JP2002055007A - センサ構成素子の製造法及び該センサ構成部材 - Google Patents

センサ構成素子の製造法及び該センサ構成部材

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JP2002055007A JP2001222203A JP2001222203A JP2002055007A JP 2002055007 A JP2002055007 A JP 2002055007A JP 2001222203 A JP2001222203 A JP 2001222203A JP 2001222203 A JP2001222203 A JP 2001222203A JP 2002055007 A JP2002055007 A JP 2002055007A
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Joachim Dr Glueck
グリュック ヨアヒム
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Robert Bosch GmbH
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    • G01L9/0041Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • G01L9/0051Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 膜の上に、膜から電気的絶縁層によって分離
され、少なくとも1つの測定素子を載置するセンサ構成
素子の製造法。 【解決手段】 測定素子を電気的絶縁基板(11)の上
に載置し、これを次の工程で、測定素子に背を向けた面
の上で膜に固定して、電気的絶縁基板(11)が電気的
絶縁層を形成する。 【効果】 測定素子の電気的絶縁が、膜によって保証さ
れるので、別個の絶縁層を膜の上の載置する必要はな
く、電気的絶縁層として、1ミリメートル未満の厚さを
有する材料を使用することができ、半導体プロセスのた
めに入手可能な仕上げ装置と互換性のある標準装置を用
いる加工を実施することができ、生産装置を薄層の載置
のために、例えば精鋼膜の使用に合わせて調節する必要
はなく、数マイクロメートルの厚さの酸化珪素層の載置
のために必要とされる生産装置のためのコストを回避で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、接点を設けた少な
くとも1つの機能層が上に載置されることになる基板を
有するセンサ構成素子の製造法及びセンサ構成素子、殊
に薄層高圧センサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】かかる高圧センサは、自動車の多数のシ
ステム中で、例えばガソリン直接噴射の際に使用されて
いる。また、オートメーション化技術の領域でも、高圧
センサは使用されている。前記センサの機能は、薄層シ
ステムを用いて、圧力によって生じた膜の機械的変形の
電気信号への変換に基づいている。ドイツ連邦共和国特
許第10014984号(R.37105)からは、既
にこの種の薄層システムを有する高圧センサが公知であ
るが、これは、精鋼基板の機能層の電気的絶縁のため
に、酸化珪素層を有している。しかしながら、半導体プ
ロセスにとって公知の仕上げ装置は、例えば5ミリメー
トルの厚さ及び850グラムまでの重さの精鋼基板の加
工に備えたものではない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、前記
の問題のないセンサ構成素子を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記課題は、本発明によ
り解決される。
【0005】発明の利点 これとは異なり、本発明による方法もしくは従属請求項
の特徴を有する本発明によるセンサ構成素子では、測定
素子の電気的絶縁が、膜によって保証されるので、別個
の絶縁層、例えば酸化珪素層を膜の上の載置する必要は
ないという利点がある。これによって、電気的絶縁層と
して、1ミリメートル未満の厚さを有する材料を使用す
ることができるので、目下、半導体プロセスのために入
手可能な仕上げ装置と互換性のある標準装置を用いる加
工を実施することができる。従って、もはや、生産装置
を薄層の載置のために、例えば精鋼膜の使用に合わせて
調節する必要はない。その上更に、数マイクロメートル
の厚さの酸化珪素層の載置のために必要とされる生産装
置のためのコストが回避される。更に、自立絶縁基板
は、抵抗層、接点層及び不活性化層の載置の範囲内でよ
り簡単に取扱い可能である。
【0006】従属請求項において記載した手段によっ
て、独立請求項において記載した方法もしくは薄層構成
部材の有利な態様及び改善が可能である。安価に良好な
電気的絶縁を保証し、安定性で、ひいては容易に取扱い
可能であり、その上更に陽極結合を用いて膜に固定可能
である薄いガラスを電気的絶縁基板として使用すること
は特に有利である。別の結合法、例えば粘着も同様に可
能である。
