而，能够对被施加在隔膜25上的内部应力根据环境温度而产生的变化进行抑制。因此，例如，能够有效地抑制即使承受相同的压力但所检测出的压力也根据环境温度而不同这样的检测精度的下降的情况。
另外，第一密封层461及第三密封层463分别可以包含硅以外的材料(例如，在制造上不可避免地混入的材料)，也可以不包含硅。同样地，第二密封层462既可以包含氧化硅以外的材料(例如，在制造上不可避免地混入的材料)，也可以不包含氧化硅。
如图1所示，在第一密封层461上形成有多个贯穿孔461a。如在后文所述的制造方法中所说明的那样，各贯穿孔461a作为用于将至制造中途为止填埋着压力基准室S的覆盖层444去除的释放蚀刻用孔而被利用。如图1所示，所述多个贯穿孔461A在俯视观察基板2时位于框状的金属层48的内侧，且以与金属层48不重叠的方式而被配置。由此，也如在后文所述的制造方法中所说明的那样，能够有效地抑制经由贯穿孔461a而使金属层48被去除的情况。
此处，由于第一密封层461具有多个贯穿孔461a，因此第一密封层461变得易于向面内发生变形。因此，通过第一密封层461的变形，从而能够例如吸收、缓和压力传感器1的内部应力。因此，降低了压力传感器1的内部应力，并减少了施加在隔膜25上的内部应力，并且内部应力变得不易向隔膜25传递。因此，压力传感器1能够发挥优异的压力检测精度。
另外，在第一密封层461上配置有第二密封层462，并通过该第二密封层462而使各贯穿孔461a的上端侧的开口被堵塞。由此，压力基准室S被密封。
此外，各贯穿孔461a的横截面形状为大致圆形形状。但是，各贯穿孔461a的横截面形状并未被特别限定，例如也可以是三角形、四边形等多边形、椭圆形、特异形状等。
此外，如图4所示，贯穿孔461a呈横截面积(直径)从压力基准室S侧朝向第二密封层462侧而逐渐减小的圆锥状。如此，通过将贯穿孔461a设为圆锥状，从而能够充分地确保贯穿孔461a内的空间而使贯穿孔461a更容易变形，并且能够充分地减小贯穿孔461a的上侧的开口。因此，能够使第一密封层461易于向面内方向发生变形，并且通过第二密封层462而更可靠地对贯穿孔461a的上端侧的开口进行堵塞。另外，虽然在本实施方式中，贯穿孔461a在轴向的全域而呈圆锥状，但是只需轴向上的至少一部分呈前文所述那样的圆锥状即可。此外，作为贯穿孔461a的形状并未被特别限定，也可以是前文所述的圆锥状以外的形状，例如，直线状、倒圆锥状等。
如图4所示，虽然作为贯穿孔461a的下端侧开口的直径Rmax(宽度)并未被特别限定，但是例如优选为0.6μm以上且1.2μm以下，更优选为0.8μm以上且1.0μm以下。由此，能够更可靠地设为确保贯穿孔461a内的空间足够大而使第一密封层461更易于变形的结构。此外，能够阻止贯穿孔461a过度变大的情况，例如，能够对第一密封层461的机械强度过度降低、或者为了确保第一密封层461的机械强度而使第一密封层461过度增厚的情况进行抑制。
另一方面，虽然作为贯穿孔461a的上端侧开口的直径Rmin(宽度)并未被特别限定，但是例如优选为以上且以下，更优选为以上且以下。由此，成为具有实施用于去除后文所述的覆盖层444的蚀刻所需的足够的大小的直径、且具有能够通过第二密封层462而更可靠地被堵塞的直径的贯穿孔461a。
此外，贯穿孔461a的横截面积(直径)的变化率从压力基准室S侧朝向第二密封层462侧而逐渐减小。即，内周面的倾斜朝向上侧而变陡，且在上端部处内周面成为大致垂直的状态。因此，也可以说贯穿孔461a具有漏斗状的内部空间。若采用这种结构，则由于能够从下侧朝向上侧而逐渐地减小贯穿孔461a的直径，因此能够高精度地对直径Rmin进行控制。因此，易于使直径Rmin与目标值一致。即，能够对直径Rmin变得过小从而难以实施覆盖层444的蚀刻去除、或者直径Rmin变得过大从而难以利用第二密封层462进行密封的情况进行抑制。因此，能够更可靠地经由贯穿孔461a而将覆盖层444去除，并且能够通过第二密封层462而对贯穿孔461a进行堵塞。另外，作为贯穿孔461a的形状并未被特别限定，例如也可以是横截面积(直径)的变化率朝向上侧而成为固定。
此外，如图1及图4所示，第一密封层461呈包围各贯穿孔461a的下端侧开口的框状(环状)，并且具有向压力基准室S侧突出的框状的突出部461b。因此，即便密封层46向隔膜25侧挠曲从而密封层46与隔膜25发生接触，突出部461b也会优先地与隔膜25发生接触。因此，与不具有突出部461b的情况相比，能够减小密封层46与隔膜25的接触面积，从而能够有效地抑制密封层46保持着与隔膜25的接触而贴附的“粘附”的发生。但是，也可以省略突出部461b。
此外，如图4所示，第一密封层461的厚度T1与第二密封层462的厚度T2以及第三密封层463的厚度T3相比而较大。由于在第一密封层461上配置有多个贯穿孔461a，因此与其他层(第二密封层462及第三密封层463)相比机械强度更容易下降。因此，通过满足T1＞T2、T3的关系，从而能够使第一密封层461具有足够的机械强度。
具体而言，虽然第一密封层461的厚度T1并未被特别限定，但是例如优选为1μm以上且10μm以下，更优选为2μm以上且7μm以下。由此，能够使第一密封层461保持足够的机械强度，并且能够防止第一密封层461的过度的厚壁化。此外，能够更容易地形成直径Rmax、Rmin成为前文所述那样的大小的贯穿孔461a。
