JP2000337985A - 半導体圧力センサ装置およびこの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い耐圧性能を管理容易に確保し、必要耐圧
に対してマージンを好適に確保する。 【解決手段】 薄膜シリコン部１１１およびダイアフラ
ム１１２などが形成された半導体シリコン基板１１およ
びこれに接合された台座１２を有し、この下面側に金属
薄膜１３が蒸着され、半導体シリコン基板１１の両側面
に段差１１５が形成されて成る半導体圧力センサチップ
１と、台座１２の下面側に接合されるフランジ部２１、
この下面から立設されるパイプ２２、およびフランジ部
２１の上面から半導体圧力センサチップ１の両側面に沿
って立設される止め具２３を一体に形成して成るパッケ
ージ２とを備え、止め具２３の先端に段差１１５に係合
する係合部２３１を形成した。段差１１５は、例えばウ
エハの状態で、各スクライブレーンの位置に対して、写
真食刻法によるレジストマスクを介し薬液による化学エ
ッチングを実行して彫込みを形成することにより形成可
能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン系のウエ
ハを用いた半導体プロセスによって形成され、ピエゾ抵
抗の抵抗変動を測定に利用する半導体圧力センサチップ
と、この半導体圧力センサチップ組込用のパッケージと
を備える高圧対応の半導体圧力センサ装置およびこの製
造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来の半導体圧力センサ装置の一
例を示す断面図、図７は図６に示す半導体シリコン基板
を得るためのシリコンウエハの断面図で、図６に示す半
導体圧力センサ装置は、半導体圧力センサチップ１PAお
よびパッケージ２PAにより構成されている。

【０００３】半導体圧力センサチップ１PAは、薄膜シリ
コン部１１１を上面（表面）側に残して、所定の深さの
ダイアフラム１１２を下面（裏面）側に形成して成る半
導体シリコン基板１１PAと、この半導体シリコン基板１
１PAの下面側に上面が接合される台座１２とを有し、薄
膜シリコン部１１１の中央内部にはピエゾ抵抗としての
熱拡散層１１３が形成され、薄膜シリコン部１１１の上
面側には表面電極１１４などが形成され、そして台座１
２の下面側には金属薄膜１３が蒸着されて構成されてい
る。

【０００４】この半導体圧力センサチップ１PAは、ま
ず、複数の半導体シリコン基板１１PAが形成されたシリ
コンウエハ１０PAを用意し（図７参照）、続いて、その
シリコンウエハ１０PAに台座１２（金属薄膜１３蒸着済
みの台座１２となる部材）を接合し、続いて、スクライ
ブレーン１０１の位置（図７参照）に沿ってダイシング
を行うことにより得られる。

【０００５】パッケージ２PAは、金属薄膜１３および半
田３を介して台座１２の下面側に上面が接合されるフラ
ンジ部２１と、圧力導入口２２１を有し、フランジ部２
１の下面から立設されるパイプ２２とを一体に形成して
構成されている。

【０００６】ここで、金属薄膜１３は、半導体圧力セン
サチップ１PA、つまり台座１２とパッケージ２PAとの接
合の信頼性を高めるために設けられ、これにより、耐高
温・耐高圧用の半導体圧力センサ装置を実現している。

【０００７】特に、車載用の耐高圧型の半導体圧力セン
サ装置では、上記接合の強度が重要であり、高融点の半
田材料を用いてダイボンドを行ったりして、半導体圧力
センサチップ１PAとパッケージ２PAとの接合強度の向上
を図っている。

【０００８】なお、特開平１−２５０７３２号公報に
は、パイプ状で大径と小径の内部径を有する筒状のハウ
ジングを有し、その大径と小径の段差部までダイアフラ
ムを挿入し、圧力導入用ポートによってダイアフラムを
段差部に押圧して固定する圧力センサが記載されてい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６に
示すような構造による接合強度を製造工程において管理
することは困難な課題であり、また、例えば１５０ｋｇ
ｆ／ｃｍ² 以上の耐高圧が要求される場合には、本来有
する接合強度とのマージンが少なくなり、設計による抑
え込みだけでなく、高圧に対する検査が膨大になる問題
がある。

【００１０】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、高い耐圧性能を管理容易に確保することができ
るとともに、必要耐圧に対してマージンを好適に確保す
ることができる半導体圧力センサ装置およびこの製造方
法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１記載の発明の半導体圧力センサ装置は、数〜
数十μｍ程度の厚みの薄膜シリコン部を一の面側に残し
て所定の深さのダイアフラムを他の面側に形成して成る
半導体シリコン基板、およびこの半導体シリコン基板の
他の面側に一の面が接合される台座を有し、前記薄膜シ
リコン部にピエゾ抵抗が形成され、前記薄膜シリコン部
の一の面側に電極が形成され、前記台座の他の面側に金
属薄膜が蒸着され、そして前記半導体シリコン基板の両
側面の他の面側にそれぞれ凸部が形成されて構成される
半導体圧力センサチップと、前記金属薄膜を介して前記
台座の他の面側に一の面が接合されるフランジ部、この
フランジ部の他の面から立設されるパイプ、および前記
フランジ部の一の面から前記半導体圧力センサチップの
両測面の各々に沿って立設されるガイドを一体に形成し
て成るパッケージとを備え、前記ガイドの先端には前記
半導体シリコン基板の側面に形成された凸部に係合する
凸状の係合部が形成されているのである。

