JP2018100882A - Pressure sensor, method for manufacturing pressure sensor, pressure sensor module, electronic apparatus, and mobile body - Google Patents

Pressure sensor, method for manufacturing pressure sensor, pressure sensor module, electronic apparatus, and mobile body Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pressure sensor which has a high pressure detection sensitivity and can suppress reduction in the reliability, a method for manufacturing the pressure sensor, a pressure sensor module, an electronic apparatus, and a mobile body.SOLUTION: The pressure sensor includes: a diaphragm which is deflected and deformed by pressures; a sensor part in the diaphragm; and a first silicon nitride film on one surface of the diaphragm, the first silicon nitride film containing hydrogen in a concentration of 10 atom% or less, and the pressure sensor further having a wiring electrically connected to the sensor part and a second silicon nitride film covering at least a part of the wiring.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、圧力センサー、圧力センサーの製造方法、圧力センサーモジュール、電子機器および移動体に関するものである。   The present invention relates to a pressure sensor, a pressure sensor manufacturing method, a pressure sensor module, an electronic device, and a moving body.

従来から、圧力センサーとして、例えば、特許文献1に記載の構成が知られている。特許文献1の圧力センサーは、受圧により撓み変形するダイアフラムと、ダイアフラム上に形成されたピエゾ抵抗素子と、を有し、ダイアフラムの撓みに基づいてピエゾ抵抗素子の抵抗値が変化することを利用して、圧力を検出するように構成されている。   Conventionally, for example, a configuration described in Patent Document 1 is known as a pressure sensor. The pressure sensor of Patent Document 1 has a diaphragm that is bent and deformed by receiving pressure, and a piezoresistive element formed on the diaphragm, and utilizes the fact that the resistance value of the piezoresistive element changes based on the deflection of the diaphragm. The pressure is detected.

国際公開2010/055734号公報International Publication No. 2010/055734

また、特許文献1の圧力センサーでは、ピエゾ抵抗素子を含む回路部分を保護するために、ダイアフラムの上面にシリコン酸化膜(SiO膜)からなる保護膜が成膜されている。しかしながら、シリコン酸化膜は、水分、ガス等が通過し易く、シリコン酸化膜を通過した成分(水分、ガス等)によって、回路部分等が反応劣化することで、圧力センサーの信頼性が低下してしまう。また、この劣化を抑制するため、保護膜をより厚くした場合には、ダイアフラムが撓み難くなり、圧力検出感度が低下してしまう。 In the pressure sensor disclosed in Patent Document 1, a protective film made of a silicon oxide film (SiO 2 film) is formed on the upper surface of the diaphragm in order to protect the circuit portion including the piezoresistive element. However, the silicon oxide film easily allows moisture, gas, etc. to pass through, and the components of the silicon oxide film (moisture, gas, etc.) have deteriorated the reaction of the circuit part, etc., reducing the reliability of the pressure sensor. End up. Further, when the protective film is made thicker in order to suppress this deterioration, the diaphragm is difficult to bend, and the pressure detection sensitivity is lowered.

本発明の目的は、圧力検出感度が高く、かつ、信頼性の低下を抑制することのできる圧力センサー、圧力センサーの製造方法、圧力センサーモジュール、電子機器および移動体を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a pressure sensor, a pressure sensor manufacturing method, a pressure sensor module, an electronic apparatus, and a moving body that have high pressure detection sensitivity and can suppress a decrease in reliability.

このような目的は、下記の本発明により達成される。   Such an object is achieved by the present invention described below.

本発明の圧力センサーは、受圧により撓み変形するダイアフラムと、
前記ダイアフラムに設けられているセンサー部と、
前記ダイアフラムの一方の面側に設けられている第1シリコン窒化膜と、を有し、
前記第1シリコン窒化膜の水素含有量は、10原子%以下であることを特徴とする。
これにより、より緻密な第1シリコン窒化膜が得られる。そのため、ピンホールが生じ難く、第1シリコン窒化膜のバリア機能をより高めることができる。よって、センサー部を水分、ガス等からより効果的に保護することができ、信頼性の高い圧力センサーとなる(圧力センサーの信頼性の低下を抑制することができる)。また、第1シリコン窒化膜を薄くすることができるため、圧力検出感度を高めることができる。
The pressure sensor of the present invention includes a diaphragm that bends and deforms by receiving pressure,
A sensor provided in the diaphragm;
A first silicon nitride film provided on one surface side of the diaphragm,
The hydrogen content of the first silicon nitride film is 10 atomic% or less.
Thereby, a denser first silicon nitride film is obtained. Therefore, pinholes are hardly generated, and the barrier function of the first silicon nitride film can be further enhanced. Therefore, the sensor unit can be more effectively protected from moisture, gas, and the like, and the pressure sensor is highly reliable (deterioration of the pressure sensor reliability can be suppressed). Further, since the first silicon nitride film can be made thin, the pressure detection sensitivity can be increased.

本発明の圧力センサーでは、前記センサー部と電気的に接続されている配線と、
前記配線の少なくとも一部を覆う第2シリコン窒化膜と、を有することが好ましい。
これにより、第2シリコン窒化膜によって、配線を水分等から保護することができる。
In the pressure sensor of the present invention, wiring electrically connected to the sensor unit,
And a second silicon nitride film covering at least a part of the wiring.
Thereby, the wiring can be protected from moisture or the like by the second silicon nitride film.

本発明の圧力センサーは、受圧により撓み変形するダイアフラムと、
前記ダイアフラムに設けられているセンサー部と、
前記ダイアフラムの一方の面側に設けられている第1シリコン窒化膜と、
前記センサー部と電気的に接続されている配線と、
前記配線の少なくとも一部を覆う第2シリコン窒化膜と、を有し、
前記第1シリコン窒化膜の水素含有量は、前記第2シリコン窒化膜の水素含有量よりも低いことを特徴とする。
これにより、より緻密な第1シリコン窒化膜が得られる。そのため、ピンホールが生じ難く、第1シリコン窒化膜のバリア機能をより高めることができる。よって、センサー部を水分、ガス等からより効果的に保護することができ、信頼性の高い圧力センサーとなる(圧力センサー1の信頼性の低下を抑制することができる)。また、第1シリコン窒化膜および第2シリコン窒化膜をそれぞれより容易に成膜することができる。
The pressure sensor of the present invention includes a diaphragm that bends and deforms by receiving pressure,
A sensor provided in the diaphragm;
A first silicon nitride film provided on one surface side of the diaphragm;
Wiring electrically connected to the sensor unit;
A second silicon nitride film covering at least a part of the wiring,
The hydrogen content of the first silicon nitride film is lower than the hydrogen content of the second silicon nitride film.
Thereby, a denser first silicon nitride film is obtained. Therefore, pinholes are hardly generated, and the barrier function of the first silicon nitride film can be further enhanced. Therefore, the sensor unit can be more effectively protected from moisture, gas, and the like, and the pressure sensor is highly reliable (deterioration of the reliability of the pressure sensor 1 can be suppressed). Further, the first silicon nitride film and the second silicon nitride film can be formed more easily.

本発明の圧力センサーでは、前記第1シリコン窒化膜の水素含有量は、10原子%以下であることが好ましい。
これにより、第1シリコン窒化膜のバリア機能をより高めることができる。よって、センサー部を水分、ガス等からより効果的に保護することができる。
In the pressure sensor of the present invention, the hydrogen content of the first silicon nitride film is preferably 10 atomic% or less.
Thereby, the barrier function of the first silicon nitride film can be further enhanced. Therefore, the sensor unit can be more effectively protected from moisture, gas, and the like.

本発明の圧力センサーでは、前記第1シリコン窒化膜と前記ダイアフラムとの間に設けられているシリコン酸化膜を有していることが好ましい。
これにより、より優れた圧力検出特性を発揮することができる。
The pressure sensor according to the present invention preferably includes a silicon oxide film provided between the first silicon nitride film and the diaphragm.
Thereby, more excellent pressure detection characteristics can be exhibited.

本発明の圧力センサーでは、前記第1シリコン窒化膜の厚さは、200nm以下であることが好ましい。
これにより、第1シリコン窒化膜を、バリア特性を十分に発揮させつつ、十分に薄くすることができる。よって、圧力センサーの圧力検出感度を向上させることができる。
In the pressure sensor of the present invention, it is preferable that the first silicon nitride film has a thickness of 200 nm or less.
Thereby, the first silicon nitride film can be made sufficiently thin while sufficiently exhibiting the barrier characteristics. Therefore, the pressure detection sensitivity of the pressure sensor can be improved.

本発明の圧力センサーでは、前記第2シリコン窒化膜の厚さは、前記第1シリコン窒化膜の厚さよりも厚いことが好ましい。
これにより、第1シリコン窒化膜を薄くすることができ、圧力センサーの圧力検出感度を向上させることができる。また、第2シリコン窒化膜を厚くすることができ、第2シリコン窒化膜のバリア機能を高めることができる。
In the pressure sensor of the present invention, it is preferable that the second silicon nitride film is thicker than the first silicon nitride film.
Thereby, the first silicon nitride film can be thinned, and the pressure detection sensitivity of the pressure sensor can be improved. Further, the second silicon nitride film can be thickened, and the barrier function of the second silicon nitride film can be enhanced.