在以上那样的第一密封层461上层叠有第二密封层462。第二密封层462主要为用于对设置在第一密封层461的多个贯穿孔461a进行密封的层。虽然这样的第二密封层462的厚度T2并未被特别限定，但是例如优选为1μm以上且5μm以下，更优选为1.5μm以上且2.5μm以下。由此，能够在防止第二密封层462的过度的厚壁化的同时，通过第二密封层462而更可靠地对贯穿孔461a进行密封。
在以上那样的第二密封层462上层叠有第三密封层463。第三密封层463主要是，用于通过在其与材料相同的第一密封层461之间夹入由不同材料构成的第二密封层462从而对密封层46在热膨胀时向面外方向的挠曲进行抑制的层。由此，尤其是能够抑制密封层46向下方的挠曲，从而能够对密封层46与隔膜25的接触进行抑制。此外，在因第二密封层462的成膜不良等从而无法通过第二密封层462来堵塞贯穿孔461a的情况下，也能够通过第三密封层463而对贯穿孔461a进行堵塞。由此，能够更可靠地对压力基准室S进行密封。
此处，当第二密封层462向外部露出时，可能会使第二密封层462吸收水分，从而密封层46的内部应力会根据环境湿度而发生变化。如此，当密封层46的内部应力根据环境湿度而发生变化时，隔膜25的内部应力也会随此发生变化。因此，即使承受相同的压力，测量值也会根据环境湿度而有所不同，从而可能会使压力传感器1的压力检测精度下降。
因此，在本实施方式中，利用第三密封层463来覆盖第二密封层462，从而从压力传感器1的外部对第二密封层462进行气密性的密封。即，利用第三密封层463来覆盖能够向第二密封层462的外部露出的面，从而阻止了第二密封层462向外部的露出。由此，能够保护第二密封层462免受水分的影响，从而能够抑制由环境湿度引起的密封层46的内部应力的变化。
另外，虽然在本实施方式中第二密封层462的侧面被第三密封层463覆盖，但是并不限定于此，其既可以被第一密封层461覆盖，也可以被第一密封层461及第三密封层463这二者覆盖。此外，例如在湿度为固定等的不易受到湿度的影响的环境下使用的情况下等，既可以不通过第三密封层463而对第二密封层462进行密封，也可以使第二密封层462向外部露出。
虽然这样的第三密封层463的厚度T3并未被特别限定，但是例如优选为0.1μm以上且10μm以下，更优选为0.3μm以上且1.0μm以下。由此，能够取得与第一密封层461的厚度的平衡，从而能够更有效地抑制密封层46在热膨胀时向面外方向的挠曲。此外，能够抑制对于第三密封层463上的销孔的产生，从而能够更可靠地在第三密封层463与第一密封层461之间对第二密封层462进行密封。因此，能够更有效地保护第二密封层462免受水分的影响。此外，能够防止第三密封层463的过度的厚壁化。
以上，虽然对密封层46进行了说明，但是作为密封层46的结构并未被特别限定。例如，也可以在第一密封层461与第二密封层462之间或第二密封层462与第三密封层463之间存在其他层。即，密封层46也可以成为四层以上的层叠结构。此外，也可以省略第三密封层463。此外，第一密封层461可以不具有贯穿孔461a，在该情况下，也可以省略第二密封层462及第三密封层463。
接下来，对金属层48进行详细说明。如图1及图5所示，金属层48位于侧壁部4A与密封层46之间，并且以俯视观察基板2时包围隔膜25的方式(构成环的框状)的方式被配置。此外，在俯视观察基板2时，金属层48的内周端48a(保护环441的内周端)位于隔膜25的外侧。另外，金属层48也可以成为圆周方向上的一部分缺损了的框状。此外，虽然金属层48的整个圆周位于隔膜25的外侧，但是其一部分也可以位于隔膜25的内侧。
通过采用这种结构，从而与现有的结构相比，能够减小金属层48的体积(金属部分的体积)。由于金属层48这样的金属部分相对于周围的部分而具有较大的热膨胀率，因此通过减小金属层48的体积(金属部分的体积)，从而能够有效地减小因金属层48的热膨胀而引起的内部应力的变化。因此，能够抑制施加在隔膜25上的内部应力根据环境温度的变化，从而成为能够发挥优异的压力检测精度的压力传感器1。
此处，如果将金属层48全部去除，则前文所述的效果变得更明显。然而，在该情况下，如图6所示，在侧壁部4A与密封层46之间会产生间隙S2，从而密封层46易于向下侧(隔膜25侧)挠曲。如前文所述，如果密封层46向下方挠曲而与隔膜25发生接触，则会导致压力传感器1的压力检测精度的下降。因此，在压力传感器1中，通过残留金属层48以便在侧壁部4A与密封层46之间不会产生间隙而抑制密封层46向下方的挠曲，并且将金属层48的体积抑制在最小限度内，从而抑制了被施加在隔膜25上的内部应力的根据环境温度的变化。如此，通过适度地残留金属层48，从而压力传感器1成为能够发挥优异的压力检测精度的结构。
如图1所示，金属层48具有：基部481，其具有位于侧壁部4A与密封层46之间的部分；连接部482，其位于基部481与基板2之间，且与基部481连接。而且，基部481的内周端构成了金属层48的内周端48a。基部481以填埋侧壁部4A与密封层46之间的间隙的方式而被配置，并且从下侧(隔膜25侧)对密封层46进行支承。由此，能够对前文所述的密封层46向下方的挠曲进行抑制。
