DE4409687A1 - Semiconductor pressure sensor - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Halbleiter-Drucksensor und ein Verfahren zu dessen Herstellung, um einen Druck in einer Hochtemperatur-Atmosphäre oder einen auf ein Medium wie eine Halbleiter-Membran in einer Hochtemperatur-Atmosphäre ausgeübten Druck zu erfas sen.The invention relates to a semiconductor pressure sensor and a method of manufacturing the same to obtain a Pressure in a high temperature atmosphere or one on a medium like a semiconductor membrane in one High temperature atmosphere to detect pressure exerted sen.
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf einen bekannten Halbleitersensor und Fig. 2 zeigt dessen Quer schnittsansicht. Eine Halbleiter-Membran 1 weist ei nen dünnen Bereich 1a auf, der durch Ätzen des mitt leren Bereichs eines Siliziumsubstrats gebildet ist. Eine Isolierschicht 2 ist auf der Oberfläche der Halbleiter-Membran 1 gebildet. Eine polykristalline Siliziumschicht 3 ist auf der Isolierschicht 2 gebil det und mehrere Diffusionswiderstände 4 sind durch Injektion von Verunreinigungen (Bor) in Teile der polykristallinen Siliziumschicht 3 gebildet. Eine Isolierschicht 5 ist auf der Oberfläche der polykri stallinen Siliziumschicht 3 gebildet und ein Alumini um-Leitermuster 6 verbindet die Diffusionswiderstände 4 mit Elektrodenanschlüssen und die Diffusionswider stände 4 untereinander durch die Isolierschicht 5. Drähte 8 verbinden die Elektrodenanschlüsse 7a bis 7d mit Leitungspfosten 9a bis 9d. Fig. 1 shows a plan view of a known semiconductor sensor and Fig. 2 shows its cross-sectional view. A semiconductor membrane 1 has a thin region 1 a, which is formed by etching the central region of a silicon substrate. An insulating layer 2 is formed on the surface of the semiconductor membrane 1 . A polycrystalline silicon layer 3 is formed on the insulating layer 2 and a plurality of diffusion resistors 4 are formed by injecting impurities (boron) into parts of the polycrystalline silicon layer 3 . An insulating layer 5 is formed on the surface of the polycrystalline silicon layer 3 and an aluminum conductor pattern 6 connects the diffusion resistors 4 to electrode connections and the diffusion resistors 4 to one another through the insulating layer 5 . Wires 8 connect the electrode connections 7 a to 7 d with line posts 9 a to 9 d.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise des in den Fig. 1 und 2 gezeigten Halbleitersensors beschrieben. Wenn ein elektrisches Signal beispielsweise zwischen dem oberen linken Elektrodenanschluß 7a und dem unteren rechten Elektrodenanschluß 7c angelegt wird, geht dieses Signal durch das Aluminium-Leitermuster 6 und die Diffusionswiderstände 4 hindurch, um zwischen dem oberen rechten Elektrodenanschluß 7b und dem unteren linken Elektrodenanschluß 7d empfangen zu werden. Wenn ein äußerer Druck auf die Halbleiter-Membran 1 von unten in der Richtung der Pfeile in Fig. 2 ausge übt wird, verformt sich die Halbleiter-Membran 1 ent sprechend der Größe des Druckes, so daß sich die Wi derstandswerte der Diffusionswiderstände 4 ändern. Die Abhängigkeit der Änderung der Widerstandswerte der Diffusionswiderstände vom Druck bei Raumtempera tur ist vorher bekannt. Daher kann bei Raumtemperatur durch Vergleich eines empfangenen Signals, wenn kein Druck auf die Halbleiter-Membran ausgeübt wird, mit einem empfangenen Signal, wenn ein Druck auf die Halbleiter-Membran 1 ausgeübt wird, der Druck erfaßt werden. Das empfangene Signal ohne Ausübung von Druck auf die Halbleiter-Membran 1 wird als ein Versetzungs(offset)-Wert angesehen. The operation of the semiconductor sensor shown in FIGS. 1 and 2 is described below. If an electrical signal is applied, for example, between the upper left electrode connection 7 a and the lower right electrode connection 7 c, this signal passes through the aluminum conductor pattern 6 and the diffusion resistors 4 to between the upper right electrode connection 7 b and the lower left electrode connection 7 d to be received. If an external pressure is exerted on the semiconductor membrane 1 from below in the direction of the arrows in FIG. 2, the semiconductor membrane 1 deforms accordingly the size of the pressure, so that the resistance values of the diffusion resistors 4 change. The dependence of the change in the resistance values of the diffusion resistors on the pressure at room temperature is known beforehand. Therefore, at room temperature, by comparing a received signal when no pressure is applied to the semiconductor membrane 1 with a received signal when pressure is applied to the semiconductor membrane 1 , the pressure can be detected. The received signal without exerting pressure on the semiconductor membrane 1 is regarded as an offset value.
Die bei dem vorbeschriebenen bekannten Halbleiter-Drucksensor auftretenden Probleme sind wie folgt. Da die Aluminium-Leitermuster 6 in den Umfangsbereichen der Halbleiter-Membran 1 angeordnet sind, besteht das Problem, daß eine aufgrund einer Temperaturänderung durch die Aluminium-Leitermuster 6 erzeugte thermi sche Beanspruchung auf die Diffusionswiderstände 4 einwirkt, so daß eine Temperaturabdrift des Verset zungswertes des Halbleiter-Drucksensors auftritt. Daher ist bei dem bekannten Halbleiter-Drucksensor schwierig, einen Druck unter einer Hochtemperatur-Atmosphäre genau zu erfassen.The problems with the known semiconductor pressure sensor described above are as follows. Since the aluminum conductor pattern 6 are arranged in the peripheral regions of the semiconductor membrane 1 , there is the problem that a thermal stress generated by a change in temperature by the aluminum conductor pattern 6 acts on the diffusion resistors 4 , so that a temperature drift of the offset value of the offset value Semiconductor pressure sensor occurs. Therefore, in the known semiconductor pressure sensor, it is difficult to accurately detect a pressure under a high temperature atmosphere.
Da die Diffusionswiderstände 4 von einer polykristal linen Siliziumschicht gebildet sind, haben weiterhin die Widerstandswerte der Diffusionswiderstände die Tendenz, von den geplanten Werten abzuweichen, wenn die Menge der in die polykristalline Siliziumschicht injizierten Verunreinigungen gering ist, das heißt die Widerstandswerte der Diffusionswiderstände hoch sind. Daher besteht in diesem Fall das Problem, daß die Versetzungswerte an den jeweiligen Elektrodenan schlüssen 7a bis 7d nicht gleichförmig sind, so daß die Genauigkeit des erfaßten Druckes bei dem bekann ten Halbleiter-Drucksensor gering ist. Wenn zur Her absetzung der Widerstandswerte der Diffusionswider stände eine große Menge von Verunreinigungen inji ziert wird, besteht bei dem Bemühen, die Diffusions widerstände auf die gewünschten Werte zu bringen, außerdem das Problem, daß der Temperaturkoeffizient der Diffusionswiderstände abnimmt, so daß die Wider standswert/Temperatur-Kennlinie nicht linear ist. Diese Nichtlinearität macht es ebenfalls schwierig, das empfangene Signal zu korrigieren, um einen genau en Druck zu erhalten.Furthermore, since the diffusion resistors 4 are formed by a polycrystalline silicon layer, the resistance values of the diffusion resistors tend to deviate from the planned values when the amount of impurities injected into the polycrystalline silicon layer is small, that is, the resistance values of the diffusion resistors are high. Therefore, in this case the problem that the offset values to the respective electrodes on circuits 7 a to 7 d are not uniform, so that the accuracy of the detected pressure at the most ten semiconductor pressure sensor is low. In addition, when a large amount of impurities are injected to lower the resistance values of the diffusion resistors, there is a problem in trying to bring the diffusion resistors to the desired values that the temperature coefficient of the diffusion resistors decreases, so that the resistance value / Temperature characteristic is not linear. This non-linearity also makes it difficult to correct the received signal to get an accurate pressure.
Angesichts dieser Probleme ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Halbleiter-Drucksensor und ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben, bei dem der Einfluß einer durch Metallverdrahtungs muster wie Aluminium-Verdrahtungsmuster bewirkten thermischen Beanspruchung auf die Widerstandswerte der Diffusionswiderstände herabgesetzt ist, um die Schwankungen des Versetzungswertes aufgrund von Tem peraturänderungen zu verringern, wodurch eine Erfas sung eines Druckes mit hoher Genauigkeit selbst in einer Hochtemperatur-Atmosphäre ermöglicht wird. Die Aufgabe der Erfindung besteht auch darin, einen Halb leiter-Drucksensor und ein Verfahren zu dessen Her stellung anzugeben, bei dem die Widerstandswerte der Diffusionswiderstände auf die gewünschten Werte selbst in einer Hochtemperatur-Atmosphäre gebracht werden und die Widerstandswert/Temperatur-Kennlinie linear ist, wodurch die Erfassung eines Druckes mit hoher Genauigkeit möglich ist.Given these problems, it is the job of present invention, a semiconductor pressure sensor and to provide a process for its manufacture, where the influence of one through metal wiring patterns such as aluminum wiring patterns thermal stress on the resistance values the diffusion resistances is reduced to the Fluctuations in the dislocation value due to tem to reduce temperature changes, thereby creating a detection solution of a print with high accuracy even in a high temperature atmosphere is made possible. The The object of the invention is also a half ladder pressure sensor and a method for the manufacture thereof position where the resistance values of the Diffusion resistances to the desired values even brought in a high temperature atmosphere and the resistance value / temperature characteristic is linear, whereby the detection of a pressure with high accuracy is possible.
Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind zur Lösung dieser Aufgabe ein Halbleiter-Druck sensor und ein Verfahren zu dessen Herstellung vor gesehen, um einen auf eine Halbleiter-Membran ausge übten Druck zu erfassen, indem ein elektrisches Si gnal von einem Paar von Elektrodenanschlüssen durch auf der Halbleiter-Membran gebildete Diffusionswider stände und durch Metallverdrahtungsmuster hindurch geht zu einem anderen Paar von Elektrodenanschlüssen, bei welchem wenigstens eines der Metallverdrahtungs muster und einer der Diffusionswiderstände eine sol che Ausbildung haben, daß die auf die Diffusionswi derstände ausgeübte thermische Beanspruchung so klein wie möglich ist, wodurch die Diffusionswiderstände nur einer geringen thermischen Beanspruchung von den Metallverdrahtungsmustern selbst in einer Hochtempe ratur-Atmosphäre ausgesetzt sind, so daß die Wider standswerte der Diffusionswiderstände keine große Änderung aufgrund der hohen Temperatur erfahren, wo durch sich eine Verbesserung in der Genauigkeit des gemessenen Druckes ergibt.According to the first aspect of the present invention are a semiconductor printing to solve this task sensor and a method for the production thereof seen to get out on a semiconductor membrane practiced pressure to detect by an electrical Si gnal from a pair of electrode connections Diffusion resistance formed on the semiconductor membrane stands and through metal wiring patterns goes to another pair of electrode leads, in which at least one of the metal wiring pattern and one of the diffusion resistors a sol che training that the diffusionswi thermal stress is so small as possible, reducing the diffusion resistances only a small thermal load from the Metal wiring patterns even in a high temperature ratur atmosphere are exposed, so that the contra level values of the diffusion resistances not a big one Change due to high temperature experienced where through an improvement in the accuracy of the measured pressure results.
Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bei dem Halbleiter-Drucksensor und dem Verfahren nach dem ersten Aspekt die Ausbildung der Metallver drahtungsmuster derart, daß die Hauptpositionen der Metallverdrahtungsmuster abseits des Umfangsbereichs der Halbleiter-Membran angeordnet sind, wodurch die Diffusionswiderstände selbst in einer Hochtemperatur-Atmosphäre nur einer geringen thermischen Beanspru chung von den Metallverdrahtungsmustern ausgesetzt sind, wodurch sich eine Verbesserung in der Genauig keit des gemessenen Druckes ergibt.According to the second aspect of the present invention is with the semiconductor pressure sensor and the process according to the first aspect, the training of metal workers wiring pattern such that the main positions of the Metal wiring pattern outside the peripheral area the semiconductor membrane are arranged, whereby the Diffusion resistances even in a high temperature atmosphere only a low thermal stress exposed to metal wiring patterns are, which results in an improvement in accuracy speed of the measured pressure.
Gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bei dem Halbleiter-Drucksensor und dem Verfahren nach dem ersten Aspekt die Ausbildung der Metallver drahtungsmuster derart, daß die Breite des Verbin dungsbereichs zwischen jedem der Diffusionswiderstän de und jedem der Metallverdrahtungsmuster geringer ist als die Breite jedes der Diffusionswiderstände, wodurch sich ergibt, daß die thermische Beanspruchung von den Metallverdrahtungsmustern durch die verengten Bereiche abgeschnitten wird, so daß die Diffusions widerstände keiner großen thermischen Beanspruchung ausgesetzt sind.According to the third aspect of the present invention is with the semiconductor pressure sensor and the process according to the first aspect, the training of metal workers wiring pattern such that the width of the conn range between each of the diffusion resistances de and each of the metal wiring patterns less is than the width of each of the diffusion resistors, which means that the thermal stress from the metal wiring patterns through the narrowed ones Areas are cut off so that the diffusion not withstand great thermal stress are exposed.
Gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bei dem Halbleiter-Drucksensor und dem Verfahren nach dem ersten Aspekt die Ausbildung der Metallver drahtungsmuster derart, daß der Verbindungsbereich zwischen jedem der Diffusionswiderstände und jedem der der Metallverdrahtungsmuster in der Richtung aus gebildet ist, in der der Einfluß der Beanspruchungs komponente in der Längsrichtung der Diffusionswider stände kleiner ist, wodurch sich ergibt, daß die Dif fusionswiderstände keiner großen thermischen Belastung ausgesetzt sind.According to the fourth aspect of the present invention is with the semiconductor pressure sensor and the process according to the first aspect, the training of metal workers wiring pattern such that the connection area between each of the diffusion resistors and each that of the metal wiring pattern in the direction is formed in which the influence of the stress component in the longitudinal direction of diffusion resistance stands is smaller, which means that the Dif no large thermal fusion resistances Exposed to stress.
Gemäß dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung weisen bei dem Halbleiter-Drucksensor und dem Verfah ren nach dem ersten Aspekt die Diffusionsbereiche mehrere der Diffusionswiderstände, die durch Injek tion einer ersten Menge von Verunreinigungen in die Einkristall-Siliziumschicht gebildet sind, und Diffu sionsleiter auf, die durch Injektion einer zweiten, von der ersten Menge verschiedenen Menge von Verun reinigungen in einen anderen Teil der Einkristall-Siliziumschicht gebildet sind, wobei jeder der Diffu sionswiderstände durch einen der Diffusionsleiter mit einem der Metallverdrahtungsmuster verbunden ist, wodurch sich ergibt, daß die thermische Beanspruchung von den Metallverdrahtungsmustern durch die Diffu sionsleiter abgeschnitten ist, so daß die Diffusions widerstände keiner großen thermischen Beanspruchung ausgesetzt sind.According to the fifth aspect of the present invention point at the semiconductor pressure sensor and the process According to the first aspect, the diffusion areas several of the diffusion resistances caused by Injek tion of a first amount of impurities in the Single crystal silicon layer are formed, and Diffu sionsleiter by injection of a second, amount of verun different from the first set cleaning in another part of the single crystal silicon layer are formed, each of the diffu resistance through one of the diffusion conductors one of the metal wiring patterns is connected, which means that the thermal stress from the metal wiring patterns through the diffu sionsleiter is cut off, so that the diffusions not withstand great thermal stress are exposed.
Gemäß dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung haben bei dem Halbleiter-Drucksensor und dem Verfah ren nach dem ersten Aspekt die Diffusionswiderstände eine Gestalt entsprechend den Widerstandswerten der Diffusionswiderstände, wodurch diese einen linearen Widerstandswert/Temperatur-Koeffizienten aufweisen, so daß sich eine verbesserte Genauigkeit des gemesse nen Druckes ergibt. According to the sixth aspect of the present invention have in the semiconductor pressure sensor and the process according to the first aspect, the diffusion resistances a shape corresponding to the resistance values of the Diffusion resistors, which makes them linear Have resistance value / temperature coefficients, so that there is an improved accuracy of the measured pressure.
Gemäß dem siebenten Aspekt der vorliegenden Erfindung haben bei dem Halbleiter-Drucksensor und dem Verfah ren nach dem sechsten Aspekt die Diffusionswiderstän de eine rechteckige Gestalt, wobei das Verhältnis zwischen der Breite W und der Länge L zwischen Kon takten zu den Metallverdrahtungsmustern gleich oder mehr als eins ist, wodurch die Diffusionswiderstände keiner großen thermischen Beanspruchung von den Me tallverdrahtungsmustern ausgesetzt sind.According to the seventh aspect of the present invention have in the semiconductor pressure sensor and the process According to the sixth aspect, the diffusion resistances de a rectangular shape, the ratio between the width W and the length L between Kon clock to or equal to metal wiring patterns is more than one, causing the diffusion resistances no great thermal stress from the Me metal wiring patterns are exposed.
Gemäß dem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung haben bei dem Halbleiter-Drucksensor und dem Verfah ren nach dem sechsten Aspekt die Diffusionswiderstän de eine solche Konfiguration, daß mehrere einander benachbarte Diffusionswiderstände verbunden sind zur Erzielung eines optimalen Widerstandswertes, wodurch die Widerstandswerte der Diffusionswiderstände leicht und genau auf die gewünschten Werte mit einem linea ren Widerstandswert/Temperatur-Koeffizienten einge stellt werden können, so daß sich eine verbesserte Genauigkeit für den gemessenen Druck ergibt.According to the eighth aspect of the present invention have in the semiconductor pressure sensor and the process According to the sixth aspect, the diffusion resistances de such a configuration that several each other neighboring diffusion resistors are connected to the Achievement of an optimal resistance value, whereby the resistance values of the diffusion resistors slightly and exactly to the desired values with a linea Ren resistance value / temperature coefficient can be made so that an improved Accuracy for the measured pressure results.
Gemäß dem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält bei dem Verfahren zum Herstellen eines Halb leiter-Drucksensors nach dem ersten Aspekt der Schritt der Bildung einer Mehrzahl von Diffusionsbe reichen die Teilschritte des Ätzens von Bereichen der Einkristall-Siliziumschicht mit Ausnahme der für die Diffusionswiderstände verbleibenden Bereiche und des Injizierens von Verunreinigungen in die verbleibenden Bereiche, wobei die Menge der Verunreinigungen der gewünschten Gestalt der Diffusionswiderstände ent spricht und die gewünschte Gestalt vorher bestimmt wird, so daß die Diffusionswiderstände einer geringen thermischen Beanspruchung ausgesetzt sind, wodurch die Widerstandswerte der Diffusionswiderstände leicht und genau auf die gewünschten Werte mit einem linea ren Widerstandswert/Temperatur-Koeffizienten einge stellt werden können, so daß sich eine verbesserte Genauigkeit für den gemessenen Druck ergibt.According to the ninth aspect of the present invention contains in the process of making a half ladder pressure sensor according to the first aspect of Step of forming a plurality of diffusion regions the substeps of etching range from areas of the Single crystal silicon layer except for that Diffusion resistances remaining areas and Injecting contaminants into the remaining ones Areas where the amount of impurities the desired shape of the diffusion resistors ent speaks and determines the desired shape beforehand is, so that the diffusion resistances of a low are exposed to thermal stress, which the resistance values of the diffusion resistors slightly and exactly to the desired values with a linea Ren resistance value / temperature coefficient can be made so that an improved Accuracy for the measured pressure results.