【0007】他の利点は、従属請求項及び説明において
記載した別の特徴によって明らかである。
【0008】
【発明の実施の形態】図面 本発明の実施例は、図示されており、以下の説明におい
てより詳細に説明されている。図1は、製造法を示し、
図2は、本発明による製造法を示している。
【0009】実施例の説明 図1は、高圧センサの製造のためのドイツ連邦共和国特
許第10014984号から公知の方法を示している。
まず、スチール膜10の被覆すべき表面上へ絶縁層20
を全面的に載置する(図1a)。引き続き、歪みゲージ
のための固有機能層を全面的に載置し;この歪みゲージ
30は、この後、次の工程で、フォトリソグラフィック
パターン化工程を用いて製造する(図1b)。これに引
き続き、コンタクト層もしくはコンタクト層系40を載
置し、これらを、大部分同様にフォトリソグラフィック
パターン化させる(図1c)。また、コンタクト層40
のフォトリソグラフィックパターン化には、シャドーマ
スク技術も使用される。この後、所望の電気的性質の調
節、殊に複数のパターン化された圧電抵抗歪みゲージも
しくは抵抗素子によって形成されたホイートストーンブ
リッジの対称性の調節のためには、調節過程を続けるこ
とが多い。もう1つの工程(図1d)において、不活性
化層(50)を載置するが、そのパターン化は、同様に
フォトリソグラフィックによるか又はシャドーマスク技
術の使用によって行われる。
【0010】図2は、高圧センサの製造のための本発明
による方法を示している。まず、例えば20マイクロメ
ートルの厚さを有する自立した薄いガラス11の上に、
ホイートストーンブリッジを製造する。薄いガラスと
は、例えばSchottの商品名AF45の材料のこと
である。別の使用可能なホウケイ酸ガラス品は、例えば
Corningの「Pyrex」又はSchottの
「Tempax」である。図1中で既に説明した方法
で、これについて、必要とされる4つの歪みゲージ30
を載置し、これにコンタクト層系41を備えさせ、不活
性化層50で被覆する(図2a)。図1で説明した方法
とは異なり、コンタクト層系の接点は、専ら、歪みゲー
ジの材料の上に載置される。歪みゲージの材料として、
500ナノメートルの厚さのポリシリコン層又は50ナ
ノメートルの厚さのニッケルクロム層又はニッケルクロ
ムシリコン層を載置し、これを、フォトリソグラフィー
工程及び引き続くプラズマエッチング工程によりパター
ン化する。ニッケルからなるか又はニッケルクロム、パ
ラジウム、引き続き金の層順序からなる500ナノメー
トルの厚さのコンタクト層系の載置は、スパッタリング
又は蒸着を用いて、シャドーマスクを貫いて行う。窒化
珪素からなる不活性化層50の1つの析出は、PECV
D法(PECVD:英語でPlasma Enhanc
ed Chemical Vapor Deposit
ion)で行われる。別の工程において、例えばホイー
トストーンブリッジの製造と並行に、スチール膜10、
例えば精鋼膜を、図2a中に記載した配置が後に配置さ
れることになる面の上に、化学蒸着法(CVD法)、殊
にLPCVD法(LPCVD=英語でLow Pres
sure Chemical Vapor Depsi
tion)又はPECVD法でか又はスパッタ処理を用
いて、非晶質又は多晶質の珪素層60で被覆させている
(図2b)。(ガラス基板を、陽極結合によって精鋼基
板と直接結合させることもできる;こうして、珪素被覆
が不用である)。こうして、高圧センサの後の使用にお
ける測定すべき圧力が、スチール膜10の、珪素層60
の向かい側に加わる。珪素層の載置後に、図2c中で記
載してあるように、ホイートストーンブリッジに背を向
ける面を有する薄いガラスを、珪素層の上に載置し、陽
極結合処理を施し、これから、最終的に陽極結合したセ
ンサ70が結果として生じる。陽極結合は、この場合、
金属、珪素層及び薄いガラスの間に非可逆的で化学的に
堅固な結合を形成する。このために、精鋼基板を、伝熱
面の上に載置し(温度:300〜500℃)、陽極とし
てのホットプレートと、ガラスと接触する陰極との間
に、100〜1000ボルトの直流電圧を印加する。生
じた化学反応は、非可逆的な化合物を形成する。
【0011】ホイートストーンブリッジの前記の製造
は、酸化珪素からなる例えば10マイクロメートルの厚
さの絶縁層で被覆された精鋼基板の上ではなく、まず、
10〜20マイクロメートルの厚さの薄いガラス基板上
で行われる。この後初めて、精鋼膜10と抵抗ブリッジ
とを、陽極結合を用いて結合させる。この場合、薄いガ
ラスは、抵抗素子の担体機能とともに、その載置の際
に、引き続き導電性スチール基板に対する該素子の電気
的絶縁をも引き受けている。従って、酸化珪素からなる
10マイクロメートルの基板絶縁は、完全に不用にでき
る。
【0012】また、既に公知のコンタクト層系40を有
するパターンを薄いガラス支持体に付与することもでき
る。精鋼基板の準備及び陽極結合の以下の方法は、測定
装置の具体的な形態によってもそのままである。
【0013】また、ドイツ連邦共和国特許第10014
984号中に記載されているように、レーザー法を用い
て抵抗層のパターン化を行うこともできる。
【0014】生産性の向上及び仕上げ装置の最適な利用
