JP2001304995A - 半導体圧力センサおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】感度を低下させることなく小型化が可能な半導
体圧力センサおよびその製造方法を提供する。 【解決手段】半導体基板１として内部に埋込酸化膜より
なる絶縁層６を有するＳＯＩ基板を用いている。センサ
チップは、半導体基板１の活性層７の一部がダイアフラ
ム部２を構成しており、ダイアフラム部２の主表面側に
４つのピエゾ抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が形成されて
いる。半導体基板１の内部に中空状に形成されダイアフ
ラム部２を撓み可能とする空洞部４は、ＳＯＩ基板の支
持基板５と活性層７との間の絶縁層６の一部をエッチン
グ液導入孔９を通してエッチング除去することにより形
成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体圧力センサ
およびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体圧力センサとして、図
８（ａ），（ｂ）に示すように、単結晶シリコン基板よ
りなる半導体基板１’の薄肉のダイアフラム部２の主表
面側に、４つのピエゾ抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が形
成された半導体圧力センサが提案されている。ここにお
いて、４つのピエゾ抵抗Ｒ１〜Ｒ４は、図示しない配線
によりブリッジ接続されており、ピエゾ抵抗Ｒ１，Ｒ３
がブリッジの対角に位置し、ピエゾ抵抗Ｒ２，Ｒ４がブ
リッジの対角に位置する。なお、各ピエゾ抵抗Ｒ１〜Ｒ
４がそれぞれダイアフラム部２の変形を検出する感圧素
子を構成している。

【０００３】ダイアフラム部２は、異方性エッチング技
術などを利用して半導体基板１’の裏面側に凹所３を設
けることにより形成されている。ここにおいて、凹所３
は、半導体基板１’の裏面からダイアフラム部２の裏面
にわたって形成され、半導体基板１’の厚み方向におけ
る主表面側ほど（図８（ｂ）における上側ほど）開口面
積が小さくなっている。要するに、凹所３は、断面台形
状に形成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
半導体圧力センサは、薄肉のダイアフラム部２を形成す
るために、半導体基板１’の裏面側に凹所３を設けてあ
るが、該凹所３が上述のように断面台形状に形成されて
おり、ダイアフラム部２の裏面の面積よりも半導体基板
１’の裏面における凹所３の開口面積の方が大きくなっ
ているので、センサチップの小型化が難しいという不具
合があった。

【０００５】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、感度を低下させることなく小型化が
可能な半導体圧力センサおよびその製造方法を提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
目的を達成するために、主表面側の中央部に薄肉のダイ
アフラム部が設けられた半導体基板と、該半導体基板の
主表面側に配設されダイアフラム部の変形を検出する感
圧素子と、上記半導体基板の内部に中空状に形成され上
記ダイアフラム部を撓み可能とする空洞部とを備えてな
ることを特徴とするものであり、上記半導体基板の内部
に中空状に形成され上記ダイアフラム部を撓み可能とす
る空洞部を備えていることにより、従来のように半導体
基板の裏面からダイアフラム部の裏面にわたって凹所が
形成されたセンサチップに比べて、ダイアフラム部の厚
さおよび面積を変えることなしにセンサチップの小型化
を図ることができるので、感度を低下させることなしに
センサチップの小型化を図ることができる。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１記載の半導体
圧力センサの製造方法であって、上記半導体基板として
内部に絶縁層を有するＳＯＩ基板を用い、ＳＯＩ基板の
主表面側に感圧素子を形成する工程と、ＳＯＩ基板の裏
面側から上記絶縁層に達するエッチング液導入孔を形成
する工程と、上記エッチング液導入孔を通して上記絶縁
層の所定領域をエッチング除去することにより上記空洞
部および上記ダイアフラム部を形成する工程とを備える
ことを特徴とし、上記エッチング液導入孔を通して上記
絶縁層の所定領域を犠牲層として選択的にエッチング除
去することにより上記空洞部および上記ダイアフラム部
が形成されるから、ダイアフラム部を撓み可能とするた
めの空間が必要以上に大きくなることを防止することが
できるとともにダイアフラム部の厚さを高精度に制御で
き、感度を低下させることなく小型化が可能な半導体圧
力センサを高精度に実現することができる。