本発明の圧力センサーでは、前記ダイアフラムの他方の面側に配置されている圧力基準室を有していることが好ましい。
これにより、圧力基準室の圧力を基準として、ダイアフラムが受けた圧力を検出することができる。そのため、比較的簡単な構成で、かつ精度よく圧力を検出することができる。
The pressure sensor according to the present invention preferably has a pressure reference chamber disposed on the other surface side of the diaphragm.
Thereby, the pressure received by the diaphragm can be detected with reference to the pressure in the pressure reference chamber. Therefore, it is possible to detect the pressure with a relatively simple configuration and with high accuracy.

本発明の圧力センサーの製造方法は、基板にセンサー部を形成する工程と、
前記基板の一方の面側に、水素含有量が10原子%以下である第1シリコン窒化膜を配置する工程と、
前記基板の他方の面側に凹部を形成し、受圧により撓み変形するダイアフラムを形成する工程と、を含むことを特徴とする。
これにより、より緻密で、バリア特性に優れた第1シリコン窒化膜が得られ、センサー部を水分、ガス等からより効果的に保護することができる。したがって、信頼性の高い圧力センサーが得られる。
The method of manufacturing a pressure sensor of the present invention includes a step of forming a sensor portion on a substrate,
Disposing a first silicon nitride film having a hydrogen content of 10 atomic% or less on one surface side of the substrate;
Forming a concave portion on the other surface side of the substrate and forming a diaphragm that is bent and deformed by pressure reception.
As a result, a denser first silicon nitride film having excellent barrier properties can be obtained, and the sensor portion can be more effectively protected from moisture, gas, and the like. Therefore, a highly reliable pressure sensor can be obtained.

本発明の圧力センサーの製造方法は、基板にセンサー部を形成する工程と、
前記基板の一方の面側に第1シリコン窒化膜を配置する工程と、
前記基板の一方の面側に前記センサー部と電気的に接続される配線を配置する工程と、
前記配線の少なくとも一部を覆う第2シリコン窒化膜を配置する工程と、
前記基板の他方の面側に凹部を形成し、受圧により撓み変形するダイアフラムを形成する工程と、を含み、
前記第1シリコン窒化膜の水素含有量は、前記第2シリコン窒化膜の水素含有量よりも低いことを特徴とする。
これにより、より緻密で、バリア特性に優れた第1シリコン窒化膜が得られ、センサー部を水分、ガス等からより効果的に保護することができる。したがって、信頼性の高い圧力センサーが得られる。
The method of manufacturing a pressure sensor of the present invention includes a step of forming a sensor portion on a substrate,
Disposing a first silicon nitride film on one surface side of the substrate;
Arranging a wiring electrically connected to the sensor unit on one surface side of the substrate;
Disposing a second silicon nitride film covering at least part of the wiring;
Forming a recess on the other surface side of the substrate, and forming a diaphragm that bends and deforms under pressure.
The hydrogen content of the first silicon nitride film is lower than the hydrogen content of the second silicon nitride film.
As a result, a denser first silicon nitride film having excellent barrier properties can be obtained, and the sensor portion can be more effectively protected from moisture, gas, and the like. Therefore, a highly reliable pressure sensor can be obtained.

本発明の圧力センサーモジュールは、本発明の圧力センサーと、
前記圧力センサーを収納しているパッケージと、を有することを特徴とする。
これにより、感度が高く、かつ、信頼性の高い圧力センサーモジュールが得られる。
The pressure sensor module of the present invention includes the pressure sensor of the present invention,
And a package housing the pressure sensor.
Thereby, a pressure sensor module with high sensitivity and high reliability can be obtained.

本発明の電子機器は、本発明の圧力センサーを有することを特徴とする。
これにより、高性能で、信頼性の高い電子機器が得られる。
The electronic device of the present invention includes the pressure sensor of the present invention.
Thereby, a high-performance and highly reliable electronic device can be obtained.

本発明の移動体は、本発明の圧力センサーを有することを特徴とする。
これにより、高性能で、信頼性の高い移動体が得られる。
The moving body of the present invention has the pressure sensor of the present invention.
As a result, a mobile body with high performance and high reliability can be obtained.

本発明の第1実施形態に係る圧力センサーの断面図である。It is sectional drawing of the pressure sensor which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図1に示す圧力センサーが有するセンサー部を示す平面図である。It is a top view which shows the sensor part which the pressure sensor shown in FIG. 1 has. 図2に示すセンサー部を含むブリッジ回路を示す図である。It is a figure which shows the bridge circuit containing the sensor part shown in FIG. 図1に示す圧力センサーの製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the pressure sensor shown in FIG. 図1に示す圧力センサーの製造方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the pressure sensor shown in FIG. 図1に示す圧力センサーの製造方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the pressure sensor shown in FIG. 図1に示す圧力センサーの製造方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the pressure sensor shown in FIG. 図1に示す圧力センサーの製造方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the pressure sensor shown in FIG. 図1に示す圧力センサーの製造方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the pressure sensor shown in FIG. 図1に示す圧力センサーの製造方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the pressure sensor shown in FIG. 図1に示す圧力センサーの製造方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the pressure sensor shown in FIG. 図1に示す圧力センサーの製造方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the pressure sensor shown in FIG. 図1に示す圧力センサーの製造方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the pressure sensor shown in FIG. 図1に示す圧力センサーの製造方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the pressure sensor shown in FIG. 本発明の第2実施形態に係る圧力センサーの断面図である。It is sectional drawing of the pressure sensor which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図15に示す圧力センサーの製造方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the pressure sensor shown in FIG. 図15に示す圧力センサーの製造方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the pressure sensor shown in FIG. 図15に示す圧力センサーの製造方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the pressure sensor shown in FIG. 本発明の第3実施形態に係る圧力センサーの断面図である。It is sectional drawing of the pressure sensor which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係る圧力センサーの断面図である。It is sectional drawing of the pressure sensor which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態に係る圧力センサーモジュールの断面図である。It is sectional drawing of the pressure sensor module which concerns on 5th Embodiment of this invention. 図21に示す圧力センサーモジュールが有する支持基板の平面図である。It is a top view of the support substrate which the pressure sensor module shown in FIG. 21 has. 本発明の第6実施形態に係る電子機器としての高度計を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the altimeter as an electronic device which concerns on 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7実施形態に係る電子機器としてのナビゲーションシステムを示す正面図である。It is a front view which shows the navigation system as an electronic device which concerns on 7th Embodiment of this invention. 本発明の第8実施形態に係る移動体としての自動車を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the motor vehicle as a moving body which concerns on 8th Embodiment of this invention.

以下、本発明の圧力センサー、圧力センサーの製造方法、圧力センサーモジュール、電子機器および移動体を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, a pressure sensor, a pressure sensor manufacturing method, a pressure sensor module, an electronic device, and a moving body according to the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.

<第1実施形態>
まず、本発明の第1実施形態に係る圧力センサーについて説明する。
<First Embodiment>
First, the pressure sensor according to the first embodiment of the present invention will be described.

図1は、本発明の第1実施形態に係る圧力センサーの断面図である。図2は、図1に示す圧力センサーが有するセンサー部を示す平面図である。図3は、図2に示すセンサー部を含むブリッジ回路を示す図である。図4は、図1に示す圧力センサーの製造方法を示すフローチャートである。図5ないし図14は、それぞれ、図1に示す圧力センサーの製造方法を説明するための断面図である。なお、以下の説明では、図1、図5ないし図14中の上側を「上」、下側を「下」とも言う。   FIG. 1 is a cross-sectional view of a pressure sensor according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view showing a sensor unit included in the pressure sensor shown in FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating a bridge circuit including the sensor unit illustrated in FIG. 2. FIG. 4 is a flowchart showing a manufacturing method of the pressure sensor shown in FIG. 5 to 14 are cross-sectional views for explaining a method of manufacturing the pressure sensor shown in FIG. In the following description, the upper side in FIGS. 1 and 5 to 14 is also referred to as “upper”, and the lower side is also referred to as “lower”.

図1に示すように、圧力センサー1は、基板2と、基板2に配置されているセンサー部3と、基板2に接合されているベース基板4と、基板2とベース基板4との間に形成されている圧力基準室Sと、を有している。   As shown in FIG. 1, the pressure sensor 1 includes a substrate 2, a sensor unit 3 disposed on the substrate 2, a base substrate 4 bonded to the substrate 2, and the substrate 2 and the base substrate 4. And a pressure reference chamber S that is formed.