【００１２】この構成では、半導体シリコン基板と台
座、そして台座とパッケージの各間の接合強度が補強さ
れるようになり、また高い耐圧性能が管理容易に確保さ
れるようになる。また、このように高い耐圧性能が得ら
れるので、必要耐圧に対して大幅なマージンがとれるよ
うになる。この結果、信頼性をより一層向上させること
ができるようになる。

【００１３】請求項２記載の発明は、数〜数十μｍ程度
の厚みの薄膜シリコン部を一の面側に残して所定の深さ
のダイアフラムを他の面側に形成して成る半導体シリコ
ン基板、およびこの半導体シリコン基板の他の面側に一
の面が接合される台座を有し、前記薄膜シリコン部にピ
エゾ抵抗が形成され、前記薄膜シリコン部の一の面側に
電極が形成され、前記台座の他の面側に金属薄膜が蒸着
され、そして前記半導体シリコン基板の両側面の他の面
側にそれぞれ凸部が形成されて構成される半導体圧力セ
ンサチップと、前記金属薄膜を介して前記台座の他の面
側に一の面が接合されるフランジ部、このフランジ部の
他の面から立設されるパイプ、および前記フランジ部の
一の面から前記半導体圧力センサチップの両測面の各々
に沿って立設されるガイドを一体に形成して成るパッケ
ージとを備え、前記ガイドの先端には前記半導体シリコ
ン基板の側面に形成された凸部に係合する凸状の係合部
が形成されている半導体圧力センサ装置を製造する方法
であって、数〜数十μｍ程度の厚みの薄膜シリコン部を
一の面側に残して所定の深さのダイアフラムを他の面側
に形成して成り、前記薄膜シリコン部にピエゾ抵抗が形
成され、前記薄膜シリコン部の一の面側に電極が形成さ
れた半導体シリコン基板を複数有するシリコンウエハを
用意し、このシリコンウエハの一の面側における各スク
ライブレーンの位置に対して、写真食刻法によるレジス
トマスクを介した薬液による化学エッチングを実行する
ことにより彫込みを形成して、数〜数十μｍ程度の厚み
の薄膜シリコン部を一の面側に残して所定の深さのダイ
アフラムを他の面側に形成して成り、前記薄膜シリコン
部にピエゾ抵抗が形成され、前記薄膜シリコン部の一の
面側に電極が形成され、そして前記半導体シリコン基板
の両側面の他の面側にそれぞれ凸部が形成された半導体
シリコン基板を複数有するシリコンウエハを得るのであ
る。

【００１４】請求項３記載の発明は、数〜数十μｍ程度
の厚みの薄膜シリコン部を一の面側に残して所定の深さ
のダイアフラムを他の面側に形成して成る半導体シリコ
ン基板、およびこの半導体シリコン基板の他の面側に一
の面が接合される台座を有し、前記薄膜シリコン部にピ
エゾ抵抗が形成され、前記薄膜シリコン部の一の面側に
電極が形成され、前記台座の他の面側に金属薄膜が蒸着
され、そして前記半導体シリコン基板の両側面の他の面
側にそれぞれ凸部が形成されて構成される半導体圧力セ
ンサチップと、前記金属薄膜を介して前記台座の他の面
側に一の面が接合されるフランジ部、このフランジ部の
他の面から立設されるパイプ、および前記フランジ部の
一の面から前記半導体圧力センサチップの両測面の各々
に沿って立設されるガイドを一体に形成して成るパッケ
ージとを備え、前記ガイドの先端には前記半導体シリコ
ン基板の側面に形成された凸部に係合する凸状の係合部
が形成されている半導体圧力センサ装置を製造する方法
であって、数〜数十μｍ程度の厚みの薄膜シリコン部を
一の面側に残して所定の深さのダイアフラムを他の面側
に形成して成り、前記薄膜シリコン部にピエゾ抵抗が形
成され、前記薄膜シリコン部の一の面側に電極が形成さ
れた半導体シリコン基板を複数有するシリコンウエハを
用意し、このシリコンウエハの一の面側における各スク
ライブレーンの位置に対して、写真食刻法によるレジス
トマスクを介した反応性のガスを用いたエッチングを実
行することにより彫込みを形成して、数〜数十μｍ程度
の厚みの薄膜シリコン部を一の面側に残して所定の深さ
のダイアフラムを他の面側に形成して成り、前記薄膜シ
リコン部にピエゾ抵抗が形成され、前記薄膜シリコン部
の一の面側に電極が形成され、そして前記半導体シリコ
ン基板の両側面の他の面側にそれぞれ凸部が形成された
半導体シリコン基板を複数有するシリコンウエハを得る
のである。