【０００８】請求項３の発明は、請求項１記載の半導体
圧力センサの製造方法であって、上記半導体基板として
内部に高濃度不純物層よりなる埋込層が形成された半導
体埋込基板を用い、半導体埋込基板の主表面側に感圧素
子を形成する工程と、半導体埋込基板の裏面側から上記
埋込層に達するエッチング液導入孔を形成する工程と、
上記エッチング液導入孔を通して上記埋込層をエッチン
グ除去することにより上記空洞部および上記ダイアフラ
ム部を形成する工程とを備えることを特徴とし、上記エ
ッチング液導入孔を通して上記埋込層を犠牲層として選
択的にエッチング除去することにより上記空洞部および
上記ダイアフラム部が形成されるから、ダイアフラム部
を撓み可能とするための空間が必要以上に大きくなるこ
とを防止することができるとともにダイアフラム部の厚
さおよび面積を高精度に制御でき、感度を低下させるこ
となく小型化が可能な半導体圧力センサを高精度に実現
することができる。

【０００９】請求項４の発明は、請求項１記載の半導体
圧力センサの製造方法であって、上記半導体基板として
内部に多孔質層よりなる埋込層が形成された半導体埋込
基板を用い、半導体埋込基板の主表面側に感圧素子を形
成する工程と、半導体埋込基板の裏面側から上記埋込層
に達するエッチング液導入孔を形成する工程と、上記エ
ッチング液導入孔を通して上記埋込層をエッチング除去
することにより上記空洞部および上記ダイアフラム部を
形成する工程とを備えることを特徴とし、上記エッチン
グ液導入孔を通して上記埋込層を犠牲層として選択的に
エッチング除去することにより上記空洞部および上記ダ
イアフラム部が形成されるから、ダイアフラム部を撓み
可能とするための空間が必要以上に大きくなることを防
止することができるとともにダイアフラム部の厚さおよ
び面積を高精度に制御でき、感度を低下させることなく
小型化が可能な半導体圧力センサを高精度に実現するこ
とができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】まず、本発明の基本構成について
図７を参照しながら説明し、その後、各実施形態につい
て説明する。

【００１１】本発明の半導体圧力センサのセンサチップ
は、図７（ａ），（ｂ）に示すように、半導体基板１の
ダイアフラム部２の主表面側に、４つのピエゾ抵抗Ｒ
１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が形成されている。ここにおい
て、４つのピエゾ抵抗Ｒ１〜Ｒ４は、図示しない配線に
よりブリッジ接続されており、ピエゾ抵抗Ｒ１，Ｒ３が
ブリッジの対角に位置し、ピエゾ抵抗Ｒ２，Ｒ４がブリ
ッジの対角に位置する。なお、各ピエゾ抵抗Ｒ１〜Ｒ４
がそれぞれダイアフラム部２の変形を検出する感圧素子
を構成している。半導体基板１は、ダイアフラム部２を
撓み可能とする空洞部４が内部に中空状に形成されてい
る。要するに、ダイアフラム部２の下面は、半導体基板
１内部に中空状に形成された空洞部４に望んでいる。

【００１２】（実施形態１）本実施形態の半導体圧力セ
ンサのセンサチップは、図１に示すように、半導体基板
１として内部に埋込酸化膜（シリコン酸化膜）よりなる
絶縁層６を有するＳＯＩ（Silicon On Insulator）基
板を用いている。なお、ＳＯＩ基板よりなる半導体基板
１は、シリコンよりなる支持基板５上に絶縁層６が形成
され、絶縁層６上にシリコン層よりなる活性層７が形成
されている。