基板2は、SOI基板(すなわち、第1シリコン層2a、酸化シリコン層2bおよび第2シリコン層2cがこの順で積層されている基板)である。ただし、基板2としては、SOI基板に替えて、例えば、単層のシリコン基板を用いてもよい。また、シリコン基板以外の半導体基板を用いてもよい。   The substrate 2 is an SOI substrate (that is, a substrate in which the first silicon layer 2a, the silicon oxide layer 2b, and the second silicon layer 2c are stacked in this order). However, as the substrate 2, for example, a single layer silicon substrate may be used instead of the SOI substrate. Further, a semiconductor substrate other than a silicon substrate may be used.

また、基板2には、周囲の部分よりも薄肉であり、受圧によって撓み変形するダイアフラム21が設けられている。基板2には、下方に開放する有底の凹部22が形成されており、この凹部22の上側(凹部22によって基板2が薄くなっている部分)がダイアフラム21となっている。そして、ダイアフラム21の上面が、圧力を受ける受圧面となっている。凹部22は、ダイアフラム21の受圧面とは反対側に形成される後述の圧力基準室Sを形成するための空間(空洞部)である。なお、本実施形態では、ダイアフラム21の平面視形状は、略正方形であるが、ダイアフラム21の平面視形状としては、特に限定されず、例えば、円形であってもよい。   Further, the substrate 2 is provided with a diaphragm 21 that is thinner than the surrounding portion and is bent and deformed by receiving pressure. The substrate 2 is formed with a bottomed recess 22 that opens downward, and the diaphragm 21 is above the recess 22 (the portion where the substrate 2 is thinned by the recess 22). The upper surface of the diaphragm 21 is a pressure receiving surface that receives pressure. The concave portion 22 is a space (hollow portion) for forming a pressure reference chamber S (described later) formed on the side opposite to the pressure receiving surface of the diaphragm 21. In the present embodiment, the planar view shape of the diaphragm 21 is substantially square, but the planar view shape of the diaphragm 21 is not particularly limited, and may be, for example, a circular shape.

ここで、本実施形態では、凹部22は、シリコンディープエッチング装置を用いたドライエッチングで形成されている。具体的には、基板2の下面側から等方性エッチング、保護膜成膜および異方向性エッチングという工程を繰り返して、第1シリコン層2aを掘ることで凹部22を形成する。この工程を繰り返し、エッチングが酸化シリコン層2bまで達すると酸化シリコン層2bがエッチングストッパーとなってエッチングが終了し、凹部22が得られる。このような形成方法によれば、凹部22の側面が基板2の主面に対して略垂直となるため、凹部22の開口面積を小さくすることができる。そのため、基板2の機械的強度の低下を抑制することができ、また、圧力センサー1の大型化を抑制することもできる。なお、図示しないが、前述した工程の繰り返しによって、凹部22の内壁側面には掘り方向に周期的な凹凸が形成される。   Here, in this embodiment, the recess 22 is formed by dry etching using a silicon deep etching apparatus. Specifically, the recesses 22 are formed by digging the first silicon layer 2a by repeating the processes of isotropic etching, protective film formation, and anisotropic etching from the lower surface side of the substrate 2. This process is repeated, and when the etching reaches the silicon oxide layer 2b, the silicon oxide layer 2b serves as an etching stopper to complete the etching, and the recess 22 is obtained. According to such a forming method, since the side surface of the recess 22 is substantially perpendicular to the main surface of the substrate 2, the opening area of the recess 22 can be reduced. Therefore, a decrease in mechanical strength of the substrate 2 can be suppressed, and an increase in the size of the pressure sensor 1 can be suppressed. In addition, although not shown in the figure, periodic unevenness is formed in the digging direction on the inner wall side surface of the recess 22 by repeating the above-described steps.

ただし、凹部22の形成方法としては、上記の方法に限定されず、例えば、ウェットエッチングによって形成してもよい。また、本実施形態では、ダイアフラム21に酸化シリコン層2bが残っているが、この酸化シリコン層2bをさらに除去してもよい。すなわち、ダイアフラム21を第2シリコン層2cの単層で構成してもよい。これにより、ダイアフラム21をより薄くすることができ、より撓み変形し易いダイアフラム21が得られる。   However, the method of forming the recess 22 is not limited to the above method, and may be formed by wet etching, for example. In the present embodiment, the silicon oxide layer 2b remains on the diaphragm 21, but the silicon oxide layer 2b may be further removed. That is, the diaphragm 21 may be constituted by a single layer of the second silicon layer 2c. Thereby, the diaphragm 21 can be made thinner, and the diaphragm 21 which is easier to bend and deform is obtained.

ダイアフラム21の厚さとしては、特に限定されず、ダイアフラム21の大きさ等によっても異なるが、例えば、ダイアフラム21の幅が100μm以上150μm以下の場合には、1μm以上10μm以下であることが好ましく、1μm以上3μm以下であることがより好ましい。このような厚さとすることで、機械的な強度を十分に保ちつつ、十分に薄く、受圧により撓み変形し易い、すなわち感度の高いダイアフラム21が得られる。   The thickness of the diaphragm 21 is not particularly limited, and varies depending on the size of the diaphragm 21. For example, when the width of the diaphragm 21 is 100 μm or more and 150 μm or less, the thickness is preferably 1 μm or more and 10 μm or less. More preferably, it is 1 μm or more and 3 μm or less. With such a thickness, it is possible to obtain a diaphragm 21 that is sufficiently thin while maintaining sufficient mechanical strength, and that is easily deformed by receiving pressure, that is, has high sensitivity.

以上のような基板2の上面には、シリコン酸化膜28(SiO膜)と、第1シリコン窒化膜29(SiN膜)と、が成膜されている。より具体的には、基板2の上面にシリコン酸化膜28が成膜されており、シリコン酸化膜28の上面に第1シリコン窒化膜29が成膜されている。また、シリコン酸化膜28および第1シリコン窒化膜29は、それぞれ、基板2の平面視で、ダイアフラム21の全域と重なるように配置されている。 The silicon oxide film 28 (SiO 2 film) and the first silicon nitride film 29 (SiN film) are formed on the upper surface of the substrate 2 as described above. More specifically, a silicon oxide film 28 is formed on the upper surface of the substrate 2, and a first silicon nitride film 29 is formed on the upper surface of the silicon oxide film 28. The silicon oxide film 28 and the first silicon nitride film 29 are arranged so as to overlap the entire area of the diaphragm 21 in plan view of the substrate 2.

シリコン酸化膜28によって、センサー部3が有する後述するピエゾ抵抗素子31、32、33、34の界面準位を低減してノイズの発生を抑制することができる。また、第1シリコン窒化膜29によって、センサー部3を水分や埃から保護することができる。   With the silicon oxide film 28, it is possible to reduce the interface state of piezoresistive elements 31, 32, 33, and 34, which will be described later, which the sensor unit 3 has, thereby suppressing the generation of noise. The first silicon nitride film 29 can protect the sensor unit 3 from moisture and dust.

ここで、シリコン酸化膜28および第1シリコン窒化膜29の膜厚の合計(総厚さ)としては、特に限定されないが、ダイアフラム21の厚さの1/10以下であることが好ましく、1/100以下であることがより好ましい。これにより、シリコン酸化膜28および第1シリコン窒化膜29を十分に薄くすることができる。   Here, the total thickness (total thickness) of the silicon oxide film 28 and the first silicon nitride film 29 is not particularly limited, but is preferably 1/10 or less of the thickness of the diaphragm 21. More preferably, it is 100 or less. Thereby, the silicon oxide film 28 and the first silicon nitride film 29 can be made sufficiently thin.

また、シリコン酸化膜28の厚さとしては、特に限定されないが、ダイアフラム21の厚さが1μm以上10μm以下程度の場合には、例えば、5nm以上100nm以下であることが好ましく、5nm以上50nm以下であることがより好ましい。これにより、シリコン酸化膜28を、上述した効果を十分に発揮させつつ、十分に薄くすることができる。   Further, the thickness of the silicon oxide film 28 is not particularly limited, but when the thickness of the diaphragm 21 is about 1 μm or more and 10 μm or less, for example, it is preferably 5 nm or more and 100 nm or less, and preferably 5 nm or more and 50 nm or less. More preferably. Thereby, the silicon oxide film 28 can be made sufficiently thin while sufficiently exhibiting the above-described effects.

また、第1シリコン窒化膜29の厚さT1としては、特に限定されないが、ダイアフラム21の厚さが1μm以上10μm以下程度の場合には、例えば、10nm以上200nm以下であることが好ましく、10nm以上50nm以下であることがより好ましい。これにより、第1シリコン窒化膜29を、上述した効果を十分に発揮させつつ、十分に薄くすることができる。特に、第1シリコン窒化膜29については、後述するように、水素含有量が10原子%以下に抑えられた緻密な膜となっているため、上述のように薄くしても、その機能を十分に発揮することができる。   Further, the thickness T1 of the first silicon nitride film 29 is not particularly limited. However, when the thickness of the diaphragm 21 is about 1 μm or more and 10 μm or less, for example, it is preferably 10 nm or more and 200 nm or less. More preferably, it is 50 nm or less. Thereby, the first silicon nitride film 29 can be made sufficiently thin while sufficiently exhibiting the above-described effects. In particular, the first silicon nitride film 29 is a dense film whose hydrogen content is suppressed to 10 atomic% or less, as will be described later. Can be demonstrated.

