DE3918769A1

DE3918769A1 - Halbleiterdrucksensor und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE3918769A1
Application number: DE3918769A
Authority: DE
Inventors: Tetsuo Fujii; Yoshitaka Gotoh; Susumu Kuroyanagi; Osamu Ina
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1988-06-08
Filing date: 1989-06-08
Publication date: 1989-12-14
Anticipated expiration: 2009-06-09
Also published as: DE3918769C2

Description

Die Erfindung betrifft einen Halbleiterdrucksensor gemäß Anspruch 1, der im wesentlichen unempfindlich gegenüber elektrischen Störungen ist.

Ein Halbleiterdrucksensor zum Messen eines Druckes durch Bestimmen einer Veränderung eines Widerstandswertes, die durch eine Deformation eines Dehnungsmeßstreifens be wirkt wird, ist wohlbekannt und umfaßt gewöhnlich eine Membran, die aus einem Siliziumeinkristallsubstrat ge fertigt ist und einen dünnen Teil aufweist. Die Wider standsänderungen werden durch Bestimmen eines Druckwer tes, der auf der Membran anliegt, durch ein piezoresis tives Element unter Verwendung des Konzeptes, daß die Deformation des Dehnungsmeßstreifens sich im Einklang mit einer darauf anliegenden mechanischen Belastung, verändert, gemessen.

Die ungeprüfte japanische Patentpublikation 61-2 39 675 offenbart einen Halbleiterdrucksensor wie in Fig. 22 gezeigt, der ein Halbleitersubstrat 800 umfaßt, auf welchem eine Piezowiderstandsschicht 802 gebildet ist, einer Halbleitersubstratschicht 810 zum Tragen des Halb leiterdrucksensors und einer versenkten Isolierschicht 808, die zwischen dem Halbleitersubstrat 800 und der Halbleitersubstratsschicht 810 zur Verfügung gestellt wird. Dieser Sensor ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Bimetallbewegung, bewirkt durch Kontakt zwischen der Membran mit einer dünnen Stärke und einer anderen, auf der Oberfläche darauf gebildeten Isolierschicht, unter drückt wird.

Wie in Fig. 22 gezeigt ist, werden in dem Halbleiter drucksensor weiter eine leitende Metallschicht 804 und eine Isolierschicht 806 zur Verfügung gestellt.

In dem in Fig. 22 gezeigten Halbleiterdrucksensor wurden jedoch einige Nachteile gefunden, z.B. daß das Halblei tersubstrat 800 und die Halbleitersubstratsschicht 810 leitend miteinander verbunden sind, wenn sie während des Zersägens zum Trennen eines Wafers in einzelne Chips miteinander in Kontakt kommen, weil die Stärke der ver senkten Isolierschicht 808, die dazwischen zur Verfügung gestellt wird, sehr dünn ist, z.B. ungefähr 0,5 bis 2 Mikrometer, oder wenn Wasser oder Staub an einer äu ßeren peripheren Seitenoberfläche der versenkten Iso lierschicht 808 oder in deren Umgebung anhaftet, sogar nachdem der Halbleiterdrucksensor hergestellt worden ist. Wenn ferner eine elektrische Spannung angelegt wird, welche eine Oberflächenentladungsdurchbruchsspan nung aufgrund von Störungen oder dergleichem überschrei tet, wird in dem Halbleitersubstrat zwischen dem Halb leitersubstrat 800 und der Halbleitersubstratsschicht 810 ein externes Potential eingeführt. Dies führt auf grund von gegenseitiger Wechselwirkung zwischen dem Substrat und dem Schaltkreis eines Drucksensorchips, auf welchem eine Ansteuerquelle des Halbleiterdrucksensors und verschiedene Schaltkreise integriert sind, zu einer Fehlfunktion oder Veränderungen in dessen Ausgang.

Im Hinblick auf die Nachteile des konventionellen Halb leiterdrucksensors, ist es Aufgabe der vorliegenden Er findung, einen Halbleiterdrucksensor zu schaffen, worin das Trägermittel des Halbleiterdrucksensors elektrisch vollständig vom Halbleitersubstrat isoliert ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt vorrichtungstechnisch durch die Merkmale des Anspruchs 1 und verfahrenstech nisch durch die Merkmale der Ansprüche 12, 20 und 22.

Daher wird erfindungsgemäß ein Halbleiterdrucksensor zur Verfügung gestellt mit einem Halbleitersubstrat mit einem ersten Halbleiterbe reich, in welchem eine Halbleitervorrichtung gebildet wird, einem zweitem Halbleiterbereich, einer versenkten Isolierschicht, die zwischen dem ersten und dem zweiten Halbleiterbereich zur Verfügung gestellt wird, einer Vertiefung, die in dem zweiten Halbleiterbereich ge schaffen wird und einer Öffnung auf der Hauptoberfläche des zweiten Halbleiterbereiches und einem Belastung er fassenden Teil, die Halbleitervorrichtung umfassend, die in dem ersten Halbleiterbereich der Vertiefung ge genüberliegend geschaffen wird. Der Halbleiterdrucksen sor ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der äußeren peripheren Seitenoberflächen des er sten und zweiten Halbleiterbereichs an der Innenseite der äußersten peripheren Seitenoberfläche der Isolier schicht angeordnet ist.

Ferner wird in Übereinstimmung mit der vorliegenden Er findung ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiter drucksensors zur Verfügung gestellt, welcher die fol genden Schritte umfaßt:

In-Kontakt-bringen eines ersten Halbleitersubstrates und eines zweiten Halbleitersubstrates mit einer Isolier schicht, die dazwischen auf der Oberfläche einer dieser Halbleitersubstrate gebildet wird, Ätzen der Hauptober fläche des ersten Halbleitersubstrates, um dessen Stärke zu vermindern, Bilden mindestens einer Halbleitervor richtung in dem ersten Halbleitersubstrat, Bilden einer Vertiefung, die sich in das zweite Halbleitersubstrat aus dessen Hauptoberfläche erstreckt, Bilden eines Be lastung erfassenden Teils in dem ersten Halbleitersub strat gegenüber der Vertiefung und Ätzen mindestens ei ner der äußeren peripheren Seitenoberflächen des ersten und zweiten Halbleitersubstrates, um einen vorbestimmten Abstand zwischen jener äußeren peripheren Seitenober fläche und einer peripheren Seitenoberfläche der Iso lierschicht zu schaffen.

Um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wie oben er klärt, zu realisieren, ist es ein charakteristisches Merkmal des Halbleiterdrucksensors, daß wenigstens eine der äußeren peripheren Seitenoberflächen des ersten Halbleiterbereiches und des zweiten Halbleiterbereiches auf der Innenseite der äußeren peripheren Seitenober flächen der dazwischen geschaffenen Isolierschicht ange ordnet ist.

Nämlich wenigstens eine der äußeren peripheren Seiten oberflächen des ersten Halbleiterbereiches oder des zweiten Halbleiterbereiches wird mit einem vorbestimmten Abstand T auf der Innenseite der äußeren peripheren Seitenoberfläche der Isolierschicht gebildet, z. B. der äußeren peripheren Seitenoberfläche des zweiten Halb leiterbereiches ist auf dem inneren Teil der Isolier schicht mit einem Abstand T von der äußeren peripheren Seitenoberfläche der Isolierschicht gebildet.

Folglich kann der Abstand zwischen einem Endteil einer der äußeren peripheren Seitenoberflächen von z.B. dem ersten Halbleiterbereich und jener des zweiten Halblei terbereiches größer sein als die Stärke der Isolier schicht, wodurch eine unerwünschte Leitung zwischen dem ersten Halbleiterbereich und dem zweiten Halbleiterbe reich während der aktuellen Verwendung wirksam verhin dert wird.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und anhand der Zeichnung.

Es zeigt:

Fig. 1(a) bis 1(h) Querschnittsansichten des Verfahrens zur Herstellung des Halbleiterdrucksensors der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform;

Fig. 1(j) eine Querschnittsansicht, die eine Modifika tion der ersten erfindungsgemäßen Ausführungs form zeigt;

Fig. 2(a) bis 2(h) Querschnittsansichten des Verfahrens zur Herstellung des Halbleiterdrucksensors der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform;

Fig. 3 eine Querschnittsansicht eines Halbleiter drucksensors der dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform;

Fig. 4 eine Querschnittsansicht, die eine Modifika tion der zweiten erfindungsgemäßen Ausfüh rungsform zeigt;

Fig. 5 eine Querschnittsansicht, die die Bauweise des erfindungsgemäßen Halbleiterdrucksensors zeigt;

Fig. 6(a) bis 6(g) die Querschnittsansichten des Ver fahrens zur Herstellung des Halbleiterdruck sensors einer vierten erfindungsgemäßen Aus führungsform;

Fig. 7 eine Querschnittsansicht, die einen Hauptteil einer ersten Modifikation der vierten erfin dungsgemäßen Ausführungsform zeigt;

Fig. 8 eine Draufsicht des Halbleiterdrucksensors, der in Fig. 7 als ein Wafer gezeigt ist;

Fig. 9 eine Querschnittsansicht, die einen Hauptteil einer zweiten Modifikation der vierten erfin dungsgemäßen Ausführungsform zeigt;

Fig. 10(a) bis 10(k) Querschnittsansichten des Verfah rens zur Herstellung des Halbleiterdrucksen sors einer fünften erfindungsgemäßen Ausfüh rungsform;

Fig. 11(a) bis 11(h) Querschnittsansichten des Verfah rens zur Herstellung des Halbleiterdrucksen sors einer sechsten erfindungsgemäßen Ausfüh rungsform;

Fig. 12 eine Querschnittsansicht des Halbleiterdruck sensors der erfindungsgemäßen siebten Ausfüh rungsform;

Fig. 13(a) bis 13(e) Querschnittsansichten des Verfah rens zur Herstellung des Halbleiterdrucksen sors einer achten erfindungsgemäßen Ausfüh rungsform;

Fig. 14(a) und 14(b) Querschnittsansichten des Aufbaus zum Messen einer Durchbruchsspannung und ein Dia gramm, welches die Beziehung zwischen einem Abstand und der Durchbruchsspannung wieder gibt;

Fig. 15(a) bis 15(i) Querschnittsansichten des Verfah rens zur Herstellung des Halbleiterdrucksen sors einer neunten erfindungsgemäßen Ausfüh rungsform;

Fig. 16 eine Querschnittsansicht, die eine Anwendung des erfindungsgemäßen Drucksensors zeigt;

Fig. 17 eine Querschnittsansicht, die eine Modifika tion des Drucksensors der neunten erfindungs gemäßen Ausführungsform zeigt;

Fig. 18 eine Querschnittsansicht, die eine Modifika tion des Drucksensors der neunten erfin dungsgemäßen Ausführungsform zeigt;

Fig. 19 eine Querschnittsansicht des Halbleiterdruck sensors der zehnten erfindungsgemäßen Ausfüh rungsform;

Fig. 20 eine Querschnittsansicht, die eine Modifika tion des Drucksensors der zehnten erfindungs gemäßen Ausführungsform zeigt;

Fig. 21 eine Ansicht, die ein Verfahren zeigt, welches in der vorliegenden Erfindung zum Anodenkon taktieren verwendet wird; und

Fig. 22 eine Querschnittsansicht eines konventionellen Halbleiterdrucksensors.

Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Er findung werden unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung nachfolgend beschrieben.

Die Fig. 1(a) bis 1(h) sind die Querschnittsansichten des Verfahrens zur Herstellung des Halbleiterdrucksen sors der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform. Die beteiligten Verfahrensschritte werden nacheinander wie folgt erläutert:

Gemäß Fig. 1(a) wird eine n⁺ versenkte Schicht (buried layer) 3 und eine p⁺ versenkte Schicht (buried layer) 5 auf der Oberfläche eines Halbleitersubstrates 1 durch ein Ionenimplantierverfahren geschaffen.

Dann wird gemäß Fig. 1(b) eine Epitaxialschicht 7 vom p-Typ mit einem Widerstand von 10 bis 20 Ohmcm in einer vorbestimmten Stärke von beispielsweise 5 bis 30 Mikro meter aufgewachsen (deren Stärke entsprechend dem auf den Halbleiterdrucksensor anzuwendenden Druck bestimmt ist) und eine Isolierschicht 9 aus SiO₂ mit einer Stärke von ungefähr 0,5 Mikrometer auf der Schicht 7 durch ein thermisches Oxidationsverfahren gebildet.

Gemäß Fig. 1(c) wird eine Isolierschicht 13 aus SiO₂ und mit einer Stärke von ungefähr 0,5 Mikrometer auf einen n-Typ Siliziumhalbleitersubstrat 11 durch das thermische Oxidationsverfahren gebildet und anschließend gemäß Fig. 1(d) die in den Fig. 1(b) und 1(c) gezeigten Wafer in Kontakt miteinander mit der Isolierschicht 9 und Iso lierschicht 13 einander gegenüberliegend angeordnet und die Wafer zusammen kontaktiert werden bei einer Bonding temperatur von 800°C bis 1100°C.

Anschließend wird das Halbleitersubstrat vom n-Typ gemäß Fig. 1(e) durch ein Läppverfahren geschliffen, um ein Spiegelfinish von dessen Oberfläche herzustellen und die p⁺-Isolierdiffusionsschichten 15 werden in den Bereichen der Oberfläche des Substrates 1 gebildet, an welchem die Isolierteile später gebildet werden.

Nachstehend wird dem kontaktierenden Teil zwischen den Substraten mit der Isolierschicht 9 und 13 das Bezugs zeichen 17 gegeben.

Dann werden gemäß Fig. 1(f) die p⁺-Isolierdiffusions schichten 19 in dem Siliziumhalbleitersubstrat 1 durch eine thermische Behandlung gebildet und anschließend die Piezowiderstandsschichten 21, welche als Belastung er fassende Teile dienen, auf einem vorbestimmten Bereich auf der Oberfläche des Siliziumhalbleitersubstrates 1 vom n-Typ durch Diffundieren von Verunreinigungen des p-Typs, wie beispielsweise Bor (B) oder ähnlichem, unter Verwendung des Siliziumoxidfilms als eine Maske gebildet und, nachdem ein Bipolartransistor 23 darauf gebildet ist, werden die Isolierschichten 25 und 27 und eine verbindende Schicht 29 aus Al durch ein konventionelles Planarverfahren gebildet.

Fig. 1(g) ist eine schematische Querschnittsansicht ei nes wesentlichen Merkmals dieser Ausführungsform.

Zuerst werden vorbestimmte Bereiche des Siliziumhalb leitersubstrates 11 vom n-Typ, z.B. ein Bereich, der mit F-F bezeichnet ist und mit einem Abstand von 1 mm bis 5 mm und einem Bereich, der mit A-B bezeichnet ist, mit einem Abstand von 5 Mikrometer durch ein kaustisches Ätzverfahren unter Verwendung von Ätzkali KOH oder einem gemischten Ätzmittel aus Fluorwasserstoff, Salpetersäure und Essigsäure geätzt wird, wobei die isolierende SiO₂-Schicht 27 als eine Maske und die isolierende SiO₂-Schicht 17 als ein Stopper verwendet wird.

Ein Halbleiterdrucksensor gemäß Fig. 1(h) wird erhalten durch Schneiden des Wafers an der gestrichelten Linie A, wie in Fig. 1(g) gezeigt mit einem mechanischen Schneidwerkzeug. In dieser Ausführungsform beträgt der Abstand T des Chips nach dem Schneidvorgang gemäß Fig. 1(h) ungefähr 5 Mikrometer.

In dieser Ausführungsform des Halbleiterdrucksensors gemäß Fig. 1(h) kommen die äußere periphere Seitenober fläche S der Epitaxialschicht 7 vom p-Typ und die äußere periphere Seitenoberfläche R des Siliziumhalbleitersub strates 11 vom n-Typ nicht miteinander in Kontakt, da der äußerste Teil des Siliziumhalbleitersubstrates 11 vom n-Typ räumlich von der äußeren peripheren Seiten oberfläche der SiO₂ -Isolierschicht 17 mit dem vorbe stimmten Abstand T von beispielsweise ungefähr 5 Mikro meter getrennt ist. Ferner kann in dieser Ausführungs form der Abstand von der äußeren peripheren Seitenober fläche des Siliziumhalbleitersubstrates 1 vom n-Typ zu der äußeren peripheren Seitenoberfläche des Silizium halbleitersubstrates 11 vom n-Typ größer gemacht werden als die Stärke der Isolierschicht 17. Daher wird die Möglichkeit der Leitung zwischen den Siliziumhalblei tersubstraten 1 und 11 minimiert, auch wenn Wasser, Staub oder dergleichen an der äußeren peripheren Seiten oberfläche der Isolierschicht 17 anhaftet.

Der Halbleiterdrucksensor gemäß Fig. 1(h) wird in einer Vorrichtung 200 gemäß Fig. 5 angewendet. Wenn die Vor richtung 200 direkt auf einer Mischkammer (surge tank) 300 oder dergl. eines Automobiles zum Bestimmen des An saugdruckes darin montiert wird, werden Fremdpartikel wie Feuchtigkeit, Staub oder dergl., die in die Misch kammer (surge tank) 300 eingeführt wurden, in die Vor richtung 200 eingebracht, wie durch einen Pfeil in Fig. 5 gezeigt ist, und wenn sie auf dem Halbleitersubstrat 11 des Halbleiterdrucksensors in Form eines Tautropfens ankommen, wird ein instabiles Körper-Erd-Niveau herge stellt.

Nichtsdestoweniger kann der Luftdruck auch unter den obigen Bedingungen noch mit einer hohen Genauigkeit be stimmt werden, weil das elektrische Potential des Sub strates 11 das elektrische Potential des Substrates 1 nicht beeinflussen kann.

Gemäß Fig. 5 ist eine Drucksensoreinheit 202 in einem Gehäuse 201 enthalten und ist ausgestattet mit einer Baugruppe mit einem Stamm 203 und einem Aufsatz 204, die miteinander verschweißt sind und einer Glasbasis 205 und wobei der Halbleiterdrucksensor 206 gemäß Fig. 1(h) in der Baugruppe zur Verfügung gestellt wird.

In der Baugruppe ist ein Leitungsdraht 208 hermetisch abgeschlossen und mit einem Draht 207 verbunden, der mit dem Halbleiterdrucksensor 206 verbunden ist, um das elektrische Ausgangssignal von dem Halbleiterdrucksensor 206 zur Außenseite zu übertragen. Der Leitungsdraht 208 ist mit der Außenseite über eine Leitung 209 verbunden.

Ferner werden in dieser Einheit 202 ein O-Ring 210 zum Abdichten, ein Einlaßrohr 211 für eine unter Druck ste hende Substanz mit einem einwärtsgebogenem Endteil, um zu verhindern, daß Fremdpartikel die darin durch Ein treten mit einer unter Druck stehenden Substanz 212, die schnell zu dem Halbleiterdrucksensor 206 gefördert wird, eindringt und einem Durchführungskondensator zur Verfü gung gestellt.

Obwohl ein Siliziumhalbleitersubstrat 11 vom n-Typ in dieser Ausführungsform verwendet wird, kann statt dessen ein Siliziumhalbleitersubstrat vom p-Typ verwendet wer den.

In dieser Ausführungsform wird der Wafer entlang der gestrichelten Linie A gemäß Fig. 1(g) in Chips geschnit ten, jedoch kann der Wafer entlang der gestrichelten Linie G gemäß Fig. 1(i) geschnitten werden und an schließend können die Seitenoberflächen des geschnitte nen Chips mit einem kaustischen Ätzmittel wie KOH oder dergl. nach Zur Verfügungstellen eines Wachses und einer keramischen Platte auf der Oberfläche der Isolierschicht 25, so daß die äußeren peripheren Seitenoberflächen der Siliziumschichten 7 und 11 auf der Innenseite der äuße ren peripheren Seitenoberfläche der Isolierschicht 17 angeordnet sind.

Bei diesem Vorgang kann die Ätzung des Membranteiles gestoppt werden, bevor der Bodenteil der Vertiefung die SiO₂-Isolierschicht 17, die als ein Stopper dient, er reicht und anschließend kann die Ätzung dessen Seiten teiles in der gleichen Weise, wie oben erklärt, ausge führt werden.

Ferner wird in dieser Ausführungsform die Piezowider standsschicht durch Eindiffundieren von Verunreinigungen in ein Substrat aus einem Siliziumeinkristall gebildet, jedoch kann eine Piezowiderstandsschicht aus polykris tallinem Silizium auf der Oberfläche der SiO₂-Schicht gebildet werden, wenn ein hoher Widerstand erforderlich ist.

Des weiteren kann der Schaltkreis dieser Erfindung nicht nur als Bipolarvorrichtung, sondern auch als ein MOS-Transistor oder ähnliche Vorrichtung ausgebildet werden.

In dieser Ausführungsform ist der vorbestimmte Abstand T ebenfalls wenigstens auf 2 Mikrometer festgesetzt, er kann jedoch vorzugsweise in einem Bereich von 3 bis 200 Mikrometer festgesetzt werden.