【００１３】本実施形態の半導体圧力センサのセンサチ
ップは、半導体基板１の活性層７の一部が図７に示した
基本構成のダイアフラム部２を構成しており、ダイアフ
ラム部２の主表面側に、つまり、活性層７の主表面側
に、４つのピエゾ抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が形成さ
れている（なお、図１にはピエゾ抵抗Ｒ１は図示されて
いない）。要するに、本実施形態では、活性層７の厚さ
とダイアフラム部２の厚さとが同じになっている。

【００１４】ここにおいて、４つのピエゾ抵抗Ｒ１〜Ｒ
４は、図示しない拡散配線によりブリッジ接続されてお
り、ピエゾ抵抗Ｒ１，Ｒ３がブリッジの対角に位置し、
ピエゾ抵抗Ｒ２，Ｒ４がブリッジの対角に位置する。な
お、各ピエゾ抵抗Ｒ１〜Ｒ４がそれぞれダイアフラム部
２の変形を検出する感圧素子を構成している。４つのピ
エゾ抵抗Ｒ１〜Ｒ４により構成されたブリッジ回路の出
力は、半導体基板１の主表面上に形成されたアルミニウ
ムよりなる配線１０を通して外部へ取り出すことができ
るようになっている。また、図１中の８ａは絶縁膜を示
し、半導体基板１上に形成されたシリコン酸化膜と該シ
リコン酸化膜上に形成されたシリコン窒化膜とにより構
成されている。

【００１５】また、半導体基板１の内部に中空状に形成
されダイアフラム部２を撓み可能とする空洞部４は、支
持基板５と活性層７との間の絶縁層６の一部を除去する
ことにより形成されている。要するに、空洞部４は、活
性層７の一部よりなるダイアフラム部２と支持基板５と
絶縁層６とで囲まれている。図１中の９は、空洞部４の
形成時にエッチング液を導入するためのエッチング液導
入孔であり、支持基板５の厚み方向に貫設されている。
エッチング液導入孔９は、支持基板４の厚み方向におい
て裏面側よりも絶縁層６側の方が開口面積が小さくなる
四角錐状に形成されている。なお、図１の支持基板５の
上面（絶縁層６側の面）におけるエッチング液導入孔９
の開口面積は空洞部４の開口面積よりも十分に小さくな
っている。要するに、支持基板５の上面におけるエッチ
ング液導入孔９の開口幅（図１における左右方向の幅）
は、空洞部４の開口幅（図１における左右方向の幅）よ
りも十分に小さくなっている。

【００１６】しかして、本実施形態では、半導体基板１
の内部に中空状に形成されダイアフラム部２を撓み可能
とする空洞部４を備えていることにより、図８に示した
従来例のように半導体基板１’の裏面からダイアフラム
部２の裏面にわたって凹所３が形成されたセンサチップ
に比べて、ダイアフラム部２の厚さおよび面積を変える
ことなしにセンサチップの小型化を図ることができるの
で、感度を低下させることなしにセンサチップの小型化
を図ることができる。

【００１７】以下、本実施形態の半導体圧力センサの製
造方法について図２を参照しながら説明する。

【００１８】まず、図２（ａ）に示すように、活性層７
の厚さが所望のダイアフラム部２の厚さに形成されたＳ
ＯＩ基板よりなる半導体基板１を用意する。

【００１９】次に、半導体基板１の活性層７にピエゾ抵
抗Ｒ１〜Ｒ４および図示しない拡散配線を形成し、さら
に半導体基板１の主表面および裏面にそれぞれ絶縁膜８
ａ，８ｂを形成することにより、図２（ｂ）に示す構造
が得られる。ここに、各絶縁膜８ａ，８ｂは、シリコン
酸化膜とシリコン窒化膜との２層構造を有しており、半
導体基板１側にシリコン酸化膜が形成されている。な
お、絶縁膜８ａ，８ｂを形成した後に、ピエゾ抵抗Ｒ１
〜Ｒ４および上記拡散配線を形成するようにしてもよ
い。

