CN110662949A - 物理量传感器 - Google Patents
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Abstract
物理量传感器检测物理量。该物理量传感器包括第1基板、形成于第1基板的电极、由半导体材料形成的膜片、固定于第1基板的第2基板、形成于膜片的电介质膜、以及位于电介质膜与电极之间的壁部。膜片根据上述物理量而挠曲。第2基板以膜片具有与电极隔着空间相对的相对面的方式支承膜片。电介质膜形成于膜片的相对面。壁部划分形成上述空间。电介质膜具有隔着空间与电极相对的面。壁部具有第1突部和第2突部。第1突部自电介质膜的面朝向电极突出。第2突部自第1突部朝向电极突出并且与电极接触。第2突部与电介质膜的材料不同并且由氮化物形成。
Description
技术领域
本发明涉及一种物理量传感器，该物理量传感器包括根据作为计量对象的物理量而挠曲的膜片。
背景技术
作为以往的物理量传感器，已知有一种半导体物理量传感器，其包括玻璃基板、形成于玻璃基板的上表面的电极、接合固定于玻璃基板的半导体基板、以及形成于半导体基板的上表面的电极(参照专利文献1)。
在专利文献1所记载的半导体物理量传感器中，在半导体基板的下表面形成有空腔。半导体基板因形成有空腔而在局部形成有较薄的薄板部。薄板部作为根据从外部施加的物理量而挠曲的膜片发挥作用。膜片与玻璃基板的上表面的电极隔着空间相面对。此外，在膜片的玻璃基板侧的面形成有作为绝缘膜的氧化硅膜。
在专利文献1所记载的半导体物理量传感器中，在氧化硅膜与玻璃基板的上表面的电极之间形成有划分出上述的空间的壁部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2015/025496号
发明内容
物理量传感器检测物理量。该物理量传感器包括第1基板、形成于第1基板的电极、由半导体材料形成的膜片、固定于第1基板的第2基板、形成于膜片的电介质膜、以及位于电介质膜与电极之间的壁部。膜片根据上述物理量而挠曲。第2基板以膜片具有与电极隔着空间相对的相对面的方式支承膜片。电介质膜形成于膜片的相对面。壁部划分形成上述空间。电介质膜具有隔着空间与电极相对的面。壁部具有第1突部和第2突部。第1突部自电介质膜的面朝向电极突出。第2突部自第1突部朝向电极突出并且与电极接触。第2突部与电介质膜的材料不同并且由氮化物形成。
该物理量传感器具有较高的耐湿性。
附图说明
图1是实施方式的物理量传感器的俯视图。
图2A是图1所示的物理量传感器的线II－II处的剖视图。
图2B是图2A所示的物理量传感器的局部放大图。
具体实施方式
图1是实施方式的物理量传感器1的俯视图。图2A是图1所示的物理量传感器1的线II－II处的剖视图。图2B是图2A所示的物理量传感器1的局部放大图，表示部分A1。图1、图2A和图2B是示意性的图，图中的各构成要素的大小、厚度各自的比不一定反映实际的尺寸比。
如图2A和2B所示，物理量传感器1包括基板2、电极3、膜片4、基板5、电介质膜6和壁部7。基板2、电极3、膜片4、基板5和电介质膜6在厚度方向D1上排列。电极3形成于基板2。物理量传感器1是电容式物理量传感器。在此，物理量传感器1的膜片4由半导体材料形成。物理量传感器1用于检测对物理量传感器1施加的物理量F1。物理量F1例如是按压膜片4的按压力。膜片4根据作为物理量传感器1的计量对象的物理量F1(例如，按压力)而挠曲。基板5以膜片4与电极3隔着空间8相对的方式支承膜片4。基板5固定于基板2。膜片4具有与电极3相对的相对面42和相对面42的相反侧的表面41。电介质膜6形成于膜片4的与电极3相对的相对面42。壁部7位于电介质膜6与电极3之间，划分形成空间8。
在物理量传感器1中，电极3、电介质膜6和膜片4构成电容器，电容器的电容、即膜片4与电极3之间的电容根据作为计量对象的物理量F1的大小而变化。