【００１５】請求項４記載の発明は、数〜数十μｍ程度
の厚みの薄膜シリコン部を一の面側に残して所定の深さ
のダイアフラムを他の面側に形成して成る半導体シリコ
ン基板、およびこの半導体シリコン基板の他の面側に一
の面が接合される台座を有し、前記薄膜シリコン部にピ
エゾ抵抗が形成され、前記薄膜シリコン部の一の面側に
電極が形成され、前記台座の他の面側に金属薄膜が蒸着
され、そして前記半導体シリコン基板の両側面の他の面
側にそれぞれ凸部が形成されて構成される半導体圧力セ
ンサチップと、前記金属薄膜を介して前記台座の他の面
側に一の面が接合されるフランジ部、このフランジ部の
他の面から立設されるパイプ、および前記フランジ部の
一の面から前記半導体圧力センサチップの両測面の各々
に沿って立設されるガイドを一体に形成して成るパッケ
ージとを備え、前記ガイドの先端には前記半導体シリコ
ン基板の側面に形成された凸部に係合する凸状の係合部
が形成されている半導体圧力センサ装置を製造する方法
であって、数〜数十μｍ程度の厚みの薄膜シリコン部を
一の面側に残して所定の深さのダイアフラムを他の面側
に形成して成り、前記薄膜シリコン部にピエゾ抵抗が形
成され、前記薄膜シリコン部の一の面側に電極が形成さ
れた半導体シリコン基板を複数有するシリコンウエハを
用意し、このシリコンウエハの一の面側における各スク
ライブレーンの位置に対して、写真食刻法によるレジス
トマスクを介したビーズブラスタによる機械的なエッチ
ングを実行することにより彫込みを形成して、数〜数十
μｍ程度の厚みの薄膜シリコン部を一の面側に残して所
定の深さのダイアフラムを他の面側に形成して成り、前
記薄膜シリコン部にピエゾ抵抗が形成され、前記薄膜シ
リコン部の一の面側に電極が形成され、そして前記半導
体シリコン基板の両側面の他の面側にそれぞれ凸部が形
成された半導体シリコン基板を複数有するシリコンウエ
ハを得るのである。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は本発明の半導体圧力センサ
装置に係る一実施形態を示す断面図で、この図を用いて
本実施形態を説明すると、本半導体圧力センサ装置は、
大別すれば、半導体圧力センサチップ１およびパッケー
ジ２により構成されている。

【００１７】半導体圧力センサチップ１は、半導体シリ
コン基板１１および台座１２により構成されている。半
導体シリコン基板１１は、数〜数十μｍ程度の厚みの薄
膜シリコン部１１１を上面中央側に残して、所定の深さ
のダイアフラム１１２を下面中央側にエッチングにより
形成して成り、薄膜シリコン部１１１の中央内部にはピ
エゾ抵抗としての熱拡散層１１３が形成され、薄膜シリ
コン部１１１の上面側には表面電極１１４などが形成さ
れている。また、半導体シリコン基板１１の左右両側面
の下面側にはそれぞれ段差１１５（凸部）が外向きに凸
設されている。一方、台座１２は、例えば、半導体シリ
コン基板１１の下面と同じ大きさの上下面を有する四角
柱状に形成され、台座１２の上面は半導体シリコン基板
１１の下面に接合され、台座１２の下面には金属薄膜１
３が蒸着されている。この金属薄膜１３は、半田３によ
り半導体圧力センサチップ１とパッケージ２とを接合す
るために設けられている。また、台座１２の中央には貫
通孔１２１が穿設されている。

【００１８】パッケージ２は、金属薄膜１３およびこの
金属薄膜１３の下面側に設けられた半田３を介して、台
座１２の下面側に上面が接合されるフランジ部２１と、
このフランジ部２１の下面中央から下方に立設され、台
座１２の貫通孔１２１より若干小さい内径の圧力導入口
２２１を有するパイプ２２と、フランジ部２１の上面か
ら半導体圧力センサチップ１の左右両測面の各々に沿っ
て上方に立設される止め具２３（ガイド）とが一体に形
成されて成る。また、各止め具２３の上方の先端には、
半導体シリコン基板１１の側面に形成された段差１１５
に係合する凸状の係合部２３１が内向きに凸設されてい
る。このように、各止め具２３の係合部２３１が対応す
る段差１１５に掛止するので、上下方向の耐圧性能が向
上することになる。つまり、半導体圧力センサチップ１
が受ける力に対して、パッケージ２の各止め具２３にそ
の抗力を持たせて、半導体シリコン基板１１と台座１
２、台座１２とパッケージ２の各間の接合強度にさらに
対抗力を加えて、半導体圧力センサ装置の耐圧性を向上
させるのである。

