CN1235026C - 薄膜类型的半导体压力传感器 - Google Patents

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Abstract

一种薄膜类型半导体压力传感器(S1)包括一基本上矩形(110)的半导体基片(10)，所述半导体基片具有四个侧边(10a)、一(110)晶面方向的有效表面(11)和一与所述有效表面相反的(110)晶面方向的背面(12)。表面(11，12)中的每个表面被四个侧边(10a)包围，四个侧边(10a)中的每个侧面与大致平行于有效表面(11)的方向<110>的晶轴的夹角大致是45°。基片(10)包括有效表面(11)上的薄膜(14)。通过在背面(12)上形成凹入部分(13)，形成所述薄膜(14)。薄膜(14)包括标准电阻(Rc1，Rc2，Rs1，Rs2)。根据标准电阻(Rc1，Rc2，Rs1，Rs2)上电阻的变化，检测压力。

Description

薄膜类型的半导体压力传感器
技术领域
本发明涉及一种薄膜类型的半导体压力传感器，其包括半导体基片具有：(110)晶面定向的有效表面和背面；和通过在背面形成凹入部分而形成在所述有效表面中的薄膜，还涉及一种用于制造上述薄膜类型的半导体压力传感器的半导体晶片。
背景技术
薄膜类型的半导体压力传感器包括具有(110)晶面定向的有效表面和背面的半导体基片，所述背面与(110)晶面定向的有效表面相反。在下文这种类型的半导体基片被简称为(110)半导体基片。
如图12所示，一种被提出的薄膜类型的半导体压力传感器包括矩形(110)半导体基片10，该半导体基片具有四个边10a。(110)半导体基片10包括用于检测压力的薄膜14。薄膜14位于凹入部分13的底部，或位于(110)半导体基片10的有效表面上。通过对硅基片上某一部分进行各向异性地蚀刻，形成所述凹入部分13，利用其形成所述(110)半导体基片。
薄膜14包括标准电阻Rc1、Rc2、Rs1和Rs2，它们都是压阻元件。如图12所示，标准电阻Rc1、Rc2、Rs1和Rs2包括两个位于薄膜14中心区域的中心标准电阻Rc1、Rc2以及两个位于薄膜14周边的侧标准电阻Rs1和Rs2。四个标准电阻Rc1、Rc2、Rs1和Rs2构成用于检测压力的桥电路。当薄膜14在要被检测的压力下产生应变时，标准电阻Rc1、Rc2、Rs1和Rs2的电阻相应于薄膜14的应变而发生变化，根据电阻的变化检测压力。
在所提出的薄膜类型的半导体压力传感器的制造工艺中，多个变成传感器芯片的矩形区域被形成在硅基片上，其具有(110)晶面定向的有效表面以及与所述(110)晶面定向的有效表面相反的背面，具有(110)定向的晶面的定向平面。通过形成平行于所述结晶平面的位置线(scribe lines)以及垂直于该结晶平面的位置线限定上述区域。然后利用诸如离子注入和离子扩散的半导体加工技术，在薄膜14要被形成的区域中的每个区域上形成标准电阻Rc1、Rc2、Rs1和Rs2。然后在每个区域的背面对硅晶片部分各向异性地蚀刻加工，形成凹入部分13，同时形成硅晶片的有效表面内的薄膜14。利用上述步骤，形成(110)半导体晶片。最后将(110)半导体晶片切成多个图12所示的半导体压力传感器。
在图12所示的使用(110)半导体基片的半导体压力传感器中，如上所述，薄膜14上的应变被用于检测被施加到薄膜14上的压力。在方向(100)的结晶平面上存在两条方向为<110>和<100>的晶轴。然而沿<110>方向的晶轴的硅压阻系数比沿<100>方向的晶轴的硅压阻系数大很多，例如50多倍。也就是在检测沿<110>方向的晶轴产生的应变时的敏感性比在检测沿<100>方向的晶轴产生的应变时的敏感性大很多。因此，标准电阻Rc1、Rc2、Rs1和Rs2已经被形成，从而在图12所示的半导体压力传感器上，标准电阻Rc1、Rc2、Rs1和Rs2基本上沿<110>方向的晶轴延伸，以增大敏感性。