【００２０】その後、エッチング液導入孔９を形成する
ためにフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を
利用して半導体基板１の裏面側の絶縁膜８ｂに開口窓８
ｃを形成し、該開口窓８ｃが形成された絶縁膜８ｂをマ
スクとして半導体基板１の裏面から異方性エッチングし
てエッチング液導入孔９を形成することにより、図２
（ｃ）に示す構造が得られる。

【００２１】次に、エッチング液導入孔９を通して半導
体基板１の絶縁層６の所定領域を所定のエッチング液
（例えば、ＨＦ溶液）によって選択的にエッチング除去
することで空洞部４およびダイアフラム部２を形成する
ことにより、図２（ｄ）に示す構造が得られる。なお、
このときのエッチング時間は、所望のダイアフラム部２
の面積に応じて設定すればよい。

【００２２】その後、ブリッジ回路の出力を外部へ取り
出す配線１０を形成するためにフォトリソグラフィ技術
およびエッチング技術を利用して半導体基板１の主表面
側の絶縁膜８ａにコンタクトホール８ｄを形成し、アル
ミニウムよりなる配線１０を形成することにより、図２
（ｅ）に示す構造が得られる。

【００２３】上述の製造方法によれば、エッチング液導
入孔９を通してＳＯＩ基板よりなる半導体基板１の内部
に設けられた絶縁層６の所定領域を犠牲層として選択的
にエッチング除去することにより空洞部４およびダイア
フラム部２が形成されるから、ダイアフラム部２を撓み
可能とするための空間が必要以上に大きくなることを防
止することができるとともにダイアフラム部２の厚さを
高精度に制御でき、感度を低下させることなく小型化が
可能な半導体圧力センサを高精度に実現することができ
る。

【００２４】（実施形態２）本実施形態の半導体圧力セ
ンサのセンサチップは、図３に示すように、半導体基板
１の内部に中空状に形成されダイアフラム部２を撓み可
能とする空洞部４を有している。

【００２５】本実施形態の半導体圧力センサのセンサチ
ップは、ダイアフラム部２の主表面側に４つのピエゾ抵
抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が形成されている（なお、図
３にはピエゾ抵抗Ｒ１は図示されていない）。

【００２６】ここにおいて、４つのピエゾ抵抗Ｒ１〜Ｒ
４は、図示しない拡散配線によりブリッジ接続されてお
り、ピエゾ抵抗Ｒ１，Ｒ３がブリッジの対角に位置し、
ピエゾ抵抗Ｒ２，Ｒ４がブリッジの対角に位置する。な
お、各ピエゾ抵抗Ｒ１〜Ｒ４がそれぞれダイアフラム部
２の変形を検出する感圧素子を構成している。４つのピ
エゾ抵抗Ｒ１〜Ｒ４により構成されたブリッジ回路の出
力は、半導体基板１の主表面上に形成されたアルミニウ
ムよりなる配線１０を通して外部へ取り出すことができ
るようになっている。また、図３中の８ａは絶縁膜を示
し、半導体基板１上に形成されたシリコン酸化膜と該シ
リコン酸化膜上に形成されたシリコン窒化膜とにより構
成されている。

【００２７】なお、図３中の９は、空洞部４の形成時に
エッチング液を導入するためのエッチング液導入孔を示
す。エッチング液導入孔９は、半導体基板１の厚み方向
において裏面側よりも空洞部４側の方が開口面積が小さ
くなる四角錐状に形成されている。なお、図３のエッチ
ング液導入孔９の空洞部４側の開口面積は空洞部４の開
口面積よりも十分に小さくなっている。要するに、エッ
チング液導入孔９の空洞部４側の開口幅（図３における
左右方向の幅）は、空洞部４の開口幅（図３における左
右方向の幅）よりも十分に小さくなっている。

【００２８】しかして、本実施形態では、半導体基板１
の内部に中空状に形成されダイアフラム部２を撓み可能
とする空洞部４を備えていることにより、図８に示した
従来例のように半導体基板１’の裏面からダイアフラム
部２の裏面にわたって凹所３が形成されたセンサチップ
に比べて、ダイアフラム部２の厚さおよび面積を変える
ことなしにセンサチップの小型化を図ることができるの
で、感度を低下させることなしにセンサチップの小型化
を図ることができる。

