JP2002009301A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 不純物拡散層の特性が変化することなく安定
した動作を確保することができる半導体装置を提供する
こと。 【解決手段】 一方の面に不純物拡散層が形成されると
共に不純物拡散層上に保護膜が形成されたシリコン基板
と、保護膜を介してシリコン基板に陽極接合されるガラ
ス基板、とを具備する半導体装置において、保護膜は、
少なくともシリコン基板側より順次積層されるシリコン
酸化膜、第一多結晶シリコン膜及びシリコン窒化膜と、
ガラス基板に陽極接合される第二多結晶シリコン膜、と
からなることを特徴とする半導体装置。
した動作を確保することができる半導体装置を提供する
こと。 【解決手段】 一方の面に不純物拡散層が形成されると
共に不純物拡散層上に保護膜が形成されたシリコン基板
と、保護膜を介してシリコン基板に陽極接合されるガラ
ス基板、とを具備する半導体装置において、保護膜は、
少なくともシリコン基板側より順次積層されるシリコン
酸化膜、第一多結晶シリコン膜及びシリコン窒化膜と、
ガラス基板に陽極接合される第二多結晶シリコン膜、と
からなることを特徴とする半導体装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、不純物拡散層が形
成されるシリコン基板上にガラス基板が陽極接合された
半導体装置に関するものである。
成されるシリコン基板上にガラス基板が陽極接合された
半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば歪み検出器としてのゲージ拡散抵
抗やトランジスタを構成する拡散層等の不純物拡散層
と、この不純物拡散層を保護する保護膜とが形成された
シリコン基板に、保護膜を介して台座としてのガラス基
板が陽極接合された圧力センサ等の半導体装置が知られ
ている。
抗やトランジスタを構成する拡散層等の不純物拡散層
と、この不純物拡散層を保護する保護膜とが形成された
シリコン基板に、保護膜を介して台座としてのガラス基
板が陽極接合された圧力センサ等の半導体装置が知られ
ている。
【０００３】陽極接合とは、電圧印加接合法の一種で、
ガラスと金属又はガラスとシリコン等を所定温度条件下
で高電圧（例えば３００Ｖ程度）を印加して接合する方
法である。
ガラスと金属又はガラスとシリコン等を所定温度条件下
で高電圧（例えば３００Ｖ程度）を印加して接合する方
法である。
【０００４】例えば、シリコン基板とガラス基板を密着
させて４００℃程度に加熱し、シリコン基板に正の電
位、ガラス基板に負の電位を印加すると、ガラス基板中
に含まれる正の可動イオン（ナトリウムイオン等）が移
動し、シリコン基板との界面側に負の電荷層が形成され
る。
させて４００℃程度に加熱し、シリコン基板に正の電
位、ガラス基板に負の電位を印加すると、ガラス基板中
に含まれる正の可動イオン（ナトリウムイオン等）が移
動し、シリコン基板との界面側に負の電荷層が形成され
る。
【０００５】そして、正の電位であるシリコン基板とガ
ラス基板間に強い静電引力が働き界面が近づけられ、界
面のシリコンとガラス基板中の酸素によりＳｉ-Ｏが形
成され、接合が行われる。
ラス基板間に強い静電引力が働き界面が近づけられ、界
面のシリコンとガラス基板中の酸素によりＳｉ-Ｏが形
成され、接合が行われる。
【０００６】図３は、シリコン基板上に形成された保護
膜の一例を示す断面図である。図３において、例えばシ
リコン基板１の一方の面にゲージ拡散抵抗やトランジス
タを構成する拡散層等の不純物拡散層２ａ，２ｂ，２ｃ
が不純物拡散により形成され、この不純物拡散層２ａ，
２ｂ，２ｃを保護し、その安定性及び信頼性を確保する
ことを目的として、不純物拡散層２ａ，２ｂ，２ｃの上
部に保護膜３が形成されている。
膜の一例を示す断面図である。図３において、例えばシ
リコン基板１の一方の面にゲージ拡散抵抗やトランジス
タを構成する拡散層等の不純物拡散層２ａ，２ｂ，２ｃ
が不純物拡散により形成され、この不純物拡散層２ａ，
２ｂ，２ｃを保護し、その安定性及び信頼性を確保する
ことを目的として、不純物拡散層２ａ，２ｂ，２ｃの上
部に保護膜３が形成されている。
【０００７】保護膜３は、一般的にはシリコン基板１よ
り、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜が順次積層される