在物理量传感器1中，例如，在物理量传感器1的计量对象的物理量F1(按压力)作用于膜片4的表面41时，膜片4根据物理量F1而挠曲，至少膜片4与电极3之间的距离发生变化。在此，在使电介质膜6与电极3接触那样的按压力作用于膜片4的情况下，按压力越大，电介质膜6与电极3接触的接触面积就越大。在物理量传感器1中，通过膜片4与电极3之间的距离发生变化，从而膜片4与电极3之间的电容发生变化。此外，在物理量传感器1中，通过电介质膜6与电极3之间的接触面积发生变化，从而膜片4与电极3之间的电容发生变化。因而，在物理量传感器1中，例如，自外部的控制装置向膜片4与电极3之间施加交流电压，控制装置检测膜片4与电极3之间的电容的变化。由此，控制装置能够基于该电容的变化来检测物理量F1并对其进行计量。
以下，更详细地说明物理量传感器1的各构成要素。
物理量传感器1的俯视时的形状例如为正方形(参照图1)。“物理量传感器1的俯视时的形状”是指沿着基板5的厚度方向D1看到的物理量传感器1的外周的形状。物理量传感器1的俯视时的芯片尺寸(Chip Size)例如为1.4mm见方(1.4mm×1.4mm)，但并不局限于此。另外，物理量传感器1的俯视时的形状并不局限于正方形，也可以是例如长方形等其他形状。
如上述那样，物理量传感器1包括基板2、电极3、膜片4、基板5、电介质膜6和壁部7。
基板2的俯视时的形状与物理量传感器1的俯视时的形状同样，为正方形，但并不局限于此，也可以是例如长方形等其他形状。
基板2具有在基板2的厚度方向D1上位于彼此相反侧的表面21和背面22。基板2具有电绝缘性。基板2的材料为玻璃。
电极3形成在基板2的表面21上。电极3具有电容器用电极301和引出电极302。电容器用电极301的俯视时的形状例如为圆形。引出电极302沿着电容器用电极301的远离中心301c的径向301r形成，自电容器用电极301沿着径向301r突出。在此，引出电极302具有在电容器用电极301的径向301r上为彼此相反侧的端302a、302b。端302a与电容器用电极301重叠。引出电极302的与厚度方向D1和径向302r正交的方向上的宽度比电容器用电极301的直径短。引出电极302的端302b的沿着厚度方向D1看到的俯视时的形状为圆形。
电容器用电极301的材料是Cr，但并不局限于此，也可以是例如Au等其他导电构件。
引出电极302的材料是铝合金。更详细而言，引出电极302的材料是AlSi，但并不局限于此，也可以是例如AlSiCu、AlCu、AlSb、AlTiCu等其他铝合金。基板2的表面21上的引出电极302的厚度T1(参照图2B)例如为1.3μm。厚度T1是基板2的表面21与引出电极302的表面321之间的距离。在引出电极302的表面321形成有在沿着厚度方向D1进行观察时具有环状的凹部322。壁部7的至少一部分位于引出电极302的表面321的凹部322内并且在凹部322的底面323的整周上与底面323接触。由此，物理量传感器1能够提高空间8的气密性。引出电极302具有与基板2的表面21相对的背面321a和背面321a的相反侧的表面321。表面321面向与基板2的表面21相同的方向。在此，壁部7自电介质膜6突出的长度T2(参照图2B)比电介质膜6与引出电极302的表面321之间的最短距离T3(参照图2B)长出预定距离T4(参照图2B)。预定距离T4比引出电极302的厚度T1小。从提高空间8的气密性的观点出发，优选预定距离T4例如为引出电极302的厚度的4分之1～4分之3左右。引出电极302比壁部7软，在制造物理量传感器1时，在接合基板2与基板5时引出电极302进行塑性变形。
在物理量传感器1中，膜片4与电极3隔着空间8相对。膜片4根据作为物理量传感器1的计量对象的物理量F1(例如，按压力)而挠曲。总之，膜片4能够挠曲变形。膜片4如上述那样由半导体材料形成，具有导电性。膜片4的半导体材料例如为Si。