此外，金属层48以从侧壁部4A向压力基准室S内突出的方式而被设置。换言之，金属层48具有位于压力基准室S与密封层46之间的部分。由此，能够通过金属层48而更有效地从下方对密封层46进行支承，从而能够更有效地对密封层46向下方的挠曲进行抑制。但是，作为基部481的结构并未被特别限定，例如，也可以不具有从侧壁部4A向压力基准室S内突出的部分。即，既可以使内周端48a与侧壁部4A的内周面大致成为同一个面，也可以使内周端48a从侧壁部4A的内周面后退。
在此，虽然在俯视观察基板2时，作为位于金属层48的压力基准室S与密封层46之间的部分的长度并未被特别限定，并且根据密封层46的大小等而有所不同，但是例如优选为10μm以上且100μm以下，更优选为30μm以上且70μm以下。由此，能够更有效地从下方对密封层46进行支承，从而能够更有效地对密封层46向下方的挠曲进行抑制。
此外，连接部482位于基部481与导电膜33之间，并对这二者进行连接。也如后文所述的制造方法中所说明的那样，这样的连接部482具有作为将至制造中途为止填埋着压力基准室S的牺牲层G去除时的蚀刻终止层的功能。由此，能够规定压力基准室S的大小和形状，从而易于形成所需的形状的压力基准室S。尤其是，由于能够通过连接部482而阻止压力基准室S更大程度地扩大，因此能够有效地对压力基准室S过度地变大从而使密封层46变得容易挠曲的情况进行抑制。但是，作为连接部482的结构并未被特别限定，例如也可以不与导电膜33连接。此外，也可以省略连接部482。
此外，如图1所示，连接部482被埋设在侧壁部4A中。换言之，不仅是在连接部482的外周侧，而且在内周侧(即，与压力基准室S之间)也配置有侧壁部4A。如此，通过由侧壁部4A来包围连接部482，从而能够抑制连接部482的热膨胀。因此，能够有效地减小因金属层48的热膨胀而引起的内部应力的变化。因此，能够对施加在隔膜25上的内部应力根据环境温度的变化进行抑制，从而成为能够优异的压力检测精度的压力传感器1。但是，例如，也可以省略连接部482的内周侧的侧壁部4A，并且使连接部482的内周面对压力基准室S。
接下来，进一步对金属层48的结构进行详细说明。如前文所述，金属层48具有：配线层42所具有的保护环421、和配线层44所具有的保护环441。此外，如图7所示，保护环421具有：凹状的接触部421a，其以贯穿层间绝缘膜41的方式而被设置，且与导电膜33连接；凸缘部421b，其被设置在层间绝缘膜41上，且被配置在接触部421a的周围。此外，凸缘部421b具有相对于接触部421a而位于压力基准室S侧的内侧部421b’、和位于相反侧的外侧部421b”。此外，保护环441具有：凹状的接触部441a，其以贯穿层间绝缘膜43的方式而被设置，且与保护环421的接触部421a连接；凸缘部441b，且被设置在层间绝缘膜43上，且被配置在接触部441a的周围。此外，凸缘部441b具有位于与接触部441a相比靠压力基准室S侧的内侧部441b’、和位于相反侧的外侧部441b”。在这样的结构的金属层48中，也可以说通过保护环441而构成了基部481，且通过保护环421而构成了连接部482。
以上，虽然对周围结构体4进行了说明，但是作为周围结构体4的结构并未被特别限定。例如，虽然在本实施方式中，采用了层间绝缘膜及配线层分别具有两层的结构，但是这些层的数量并未被特别限定。
以上，对压力传感器1进行了说明。如前文所述，这样的压力传感器1具有：基板2，其具有通过受压而发生挠曲变形的隔膜25；侧壁部4A，其被配置于基板2的上表面(一面)侧，并且在俯视观察基板2时包围隔膜25；密封层46，其以隔着形成于侧壁部4A的内侧的压力基准室S(空间)而与隔膜25对置的方式被配置，并对压力基准室S进行密封；金属层48，其位于侧壁部4A与密封层46之间，且以在俯视观察基板2时包围隔膜25的方式被配置。此外，在俯视观察基板2时，金属层48的内周端48a位于隔膜25的外侧。由此，与现有的结构相比，能够减小金属层48的体积(金属部分的体积)。由于金属部分相对于周围的部分而具有较大的热膨胀率，因此通过减小金属层48的体积(金属部分的体积)，从而能够有效地减小因金属层48的热膨胀而引起的内部应力的变化。因此，能够对被施加在隔膜25上的内部应力根据环境温度而产生的变化进行抑制，从而成为能够发挥优异的压力检测精度的压力传感器1。
此外，如前文所述，在压力传感器1中，金属层48具有：基部481，其具有位于侧壁部4A与密封层46之间的部分；连接部482，其位于基部481与基板2之间，且与基部481连接。由此，能够使金属层48作为将至制造中途为止填埋着压力基准室S的牺牲层G去除时的蚀刻终止层而发挥功能。因此，能够通过金属层48而规定压力基准室S的大小和形状，从而易于形成所需的形状的压力基准室S。
此外，如前文所述，在压力传感器1中，连接部482被埋设在侧壁部4A中。由此，能够抑制连接部482的热膨胀。因此，能够有效地减小因金属层48的热膨胀而引起的内部应力的变化。因此，能够对施加在隔膜25上的内部应力根据环境温度而产生的变化进行抑制，从而成为能够发挥优异的压力检测精度的压力传感器1。
此外，如前文所述，在压力传感器1中，金属层48包含铝。由此，能够在后文所述的制造方法那样的半导体处理中容易地形成金属层48。