のために、薄いガラスとして、6〜8zoll(15.
24〜20.32cm)のシリコンウェーハと同じ形を
有するガラス基板を使用することもできる。この種のガ
ラス基板を、約200個までのホイートストーンブリッ
ジで全面的に覆わせる。ガラス基板の上に載置された抵
抗ブリッジの、対応する個数の精鋼基板との結合は、有
利に同時の行われる。別々にするのは、引き続き、ガラ
ス基板を細断するレーザーを用いて行われる。
【0015】同様に、ガラス基板を陽極結合の前に、レ
ーザーを用いて別々にし、引き続き、別々にされた抵抗
ブリッジを個別に精鋼基板の上に載せて結合させること
も可能である。
【0016】薄いガラスの機械的安定性の向上のため
に、適当な担体(例えばシリコンウェーハ)の上で加工
することもできる。この場合、ガラス基板を、例えばウ
ェーハの上に積層させている。積層は、シリコンウェー
ハの上への粘着剤で被覆された薄いガラスの圧着によっ
て行われる。薄いガラスが精鋼基板の上に結合されるこ
とになって初めて、この担体から再度除去されるが、こ
の場合、ガラス−ウェーハ結合品の溶剤中への浸漬によ
って、溶剤が粘着剤を溶解させる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、高圧センサの製造のためのドイツ連邦
共和国特許第10014984号から公知の方法を示す
図である。
【図2】図2は、本発明による製造法を示す図である。
【符号の説明】
10 スチール膜、 11 電気的絶縁基板、 20
絶縁層、 30 歪みゲージ、 40 コンタクト層、
41 コンタクト層系、 50 不活性化層、 60
珪素層、 70 センサ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 膜の上に、膜から電気的絶縁層によって
    分離され、少なくとも1つの測定素子、殊に歪みゲージ
    (30)を載置するセンサ構成素子の製造法において、
    測定素子を電気的絶縁基板(11)の上に載置し、これ
    を次の工程で、測定素子に背を向けた面の上で膜に固定
    して、電気的絶縁基板(11)が電気的絶縁層を形成す
    ることを特徴とする、センサ構成素子の製造法。
  2. 【請求項2】 電気的絶縁基板(11)として、有利に
    約10〜20マイクロメートルの厚さを有する薄いガラ
    スを使用する、請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 スチール、殊に精鋼からなる膜を使用す
    る、請求項1又は2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 電気的絶縁基板が上に配置されることに
    なる膜の面に多結晶質又は非晶質の珪素層を析出させ、
    電気的絶縁基板を、陽極結合を用いて珪素層の上に固定
    する、請求項1から3までのいずれか1項に記載の方
    法。
  5. 【請求項5】 膜の上に、膜から電気的絶縁層によって
    分離され、少なくとも1つの測定素子、殊に歪みゲージ
    (30)が配置されているセンサ構成素子において、測
    定素子が薄いガラスの上に配置されており、測定素子に
    背を向けた面が膜に固定されており、電気的絶縁層が薄
    いガラスによって形成されている、センサ構成素子。
  6. 【請求項6】 膜の表面が、薄いガラスに向けられた面
    の上で非晶質又は多結晶質珪素層で被覆されている、請
    求項5に記載のセンサ構成素子。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10034460A1 (de) * 2000-07-15 2002-01-31 Bosch Gmbh Robert Hochdrucksensor, Verfahren und Werkzeug zu seiner Herstellung
US6877380B2 (en) * 2002-10-01 2005-04-12 Honeywell International Inc. Diaphragm for bonded element sensor
US6983653B2 (en) * 2002-12-13 2006-01-10 Denso Corporation Flow sensor having thin film portion and method for manufacturing the same
DE10313738A1 (de) * 2003-03-27 2004-10-07 Robert Bosch Gmbh Kapazitiver mikromechanischer Drucksensor
WO2005109973A1 (en) * 2004-05-06 2005-11-17 Microbridge Technologies Inc, Trimming of embedded passive components using pulsed heating