膜片4被基板5支承。在厚度方向D1上，膜片4的厚度比基板5的厚度小。基板5以膜片4与电极3隔着空间8相对的方式支承膜片4。膜片4具有与电极3的电容器用电极301相对的圆板状的部分401和与电极3的引出电极302相对的部分402。部分401相对于电极3而言可动。膜片4的部分401能够朝向基板2挠曲变形，部分402的相对于基板2而言的相对位置固定。膜片4的部分401、402形成为一体。
基板5的沿着厚度方向D1看到的俯视时的形状与物理量传感器1的外周形状同样，为正方形(参照图1)，但并不局限于此，也可以是长方形。基板5具有在基板5的厚度方向D1上位于彼此相反侧的表面51和背面52。基板5具有导电性。基板5由半导体材料形成。更详细而言，基板5的半导体材料例如是Si。在此，在物理量传感器1中，膜片4与基板5形成为一体。膜片4和基板5能够通过对半导体基板(在此，为硅基板)进行加工来形成。因而，膜片4和基板5为同电位。在物理量传感器1中，在基板5的表面51形成有与膜片4电连接的外部连接用电极9。外部连接用电极9例如作为连接导电线92等导电构件的焊盘电极发挥作用。外部连接用电极9的材料例如是AlSi、Au。以能够与基板5欧姆接触(Ohmic Contact)的方式形成外部连接用电极9。
在厚度方向D1上，基板5的厚度比将膜片4的厚度与电介质膜6的厚度加在一起而得到的厚度大。在物理量传感器1的制造方法中，例如，通过在作为基板5和膜片4的材料的硅基板的厚度方向D1上的一面形成具有与从基板2侧看到的膜片4的形状相对应的形状的开口的凹部53，从而能够形成基板5和膜片4。在此，在物理量传感器1的制造方法中，通过利用例如感应耦合等离子体蚀刻装置(Inductively Coupled Plasma Etching System)对半导体基板的一部分进行蚀刻，从而能够形成凹部53。膜片4的与电极3相对的相对面42的相反侧的表面41与基板5的表面51平齐。
在物理量传感器1中，基板5以膜片4与电极3隔着空间8相对的方式固定于基板2。在此，在物理量传感器1中，基板2的表面21与基板5的背面52接触。在物理量传感器1中，形成基板2的玻璃含有碱性成分，基板5与基板2直接接合。“直接接合”是指不使用接合材料等地接合。在物理量传感器1中，形成基板2的玻璃含有碱性成分，从而在制造物理量传感器1时能够通过阳极接合将基板5和基板2直接接合，能够谋求制造成本的低成本化。作为碱性成分，例如具有Na、K、Na2O、K2O等。在此，作为形成基板2的玻璃，例如能够采用硼硅酸玻璃。硼硅酸玻璃含有碱性成分。在物理量传感器1中，从降低由于基板5与基板2的线膨胀系数的差而在基板5和膜片4等产生的应力的观点出发，优选基板5与基板2的线膨胀系数的差较小。
在物理量传感器1中，在膜片4的与电极3相对的相对面42形成有电介质膜6。在物理量传感器1中，能够利用电介质膜6确保膜片4与电极3之间的电绝缘性，能够防止膜片4与电极3之间的短路。另外，在物理量传感器1中，从提高物理量传感器1的灵敏度的观点出发，优选电介质膜6的介电常数相对较高。在物理量传感器1中，电介质膜6的介电常数越高，就能够使电介质膜6的厚度越小，越能够提高灵敏度。在此，在物理量传感器1中，电介质膜6与电极3分开预定距离时的电容同电介质膜6与电极3接触时的电容的差越大，灵敏度就越高。此外，优选电介质膜6的耐电压较高。
电介质膜6是由氮化物形成的氮化膜。更详细而言，电介质膜6是由氮化硅形成的氮化硅膜。在此，作为电介质膜6的氮化硅膜能够利用薄膜形成技术、光刻技术和蚀刻技术形成。这里的薄膜形成技术是LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition低压化学气相沉积)。利用LPCVD成形氮化硅膜时的原料气体例如是SiCl2H2和NH3。作为电介质膜6的氮化硅膜的组成例如是化学计量组成的Si3N4。作为电介质膜6的氮化硅膜的密度例如是2.9g/cm3～3.1g/cm3。作为电介质膜6的氮化硅膜的介电常数例如是7。作为电介质膜6的氮化硅膜的氢的含量例如是8at％以下。电介质膜6的厚度例如是20nm～200nm。在利用LPCVD形成电介质膜6时，在电介质膜6中产生拉伸应力、即内部应力。通过将电介质膜6的厚度设为200nm以下，能够抑制在电介质膜6产生内部应力。