此外，如前文所述，在压力传感器1中，密封层46具有：第一密封层461，其具有面对压力基准室S(空间)的贯穿孔461a；第二密封层462，其相对于第一密封层461而位于与压力基准室S相反的一侧(上侧)，且对贯穿孔461a进行密封。由此，也如后文所述的制造方法中所说明的那样，能够容易地去除至制造中途为止填埋着压力基准室S的覆盖层444，并且更可靠地对压力基准室S进行密封。
此外，如前文所述，在压力传感器1中，贯穿孔461a在俯视观察基板2时与金属层48不重叠。即，贯穿孔461a在俯视观察基板2时位于金属层48的内侧。由此，在制造时，金属层48变得难以经由贯穿孔461a而被去除。因此，能够更可靠地配置金属层48。
此外，如前文所述，在压力传感器1中，具有第三密封层463，所述第三密封层463相对于第二密封层462而位于与压力基准室S相反的一侧(上侧)。例如，在因第二密封层462的成膜不良等而无法通过第二密封层462来堵塞贯穿孔461a的情况下，也能够通过第三密封层463而对贯穿孔461a进行堵塞。因此，能够更可靠地对压力基准室S进行密封。
接下来，对压力传感器1的制造方法进行说明。如图8所示，压力传感器1的制造方法包括：准备基板2的准备工序；在基板2上配置传感器部5的传感器部配置工序；在基板2的上表面侧配置牺牲层G以及位于牺牲层G的周围的侧壁部4A的牺牲层配置工序；配置金属层480的金属层配置工序，其中，所述金属层480隔着牺牲层G而与基板2对置，且具有面对牺牲层G的贯穿孔445；经由贯穿孔445而将牺牲层G去除的牺牲层去除工序；在金属层480的上侧配置具有贯穿孔461a的第一密封层461的第一密封层配置工序；经由贯穿孔461a而将金属层480的一部分去除的金属层去除工序；在第一密封层461的上侧配置第二密封层462的第二密封层配置工序；在第二密封层462的上侧配置第三密封层463的第三密封层配置工序；在基板2上形成隔膜25的隔膜形成工序。
准备工序
首先，如图9所示，准备由层叠有第一层21、第二层22及第三层23的SOI基板所构成的基板2。另外，在该阶段中，在基板2的隔膜形成区域250内并未形成有隔膜25。接下来，例如，通过对第三层23的表面进行热氧化，从而在基板2的上表面上形成由氧化硅膜构成的第一绝缘膜31。
传感器部配置工序
接下来，如图10所示，通过向基板2的上表面上注入磷、硼等杂质，从而形成传感器部5。接下来，利用溅射法、CVD法等而在第一绝缘膜31的上表面上形成第二绝缘膜32及导电膜33。
牺牲层配置工序
接下来，如图11所示，在基板2上，利用溅射法、CVD法等而以预定的图案依次形成层间绝缘膜41、配线层42、层间绝缘膜43及配线层44、表面保护膜45及端子47。由此，获得了在俯视观察基板2时与隔膜形成区域250重叠且由层间绝缘膜41、43构成的牺牲层G、位于牺牲层G的周围且包围牺牲层G的框状的侧壁部4A、以及金属层480。此外，金属层480具有：金属层48，其通过由配线层42所形成的保护环421以及由配线层44所形成的保护环441而构成；覆盖层444，其由配线层44所形成，且隔着牺牲层G而与基板2对置。此外，覆盖层444与保护环441一体地形成，并且具有面对牺牲层G的多个贯穿孔445。此外，通过金属层48而在空间上使侧壁部4A和牺牲层G被分隔。另外，在本实施方式中，由氧化硅来构成层间绝缘膜41、43，并且由铝来构成配线层42、44。
接下来，将基板2放置在氢氟酸缓冲液等蚀刻液中。由此，如图12所示，经由贯穿孔445而将牺牲层G蚀刻去除。此时，金属层48作为蚀刻终止层而发挥功能，从而抑制了处于金属层48的外侧的侧壁部4A的意图之外的去除，在本实施方式中，牺牲层G的一部分未被去除，并作为侧壁部4A而残留。由此，成为金属层48的连接部482被埋设于侧壁部4A中的状态。在此，由于本工序中的湿蚀刻为各向同性蚀刻，因此牺牲层G的覆盖层444侧与基板2侧相比被更多地去除。因此，所形成的空间成为从基板2侧起向覆盖层424侧而面积逐渐增加的圆锥状。另外，在本工序中，也可以将牺牲层G全部去除。
第一密封层配置工序
接下来，如图13所示，在金属层480以及表面保护膜45的上表面上对具有贯穿孔461a的第一密封层461进行成膜。作为第一密封层461的成膜方法，并未被特别限定，例如能够使用溅射法、CVD法等各种成膜方法(气相沉积法)。
在此，若对本工序进行详细说明，则当在金属层480上使第一密封层461生长时，虽然在最初急剧地堵塞了贯穿孔445，但是在第一密封层461增厚的同时该势头下降，并且从第一密封层461超过了某个厚度时起贯穿孔445变得几乎不会堵塞。其原因被认为是，在之前的工序中将牺牲层G去除而在贯穿孔445的下侧形成空间，并且通过使穿过了贯穿孔445的Si原子进入该空间，从而对贯穿孔445的堵塞进行抑制。如此，通过以在金属层480的下方形成了空间的状态而对第一密封层461进行成膜，从而能够容易且更可靠地形成贯穿孔461a。此外，通过使第一密封层461的一部分进入贯穿孔445内，从而形成了框状的突出部461b。根据这种情况，也可以说金属层480(尤其是覆盖层444)具有作为用于在第一密封层461上形成贯穿孔461a及突出部461b的基底层的功能。
金属层去除工序
接下来，将基板2放置在例如磷酸、醋酸以及硝酸的混合酸等蚀刻液中，从而经由贯穿孔461a而将金属层480所包含的覆盖层444去除。由此，如图14所示，在形成有压力基准室S的同时，从金属层480的剩余的部分中获得金属层48。另外，覆盖层444由于位于贯穿孔461a的附近，因此与金属层480的其他的部分(保护环421、441)相比被优先地蚀刻去除。因此，在本工序中，能够在残留有金属层48(保护环421、441)的状态下将覆盖层444去除。