DE102005001298A1 (de) * 2005-01-03 2006-07-13 Hydac Electronic Gmbh Vorrichtung zum Messen von Kräften, insbesondere Drucksensor, und zugehöriges Herstellverfahren
US8118748B2 (en) * 2005-04-28 2012-02-21 Medtronic, Inc. Implantable capacitive pressure sensor system and method
DE102007011878A1 (de) * 2007-03-13 2008-09-18 Hydac Electronic Gmbh Isolatorschichtsystem für einen Sensor und Sensor mit einem solchen Isolatorschichtsystem
DE102008002307A1 (de) 2008-06-09 2009-12-10 Robert Bosch Gmbh Herstellungsverfahren für ein mikromechanisches Bauelement, entsprechender Bauelementverbund und entsprechendes mikromechanisches Bauelement
JP5220866B2 (ja) * 2008-11-17 2013-06-26 アルプス電気株式会社 半導体圧力センサ
RU2506659C2 (ru) * 2012-05-21 2014-02-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" (ПГУ) Способ изготовления датчика вакуума с наноструктурой повышенной чувствительности и датчик вакуума на его основе
RU2505885C1 (ru) * 2012-06-09 2014-01-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" (ПГУ) Способ изготовления датчика вакуума с наноструктурой заданной чувствительности и датчик вакуума на его основе
US10732062B2 (en) * 2015-09-30 2020-08-04 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Semiconductor sensor device and method for manufacturing same
JP6486866B2 (ja) * 2016-05-27 2019-03-20 日立オートモティブシステムズ株式会社 物理量測定装置およびその製造方法ならびに物理量測定素子

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4390925A (en) * 1981-08-26 1983-06-28 Leeds & Northrup Company Multiple-cavity variable capacitance pressure transducer
US4415948A (en) * 1981-10-13 1983-11-15 United Technologies Corporation Electrostatic bonded, silicon capacitive pressure transducer
DE3310643C2 (de) * 1983-03-24 1986-04-10 Karlheinz Dr. 7801 Schallstadt Ziegler Drucksensor
JPH073380B2 (ja) * 1983-05-31 1995-01-18 株式会社日立製作所 集積化圧力センサ
US4996627A (en) * 1989-01-30 1991-02-26 Dresser Industries, Inc. High sensitivity miniature pressure transducer
DE4028376A1 (de) * 1990-09-07 1992-03-12 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur herstellung von duennschicht-dehnmessstreifenanordnungen
JP2595829B2 (ja) * 1991-04-22 1997-04-02 株式会社日立製作所 差圧センサ、及び複合機能形差圧センサ

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Publication number Publication date
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US6725724B2 (en) 2004-04-27
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