【００２９】以下、本実施形態の半導体圧力センサの製
造方法について図４を参照しながら説明する。

【００３０】まず、図４（ａ）に示すように、高濃度不
純物層からなる埋込層１１が所定領域に形成され、主表
面から埋込層１１までの深さが所望のダイアフラム部２
の厚さに形成された半導体埋込基板よりなる半導体基板
１を用意する。ここにおいて、半導体基板１は、シリコ
ン基板の主表面側に埋込層１１たる高濃度不純物層を形
成した後に、シリコンエピタキシャル層を成長すること
により形成されており、シリコンエピタキシャル層の膜
厚を制御することにより、半導体基板１の主表面から埋
込層１１までの深さを制御することができる。

【００３１】次に、半導体基板１の主表面側にピエゾ抵
抗Ｒ１〜Ｒ４および図示しない拡散配線を形成し、さら
に半導体基板１の主表面および裏面にそれぞれ絶縁膜８
ａ，８ｂを形成することにより、図４（ｂ）に示す構造
が得られる。ここに、各絶縁膜８ａ，８ｂは、シリコン
酸化膜とシリコン窒化膜との２層構造を有しており、半
導体基板１側にシリコン酸化膜が形成されている。な
お、絶縁膜８ａ，８ｂを形成した後に、ピエゾ抵抗Ｒ１
〜Ｒ４および上記拡散配線を形成するようにしてもよ
い。

【００３２】その後、エッチング液導入孔９を形成する
ためにフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を
利用して半導体基板１の裏面側の絶縁膜８ｂに開口窓８
ｃを形成し、該開口窓８ｃが形成された絶縁膜８ｂをマ
スクとして半導体基板１の裏面から異方性エッチングし
てエッチング液導入孔９を形成することにより、図４
（ｃ）に示す構造が得られる。

【００３３】次に、エッチング液導入孔９を通して半導
体基板１の埋込層１１を所定のエッチング液（例えば、
ＨＦ溶液とＨＮＯ₃溶液との混合液）によって選択的に
エッチング除去することで空洞部４およびダイアフラム
部２を形成することにより、図４（ｄ）に示す構造が得
られる。要するに、埋込層１１のパターン形状によって
ダイアフラム部２および空洞部４の形状が決まる。

【００３４】その後、ブリッジ回路の出力を外部へ取り
出す配線１０を形成するためにフォトリソグラフィ技術
およびエッチング技術を利用して半導体基板１の主表面
側の絶縁膜８ａにコンタクトホール８ｄを形成し、アル
ミニウムよりなる配線１０を形成することにより、図４
（ｅ）に示す構造が得られる。

【００３５】上述の製造方法によれば、エッチング液導
入孔９を通して埋込層１１を犠牲層として選択的にエッ
チング除去することにより空洞部４およびダイアフラム
部２が形成されるから、ダイアフラム部２を撓み可能と
するための空間が必要以上に大きくなることを防止する
ことができるとともにダイアフラム部２の厚さおよび面
積および形状を高精度に制御でき、感度を低下させるこ
となく小型化が可能な半導体圧力センサを高精度に実現
することができる。

【００３６】（実施形態３）本実施形態の半導体圧力セ
ンサのセンサチップは、図５に示すように、半導体基板
１の内部に中空状に形成されダイアフラム部２を撓み可
能とする空洞部４を有している。

【００３７】本実施形態の半導体圧力センサのセンサチ
ップは、ダイアフラム部２の主表面側に４つのピエゾ抵
抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が形成されている（なお、図
５にはピエゾ抵抗Ｒ１は図示されていない）。