第二密封层配置工序
接下来，如图15所示，在经由贯穿孔461a而将压力基准室S设为真空状态的状态下，在第一密封层461的上表面上对第二密封层462进行成膜，从而对贯穿孔461a进行密封。作为第二密封层462的成膜方法，并未被特别限定，例如能够使用溅射法、CVD法等各种成膜方法(气相沉积法)。
接下来，如图16所示，利用光刻法以及蚀刻法而对第二密封层462进行图案形成，并使第二密封层462的外缘位于第一密封层461的外缘的内侧。另外，作为第二密封层462的图案形成方法，优选为利用使用了氢氟酸缓冲液等蚀刻液的湿蚀刻。由此，能够将第二密封层462与第一密封层461的蚀刻选择比确保为较大，从而能够在实质上仅对第二密封层462进行图案形成。
第三密封层配置工序
接下来，如图17所示，在第一密封层461及第二密封层462的上表面上对第三密封层463进行成膜。由此，通过第一密封层461及第三密封层463而使第二密封层462被密封。作为第三密封层463的成膜方法，并未被特别限定，例如能够使用溅射法、CVD法等各种成膜方法(气相沉积法)。
接下来，如图18所示，使用光刻法及蚀刻法而同时对第一密封层461以及第三密封层463进行图案形成。由此，获得密封层46。另外，通过以互为相同的材料来构成第一密封层461及第三密封层463，从而能够同时地对它们进行图案形成。因此，能够削减压力传感器1的制造工序，从而使压力传感器1的制造变得更容易。
隔膜形成工序
接下来，如图19所示，例如，利用干蚀刻(尤其是，硅深蚀刻)法而对第一层21进行蚀刻，从而在隔膜形成区域250中形成向下表面开放的凹部24，由此获得隔膜25。通过以上方式，从而获得了压力传感器1。另外，隔膜形成工序的顺序并未被特别限定，例如，既可以在传感器部配置工序之前实施，也可以在传感器部配置工序与第三密封层配置工序之间实施。
以上，对压力传感器1的制造方法进行了说明。如前文所述，压力传感器1的制造方法包括：准备具有隔膜形成区域250的基板2的工序；在基板2的上表面(一个面)侧配置在俯视观察基板2时与隔膜形成区域250重叠的牺牲层G、和位于牺牲层G的周围的侧壁部4A的工序；配置金属层480的工序，其中，所述金属层480隔着牺牲层G而与基板2对置，且具有面对牺牲层G的贯穿孔445(第一贯穿孔)；利用贯穿孔445而将牺牲层G去除的工序；在相对于金属层480而与基板2相反的一侧(上侧)配置具有贯穿孔461a(第二贯穿孔)的第一密封层461的工序；以在侧壁部4A与第一密封层461之间使金属层48残留的方式，利用贯穿孔461a而将金属层480的一部分去除的工序；在相对于第一密封层461而与基板2相反的一侧(上侧)配置对贯穿孔461a进行密封的第二密封层462的工序；在隔膜形成区域250内形成通过受压而发生挠曲变形的隔膜25的工序。由此，与现有的结构相比，获得了金属层48的体积(金属部分的体积)被减小了的压力传感器1。由于金属部分相对于周围的部分而具有较大的热膨胀率，因此通过减小金属层48的体积(金属部分的体积)，从而能够有效地减小因金属层48的热膨胀而引起的内部应力的变化。因此，能够对施加在隔膜25上的内部应力根据环境温度而产生的变化进行抑制，从而成为能够发挥优异的压力检测精度的压力传感器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20为表示本发明的第二实施方所涉及的压力传感器的剖视图。
除了金属层48的结构有所不同以外，本实施方式所涉及的压力传感器1与前文所述的第一实施方式的压力传感器1基本相同。
以下，以与前文所述的第一实施方式的不同点为中心而对第二实施方式的压力传感器1进行说明，而对于相同的事项则省略其说明。另外，对与前文所述的实施方式相同的结构标注相同符号。
图20为与前文所述的第一实施方式的图7相对应的剖视图，并表示金属层48的截面。如该图所示，在本实施方式中，保护环441具有：凹状的两个接触部441a，其以贯穿层间绝缘膜43的方式而被设置，且与保护环421连接；凸缘部441b，其被设置在层间绝缘膜43上，且被配置在接触部441a的周围。此外，两个接触部441a在俯视观察基板2时，呈包围压力基准室S的框状，且以同心的方式被配置。此外，在将位于内侧的接触部441a设为接触部441a’，将位于外侧的接触部441a设为接触部441a”时，接触部441a’与凸缘部421b的内侧部421b’连接，接触部441a”与凸缘部421b的外侧部421b”连接。
例如，如前文所述的第一实施方式所示，当欲将接触部441a与接触部421a连接时，有时也会根据层间绝缘膜41、43的厚度等而使接触部441a加深至会给之后的成膜造成障碍的程度。因此，形成在接触部441a上的密封层46的阶梯覆盖(高低差覆盖性)会恶化，从而例如周围结构体4的机械强度或压力基准室S的气密性可能会降低。相对于此，由于在本实施方式中将接触部441a与凸缘部421b连接，因此与第一实施方式相比，密封层46的阶梯覆盖变得良好，从而能够更可靠地对周围结构体4的机械强度或压力基准室S的气密性的降低进行抑制。