なお、シリコン酸化膜28は、省略してもよい。また、シリコン酸化膜28の替りに他の材料(例えば、SiNO)で構成されている膜を配置してもよい。   The silicon oxide film 28 may be omitted. Further, instead of the silicon oxide film 28, a film made of another material (for example, SiNO) may be disposed.

ダイアフラム21には、ダイアフラム21に作用する圧力を検出し得るセンサー部3が設けられている。このセンサー部3は、図2に示すように、ダイアフラム21に設けられた4つのピエゾ抵抗素子31、32、33、34を有している。また、ピエゾ抵抗素子31、32、33、34は、配線35を介して、互いに電気的に接続され、図3に示すブリッジ回路30(ホイートストンブリッジ回路)を構成している。ブリッジ回路30には駆動電圧AVDCを供給する駆動回路(図示せず)が接続されている。そして、ブリッジ回路30は、ダイアフラム21の撓みに基づくピエゾ抵抗素子31、32、33、34の抵抗値変化に応じた検出信号(電圧)を出力する。そのため、この出力された検出信号に基づいてダイアフラム21が受けた圧力を検出することができる。   The diaphragm 21 is provided with a sensor unit 3 that can detect the pressure acting on the diaphragm 21. As shown in FIG. 2, the sensor unit 3 includes four piezoresistive elements 31, 32, 33, and 34 provided on the diaphragm 21. Further, the piezoresistive elements 31, 32, 33, and 34 are electrically connected to each other via a wiring 35 to constitute a bridge circuit 30 (Wheatstone bridge circuit) shown in FIG. The bridge circuit 30 is connected to a drive circuit (not shown) that supplies a drive voltage AVDC. The bridge circuit 30 outputs a detection signal (voltage) corresponding to a change in resistance value of the piezoresistive elements 31, 32, 33, and 34 based on the deflection of the diaphragm 21. Therefore, the pressure received by the diaphragm 21 can be detected based on the output detection signal.

特に、ピエゾ抵抗素子31、32、33、34は、ダイアフラム21の外縁部に配置されている。受圧によりダイアフラム21が撓み変形すると、ダイアフラム21の中でも特にその外縁部に大きな応力が加わるため、外縁部にピエゾ抵抗素子31、32、33、34を配置することで、前述した検出信号を大きくすることができ、圧力検知の感度が向上する。なお、ピエゾ抵抗素子31、32、33、34の配置は、特に限定されず、例えば、ピエゾ抵抗素子31、32、33、34がダイアフラム21の外縁を跨いで配置されていてもよい。   In particular, the piezoresistive elements 31, 32, 33, and 34 are disposed on the outer edge portion of the diaphragm 21. When the diaphragm 21 is bent and deformed by pressure reception, a large stress is particularly applied to the outer edge portion of the diaphragm 21. Therefore, by arranging the piezoresistive elements 31, 32, 33, and 34 on the outer edge portion, the above-described detection signal is increased. This improves the sensitivity of pressure detection. The arrangement of the piezoresistive elements 31, 32, 33, and 34 is not particularly limited. For example, the piezoresistive elements 31, 32, 33, and 34 may be arranged across the outer edge of the diaphragm 21.

また、前述したように、シリコン酸化膜28および第1シリコン窒化膜29を薄くすることで、次のような効果を発揮することもできる。本実施形態では、ダイアフラム21と、当該ダイアフラム21上のシリコン酸化膜28および第1シリコン窒化膜29と、の積層体が受圧により撓み変形する「ダイアフラム」として機能するとも言える。このダイアフラムについて、その厚さ方向で議論すれば、ダイアフラムの厚さ方向中央部から表面(上面および下面)に向けて、受圧により撓み変形したときに生じる応力が大きくなる。そのため、ダイアフラムの上面または下面のより近くにピエゾ抵抗素子31、32、33、34を配置することで、同じ圧力を受けた場合でも、より大きな検出信号が得られる。この点に鑑みれば、上述したように、シリコン酸化膜28および第1シリコン窒化膜29を薄くすることで、ピエゾ抵抗素子31、32、33、34をダイアフラム(ダイアフラム21、シリコン酸化膜28および第1シリコン窒化膜29との積層体)の上面のより近くに配置することができるため、より大きな検出信号が得られ、圧力検出感度がさらに向上する。   Further, as described above, the following effects can be exhibited by thinning the silicon oxide film 28 and the first silicon nitride film 29. In the present embodiment, it can be said that the laminated body of the diaphragm 21 and the silicon oxide film 28 and the first silicon nitride film 29 on the diaphragm 21 functions as a “diaphragm” that is bent and deformed by receiving pressure. If this diaphragm is discussed in the thickness direction, the stress generated when the diaphragm is bent and deformed by pressure from the central portion in the thickness direction of the diaphragm toward the surface (upper surface and lower surface) becomes large. Therefore, by arranging the piezoresistive elements 31, 32, 33, 34 closer to the upper surface or the lower surface of the diaphragm, a larger detection signal can be obtained even when the same pressure is applied. In view of this point, as described above, by thinning the silicon oxide film 28 and the first silicon nitride film 29, the piezoresistive elements 31, 32, 33, and 34 are made diaphragms (diaphragm 21, silicon oxide film 28, and first oxide film 28). 1 can be arranged closer to the upper surface of the laminate (with the silicon nitride film 29), a larger detection signal can be obtained, and the pressure detection sensitivity can be further improved.

ピエゾ抵抗素子31、32、33、34は、それぞれ、例えば、基板2の第2シリコン層2cにリン、ボロン等の不純物をドープ(拡散または注入)することで構成されている。また、配線35は、例えば、基板2の第2シリコン層2cに、ピエゾ抵抗素子31、32、33、34よりも高濃度でリン、ボロン等の不純物をドープ(拡散または注入)することで構成されている。   Each of the piezoresistive elements 31, 32, 33, and 34 is configured, for example, by doping (diffusing or injecting) impurities such as phosphorus and boron into the second silicon layer 2c of the substrate 2. The wiring 35 is configured by doping (diffusing or injecting) impurities such as phosphorus and boron at a higher concentration than the piezoresistive elements 31, 32, 33, and 34 into the second silicon layer 2 c of the substrate 2, for example. Has been.

また、基板2上には層間絶縁膜51が配置されており、この層間絶縁膜51上に配線52が設けられている。また、層間絶縁膜51には貫通孔が形成されており、この貫通孔を介して、配線52が配線35と電気的に接続されている。また、層間絶縁膜51および配線52上には層間絶縁膜53が設けられており、この層間絶縁膜53によって配線52が絶縁されると共に、保護されている。   An interlayer insulating film 51 is disposed on the substrate 2, and a wiring 52 is provided on the interlayer insulating film 51. Further, a through hole is formed in the interlayer insulating film 51, and the wiring 52 is electrically connected to the wiring 35 through this through hole. An interlayer insulating film 53 is provided on the interlayer insulating film 51 and the wiring 52, and the wiring 52 is insulated and protected by the interlayer insulating film 53.

このような層間絶縁膜51、53は、例えば、シリコン酸化膜で構成されている。また、配線52は、例えば、アルミニウム膜等の金属膜で構成されている。ただし、これら各部の構成材料は、その機能を発揮することができれば、特に限定されない。   Such interlayer insulating films 51 and 53 are made of, for example, a silicon oxide film. The wiring 52 is made of a metal film such as an aluminum film, for example. However, the constituent material of each part is not particularly limited as long as the function can be exhibited.

また、層間絶縁膜53上には、第2シリコン窒化膜55が配置されている。基板2の平面視で、第2シリコン窒化膜55は、配線52の少なくとも一部と重なって(覆って)配置されている。このような第2シリコン窒化膜55は、センサー部3や配線52を水分や埃から保護する機能を有する。   A second silicon nitride film 55 is disposed on the interlayer insulating film 53. In plan view of the substrate 2, the second silicon nitride film 55 is disposed so as to overlap (cover) at least part of the wiring 52. Such a second silicon nitride film 55 has a function of protecting the sensor unit 3 and the wiring 52 from moisture and dust.

なお、層間絶縁膜51、53および第2シリコン窒化膜55は、それぞれ、ダイアフラム21と重ならないように設けられており、本実施形態では、平面視で、ダイアフラム21の周囲を囲む枠状をなしている。   The interlayer insulating films 51 and 53 and the second silicon nitride film 55 are provided so as not to overlap with the diaphragm 21, respectively, and in the present embodiment, have a frame shape surrounding the periphery of the diaphragm 21 in plan view. ing.