Gemäß dem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält bei dem Verfahren zum Herstellen eines Halb leiter-Drucksensors nach dem ersten Aspekt der Schritt der Bildung einer Mehrzahl von Diffusionsbe reichen die Teilschritte des Injizierens von Verun reinigungen in die Einkristall-Siliziumschicht und des Ätzens von Bereichen der Einkristall-Silizium schicht mit Ausnahme der verbleibenden Bereiche für die Diffusionswiderstände, wobei die verbleibenden Bereiche der gewünschten Gestalt der Diffusion ent sprechen und die gewünschte Gestalt vorher bestimmt wurde, so daß die Diffusionswiderstände einer gerin gen thermischen Beanspruchung ausgesetzt sind, wo durch die Widerstandswerte der Diffusionswiderstände leicht und genau auf die gewünschten Werte mit einem linearen Widerstandswert/Temperatur-Koeffizienten eingestellt werden können, so daß sich eine verbes serte Genauigkeit für den gemessenen Druck ergibt.According to the tenth aspect of the present invention contains in the process of making a half ladder pressure sensor according to the first aspect of Step of forming a plurality of diffusion regions the steps of injecting Verun are sufficient cleaning in the single crystal silicon layer and of etching areas of single crystal silicon layer except for the remaining areas for the diffusion resistances, with the remaining ones Areas of the desired shape of the diffusion ent speak and determine the desired shape beforehand was so that the diffusion resistances of a small are exposed to thermal stress where by the resistance values of the diffusion resistors easily and precisely to the desired values with a linear resistance / temperature coefficient can be set so that a verbes accuracy for the measured pressure.
Gemäß dem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bei dem Verfahren zum Herstellen eines Halblei ter-Drucksensors nach dem ersten Aspekt die Menge der Verunreinigungen gleich oder kleiner als 1×10¹⁴/cm², so daß der Widerstandswert/Temperatur-Koeffizient gleich oder größer ist als 2000 ppm/°C, wodurch die Widerstandswerte der Diffusionswiderstände leicht und genau auf die gewünschten Werte mit einem linea ren Widerstandswert/Temperatur-Koeffizienten einge stellt werden können, so daß sich eine verbesserte Genauigkeit für den gemessenen Druck ergibt.According to the eleventh aspect of the present invention is in the process of making a semi-lead ter pressure sensor according to the first aspect, the amount of Impurities equal to or less than 1 × 10¹⁴ / cm², so the resistance value / temperature coefficient is equal to or greater than 2000 ppm / ° C, which makes the Diffusion resistance values slightly and exactly to the desired values with a linea Ren resistance value / temperature coefficient can be made so that an improved Accuracy for the measured pressure results.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is described in the following in the Figures illustrated embodiments closer explained.
Es zeigenShow it
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen bekannten Halbleiter-Drucksensor, Fig. 1 is a plan view of a known semiconductor pressure sensor,
Fig. 2 eine Querschnittsansicht des bekannten Halbleiter-Drucksensors nach Fig. 1, FIG. 2 shows a cross-sectional view of the known semiconductor pressure sensor according to FIG. 1,
Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Halbleiter-Drucksensor nach einem Ausführungsbei spiel des ersten, zweiten und dritten Aspekts der Erfindung, Fig. 3 is a plan view of a semiconductor pressure sensor according to one Ausführungsbei play of the first, second and third aspect of the invention,
Fig. 4 eine Querschnittsansicht des Halblei ter-Drucksensors nach Fig. 3, Fig. 4 is a cross sectional view of the semiconducting ter-pressure sensor according to Fig. 3,
Fig. 5A bis 5F erläuternde Darstellungen des Herstel lungsverfahrens für den Halbleiter-Drucksensor nach Fig. 3 und 4, Fig. 5A to 5F are explanatory views of the manufacturer averaging method, the semiconductor pressure sensor of Fig. 3 and 4
Fig. 6 eine Draufsicht auf einen Halbleiter-Drucksensor gemäß einem Ausführungs beispiel für den dritten Aspekt der Erfindung, Fig. 6 is a plan view of a semiconductor pressure sensor according to an execution example of the third aspect of the invention,
Fig. 7 eine Draufsicht auf einen Halbleiter-Drucksensor nach einem Ausführungsbei spiel für den vierten Aspekt der Er findung, Fig. 7 is a plan view of a semiconductor pressure sensor according to one Ausführungsbei game for the fourth aspect of the invention,
Fig. 8 eine Draufsicht auf einen Halbleiter-Drucksensor nach einem anderen Ausfüh rungsbeispiel für den vierten Aspekt der Erfindung, Fig. 8 is a plan view of a semiconductor pressure sensor according to another exporting approximately example for the fourth aspect of the invention,
Fig. 9 eine Draufsicht auf-einen Halbleiter-Drucksensor nach einem Ausführungsbei spiel für den fünften Aspekt der Er findung, Fig. 9 is a plan view of-a semiconductor pressure sensor according to one Ausführungsbei play for the fifth aspect of the invention,
Fig. 10 eine Draufsicht auf einen Halbleiter-Drucksensor nach einem Ausführungsbei spiel für den sechsten Aspekt der Er findung, Fig. 10 is a plan view of a semiconductor pressure sensor according to one Ausführungsbei game for the sixth aspect of the invention,
Fig. 11 eine Querschnittsansicht des Halblei ter-Drucksensors nach Fig. 10, Fig. 11 is a cross sectional view of the semiconducting ter-pressure sensor according to Fig. 10,
Fig. 12 eine erläuternde Darstellung des Her stellungsverfahrens für den Halblei ter-Drucksensor nach dem neunten Aspekt der Erfindung, Fig. 12 is an explanatory view showing the position Her method for the semiconducting ter-pressure sensor according to the ninth aspect of the invention,
Fig. 13 eine Draufsicht auf einen Diffusions widerstandsbereich nach einem Ausfüh rungsbeispiel für den siebenten Aspekt der Erfindung, Fig. 13 is a plan view of a diffusion resistive region for a exporting approximately example of the seventh aspect of the invention,
Fig. 14 eine Querschnittsansicht des Diffu sionswiderstandsbereichs nach Fig. 13, Fig. 14 is a cross sectional view of the Diffu sion resistance region of Fig. 13,
Fig. 15 eine gedehnte Ansicht eines Diffu sionswiderstandsbereichs nach einem Ausführungsbeispiel für den achten Aspekt der Erfindung, Fig. 15 is an expanded view of a Diffu sion resistance region according to one embodiment of the eighth aspect of the invention,
Fig. 16 eine gedehnte Ansicht eines Diffu sionswiderstandsbereichs nach einem anderen Ausführungsbeispiel für den achten Aspekt der Erfindung, Fig. 16 is an expanded view of a Diffu sion resistance region according to another embodiment of the eighth aspect of the invention,
Fig. 17 eine erläuternde Darstellung des Her stellungsverfahrens für einen Halblei ter-Drucksensor nach dem zehnten Aspekt der Erfindung, Fig. 17 is an explanatory view of the forth position method for a semiconducting ter-pressure sensor according to the tenth aspect of the invention,
Fig. 18 ein die Beziehung zwischen der Tempe ratur und einem Temperaturkoeffizien ten für zwei Mengen von Verunreinigun gen zeigendes Diagramm zur Erläuterung einer optimalen Menge von Verunreini gungen nach dem elften Aspekt der Er findung, Figure 18 is a temperature. The relationship between the tempering and a Temperaturkoeffizien ten for two sets of Impurities show diagram for explaining an optimum amount of Verunreini conditions according to the eleventh aspect of the invention,
Fig. 19 ein gedehnter Teil des Diagramms nach Fig. 18, und Fig. 19 is an expanded part of the diagram of Fig. 18, and
Fig. 20 eine Tabelle, die die Beziehung zwi schen der Menge von Verunreinigungen, dem Widerstandswert und dem Wider standswert/Temperatur-Koeffizienten erläutert. Fig. 20 is a table explaining the relationship between the amount of contaminants, the resistance value and the resistance value / temperature coefficient.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfin dung mit Bezug auf die Fig. 3 und 4 beschrieben. In diesen sind die gleichen Teile wie diejenigen in den Fig. 1 und 2 mit den gleichen Bezugszahlen versehen. Eine Halbleiter-Membran 1 weist einen dünnen Bereich 1b auf, der durch Ätzen des mittleren Bereichs eines Siliziumsubstrats gebildet ist. Eine Isolierschicht 2 ist auf der Oberfläche der Halbleiter-Membran 1 ge bildet. Drähte 8 verbinden Elektrodenanschlüsse 7 und Leitungspfosten 9. Eine Isolierschicht 14 ist auf der Oberfläche der Halbleiter-Membran 1 gebildet und auf der Isolierschicht 14 sind Diffusionswiderstände 15a bis 15d vorgesehen. Eine Isolierschicht 18 bedeckt die Diffusionswiderstände 15a bis 15d und Metallver drahtungsmuster 19 verbinden jeden der Diffusionswi derstände 15a bis 15d mit jeden der Elektrodenan schlüsse 7 durch die Isolierschicht 18 zur Bildung einer Brücke. Ein Hauptbereich 19a jedes der Metall verdrahtungsmuster 19 befindet sich in der Nähe jedes der Elektrodenanschlüsse 7 und Verbindungsbereiche 19b erstrecken sich jeweils von jedem der Hauptberei che 19a der Metallverdrahtungsmuster 19 zu jedem der Diffusionswiderstände 15a bis 15d. Eine Oberflächen schutzschicht 20 ist auf den Metallverdrahtungsmu stern 19 ausgebildet.An embodiment of the inven tion is described below with reference to FIGS . 3 and 4. In these, the same parts as those in Figs. 1 and 2 are given the same reference numerals. A semiconductor membrane 1 has a thin region 1 b, which is formed by etching the central region of a silicon substrate. An insulating layer 2 is formed on the surface of the semiconductor membrane 1 ge. Wires 8 connect electrode connections 7 and line posts 9 . An insulating layer 14 is formed on the surface of the semiconductor membrane 1 and diffusion resistors 15 a to 15 d are provided on the insulating layer 14 . An insulating layer 18 covers the diffusion resistors 15 a to 15 d and Metallver wiring pattern 19 connect each of the diffusion resistors 15 a to 15 d with each of the electrode connections 7 through the insulating layer 18 to form a bridge. A main portion 19 a of each of the metal wiring pattern 19 is located in the vicinity of each of the electrode terminals 7 and connecting portions 19 b a each extending from each of the main preparation surface 19 a of the metal wiring pattern 19 to each of the diffusion resistors 15-15 d. A surface protective layer 20 is formed on the metal wiring pattern 19 .