が、不純物拡散層２ａ，２ｂ，２ｃの動作をさらに安定
化させる目的で、図３においては、シリコン基板１よ
り、シリコン酸化膜３ａ、第一多結晶シリコン膜３ｂ、
シリコン窒化膜３ｃが順次積層されている。
り、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜が順次積層される
が、不純物拡散層２ａ，２ｂ，２ｃの動作をさらに安定
化させる目的で、図３においては、シリコン基板１よ
り、シリコン酸化膜３ａ、第一多結晶シリコン膜３ｂ、
シリコン窒化膜３ｃが順次積層されている。
【０００８】この場合、第一多結晶シリコン膜３ｂは高
濃度の不純物がドープされて導電性を有しており、この
第一多結晶シリコン膜３ｂの電位を制御し、不純物拡散
層２ａ，２ｂ，２ｃに対してシールド効果を持たせるこ
とにより、不純物拡散層２ａ，２ｂ，２ｃの特性を安定
化させる。
濃度の不純物がドープされて導電性を有しており、この
第一多結晶シリコン膜３ｂの電位を制御し、不純物拡散
層２ａ，２ｂ，２ｃに対してシールド効果を持たせるこ
とにより、不純物拡散層２ａ，２ｂ，２ｃの特性を安定
化させる。
【０００９】しかし、シリコン基板１の不純物拡散層２
ａ，２ｂ，２ｃが形成される面に保護膜３を介してガラ
ス基板４を陽極接合する場合、保護膜３の最上部のシリ
コン窒化膜３ｃとガラス基板４を陽極接合することは困
難である。
ａ，２ｂ，２ｃが形成される面に保護膜３を介してガラ
ス基板４を陽極接合する場合、保護膜３の最上部のシリ
コン窒化膜３ｃとガラス基板４を陽極接合することは困
難である。
【００１０】従って、図４に示すように、シリコン基板
１より順次、シリコン酸化膜３ａ、シリコン窒化膜３
ｃ、第一多結晶シリコン膜３ｂを積層して保護膜３を形
成し、第一多結晶シリコン膜３ｂとガラス基板４を密着
させて陽極接合することにより、半導体装置を構成して
いる。
１より順次、シリコン酸化膜３ａ、シリコン窒化膜３
ｃ、第一多結晶シリコン膜３ｂを積層して保護膜３を形
成し、第一多結晶シリコン膜３ｂとガラス基板４を密着
させて陽極接合することにより、半導体装置を構成して
いる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図４に示した
半導体装置においては、次のような問題点があった。例
えば、第一多結晶シリコン膜３ｂをシリコン基板１と同
電位とし、シリコン基板と不純物拡散層２ａ，２ｂ，２
ｃの間に電圧が印加された場合、第一多結晶シリコン膜
３ｂと不純物拡散層２ａ，２ｂ，２ｃの間、即ちシリコ
ン酸化膜３ａ及びシリコン窒化膜３ｃに電圧が印加され
る。
半導体装置においては、次のような問題点があった。例
えば、第一多結晶シリコン膜３ｂをシリコン基板１と同
電位とし、シリコン基板と不純物拡散層２ａ，２ｂ，２
ｃの間に電圧が印加された場合、第一多結晶シリコン膜
３ｂと不純物拡散層２ａ，２ｂ，２ｃの間、即ちシリコ
ン酸化膜３ａ及びシリコン窒化膜３ｃに電圧が印加され
る。
【００１２】そして、シリコン酸化膜３ａ及びシリコン
窒化膜３ｃに一定以上の電圧、例えば静電気等のサージ
電圧が瞬間的にあるいはパルス的に印加された場合、シ
リコン酸化膜３ａを電子が通過する電子なだれ（アバラ
ンシェ）の現象が発生し、その結果、シリコン酸化膜３
ａとシリコン窒化膜３ｃとの界面に電荷が蓄積される。
窒化膜３ｃに一定以上の電圧、例えば静電気等のサージ
電圧が瞬間的にあるいはパルス的に印加された場合、シ
リコン酸化膜３ａを電子が通過する電子なだれ（アバラ
ンシェ）の現象が発生し、その結果、シリコン酸化膜３
ａとシリコン窒化膜３ｃとの界面に電荷が蓄積される。
【００１３】そして、この電荷の蓄積により不純物拡散
層２ａ，２ｂ，２ｃの電荷が移動し、不純物拡散層２
ａ，２ｂ，２ｃの抵抗値が変化してしまい、また、時間
の経過とともに、蓄積された電荷が徐々に漏れ出しても
とに戻ることにより、不純物拡散層２ａ，２ｂ，２ｃの
抵抗値が経時変化することとなり、半導体装置の動作に
悪影響を与える場合がある。
層２ａ，２ｂ，２ｃの電荷が移動し、不純物拡散層２
ａ，２ｂ，２ｃの抵抗値が変化してしまい、また、時間
の経過とともに、蓄積された電荷が徐々に漏れ出しても
とに戻ることにより、不純物拡散層２ａ，２ｂ，２ｃの
抵抗値が経時変化することとなり、半導体装置の動作に