【００３８】ここにおいて、４つのピエゾ抵抗Ｒ１〜Ｒ
４は、図示しない拡散配線によりブリッジ接続されてお
り、ピエゾ抵抗Ｒ１，Ｒ３がブリッジの対角に位置し、
ピエゾ抵抗Ｒ２，Ｒ４がブリッジの対角に位置する。な
お、各ピエゾ抵抗Ｒ１〜Ｒ４がそれぞれダイアフラム部
２の変形を検出する感圧素子を構成している。４つのピ
エゾ抵抗Ｒ１〜Ｒ４により構成されたブリッジ回路の出
力は、半導体基板１の主表面上に形成されたアルミニウ
ムよりなる配線１０を通して外部へ取り出すことができ
るようになっている。また、図５中の８ａは絶縁膜を示
し、半導体基板１上に形成されたシリコン酸化膜と該シ
リコン酸化膜上に形成されたシリコン窒化膜とにより構
成されている。

【００３９】なお、図５中の９は、空洞部４の形成時に
エッチング液を導入するためのエッチング液導入孔を示
す。エッチング液導入孔９は、半導体基板１の厚み方向
において裏面側よりも空洞部４側の方が開口面積が小さ
くなる四角錐状に形成されている。なお、図５のエッチ
ング液導入孔９の空洞部４側の開口面積は空洞部４の開
口面積よりも十分に小さくなっている。要するに、エッ
チング液導入孔９の空洞部４側の開口幅（図５における
左右方向の幅）は、空洞部４の開口幅（図５における左
右方向の幅）よりも十分に小さくなっている。

【００４０】しかして、本実施形態では、半導体基板１
の内部に中空状に形成されダイアフラム部２を撓み可能
とする空洞部４を備えていることにより、図８に示した
従来例のように半導体基板１’の裏面からダイアフラム
部２の裏面にわたって凹所３が形成されたセンサチップ
に比べて、ダイアフラム部２の厚さおよび面積を変える
ことなしにセンサチップの小型化を図ることができるの
で、感度を低下させることなしにセンサチップの小型化
を図ることができる。

【００４１】以下、本実施形態の半導体圧力センサの製
造方法について図６を参照しながら説明する。

【００４２】まず、図６（ａ）に示すように、多孔質シ
リコン層からなる埋込層１２が所定領域に形成され、主
表面から埋込層１２までの深さが所望のダイアフラム部
２の厚さに形成された半導体埋込基板よりなる半導体基
板１を用意する。ここにおいて、半導体基板１は、シリ
コン基板の主表面側に埋込層１２たる多孔質シリコン層
を陽極酸化処理にて形成した後に、シリコンエピタキシ
ャル層を成長することにより形成されており、シリコン
エピタキシャル層の膜厚を制御することにより、半導体
基板１の主表面から埋込層１２までの深さを制御するこ
とができる。

【００４３】次に、半導体基板１の主表面側にピエゾ抵
抗Ｒ１〜Ｒ４および図示しない拡散配線を形成し、さら
に半導体基板１の主表面および裏面にそれぞれ絶縁膜８
ａ，８ｂを形成することにより、図６（ｂ）に示す構造
が得られる。ここに、各絶縁膜８ａ，８ｂは、シリコン
酸化膜とシリコン窒化膜との２層構造を有しており、半
導体基板１側にシリコン酸化膜が形成されている。な
お、絶縁膜８ａ，８ｂを形成した後に、ピエゾ抵抗Ｒ１
〜Ｒ４および上記拡散配線を形成するようにしてもよ
い。

【００４４】その後、エッチング液導入孔９を形成する
ためにフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を
利用して半導体基板１の裏面側の絶縁膜８ｂに開口窓８
ｃを形成し、該開口窓８ｃが形成された絶縁膜８ｂをマ
スクとして半導体基板１の裏面から異方性エッチングし
てエッチング液導入孔９を形成することにより、図６
（ｃ）に示す構造が得られる。

【００４５】次に、エッチング液導入孔９を通して半導
体基板１の埋込層１２を所定のエッチング液（例えば、
ＨＦ溶液とＨＮＯ₃溶液との混合液）によって選択的に
エッチング除去することで空洞部４およびダイアフラム
部２を形成することにより、図６（ｄ）に示す構造が得
られる。要するに、埋込層１２のパターン形状によって
ダイアフラム部２および空洞部４の形状が決まる。