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die erwähnten Hauptbereiche 19a der Metallverdrah tungsmuster 19 in Bereichen vorgesehen, die sich ab seits des Umfangsbereichs der Halbleiter-Membran 1 befinden. Jeder der Verbindungsbereiche 19b ist zwi schen jedem der Hauptbereiche 19a der Metallverdrah tungsmuster 19 und jedem der Diffusionswiderstände 15a bis 15d gebildet mit einer Breite, die geringer ist als die Breite jedes der Hauptbereiche 19a des Metallverdrahtungsmusters 19.According to an embodiment of the invention, the mentioned main areas 19 a of the metal wiring pattern 19 are provided in areas located on the part of the peripheral area of the semiconductor membrane 1 . Each of the connecting portions is b 19 Zvi rule each of the main portions 19 a of the Metallverdrah processing pattern 19 and each of the diffused resistors 15 a to 15 formed d having a width less than the width of each of the main portions 19 a of the metal wiring pattern 19th
Nachfolgend wird die Arbeitsweise des in den Fig. 3 und 4 gezeigten Halbleitersensors beschrieben. Wenn ein elektrisches Signal beispielsweise zwischen dem oberen linken Elektrodenanschluß 7 und dem unteren rechten Elektrodenanschluß 7 angelegt wird, geht das elektrische Signal durch die Aluminiumverdrahtungs muster 6 und die Diffusionswiderstände 4 hindurch und wird zwischen dem oberen rechten Elektrodenanschluß 7 und dem unteren linken Elektrodenanschluß 7 empfan gen. Wenn ein äußerer Druck auf die Halbleiter-Mem bran 1 in Fig. 4 von unten ausgeübt wird, verformt sich die Halbleiter-Membran 1 entsprechend der Größe des Drucks, so daß sich die Widerstandswerte der Dif fusionswiderstände 15a bis 15d verändern. Die Abhän gigkeit der Änderung der Widerstandswerte vom Druck bei Raumtemperatur sind vorher bekannt. Daher kann bei Raumtemperatur durch Vergleich eines empfangenen Signals, wenn kein Druck auf die Halbleiter-Membran 1 ausgeübt wird, mit einem empfangenen Signal, wenn ein Druck auf die Halbleiter-Membran 1 ausgeübt wird, der Druck durch Empfang des Signals zwischen den Elektro denanschlüssen 7 erfaßt werden.The operation of the semiconductor sensor shown in FIGS. 3 and 4 is described below. When an electrical signal is applied between the upper left electrode terminal 7 and the lower right electrode terminal 7 , for example, the electrical signal passes through the aluminum wiring pattern 6 and the diffusion resistors 4 and is received between the upper right electrode terminal 7 and the lower left electrode terminal 7 If an external pressure is exerted on the semiconductor membrane 1 in FIG. 4 from below, the semiconductor membrane 1 deforms in accordance with the size of the pressure, so that the resistance values of the diffusion resistors 15 a to 15 d change. The dependency of the change in resistance values on the pressure at room temperature is known beforehand. Therefore, at room temperature, by comparing a received signal when no pressure is applied to the semiconductor membrane 1 with a received signal when pressure is applied to the semiconductor membrane 1 , the pressure by receiving the signal between the electrode terminals 7 be recorded.
Im folgenden wird ein Beispiel für ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiter-Drucksensors nach dem ersten und zweiten Aspekt der Erfindung mit Bezug auf die Fig. 5A bis 5F beschrieben. Im Schritt ST-1 in Fig. 5A wird auf einem Siliziumsubstrat (Si) 11 vom N-Typ eine untergelegte Oxidschicht (SiO₂) 12 mit einer Dicke von 50 nm gebildet. Im Schritt ST-2 wird auf der untergelegten Oxidschicht 12 ein Nitridfilm (Si₃N₄) 13 aufgebracht.An example of a method of manufacturing a semiconductor pressure sensor according to the first and second aspects of the invention will be described below with reference to FIGS. 5A to 5F. In step ST-1 in FIG. 5A, an underlying oxide layer (SiO₂) 12 with a thickness of 50 nm is formed on a silicon substrate (Si) 11 of the N type. In step ST-2, a nitride film (Si₃N₄) 13 is applied to the underlying oxide layer 12 .
In den Schritten ST-3 bis ST-5 werden unter Verbleib jeweils eines Bereichs entsprechend einem Keimbereich 11a der Nitridfilm 13, die untergelegene Oxidschicht 12 und das Siliziumsubstrat 11 vom N-Typ aufeinand erfolgend durch Ätzen entfernt. Die Höhe H1, in der das Siliziumsubstrat 11 weggeätzt ist, beträgt in diesem Fall 350 nm. In steps ST-3 to ST-5, the nitride film 13 , the underlying oxide layer 12 and the silicon substrate 11 of the N-type are removed from one another by etching, leaving a region corresponding to a germ region 11 a. In this case, the height H1 at which the silicon substrate 11 is etched away is 350 nm.
Dann wird nach Entfernen eines Fotolacks 21 auf dem verbleibenden Nitridfilm 13 im Schritt ST-6 in Fig. 5B eine Isolierschicht 14 mit einer Dicke T = 1,1 µm im Schritt ST-7 auf dem Siliziumsubstrat 11 vom N-Typ durch thermische Oxidation gebildet. Dann wird in den Schritten ST-8 und ST-9 die verbleibende unterge legte Oxidschicht 12 entfernt und etwa 0,1 µm der Isolierschicht 14 wird durch Ätzen entfernt, um eine flache Oberfläche zu erhalten.Then, after removing a photoresist 21 on the remaining nitride film 13 in step ST-6 in Fig. 5B, an insulating layer 14 having a thickness T = 1.1 µm is formed on the N-type silicon substrate 11 by thermal oxidation in step ST-7 . Then, in steps ST-8 and ST-9, the remaining underlying oxide layer 12 is removed, and about 0.1 µm of the insulating layer 14 is removed by etching to obtain a flat surface.
Dann wird im Schritt ST-10 eine polykristalline Sili ziumschicht 15 mit einer Dicke von 600 nm auf die Isolierschicht 14 aufgebracht. Dann wird im Schritt ST-11 in Fig. 5C ein Nitridfilm 16 mit einer Dicke von 500 nm auf die Siliziumschicht 15 aufgebracht. Dann werden im Schritt ST-12 ein Fotolack 22 und der Nitridfilm 16 geätzt, so daß der Nitridfilm 16 strei fenförmig ausgebildet ist. Dann wird im Schritt ST-13 eine Reflexionsverhinderungsschicht 17 auf der Ober fläche gebildet.Then, in step ST-10, a polycrystalline silicon layer 15 having a thickness of 600 nm is applied to the insulating layer 14 . Then, in step ST-11 in FIG. 5C, a nitride film 16 with a thickness of 500 nm is applied to the silicon layer 15 . Then, in step ST-12, a photoresist 22 and the nitride film 16 are etched, so that the nitride film 16 is strip-shaped. Then, in step ST-13, a reflection preventing layer 17 is formed on the surface.
Dann wird im Schritt ST-14 eine Laserstrahl, bei spielsweise von einem Argonlaser, von oben aufge strahlt, um die Oberfläche abzutasten, so daß die polykristalline Siliziumschicht 15 geschmolzen wird. Dann wird die polykristalline-Siliziumschicht 15 zu einem Einkristall rekristallisiert. Dann werden im Schritt ST-15 die Reflexionsverhinderungsschicht 17 und der Nitridfilm 16 entfernt.Then, in step ST-14, a laser beam, for example from an argon laser, is irradiated from above to scan the surface, so that the polycrystalline silicon layer 15 is melted. Then the polycrystalline silicon layer 15 is recrystallized into a single crystal. Then, in step ST-15, the reflection preventing layer 17 and the nitride film 16 are removed.