根据以上的第二实施方式，也能够发挥与前文所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21为表示本发明的第三实施方式所涉及的压力传感器的剖视图。图22至图25分别为用于对图21所示的压力传感器的制造方法进行说明的剖视图。
除了金属层48的结构有所不同以外，本实施方式所涉及的压力传感器1与前文所述的第一实施方式的压力传感器1基本相同。
以下，以与前文所述的第一实施方式的不同点为中心而对第三实施方式的压力传感器1进行说明，而对于相同的事项则省略其说明。另外，对与前文所述的实施方式相同的结构标注相同符号。
如图21所示，在本实施方式的压力传感器1中，金属层48具有基部481，所述基部481具有被配置在层间绝缘膜43上且位于侧壁部4A与密封层46之间的部分、以及从侧壁部4A向压力基准室S内突出的部分。即，成为从前文所述的第一实施方式的结构中省略了连接部482的结构。由此，与前文所述的第一实施方式相比，能够减小金属层48的体积(金属部分的体积)。因此，能够更有效地对施加在隔膜25上的内部应力根据环境温度而产生的变化进行抑制，从而成为能够发挥更优异的压力检测精度的压力传感器1。另外，可以根据层间绝缘膜43的厚度而将层间绝缘膜43设为两层以上的层叠结构，在该情况下，也可以在层间配置配线层。
接下来，对本实施方式的压力传感器1的制造方法进行说明。本实施方式的压力传感器1的制造方法与前文所述的第一实施方式同样地包括：准备工序、传感器部配置工序、牺牲层配置工序、金属层配置工序、牺牲层去除工序、第一密封层配置工序、金属层去除工序、第二密封层配置工序、第三密封层配置工序和隔膜形成工序。由于这些工序之中，从牺牲层配置工序至牺牲层去除工序与前文所述的第一实施方式不同，因此在下文中，仅对从牺牲层配置工序至金属层去除工序进行说明。
牺牲层配置工序
如图22所示，在基板2上，利用溅射法、CVD法等而以预定的图案依次形成层间绝缘膜41、配线层42、层间绝缘膜43及配线层44、表面保护膜45及端子47。由此，获得了在俯视观察基板2时与隔膜形成区域250重叠且由层间绝缘膜41构成的牺牲层G、位于牺牲层G的周围且包围牺牲层G的框状的侧壁部4A、以及金属层480。此外，金属层480具有：金属层48，其具有由配线层42所形成的基部481；覆盖层424，其由配线层42所形成，且隔着牺牲层G而与基板2对置。此外，覆盖层424与基部481一体地形成，并且具有面对牺牲层G的多个贯穿孔425。
接下来，将基板2放置于氢氟酸缓冲液等蚀刻液中。由此，如图23所示，经由贯穿孔425而将牺牲层G蚀刻去除。此时，牺牲层G的覆盖层424侧与基板2侧相比被更多地去除。因此，所形成的空间成为从基板2侧向覆盖层424侧而面积逐渐增加的圆锥状。
第一密封层配置工序
接下来，如图24所示，在金属层480以及表面保护膜45的上表面上对具有贯穿孔461a的第一密封层461进行成膜。作为第一密封层461的成膜方法，并未被特别限定，例如能够使用溅射法、CVD法等各种成膜方法(气相沉积法)。
金属层去除工序
接下来，将基板2放置在例如磷酸、醋酸以及硝酸的混合酸等蚀刻液中，从而经由贯穿孔461a而将金属层480所包含的覆盖层424去除。由此，如图25所示，在形成有压力基准室S的同时，从金属层480的剩余的部分中获得金属层48。
根据以上的第三实施方式，也能够发挥与前文所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模块进行说明。
图26为表示本发明的第四实施方式所涉及的压力传感器模块的剖视图。图27为图26所示的压力传感器模块所具有的支承基板的俯视图。
以下，以与前文所述的实施方式的不同点为中心而对第四实施方式的压力传感器模块进行说明，而对于相同的事项则省略其说明。
如图26所示，压力传感器模块100具有：封装件110，其具有内部空间S1；支承基板120，其以从内部空间S1内被引出至封装件110的外侧的方式被配置；电路元件130及压力传感器1，其在内部空间S1内被支承基板120支承；填充部140，其通过向内部空间S1填充后文所述的填充材料而被形成。根据这样的压力传感器模块100，能够通过封装件110及填充部140来保护压力传感器1。另外，作为压力传感器1，例如能够使用前文所述的实施方式中的压力传感器。
封装件110具有基座111及外壳112，并且基座111及外壳112以将支承基板120夹入的方式经由粘合层而被相互接合在一起。以此方式而形成的封装件110具有形成在其上端部的开口110a、和与开口110a连通的内部空间S1。
作为这些基座111及外壳112的构成材料，并未被特别限定，例如可列举出铝、硅、钛、锆等氧化物陶瓷、氮化硅、氮化铝、氮化钛等氮化物陶瓷这样的各种陶瓷、聚乙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚碳酸酯、丙烯酸类树脂、ABS树脂、环氧树脂这样的各种树脂材料等绝缘性材料，并且能够将所述材料中的一种或两种以上组合使用。在这些材料之中，尤其优选为，使用各种陶瓷。
以上，虽然对封装件110进行了说明，但是作为封装件110的结构，只要能够发挥其功能则不被特别限定。
支承基板120被夹在基座111与外壳112之间，并且以从内部空间S1内被引出至封装件110的外侧的方式而被配置。此外，支承基板120对电路元件130及压力传感器1进行支承，并且对电路元件130及压力传感器1进行电连接。如图27所示，这种支承基板120具备具有挠性的基材121、和被配置在基材121上的多个配线129。