【００１９】図２は図１に示す半導体圧力センサチップ
１のパッケージ２への組込みの様子を示す図で、この組
込みは、半導体圧力センサチップ１を、この下面がパッ
ケージ２の上面に当接するようにして対向する止め具２
３の間から（図２に示す破線の位置から）、スライドさ
せて止め具２３間に挿入することにより行われる。この
後、半田３に対する熱処理によって、半導体圧力センサ
チップ１とパッケージ２とが互いに接合される。なお、
半田は、上記組込み前に半導体圧力センサチップ１の下
面にペーストされる手順でもよく、あるいは上記組込み
前にパッケージ２の上面にペーストされる手順でもよ
い。

【００２０】以上の構造を採用することで、半導体圧力
センサ装置の各構成部品において、台座１２とパッケー
ジ２との接合強度だけでなく、半導体シリコン基板１１
−台座１２−パッケージ２間の全ての接合強度が補強さ
れることになり、かつ高い耐圧性能を管理容易に確保す
ることができる。また、上記構造では３００ｋｇｆ／ｃ
ｍ以上の高い耐圧性能を確保することができるので、必
要耐圧（現状１４０〜１８０ｋｇｆ／ｃｍ）に対して大
幅なマージンがとれ、この結果、信頼性をより一層向上
させることが可能になる。

【００２１】図３は図１に示す半導体シリコン基板１１
を得るためのシリコンウエハの断面図で、この図を用い
て以下に本発明の半導体圧力センサ装置の製造方法に係
る一実施形態の説明を行う。

【００２２】まず、図７で示したシリコンウエハ１０PA
を用意する。すなわち、複数の半導体シリコン基板１１
PAが形成されたシリコンウエハ１０PAを用意する。

【００２３】続いて、シリコンウエハ１０PAの上面、す
なわち半導体シリコン基板１１PAの上面側におけるスク
ライブレーン１０１の位置に、このスクライブレーン１
０１より充分広い幅の彫込み１００を形成する。本実施
形態では、写真食刻によるレジストマスクを作り、この
レジストマスクを介して、フッ酸・硝酸の混酸またはア
ルカリによる薬液エッチングをシリコンウエハ１０PAの
上半分程度の深さまで行う。これにより、図３に示すよ
うに、彫込み１００が形成されて成る半導体シリコン基
板１１を複数有するシリコンウエハ１０が得られる。

【００２４】続いて、例えば従来と同様にして、シリコ
ンウエハ１０に台座１２（金属薄膜１３蒸着済みの台座
１２となる部材）を接合し、スクライブレーン１０１の
位置に沿ってダイシングを行う。これにより、半導体圧
力センサチップ１が複数得られることになる。なお、ダ
イシング後に金属薄膜１３を台座１２に蒸着する手順で
もよいが、この場合、工程が複雑になるので、台座１２
となる部材に予め金属薄膜１３を蒸着しておくのが望ま
しい。

【００２５】この後、図２を用いて説明したように半導
体圧力センサチップ１をパッケージ２に組み込んで半田
３に対する熱処理を行えば、図１に示す半導体圧力セン
サ装置が得られる。

【００２６】図４は図１に示す半導体シリコン基板１１
を得るためのシリコンウエハの断面図で、この図を用い
て以下に本発明の半導体圧力センサ装置の製造方法に係
る別の実施形態の説明を行う。

【００２７】まず、複数の半導体シリコン基板１１PAが
形成されたシリコンウエハ１０PAを用意する（図７参
照）。

【００２８】続いて、シリコンウエハ１０PAの上面側に
おけるスクライブレーン１０１の位置に、このスクライ
ブレーン１０１より充分広い幅の彫込み２００を形成す
る。本実施形態では、写真食刻によるレジストマスクを
作り、このレジストマスクを介して、ガスを用いたドラ
イ方式のエッチング（プラズマ・反応性イオン）をシリ
コンウエハ１０PAの上半分程度の深さまで行う。これに
より、図４に示すように、彫込み２００が形成されて成
る半導体シリコン基板１１を複数有するシリコンウエハ
２０が得られる。

【００２９】続いて、例えば従来と同様にして、シリコ
ンウエハ２０に台座１２（金属薄膜１３蒸着済みの台座
１２となる部材）を接合し、スクライブレーン１０１の
位置に沿ってダイシングを行う。これにより、半導体圧
力センサチップ１が複数得られることになる。

【００３０】この後、図２を用いて説明したように半導
体圧力センサチップ１をパッケージ２に組み込んで半田
３に対する熱処理を行えば、図１に示す半導体圧力セン
サ装置が得られる。