Im Schritt ST-16 in Fig. 5D wird die rekristallisier te polykristalline Siliziumschicht 15 unter Verwen dung eines Fotolacks 23 als Maske geätzt. Dann wird im Schritt ST-17 der Fotolack 23 entfernt. Im Schritt ST-18 werden Verunreinigungen wie Bor in die verblei bende polykristalline Siliziumschicht 15 injiziert, um mehrere Diffusionswiderstände 15a bis 15d zu bil den. Somit können mehrere Diffusionswiderstände in elektrisch isoliertem Zustand auf der Oxidschicht als Isolierschicht gebildet werden. Dann wird im Schritt ST-19 eine Hochtemperatur-Oxidschicht 18 auf die ge samte Oberfläche der Isolierschicht 14 aufgebracht, um die Diffusionswiderstände abzudecken.In step ST-16 in FIG. 5D, the recrystallized polycrystalline silicon layer 15 is etched using a photoresist 23 as a mask. Then, the photoresist 23 is removed in step ST-17. In step ST-18, impurities such as boron is injected into the verblei Bende polycrystalline silicon layer 15 to a plurality of diffusion resistors 15 a to 15 d to the bil. Thus, several diffusion resistors can be formed in the electrically insulated state on the oxide layer as an insulating layer. Then, in step ST-19, a high temperature oxide layer 18 is applied to the entire surface of the insulating layer 14 to cover the diffusion resistances.
Dann werden im Schritt ST-20 Kontaktbereiche in der Isolierschicht 18 unter Verwendung des Fotolacks 23 als Maske geätzt. Dann wird die Fotolackschicht 23 entfernt. Danach werden im Schritt ST-22 in Fig. 5E Metallverdrahtungsmuster 19 aus Gold, Aluminium oder dergleichen auf der gesamten Oberfläche gebildet. Dann werden durch Verwendung einer Fotolackschicht 24 als Maske im Schritt ST-23 unter Verbleib der Haupt bereiche 19a der Verdrahtungsbereiche entsprechend den Umfangsbereichen der Halbleiter-Membran 1 und eines Teils der Metallverdrahtungsschicht 19 entspre chend den Verbindungsbereichen 19b, die die Diffu sionswiderstände 15a bis 15d und die Hauptbereiche 19a der Verdrahtungsbereiche verbinden, die anderen Bereiche der Metallverdrahtungsschicht 19 weggeätzt. Dann wird im Schritt ST-24 die Fotolackschicht 24 entfernt. Dann wir im Schritt ST-25 eine Glasschutz schicht auf die ganze Oberfläche aufgebracht.Then, in step ST-20, contact areas in the insulating layer 18 are etched using the photoresist 23 as a mask. Then the photoresist layer 23 is removed. Thereafter, in step ST-22 in FIG. 5E, metal wiring patterns 19 made of gold, aluminum, or the like are formed on the entire surface. Then by using a photoresist layer 24 as a mask in step ST-23 while remaining the main areas 19 a of the wiring areas corresponding to the peripheral areas of the semiconductor membrane 1 and a part of the metal wiring layer 19 accordingly the connection areas 19 b, the diffusion resistors 15 a to 15 d and connect the main areas 19 a of the wiring areas, the other areas of the metal wiring layer 19 etched away. Then, in step ST-24, the photoresist layer 24 is removed. Then in step ST-25 a protective glass layer is applied to the entire surface.
Danach wird im Schritt ST-26 in Fig. 5F ein Teil der Schutzschicht 20 durch Ätzen entfernt, um die Elek trodenanschlüsse 7 zu bilden. Die rückseitige Ober fläche des Siliziumsubstrats 11 vom N-Typ wird po liert, damit die Anordnung eine gewünschte Dicke er hält, und dann wird eine Goldschicht (Au) 25 auf die rückseitige Oberfläche aufgebracht. Dann wird im Schritt die Goldschicht 25 in dem Bereich, der die Halbleiter-Membran bilden soll, durch Verwendung ei ner Fotolackschicht 26 als Maske entfernt. Dann wird im Schritt ST-28 die Fotolackschicht 26 entfernt. Dann wird im Schritt ST-29 unter Verwendung der ver bleibenden Goldschicht 25 als Maske die rückseitige Oberfläche des Siliziumsubstrats 11 vom N-Typ geätzt, so daß der dünne Bereich der Halbleiter-Membran 1 gebildet wird.Thereafter, in step ST-26 in FIG. 5F, part of the protective layer 20 is removed by etching to form the electrode terminals 7 . The back surface of the N-type silicon substrate 11 is polished so that the assembly has a desired thickness, and then a gold layer (Au) 25 is applied to the back surface. Then, in the step, the gold layer 25 in the area which is to form the semiconductor membrane is removed by using a photoresist layer 26 as a mask. Then, the photoresist layer 26 is removed in step ST-28. Then, in step ST-29, using the remaining gold layer 25 as a mask, the back surface of the N-type silicon substrate 11 is etched, so that the thin region of the semiconductor membrane 1 is formed.
Die Fotolackschichten 21 bis 24 und 26 werden in den vorgenannten Schritten St-3, ST-12, ST-16, ST-23 und ST-27 aufgebracht, um als Maske bei den nachfolgenden Ätzvorgängen zu dienen.The photoresist layers 21 to 24 and 26 are applied in the aforementioned steps St-3, ST-12, ST-16, ST-23 and ST-27 in order to serve as a mask in the subsequent etching processes.
Bei dem vorbeschriebenen Herstellungsverfahren wird die Ausbildung jedes der Metallverdrahtungsmuster so bestimmt, daß die auf die Diffusionswiderstände ein wirkende thermische Beanspruchung so klein wie mög lich ist.In the manufacturing process described above the formation of each of the metal wiring patterns like this determines that on the diffusion resistances acting thermal stress as small as possible is.
Genauer gesagt, wird, wie beispielsweise in Fig. 6 gezeigt ist, bei den Metallverdrahtungsmustern 19, die jeweils zum Verbinden jedes der Diffusionswider stände 15a bis 15d auf der Isolierschicht 2 der Halb leiter-Membran 1 mit jedem der Elektrodenanschlüsse 7 und der Diffusionswiderstände untereinander dienen, wobei jeder der Verbindungsbereiche 19b zwischen je dem der Diffusionswiderstände und jedem der Metall verdrahtungsmuster derart hergestellt sind, daß seine Breite geringer ist als die Breite jedes der Diffu sionswiderstände. Beispielsweise beträgt diese ein Drittel der Breite jedes Diffusionswiderstandes. More specifically, it is, as shown for example in Fig. 6, wherein the metal wiring patterns 19, which stands for connecting each of the diffusion reflection respectively 15 a to 15 d on the insulating layer 2 of the semiconductor membrane 1 with each of the electrode terminals 7, and the diffusion resistors serve with each other, each of the connecting portions 19 b between each of the diffusion resistors and each of the metal wiring patterns are made such that its width is less than the width of each of the diffusion resistors. For example, this is one third of the width of each diffusion resistor.
Alternativ kann, wie in Fig. 7 gezeigt ist, in den Metallverdrahtungsmustern 19 jeder der Verbindungs bereiche 19b zwischen jedem der Diffusionswiderstände und jedem der Metallverdrahtungsmuster in der recht winkligen Richtung in bezug auf die Längsrichtung des Diffusionswiderstands ausgebildet sein.Alternatively, as shown in FIG. 7, in the metal wiring patterns 19, each of the connection regions 19 b can be formed between each of the diffusion resistors and each of the metal wiring patterns in the right-angled direction with respect to the longitudinal direction of the diffusion resistor.
Alternativ können, wie in Fig. 8 gezeigt ist, wenn die Halbleiter-Membran eine runde Gestalt hat, die Längsrichtungen der Diffusionswiderstände 15a bis 15d in zwei Richtungen gruppiert sein, d. h. die Radius richtung und die Tangentenrichtung des Kreises. Dann verlaufen für die Diffusionswiderstände mit ihrer Längsrichtung in der tangentialen Richtung die Ver bindungsbereiche 19b der Metallverdrahtungsmuster in der radialen Richtung und für die Diffusionswider stände mit ihrer Längsrichtung in der radialen Rich tung verlaufen die Verbindungsbereiche 19b der Me tallverdrahtungsmuster in der tangentialen Richtung.Alternatively, as shown in Fig. 8 is shown, when the semiconductor membrane has a round shape, the longitudinal directions of the diffusion resistors 15 a to 15 d grouped in two directions to be, that is, the direction of the radius and the tangent direction of the circle. Then run for the diffusion resistors with their longitudinal direction in the tangential direction of the Ver bonding regions 19 of the metal wiring pattern b in the radial direction and for the diffusion reflection stands with their longitudinal direction in the radial Rich extend tung the connecting portions 19 of Me b tallverdrahtungsmuster in the tangential direction.
Weiterhin können alternativ, wie in Fig. 9 gezeigt ist, wenn die Diffusionswiderstände durch Injektion der Verunreinigungen in das Einkristall-Silizium ge bildet werden, Verunreinigungen mit einer hohen Kon zentration in das Einkristall-Silizium injiziert wer den, um Diffusionsleiter 28 mit niedrigem Wider standswert zu bilden, die als leitende Muster in der Nähe der Umfangsbereiche der Halbleiter-Membran 1 gebildet werden. Dann werden die Diffusionsleiter 28 und die Elektrodenanschlüsse 7 durch die Metallver drahtungsmuster 19 an Positionen abseits der Umfangs bereiche der Halbleiter-Membran 1 verbunden.Furthermore, alternatively, as shown in Fig. 9, when the diffusion resistors are formed by injecting the impurities into the single crystal silicon, impurities with a high concentration can be injected into the single crystal silicon to the diffusion conductor 28 with a low resistance value to form, which are formed as a conductive pattern in the vicinity of the peripheral regions of the semiconductor membrane 1 . Then, the diffusion conductor 28 and the electrode terminals 7 are connected by the metal wiring pattern 19 at positions apart from the peripheral regions of the semiconductor membrane 1 .