在物理量传感器1中，由位于电介质膜6与电极3之间的壁部7划分形成空间8。更详细而言，壁部7位于电介质膜6的形成于膜片4的部分402的部分与电极3的引出电极302之间。在物理量传感器1中，壁部7的顶端70以将空间8密闭的方式与引出电极302接触。壁部7具有电绝缘性。
在物理量传感器1中，向由基板2、基板5、膜片4和壁部7包围的空间8填充非活性气体，做成非活性气体气氛。优选非活性气体为N2气体。非活性气体并不局限于N2气体，也可以是例如Ar气体、N2气体与Ar气体混合而得到的混合气体或者Ar气体等其他非活性气体。
在物理量传感器1中，孔76形成于壁部7和电介质膜6，该孔76沿着基板2的厚度方向D1贯通壁部7和电介质膜6并且使电极3的一部分自壁部7和电介质膜6暴露。在此，孔76使作为引出电极302的一部分的电极焊盘320自壁部7和电介质膜6暴露。孔76的开口的形状是圆形(参照图1)。由此，壁部7具有圆筒形状。在此，在物理量传感器1中，在膜片4的与引出电极302相对的部分402形成有沿着膜片4的厚度方向D1贯通的贯通孔46。在此，贯通孔46与孔76相连。由此，在物理量传感器1中，在沿着膜片4的厚度方向D1进行观察时，作为电极3的一部分的电极焊盘320自膜片4的表面41暴露。贯通孔46的开口的形状是圆形(参照图1)。能够通过例如利用感应耦合等离子体蚀刻装置对膜片4的要形成贯通孔46的部分进行蚀刻来形成膜片4的贯通孔46。在物理量传感器1中，在从膜片4的与基板2相反的一侧进行观察时，孔76位于贯通孔46的内侧(参照图1)。由此，在物理量传感器1中，例如，能够抑制与电极3的电极焊盘320接合的导电线91与膜片4接触。即，在物理量传感器1中，能够防止导电线91与膜片4之间的短路。
壁部7具有突部71和突部72。电介质膜6具有隔着空间8与电极3相对的面6b。突部71自电介质膜6的面6b朝向电极3突出。突部71是电介质膜6的一部分。突部72由自突部71朝向电极3突出且与电极3接触的氮化物形成。在壁部7中，突部72的顶端720的至少一部分位于电极3的凹部322内并且与凹部322的底面323接触。突部72由含有Si－H键的氮化硅形成。在此，总之，突部72除Si－N键之外，还含有Si－H键和H－N键。作为突部72的、由含有Si－H键的氮化硅形成的氮化硅膜能够利用薄膜形成技术、光刻技术和蚀刻技术形成。这里的薄膜形成技术是等离子体CVD(Plasma Chemical Vapor Deposition等离子体化学气相沉积)。含有Si－H键的氮化硅膜相比氧化硅膜而言水分的透过性较小。氮化硅膜是否含有Si－H键能够通过例如基于傅立叶变换红外光谱法(Fourier Transform InfraredSpectroscopy)的分析得知。换言之，判断氮化硅膜是否含有Si－H键的基准取决于基于傅立叶变换红外光谱法进行的分析的检测极限。突部72中的氢的浓度例如为1×1020cm－3～1×1022cm－3左右。突部72中的氢的浓度能够通过例如基于傅立叶变换红外光谱法的分析得知。在由利用LPCVD形成的氮化硅膜形成的电介质膜6中，基于傅立叶变换红外光谱法的分析结果是，Si－H键的含量小于检测极限。
利用等离子体CVD对具有Si－H键的氮化硅膜进行成膜时的原料气体是SiH4和NH3，但并不局限于此，也可以是例如SiH4和N2。突部72具有电绝缘性。作为突部72的、含有Si－H键的氮化硅膜的组成与化学计量组成的Si3N4不同，是SiNH。即，含有Si－H的氮化硅的组成与构成电介质膜6的氮化硅的组成不同。含有Si－H键的氮化硅膜的密度例如是2.4g/cm3～2.8g/cm3。含有Si－H键的氮化硅膜的介电常数例如是6。作为突部72的氮化硅膜的氢的含量例如是20at％～25at％。利用等离子体CVD形成的含有Si－H键的氮化硅膜的内部应力(拉伸应力)例如是利用LPCVD形成的氮化硅膜的内部应力(拉伸应力)的5分之1以下。根据上述的说明可知，在物理量传感器1中，突部72和电介质膜6由彼此不同的材料形成。在此，“彼此不同的材料”包括多个构成元素全部相同而组成不同的情况、具有不同的构成元素的情况、组成相同而添加物不同的情况等。