【００３１】図５は図１に示す半導体シリコン基板１１
を得るためのシリコンウエハの断面図で、この図を用い
て以下に本発明の半導体圧力センサ装置の製造方法に係
る別の実施形態の説明を行う。

【００３２】まず、複数の半導体シリコン基板１１PAが
形成されたシリコンウエハ１０PAを用意する（図７参
照）。

【００３３】続いて、シリコンウエハ１０PAの上面にお
けるスクライブレーン１０１の位置に、このスクライブ
レーン１０１より充分広い幅の彫込み３００を形成す
る。本実施形態では、写真食刻によるレジストマスクを
作り、このレジストマスクを介して、微少ビーズの叩き
付けによるエッチング（ビーズブラスタ）をシリコンウ
エハ１０PAの上半分程度の深さまで行う。これにより、
図５に示すように、彫込み３００が形成されて成る半導
体シリコン基板１１を複数有するシリコンウエハ３０が
得られる。

【００３４】続いて、例えば従来と同様にして、シリコ
ンウエハ３０に台座１２（金属薄膜１３蒸着済みの台座
１２となる部材）を接合し、スクライブレーン１０１の
位置に沿ってダイシングを行う。これにより、半導体圧
力センサチップ１が複数得られることになる。

【００３５】この後、図２を用いて説明したように半導
体圧力センサチップ１をパッケージ２に組み込んで半田
３に対する熱処理を行えば、図１に示す半導体圧力セン
サ装置が得られる。

【００３６】

【発明の効果】以上のことから明らかなように、請求項
１記載の発明によれば、数〜数十μｍ程度の厚みの薄膜
シリコン部を一の面側に残して所定の深さのダイアフラ
ムを他の面側に形成して成る半導体シリコン基板、およ
びこの半導体シリコン基板の他の面側に一の面が接合さ
れる台座を有し、前記薄膜シリコン部にピエゾ抵抗が形
成され、前記薄膜シリコン部の一の面側に電極が形成さ
れ、前記台座の他の面側に金属薄膜が蒸着され、そして
前記半導体シリコン基板の両側面の他の面側にそれぞれ
凸部が形成されて構成される半導体圧力センサチップ
と、前記金属薄膜を介して前記台座の他の面側に一の面
が接合されるフランジ部、このフランジ部の他の面から
立設されるパイプ、および前記フランジ部の一の面から
前記半導体圧力センサチップの両測面の各々に沿って立
設されるガイドを一体に形成して成るパッケージとを備
え、前記ガイドの先端には前記半導体シリコン基板の側
面に形成された凸部に係合する凸状の係合部が形成され
ているので、高い耐圧性能を管理容易に確保することが
できるとともに、必要耐圧に対してマージンを好適に確
保することができる。

【００３７】請求項２記載の発明によれば、数〜数十μ
ｍ程度の厚みの薄膜シリコン部を一の面側に残して所定
の深さのダイアフラムを他の面側に形成して成る半導体
シリコン基板、およびこの半導体シリコン基板の他の面
側に一の面が接合される台座を有し、前記薄膜シリコン
部にピエゾ抵抗が形成され、前記薄膜シリコン部の一の
面側に電極が形成され、前記台座の他の面側に金属薄膜
が蒸着され、そして前記半導体シリコン基板の両側面の
他の面側にそれぞれ凸部が形成されて構成される半導体
圧力センサチップと、前記金属薄膜を介して前記台座の
他の面側に一の面が接合されるフランジ部、このフラン
ジ部の他の面から立設されるパイプ、および前記フラン
ジ部の一の面から前記半導体圧力センサチップの両測面
の各々に沿って立設されるガイドを一体に形成して成る
パッケージとを備え、前記ガイドの先端には前記半導体
シリコン基板の側面に形成された凸部に係合する凸状の
係合部が形成されている半導体圧力センサ装置を製造す
る方法であって、数〜数十μｍ程度の厚みの薄膜シリコ
ン部を一の面側に残して所定の深さのダイアフラムを他
の面側に形成して成り、前記薄膜シリコン部にピエゾ抵
抗が形成され、前記薄膜シリコン部の一の面側に電極が
形成された半導体シリコン基板を複数有するシリコンウ
エハを用意し、このシリコンウエハの一の面側における
各スクライブレーンの位置に対して、写真食刻法による
レジストマスクを介した薬液による化学エッチングを実
行することにより彫込みを形成して、数〜数十μｍ程度
の厚みの薄膜シリコン部を一の面側に残して所定の深さ
のダイアフラムを他の面側に形成して成り、前記薄膜シ
リコン部にピエゾ抵抗が形成され、前記薄膜シリコン部
の一の面側に電極が形成され、そして前記半導体シリコ
ン基板の両側面の他の面側にそれぞれ凸部が形成された
半導体シリコン基板を複数有するシリコンウエハを得る
ので、例えば、このシリコンウエハに台座を従来と同様
にして接合し、各スクライブレーンの位置に沿ってダイ
シングを行えば、上記半導体圧力センサチップが得ら
れ、この半導体圧力センサチップをパッケージに組み込
んで半田接合すれば、高い耐圧性能を管理容易に確保す
ることができるとともに、必要耐圧に対してマージンを
好適に確保することができる半導体圧力センサ装置を得
ることができる。