Fig. 10 zeigt eine Draufsicht eines Halbleiter-Druck sensors nach einem Ausführungsbeispiel für den sech sten Aspekt der Erfindung und Fig. 11 zeigt eine Querschnittsansicht dieses Halbleiter-Drucksensors. In den Fig. 10 und 11 sind dieselben oder gleichar tigen Teile in den Fig. 1 und 2 oder 3 und 4 mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Anordnung der Metallverdrahtungsmuster 19 ist dieselbe wie bei dem bekannten Halbleiter-Drucksensor nach den Fig. 1 und 2. Gemäß dem sechsten Aspekt der Erfindung nach den Fig. 10 und 11 sind anstelle der Konfigurationen der Metallverdrahtungsmuster die Konfigurationen der Dif fusionswiderstände so bestimmt, daß die auf die Dif fusionswiderstände ausgeübte thermische Beanspruchung so klein wie möglich ist. Fig. 10 shows a plan view of a semiconductor pressure sensor according to one embodiment of the sixteenth most aspect of the invention, and FIG. 11 is a cross sectional view of this semiconductor pressure sensor. In Figs. 10 and 11 are the same or gleichar term parts in Figs. 1 and provided with the same reference numeral 2 or 3 and 4. The arrangement of the metal wiring patterns 19 is the same as in the prior art semiconductor pressure sensor shown in Figs. 1 and 2. According to the sixth aspect of the invention shown in Figs. 10 and 11, instead of the configurations of the metal wiring patterns, the configurations of the diffusion resistors are determined so that the thermal stress exerted on the diffusion resistors is as small as possible.
Das Verfahren zur Herstellung des Halbleiter-Druck sensors nach den Fig. 10 und 11 ist fast dasselbe wie das mit Bezug auf die Fig. 5A bis 5F beschriebe ne Herstellungsverfahren. Der einzige Unterschied besteht darin, daß im Schritt ST-18 in Fig. 5D die Menge der Verunreinigungen so bestimmt wird, daß der Widerstandswert der Diffusionswiderstände im Bereich von 2 kΩ und 5 kΩ entsprechend den Formen der ver bleibenden Bereiche liegt.The method for manufacturing the semiconductor pressure sensor according to FIGS. 10 and 11 is almost the same as the manufacturing method described with reference to FIGS. 5A to 5F. The only difference is that in step ST-18 in Fig. 5D, the amount of the impurities is determined so that the resistance value of the diffusion resistors is in the range of 2 kΩ and 5 kΩ according to the shapes of the remaining areas.
Fig. 18 enthält ein Diagramm, das das experimentelle Ergebnis der Beziehung zwischen der Temperatur und dem Temperaturkoeffizienten für zwei Mengen von Ver unreinigungen zeigt, um eine optimale Menge von Ver unreinigungen gemäß dem elften Aspekt der Erfindung zu erläutern, und Fig. 19 zeigt einen vergrößerten Teil des Diagramms nach Fig. 18. Wie aus den Fig. 18 und 19 ersichtlich ist, zeigt, wenn die Menge der in die Diffusionswiderstände injizierten Verunreinigun gen 5,0×10¹³/cm 2 beträgt, der Widerstandswert/Tempe ratur-Koeffizient eine leichte Nichtlinearität mit Bezug auf die Temperatur; wenn jedoch die Menge der Verunreinigungen 1,0×10¹⁴/cm² beträgt, zeigt der Widerstandswert/Temperatur-Koeffizient eine nahezu vollständige Linearität mit Bezug auf die Temperatur. Daher liegt die geeignete Menge von Verunreinigungen im Bereich zwischen 5,0×10¹³/cm² und 1,0×10¹⁴/cm². FIG. 18 is a graph showing the experimental result of the relationship between the temperature and the temperature coefficient for two amounts of impurities to explain an optimal amount of impurities according to the eleventh aspect of the invention, and FIG. 19 shows an enlarged one Part of the diagram of Fig. 18. As can be seen from Figs. 18 and 19, when the amount of impurities injected into the diffusion resistors is 5.0 x 10¹³ / cm 2, the resistance value / temperature coefficient shows a slight one Non-linearity with respect to temperature; however, if the amount of impurities is 1.0 × 10¹⁴ / cm², the resistance value / temperature coefficient shows almost complete linearity with temperature. Therefore, the appropriate amount of impurities is in the range of 5.0 × 10¹³ / cm² to 1.0 × 10¹⁴ / cm².
Fig. 20 enthält eine Tabelle, die die Beziehung zwi schen der Menge von Verunreinigungen, dem Wider standswert und dem Temperaturkoeffizienten zeigt. Aus Fig. 20 ist ersichtlich, daß, wenn-die Widerstands werte der Diffusionswiderstände in dem vorerwähnten Bereich zwischen 2 kΩ und 5 kΩ gewählt werden, die Menge der Verunreinigungen geringer ist als 1,0×10¹⁴/cm² und der Widerstandswert/Temperatur-Koeffi zient größer als 2000 ppm/°C ist. Fig. 20 contains a table showing the relationship between the amount of impurities, the resistance value and the temperature coefficient. From Fig. 20, it can be seen that if the resistance values of the diffusion resistors are selected in the above-mentioned range between 2 kΩ and 5 kΩ, the amount of impurities is less than 1.0 × 10¹⁴ / cm² and the resistance value / temperature coefficient is greater than 2000 ppm / ° C.
Durch das vorbeschriebene Herstellungsverfahren kön nen, wie in den Fig. 10 und 11 gezeigt ist, mehrere Diffusionswiderstände 15a bis 15d mit Widerstandswer ten im Bereich zwischen 2 kΩ und 5 kΩ entsprechend den Formen der durch Einkristall-Silizium gebildeten Diffusionswiderständen auf der Isolierschicht gebil det werden, die sich auf dem Halbleiter-Siliziumein kristall-Substrat befindet.NEN Kgs by the above-described manufacturing method, as shown in FIGS. 10 and 11, a plurality of diffusion resistors 15 a to 15 d with Widerstandswer th in the range between 2 kΩ and 5 kΩ in accordance with the forms of diffusion resistors formed by single crystal silicon on the insulating layer gebil Det, which is located on the semiconductor silicon crystal substrate.
Bei dem vorbeschriebenen Herstellungsverfahren wer den, wie in den Fig. 5D oder 17 gezeigt ist, nach dem Ätzen von Teilen der rekristallisierten polykri stallinen Siliziumschicht 15 die Verunreinigungen in die verbleibende Einkristall-Siliziumschicht inji ziert, um die Diffusionswiderstände zu bilden, jedoch ist es alternativ auch möglich, wie in Fig. 12 ge zeigt ist, daß, nachdem die Verunreinigungen in die Einkristall-Siliziumschicht 15 (rekristallisierte polykristalline Siliziumschicht 15) auf der Isolier schicht 2 auf der Halbleiter-Membran 1 injiziert sind, das polykristalline Silizium weggeätzt wird, so daß mehrere Diffusionswiderstände 15a bis 15d mit jeweils einer Gestalt (zum Beispiel einer rechtecki gen Gestalt) entsprechend der Menge der injizierten Verunreinigungen verbleiben. Bei beiden Verfahren können, da die Diffusionswiderstände durch Injizieren von Verunreinigungen in die Einkristall-Silizium schicht gebildet werden, die Widerstandswerte der Diffusionswiderstände 15a bis 15d genau auf die ge wünschten Werte eingestellt werden. Da weiterhin die Widerstandswerte der Diffusionswiderstände 15a bis 15d geeignet im Bereich zwischen 2 kΩ und 5 kΩ ge wählt werden, weist der Temperatur/Widerstandswert-Koeffizient eine Linearität auf, so daß die Korrektur des gemessenen Druckes selbst in einer Hochtempera tur-Atmosphäre leicht bewirkt werden kann. Daher wird die Genauigkeit des erfaßten Druckes verbessert.In the above manufacturing method of who the like sheet in Fig. 5D or 17, after the etching of parts of the recrystallized polykri-crystalline silicon layer 15, the impurities in the remaining single-crystal silicon layer inji to form the diffusion resistors, but it is alternatively is also possible, as shown in Fig. 12 ge, that after the impurities in the single crystal silicon layer 15 (recrystallized polycrystalline silicon layer 15 ) on the insulating layer 2 are injected on the semiconductor membrane 1 , the polycrystalline silicon is etched away, so that several diffusion resistors 15 a to 15 d each with a shape (for example a rectangular shape) remain in accordance with the amount of impurities injected. In both methods, since the diffusion resistors are formed by injecting impurities into the single-crystal silicon layer, the resistance values of the diffusion resistors 15 a to 15 d can be set precisely to the desired values. Furthermore, since the resistance values of the diffusion resistors 15 a to 15 d are suitably selected in the range between 2 kΩ and 5 kΩ, the temperature / resistance value coefficient has a linearity, so that the correction of the measured pressure is easy even in a high-temperature atmosphere can be effected. Therefore, the accuracy of the detected pressure is improved.
Bei dem vorbeschriebenen, in den Fig. 13 und 14 ge zeigten Herstellungsverfahren wird, um die Wider standswerte im Bereich zwischen 2 kΩ und 5 kΩ zu rea lisieren, eine rechteckige Form für jeden der mehre ren Diffusionswiderstände gewählt und das Verhältnis L/W zwischen der Breite W jedes Diffusionswiderstan des und der Länge L zwischen Kontaktbereichen der Diffusionswiderstände wird gleich oder größer als eins gemacht.In the above-described production method shown in FIGS . 13 and 14, in order to realize the resistance values in the range between 2 kΩ and 5 kΩ, a rectangular shape is selected for each of the multiple diffusion resistances and the ratio L / W between the The width W of each diffusion resistor and the length L between contact areas of the diffusion resistors is made equal to or larger than one.