悪影響を与える場合がある。
【００１４】本発明は上述した問題点を解決するために
なされたものであり、シリコン基板側よりシリコン酸化
膜、第一多結晶シリコン膜、シリコン窒化膜及び第二多
結晶シリコン膜を順次積層して保護膜を形成し、この保
護膜を介してシリコン基板とガラス基板を陽極接合する
ことにより、不純物拡散層の特性が変化することなく安
定した動作を確保することができる半導体装置を提供す
ることを目的とする。
なされたものであり、シリコン基板側よりシリコン酸化
膜、第一多結晶シリコン膜、シリコン窒化膜及び第二多
結晶シリコン膜を順次積層して保護膜を形成し、この保
護膜を介してシリコン基板とガラス基板を陽極接合する
ことにより、不純物拡散層の特性が変化することなく安
定した動作を確保することができる半導体装置を提供す
ることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１におい
ては、一方の面に不純物拡散層が形成されると共に前記
不純物拡散層上に保護膜が形成されたシリコン基板と、
前記保護膜を介して前記シリコン基板に陽極接合される
ガラス基板、とを具備する半導体装置において、前記保
護膜は、少なくとも前記シリコン基板側より順次積層さ
れるシリコン酸化膜、第一多結晶シリコン膜及びシリコ
ン窒化膜と、前記ガラス基板に陽極接合される第二多結
晶シリコン膜、とからなることを特徴とする半導体装置
である。
ては、一方の面に不純物拡散層が形成されると共に前記
不純物拡散層上に保護膜が形成されたシリコン基板と、
前記保護膜を介して前記シリコン基板に陽極接合される
ガラス基板、とを具備する半導体装置において、前記保
護膜は、少なくとも前記シリコン基板側より順次積層さ
れるシリコン酸化膜、第一多結晶シリコン膜及びシリコ
ン窒化膜と、前記ガラス基板に陽極接合される第二多結
晶シリコン膜、とからなることを特徴とする半導体装置
である。
【００１６】本発明の請求項２においては、一方の面に
不純物拡散層が形成されると共に前記不純物拡散層上に
保護膜が形成されたシリコン基板と、前記保護膜を介し
て前記シリコン基板に陽極接合されるガラス基板、とを
具備する半導体装置において、前記保護膜は、前記シリ
コン基板側より順次積層されるシリコン酸化膜、第一多
結晶シリコン膜、シリコン窒化膜及び第二多結晶シリコ
ン膜、とからなることを特徴とする半導体装置である。
不純物拡散層が形成されると共に前記不純物拡散層上に
保護膜が形成されたシリコン基板と、前記保護膜を介し
て前記シリコン基板に陽極接合されるガラス基板、とを
具備する半導体装置において、前記保護膜は、前記シリ
コン基板側より順次積層されるシリコン酸化膜、第一多
結晶シリコン膜、シリコン窒化膜及び第二多結晶シリコ
ン膜、とからなることを特徴とする半導体装置である。
【００１７】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例について図
面を用いて説明する。尚、以下の図面において、図３及
び図４と重複する部分は同一番号を付してその説明は適
宜に省略する。図１は、本発明の第一実施例の構成を示
す断面図である。
面を用いて説明する。尚、以下の図面において、図３及
び図４と重複する部分は同一番号を付してその説明は適
宜に省略する。図１は、本発明の第一実施例の構成を示
す断面図である。
【００１８】図１において、例えばゲージ拡散抵抗やト
ランジスタを構成する拡散層等の不純物拡散層２ａ，２
ｂ，２ｃが形成されるシリコン基板１の面上に保護膜３
が形成され、保護膜３は、シリコン基板１より、シリコ
ン酸化膜３ａ、第一多結晶シリコン膜３ｂ、シリコン窒
化膜３ｃ、第二多結晶シリコン膜３ｄが順次積層されて
構成されている。
ランジスタを構成する拡散層等の不純物拡散層２ａ，２
ｂ，２ｃが形成されるシリコン基板１の面上に保護膜３
が形成され、保護膜３は、シリコン基板１より、シリコ
ン酸化膜３ａ、第一多結晶シリコン膜３ｂ、シリコン窒
化膜３ｃ、第二多結晶シリコン膜３ｄが順次積層されて
構成されている。
【００１９】そして、第一多結晶シリコン膜３ｂは、高
濃度の不純物がドープされて導電性を有しており、例え
ばシリコン基板１に接触されてシリコン基板１と同電位
とされている。
濃度の不純物がドープされて導電性を有しており、例え
ばシリコン基板１に接触されてシリコン基板１と同電位
とされている。