【００３８】請求項３記載の発明によれば、数〜数十μ
ｍ程度の厚みの薄膜シリコン部を一の面側に残して所定
の深さのダイアフラムを他の面側に形成して成る半導体
シリコン基板、およびこの半導体シリコン基板の他の面
側に一の面が接合される台座を有し、前記薄膜シリコン
部にピエゾ抵抗が形成され、前記薄膜シリコン部の一の
面側に電極が形成され、前記台座の他の面側に金属薄膜
が蒸着され、そして前記半導体シリコン基板の両側面の
他の面側にそれぞれ凸部が形成されて構成される半導体
圧力センサチップと、前記金属薄膜を介して前記台座の
他の面側に一の面が接合されるフランジ部、このフラン
ジ部の他の面から立設されるパイプ、および前記フラン
ジ部の一の面から前記半導体圧力センサチップの両測面
の各々に沿って立設されるガイドを一体に形成して成る
パッケージとを備え、前記ガイドの先端には前記半導体
シリコン基板の側面に形成された凸部に係合する凸状の
係合部が形成されている半導体圧力センサ装置を製造す
る方法であって、数〜数十μｍ程度の厚みの薄膜シリコ
ン部を一の面側に残して所定の深さのダイアフラムを他
の面側に形成して成り、前記薄膜シリコン部にピエゾ抵
抗が形成され、前記薄膜シリコン部の一の面側に電極が
形成された半導体シリコン基板を複数有するシリコンウ
エハを用意し、このシリコンウエハの一の面側における
各スクライブレーンの位置に対して、写真食刻法による
レジストマスクを介した反応性のガスを用いたエッチン
グを実行することにより彫込みを形成して、数〜数十μ
ｍ程度の厚みの薄膜シリコン部を一の面側に残して所定
の深さのダイアフラムを他の面側に形成して成り、前記
薄膜シリコン部にピエゾ抵抗が形成され、前記薄膜シリ
コン部の一の面側に電極が形成され、そして前記半導体
シリコン基板の両側面の他の面側にそれぞれ凸部が形成
された半導体シリコン基板を複数有するシリコンウエハ
を得るので、例えば、このシリコンウエハに台座を従来
と同様にして接合し、各スクライブレーンの位置に沿っ
てダイシングを行えば、上記半導体圧力センサチップが
得られ、この半導体圧力センサチップをパッケージに組
み込んで半田接合すれば、高い耐圧性能を管理容易に確
保することができるとともに、必要耐圧に対してマージ
ンを好適に確保することができる半導体圧力センサ装置
を得ることができる。

【００３９】請求項４記載の発明によれば、数〜数十μ
ｍ程度の厚みの薄膜シリコン部を一の面側に残して所定
の深さのダイアフラムを他の面側に形成して成る半導体
シリコン基板、およびこの半導体シリコン基板の他の面
側に一の面が接合される台座を有し、前記薄膜シリコン
部にピエゾ抵抗が形成され、前記薄膜シリコン部の一の
面側に電極が形成され、前記台座の他の面側に金属薄膜
が蒸着され、そして前記半導体シリコン基板の両側面の
他の面側にそれぞれ凸部が形成されて構成される半導体
圧力センサチップと、前記金属薄膜を介して前記台座の
他の面側に一の面が接合されるフランジ部、このフラン
ジ部の他の面から立設されるパイプ、および前記フラン
ジ部の一の面から前記半導体圧力センサチップの両測面
の各々に沿って立設されるガイドを一体に形成して成る
パッケージとを備え、前記ガイドの先端には前記半導体
シリコン基板の側面に形成された凸部に係合する凸状の
係合部が形成されている半導体圧力センサ装置を製造す
る方法であって、数〜数十μｍ程度の厚みの薄膜シリコ
ン部を一の面側に残して所定の深さのダイアフラムを他
の面側に形成して成り、前記薄膜シリコン部にピエゾ抵
抗が形成され、前記薄膜シリコン部の一の面側に電極が
形成された半導体シリコン基板を複数有するシリコンウ
エハを用意し、このシリコンウエハの一の面側における
各スクライブレーンの位置に対して、写真食刻法による
レジストマスクを介したビーズブラスタによる機械的な
エッチングを実行することにより彫込みを形成して、数
〜数十μｍ程度の厚みの薄膜シリコン部を一の面側に残
して所定の深さのダイアフラムを他の面側に形成して成
り、前記薄膜シリコン部にピエゾ抵抗が形成され、前記
薄膜シリコン部の一の面側に電極が形成され、そして前
記半導体シリコン基板の両側面の他の面側にそれぞれ凸
部が形成された半導体シリコン基板を複数有するシリコ
ンウエハを得るので、例えば、このシリコンウエハに台
座を従来と同様にして接合し、各スクライブレーンの位
置に沿ってダイシングを行えば、上記半導体圧力センサ
チップが得られ、この半導体圧力センサチップをパッケ
ージに組み込んで半田接合すれば、高い耐圧性能を管理
容易に確保することができるとともに、必要耐圧に対し
てマージンを好適に確保することができる半導体圧力セ
ンサ装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体圧力センサ装置に係る一実施形
態を示す断面図である。