(100)方向的晶面仅包括一条<110>方向的晶轴，从而如图12所示，为了在压力检测时获得最高的敏感性，标准电阻Rc1、Rc2、Rs1和Rs2的布置大概是最佳的。利用阳极接合等方式，图12所示压力传感器已经被粘接到(110)半导体基片10的背面上的诸如玻璃台的密封基片上，所述玻璃台在图中未示，从而凹入部分13被密封基片气密地密封，从而形成压力参考室(reference room)。
为了降低成本等，最近要求图12所示的半导体压力传感器缩短。为了使图12所示的半导体压力传感器缩短，(110)半导体基片10需要被缩短。
然而如果通过简单地缩短薄膜14而使(110)半导体基片10缩短，没有改变布置，压力检测时的敏感性将恶化。即使在(110)半导体基片10缩短的同时薄膜14没有缩短或没有改变布置，(110)半导体基片10的背面和密封基片之间接触区域的最小宽度L将变得更窄。也就是(110)半导体基片10上围绕薄膜14的框架型部分需要变窄。
使用真空工程的分子漏泄率方程式(1)表示压力参考室的气密性
Q＝(2πV/3)×r3×(P1-P2)/L      (1)
其中Q代表压力参考室的漏泄率，r是(110)半导体基片10背面和密封基片之间边界处的泄漏通道LP的半径，L是泄漏通道LP的长度，V是气体分子的平均速度，P1是压力参考室外侧的压力，P2是压力参考室内的压力。根据方程式(1)可以明白，泄漏率Q与泄漏通道LP的长度成反比。也就是如果(110)半导体基片10缩短，同时薄膜14不缩短或不改变布置，将难以确保压力参考室的气密性。因此图12所示的压力传感器的可靠性变差。
发明内容
本发明就是为了解决上述问题。本发明的第一目的是使薄膜类型的半导体压力传感器缩短，同时薄膜不缩短或背面最小宽度不缩短，以便使传感器具有最小的尺寸。本发明的第二个目的是提供一种半导体晶片，其可以被用于使薄膜类型的半导体压力传感器缩短，以便使传感器具有最小的尺寸。
为了实现第一目的，符合本发明的薄膜类型的半导体压力传感器包括一基本上矩形(110)的半导体基片，所述半导体基片具有四个侧边、一(110)晶面方向的有效表面和一与所述有效表面相反的(110)晶面方向的背面。每个表面被四个侧边包围，四个侧边中的每个侧面与大致平行于有效表面的方向<110>的晶轴的夹角大致是45°。所述基片包括有效表面上的薄膜，通过在所述背面上形成凹入部分，形成所述薄膜。该薄膜包括标准电阻，根据标准电阻上电阻的变化，检测压力。
为了实现第二目的，符合本发明的一种用于制造薄膜类型半导体压力传感器的半导体晶片包括(110)半导体层。(110)半导体层包括(110)晶面方向的有效表面、与所述有效表面相反的(110)晶面方向的背面以及方向面。多个位置线位于有效表面上，所述方向面(110)与基本上垂直于(110)半导体层的有效表面的方向<100>的晶轴的夹角大致是45°。每条位置线基本上平行于或垂直于所述方向面，(110)半导体层包括由位置线确定的大致矩形区域，每个矩形区域包括有效表面上的薄膜，通过在背面上形成凹入部分，形成所述薄膜，薄膜包括标准电阻。根据利用该半导体晶片所制造的薄膜类型半导体压力传感器上的标准电阻的电阻的变化，检测压力。
附图简介
通过下文接合附图所进行的介绍，本发明的上述和其它目的、特征和优点将变得更加清楚。