Die Halbleitervorrichtung, die in dieser Erfindung ver wendet wird, entspricht der Piezowiderstandsschicht 21 und einem Bipolartransistor 23.

Die zweite Ausführungsform dieser Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 2(a) bis 2(h) erklärt.

Die Fig. 2(a) bis 2(h) sind Querschnittsansichten eines Verfahrens zur Herstellung des Halbleiterdrucksensors der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dessen Verfahrensschritte werden im folgenden nachei nander erklärt:

Gemäß Fig. 2(a) wird eine Epitaxialschicht 30 vom n-Typ epitaktisch bis auf eine Stärke von 10 bis 15 Mikrometer und mit einem Widerstand von 1 bis 10 Ohmcm aufgewach sen, auf der Oberfläche des n⁺-Siliziumhalbleitersub strates 2 wird eine versenkte Schicht 3 vom n⁺-Typ und eine versenkte Schicht 5 vom p⁺-Typ durch ein Ionenim plantierverfahren gebildet und anschließend eine Iso lierschicht 9 aus SiO₂ in einer Stärke von ungefähr 0,5 Mikrometer durch ein thermisches Oxidationsverfahren darauf gebildet.

Gemäß Fig. 2(b) wird eine Isolierschicht 13 aus SiO₂ mit einer Stärke von ungefähr 0,5 Mikrometer auf einem Sili ziumhalbleitersubstrat 31 vom p-Typ durch thermische Oxidation gebildet.

Anschließend werden die Wafer, wie in den Fig. 2(a) und 2(b) gezeigt ist, miteinander in Kontakt gebracht, so daß sich die Isolierschichten 9 und 13 einander gegen überliegen, durch ein direktes Waferkontaktierverfahren bei einer Temperatur von 800°C bis 1100°C.

Anschließend wird das Halbleitersubstrat 2 vom n⁺-Typ durch ein Läppverfahren auf eine Stärke von ungefähr 30 Mikrometer geschliffen und anschließend das Halbleiter substrat vom n⁺-Typ selektiv durch ein gemischtes Ätz mittel, welches Fluorwasserstoff bzw. Salpetersäure bzw. Essigsäure in einem Mischungsverhältnis von 1:3:10 enthält und mit Wasser verdünnt wird.

Die Oberfläche wird dann mit einem Spiegelfinish verse hen.

In dieser Ausführungsform wird der kontaktierende Teil mit den Isolierschichten 9 und 13 im folgenden mit dem Bezugszeichen 17 versehen.

Anschließend werden gemäß Fig. 2(d) p⁺ diffundierte Isolierschichten 15 in den Bereichen der Oberfläche, in welchen die isolierenden Teile später gebildet werden, gebildet und dann, wie in Fig. 2(e) gezeigt, die p⁺ diffundierten Isolierschichten 19 durch eine thermische Behandlung in dem Siliziumhalbleitersubstrat 30 gebil det.

Dann wird die Piezowiderstandsschicht 21, die als Be lastung erfassender Teil dient, auf einem vorbestimmten Bereich auf der Oberfläche des Siliziumhalbleitersub strates 30 vom n-Typ durch Diffundieren von Verunreini gungen vom p-Typ, wie beispielsweise Bor (B) oder dergl. gebildet unter Verwendung des Siliziumdioxidfilmes als eine Maske und nachdem ein bipolarer Transistor 23 da rauf gebildet wird, wird ein vertiefter Teil 32, der sich in das Siliziumhalbleitersubstrat 30 von dessen Oberfläche erstreckt, durch ein kaustisches Ätzverfahren unter Verwendung von KOH und der Isolierschicht aus SiO₂ als eine Maske gemäß Fig. 2(g) gebildet.

In dieser Ausführungsform ist die Größe des vertieften Teils 32 derart, daß der Abstand T′ des Halbleiter drucksensors gemäß Fig. 2(h) 5 Mikrometer ist.

Dann wird eine Isolierschicht 34 auf der Oberfläche des vertieften Teils 32 gebildet, wie in Fig. 2(f) gezeigt und eine Verdrahtung 29 aus Al hergestellt, wird darauf gebildet, um ein Wafer gemäß Fig. 2(g) zu erhalten.

Anschließend werden die vorbestimmten Bereiche des Sili ziumhalbleitersubstrates 31 vom p-Typ mit einem kausti schen Ätzverfahren geätzt unter Verwendung von Ätzkali KOH und die isolierende SiO₂-Schicht 27 als eine Maske oder mit einem gemischten Ätzmittel aus Fluorwasser stoff, Salpetersäure und Essigsäure und Verwendung eines Chromdampffilmes als eine Maske und dann der Halblei terdrucksensor gemäß Fig. 2(a) durch Schneiden des Wa fers entlang der gestrichelten Linie A′ erhalten wird.

In dieser Ausführungsform wird das Siliziumhalbleiter substrat 30 vom n-Typ getrennt von der äußeren periphe ren Seitenoberfläche der Isolierschicht 17 mit einem vorbestimmten Abstand T′ gebildet und ferner, da die äußere periphere Seitenoberfläche J des Siliziumhalblei tersubstrates 30 vom n-Typ mit der Isolierschicht 34 bedeckt ist, eine Leitung zwischen den äußeren periphe ren Seitenoberflächen des Siliziumhalbleitersubstrates 30 vom n-Typ und dem Siliziumhalbleitersubstrat 31 vom p-Typ im wesentlichen eliminiert wird. In einer Modifi kation dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform kann die Isolierschicht 34, ein Oxidfilm mit einem Dreischicht aufbau mit einem Nitridoxidfilm, einem Oxidfilm und ei nem Nitridoxidfilm, welche in dieser Reihenfolge gesta pelt sind, wobei jede einzelne eine hohe Dielektrizi tätskonstante aufweist, anstelle des Oxidfilms 17 ver wendet werden, wobei das elektrische Feld vermindert wird und die elektrischen Eigenschaften verbessert wer den. Ferner werden die elektrischen Störungen zwischen dem Substrat 30 und dem Substrat 31 vermindert, auch wenn der Sensor der vorliegenden Erfindung durch Rau schen oder dergl. beeinflußt wird.

Des weiteren wird in dieser Ausführungsform, wie in Fig. 2(g) gezeigt, das Ätzen des Siliziumhalbleitersubstrats 31 vom p-Typ gestoppt bevor der Boden des vertieften Teils 32 die Isolierschicht 17 erreicht; wahlweise kann man dem Boden des vertieften Teiles 32 erlauben, die Isolierschicht 17 zu erreichen.

In dieser dritten Ausführungsform wird der Wafer durch ein mechanisches Schneidverfahren wie beispielsweise Ritzen, Drahtsägen oder dergl. geschnitten; wenn das Schneiden ausgeführt wird, nachdem der Wafer fertigge stellt ist, kann das Verfahren zum Ätzen der Isolier schichten 36 und 42 von dessen Rückseite unter Zurver fügungstellung eines Wachses 36 und einer keramischen Platte 40 auf der Oberfläche der Isolierschicht 36, wie in Fig. 3 gezeigt, verwendet werden.

Ferner wird, wenn der in Fig. 4 gezeigte Schritt verwen det wird, eine Anhäufung des Resists oder dergl. in dem vertieften Teil 32 vermieden, weil der vertiefte Teil 32 in das polykristalline Silizium versenkt ist.

Die vierte erfindungsgemäße Ausführungsform wird nach folgend unter Bezugnahme auf die Fig. 6(a) bis 6(g) er läutert.

In Fig. 6(a) wird ein Siliziumhalbleitersubstrat 50 vom n-Typ mit einer Kristallfläche (100) und einer glatten Oberfläche zur Verfügung gestellt und ein Oxidfilm 52 aus SiO₂ mit einer Stärke von 0,2 bis 1 Mikrometer auf dessen Oberfläche durch ein Naßoxidationsverfahren bei einer Temperatur von 1000°C gebildet.

Dann wird, wie in Fig. 6(b) gezeigt, ein Siliziumhalb leitersubstrat 54 mit einer Kristallfläche (100) und einem Widerstand von 10 bis 20 Ohmcm auf der Oberfläche des Siliziumhalbleitersubstrates 50 vom n-Typ durch ein direktes Waferverbindungsverfahren z.B. in einem Stick stoffgas oder einer oxidierenden Atmosphäre bei einer Temperatur von 1000°C für die Dauer einer Stunde ge bildet.

Dann wird, wie in Fig. 6(c) gezeigt, das Siliziumhalb leitersubstrat 54 vom p-Typ durch Läppen zu einem Spie gelfinish geschliffen, bis dessen Stärke 5 bis 100 Mi krometer beträgt und anschließend wird eine versenkte Schicht 56 darauf durch ein Ionenimplantierverfahren gebildet, gefolgt vom Bilden einer epitaxialen n-Typ-Schicht 58 darauf mit einer Stärke von 5 bis 15 Mikrometer.

Anschließend werden, wie in Fig. 6(d) gezeigt, eine Isolierschicht 60, verschiedene Transistoren 62, eine Diode und ein Widerstand (beide nicht gezeigt), eine Piezowiderstandsschicht 64 vom p-Typ bzw. ein Oxidfilm 66 gebildet, um unter Verwendung eines konventionellen Verfahrens einen bipolaren IC oder ähnliche Vorrichtun gen herzustellen und dann wird ein vertiefter Teil 68 in dem Bereich, welcher als Ritzlinie verwendet werden soll, durch ein anisotropes Ätzverfahren gebildet, wel ches ein kaustisches Ätzmittel wie beispielsweise KOH und den Oxidfilm 66 als Maske in einer solchen Art ver wendet, daß der Spitzenendteil der Vertiefung den Oxid film 52 erreicht.

Dann wird in dem Schritt, der in Fig. 6(e) gezeigt ist, nach Bildung eines SiO₂-Filmes 70 durch ein thermisches Oxidationsverfahren oder CVD-Verfahren eine Öffnung 72 im Bereich des SiO₂-Filmes 52 und 70, der als Ritzli nie verwendet werden soll, durch ein Ätzverfahren gebil det, (d.h. der Bereich entspricht einem vorstehenden Teil 86 in dem Siliziumhalbleitersubstrat 50, welches später beschrieben wird).

Dann wird der vertiefte Teil 68 mit n⁺-polykristallinem Silizium 74 durch ein Vakuum-CVD-Verfahren unter einem verminderten Druck gefüllt und dessen Oberfläche wird glatt geschliffen.

Anschließend wird ein thermischer Oxidfilm 76 darauf gebildet und nacheinander eine Öffnung 78 durch ein konventionelles IC-Verfahren gebildet, gefolgt von einer Verbindungsschicht 80 aus Al und einem Passivierungsfilm 82, und als ein Ergebnis ist die Al-Verbindung 80 elek trisch mit dem Siliziumhalbleitersubstrat 50 durch das polykristalline Silizium 74 und die Öffnung 72 verbun den.