物理量传感器1包括自膜片4的与电极3相对的相对面42朝向电极3突出并且被突部71覆盖的突部73。由此，与不包括突部73的情况相比，在物理量传感器1中，能够进一步增大一体地形成有突部71的电介质膜6的厚度，能够进一步增大膜片4的厚度方向D1上的突部71的厚度、即突部71突出的长度。突部73形成为环状。突部73由氧化硅形成，具有电绝缘性。突部73能够利用例如热氧化技术、光刻技术和蚀刻技术形成。
以下，简单地说明物理量传感器1的制造方法的一例。
在物理量传感器1的制造方法中，首先，准备作为多个物理量传感器1各自的基板2的材料的基台晶圆、以及作为多个物理量传感器1各自的膜片4和基板5的材料的膜片晶圆。基台晶圆例如是玻璃晶圆。膜片晶圆例如是半导体晶圆。
在物理量传感器1的制造方法中，在准备好基台晶圆后，在基台晶圆形成多个电极3。
当在基台晶圆形成多个电极3的情况下，首先，利用溅射在构成基板2的表面21的基台晶圆的表面形成作为多个电容器用电极301的材料的Cr膜。之后，利用光刻技术和蚀刻技术使Cr膜图案化，从而形成多个电容器用电极301。之后，利用溅射并以将基台晶圆的表面的自多个电容器用电极301暴露的部位和多个电容器用电极301覆盖的方式形成作为多个引出电极302的材料的预定厚度(例如，1.3μm)的AlSi膜。之后，利用光刻技术和蚀刻技术使AlSi膜图案化，从而形成多个引出电极302。其中，在该阶段，未在多个引出电极302各自的表面321形成上述的凹部322。
并且，在物理量传感器1的制造方法中，在准备好膜片晶圆后，对膜片晶圆依次进行以下说明的第1工序～第4工序。
在第1工序中，利用光刻技术和蚀刻技术，在构成基板5的背面52的膜片晶圆的表面形成凹部53。
在第2工序中，利用热氧化技术、光刻技术和蚀刻技术在膜片晶圆形成突部73。
在第3工序中，利用LPCVD、光刻技术和蚀刻技术在膜片晶圆的多个凹部53各自的底面形成电介质膜6。在此，电介质膜6的一部分成为突部71。但是，在该阶段，未在突部71形成与贯通壁部7和电介质膜6的孔76相对应的孔。
在第4工序中，利用等离子体CVD、光刻技术和蚀刻技术在突部71形成突部72。之后，形成孔76，该孔76贯通包括突部71和突部72的壁部7以及电介质膜6。
在物理量传感器1的制造方法中，在准备好形成有上述的电极3的基台晶圆以及形成有凹部53、突部73、电介质膜6和壁部7的膜片晶圆后，依次进行以下说明的第5工序～第9工序。
在第5工序中，通过阳极接合将壁部7接合于引出电极302。在该第5工序中，壁部7以将引出电极302的一部分压扁的方式使引出电极302塑性变形。因而，在物理量传感器1的制造方法中，通过进行第5工序，能够在引出电极302的表面321形成凹部322，并且使壁部7与凹部322的底面323的整周接触。
在第6工序中，以膜片晶圆的与膜片4相对应的部分的厚度为预定厚度的方式将膜片晶圆局部减薄，从而形成膜片4和基板5。
在第7工序中，利用薄膜形成技术、光刻技术和蚀刻技术等在基板5的表面51形成外部连接用电极9。
在第8工序中，利用光刻技术和蚀刻技术在膜片4形成贯通孔46。贯通孔46与贯通壁部7和电介质膜6的孔76相连。在物理量传感器1的制造方法中，在结束了第8工序的阶段，能够得到形成有多个物理量传感器1的层叠晶圆、即基台晶圆和膜片晶圆接合而成的接合体。
在第9工序中，通过切割层叠晶圆，能够自层叠晶圆得到多个物理量传感器1。
在专利文献1中记载的上述的半导体物理量传感器中，存在这样的情况：水分经由壁部浸入上述的空间，膜片与电极之间的电容发生变化。