また、層間絶縁膜53および第2シリコン窒化膜55を貫通する貫通孔が設けられており、第2シリコン窒化膜55上にはこの貫通孔を介して配線35と電気的に接続されている端子54が設けられている。   Further, a through hole penetrating the interlayer insulating film 53 and the second silicon nitride film 55 is provided, and a terminal electrically connected to the wiring 35 through the through hole on the second silicon nitride film 55. 54 is provided.

ベース基板4は、ダイアフラム21との間に圧力基準室Sを形成するように、ダイアフラム21と対向して配置されている。具体的には、ベース基板4は、凹部22の開口を塞ぐように、基板2の下面に接合されている。このようなベース基板4としては、例えば、シリコン基板、ガラス基板、セラミックス基板等を用いることができる。   The base substrate 4 is disposed so as to face the diaphragm 21 so as to form a pressure reference chamber S between the base substrate 4 and the diaphragm 21. Specifically, the base substrate 4 is bonded to the lower surface of the substrate 2 so as to close the opening of the recess 22. As such a base substrate 4, a silicon substrate, a glass substrate, a ceramic substrate etc. can be used, for example.

このようなベース基板4によって凹部22を気密的に封止することで、圧力基準室Sが形成されている。そのため、圧力基準室Sは、ダイアフラム21の下側(受圧面と反対側)に位置していると言える。圧力基準室Sは、真空(例えば10Pa以下程度)であることが好ましい。これにより、圧力センサー1を、真空を基準として圧力を検出する「絶対圧センサー」として用いることができる。そのため、利便性の高い圧力センサー1となる。ただし、圧力基準室Sは、真空状態でなくてもよい。また、本発明は、ベース基板4に圧力導入口を形成して、凹部22を外部と連通させた差圧センサー、ゲージ圧センサーにも適用することができる。   The pressure reference chamber S is formed by hermetically sealing the concave portion 22 with such a base substrate 4. Therefore, it can be said that the pressure reference chamber S is located on the lower side of the diaphragm 21 (the side opposite to the pressure receiving surface). The pressure reference chamber S is preferably a vacuum (for example, about 10 Pa or less). Thereby, the pressure sensor 1 can be used as an “absolute pressure sensor” that detects a pressure with reference to a vacuum. Therefore, the pressure sensor 1 is highly convenient. However, the pressure reference chamber S may not be in a vacuum state. The present invention can also be applied to a differential pressure sensor or a gauge pressure sensor in which a pressure introduction port is formed in the base substrate 4 and the recess 22 is communicated with the outside.

以上、圧力センサー1の構成について簡単に説明した。次に、圧力センサー1の特徴的な部分について詳細に説明する。圧力センサー1では、第1シリコン窒化膜29は、高純度のものが好ましく、特に、水素(H)が不可避的に含まれたとしても、その量が極めて少ないものが好ましい。すなわち、第1シリコン窒化膜29の水素(H)含有量は、10原子%以下であるのが好ましい。このように、第1シリコン窒化膜29の水素含有量を10原子%以下とすることで、より緻密な第1シリコン窒化膜29が得られる。そのため、ピンホールが生じ難く、第1シリコン窒化膜29のバリア機能をより高めることができる。よって、センサー部3を水分、ガス等の成分からより効果的に保護することができる。また、膜が緻密な分、第1シリコン窒化膜29をより薄くすることができる。そのため、上述した理由から、センサー部3からより大きな検出信号が得られ、圧力検出感度がさらに向上する。   The configuration of the pressure sensor 1 has been briefly described above. Next, characteristic parts of the pressure sensor 1 will be described in detail. In the pressure sensor 1, the first silicon nitride film 29 is preferably a high-purity film, and in particular, even if hydrogen (H) is inevitably contained, a film having an extremely small amount is preferable. That is, the hydrogen (H) content of the first silicon nitride film 29 is preferably 10 atomic% or less. As described above, by setting the hydrogen content of the first silicon nitride film 29 to 10 atomic% or less, a denser first silicon nitride film 29 can be obtained. Therefore, pinholes are hardly generated, and the barrier function of the first silicon nitride film 29 can be further enhanced. Therefore, the sensor unit 3 can be more effectively protected from components such as moisture and gas. Further, the first silicon nitride film 29 can be made thinner by the denseness of the film. Therefore, for the reasons described above, a larger detection signal is obtained from the sensor unit 3, and the pressure detection sensitivity is further improved.

なお、第1シリコン窒化膜29の水素含有量としては、さらに、6原子%以下であることが好ましく、4原子%以下であることがより好ましい。これにより、上述した効果がより顕著なものとなる。   The hydrogen content of the first silicon nitride film 29 is further preferably 6 atomic percent or less, and more preferably 4 atomic percent or less. Thereby, the effect mentioned above becomes more remarkable.

また、第1シリコン窒化膜29の厚さT1としては、特に限定されないが、前述したように、例えば、10nm以上200nm以下であることが好ましく、10nm以上50nm以下であることがより好ましい。これにより、第1シリコン窒化膜29を、バリア機能を十分に発揮させつつ十分に薄くすることができる。そのため、第1シリコン窒化膜29の内部応力を低減することができ、ダイアフラム21が検出対象である圧力以外の力によって撓み変形してしまうのを抑制することができる。そのため、より優れた圧力検出特性を発揮することができる。ここで、第1シリコン窒化膜29を上述のように薄くできるのは、水素含有量を10原子%以下に抑え、第1シリコン窒化膜29が緻密な膜で構成されているためである。   Further, the thickness T1 of the first silicon nitride film 29 is not particularly limited, but as described above, for example, it is preferably 10 nm or more and 200 nm or less, and more preferably 10 nm or more and 50 nm or less. Thereby, the first silicon nitride film 29 can be made sufficiently thin while sufficiently exerting the barrier function. Therefore, the internal stress of the first silicon nitride film 29 can be reduced, and the diaphragm 21 can be prevented from being bent and deformed by a force other than the pressure to be detected. Therefore, more excellent pressure detection characteristics can be exhibited. Here, the reason why the first silicon nitride film 29 can be thinned as described above is that the hydrogen content is suppressed to 10 atomic% or less and the first silicon nitride film 29 is formed of a dense film.

また、第1シリコン窒化膜29の成膜方法としては、水素含有量を10原子%以下とすることができれば特に限定されないが、例えば、減圧CVD(LP−CVD)を用いることができる。減圧CVDは、例えば、成長時の圧力を0.1Torr以上30Torr以下程度に減圧して行うCVDであり、水素含有量が少なく、良好で均質な膜質の第1シリコン窒化膜29を成膜することができる。なお、減圧CVDは、例えば、700℃以上(具体的には、アンモニアとジクロルシランガスとを用いた減圧CVDによれば780℃程度)の環境下で行われるが、後述する製造方法でも説明するように、第1シリコン窒化膜29の成膜時には、アルミニウム等の金属材料で構成されている配線52が形成されていないため、配線52にダメージ(例えば軟化、溶融による断線)を与えることがない。   The method for forming the first silicon nitride film 29 is not particularly limited as long as the hydrogen content can be 10 atomic% or less. For example, low pressure CVD (LP-CVD) can be used. Low-pressure CVD is, for example, CVD performed by reducing the growth pressure to about 0.1 Torr or more and 30 Torr or less, and forming the first silicon nitride film 29 having a low hydrogen content and a good and uniform film quality. Can do. Note that the low pressure CVD is performed in an environment of, for example, 700 ° C. or more (specifically, about 780 ° C. according to low pressure CVD using ammonia and dichlorosilane gas). Thus, when the first silicon nitride film 29 is formed, since the wiring 52 made of a metal material such as aluminum is not formed, the wiring 52 is not damaged (for example, softened or disconnected due to melting). .

また、第2シリコン窒化膜55の成膜方法としては、特に限定されないが、例えば、プラズマCVDを用いることができる。プラズマCVDによれば、前述した減圧CVDと比べて水素含有量が高くなるものの、比較的低温で第2シリコン窒化膜55を成膜することができる。そのため、後述する製造方法でも説明するように、アルミニウム等の金属配線で構成されている配線52が熱ダメージ(軟化、溶融等による断線等)を受けてしまうことを抑制することができる。なお、プラズマCVDは、例えば、チャンバーに高周波電力を与え、原料ガスをプラズマ化し、250℃以上400℃以下程度の比較的低温で、0.1Torr以上30Torr以下程度の減圧下で膜を成長させるCVDである。   Further, the method for forming the second silicon nitride film 55 is not particularly limited, and for example, plasma CVD can be used. According to plasma CVD, although the hydrogen content is higher than that of the aforementioned low pressure CVD, the second silicon nitride film 55 can be formed at a relatively low temperature. Therefore, as will be described later in the manufacturing method, it is possible to suppress the wiring 52 made of a metal wiring such as aluminum from receiving thermal damage (disconnection due to softening, melting, etc.). Note that plasma CVD is, for example, a method in which high-frequency power is applied to a chamber, a source gas is turned into plasma, and a film is grown at a relatively low temperature of about 250 ° C. to 400 ° C. and a reduced pressure of about 0.1 Torr to 30 Torr. It is.