Ferner wird eine Vertiefung 84 durch Ätzen des Bereichs des Siliziumhalbleitersubstrates 50, der dem Bereich gegenüberliegt, in welchem die Membran des Drucksensors geschaffen wird, mit einem kaustischem Ätzmittel gebil det.

In diesem Siliziumhalbleitersubstrat 50 wird der Teil ohne die Vertiefung 84 ein vorstehender Teil 86 ge nannt.

Dann wird gemäß Fig. 6(f) eine Glasplatte 88 mit dem selben thermischen Ausdehnungskoeffizienten wie der des Siliziumhalbleitersubstrates 50, z.B. "PYREX"- (Waren zeichen) Glas zur Verfügung gestellt, um den Drucksensor zu montieren und der Sensor wird mit dem Trägermaterial durch ein anodisches Bondingverfahren verbunden. Die Glasplatte 88 wird mit einem druckeinführenden Loch 90 und einer Elektrodenschicht 92 zur Stabilisierung des verbundenen Teiles zur Verfügung gestellt.

Das oben erwähnte anodische Bondingverfahren wird wie folgt durchgeführt:

Der Drucksensor und das Glas 88 werden in Kontakt mit einander angeordnet und das anodische Bondingverfahren wird durchgeführt durch Anlegen einer Spannung von 600 bis 800 V daran, unter Verwendung einer Seite der Sen sorvorrichtung auf welcher ein Drucksensor als eine po sitive Elektrode zur Verfügung gestellt wird, für unge fähr 10 bis 20 Minuten, bei einer Temperatur von 300 bis 400°C. Dann wird gemäß Fig. 6(f) eine obere Elektrode 94, eine untere Elektrode 96 und eine elektrische Quelle 98 zur Verfügung gestellt.

Nachdem dieses Verfahren beendet ist, wird die Vorrich tung an den Teilen der Al-Verbindung 80, der Öffnung 72, dem vorragenden Teil 86 und dem Glasteil 88 durch eine Trennsäge in einen Chip geschnitten. Das Endprodukt ist in Fig. 6(g) gezeigt.

Als ein Ergebnis des obigen Verfahrens werden die Al-Verbindung 80 und die Öffnung 72, welche auf der Ritzlinie gebildet sind, eliminiert und daher wird die elektrische Isolierung des Halbleitersubstrates und der Trägermittel des Drucksensors fertiggestellt und ferner das anodische Bonding des Trägermittels des Drucksen sors, d.h. den vorstehenden Teil 86 und das Trägermate rial 88, leicht ausgeführt.

Gemäß dieser Ausführungsform werden die folgenden zu sätzlichen Wirkungen erhalten.

Nämlich in dieser Ausführungsform wird die rillenförmig Vertiefung 68 mit polykristallinem Silizium 74 gefüllt, nachdem der SiO₂-Film 70 auf der inneren Oberfläche des rillenförmig vertieften Teiles 68 gebildet ist und daher können Substanzen wie beispielsweise Resist oder dergl. wirksam daran gehindert werden, in die Vertiefung 68 während der Bildung der Al-Verbindungsschicht 80 einzu treten, nachdem der SiO₂-Film 70 oder dergl. gebildet ist und das oben erwähnte Verfahren ohne Fehler ausge führt werden kann.

Als nächstes ist der Hauptteil einer Modifikation der vierten Ausführungsform in Fig. 7 gezeigt.

In dieser Modifikation sind die Verfahrensschritte bis zum Schritt des Bildens der Öffnung 72 dieselben, wie in der vierten Ausführungsform und anschließend wird eine aus Al hergestellte und zum anodischen Bonding verwen dete Elektrode auf der Innenseite des vertieften Teils gebildet, anstatt den vertieften Teil mit polykristal linem Silizium zu füllen.

Gemäß Fig. 8 gezeigt, kann die Elektrode 100 in mehreren Teilen in einem Wafer gebildet werden, wie durch Schraffieren gezeigt, um hierdurch einen stabilen Kon takt über den Wafer herzustellen.

Fig. 9 zeigt eine zweite Modifikation der vierten Aus führungsform, in welcher die Elektrode 100 zum anodi schen Bonding nur auf der Oberfläche der Isolierschicht 52 gebildet wird und ein oberer Teil der Öffnung 72 und ein genauerer elektrischer Kontakt durch Zurverfügung stellen der Elektrode 100 mit einem vorstehenden Teil 102 erhalten wird.

Als nächstes wird die fünfte Ausführungsform der vor liegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 10(a) bis 10(h) erläutert und eine Modifikation davon wird unter Bezugnahme auf die Fig. 10(i) bis 10(k) erläu tert.

Die Schritte, die in den Fig. 10(a) bis 10(c) gezeigt sind, sind dieselben wie die Schritte, die in Fig. 6(a) bis 6(c) gezeigt sind und 401 ist ein Siliziumhalblei tersubstrat vom p-Typ, 402 ist ein Siliziumhalbleiter substrat vom p-Typ oder vom n-Typ und 403 ist ein SiO₂-Film mit einer Stärke von 0,1 bzw. bis 2 Mikrome ter.

Ferner wird der n-Muldenteil gemäß Fig. 10(c) durch ein Ionenimplantierverfahren gebildet, nachdem das Halblei tersubstrat 401 mit einer Stärke von 0,1 bis 10 Mikro meter gebildet ist.

Dann wird, wie in Fig. 10(d) gezeigt, ein SiO₂-Film 405 mit einer Stärke von 0,1 bis 1 Mikrometer auf einem vorbestimmten Bereich des Halbleitersubstrates 402 ge bildet und anschließend werden ein konkav gebildeter Teil 406 b mit einer runden oder rechteckigen Form und einer Vertiefung 406 a durch Ätzen mit einem Ätzmittel aus einer KOH-Lösung unter Verwendung des SiO₂-Filmes 405 als eine Maske geätzt, um der Seitenwand der Ver tiefung 406 a und dem konkav gebildeten Teil 406 b eine verjüngte Bauweise zu geben.

Zu dieser Zeit wird das Ätzen mit dem Ätzmittel aus KOH-Lösung gestoppt, wenn die Böden der Vertiefung 406 a und des konkav gebildeten Teiles 406 b die Oberfläche des SiO₂-Filmes 403 erreichen.

Gemäß Fig. 10(e) wird, nachdem der thermische Oxida tionsvorgang ausgeführt wurde, ein SiO₂-Film 407 mit einer Stärke von 0,1 bis 1 Mikrometer auf der peripheren Seitenoberfläche des Halbleitersubstrates 402 gebildet, gefolgt von dem Abscheiden eines polykristallinen Sili ziums 408 über der ganzen Oberfläche des Substrates.

Gemäß Fig. 10(f) wird ein Teil des polykristallinen Si liziums 408 dann durch Schleifen entfernt, um dessen Oberfläche glatt zu machen und nacheinander eine Schal tung 409 auf dem SiO₂-Film 403 durch ein konventionelles CMOS-Verfahren unter Verwendung eines Silizium-(Si) Gates gebildet und in dem Bereich, in welchem ein Druckmeßmittel zur Verfügung gestellt wird, ein Sili ziumnitridfilm 410 mit der Stärke von 0,1 bis 1 Mikro meter auf der Oberfläche der polykristallinen Silizium schicht 408 gebildet wird und ferner wird eine polykri stalline Siliziumschicht mit einer Stärke von 100 bis 4000 Angström und einer vorbestimmten Konzentration an Verunreinigungen auf einem vorbestimmten Bereich des Siliziumnitridfilmes 410 gebildet , um eine Piezowider standsschicht 411 zu bilden.

Es sei bemerkt, daß, wenn ein Umkristallisierungsvorgang unter Verwendung eines Laserstrahles oder dergl. auf die Piezowiderstandsschicht 411 angewendet wird, deren Empfindlichkeit verbessert wird.

In dieser Ausführungsform werden das polykristalline Silizium als ein Si-Gate des CMOS und der Piezowider standsschicht 411 getrennt gebildet, jedoch können sie aus demselben polykristallinen Silizium gebildet wer den.

Anschließend werden in dem CMOS-Schaltungsteil eine Schicht eines isolierenden Filmes wie beispielsweise BPSG-Film (nicht gezeigt) und eine Verbindungsschicht wie beispielsweise Al-Verbindung oder dergl. (nicht ge zeigt) gebildet und ein Plasmanitridpassivierungsfilm 412 wird darüber gebildet.

Als nächstes wird gemäß Fig. 10(g) ein Plasmanitridpas sivierungsfilm 413 auf einem vorbestimmten Bereich auf der Oberflächenrückseite des Siliziumsubstrates 402 ge bildet und durch eine KOH-Lösung geätzt. Zu dieser Zeit wird das Ätzen gestoppt, wenn der Spitzenendteil der öffnung die Oberfläche des SiO₂-Filmes 403 erreicht.

Wenn ein spezifisches Muster unter Verwendung des aniso tropen Ätzens mit einer KOH-Lösung oder dergl. geätzt werden soll, kann eine Öffnung 414 mit einer zu der Oberfläche des Substrates senkrechten Achse durch Bilden einer Öffnung in dem Substrat zuerst mit einem Laser und dann durch Ätzen erhalten werden.

Dann wird gemäß Fig. 10(h) der SiO₂-Film 403 in der Öffnung 414 mit Fluorwasserstoff entfernt und anschlie ßend wird das polykristalline Silizium 408 durch Ätzen mit einem Ätzmittel aus einer KOH-Lösung entfernt.

In diesem Fall beeinflußt dieses Ätzen keine anderen Teile des Substrates, weil der Teil, in welchem das oben erwähnte Ätzen durchgeführt wird, von dem SiO₂-Film 403, dem SiO₂-Film 407 auf dem verjüngten Teil und dem Sili ziumnitridfilm 410 umgeben ist, obwohl das polykristal line Silizium 408 wegen des isotropen Durchführen des Ätzens vollständig entfernt wurde.

Wie oben erläutert wurde, wird nachdem das polykristal line Silizium 408 entfernt ist, eine Membran 415 des Drucksensors gebildet.

In diesem Beispiel wird ein vorbestimmter Abstand U zwischen dem äußeren peripheren Seitenoberflächenteil des SiO₂-Filmes 403 und dem äußeren peripheren Seiten oberflächenteil des Inselteils des Siliziumhalbleiter substrates 402, auf welchem der CMOS Schaltkreis 409 zur Verfügung gestellt wird und ferner der CMOS Schaltkreis 409 und die Piezowiderstandsschicht 411 vollständig mit einem isolierten Film 412 bedeckt sind und daher die elektrische Isolierung charakteristisch in bezug auf einen externen Teil aufrechterhalten werden kann, auch wenn Luft oder Gas, Feuchtigkeit oder dergl. enthalten aus der druckeinführenden Öffnung 414 eingeführt wird.