在本实施方式的物理量传感器1中，划分形成空间8的壁部7具有由氮化硅形成的突部71和由具有Si－H键的氮化硅形成的突部72。由此，在物理量传感器1中，能够抑制水分经由壁部7浸入空间8内。此外，与壁部7仅由氮化硅形成的情况相比，在物理量传感器1中，虽然增大膜片4与电极3之间的距离，但是能够抑制在壁部7产生裂纹，能够谋求灵敏度的提高并且谋求耐湿性的提高。并且，与壁部7仅由具有S－H键的氮化硅形成的情况相比，在物理量传感器1中，能够提高膜片4与电极3之间的耐压。
上述的实施方式只是本发明的各种实施方式中的一个实施方式。上述的实施方式只要能够达到本发明的目的即可，能够根据设计等进行各种变更。
例如，电介质膜6并不局限于氮化物，也可以由例如氧化硅等氧化物形成。
另外，构成电介质膜6的氮化物并不局限于氮化硅，也可以是例如HfSiON、SiON等其他氮化物。
另外，构成突部72的氮化物并不局限于含有Si－H键的氮化硅，也可以是含有Si－H键的HfSiON、含有Si－H键的SiON等其他氮化物。
另外，对于膜片4，并不局限于与基板5形成为一体的情况，也可以相对于基板5独立地形成。
另外，作为物理量传感器1的计量对象的物理量F1并不局限于按压力，也可以是例如压力、加速度等使膜片4挠曲变形的其他物理量。总之，物理量传感器并不局限于按压力传感器，也可以是压力传感器、加速度传感器等其他物理量传感器。
另外，电极3的电容器用电极301和引出电极302由彼此不同的材料形成，但并不局限于此。例如，在物理量传感器1中，在电介质膜6与电极3不接触的情况下，电容器用电极301也可以由与引出电极302相同的材料形成。
另外，物理量传感器1也可以不包括突部73，并且，突部73也可以由半导体材料形成。在该情况下，突部73也可以与膜片4形成为一体。
物理量传感器1的制造所使用的半导体晶圆为硅晶圆，但从提高膜片4的厚度的精度的观点出发，也可以是SOI(Silicon on Insulator绝缘体上硅)晶圆。
如上述那样，物理量传感器1检测物理量F1。第1形态的物理量传感器1包括：基板2；电极3，其形成于基板2的表面21；膜片4，其由半导体材料形成；基板5，其固定于基板2；电介质膜6，其形成于膜片4的相对面42；以及壁部7，其位于电介质膜6与电极3之间，划分形成空间8。膜片4根据物理量F1而挠曲。基板5以膜片4具有与电极3隔着空间8相对的相对面42的方式支承膜片4。电介质膜6具有隔着空间8与电极3相对的面6b。壁部7具有突部71、72。突部71自电介质膜6的面6b朝向电极3突出。突部72自突部71朝向电极3突出且与电极3接触。突部72与电介质膜6的材料不同并且由氮化物形成。
根据以上的结构，物理量传感器1能够谋求耐湿性的提高。
在第2形态的物理量传感器1中，电介质膜6的介电常数比突部72的介电常数高。由此，在物理量传感器1中，能够减小电介质膜6的厚度，能够谋求耐湿性的提高。
在第3形态的物理量传感器1中，在第1形态或第2形态的基础上，还包括自膜片4的相对面42朝向电极3突出并且被突部71覆盖的突部73。由此，与不包括突部73的情况相比，在物理量传感器1中，能够进一步增大一体地形成有突部71的电介质膜6的厚度，能够进一步增大膜片4的厚度方向D1上的突部71的厚度、即突出的长度。
在第4形态的物理量传感器1中，在第1形态～第3形态中的任一形态的基础上，电介质膜6由氮化物形成。由此，在物理量传感器1中，能够谋求耐湿性的进一步提高。
在第5形态的物理量传感器1中，在第1形态～第4形态中的任一形态的基础上，突部72由含有Si－H键的氮化硅形成。由此，在物理量传感器1中，能够使膜片4的厚度方向D1上的突部72的厚度、即突出的长度比膜片4的厚度方向D1上的突部71的厚度、即突出的长度大，能够谋求耐湿性的提高并且谋求灵敏度的高灵敏度化。
在第6形态的物理量传感器1中，在第1形态～第5形态中的任一形态的基础上，电极3具有与电介质膜6相对并且设有凹部322的表面321。突部72的顶端720的至少一部分位于电极3的凹部322内并且与凹部322的底面323接触。由此，在物理量传感器1中，能够进一步提高耐湿性。