基材121具备：具有开口122a的框状的基部122、和从基部122延伸出的带状的带体123。而且，带体123在基部122的外缘部处被基座111和外壳112夹持并向封装件110的外侧延伸出。作为这种基材121，例如能够使用一般情况下所使用的柔性印刷基板。另外，虽然在本实施方式中基材121具有挠性，但基材121的全部或者一部分也可以是硬质。
在俯视观察基材121时，电路元件130及压力传感器1位于开口122a的内侧，且被并排配置。此外，电路元件130及压力传感器1分别经由接合线BW而被悬吊在基材121上，并以从支承基板120悬浮的状态而被支承基板120所支承。此外，电路元件130及压力传感器1分别经由接合线BW以及配线129而被电连接。以此方式，通过以相对于支承基板120而悬浮的状态来对电路元件130及压力传感器1进行支承，从而应力难以从支承基板120向电路元件130及压力传感器1传递，由此提高了压力传感器1的压力检测精度。
电路元件130具有用于向桥接电路50供给电压的驱动电路、用于对来自桥接电路50的输出进行温度补偿的温度补偿电路、根据来自温度补偿电路的输出而求取所承受的压力的压力检测电路、将来自压力检测电路的输出转换为预定的输出形式(CMOS、LV-PECL、LVDS等)而进行输出的输出电路等。
填充部140以覆盖电路元件130及压力传感器1的方式而被配置在内部空间S1中。通过这种填充部140，从而在对电路元件130及压力传感器1进行保护(防尘以及防水)的同时，使作用于压力传感器1上的外部应力(例如，下落冲击)变得难以被传递至电路元件130及压力传感器1。
此外，填充部140能够由液状或者凝胶状的填充材料构成，在能够对电路元件130及压力传感器1的过度的位移进行抑制的这一点上，尤其优选为，由凝胶状的填充材料构成。根据这种填充部140，能够有效地保护电路元件130及压力传感器1免受水分的影响，并且能够将压力高效地向压力传感器1进行传递。作为构成这种填充部140的填充材料并未被特别限定，例如能够使用硅油、氟系油、硅凝胶等。
以上，对压力传感器模块100进行了说明。这样的压力传感器模块100具有压力传感器1、和对压力传感器1进行收纳的封装件110。因此，能够通过封装件110而对压力传感器1进行保护。此外，能够享有前文所述的压力传感器1的效果，并能够发挥较高的可靠性。
另外，作为压力传感器模块100的结构并不限定于前文所述的结构，例如，也可以省略填充部140。此外，虽然在本实施方式中，压力传感器1及电路元件130通过接合线BW而以被悬吊在支承基板120上的状态而被支承，但是例如也可以将压力传感器1及电路元件130直接配置在支承基板120上。此外，虽然在本实施方式中，压力传感器1以及电路元件130被横向并排地配置，但是例如也可以使压力传感器1及电路元件130在高度方向上并排配置。
第五实施方式
接下来，对本发明的第五实施方式所涉及的电子设备进行说明。
图28为表示作为本发明的第五实施方式所涉及的电子设备的高度计的立体图。
如图28所示，作为电子设备的高度计200能够像手表那样佩戴在手腕上。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，在该显示部201上，还能够显示当前时刻、使用者的心率、天气等各种各样的信息。
作为这种电子设备的一个示例的高度计200具有压力传感器1。因此，高度计200能够享有前文所述的压力传感器1的效果，并能够发挥较高的可靠性。
第六实施方式
接下来，对本发明的第六实施方式所涉及的电子设备进行说明。
图29为表示作为本发明的第六实施方式所涉及的电子设备的导航系统的主视图。
如图29所示，作为电子设备的导航系统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、由陀螺仪传感器以及加速度传感器和车速数据所实现的自主导航单元、压力传感器1、和显示预定的位置信息或者行进道路信息的显示部301。
根据该导航系统300，除了所取得的位置信息以外，还能够取得高度信息。例如，当行驶于在位置信息上表示与一般道路基本相同的位置的高架道路上时，在不具有高度信息的情况下，在导航系统中将无法判断出是行驶在一般道路上，还是行驶在高架道路上，并且会将一般道路的信息作为优先信息而提供给使用者。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所产生的高度变化进行检测，进而能够将高架道路的行驶状态下的导航信息提供给使用者。
作为这种电子设备的一个示例的导航系统300具有压力传感器1。因此，导航系统300能够享有前文所述的压力传感器1的效果，并能够发挥较高的可靠性。
另外，本发明的电子设备并不限定于前文所述的高度计及导航系统，例如能够应用于个人计算机、数码照相机、移动电话、智能手机、平板电脑终端、时钟(包括智能手表)、无人机、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。
第七实施方式
接下来，对本发明的第七实施方式所涉及的移动体进行说明。
图30为表示作为本发明的第七实施方式所涉及的移动体的汽车的立体图。