Wie in diesem Beispiel gezeigt, kann der Drucksensor sehr klein gemacht werden und mehrere Drucksensoren können auf einem Chip montiert werden, wobei ein Druck sensor ohne Erhöhung der Herstellungskosten mit vielen Funktionen zur Verfügung gestellt werden kann.

In dieser Ausführungsform ist es ferner augenscheinlich, daß mehr als eine Insel des Halbleitersubstrates (das Substrat, auf welches sich hier bezogen wird, ist das Siliziumhalbleitersubstrat 402), auf welchem eine Halb leitervorrichtung gebildet ist, existieren können und eine Halbleitervorrichtung wie beispielsweise eine Leistungs-MOS oder dergl. in dem Siliziumhalbleitersub strat 402 gebildet werden können.

Fig. 10(i) zeigt eine Modifikation der fünften Ausfüh rungsform, in welcher ein Teil 403 a des SiO₂ 403 dem Teil entspricht, auf welchem eine Membran gebildet ist, entfernt wird, bevor die Membran 415 gebildet wird, wo bei durch Bilden der Öffnung 414 und Entfernen des polykristallinen Siliziums 408 und die Ätzung daher in einem Schritt mit einer KOH-Lösung, wie in Fig. 10(j) gezeigt ist, durchgeführt werden kann.

Wie in Fig. 10(k) gezeigt ist, kann die Ätzung leicht durchgeführt werden, wenn die Größe des Bereichs 413 a, der auf dem Plasmanitridfilm 413 gebildet ist, bevor die Ätzung des Siliziumhalbleitersubstrates 402 größer ist als die des Bereiches 403 a, die auf dem SiO₂-Film 403 gebildet ist, weil der Fluß des Ätzmittels verbessert ist.

Als nächstes wird eine sechste Ausführungsform der vor liegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 11(a) bis 11(h) nachfolgend erläutert.

Die Schritte, die in den Fig. 11(a) bis 11(d) gezeigt sind, sind dieselben wie die Schritte, die in den Fig. 10(a) bis 10(d) gezeigt sind und 501 ist ein Silizium halbleitersubstrat vom p-Typ, bzw. 502 ist ein Sili ziumhalbleitersubstrat, bzw. 503 ist ein SiO₂-Film bzw. 504 ist ein Bereich mit n-Mulden.

Wie in Fig. 11(e) gezeigt ist, wird eine erste polykri stalline Siliziumschicht 508 a gebildet, ein SiO₂-Film 508 b mit einer Stärke von 0,1 bis 1 Mikrometer (oder ein Siliziumnitridfilm) darauf gebildet und dann eine zweite polykristalline Siliziumschicht 508 c auf der Oberfläche des SiO₂-Filmes 508 b gebildet.

Dann werden nacheinander wie in der fünften Ausfüh rungsform die erste und die zweite polykristalline Sili ziumschicht 508 a und 508 c und der SiO₂-Film 508 b gleichzeitig geschliffen, um deren Oberfläche zu glätten und daher die Oberfläche der polykristallinen Silizium schicht koplanar mit der Oberfläche eines Isolierfilmes 505 zu machen.

Anschließend werden eine CMOS-IC-Schaltung 509 und eine Piezowiderstandsschicht 511 oder dergl. darauf gebildet und dann eine druckeinführende Öffnung 514 und eine Membran 515 gebildet, wie in Fig. 11(g) und 11(h) ge zeigt.

In dieser Ausführungsform ist die Stabilität des für den Drucksensor charakteristischen Ausgangs verbessert (z.B. Verbesserung der Linearität der Beziehung zwischen dem Druck und dem Ausgang), da ein dicker Teil 520 mit der zweiten polykristallinen Siliziumschicht 508 c und der SiO₂-Filmschicht 508 b in einem mittleren Teil der Mem bran 515 gebildet ist.

Die Vorrichtung kann als eine Modifikation des obigen nicht nur als ein Drucksensor, sondern auch als ein Vielzwecksensor benutzt werden unter Verwendung des dicken Teiles darauf als Massenteil eines Beschleuni gungssensors oder Vibrationssensors.

Die siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 12 erläutert.

In dieser Ausführungsform wird eine Piezowiderstands schicht 411 auf der Oberfläche des Siliziumnitridfilmes 410 gebildet anstelle der Bildung der polykristallinen der polykristallinen Siliziumschicht 408 auf der Innen seitenoberfläche des konkav ausgebildeten Teiles 406 b wie in der fünften Ausführungsform.

In Fig. 12 werden dieselben Komponenten verwendet wie in Beispiels 5 und sind mit denselben Bezugszeichen verse hen und daher ist deren Erklärung weggelassen.

Eine achte Ausführungsform des Vorliegenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 13(a) bis 13(e) erläutert.

Mit dieser Ausführungsform soll ein einfaches Verfahren zum Festsetzen "des vorbestimmten Abstandes", auf den in dieser Erfindung Bezug genommen wird erhalten werden. Der wesentliche Teil dieses Verfahrens wird im folgenden erklärt.

Es sei bemerkt, daß in dieser Ausführungsform, die in den Ausführungsformen 1 bis 7 verwendeten Komponenten, wie beispielsweise eine druckeinführende Öffnung, die der Vertiefung entspricht, eine Piezowiderstandsschicht, eine Halbleitervorrichtung, eine Membran oder dergl., verwendet werden.

Zuerst werden gemäß Fig. 13(a) ein Halbleitersubstrat 600 und ein Siliziumhalbleitersubstrat 602 über einem SiO₂-Film 601 mit einer Stärke von 0,5 bis 2 Mikrometer dazwischen miteinander in Kontakt gebracht und dann wird eine Halbleitervorrichtung (nicht gezeigt) in dem Sili ziumhalbleitersubstrat 602 gebildet.

Dann wird ein Plasmanitridfilm 603 auf dem vorbestimmten Bereich des Siliziumhalbleitersubstrates 602 gebildet, welches als eine Maske verwendet werden soll und eine Ätzung wird unter Verwendung des KOH Ätzmittels, wie in Fig. 13(b) gezeigt, durchgeführt.

Zu dieser Zeit wird das Siliziumhalbleitersubstrat 602 leicht mit dem KOH-Ätzmittel geätzt und die Ätzung kann schnell vorangetrieben werden, jedoch wird die Ätzung in die Seitenrichtung ausgedehnt, wenn das obere Ende des geätzten Teiles den SiO₂-Film 601 erreicht, weil das Ätzverhältnis des KOH-Ätzmittels für das SiO₂ äußerst langsam ist, verglichen mit demjenigen für das Silizium, wodurch der verjüngte Teil 601 a, der eine geneigte Oberfläche ist, auf dem SiO₂-Film 601 gebildet ist, wie in den Fig. 13(c) und 13(d) gezeigt ist.

Wenn das Ätzen weiter fortschreitet und der obere End teil des geätzten Teiles auf dem Siliziumhalbleitersub strat 600 ankommt, wird das Siliziumhalbleitersubstrat 600 unter Verwendung des verjüngten SiO₂-Filmes 601 a als eine Maske, wie in Fig. 13(e) gezeigt, geätzt.

Wenn die Ätzung mit dem Ätzmittel aus 33 Gew.-% KOH- Lösung auf das Siliziumsubstrat mit einem Zustand, wie in Fig. 13(b) gezeigt, d.h. schon teilweise angeätzt, bei einer Temperatur von 82°C für 105 Minuten angewen det wird, beträgt nach Experimenten, die von den Erfin dern durchgeführt wurden, das Ätzverhältnis des SiO₂ 70 Angström/Minute und das Ätzverhältnis des Siliziums mit der (100) Kristallfläche 170 Angström/Minute. Daher kann man den vorbestimmten Abstand V wie in Fig. 13(e) ge zeigt, auf ungefähr 5 Mikrometer festsetzen. Dabei um faßt dieses Siliziumsubstrat zwei Siliziumwafer mit einer (100) Kristallfläche, die als Siliziumhalbleiter substrate 600 bzw. 602 verwendet werden und die einem SiO₂-Film 601 mit einer Stärke von 7000 Angström dazwi schen aufweisen.

Es sei bemerkt, daß das Ätzmittel, welches in diesem Beispiel verwendet wird, nicht auf das, welches oben erläutert wurde, beschränkt ist und andere Ätzmittel verwendet werden können, wenn das Ätzverhältnis für SiO₂ kleiner ist als für Silizium, z.B. ein isotropes Ätzmit tel, welches eine Mischung aus einer Mehrzahl von Säuren ist; so können beispielsweise Fluorwasserstoffsäure, Salpetersäure und Essigsäure benutzt werden.

Nach dieser Ausführungsform kann das Ätzen des Sili ziumshalbleitersubstrates 600 und 602 und des SiO₂-Fil mes 601 gleichzeitig durchgeführt werden und der vorbe stimmte Abstand V kann willkürlich durch Änderung der Stärke des SiO₂-Filmes oder des Ätzverhältnisses für das Silizium und SiO₂ gesteuert werden.

Der Schneidvorgang wird dann entlang der gestrichelten Linie W durchgeführt, nachdem der in Fig. 13(e) gezeigte Schritt vervollständigt ist und zu dieser Zeit keine Sprünge in dem Film erscheinen, da der SiO₂-Film während des Schneidvorganges nicht beschädigt wird.

Als nächstes wird das Festsetzen des vorbestimmten Ab standes, wie in dieser Erfindung definiert, unter Bezug nahme auf Fig. 14 erläutert.

Wie in Fig. 14 gezeigt, werden mehrere Proben mit einem verschiedenen vorbestimmten Abstand J des isolierten Substrates hergestellt und deren Durchbruchsspannung gemessen.

Die Messung wurde durchgeführt durch Anlegen einer er forderlichen Spannung an die Proben unter Verwendung eines "Kurvenaufnehmers" (curve-tracer) (zur Verfügung gestellt von TECHOTRONICS Co., Ltd. Typ 577) und die Spannung, bei welcher plötzlich 100 Mikroamper elektri scher Strom fließt, wurde als die Durchbruchsspannung definiert. Es sei bemerkt, daß zu dieser Zeit eine Fun kenentladung auf dem Siliziumfilm beobachtet wurde.