また、第1シリコン窒化膜29の水素含有量は、第2シリコン窒化膜55の水素含有量よりも低いことが好ましい。逆に言えば、第2シリコン窒化膜55の水素含有量は、第1シリコン窒化膜29の水素含有量よりも高いことが好ましい。このように、第2シリコン窒化膜55の水素含有量を第1シリコン窒化膜29の水素含有量よりも高くすることで、より低温で成膜することが可能となり、第2シリコン窒化膜55を他の部分にダメージを与えることなく(ダメージを小さく抑えつつ)、より容易に成膜することができる。   The hydrogen content of the first silicon nitride film 29 is preferably lower than the hydrogen content of the second silicon nitride film 55. Conversely, the hydrogen content of the second silicon nitride film 55 is preferably higher than the hydrogen content of the first silicon nitride film 29. Thus, by making the hydrogen content of the second silicon nitride film 55 higher than the hydrogen content of the first silicon nitride film 29, it becomes possible to form the film at a lower temperature, and the second silicon nitride film 55 is formed. It is possible to form a film more easily without damaging other portions (while keeping the damage small).

また、第2シリコン窒化膜55の水素(H)含有量としては、特に限定されないが、10原子%超20原子%以下であることが好ましく、10原子%超15原子%以下であることがより好ましい。これにより、第1シリコン窒化膜29には及ばないものの、比較的緻密でピンホールが形成され難い第2シリコン窒化膜55となる。そのため、第2シリコン窒化膜55のバリア機能をより高めることができる。よって、センサー部3を水分、ガス等からより効果的に保護することができる。   Further, the hydrogen (H) content of the second silicon nitride film 55 is not particularly limited, but is preferably more than 10 atom% and not more than 20 atom%, more preferably more than 10 atom% and not more than 15 atom%. preferable. As a result, the second silicon nitride film 55 is formed which is relatively dense and hardly forms pinholes, although it does not reach the first silicon nitride film 29. Therefore, the barrier function of the second silicon nitride film 55 can be further enhanced. Therefore, the sensor unit 3 can be more effectively protected from moisture, gas, and the like.

また、第2シリコン窒化膜55の厚さT2は、第1シリコン窒化膜29の厚さT1よりも厚いことが好ましい。前述したように、第2シリコン窒化膜55は、第1シリコン窒化膜29よりも水素含有量が高く、その分、水分、ガス等に対するバリア機能に劣っている。そのため、第2シリコン窒化膜55を第1シリコン窒化膜29よりも厚くすることで、第2シリコン窒化膜55の水分、ガス等に対するバリア機能を高めることができる。なお、第2シリコン窒化膜55は、ダイアフラム21上に配置されていないため、前述したような第1シリコン窒化膜29のように、センサー部3の出力を大きくするために膜厚を薄くする必要がない。言い換えると、第2シリコン窒化膜55を厚くしても、圧力センサー1の圧力検出感度にほとんど影響を与えない。   The thickness T2 of the second silicon nitride film 55 is preferably thicker than the thickness T1 of the first silicon nitride film 29. As described above, the second silicon nitride film 55 has a higher hydrogen content than the first silicon nitride film 29, and is inferior in barrier function against moisture, gas, and the like. Therefore, by making the second silicon nitride film 55 thicker than the first silicon nitride film 29, the barrier function of the second silicon nitride film 55 against moisture, gas, etc. can be enhanced. Since the second silicon nitride film 55 is not disposed on the diaphragm 21, it is necessary to reduce the film thickness in order to increase the output of the sensor unit 3 like the first silicon nitride film 29 as described above. There is no. In other words, even if the thickness of the second silicon nitride film 55 is increased, the pressure detection sensitivity of the pressure sensor 1 is hardly affected.

なお、第2シリコン窒化膜55の厚さT2としては、特に限定されないが、例えば、0.3μm以上3μm以下とすることが好ましい。これにより、上述した効果がより顕著なものとなる。   The thickness T2 of the second silicon nitride film 55 is not particularly limited, but is preferably 0.3 μm or more and 3 μm or less, for example. Thereby, the effect mentioned above becomes more remarkable.

なお、第1シリコン窒化膜29および第2シリコン窒化膜55中の水素含有量は、例えば、ラザフォード後方散乱分析(Rutherford Backscattering Spectrometry:RBS)や、水素前方散乱分析(Hydrogen Forward Scattering:HFS)を用いて測定することができる。   The hydrogen content in the first silicon nitride film 29 and the second silicon nitride film 55 is, for example, using Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS) or Hydrogen Forward Scattering (HFS). Can be measured.

以上、圧力センサー1の構成について詳細に説明した。以上のような圧力センサー1は、受圧により撓み変形するダイアフラム21と、ダイアフラム21に設けられているセンサー部3と、ダイアフラム21の上面(一方の面)側に設けられている第1シリコン窒化膜29と、を有している。そして、第1シリコン窒化膜29の水素(H)含有量は、10原子%以下である。これにより、より緻密な第1シリコン窒化膜29が得られる。そのため、ピンホールが生じ難く、第1シリコン窒化膜29のバリア機能をより高めることができる。よって、センサー部3を水分、ガス等からより効果的に保護することができ、センサー部3の水分、ガス等との反応劣化を抑制することができる。そのため、信頼性の高い圧力センサー1となる。また、膜が緻密な分、第1シリコン窒化膜29をより薄くすることができる。そのため、センサー部3からより大きな検出信号が得られ、圧力検出精度がさらに向上する。   The configuration of the pressure sensor 1 has been described in detail above. The pressure sensor 1 as described above includes a diaphragm 21 that is bent and deformed by receiving pressure, a sensor unit 3 provided on the diaphragm 21, and a first silicon nitride film provided on the upper surface (one surface) side of the diaphragm 21. 29. The hydrogen (H) content of the first silicon nitride film 29 is 10 atomic% or less. Thereby, a denser first silicon nitride film 29 is obtained. Therefore, pinholes are hardly generated, and the barrier function of the first silicon nitride film 29 can be further enhanced. Therefore, the sensor unit 3 can be more effectively protected from moisture, gas, and the like, and reaction deterioration of the sensor unit 3 with moisture, gas, and the like can be suppressed. Therefore, the pressure sensor 1 is highly reliable. Further, the first silicon nitride film 29 can be made thinner by the denseness of the film. Therefore, a larger detection signal is obtained from the sensor unit 3, and the pressure detection accuracy is further improved.

さらに、圧力センサー1は、センサー部3と電気的に接続されている配線52と、配線52の少なくとも一部を覆う第2シリコン窒化膜55と、を有している。これにより、第2シリコン窒化膜55によって、水分等から配線52を保護することができる。また、第1シリコン窒化膜29の水素(H)含有量は、第2シリコン窒化膜55の水素含有量よりも低いことが好ましい。これにより、第1シリコン窒化膜29のバリア機能をより高めることができる。また、第1シリコン窒化膜29および第2シリコン窒化膜55をそれぞれより容易に成膜することができる。   Further, the pressure sensor 1 has a wiring 52 electrically connected to the sensor unit 3 and a second silicon nitride film 55 covering at least a part of the wiring 52. Thereby, the wiring 52 can be protected from moisture or the like by the second silicon nitride film 55. The hydrogen (H) content of the first silicon nitride film 29 is preferably lower than the hydrogen content of the second silicon nitride film 55. Thereby, the barrier function of the first silicon nitride film 29 can be further enhanced. Also, the first silicon nitride film 29 and the second silicon nitride film 55 can be formed more easily.

また、別の観点から観れば、前述したように、圧力センサー1は、受圧により撓み変形するダイアフラム21と、ダイアフラム21に設けられているセンサー部3と、ダイアフラム21の上面(一方の面)側に設けられている第1シリコン窒化膜29と、センサー部3と電気的に接続されている配線52と、配線52の少なくとも一部を覆う第2シリコン窒化膜55と、を有している。そして、第1シリコン窒化膜29の水素含有量は、第2シリコン窒化膜55の水素含有量よりも低い。これにより、より緻密な第1シリコン窒化膜29が得られる。そのため、ピンホールが生じ難く、第1シリコン窒化膜29のバリア機能をより高めることができる。よって、センサー部3を水分、ガス等からより効果的に保護することができ、信頼性の高い圧力センサー1となる。また、膜が緻密な分、第1シリコン窒化膜29をより薄くすることができる。そのため、センサー部3からより大きな検出信号が得られ、圧力検出精度がさらに向上する。また、第1シリコン窒化膜29および第2シリコン窒化膜55をそれぞれより容易に成膜することができる。   From another point of view, as described above, the pressure sensor 1 includes the diaphragm 21 that is bent and deformed by receiving pressure, the sensor unit 3 provided on the diaphragm 21, and the upper surface (one surface) side of the diaphragm 21. A first silicon nitride film 29 provided on the wiring portion 52, a wiring 52 electrically connected to the sensor unit 3, and a second silicon nitride film 55 covering at least a part of the wiring 52. The hydrogen content of the first silicon nitride film 29 is lower than the hydrogen content of the second silicon nitride film 55. Thereby, a denser first silicon nitride film 29 is obtained. Therefore, pinholes are hardly generated, and the barrier function of the first silicon nitride film 29 can be further enhanced. Therefore, the sensor unit 3 can be more effectively protected from moisture, gas, etc., and the pressure sensor 1 is highly reliable. Further, the first silicon nitride film 29 can be made thinner by the denseness of the film. Therefore, a larger detection signal is obtained from the sensor unit 3, and the pressure detection accuracy is further improved. Also, the first silicon nitride film 29 and the second silicon nitride film 55 can be formed more easily.