【００４６】その後、ブリッジ回路の出力を外部へ取り
出す配線１０を形成するためにフォトリソグラフィ技術
およびエッチング技術を利用して半導体基板１の主表面
側の絶縁膜８ａにコンタクトホール８ｄを形成し、アル
ミニウムよりなる配線１０を形成することにより、図６
（ｅ）に示す構造が得られる。

【００４７】上述の製造方法によれば、エッチング液導
入孔９を通して埋込層１２を犠牲層として選択的にエッ
チング除去することにより空洞部４およびダイアフラム
部２が形成されるから、ダイアフラム部２を撓み可能と
するための空間が必要以上に大きくなることを防止する
ことができるとともにダイアフラム部２の厚さおよび面
積および形状を高精度に制御でき、感度を低下させるこ
となく小型化が可能な半導体圧力センサを高精度に実現
することができる。

【００４８】

【発明の効果】請求項１の発明は、主表面側の中央部に
薄肉のダイアフラム部が設けられた半導体基板と、該半
導体基板の主表面側に配設されダイアフラム部の変形を
検出する感圧素子と、上記半導体基板の内部に中空状に
形成され上記ダイアフラム部を撓み可能とする空洞部と
を備えてなるものであり、上記半導体基板の内部に中空
状に形成され上記ダイアフラム部を撓み可能とする空洞
部を備えていることにより、従来のように半導体基板の
裏面からダイアフラム部の裏面にわたって凹所が形成さ
れたセンサチップに比べて、ダイアフラム部の厚さおよ
び面積を変えることなしにセンサチップの小型化を図る
ことができるので、感度を低下させることなしにセンサ
チップの小型化を図ることができるという効果がある。

【００４９】請求項２の発明は、請求項１記載の半導体
圧力センサの製造方法であって、上記半導体基板として
内部に絶縁層を有するＳＯＩ基板を用い、ＳＯＩ基板の
主表面側に感圧素子を形成する工程と、ＳＯＩ基板の裏
面側から上記絶縁層に達するエッチング液導入孔を形成
する工程と、上記エッチング液導入孔を通して上記絶縁
層の所定領域をエッチング除去することにより上記空洞
部および上記ダイアフラム部を形成する工程とを備える
ので、上記エッチング液導入孔を通して上記絶縁層の所
定領域を犠牲層として選択的にエッチング除去すること
により上記空洞部および上記ダイアフラム部が形成され
るから、ダイアフラム部を撓み可能とするための空間が
必要以上に大きくなることを防止することができるとと
もにダイアフラム部の厚さを高精度に制御でき、感度を
低下させることなく小型化が可能な半導体圧力センサを
高精度に実現することができるという効果がある。

【００５０】請求項３の発明は、請求項１記載の半導体
圧力センサの製造方法であって、上記半導体基板として
内部に高濃度不純物層よりなる埋込層が形成された半導
体埋込基板を用い、半導体埋込基板の主表面側に感圧素
子を形成する工程と、半導体埋込基板の裏面側から上記
埋込層に達するエッチング液導入孔を形成する工程と、
上記エッチング液導入孔を通して上記埋込層をエッチン
グ除去することにより上記空洞部および上記ダイアフラ
ム部を形成する工程とを備えるので、上記エッチング液
導入孔を通して上記埋込層を犠牲層として選択的にエッ
チング除去することにより上記空洞部および上記ダイア
フラム部が形成されるから、ダイアフラム部を撓み可能
とするための空間が必要以上に大きくなることを防止す
ることができるとともにダイアフラム部の厚さおよび面
積を高精度に制御でき、感度を低下させることなく小型
化が可能な半導体圧力センサを高精度に実現することが
できるという効果がある。