Fig. 14 ist ein Diagramm, in welchem Daten der Isolationsdurchbruchsspannungen, die so erhalten wurden, in Bezug auf den vorbestimmten Abstand J aufgetragen sind. Wie aus Fig. 14 ersichtlich, ist die Isolationsdurchbruchsspannung nahezu null, d.h. ist vollständig kurzgeschlossen, wenn J=0 Mikrometer ist, jedoch wenn der vorbestimmte Abstand J mehr als 2 Mikrometer ist und die Stärke des Siliziumfilmes 701 0,7 Mikrometer ist, beträgt die durchschnittliche Isolationsdurchbruchsspannung 280 V und damit ist festgestellt, daß das Siliziumsubstrat 703 von dem Siliziumsubstrat 702 durch die Isolierschicht isoliert ist.

Ferner wird die Messung durchgeführt unter der Bedingung, in welcher die Seitenoberfläche 704 der Sili ziumschicht 703 wie in Fig. 14 gezeigt der Luft ausge setzt ist, jedoch wenn die Seitenoberfläche 704 mit ei nem SiO₂-Film oder dergl. überdeckt ist, dann wird die Isolationsdurchbruchsspannung weiter gesenkt.

In den obigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfin dung umfaßt das Trägermaterial zum Tragen einer halb leiterdruckumwandelnden Vorrichtung eines Halbleiter drucksensors mit einem Siliziumhalbleitersubstrat ein Silizium, welches aus demselben Material wie das Sub strat ist oder ein "PYREX"-(Warenzeichen) Glas mit einem ähnlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten wie das Silizium. Wenn jedoch das Trägermaterial aus Silizium gemacht ist, liegt kein Unterschied im thermischen Aus dehnungskoeffizienten des Trägermaterials und des Sen sors vor und da ein Lot, ein eutektischer Kristall von Au-Si, einem Glas mit einem niedrigen Schmelzpunkt oder dergl. als ein Haftmittel zwischen dem Trägermaterial und der Membran zum hermetischen Abschließen verwendet wird, wobei die thermische Spannung, die durch das Haftmittel verursacht wird, eine Ursache zur Verminde rung der Meßgenauigkeit des Drucksensors wird.

Wenn jedoch das "PYREX"-(Warenzeichen) Glas als ein Trägermaterial verwendet wird, gibt es keine Verminde rung der Druckmeßgenauigkeit, wenn ein anodisches Bon ding zum hermetischen Abschließen durchgeführt wird und kein Haftmittel verwendet wird. Nichtsdestoweniger tritt ein anderes Problem derart auf, daß die Genauigkeit durch die Beeinflussung einer thermischen Spannung von ungefähr 1 u Dehnungsbelastung /100°C, bewirkt durch den Unterschied des linearen Ausdehnungskoeffizienten des Siliziums und des Glases (ungefähr 1 × 10^-7/°C), vermindert wird.

Andererseits weist eine Natriumborverbindung, eine der Komponenten des "PYREX"-Glases im allgemeinen eine hygroskopische Eigenschaft auf und daher absorbiert es Feuchtigkeit, wobei das Trägermaterial deformiert wird, wenn es mit dem Drucksensor in einer Feuchtatmosphäre verwendet wird, und folglich tritt ein anderes Problem derart auf, daß die Ausgangscharakteristik des Sensors instabil wird.

Daher wird in der vorliegenden Erfindung ein spezieller Verbindungsaufbau zwischen dem Drucksensor und einem Trägermaterial , um die oben erläuterten Schwierigkeiten zu überwinden, nachfolgend im Detail beschrieben.

Nämlich ein Halbleiterdrucksensor ist auf ein Trägerma terial mit einer dazwischen angeordneten Isolierschicht angeheftet, wobei diese Schicht einen Verunreinigung enthaltenden Bereich mit beweglichen Ionen darin auf weist und der Verunreinigung enthaltende Bereich in der Bereich in der Isolierschicht derart gebildet wird, daß kein direkter Kontakt dieses Bereiches mit der den Drucksensor umgebenden Atmosphäre besteht.

Gemäß dieser Ausführungsform ist die thermische Spannung vermindert und die Feuchtigkeitsabsorption durch dessen verbundenen Teil wird verhindert, sogar wenn sie in ei ner feuchten Atmosphäre verwendet wird.

In dieser Ausführungsform kann jede Art des Drucksensors als das Druckmeßmittel verwendet werden, jedoch wird vorzugsweise der Drucksensor verwendet, der in den obi gen Ausführungsformen in dieser Vorrichtung verwendet wird.

Ferner kann in dieser Ausführungsform die Isolierschicht mit einem Verunreinigung enthaltenden Bereich, beweg liche Ionen darin einschließend, auf einer Oberfläche des Trägermaterials, auf welchem der Halbleiterdruck sensor montiert ist, oder auf einer Bodenoberfläche des Halbleiterdrucksensors gebildet werden.

Das Verfahren zum Herstellen des Halbleiterdrucksensors mit einem Trägermaterial, wie oben beschrieben, wird unter Bezugnahme auf die Fig. 15 bis 21 erläutert.

Die Fig. 15(a) bis 15(i) sind Querschnittsansichten, die nacheinander die Herstellungschritte des Halbleiter drucksensors dieser Ausführungsform zeigen.

Zuerst wird wie in dem Schritt, der in Fig. 15(a) ge zeigt ist, ein Siliziumeinkristallsubstrat 151 vom n-Typ mit einer (100) Kristallfläche und einem Widerstand von 2 bis 10 0hm · cm thermisch in einer trockenen Sauerstoffatmosphäre oxidiert, um thermisch oxidierte Filme (SiO₂) 153 und 155 mit einer Stärke von ungefähr 1000 Angström zu bilden.

Als nächstes wird in dem in Fig. 15(b) gezeigten Schritt wenigstens eine Piezowiderstandsschicht 157 durch Im plantieren von Ionen, wie beispielsweise Bor oder dergl. durch ein Ionenimplantierverfahren gebildet.

Dann wird gemäß dem in Fig. 15(c) gezeigten Schritt der thermische Oxidationsvorgang auf der Oberfläche des thermisch oxidierten Filmes weiter durchgeführt, um den thermisch oxidierten Film (SiO₂) 153 und 155 auf eine Stärke von 5000 Angström bis 1 Mikrometer zu bringen, gefolgt von der Bildung einer Kontaktöffnung auf dem thermisch oxidierten Film, um eine Al-Verbindungsschicht 159 dort zur Verfügung zu stellen.

Danach wird in dem Schritt, der in Fig. 15(d) gezeigt ist, nach Entfernung vorbestimmter Teile des thermisch oxidierten Filmes 155 durch Ätzung mit einer Flußsäure- (HF)-Lösung ein Membranteil 161 durch Ätzen des Sili ziumeinkristallsubstrates 151 durch ein anisotropes Ätzverfahren unter Verwendung einer KOH-Lösung gebildet, wobei der verbleibende thermisch oxidierte Film 155 auf dem Siliziumsubstrat 151 als eine Maske verwendet wird.

Nachfolgend wird, wie in Fig. 15(e) gezeigt, die Druck umwandlungsvorrichtung durch Entfernen des thermisch oxidierten Filmes 151 durch Ätzen mit einer Flußsäu re-(HF)-Lösung oder dergl. vervollständigt.

Dann wird in dem Schritt, der in Fig. 15(f) gezeigt ist, eine Oberfläche des Siliziumeinkristallsubstrates 163 vom n-Typ mit einer (100) Kristallfläche, einem Wi derstand von 2 bis 10 0hm · cm und einer Stärke von 2 mm bis 5 mm, welches als ein Trägermaterial für den Sensor verwendet werden soll, auf ein Spiegelfinish poliert und anschließend ein thermisch oxidierter Film (SiO₂) 165 mit einer Stärke von 0,5 bis 2 Mikrometer als ein iso lierender Film durch ein thermisches Oxidationsverfahren gebildet.

Dann werden in dem Schritt, der in Fig. 15(g) gezeigt ist, Resistmuster 167 in vorbestimmten Bereichen auf der Oberfläche des Oxidfilmes 165 unter Verwendung eines gewöhnlichen fotolithografischen Verfahrens gebildet und nachfolgend die Bereiche, welche Verunreinigungen 169 einschließen, in dem thermisch oxidierten Film 165 durch Implantieren von Na⁺-Ionen darin gebildet. (In diesem Verfahren kann jede Ionenart verwendet werden, jedoch wird als das Ion, welches darin implantiert wird, Na⁺, K⁺, Li⁺ oder dergl. vorzugsweise verwendet.) Als nächstes wird in dem Schritt, der in Fig. 15(h) ge zeigt ist, nachdem die Resiste entfernt sind, eine druckmediumeinführende Öffnung 171, die das Substrat und den Oxidfilm durchdringt, durch Ultraschallbehandlung oder dergl. gebildet.

Dann werden, wie in Fig. 15(i) gezeigt, die Druckwand lungsvorrichtung gemäß Fig. 15(e) und das Trägermaterial gemäß Fig. 15(h) durch ein gewöhnliches anodisches Bon dingverfahren miteinander in Kontakt gebracht.

Dieses anodische Bondingverfahren wird derart durchge führt, daß, nachdem beide Komponenten miteinander in Kontakt gebracht werden, eine elektrische Spannung daran angelegt wird, so daß die Druckumwandlungsvorrichtung als eine Anode benutzt wird, wie in Fig. 21 gezeigt ist, und beide Komponenten einer thermischen Behandlung durch den Heizer 216 bei Temperaturen von 300°C bis 500°C unterzogen werden.

Gemäß Fig. 21 werden eine elektrische Quelle 210, eine Anode 212, eine Kathode 214 und eine elektrische Quelle für den Heizer 218 zur Verfügung gestellt und ferner eine metallisierte Schicht 173, gebildet durch ein Me tallbeschichtungsverfahren, ein Vakuumabscheideverfahren oder dergl. auf einer Oberfläche des Siliziumsubstrates 163, dessen Oberfläche gegenüberliegend, auf welcher der thermisch oxidierte Film 154 gebildet wird, zur Verfü gung gestellt, um eine elektrische Leitung zu erhalten, wenn das anodische Bonding durchgeführt wird.

Fig. 16 ist eine Querschnittsansicht einer Anwendungs form des Drucksensors, der in Übereinstimmung mit der neunten Ausführungsform hergestellt wird.

In Fig. 16 werden vier Piezowiderstandsvorrichtungen 157 (nicht gezeigt) an vorbestimmten Stellen auf der Membran 161 zur Verfügung gestellt und elektrisch miteinander verbunden, um eine volle Brückenverbindung zu bilden und ferner elektrisch mit dem Endteil des hermetisch verschlossenen Anschlusses 175 durch den Verbindungs draht 173, der aus Aluminium gemacht ist, verbunden.