图1是一个示意性平面视图，显示了符合本发明一个实施例的薄膜类型的半导体压力传感器；
图2是沿图1中II-II线所做的示意性横截面视图，显示图1所示的半导体压力传感器已经被粘结到玻璃台上；
图3是一个示意性显示图1所示半导体压力传感器的平面视图，此图是从图1所示压力传感器的后面看去所获得视图；
图4是一个显示位于被包括在图1所示压力传感器的基片有效表面上的晶轴的视图；
图5是一个与图1所示半导体压力传感器内的惠斯登桥等效的电路图；
图6是一个显示图12所示半导体压力传感器与图3所示半导体压力传感器的尺寸差异的视图；
图7A是一个半导体压力传感器的示意性平面视图，该半导体压力传感器包括从背面看到的(100)半导体基片，图7B是沿图7A中VIIB-VIIB所做的示意性横截面视图；
图8是一个半导体晶片的示意性平面视图，利用该半导体晶片制造图1所示的半导体压力传感器；
图9是一个显示垂直于(110)方向晶面的基本晶面的方向的视图；
图10是另一种半导体晶片的示意性平面视图，利用该半导体晶片制造图1所示的半导体压力传感器；
图11A是一个显示压力传感器的敏感性和与目标角偏差之间相互关系的图表，图11B是一个显示对敏感性的温度影响和与目标角偏差之间相互关系的图表；
图12是一个显示现有技术中的使用(110)半导体基片所制造的薄膜类型半导体压力传感器的示意性平面视图，显示了位于凹入部分底部的薄膜。
具体实施方式
下文结合实施例将详细地介绍本发明。图1～3所示的薄膜类型半导体压力传感器S1包括基本上由硅制成的半导体基片10，利用公知的半导体集成电路制造技术形成上述半导体基片。该半导体基片10被形成为矩形板。如图1～3所示，半导体基片10具有有效表面11、与所述有效表面11相反的背面12和四个侧面10a。有效表面11和背面12中的每一个具有(110)方向的晶面。
如图2所示，半导体基片10基本上由一种导电性硅基片制成。然而半导体基片10可以由具有不同导电性的两层制成。例如两层中的一层可以是p类型硅基片，另一层可以是n类型外延层。
如图2和3所示，半导体基片10具有凹入部分13和位于所述凹入部分13底部的薄膜14，使用碱性溶液进行各向异性地蚀刻形成所述凹入部分13，通过形成凹入部分13，半导体基片10变薄。如图1和3所示，薄膜14是八边形。八边形薄膜14的两侧基本上垂直于<100>方向的晶轴，该晶轴基本上平行于有效表面11。八边形薄膜14的其它两侧基本上垂直于<110>方向的晶轴，该晶轴基本上平行于有效表面11。八边形薄膜14的另两侧基本上垂直于<111>方向的晶轴，该晶轴基本上平行于有效表面11。
使用具有六边形开口的蚀刻掩模和各向异性的蚀刻，形成八边形薄膜14，其它形状的薄膜例如矩形也可以被形成，只要通过各向异性地蚀刻(110)半导体基片形成不同形状的薄膜就行。
薄膜14包括四个标准电阻Rc1、Rc2、Rs1和Rs2，它们都是压阻元件。这些标准电阻Rc1、Rc2、Rs1和Rs2基本上沿与有效表面11平行的<110>方向的晶轴延伸，由于沿<110>方向的晶轴的硅的压阻系数比沿其它任何方向的晶轴的硅的压阻系数都大。当在要测量的压力作用下，薄膜14产生应变时，标准电阻Rc1、Rc2、Rs1和Rs2的电阻相应于薄膜14的应变而发生变化，根据电阻的变化检测压力。