【図２】図１に示す半導体圧力センサチップのパッケー
ジへの組込みの様子を示す図である。

【図３】図１に示す半導体シリコン基板を得るためのシ
リコンウエハの断面図である。

【図４】図１に示す半導体シリコン基板を得るためのシ
リコンウエハの断面図である。

【図５】図１に示す半導体シリコン基板を得るためのシ
リコンウエハの断面図である。

【図６】従来の半導体圧力センサ装置の一例を示す断面
図である。

【図７】図６に示す半導体シリコン基板を得るためのシ
リコンウエハの断面図である。

【符号の説明】

１ 半導体圧力センサチップ ２ パッケージ ３ 半田 １１ 半導体シリコン基板 １２ 台座 １３ 金属薄膜 １１１ 薄膜シリコン部 １１２ ダイアフラム １１３ 熱拡散層 １１４ 表面電極 １１５ 段差 １２１ 貫通孔１２１ ２１ フランジ部 ２２ パイプ ２３ 止め具 ２２１ 圧力導入口 ２３１ 係合部

フロントページの続き (72)発明者 安池 則之 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 有井 康孝 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Ｆターム(参考） 2F055 AA40 BB20 CC02 DD05 EE14 FF49 GG01 GG12 GG14 GG25 HH03 HH05 4M112 AA01 BA01 CA15 CA16 DA03 DA04 DA12 DA16 DA18 EA02 GA01