Das Trägermaterial 163 ist an einer vorbestimmten Stelle eines Stammes 181 aus "KOVAL" (Warenzeichen) angeheftet, welches mit einer Leitung zum Einführen des Druckme diums 177 darin und einem hermetisch abgeschlossenen Teil 179 durch ein Metallbeschichtungsverfahren ange heftet.

Ein aus Eisen gefertigter Aufsatz 183 ist ebenfalls her metisch verbunden mit dem äußeren peripheren Teil 185 des Stammes 181 durch ein Projetionsschweißverfahren, um eine Druckreferenzzelle in einem Bereich, der von dem Aufsatz 183 und dem Stamm 181 umgeben ist, zu bilden.

In dieser Ausführungsform wird die Membran 161 defor miert, um eine Änderung im Widerstand der Piezowider standsvorrichtung 157 entsprechend der Belastung darauf zu bewirken und ein elektrisches Signal, welches jener Belastung entspricht, wird durch den Sensor über den hermetisch verschlossenen Anschluß 175 ausgegeben, wenn ein Druck an diesem Sensor in der Richtung, die durch einen Pfeil gezeigt ist, angelegt wird.

Wie oben erläutert, gibt es nach dieser Ausführungsform keinen Unterschied im linearen Ausdehnungskoeffizienten der druckumwandelnden Vorrichtung und dem Trägermate rial, da sowohl die Druckumwandlungsvorrichtung und de ren Trägermaterial aus demselben Material wie z. B. Si lizium hergestellt sind und kein Haftmittel dazwischen verwendet wird und daher eine thermische Spannungsbelas tung, die durch solch einen Unterschied bewirkt wird, nicht erzeugt wird.

Diese Wirkung kann erhalten werden durch Verbinden des Siliziums beider Komponenten unter Verwendung des ano dischen Bondingverfahrens durch Implantieren von Na⁺- Ionen darin ohne ein Haftmittel zu verwenden, wenn die Siliziumkomponenten miteinander verbunden werden.

Ferner wird in dieser Ausführungsform wenig thermische Spannungsbelastung erzeugt, auch wenn eine Veränderung der Temperatur von z.B. ungefähr 100°C vorkommt, weil die Stärke des Siliziumträgermaterials dick ist, d.h. 2 bis 5 mm und die Stärke des thermischen Oxidfilms 165 dünn ist, z.B. 0,5 bis 2 Mikrometer.

Des weiteren sind in dieser Ausführungsform die Sili ziumkomponenten durch das anodische Bondingverfahren verbunden, während der Bereich 169 gebildet wird, der Verunreinigungen darin durch Einführen von Ionen in den thermisch oxidierten Film enthält anstelle von Verbinden der Siliziumkomponenten mit einem Haftmittel oder "PYREX"-Glas, wobei der Bereich 169, welcher Verunrei nigungen darin enthält, durch den thermisch oxidierten Film 165 umgeben ist, ohne die Verunreinigungen darin einzuschließen, wie in Fig. 15 gezeigt wobei der Bereich 169, welcher Verunreinigungen darin enthält, der Atmos phäre nicht ausgesetzt ist. Deshalb wird das Trägerma terial nicht durch dessen Feuchtigkeitabsorption defor miert, wenn diese Vorrichtung in einer Feuchtatmosphäre verwendet wird, wie wenn "PYREX"-Glas als das Trägerma terial verwendet wird.

Ferner wird in dieser Ausführungsform der thermisch oxidierte Film 165 auf der Oberfläche des Siliziumsub strates 163, der mit einem Spiegelfinish versehen wurde, durch das thermische Oxidationsverfahren gebildet und daher ist die gesamte Oberfläche glatt und deshalb kann der Kontakt zwischen der Oberfläche des thermisch oxidierten Filmes 165, der keine Verunreini gungen einschließt und dem Siliziumeinkristallsubstrat 151 durch das Direktverbindungsverfahren in einem sol chen Ausmaß aufrechterhalten werden, daß die erhaltene Klebekraft schwächer ist als jene, die durch das anodische Bon dingverfahren erhalten wird, jedoch nichtsdestoweniger zur tatsächlichen Verwendung ausreichend ist.

Dieses Ergebnis wird erhalten, wenn die Vorrichtung unter Verwendung einer Temperatur von 300 bis 500°C behandelt wird und eine elektrische Spannung während des anodischen Bondings daran angelegt wird.

In dieser Ausführungsform wird die SiO₂-Schicht 165, den Verunreinigung enthaltenden Bereich 169 einschließend, auf der Oberfläche des Trägermaterials gebildet, obwohl, wie in Fig. 17 gezeigt, dieselben Komponenten durch das anodische Bondingverfahren miteinander in Kontakt ge bracht werden können , nachdem die SiO₂-Schicht 187, den Verunreinigung enthaltenden Bereich 189 einschließend, auf der Oberfläche der Druckumwandlungsvorrichtung ge bildet wird. Zu dieser Zeit kann die elektrische Span nung durch Verwenden der Druckumwandlungsvorrichtung als eine Kathode angelegt werden und wenn dieser Drucksensor in einer relativ trockenen Atmosphäre verwendet werden soll, kann der Verunreinigung enthaltende Bereich 191 auf der Bodenoberfläche des Siliziumsubstrates 151 durch Implantieren der beweglichen Ionen in dessen gesamte Oberfläche, wie in Fig. 18 gezeigt, gebildet werden. Zu jener Zeit kann der Verunreinigung enthaltende Bereich 191 auf der Oberfläche des Trägermaterials gebildet werden.

Weiter werden in dieser Ausführungsform Na⁺-Ionen in den SiO₂-Film implantiert, aber andere Verfahren wie bei spielsweise in Diffusionsverfahren oder dergl. können benutzt werden und weiterhin kann das Verhältnis der Verunreinigungen in dem Verunreinigung enthaltenden Be reich so eingestellt werden, daß es dasselbe ist, wie das von "PYREX"-Glas mit einem ähnlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten wie das Silizium durch Implan tieren von Verunreinigungen, wie beispielsweise Bor oder dergl. darin.

Die Belastung erfassende Vorrichtung ist nicht nur auf den Piezowiderstand beschränkt sondern eine andere Vor richtung wie beispielsweise ein MOS-Transistor oder dergl. kann verwendet werden.

In dieser Ausführungsform wird der thermisch oxidierte Film 165 durch thermische Oxidation gebildet, jedoch kann er durch ein bekanntes CVD-Verfahren gebildet wer den und ferner ist solch ein Isolierfilm nicht nur auf den SiO₂-Film beschränkt und ein anderer Isolierfilm wie ein Nitridfilm oder nitrierter Oxidfilm (gebildet durch Nitrieren des thermischen Oxidfilms in NH₃-Gas kann an stelle des Oxidfilmes verwendet werden.

Als nächstes wird die zehnte Ausführungsform der vor liegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 19 erläu tert.

In dieser Ausführungsform wird die Druckreferenzzelle 193 im Unterschied zu der neunten Ausführungsform ohne Bildung der druckeinführenden Öffnung in das Substrat gebildet.

Folglich kann in dieser Ausführungsform der SiO₂-Film 197, der den Verunreinigung enthaltenden Bereich 195 vor externer Feuchtigkeit schützt, nur auf dem äußeren per ipheren Teil der Vorrichtung zur Verfügung gestellt werden.

Fig. 20 zeigt eine Modifikation der Drucksensorvorrich tung, die in Fig. 19 gezeigt ist, in welcher der Verun reinigung enthaltende Bereich 195 nicht auf der Ober fläche des Substrates 163 und der Druckreferenzzelle 193 gegenüberliegend gebildet ist. In Fig. 20 sind dieselben Bauteile, die in Fig. 19 verwendet werden, mit denselben Bezugszeichen versehen.

In dieser Modifikation wird in dem Drucksensor die Er zeugung thermischer Spannungsbelastung, die durch den verbindenden Teil zwischen der Halbleiterdruckumwand lungsvorrichtung und dem Trägermaterial bewirkt wird, vermindert und ferner absorbiert der kontaktierende Teil keine Feuchtigkeit, auch wenn er in einer Feuchtatmos phäre verwendet wird, weil der Verunreinigung enthal tende Bereich derart gebildet ist, daß kein Kontakt zwischen ihm und der Substanz, die den Halbleiterdruck sensor umgibt, herrscht.

Ferner kann in dieser Ausführungsform der Verunreinigung enthaltende Bereich auf jeder gewünschten Fläche der Hauptoberfläche des thermisch oxidierten Filmes des Si liziumsubstrates gebildet werden, obwohl der Verunrei nigung enthaltende Bereich durch Einführen der beweg lichen Ionen in den vorbestimmten Bereich der Hauptober fläche des thermisch oxidierten Filmes des Siliziumsub strates gebildet wird.

Claims

1. Halbleiterdrucksensor mit:
einem Halbleitersubstrat mit einem ersten Halblei terbereich, in welchem wenigstens eine Halbleiter vorrichtung gebildet ist, einem zweiten Halbleiter bereich und einer versenkten bzw. bedeckten Iso lierschicht, die zwischen dem ersten und zweiten Halbleiterbereich angeordnet ist,
einer Vertiefung, die in dem zweiten Halbleiterbe reich vorgesehen ist und deren Öffnung die Haupt oberfläche des zweiten Halbleiterbereiches erreicht und
einem Belastung erfassenden Teil, der die Halblei tervorrichtung umfaßt und in dem ersten Halbleiter bereich der Vertiefung gegenüberliegend vorgesehen ist, wobei der Halbleiterdrucksensor dadurch gekennzeichnet ist, daß wenigstens eine der peripheren Seitenoberflächen des ersten und des zweiten Halbleiterbereiches an der Innenseite einer äußersten peripheren Seitenoberfläche der Isolier schicht angeordnet ist.

2. Halbleiterdrucksensor nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß ein Abstand zwischen der äußeren peripheren Seitenoberfläche des ersten und zweiten Halbleiterbereiches auf einen vorbestimmten Wert festgesetzt ist, so daß der Abstand die Stärke der Isolierschicht übersteigt.

3. Halbleiterdrucksensor nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Halbleitervorrichtung, die den Belastung erfassenden Teil umfaßt, eine Piezowider standsschicht ist.

4. Halbleiterdrucksensor nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß der vorbestimmte Abstand erhalten wird durch Ausbildung der äußeren peripheren Seiten oberfläche der Isolierschicht in einer verjüngten Bauweise.

5. Halbleiterdrucksensor nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Vertiefung direkt auf die Rückseite des Belastung erfassenden Teiles durch den ersten und zweiten Halbleiterbereich hindurch aus gedehnt ist.