如图1、3和4所示，标准电阻Rc1、Rc2、Rs1和Rs2由位于薄膜14中心区域的第一和第二中央标准电阻Rc1、Rc2以及位于薄膜14周边上的第一和第二侧标准电阻Rs1和Rs2组成。中央标准电阻Rc1、Rc2比侧标准电阻Rs1和Rs2更容易发生应变，也就是说，针对要被测量的压力，中央标准电阻Rc1、Rc2的电阻比侧标准电阻Rs1和Rs2的电阻变化更灵敏。通过在形成半导体基片10的硅层上进行离子注入和离子扩散，形成所述标准电阻Rc1、Rc2、Rs1和Rs2。利用通过在硅层上进行离子注入和离子扩散而被形成的布线扩散区域(wiring diffusion region)15，标准电阻Rc1、Rc2、Rs1和Rs2被电连接。
如图1所示，使用布线扩散区域15将中央标准电阻Rc1、Rc2和侧标准电阻Rs1和Rs2串联在一起，形成惠斯登桥，如图5所示，所述惠斯登桥是一个由四个阻抗边组成的封闭电路。在图5所示的桥电路中，直流恒压V被施加到两个端点Ia和Ib之间。
针对要被测量的压力，中央标准电阻Rc1、Rc2的电阻增加比侧标准电阻Rs1和Rs2的电阻增加更灵敏。因此当薄膜14由施加在其上的压力引起应变时，在第一中央标准电阻Rc1和第一侧标准电阻Rs1之间点的第一电位Pa与第二中央标准电阻Rc2第二侧标准电阻Rs2之间点的第二电位Pb沿相反方向变化。也就是当Pa和Pb中一个增加时，另一个下降。因此第一电位Pa和第二电位Pb之间的电位差Vout相应于所施加的压力而变化。
如图1所示，金属布线21和金属垫22位于薄膜14外面的有效表面11上。金属布线21和金属垫22与布线扩散区域15电连接，用于将布线扩散区域电连接到一起，形成两个端子Ia和Ib，在这两个端子之间施加直流恒压，从形成在半导体基片10上的桥电路拾取第一电位Pa和第二电位Pb之间的电位差Vout。通过被连接到金属垫22上的焊线，将桥电路与外部电路相连。
如图2所示，一诸如二氧化硅膜的中间绝缘膜30位于半导体基片10的有效表面11上。金属垫22被所述绝缘膜30绝缘。金属布线21也被绝缘膜30绝缘，除了金属布线21通过绝缘膜30上的接触孔与布线扩散区域15电连接的部分之外。例如可以利用铝的真空蒸发形成所述金属布线21和金属垫22。
如图2所示，例如由氮化硅制成的钝化膜40位于金属布线21、金属垫22和绝缘膜30上，从而保护图1所示的压力传感器S1。虽然图中未示，钝化膜40在金属垫22上具有开口，从而允许金属垫22利用焊线(wire bonding)与外部电路电连接。
可以使用公知的半导体制造技术制造图1所示的压力传感器S1。当压力传感器S1被制造后，例如利用阳极接合，将压力传感器S1在其背面12被粘结接合到玻璃台50上。利用所述接合，压力传感器S1上的凹入部分13被气密地密封，从而形成压力参考室，如图2所示，所述压力参考室内的压力例如被保持在一接近真空的级别。
在图2中，要被检测的压力被施加到薄膜14的上侧。当薄膜14在压力作用下发生应变时，标准电阻Rc1、Rc2、Rs1和Rs2的电阻相应于薄膜14上产生的应变而改变，与所述电阻变化相关的电位差Vout被输出。通过金属垫22将电位差Vout输出到外部电路中。外部电路对所述电位差Vout进行处理，提供用于检测压力的最终输出信号。
在图1所示半导体压力传感器S1中是用了独特的布置，其基本结构和操作如上所述。独特的布置确保压力传感器S1比图12所示现有的压力传感器小，该现有的压力传感器没有缩短薄膜14或没有缩短半导体基片10的背面12和玻璃台50之间接触区域的最小宽度。具体地说，如图3所示，四个边10a中的每条边与基本上平行于有效表面11的方向<110>的晶轴之间的夹角是45°。此外，当薄膜14的方向被确定为凹入部分13的纵向时，薄膜14被如此设置，从而薄膜14的方向被设置的与四个边10a中的每条边之间的夹角是45°。