如图30所示，作为移动体的汽车400具有车身401和四个车轮402(轮胎)，并且被构成为，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。此外，汽车400具有被搭载于车身401上的电子控制单元(ECU：electronic control unit)403，并且在该电子控制单元403中内置有压力传感器1。电子控制单元403通过压力传感器1而对车身401的加速度及倾斜等进行检测，从而能够掌握移动状态及姿态等，进而能够准确地实施车轮402等的控制。由此，汽车400能够实施安全且稳定的移动。另外，压力传感器1也可以被搭载于汽车400所具备的导航系统等中。
作为这样的移动体的一个示例的汽车400具有压力传感器1。因此，汽车400能够享有前文所述的压力传感器1的效果，并能够发挥较高的可靠性。
以上，虽然基于图示的各个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、压力传感器模块、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，也可以附加有其他的任意的结构物或工序。此外，也可以对各个实施方式进行适当组合。
符号说明
1…压力传感器；2…基板；21…第一层；22…第二层；23…第三层；24…凹部；25…隔膜；250…隔膜形成区域；251…受压面；31…第一绝缘膜；32…第二绝缘膜；33…导电膜；4…周围结构体；4A…侧壁部；41…层间绝缘膜；42…配线层；421…保护环；421a…接触部；421b…凸缘部；421b’…内侧部；421b”…外侧部；424…覆盖层；425…贯穿孔；429…配线部；43…层间绝缘膜；44…配线层；441…保护环；441A、441A’、441A”…接触部；441b…凸缘部；441b’…内侧部；441b”…外侧部；444…覆盖层；445…贯穿孔；449…配线部；45…表面保护膜；46…密封层；461…第一密封层；461a…贯穿孔；461b…突出部；462…第二密封层；463…第三密封层；47…端子；48…金属层；48a…内周端；480…金属层；481…基部；482…连接部；5…传感器部；50…桥接电路；51、52、53、54…压电电阻元件；55…配线；100…压力传感器模块；110…封装件；110a…开口；111…基座；112…外壳；120…支承基板；121…基材；122…基部；122a…开口；123…带体；129…配线；130…电路元件；140…填充部；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；403…电子控制单元；AVDC…驱动电压；BW…接合线；G…牺牲层；Rmax…直径；Rmin…直径；S…压力基准室；S1…内部空间；S2…间隙；L…长度；T1、T2、T3…厚度。

Claims (11)

1.一种压力传感器，其特征在于，具有：
基板，其具有通过受压而发生挠曲变形的隔膜；
侧壁部，其被配置于所述基板的一面侧，并且在俯视观察所述基板时包围所述隔膜；
密封层，其以隔着空间而与所述隔膜对置的方式被配置，并对所述空间进行密封；
金属层，其位于所述侧壁部与所述密封层之间，且以在俯视观察所述基板时包围所述隔膜的方式被配置，
在俯视观察所述基板时，所述金属层的内周端位于所述隔膜的外侧。
2.如权利要求1所述的压力传感器，其中，
所述金属层具有：
基部，其具有位于所述侧壁部与所述密封层之间的部分；
连接部，其位于所述基部与所述基板之间，且与所述基部连接。
3.如权利要求1所述的压力传感器，其中，
所述连接部被埋设在所述侧壁部中。
4.如权利要求1至3中任一项所述的压力传感器，其中，
所述金属层包含铝。
5.如权利要求1所述的压力传感器，其中，
所述密封层具有：
第一密封层，其具有面对所述空间的贯穿孔；
第二密封层，其相对于所述第一密封层而位于与所述空间相反的一侧，且对所述贯穿孔进行密封。
6.如权利要求5所述的压力传感器，其中，
所述贯穿孔在俯视观察所述基板时与所述金属层不重叠。
7.如权利要求5或6所述的压力传感器，其中，
具有第三密封层，所述第三密封层相对于所述第二密封层而位于与所述空间相反的一侧。
8.一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配置牺牲层和侧壁部的工序，其中，所述牺牲层在俯视观察所述基板时与所述隔膜形成区域重叠，所述侧壁部位于所述牺牲层的周围；
配置金属层的工序，其中，所述金属层隔着所述牺牲层而与所述基板对置，且具有面对所述牺牲层的第一贯穿孔；
使用所述第一贯穿孔而将所述牺牲层去除的工序；
在相对于所述金属层而与所述基板相反的一侧配置具有第二贯穿孔的第一密封层的工序；
使用所述第二贯穿孔而将所述金属层的一部分去除的工序；
在相对于所述第一密封层而与所述基板相反的一侧配置对所述第二贯穿孔进行密封的第二密封层的工序；
在所述隔膜形成区域内形成通过受压而发生挠曲变形的隔膜的工序。
9.一种压力传感器模块，其特征在于，具有：
权利要求1至7中任一项所述的压力传感器；
封装件，其对所述压力传感器进行收纳。
10.一种电子设备，其特征在于，具有：
权利要求1至7中任一项所述的压力传感器。
11.一种移动体，其特征在于，具有：
权利要求1至7中任一项所述的压力传感器。
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