6. Halbleiterdrucksensor nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der erste Halbleiterbereich aus einem Einkristallhalbleiter hergestellt ist.

7. Halbleiterdrucksensor nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die periphere Seitenoberfläche im Abstand von mindestens zwei Mikrometern der äußer sten peripheren Seitenoberfläche der Isolier schicht auf deren Innenseite angeordnet ist.

8. Halbleiterdrucksensor nach Anspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, daß eine polykristalline Silizium schicht auf einer Rückseitenoberfläche des Belastung erfassenden Teiles vorgesehen ist und die Vertiefung ist.

9. Halbleiterdrucksensor nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Halbleiterdrucksensor durch ein anodisches Bondingverfahren an ein Trägermate rial angeheftet ist.

10. Halbleiterdrucksensor nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Halbleiterdrucksensor an ein Trägermaterial angeheftet ist und daß eine Isolier schicht mit einem Verunreinigungsbereich, bewegliche Ionen einschließend, dazwischen angeordnet ist und daß der Verunreinigungbereich der Isolierschicht derart angeordnet ist, daß sie nicht in direktem Kontakt mit der Atmosphäre steht, die in die Umge bung des Drucksensors eingeführt wird.

11. Halbleiterdrucksensor nach Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, daß das Trägermaterial aus Silizium hergestellt ist.

12. Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterdruck sensors, insbesondere nach den Ansprüchen 1 bis 11, die folgenden Schritte umfassend:
In-Kontakt-bringen eines ersten Halbleitersubstrates und eines zweiten Halbleitersubstrates miteinander mit einer Isolierschicht dazwischen, die auf einer Oberfläche wenigstens eines der ersten und zweiten Halbleitersubstrate gebildet ist;
Ätzen einer Hauptoberfläche des ersten Halbleiter substrates, um dessen Stärke zu vermindern;
Bilden wenigstens einer Halbleitervorrichtung in dem ersten Halbleitersubstrat;
Bilden wenigstens einer Vertiefung, welche sich in das zweite Halbleitersubstrat von dessen Hauptober fläche aus erstreckt;
Bilden mindestens eines Belastung erfassenden Teiles in dem ersten Halbleitersubstrat, der Vertiefung gegenüberliegend;
Ätzen wenigstens einer der äußeren peripheren Sei tenoberflächen des ersten und zweiten Halbleiter substrates, um einen vorbestimmten Abstand zwischen dessen äußerer peripheren Seitenoberfläche und jener der Isolierschicht zur Verfügung zu stellen, um die Belastung erfassenden Teile voneinander zu trennen.

13. Verfahren zum Herstellen des Halbleiterdrucksensors nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schritt des Bildens der Halbleitervorrichtung in dem ersten Halbleitersubstrat eine Piezowiderstands schicht, die als eine Belastung erfassende Vorrich tung wirkt, in dem ersten Halbleitersubstrat vorgesehen wird.

14. Verfahren zum Herstellen des Halbleiterdrucksensors nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ätzschritt zum Ätzen von dessen äußerer peripherer Seitenoberfläche das Ätzen gleichzeitig sowohl der Isolierschicht als auch einer der ersten und zweiten Halbleitersubstrate durchgeführt wird unter Verwen dung eines Ätzmittels mit einem Ätzverhältnis, wel ches in Bezug auf die Isolierschicht langsamer ist als in bezug auf eines der beiden ersten und zweiten Halbleitersubstrate.

15. Verfahren zum Herstellen des Halbleiterdrucksensors nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Abstand wenigstens zwei Mikrometer be trägt.

16. Verfahren zum Herstellen des Halbleiterdrucksensors nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Einheiten des Drucksensors, den Bela stung erfassenden Teil darin einschließend, gleich zeitig in demselben Substrat gebildet werden und jede Einheit von der anderen durch Schneiden des geätzten Teiles, der in dem letzten Ätzschritt ge bildet wird, voneinander getrennt wird.

17. Verfahren zum Herstellen des Halbleiterdrucksensors nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidvorgang derart ausgeführt wird, daß eine Schicht, die ein Wachsmaterial und eine keramische Platte umfaßt, auf der Oberfläche des ersten Halb leitersubstrates zur Verfügung gestellt wird und der Ätzvorgang auf die Oberfläche des zweiten Halb leitersubstrates angewendet wird.

18. Verfahren zum Herstellen des Halbleiterdrucksensors nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren ferner die folgenden Schritte umfaßt:
Bilden einer Isolierschicht auf einer ganzen Ober fläche des ersten Halbleitersubstrates,
Bilden einer Öffnung auf dem Bodenteil jeder insbesondere rillenförmigen Vertiefung, die mit dem zweiten Halbleitersubstrat in Kontakt ist,
Füllen von polykristallinem Silizium in jede rillen förmige Vertiefung,
Bilden einer leitenden Verbindung auf der Oberfläche jedes polykristallinen Siliziums, welches in jeder rillenförmigen Vertiefung zur Verfügung gestellt wird, um einen elektrischen Kontakt mit dem zweiten Substrat zur Verfügung zu stellen,
Montieren des Drucksensors, eine Mehrzahl von dessen Einheiten einschließend, auf einem Trägermaterial und Festhalten daran durch ein anodisches Bondingsverfahren, bei welchem eine elektrische Spannung zwischen dem ersten Halbleitersubstrat und dem Trägermaterial angelegt wird, und
Trennen der Einheiten durch Schneiden derselben an den rillenförmigen Vertiefungen.

19. Verfahren zum Herstellen des Halbleiterdrucksensors nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte des Füllens von polykristallinem Silizium in jede rillenförmige Vertiefung und Bilden einer leitenden Verbindung auf der Oberfläche jedes poly kristallinen Siliziums ersetzt werden durch einen Schritt des Bildens einer Elektrode wenigstens an der Bodenoberfläche der rillenförmigen Vertiefung aus einer leitenden Verbindung, die als eine Elek trode für ein anodisches Bondingverfahren verwendet werden soll.

20. Verfahren zum Herstellen des Halbleiterdrucksensors, welches die folgenden Schritte umfaßt.
In-Kontakt-Bringen eines ersten Halbleitersubstrates und eines zweiten Halbleitersubstrates miteinander mit einer Isolierschicht dazwischen, gebildet auf der Oberfläche wenigstens einer der Halbleitersub strate;
Ätzen der Hauptoberfläche des ersten Halbleitersub strates, um dessen Stärke zu vermindern;
Ätzen einer Mehrzahl von Teilen des dickenverminder ten ersten Halbleitersubstrates, um vertieft ausge bildete Teile zu bilden, an welchen an wenigstens einem der vertieft ausgebildeten Teile ein Belastung erfassender Teil in einem späteren Schritt ausge bildet wird und dessen verbleibende insbesondere rillenförmigen Vertiefungen in dem später angewen deten Schneidvorgang verwendet werden, um die Halb leitersubstrate an den vertieft ausgebildeten Teilen zu schneiden und die äußeren peripheren Sei tenoberflächen des ersten Halbleitersubstrates zu bilden, um sie von den äußeren peripheren Seiten oberflächen der Isolierschicht durch einen vorbe stimmten Abstand zurückzusetzen;
Bilden einer Isolierschicht auf einer ganzen Ober fläche des ersten Halbleitersubstrates;
Füllen eines polykristallinen Siliziums in jeden der vertieft ausgebildeten Teile durch Bilden der poly kristallinen Siliziumschicht auf einer ganzen Ober fläche des ersten Halbleitersubstrates;
Vermindern der Stärke der polykristallinen Sili ziumschicht von einer Oberfläche, die koplanar mit der Oberfläche des ersten Halbleitersubstrates ist;
Bilden eines Belastung erfassenden Teiles auf einer der Oberflächen des polykristallinen Siliziums, welche in dem vertieft ausgebildeten Teil, nachdem eine Isolierschicht auf dem polykristallinen Sili zium gebildet ist, vorgesehen wird;
Bilden einer Vertiefung durch Ätzen in dem zweiten Halbleitersubstrat von dessen Hauptoberfläche aus durch das zweite Halbleitersubstrat hindurch, welche sich direkt zu dem Bodenteil des vertieft ausgebil deten Teiles erstreckt, auf welchem der Belastung erfassende Teil vorgesehen wird, und
Entfernen des polykristallinen Siliziums von dem vertieft ausgebildeten Teil durch die Vertiefung.

21. Verfahren zum Herstellen des Halbleiterdrucksensors nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Füllens von polykristallinem Silizium in jeden vertieft ausgebildeten Teil ersetzt wird durch die Schritte des Bildens einer ersten Schicht aus einer polykristallinen Siliziumschicht auf einer ganzen Oberfläche des ersten Halbleitersubstrates, Bilden einer Isolierschicht auf der ersten Schicht der polykristallinen Siliziumschicht und Bilden ei ner zweiten Schicht aus einer polykristallinen Si liziumschicht auf einer ganzen Oberfläche der Iso lierschicht, so daß wenigstens Teile jeder ersten und zweiten polykristallinen Siliziumschicht inner halb des vertieft ausgebildeten Teils existieren, und Verminderung der Stärke der ersten und zweiten polykristallinen Siliziumschicht bis auf eine Ober fläche, die koplanar ist mit der Oberfläche des ersten Halbleitersubstrates, damit die erste und zweite polykristalline Siliziumschicht und die Iso lierschicht in dem vertieft ausgebildeten Teil ver bleiben, und der Schritt des Enfernens des polykri stallinen Siliziums aus dem vertieft ausgebildeten Teil ersetzt wird durch den Schritt des Entfernens der ersten Schicht des polykristallinen Siliziums.

22. Verfahren zum Herstellen des Halbleiterdrucksensors, die folgenden Schritte umfassend:
Bilden einer Halbleiterdruckumwandlungsvorrichtung durch Vorsehen eines Membranteiles und eines Belastung erfassenden Teiles auf dem ersten Siliziumsubstratsiliziumhalbleiter,
Vorbereiten des zweiten Siliziumsubstrates als ein Trägermaterial der Halbleiterdruckumwandlungsvor richtung,
Bilden eines Isolierfilmes auf einer Hauptoberfläche eines jeden ersten und zweiten Siliziumsubstrates,
Bilden eines Verunreinigung enthaltenden Bereiches in einem vorbestimmten Teil des Isolierfilmes, ge bildet auf der Hauptoberfläche eines jeden ersten und zweiten Siliziumsubstrates durch Einführen eines beweglichen Iones darin, und
In-Kontakt-Bringen des ersten Siliziumsubstrates und des zweiten Siliziumsubstrates miteinander mit dem Verunreinigung enthaltenen Bereich dazwischen durch ein anodisches Bondingverfahren.