さらに、第1シリコン窒化膜29の水素含有量は、10原子%以下であることが好ましい。これにより、第1シリコン窒化膜29のバリア機能をより高めることができる。よって、センサー部3を水分、ガス等からより効果的に保護することができる。また、膜が緻密な分、第1シリコン窒化膜29をより薄くすることができる。そのため、センサー部3からより大きな検出信号が得られ、圧力検出精度がさらに向上する。   Further, the hydrogen content of the first silicon nitride film 29 is preferably 10 atomic% or less. Thereby, the barrier function of the first silicon nitride film 29 can be further enhanced. Therefore, the sensor unit 3 can be more effectively protected from moisture, gas, and the like. Further, the first silicon nitride film 29 can be made thinner by the denseness of the film. Therefore, a larger detection signal is obtained from the sensor unit 3, and the pressure detection accuracy is further improved.

また、上述したように、圧力センサー1は、第1シリコン窒化膜29とダイアフラム21との間に設けられているシリコン酸化膜28を有している。これにより、ピエゾ抵抗素子31、32、33、34の界面準位を低減してノイズの発生を抑制することができる。また、特に第1シリコン窒化膜29が減圧CVDで成膜されている場合には、内部応力が比較的大きい第1シリコン窒化膜29となる場合がある。シリコン酸化膜28は、このような第1シリコン窒化膜29の内部応力を緩和し、第1シリコン窒化膜29の内部応力をダイアフラム21に伝わり難くする機能も有している。これにより、ダイアフラム21が検出対象である圧力以外の力によって撓み変形してしまうのを抑制することができる。そのため、より優れた圧力検出特性を発揮することができる。   Further, as described above, the pressure sensor 1 has the silicon oxide film 28 provided between the first silicon nitride film 29 and the diaphragm 21. Thereby, the interface state of the piezoresistive elements 31, 32, 33, and 34 can be reduced and the generation of noise can be suppressed. In particular, when the first silicon nitride film 29 is formed by low pressure CVD, the first silicon nitride film 29 having a relatively large internal stress may be obtained. The silicon oxide film 28 has a function of relieving the internal stress of the first silicon nitride film 29 and making it difficult to transmit the internal stress of the first silicon nitride film 29 to the diaphragm 21. Thereby, it can suppress that the diaphragm 21 bends and deform | transforms by force other than the pressure which is a detection target. Therefore, more excellent pressure detection characteristics can be exhibited.

また、上述したように、第1シリコン窒化膜29の厚さT1は、200nm以下であることが好ましい。これにより、第1シリコン窒化膜29を、バリア特性を十分に発揮させつつ、十分に薄くすることができる。   As described above, the thickness T1 of the first silicon nitride film 29 is preferably 200 nm or less. Thereby, the first silicon nitride film 29 can be made sufficiently thin while sufficiently exhibiting the barrier characteristics.

また、上述したように、第2シリコン窒化膜55の厚さT2は、第1シリコン窒化膜29の厚さT1よりも厚いことが好ましい。これにより、第1シリコン窒化膜29を薄くすることができ、圧力センサー1の圧力検出特性を向上させることができる。また、第2シリコン窒化膜55を厚くすることができ、第2シリコン窒化膜55のバリア機能を高めることができる。   Further, as described above, the thickness T2 of the second silicon nitride film 55 is preferably thicker than the thickness T1 of the first silicon nitride film 29. Thereby, the first silicon nitride film 29 can be thinned, and the pressure detection characteristic of the pressure sensor 1 can be improved. In addition, the second silicon nitride film 55 can be thickened, and the barrier function of the second silicon nitride film 55 can be enhanced.

また、上述したように、圧力センサー1は、ダイアフラム21の下面(他方の面)側に配置されている圧力基準室Sを有している。これにより、圧力基準室Sの圧力を基準として、ダイアフラム21の上面(受圧面)が受けた圧力を検出することができる。そのため、比較的簡単な構成で、かつ精度よく圧力を検出することができる。   Further, as described above, the pressure sensor 1 has the pressure reference chamber S arranged on the lower surface (the other surface) side of the diaphragm 21. Thereby, the pressure received by the upper surface (pressure receiving surface) of the diaphragm 21 can be detected with the pressure in the pressure reference chamber S as a reference. Therefore, it is possible to detect the pressure with a relatively simple configuration and with high accuracy.

次に、圧力センサー1の製造方法について説明する。図4に示すように、圧力センサー1の製造方法は、センサー部形成工程と、第1シリコン窒化膜形成工程と、配線形成工程と、第2シリコン窒化膜形成工程と、ダイアフラム形成工程と、を有している。   Next, a manufacturing method of the pressure sensor 1 will be described. As shown in FIG. 4, the manufacturing method of the pressure sensor 1 includes a sensor part forming step, a first silicon nitride film forming step, a wiring forming step, a second silicon nitride film forming step, and a diaphragm forming step. Have.

[センサー部形成工程]
まず、図5に示すように、第1シリコン層2a、酸化シリコン層2bおよび第2シリコン層2cが積層してなるSOI基板で構成された基板2を準備する。次に、例えば、第2シリコン層2cの表面を熱酸化することで、図6に示すように、基板2の上面にシリコン酸化膜28を成膜する。次に、図7に示すように、基板2の上面にセンサー部3を形成する。なお、センサー部3は、基板2の上面(第2シリコン層2c)にリン、ボロン等の不純物をドープ(拡散または注入)することで形成することができる。
[Sensor part formation process]
First, as shown in FIG. 5, a substrate 2 composed of an SOI substrate formed by laminating a first silicon layer 2a, a silicon oxide layer 2b, and a second silicon layer 2c is prepared. Next, for example, the surface of the second silicon layer 2c is thermally oxidized to form a silicon oxide film 28 on the upper surface of the substrate 2 as shown in FIG. Next, as shown in FIG. 7, the sensor unit 3 is formed on the upper surface of the substrate 2. The sensor unit 3 can be formed by doping (diffusing or injecting) impurities such as phosphorus and boron into the upper surface (second silicon layer 2c) of the substrate 2.

[第1シリコン窒化膜形成工程]
次に、図8に示すように、シリコン酸化膜28上に水素含有量が10原子%以下の第1シリコン窒化膜29を成膜する。また、第1シリコン窒化膜29は、後に成膜される第2シリコン窒化膜55よりも水素含有量が低い。この第1シリコン窒化膜29は、例えば、減圧CVD(LP−CVD)によって形成することができる。これにより、水素含有量が少なく、良好で均質な膜質の第1シリコン窒化膜29を成膜することができる。なお、減圧CVDは、例えば、700℃以上の環境下で行われるが、この時点では、アルミニウム等の金属材料で構成されている配線52が形成されていない。そのため、減圧CVDによっては、配線52がダメージ(例えば軟化、溶融による断線)を受けることがない。
[First silicon nitride film forming step]
Next, as shown in FIG. 8, a first silicon nitride film 29 having a hydrogen content of 10 atomic% or less is formed on the silicon oxide film 28. The first silicon nitride film 29 has a lower hydrogen content than the second silicon nitride film 55 to be formed later. The first silicon nitride film 29 can be formed by, for example, low pressure CVD (LP-CVD). As a result, the first silicon nitride film 29 having a good and uniform film quality with a low hydrogen content can be formed. Note that the low-pressure CVD is performed in an environment of 700 ° C. or higher, for example, but at this point, the wiring 52 made of a metal material such as aluminum is not formed. Therefore, the wiring 52 does not receive damage (for example, disconnection due to softening or melting) by low pressure CVD.

[配線形成工程]
次に、シリコン酸化膜28および第1シリコン窒化膜29を、フォトリソグラフィー技法およびエッチング技法を用いてパターニングした後、図9に示すように、基板2上に層間絶縁膜51、配線52および層間絶縁膜53をスパッタリング法、CVD法等を用いて順に形成する。層間絶縁膜51、53は、例えば、シリコン酸化膜で構成され、配線52は、例えば、アルミニウム膜等の金属膜で構成されている。また、配線52は、例えば、フォトリソグラフィー技法およびエッチング技法を用いて所定の形状にパターニングされている。
[Wiring formation process]
Next, after patterning the silicon oxide film 28 and the first silicon nitride film 29 by using a photolithography technique and an etching technique, an interlayer insulating film 51, a wiring 52, and an interlayer insulating film are formed on the substrate 2 as shown in FIG. The film 53 is formed in order using a sputtering method, a CVD method, or the like. The interlayer insulating films 51 and 53 are made of, for example, a silicon oxide film, and the wiring 52 is made of, for example, a metal film such as an aluminum film. Further, the wiring 52 is patterned into a predetermined shape using, for example, a photolithography technique and an etching technique.