【００５１】請求項４の発明は、請求項１記載の半導体
圧力センサの製造方法であって、上記半導体基板として
内部に多孔質層よりなる埋込層が形成された半導体埋込
基板を用い、半導体埋込基板の主表面側に感圧素子を形
成する工程と、半導体埋込基板の裏面側から上記埋込層
に達するエッチング液導入孔を形成する工程と、上記エ
ッチング液導入孔を通して上記埋込層をエッチング除去
することにより上記空洞部および上記ダイアフラム部を
形成する工程とを備えるので、上記エッチング液導入孔
を通して上記埋込層を犠牲層として選択的にエッチング
除去することにより上記空洞部および上記ダイアフラム
部が形成されるから、ダイアフラム部を撓み可能とする
ための空間が必要以上に大きくなることを防止すること
ができるとともにダイアフラム部の厚さおよび面積を高
精度に制御でき、感度を低下させることなく小型化が可
能な半導体圧力センサを高精度に実現することができる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１を示す概略断面図である。

【図２】同上の製造方法を説明するための主要工程断面
図である。

【図３】実施形態２を示す概略断面図である。

【図４】同上の製造方法を説明するための主要工程断面
図である。

【図５】実施形態３を示す概略断面図である。

【図６】同上の製造方法を説明するための主要工程断面
図である。

【図７】本発明の基本構成を示し、（ａ）は概略平面
図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。

【図８】従来例を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は
（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。

【符号の説明】

１ 半導体基板 ２ ダイアフラム部 ４ 空洞部 ５ 支持基板 ６ 絶縁層 ７ 活性層 ９ エッチング液導入孔 １１ 埋込層 １２ 埋込層 Ｒ１〜Ｒ４ ピエゾ抵抗

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西條 隆司 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 齊藤 宏 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 赤井 澄夫 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 江田 和夫 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 青木 亮 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 FF11 FF49 GG01 GG15 4M112 AA01 BA01 CA13 DA04 DA07 DA12 EA02 EA06 EA07

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主表面側の中央部に薄肉のダイアフラム
   部が設けられた半導体基板と、該半導体基板の主表面側
   に配設されダイアフラム部の変形を検出する感圧素子
   と、上記半導体基板の内部に中空状に形成され上記ダイ
   アフラム部を撓み可能とする空洞部とを備えてなること
   を特徴とする半導体圧力センサ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の半導体圧力センサの製造
   方法であって、上記半導体基板として内部に絶縁層を有
   するＳＯＩ基板を用い、ＳＯＩ基板の主表面側に感圧素
   子を形成する工程と、ＳＯＩ基板の裏面側から上記絶縁
   層に達するエッチング液導入孔を形成する工程と、上記
   エッチング液導入孔を通して上記絶縁層の所定領域をエ
   ッチング除去することにより上記空洞部および上記ダイ
   アフラム部を形成する工程とを備えることを特徴とする
   半導体圧力センサの製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の半導体圧力センサの製造
   方法であって、上記半導体基板として内部に高濃度不純
   物層よりなる埋込層が形成された半導体埋込基板を用
   い、半導体埋込基板の主表面側に感圧素子を形成する工
   程と、半導体埋込基板の裏面側から上記埋込層に達する
   エッチング液導入孔を形成する工程と、上記エッチング
   液導入孔を通して上記埋込層をエッチング除去すること
   により上記空洞部および上記ダイアフラム部を形成する
   工程とを備えることを特徴とする半導体圧力センサの製
   造方法。
4. 【請求項４】 請求項１記載の半導体圧力センサの製造
   方法であって、上記半導体基板として内部に多孔質層よ
   りなる埋込層が形成された半導体埋込基板を用い、半導
   体埋込基板の主表面側に感圧素子を形成する工程と、半
   導体埋込基板の裏面側から上記埋込層に達するエッチン
   グ液導入孔を形成する工程と、上記エッチング液導入孔
   を通して上記埋込層をエッチング除去することにより上
   記空洞部および上記ダイアフラム部を形成する工程とを
   備えることを特徴とする半導体圧力センサの製造方法。