【００２０】この場合、保護膜３の最上面（ガラス基板
４に接触する面）には第二多結晶シリコン膜３ｄが設け
られているので、シリコン基板１とガラス基板４とは保
護膜３を介して容易に陽極接合される。
４に接触する面）には第二多結晶シリコン膜３ｄが設け
られているので、シリコン基板１とガラス基板４とは保
護膜３を介して容易に陽極接合される。
【００２１】また、第一多結晶シリコン膜３ｂは、シリ
コン酸化膜３ａとシリコン窒化膜３ｃの間に設けられて
いるので、シールド効果により不純物拡散層２ａ，２
ｂ，２ｃの特性を安定化させると共に、シリコン基板１
と不純物拡散層２ａ，２ｂ，２ｃの間に電圧が印加され
た場合、即ち第一多結晶シリコン膜３ｂと不純物拡散層
２ａ，２ｂ，２ｃの間のシリコン酸化膜３ａに電圧が印
加された場合でも、シリコン酸化膜３ａとシリコン窒化
膜３ｃとの界面に電荷が蓄積することはない。
コン酸化膜３ａとシリコン窒化膜３ｃの間に設けられて
いるので、シールド効果により不純物拡散層２ａ，２
ｂ，２ｃの特性を安定化させると共に、シリコン基板１
と不純物拡散層２ａ，２ｂ，２ｃの間に電圧が印加され
た場合、即ち第一多結晶シリコン膜３ｂと不純物拡散層
２ａ，２ｂ，２ｃの間のシリコン酸化膜３ａに電圧が印
加された場合でも、シリコン酸化膜３ａとシリコン窒化
膜３ｃとの界面に電荷が蓄積することはない。
【００２２】従って、不純物拡散層２ａ，２ｂ，２ｃの
抵抗値の変化や、経時変化を防止することができるの
で、半導体装置の動作を安定化することができる。
抵抗値の変化や、経時変化を防止することができるの
で、半導体装置の動作を安定化することができる。
【００２３】図２は本発明の第二実施例の構成を示す断
面図である。図２に示した半導体装置は、図１に示した
半導体装置のシリコン基板１に空間５を設けることによ
りダイアフラム６が形成されると共に、シリコン基板１
とガラス基板４が接触しない段差部７が形成され、ダイ
アフラム６は空間５及び段差部７の方向に変位可能とさ
れている。
面図である。図２に示した半導体装置は、図１に示した
半導体装置のシリコン基板１に空間５を設けることによ
りダイアフラム６が形成されると共に、シリコン基板１
とガラス基板４が接触しない段差部７が形成され、ダイ
アフラム６は空間５及び段差部７の方向に変位可能とさ
れている。
【００２４】この場合、ダイアフラム６上に配置される
不純物拡散層２ｃは歪みを検出するゲージ拡散抵抗とし
て形成され、第二多結晶シリコン膜３ｄはガラス基板４
と接触する部分のみに設けられ、保護膜３の段差部７に
対応する最上部にはシリコン窒化膜３ｃが露出してい
る。尚、段差部７のシリコン窒化膜３ｃ上に第二多結晶
シリコン膜３ｄを延長して設け、保護膜３の最上部とな
るようにしても良い。
不純物拡散層２ｃは歪みを検出するゲージ拡散抵抗とし
て形成され、第二多結晶シリコン膜３ｄはガラス基板４
と接触する部分のみに設けられ、保護膜３の段差部７に
対応する最上部にはシリコン窒化膜３ｃが露出してい
る。尚、段差部７のシリコン窒化膜３ｃ上に第二多結晶
シリコン膜３ｄを延長して設け、保護膜３の最上部とな
るようにしても良い。
【００２５】そして、ダイアフラム６に圧力を加えた場
合、圧力により不純物拡散層２ｃ（ゲージ拡散抵抗）に
歪みが加えられ、ゲージ拡散抵抗のピエゾ抵抗効果によ
り歪みを電気信号に変換し、その電気信号に基づいて、
ダイアフラム６に加えられた圧力を測定する。
合、圧力により不純物拡散層２ｃ（ゲージ拡散抵抗）に
歪みが加えられ、ゲージ拡散抵抗のピエゾ抵抗効果によ
り歪みを電気信号に変換し、その電気信号に基づいて、
ダイアフラム６に加えられた圧力を測定する。
【００２６】そして、シリコン基板１と不純物拡散層２
ａ，２ｂ，２ｃの間に電圧が印加された場合でも、不純
物拡散層２ａ，２ｂ，２ｃの抵抗値は変化せず安定して
いるので、安定した圧力検出が可能となる。
ａ，２ｂ，２ｃの間に電圧が印加された場合でも、不純
物拡散層２ａ，２ｂ，２ｃの抵抗値は変化せず安定して
いるので、安定した圧力検出が可能となる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
及び請求項２によれば、シリコン基板側よりシリコン酸
化膜、第一多結晶シリコン膜、シリコン窒化膜及び第二
多結晶シリコン膜を順次積層して保護膜を形成し、この
保護膜を介してシリコン基板とガラス基板を陽極接合す