Weiterhin werden bei dem vorbeschriebenen Herstel lungsverfahren, wie in Fig. 15 gezeigt ist, um die Widerstandswerte im Bereich zwischen 2 kΩ und 5 kΩ zu realisieren, die in der Nähe zueinander auf der Iso lierschicht 2 auf der Halbleiter-Membran 1 gebildeten Diffusionswiderstände miteinander verbunden, um Dif fusionswiderstandsteile zu bilden. In Fig. 15 werden zwei der Diffusionswiderstände durch Metallverdrah tungsmuster parallel miteinander verbunden. Durch diese Verbindung wird die Summe der Widerstandswerte der Diffusionswiderstandsteile etwa die Hälfte des Widerstandswertes eines Diffusionswiderstandes, so daß die Optimierung des Widerstandswertes leicht rea lisiert wird. Alternativ zu den beiden Diffusionswi derständen ist es auch möglich, drei oder mehr Diffu sionswiderstände miteinander zu verbinden, um einen Diffusionswiderstandsbereich zu bilden. Auch können, wie in Fig. 16 gezeigt ist, Diffusionswiderstände von unterschiedlicher Gestalt miteinander verbunden wer den, um den zusammengesetzten Widerstandswert zu op timieren.Furthermore, in the above-described manufacturing method, as shown in FIG. 15, in order to realize the resistance values in the range between 2 kΩ and 5 kΩ, the diffusion resistances formed in the vicinity of each other on the insulating layer 2 on the semiconductor membrane 1 are connected to one another to form diffusion resistance parts. In Fig. 15, two of the diffusion resistors are connected in parallel by metal wiring patterns. Through this connection, the sum of the resistance values of the diffusion resistance parts becomes about half the resistance value of a diffusion resistance, so that the optimization of the resistance value is easily realized. As an alternative to the two diffusion resistors, it is also possible to connect three or more diffusion resistors to one another in order to form a diffusion resistance region. Also, as shown in Fig. 16, diffusion resistors of different shapes can be connected to each other to optimize the composite resistance value.
Weiterhin wird bei dem vorbeschriebenen Herstellungs verfahren die Menge der in die Isolierschicht 2 auf der Halbleiter-Membran 1 injizierten Verunreinigungen kleiner als 1×10¹⁴/cm² gemacht, wodurch der Wider standswert/Temperatur-Koeffizient gleich oder größer als 2000 ppm/°C gemacht werden kann, wodurch sich ein linearer Widerstandswert/Temperatur-Koeffizient ergibt.Furthermore, in the above-described manufacturing method, the amount of the impurities injected into the insulating layer 2 on the semiconductor membrane 1 is made less than 1 × 10¹⁴ / cm², whereby the resistance value / temperature coefficient is made equal to or greater than 2000 ppm / ° C can, resulting in a linear resistance / temperature coefficient.
Aus der vorhergehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung die Wider standswerte der Diffusionswiderstände leicht bestimmt werden können, da diese durch Injizieren von Verun reinigungen in eine Einkristall-Siliziumschicht ge bildet werden. Daher kann die Genauigkeit des gemes senen Druckes verbessert werden. Da die thermische Beanspruchung, der die Diffusionswiderstände in einem Halbleiter-Drucksensor ausgesetzt sind, so klein wie möglich gemacht wird, ändern sich die Widerstandswer te der Diffusionswiderstände nicht wesentlich auf grund der thermischen Beanspruch in einer Hochtempe ratur-Atmosphäre. Somit kann die Genauigkeit des ge messenen Druckes verbessert werden.From the preceding description it can be seen that according to the first aspect of the invention, the contra level values of the diffusion resistances easily determined because they are injected with Verun cleaning in a single crystal silicon layer be formed. Therefore, the accuracy of the measured its pressure can be improved. Because the thermal Stress that diffusion resistances in one Semiconductor pressure sensor are exposed to as small as is made possible, the resistance values change The diffusion resistances did not significantly increase due to the thermal stress in a high temperature ratur atmosphere. Thus, the accuracy of the ge measured pressure can be improved.
Weiterhin wird gemäß dem zweiten Aspekt der Erfin dung, da die Hauptbereiche der Metallverdrahtungsmu ster abseits des Umfangsbereichs der Halbleiter-Mem bran gebildet sind, die von den Metallverdrahtungs mustern auf die Diffusionswiderstände ausgeübte ther mische Beanspruchung selbst in einer Hochtemperatur-Atmosphäre verringert, so daß die Temperaturabdrift im gemessenen Druck vermindert werden kann.Furthermore, according to the second aspect, the inven since the main areas of metal wiring mu ster away from the peripheral area of the semiconductor mem bran are formed by the metal wiring pattern ther exerted on the diffusion resistances mixing stress even in a high temperature atmosphere reduced so that the temperature drift can be reduced in the measured pressure.
Weiterhin wird gemäß dem dritten Aspekt der Erfin dung, da die Breiten der Verbindungsbereiche der Me tallverdrahtungsmuster geringer sind als die Breiten der Diffusionswiderstände, die von den Metallverdrah tungsmustern auf die Diffusionswiderstände ausgeübte thermische Beanspruchung selbst in einer Hochtempera tur-Atmosphäre gelockert, so daß die Temperaturab drift im gemessenen Druck herabgesetzt werden kann.Furthermore, according to the third aspect, the inven because the widths of the connecting areas of the Me tall wiring patterns are smaller than the widths of diffusion resistances by the metal wiring ting patterns exerted on the diffusion resistances thermal stress even in high temperatures relaxed atmosphere, so that the Temperaturab drift in the measured pressure can be reduced.
Weiterhin wird gemäß dem vierten Aspekt der Erfin dung, da die Verbindungsbereiche der Metallverdrah tungsmuster in den Richtungen gebildet sind, in denen der Einfluß der Beanspruchungskomponenten in den Längsrichtungen der Diffusionswiderstände klein ist, die von den Metallverdrahtungsmustern auf die Diffu sionswiderstände ausgeübte thermische Beanspruchung selbst in einer Hochtemperatur-Atmosphäre gelockert, so daß die Temperaturabdrift im gemessenen Druck re duziert werden kann. Furthermore, according to the fourth aspect, the inven because the connection areas of the metal wiring pattern are formed in the directions in which the influence of the stress components in the Longitudinal directions of the diffusion resistances is small, from the metal wiring patterns to the diffu sions resistances thermal stress loosened even in a high temperature atmosphere, so that the temperature drift in the measured pressure re can be reduced.
Weiterhin befinden sich gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung, da die Diffusionswiderstände und Diffu sionsleiter auf der Isolierschicht auf der Halblei ter-Membran gebildet sind und die Metallverdrahtungs muster zwischen den Diffusionsleitern und den Elek trodenanschlüssen und zwischen den Diffusionsleitern untereinander vorgesehen sind, keine Metallverdrah tungsmuster in der Nähe der Halbleiter-Membran, wo durch die von den Metallverdrahtungsmustern auf die Diffusionswiderstände ausgeübte thermische Beanspru chung selbst in einer Hochtemperatur-Atmosphäre ge lockert wird, so daß die Temperaturabdrift im gemes senen Druck verringert werden kann.According to the fifth aspect, there are also Invention since the diffusion resistances and diffu sion conductor on the insulating layer on the half lead ter membrane are formed and the metal wiring pattern between the diffusion conductors and the elec electrode connections and between the diffusion conductors are provided with each other, no metal wiring tation pattern near the semiconductor membrane where through the from the metal wiring patterns to the Diffusion resistances exerted thermal stress even in a high temperature atmosphere is loosened so that the temperature drift in the measured its pressure can be reduced.
Weiterhin können gemäß dem sechsten Aspekt der Erfin dung, da die Konfigurationen der Diffusionswiderstän de Formen aufweisen, die den Widerstandswerten der Diffusionswiderstände entsprechen, die gewünschten Widerstandswerte leicht erhalten und die Widerstands werte der Diffusionswiderstände stabil gebildet wer den, so daß die Genauigkeit des Ausgangssignals des Halbleiter-Drucksensors verbessert und der Verset zungswert stabilisiert werden können.Furthermore, according to the sixth aspect of the inven because the configurations of the diffusion resistances have shapes that match the resistance values of the Diffusion resistances correspond to the desired ones Resistance values easily obtained and the resistance values of the diffusion resistances are formed in a stable manner the so that the accuracy of the output signal of the Semiconductor pressure sensor improved and the offset value can be stabilized.
Weiterhin werden gemäß dem siebenten Aspekt der Er findung die mehreren Diffusionswiderstände auf der Isolierschicht auf der Halbleiter-Membran rechteckig ausgebildet, und das Verhältnis zwischen der Breite W und der Länge L jedes der Diffusionswiderstände wird gleich oder größer als eins gemacht, wodurch die Ge nauigkeit des Ausgangssignals des Halbleiter-Druck sensors verbessert und der Versetzungswert stabili siert werden können. Furthermore, according to the seventh aspect of Er finding the multiple diffusion resistors on the Insulating layer on the semiconductor membrane rectangular formed, and the ratio between the width W and the length L of each of the diffusion resistors made equal to or greater than one, whereby the Ge accuracy of the output signal of the semiconductor pressure sensors improved and the offset value stabili can be settled.
Weiterhin werden gemäß dem achten Aspekt der Erfin dung bei den mehreren Diffusionswiderständen auf der Isolierschicht auf der Halbleiter-Membran die benach barten Diffusionswiderstände miteinander verbunden, um Diffusionswiderstandsteile zu bilden, wodurch die Genauigkeit des Ausgangssignals des Halbleiter-Druck sensors verbessert und der Versetzungswert stabili siert werden können.Furthermore, according to the eighth aspect of the inven with the multiple diffusion resistors on the Insulating layer on the semiconductor membrane the neighboring beard diffusion resistors connected together, to form diffusion resistance parts, whereby the Accuracy of the output signal of the semiconductor pressure sensors improved and the offset value stabili can be settled.