在第7形态的物理量传感器1中，在第1形态～第6形态中的任一形态的基础上，在壁部7和电介质膜6形成有孔76，该孔76贯通壁部7和电介质膜6，以使电极3的一部分自壁部7和电介质膜6暴露。在膜片4形成有与孔76相连的贯通孔46。在从膜片4的与基板2相反的一侧进行观察时，孔76位于贯通孔46的内侧。由此，在物理量传感器1的情况下，能够抑制引线接合于电极3的导电线91与膜片4接触。因此，在物理量传感器1中，能够防止导电线91与膜片4之间的短路。
在第8形态的物理量传感器1中，在第1形态～第7形态中的任一形态的基础上，基板2由含有碱性成分的玻璃形成。基板5由硅形成。膜片4与基板5形成为一体。基板5与基板2直接接合。由此，在物理量传感器1中，能够谋求耐湿性的进一步提高。
在实施方式中，“表面”“背面”等表示方向的用语表示仅由物理量传感器1的构件的相对的位置关系确定的相对的方向，并非表示铅垂方向等绝对的方向。
附图标记说明
1、物理量传感器；2、基板(第1基板)；3、电极；322、凹部；4、膜片；42、相对面；46、贯通孔；5、基板(第2基板)；6、电介质膜；7、壁部；71、突部(第1突部)；72、突部(第2突部)；720、顶端；73、突部(第3突部)；76、孔；8、空间。
Claims (8)
1.一种物理量传感器，其检测物理量，其中，
该物理量传感器包括：
第1基板；
电极，其形成于所述第1基板；
膜片，其由半导体材料形成，根据所述物理量而挠曲；
第2基板，其固定于所述第1基板，以所述膜片具有与所述电极隔着空间相对的相对面的方式支承所述膜片；
电介质膜，其形成于所述膜片的所述相对面；以及
壁部，其位于所述电介质膜与所述电极之间，划分形成所述空间，
所述电介质膜具有隔着所述空间与所述电极相对的面，
所述壁部具有：
第1突部，其自所述电介质膜的所述面朝向所述电极突出；以及
第2突部，其自所述第1突部朝向所述电极突出并且与所述电极接触，
所述第2突部与所述电介质膜的材料不同并且由氮化物形成。
2.根据权利要求1所述的物理量传感器，其中，
所述电介质膜的介电常数比所述第2突部的介电常数高。
3.根据权利要求1或2所述的物理量传感器，其中，
该物理量传感器还包括第3突部，该第3突部自所述膜片的所述相对面朝向所述电极突出并且被所述第1突部覆盖。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的物理量传感器，其中，
所述电介质膜由氮化物形成。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的物理量传感器，其中，
所述第2突部由含有SI－H键的氮化硅形成。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的物理量传感器，其中，
所述电极具有与所述电介质膜相对并且设有凹部的表面，
所述第2突部的顶端的至少一部分位于所述电极的所述凹部内并且与所述凹部的底面接触。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的物理量传感器，其中，
在所述壁部和所述电介质膜形成有孔，该孔贯通所述壁部和所述电介质膜，以使所述电极的一部分自所述壁部和所述电介质膜暴露，
所述膜片形成有与所述孔相连的贯通孔，
在从所述膜片的与所述第1基板相反的一侧进行观察时，所述孔位于所述贯通孔的内侧。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的物理量传感器，其中，
所述第1基板由含有碱性成分的玻璃形成，
所述第2基板由硅形成，
所述膜片与所述第2基板形成为一体，
所述第2基板与所述第1基板直接接合。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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