如图1所示，标准电阻Rc1、Rc2、Rs1和Rs2中的每个电阻被叠置形成多个基本上沿方向<110>的晶轴延伸的梁(beam)。从而标准电阻Rc1、Rc2、Rs1和Rs2中的每个电阻基本上沿方向<110>的晶轴延伸，每个梁与方向<110>的晶轴之间的夹角基本上是45°。利用这种布置，如图6所示，图1所示的压力传感器S1比图12所示现有的没有缩短薄膜14或没有缩短半导体基片10的背面12和玻璃台50之间接触区域的最小宽度的压力传感器小。
在图6中，图12所示传感器的边10a和图3所示传感器的边10a被如此设计，从而两个传感器的薄膜14具有相同的尺寸，两个传感器的背面12提供相同的半导体基片10的背面12和玻璃台50之间接触区域的最小宽度L。在图6中，第一点划线DL1显示图12所示传感器的边10a。为了便于在图12所示传感器和图3所示传感器之间比较尺寸，将第一点划线DL1旋转45°夹角的第二点划线DL2在图6中被显示。
如图6所示，图3所示的传感器S1的边10a与方向<110>的晶轴之间的夹角基本上是45°，压力传感器S1的边10a的长度可以比图12所示传感器的边的长度小，图12所示传感器的边基本上平行于或垂直于方向<110>的晶轴，同时没有缩短薄膜14或没有缩短半导体基片10的背面12和玻璃台50之间接触区域的最小宽度。如果图12所示传感器的边10a的长度被设定为2.78毫米，那么图1所示传感器S1的边10a的长度被设定为2.44毫米。因此图3所示压力传感器S 1的芯片尺寸比图12所述传感器的芯片尺寸(die size)小23％。
相反，如果图3所示压力传感器S1的边10a被设定的与图12所述传感器的尺寸相同，那么图3所示压力传感器S1的最小宽度L比图12所述传感器的最小宽度L大。因此，与图12所述传感器相比，图3所示压力传感器S1在半导体基片10的背面12和玻璃台50之间的接合更可靠。从而与图12所述传感器相比，图3所示压力传感器S1的压力参考室具有更高的气密性，或具有更高的遏制泄漏能力。
上述尺寸的减少效果是图3所示的包括(110)半导体基片10的薄膜类型半导体压力传感器S1所独有的。例如图7A和7B所示薄膜类型半导体压力传感器包括一(100)半导体基片J10或具有有效表面J11、与所述有效表面相反的背面J12以及四个侧边J10a的半导体基片J10，所述有效表面J11具有方向(100)晶面，所述背面具有方向(100)晶面。
图7A所示压力传感器具有凹入部分J13，薄膜J14位于该凹入部分的底部。凹入部分J13由薄膜J14和四个侧边确定。由于当利用各向异性蚀刻形成凹入部分J13时，(111)方向结晶平面的蚀刻率比其它方向的晶面的蚀刻率小。
因此如图7A所示，四个侧边中的每个侧边基本上平行于方向<110>的晶轴。从而当四个侧边中的每个侧边10a被设定基本上平行于与有效表面11平行的方向<110>的晶轴时，被接合到背面J12的玻璃台50和半导体基片10的背面J12之间接触区域的最小宽度L变得最大。为了简化，在图7中也显示了第三条点划线DL3，该点划线是将四条侧边J10a旋转45°夹角得到的。
使用图8所示半导体晶片100制造图3所示的传感器S1，该半导体晶片包括具有有效表面和与该有效表面相反的背面的(110)半导体层，所述有效表面具有方向(110)晶面，所述背面也具有方向(110)晶面。(110)半导体晶片的有效表面和背面变成图2所示半导体基片10的有效表面11和背面12。
如图8所示，晶片100具有方向面(orientation flat)110和位置线120。每个位置线120基本上平行于或垂直于方向面110。当对晶片100进行切割后，由位置线120所确定的每个矩形区域130变成图1所示的传感器S1。如图8所示，方向面110被形成的与基本上与方向(100)晶面之间夹角为45°，所述方向(100)晶面与(110)半导体层的有效表面垂直。在图8中显示了基本上平行于晶片100的有效表面的方向<100>的晶轴。方向(100)晶面垂直于方向<100>的晶轴。