Weiterhin werden gemäß dem neunten Aspekt der Erfin dung die Diffusionswiderstände durch Injektion von Verunreinigungen in die verbleibende Einkristall-Si liziumschicht nach dem Ätzen der Einkristall-Silizi umschicht gebildet, wodurch die Widerstandswerte der Diffusionswiderstände leicht bestimmt werden können.Furthermore, according to the ninth aspect of the inven the diffusion resistances by injection of Impurities in the remaining single crystal Si silicon layer after etching the single-crystal silicon layer formed, whereby the resistance values of the Diffusion resistances can be easily determined.
Weiterhin werden gemäß dem zehnten Aspekt der Erfin dung die Diffusionswiderstände durch Injektion von Verunreinigungen in die Einkristall-Siliziumschicht und anschließendes Ätzen der Einkristall-Silizium schicht gebildet, wodurch die Widerstandswerte der Diffusionswiderstände ebenfalls leicht bestimmt wer den können.Furthermore, according to the tenth aspect of the inven the diffusion resistances by injection of Impurities in the single crystal silicon layer and then etching the single crystal silicon layer formed, causing the resistance values of the Diffusion resistances are also easily determined that can.
Weiterhin wird gemäß dem elften Aspekt der Erfindung die Menge der in die Diffusionswiderstände auf der Isolierschicht auf der Halbleiter-Membran injizierten Verunreinigungen kleiner als 1×10¹⁴/cm² gemacht, wodurch der Widerstandswert/Temperatur-Koeffizient der Diffusionswiderstände größer als 2000 ppm/°C gemacht werden kann, so daß die Arbeitsweise selbst in einer Hochtemperatur-Atmosphäre stabilisiert wer den kann.Furthermore, according to the eleventh aspect of the invention the amount of in the diffusion resistors on the Insulating layer injected on the semiconductor membrane Impurities made smaller than 1 × 10¹⁴ / cm², whereby the resistance value / temperature coefficient diffusion resistances greater than 2000 ppm / ° C can be made so that the way of working itself stabilized in a high temperature atmosphere that can.
Claims (18)
eine auf der Oberfläche der Halbleiter-Membran gebildete Oxidschicht,
eine auf der Oxidschicht gebildete rekristalli sierte Siliziumschicht aus einer Einkristall-Siliziumschicht, die durch aufeinanderfolgendes Aufbringen einer polykristallinen Silizium schicht und eines Nitridfilms und dann durch Bestrahlung und Abtastung mit einem Laserstrahl zum Schmelzen der polykristallinen Silizium schicht gebildet wird, und
mehrere Diffusionsbereiche, die durch Ätzen ei nes Teils der Einkristall-Siliziumschicht, so daß ein Teil für die Diffusionsbereiche ver bleibt, und durch Injizieren von Verunreinigun gen in den verbleibenden Teil gebildet werden, vorgesehen sind, wobei die Diffusionsbereiche die Diffusionswiderstände enthalten,
daß die Metallverdrahtungsmuster jeden der Dif fusionswiderstände mit einem der Elektrodenan schlüsse und die Diffusionswiderstände mitein ander verbinden, und
daß wenigstens eines der Metallverdrahtungsmu ster und die Diffusionswiderstände Konfiguratio nen aufweisen, die so bestimmt sind, daß die auf die Diffusionswiderstände ausgeübte thermische Beanspruchung so klein wie möglich ist.1. A semiconductor pressure sensor for detecting a pressure applied to a semiconductor membrane by passing an electrical signal from a pair of electrode terminals through diffusion resistors formed on the semiconductor diaphragm and through metal wiring patterns to another pair of electrode terminals, characterized in that
an oxide layer formed on the surface of the semiconductor membrane,
a recrystallized silicon layer formed on the oxide layer from a single crystal silicon layer which is formed by successively applying a polycrystalline silicon layer and a nitride film and then by irradiation and scanning with a laser beam to melt the polycrystalline silicon layer, and
a plurality of diffusion regions are provided by etching a part of the single crystal silicon layer so that a part remains for the diffusion regions and by injecting impurities into the remaining part, the diffusion regions containing the diffusion resistances,
that the metal wiring patterns connect each of the diffusion resistors to one of the electrode terminals and connect the diffusion resistors to each other, and
that at least one of the metal wiring patterns and the diffusion resistors have configurations that are determined so that the thermal stress exerted on the diffusion resistors is as small as possible.
Bilden einer Oxidschicht auf der Oberfläche der Halbleiter-Membran,
Bilden einer rekristallisierten Siliziumschicht aus einer Einkristall-Siliziumschicht auf der Oxidschicht durch aufeinanderfolgendes Aufbrin gen einer polykristallinen Siliziumschicht und eines Nitridfilms und durch Bestrahlen und Ab tasten mit einem Laserstrahl zum Schmelzen der polykristallinen Siliziumschicht,
Bilden mehrerer Diffusionsbereiche durch Injek tion von Verunreinigungen in Teile der Einkri stall-Siliziumschicht, wobei die Diffusionsbe reiche die Diffusionswiderstände enthalten, und
Bilden von Metallverdrahtungsmustern zum Verbin den jedes der Diffusionswiderstände mit einem der Elektrodenanschlüsse und der Diffusionswi derstände untereinander,
wobei wenigstens eines der Metallverdrahtungs muster und die Diffusionswiderstände Konfigura tionen aufweisen, die so bestimmt sind, daß die auf die Diffusionswiderstände ausgeübte thermi sche Beanspruchung so klein wie möglich ist.9. A method of manufacturing a semiconductor pressure sensor for detecting a pressure applied to a semiconductor membrane by passing an electrical signal from a pair of electrode terminals through diffusion resistors formed on the semiconductor membrane to another pair of electrode terminals, characterized by the steps :
Forming an oxide layer on the surface of the semiconductor membrane,
Forming a recrystallized silicon layer from a single-crystal silicon layer on the oxide layer by successively applying a polycrystalline silicon layer and a nitride film and by irradiating and scanning with a laser beam to melt the polycrystalline silicon layer,
Forming multiple diffusion areas by injecting impurities into parts of the single-crystal silicon layer, the diffusion areas containing the diffusion resistances, and
Forming metal wiring patterns for connecting each of the diffusion resistors to one of the electrode terminals and the diffusion resistors to each other,
wherein at least one of the metal wiring pattern and the diffusion resistors have configurations that are determined so that the thermal stress applied to the diffusion resistors is as small as possible.
Injizieren einer ersten Menge von Verunreinigun gen in die verbleibende rekristallisierte Sili ziumschicht zur Bildung mehrerer der Diffusions widerstände,
Injizieren einer zweiten, von der ersten Menge verschiedenen Menge von Verunreinigungen in ei nen anderen Teil der verbleibenden rekristalli sierten Siliziumschicht zur Bildung von Diffu sionsleitern, und
Verbinden jedes der Diffusionswiderstände über einen der Diffusionsleiter mit einem der Metall verdrahtungsmuster.13. The method according to claim 10, characterized by the further steps:
Injecting a first amount of impurities into the remaining recrystallized silicon layer to form several of the diffusion resistors,
Injecting a second, different from the first amount of impurities into another part of the remaining recrystallized silicon layer to form diffusion conductors, and
Connect each of the diffusion resistors to one of the metal wiring patterns via one of the diffusion conductors.
vorheriges Bestimmen gewünschter Formen der Dif fusionswiderstände, so daß diese einer geringe ren thermischen Beanspruchung ausgesetzt sind,
Ätzen von Teilen der Einkristall-Siliziumschicht mit Ausnahme der für die Diffusionswiderstände verbleibenden Teile, und
Injizieren von Verunreinigungen in die verblei benden Teile, wobei die Menge der Verunreinigun gen den gewünschten Formen der Diffusionswider stände entspricht.14. The method according to claim 9, characterized in that the step of forming a plurality of diffusion areas includes the steps:
previously determining the desired shapes of the diffusion resistors so that they are exposed to a lower thermal load,
Etching parts of the single crystal silicon layer except for the parts remaining for the diffusion resistors, and
Injecting impurities into the remaining parts, the amount of impurities corresponding to the desired forms of diffusion resistance.
vorheriges Bestimmen gewünschter Formen der Dif fusionswiderstände, so daß diese einer geringe ren thermischen Beanspruchung ausgesetzt sind,
Injizieren von Verunreinigungen in die Einkri stall-Siliziumschicht, und
Ätzen von Teilen der Einkristall-Siliziumschicht mit Ausnahme der für die Diffusionswiderstände verbleibenden Teile, wobei die verbleibenden Teile den gewünschten Formen der Diffusion ent sprechen.15. The method according to claim 9, characterized in that the step of forming a plurality of diffusion regions includes the steps:
previously determining the desired shapes of the diffusion resistors so that they are exposed to a lower thermal load,
Injecting impurities into the single-crystal silicon layer, and
Etching parts of the single crystal silicon layer with the exception of the parts remaining for the diffusion resistors, the remaining parts corresponding to the desired forms of diffusion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19944409687 DE4409687A1 (en) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | Semiconductor pressure sensor |
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ID=6513407
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0913678A2 (en) * | 1997-10-30 | 1999-05-06 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor pressure sensor |
| CN105742371A (en) * | 2014-12-26 | 2016-07-06 | 长野计器株式会社 | Sensor Module And Method For Producing Sensor Module |
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| US4672411A (en) * | 1983-12-16 | 1987-06-09 | Hitachi, Ltd. | Pressure sensor |
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1994
- 1994-03-16 DE DE19944409687 patent/DE4409687A1/en not_active Ceased
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