るようにしたので、不純物拡散層の特性が変化すること
なく安定した動作を確保することができる半導体装置を
提供することができる。
及び請求項２によれば、シリコン基板側よりシリコン酸
化膜、第一多結晶シリコン膜、シリコン窒化膜及び第二
多結晶シリコン膜を順次積層して保護膜を形成し、この
保護膜を介してシリコン基板とガラス基板を陽極接合す
るようにしたので、不純物拡散層の特性が変化すること
なく安定した動作を確保することができる半導体装置を
提供することができる。
【００２８】
【図１】本発明の第一実施例の構成を示す断面図であ
る。
る。
【図２】本発明の第二実施例の構成を示す断面図であ
る。
る。
【図３】シリコン基板上に形成された保護膜の一例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図４】従来の半導体装置の構成を示す断面図である。
１ シリコン基板 ２ａ，２ｂ，２ｃ 不純物拡散層 ３ 保護膜 ３ａ シリコン酸化膜 ３ｂ 第一多結晶シリコン膜 ３ｃ シリコン窒化膜 ３ｄ 第二多結晶シリコン膜 ４ ガラス基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F055 AA40 BB20 CC02 DD05 EE14 FF49 GG01 GG12 HH11 4M112 AA01 BA01 CA02 CA14 CA15 DA18 EA02 EA13
Claims (2)
- 【請求項１】 一方の面に不純物拡散層が形成されると
共に前記不純物拡散層上に保護膜が形成されたシリコン
基板と、前記保護膜を介して前記シリコン基板に陽極接
合されるガラス基板、とを具備する半導体装置におい
て、 前記保護膜は、少なくとも前記シリコン基板側より順次
積層されるシリコン酸化膜、第一多結晶シリコン膜及び
シリコン窒化膜と、前記ガラス基板に陽極接合される第
二多結晶シリコン膜、とからなることを特徴とする半導
体装置。 - 【請求項２】 一方の面に不純物拡散層が形成されると
共に前記不純物拡散層上に保護膜が形成されたシリコン
基板と、前記保護膜を介して前記シリコン基板に陽極接
合されるガラス基板、とを具備する半導体装置におい
て、 前記保護膜は、前記シリコン基板側より順次積層される
シリコン酸化膜、第一多結晶シリコン膜、シリコン窒化
膜及び第二多結晶シリコン膜、とからなることを特徴と
する半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000190656A JP2002009301A (ja) | 2000-06-26 | 2000-06-26 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000190656A JP2002009301A (ja) | 2000-06-26 | 2000-06-26 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002009301A true JP2002009301A (ja) | 2002-01-11 |
Family
ID=18690088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000190656A Pending JP2002009301A (ja) | 2000-06-26 | 2000-06-26 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002009301A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007080985A (ja) * | 2005-09-13 | 2007-03-29 | Seiko Instruments Inc | 力学量センサ |
-
2000
- 2000-06-26 JP JP2000190656A patent/JP2002009301A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007080985A (ja) * | 2005-09-13 | 2007-03-29 | Seiko Instruments Inc | 力学量センサ |
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