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 数〜数十μｍ程度の厚みの薄膜シリコン
   部を一の面側に残して所定の深さのダイアフラムを他の
   面側に形成して成る半導体シリコン基板、およびこの半
   導体シリコン基板の他の面側に一の面が接合される台座
   を有し、前記薄膜シリコン部にピエゾ抵抗が形成され、
   前記薄膜シリコン部の一の面側に電極が形成され、前記
   台座の他の面側に金属薄膜が蒸着され、そして前記半導
   体シリコン基板の両側面の他の面側にそれぞれ凸部が形
   成されて構成される半導体圧力センサチップと、 前記金属薄膜を介して前記台座の他の面側に一の面が接
   合されるフランジ部、このフランジ部の他の面から立設
   されるパイプ、および前記フランジ部の一の面から前記
   半導体圧力センサチップの両測面の各々に沿って立設さ
   れるガイドを一体に形成して成るパッケージとを備え、 前記ガイドの先端には前記半導体シリコン基板の側面に
   形成された凸部に係合する凸状の係合部が形成されてい
   る半導体圧力センサ装置。
2. 【請求項２】 数〜数十μｍ程度の厚みの薄膜シリコン
   部を一の面側に残して所定の深さのダイアフラムを他の
   面側に形成して成る半導体シリコン基板、およびこの半
   導体シリコン基板の他の面側に一の面が接合される台座
   を有し、前記薄膜シリコン部にピエゾ抵抗が形成され、
   前記薄膜シリコン部の一の面側に電極が形成され、前記
   台座の他の面側に金属薄膜が蒸着され、そして前記半導
   体シリコン基板の両側面の他の面側にそれぞれ凸部が形
   成されて構成される半導体圧力センサチップと、前記金
   属薄膜を介して前記台座の他の面側に一の面が接合され
   るフランジ部、このフランジ部の他の面から立設される
   パイプ、および前記フランジ部の一の面から前記半導体
   圧力センサチップの両測面の各々に沿って立設されるガ
   イドを一体に形成して成るパッケージとを備え、前記ガ
   イドの先端には前記半導体シリコン基板の側面に形成さ
   れた凸部に係合する凸状の係合部が形成されている半導
   体圧力センサ装置を製造する方法であって、 数〜数十μｍ程度の厚みの薄膜シリコン部を一の面側に
   残して所定の深さのダイアフラムを他の面側に形成して
   成り、前記薄膜シリコン部にピエゾ抵抗が形成され、前
   記薄膜シリコン部の一の面側に電極が形成された半導体
   シリコン基板を複数有するシリコンウエハを用意し、 このシリコンウエハの一の面側における各スクライブレ
   ーンの位置に対して、写真食刻法によるレジストマスク
   を介した薬液による化学エッチングを実行することによ
   り彫込みを形成して、数〜数十μｍ程度の厚みの薄膜シ
   リコン部を一の面側に残して所定の深さのダイアフラム
   を他の面側に形成して成り、前記薄膜シリコン部にピエ
   ゾ抵抗が形成され、前記薄膜シリコン部の一の面側に電
   極が形成され、そして前記半導体シリコン基板の両側面
   の他の面側にそれぞれ凸部が形成された半導体シリコン
   基板を複数有するシリコンウエハを得る半導体圧力セン
   サ装置の製造方法。
3. 【請求項３】 数〜数十μｍ程度の厚みの薄膜シリコン
   部を一の面側に残して所定の深さのダイアフラムを他の
   面側に形成して成る半導体シリコン基板、およびこの半
   導体シリコン基板の他の面側に一の面が接合される台座
   を有し、前記薄膜シリコン部にピエゾ抵抗が形成され、
   前記薄膜シリコン部の一の面側に電極が形成され、前記
   台座の他の面側に金属薄膜が蒸着され、そして前記半導
   体シリコン基板の両側面の他の面側にそれぞれ凸部が形
   成されて構成される半導体圧力センサチップと、前記金
   属薄膜を介して前記台座の他の面側に一の面が接合され
   るフランジ部、このフランジ部の他の面から立設される
   パイプ、および前記フランジ部の一の面から前記半導体
   圧力センサチップの両測面の各々に沿って立設されるガ
   イドを一体に形成して成るパッケージとを備え、前記ガ
   イドの先端には前記半導体シリコン基板の側面に形成さ
   れた凸部に係合する凸状の係合部が形成されている半導
   体圧力センサ装置を製造する方法であって、 数〜数十μｍ程度の厚みの薄膜シリコン部を一の面側に
   残して所定の深さのダイアフラムを他の面側に形成して
   成り、前記薄膜シリコン部にピエゾ抵抗が形成され、前
   記薄膜シリコン部の一の面側に電極が形成された半導体
   シリコン基板を複数有するシリコンウエハを用意し、 このシリコンウエハの一の面側における各スクライブレ
   ーンの位置に対して、写真食刻法によるレジストマスク
   を介した反応性のガスを用いたエッチングを実行するこ
   とにより彫込みを形成して、数〜数十μｍ程度の厚みの
   薄膜シリコン部を一の面側に残して所定の深さのダイア
   フラムを他の面側に形成して成り、前記薄膜シリコン部
   にピエゾ抵抗が形成され、前記薄膜シリコン部の一の面
   側に電極が形成され、そして前記半導体シリコン基板の
   両側面の他の面側にそれぞれ凸部が形成された半導体シ
   リコン基板を複数有するシリコンウエハを得る半導体圧
   力センサ装置の製造方法。
4. 【請求項４】 数〜数十μｍ程度の厚みの薄膜シリコン
   部を一の面側に残して所定の深さのダイアフラムを他の
   面側に形成して成る半導体シリコン基板、およびこの半
   導体シリコン基板の他の面側に一の面が接合される台座
   を有し、前記薄膜シリコン部にピエゾ抵抗が形成され、
   前記薄膜シリコン部の一の面側に電極が形成され、前記
   台座の他の面側に金属薄膜が蒸着され、そして前記半導
   体シリコン基板の両側面の他の面側にそれぞれ凸部が形
   成されて構成される半導体圧力センサチップと、前記金
   属薄膜を介して前記台座の他の面側に一の面が接合され
   るフランジ部、このフランジ部の他の面から立設される
   パイプ、および前記フランジ部の一の面から前記半導体
   圧力センサチップの両測面の各々に沿って立設されるガ
   イドを一体に形成して成るパッケージとを備え、前記ガ
   イドの先端には前記半導体シリコン基板の側面に形成さ
   れた凸部に係合する凸状の係合部が形成されている半導
   体圧力センサ装置を製造する方法であって、 数〜数十μｍ程度の厚みの薄膜シリコン部を一の面側に
   残して所定の深さのダイアフラムを他の面側に形成して
   成り、前記薄膜シリコン部にピエゾ抵抗が形成され、前
   記薄膜シリコン部の一の面側に電極が形成された半導体
   シリコン基板を複数有するシリコンウエハを用意し、 このシリコンウエハの一の面側における各スクライブレ
   ーンの位置に対して、写真食刻法によるレジストマスク
   を介したビーズブラスタによる機械的なエッチングを実
   行することにより彫込みを形成して、数〜数十μｍ程度
   の厚みの薄膜シリコン部を一の面側に残して所定の深さ
   のダイアフラムを他の面側に形成して成り、前記薄膜シ
   リコン部にピエゾ抵抗が形成され、前記薄膜シリコン部
   の一の面側に電極が形成され、そして前記半導体シリコ
   ン基板の両側面の他の面側にそれぞれ凸部が形成された
   半導体シリコン基板を複数有するシリコンウエハを得る
   半導体圧力センサ装置の製造方法。