在使用单晶硅锭的基本晶轴制造(100)半导体晶片的工序中形成方向面(110)。如图9所示，两条彼此垂直的方向<100>和<001>的晶轴出现在硅锭的(110)方向晶面上。与方向<001>的晶轴的夹角为54.74度的<111>方向的晶轴也出现在硅锭的(110)方向晶面上。
从而首先使用诸如基于单晶硅锭上的上述轴线之间角度关系的X射线衍射确定上述轴线。然后，确定与图9所示<111>方向的晶轴成夹角为9.74度的目标轴线K1。目标轴线K1与两条方向<100>和<001>的晶轴的夹角为45°。然后对硅锭进行研磨加工，从而基本上垂直于所述目标轴线K1的表面OF被暴露。表面OF变成方向面110，其与基本上垂直于(100)半导体层的有效表面的方向(100)晶面之间夹角为45°。从而方向面110与方向<110>的晶轴和方向<001>的晶轴之间夹角基本上为45°，它们均基本上平行于(110)半导体层的有效表面。
然后对硅锭进行切割，形成硅晶片。从而使用公知的半导体芯片制造技术将诸如标准电阻Rc1、Rc2、Rs1、Rs2以及金属布线21和金属垫22形成在每个矩形区域130上的硅晶片的有效表面上。在形成上述元件的工序中，在硅晶片上形成位置线120，从而将硅晶片分隔成矩形区域130。例如使用膜的线性开口或使用一对基本上平行的例如由铝制成的线确定所述位置线120。然后通过在硅晶片的背面形成凹入部分13，薄膜14被形成在硅晶片有效表面上的每个矩形区域130内。通过从背面对硅晶片进行各向异性地蚀刻形成所述凹入部分13。利用上述步骤，完成图8所示半导体晶片100。
半导体基片10包括四条侧边10a，所述侧边与基本上平行于半导体基片10有效表面的方向<110>的晶轴之间夹角是45°，通过沿位置线120切割图8所示的半导体晶片100，图1所示的这种薄膜类型的半导体压力传感器S1可以被形成。
也可以利用图10所示其它的半导体晶片200制造图1所示薄膜类型的半导体压力传感器S1，图10所示半导体晶片200包括(110)半导体层，其具有一具有方向(110)的晶面的有效表面，和与该有效表面相反的背面，该背面具有方向(110)的晶面。如图10所示，图10所示晶片200具有方向面210和位置线220。如图10所示，方向面210具有基本上垂直于(110)半导体层有效表面的方向(100)晶面，每条位置线220与方向面210之间夹角基本上是45°。
当对图10所示晶片200进行切割时，由位置线220确定的每个矩形区域130变成图1所示压力传感器S1。在每个矩形区域130内形成薄膜14和诸如标准电阻Rc1、Rc2、Rs1、Rs2以及金属布线21和金属垫22的元件。标准电阻Rc1、Rc2、Rs1和Rs2被形成为图4所示的布置。在图10所示晶片200内，标准电阻Rc1、Rc2、Rs1和Rs2中的每个电阻被叠置为多个梁，其纵向基本上平行于方向面210，虽然在图8所示的晶片100中，标准电阻Rc1、Rc2、Rs1和Rs2中的每个电阻被叠置形成多个梁，其纵向轴线与方向面110之间夹角是45°。
在图1所示压力传感器S1中，当图8和图10所示晶片100、200由硅锭形成时考虑加工偏差以及图1所示压力传感器S1的性能，从经济角度出现，四条侧边10a与平行于有效表面11的方向<110>的晶轴之间夹角应该在43°～47°之间选择。
具体地说，当在硅锭上形成方向面110、210时，在硅锭上，方向面110、210和方向<100>的晶轴之间夹角存在±1°的偏差。此外，当用于对准面罩(aligning mask)的对准标记被形成在由硅锭制成的晶片上时，方向面110、210与对准标记之间的夹角的偏差是±1°。因此四条侧边10a和方向<110>的晶轴之间的目标角的最大偏差是±2°。也就是即使目标角是45°，实际角是45°±2°或在43°～47°之间。
然而由于下述原因，±2°的最大偏差是可以接受的。如图11A所示，至少当45°的目标角的偏差在±2°，当具体范围是11～27μV/mmHg时，图1所示压力传感器S1的灵敏性，也就是被定义为在图5中相对于施加在压力传感器S1上的外力的电位差Vout变化率基本上是恒定的。
此外如图11B所示，至少当45°的目标角的偏差在±2°，当具体范围是-50～350ppm/℃时，对灵敏性的温度影响也是恒定的。在图11B中，灵敏性的温度影响被定义为相对于25～125℃范围内的温度的灵敏性的变化率。因此只要45°的目标角的偏差在±2°内，图1所示压力传感器的性能基本上是恒定的。
在图12所示半导体基片10上所产生的热应力和图3所示半导体基片10上所产生的热应力的基础上，本发明的发明人进行FEM分析。虽然图中未示，FEM分析显示，在图3所示半导体基片10上的标准电阻Rc1、Rc2、Rs1和Rs2上所产生热应力的偏差比图12所示半导体基片10上的标准电阻Rc1、Rc2、Rs1和Rs2上所产生热应力的偏差小。
原因如下。与中心标准电阻Rc1、Rc2相比，侧标准电阻Rs1和Rs2对由诸如玻璃台50的外部因素导致的热应力更敏感。如图6所示，与图3所示半导体基片相比，沿图12所示半导体基片10上的方向<110>的晶轴，侧标准电阻Rs1和Rs2距基片10的周边更远。从而与图12所示半导体基片相比，在图3所示半导体基片上由外部因素导致的热应力更小。
此外，由基片10本身导致的热应力趋向于集中在薄膜14的角部。如图6所示，图3所示半导体基片10比图12所示半导体基片10小，从而与图12所示半导体基片相比，由基片10本身导致的热应力趋向于较少集中在在图3所示半导体基片的角部。
利用上述原因，与图12所示半导体基片相比，在图3所示半导体基片10内，标准电阻Rc1、Rc2、Rs1和Rs2上所产生热应力的偏差更小。由于上述更小的偏差，与图12所示压力传感器相比，图1所示压力传感器S在电位差Vout上具有更小的补偿电压。

Claims (13)

1.一种薄膜类型半导体压力传感器(S1)，包括一矩形的(110)-面半导体基片(10)，所述半导体基片具有四个侧边(10a)、一(110)-面晶面方向的有效表面(11)和一与所述有效表面相反的(110)-面晶面方向的背面(12)，其中：表面(11，12)中的每一个表面被四个侧边(10a)包围，四个侧边(10a)中的每个侧面与平行于有效表面(11)的方向<110>的晶轴形成一个夹角，所述夹角的范围是43°～47°，基片(10)包括在有效表面(11)上的薄膜(14)，通过在背面(12)上形成凹入部分(13)，形成所述薄膜(14)，薄膜(14)包括标准电阻(Rc1，Rc2，Rs1，Rs2)，根据标准电阻(Rc1，Rc2，Rs1，Rs2)上电阻的变化，检测压力。
2.一种根据权利要求1所述压力传感器(S1)，其特征在于：所述夹角是45°。
3.一种根据权利要求1所述压力传感器(S1)，其特征在于：标准电阻(Rc1，Rc2，Rs1，Rs2)沿方向<110>的晶轴延伸，以便增加电阻变化时的灵敏性。
4.一种根据权利要求1所述压力传感器(S1)，其特征在于：薄膜(14)还包括三个标准电阻(Rc1，Rc2，Rs1，Rs2)，所述的所有四个标准电阻(Rc1，Rc2，Rs1，Rs2)被用于形成惠斯登桥。
5.一种根据权利要求1所述压力传感器(S1)，其特征在于：当检测压力时，所述传感器(S1)结合密封基片(50)使用，该密封基片(50)已经被结合到(110)-面半导体基片(10)的背面(12)上，用于密封凹入部分(13)，以便形成压力参考室。
6.一种用于制造薄膜类型半导体压力传感器(S1)的半导体晶片(100)，包括(110)-面半导体层，其包括(110)-面晶面方向的有效表面、与所述有效表面相反的(110)-面晶面方向的背面(12)，以及方向面(110)，其中：多个位置线(120)位于有效表面上，方向面(110)与垂直于(110)半导体层的有效表面的方向<100>的晶轴形成一个夹角，方向面(110)与平行于(110)半导体层的有效表面的方向<001>的晶轴也形成一个夹角，所述夹角的范围是43°～47°，每条位置线(120)平行于或垂直于方向面(110)，所述(110)半导体层包括由位置线(120)确定的矩形区域(130)，每个矩形区域(130)包括在有效表面上的薄膜(14)，通过在背面上形成凹入部分(13)，形成所述薄膜(14)，薄膜(14)包括一标准电阻(Rc1，Rc2，Rs1，Rs2)，根据利用半导体晶片(100)所制造的薄膜类型半导体压力传感器(S1)上的标准电阻(Rc1，Rc2，Rs1，Rs2)的电阻的变化，检测压力。
7.一种根据权利要求6所述半导体晶片(100)，其特征在于：所述夹角是45°。
8.一种根据权利要求6所述半导体晶片(100)，其特征在于：标准电阻(Rc1，Rc2，Rs1，Rs2)沿平行于有效表面的方向<110>的晶轴延伸，以便增加电阻变化时的灵敏性。
9.一种根据权利要求6所述半导体晶片(100)，其特征在于：薄膜(14)还包括三个标准电阻(Rc1，Rc2，Rs1，Rs2)，所述的所有四个标准电阻(Rc1，Rc2，Rs1，Rs2)被用于形成惠斯登桥。
10.一种用于制造薄膜类型半导体压力传感器(S1)的半导体晶片(200)，包括(110)-面半导体层，其包括(110)-面晶面方向的有效表面、与所述有效表面相反的(110)-面晶面方向的背面(12)，以及方向面(210)，其中：多个位置线(220)位于有效表面上，方向面(210)具有垂直于有效表面的方向(100)的晶面，每条位置线(220)与方向面(210)形成一个夹角，所述夹角的范围是43°～47°，(110)-面半导体层包括由位置线(220)确定的矩形区域(130)，每个矩形区域(130)包括在有效表面上的薄膜(14)，通过在背面上形成凹入部分(13)而形成所述薄膜(14)，薄膜(14)包括标准电阻(Rc1，Rc2，Rs1，Rs2)，根据利用半导体晶片(200)所制造的薄膜类型半导体压力传感器(S1)上的标准电阻(Rc1，Rc2，Rs1，Rs2)的电阻的变化，检测压力。
11.一种根据权利要求10所述半导体晶片(200)，其特征在于：所述夹角是45°。
12.一种根据权利要求10所述半导体晶片(200)，其特征在于：标准电阻(Rc1，Rc2，Rs1，Rs2)沿平行于有效表面的方向<110>的晶轴延伸，以便增加电阻变化时的灵敏性。
13.一种根据权利要求6所述半导体晶片(200)，其特征在于：薄膜(14)还包括三个标准电阻(Rc1，Rc2，Rs1，Rs2)，所述的所有四个标准电阻(Rc1，Rc2，Rs1，Rs2)被用于形成惠斯登桥。
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