なお、この時点では、層間絶縁膜51、層間絶縁膜53が後にダイアフラム21となる部分21A上にも配置されている。   At this time, the interlayer insulating film 51 and the interlayer insulating film 53 are also disposed on the portion 21 </ b> A that will later become the diaphragm 21.

[第2シリコン窒化膜形成工程]
次に、図10に示すように、層間絶縁膜53上に第2シリコン窒化膜55を形成する。第2シリコン窒化膜55の製造方法としては、特に限定されないが、例えば、プラズマCVDを用いることができる。プラズマCVDによれば、比較的低温(例えば、400℃以下)で第2シリコン窒化膜55を成膜することができる。そのため、アルミニウム等の金属配線で構成されている配線52への熱ダメージ(軟化、溶融等による断線等)を抑制することができる。
[Second silicon nitride film forming step]
Next, as shown in FIG. 10, a second silicon nitride film 55 is formed on the interlayer insulating film 53. A method for manufacturing the second silicon nitride film 55 is not particularly limited, and for example, plasma CVD can be used. According to plasma CVD, the second silicon nitride film 55 can be formed at a relatively low temperature (for example, 400 ° C. or lower). Therefore, thermal damage (such as disconnection due to softening, melting, etc.) to the wiring 52 formed of metal wiring such as aluminum can be suppressed.

次に、図11に示すように、後にダイアフラム21となる部分21A上にある第2シリコン窒化膜55をウェットエッチングにより除去する。ウェットエッチングによれば、比較的簡単に、第2シリコン窒化膜55と層間絶縁膜53とのエッチング選択比を大きくすることができる。そのため、層間絶縁膜53をエッチングストッパーとして用いることができ、本工程おいて、第2シリコン窒化膜55をより確実に除去することができる。ただし、ドライエッチングにより第2シリコン窒化膜55を除去してもよい。   Next, as shown in FIG. 11, the second silicon nitride film 55 on the portion 21A to be the diaphragm 21 later is removed by wet etching. According to wet etching, the etching selectivity between the second silicon nitride film 55 and the interlayer insulating film 53 can be increased relatively easily. Therefore, the interlayer insulating film 53 can be used as an etching stopper, and the second silicon nitride film 55 can be more reliably removed in this step. However, the second silicon nitride film 55 may be removed by dry etching.

次に、図12に示すように、後にダイアフラム21となる部分21A上にある層間絶縁膜51、53をウェットエッチングにより除去する。ウェットエッチングによれば、比較的簡単に、層間絶縁膜51、53と第1シリコン窒化膜29とのエッチング選択比を大きくすることができる。そのため、本工程において、第1シリコン窒化膜29が層間絶縁膜51、53と共に除去されるのを効果的に抑制することができる。   Next, as shown in FIG. 12, the interlayer insulating films 51 and 53 on the portion 21A to be the diaphragm 21 later are removed by wet etching. According to wet etching, the etching selectivity between the interlayer insulating films 51 and 53 and the first silicon nitride film 29 can be increased relatively easily. Therefore, in this step, the removal of the first silicon nitride film 29 together with the interlayer insulating films 51 and 53 can be effectively suppressed.

ここで、前述したように、第1シリコン窒化膜29は、水素含有量が10原子%以下の緻密な膜であるため、例えば、水素含有量がそれよりも大きいものに対して高いエッチング耐性を発揮することができる。そのため、本工程での第1シリコン窒化膜29の除去をより効果的に抑制することができる。また、前述したように、第1シリコン窒化膜29は均質な膜質を有しているため、各部におけるエッチングレートにほとんど差がない。そのため、本工程において、第1シリコン窒化膜29の一部が除去されても、第1シリコン窒化膜29に膜厚ばらつきが生じ難い(すなわち、過度に除去されてしまう場所が生じ難い)。そのため、第1シリコン窒化膜29は、圧力センサー1の検出精度に悪影響を与えることはない。   Here, as described above, since the first silicon nitride film 29 is a dense film having a hydrogen content of 10 atomic% or less, the first silicon nitride film 29 has a high etching resistance with respect to a film having a higher hydrogen content, for example. It can be demonstrated. Therefore, removal of the first silicon nitride film 29 in this step can be more effectively suppressed. Further, as described above, since the first silicon nitride film 29 has a homogeneous film quality, there is almost no difference in the etching rate in each part. Therefore, in this step, even if a part of the first silicon nitride film 29 is removed, the first silicon nitride film 29 is unlikely to have a film thickness variation (that is, a place where it is removed excessively does not easily occur). Therefore, the first silicon nitride film 29 does not adversely affect the detection accuracy of the pressure sensor 1.

次に、第2シリコン窒化膜55上に端子54をスパッタリング法、CVD法等を用いて順に形成する。   Next, the terminals 54 are sequentially formed on the second silicon nitride film 55 by using a sputtering method, a CVD method, or the like.

[ダイアフラム形成工程]
次に、図13に示すように、基板2の下面に開放する凹部22を形成し、ダイアフラム21を得る。凹部22の形成方法としては、特に限定されないが、前述したように、シリコンディープエッチング装置を用いたドライエッチングで形成することができる。なお、本工程は、当該順番に限定されず、第2シリコン窒化膜形成工程よりも前、具体的には、例えば、センサー部形成工程の前に行ってもよい。
[Diaphragm formation process]
Next, as shown in FIG. 13, a recess 22 is formed in the lower surface of the substrate 2 to obtain a diaphragm 21. The method for forming the recess 22 is not particularly limited, but can be formed by dry etching using a silicon deep etching apparatus as described above. In addition, this process is not limited to the said order, You may perform before a 2nd silicon nitride film formation process, specifically, for example, before a sensor part formation process.

次に、図14に示すように、凹部22内を真空にしつつ、ベース基板4を凹部22の開口を塞ぐように基板2の下面に接合する。これにより、真空状態の圧力基準室Sが得られる。以上により、絶対圧力を検出できる圧力センサー1が得られる。   Next, as shown in FIG. 14, the base substrate 4 is bonded to the lower surface of the substrate 2 so as to close the opening of the recess 22 while the inside of the recess 22 is evacuated. Thereby, the pressure reference chamber S in a vacuum state is obtained. Thus, the pressure sensor 1 that can detect the absolute pressure is obtained.

このような圧力センサー1の製造方法は、基板2にセンサー部3を形成する工程と、基板2の上面(一方の面)側に、水素(H)含有量が10原子%以下である第1シリコン窒化膜29を配置する工程と、基板2の下面(他方の面)側に凹部22を形成し、受圧により撓み変形するダイアフラム21を形成する工程と、を含んでいると言える。これにより、より緻密で、バリア特性に優れた第1シリコン窒化膜29が得られ、センサー部3を水分、ガス等からより効果的に保護することができる。したがって、信頼性の高い圧力センサー1が得られる。   Such a method for manufacturing the pressure sensor 1 includes a step of forming the sensor unit 3 on the substrate 2, and a hydrogen (H) content of 10 atomic% or less on the upper surface (one surface) side of the substrate 2. It can be said that the method includes a step of disposing the silicon nitride film 29 and a step of forming the concave portion 22 on the lower surface (the other surface) side of the substrate 2 and forming the diaphragm 21 that is bent and deformed by receiving pressure. Thereby, a denser first silicon nitride film 29 having excellent barrier characteristics can be obtained, and the sensor unit 3 can be more effectively protected from moisture, gas, and the like. Therefore, a highly reliable pressure sensor 1 can be obtained.

また、別の観点から観れば、上述した圧力センサー1の製造方法は、基板2にセンサー部3を形成する工程と、基板2の上面(一方の面)側に第1シリコン窒化膜29を配置する工程と、基板2の上面(一方の面)側にセンサー部3と電気的に接続される配線52を配置する工程と、配線52の少なくとも一部を覆う第2シリコン窒化膜55を配置する工程と、基板2の下面(他方の面)側に凹部22を形成し、受圧により撓み変形するダイアフラム21を形成する工程と、を含んでいる。そして、得られた第1シリコン窒化膜29の水素(H)含有量は、第2シリコン窒化膜55の水素含有量よりも低くなっている。これにより、より緻密で、バリア特性に優れた第1シリコン窒化膜29が得られ、センサー部3を水分、ガス等からより効果的に保護することができる。したがって、信頼性の高い圧力センサー1が得られる。   From another point of view, the manufacturing method of the pressure sensor 1 described above includes the step of forming the sensor portion 3 on the substrate 2 and the first silicon nitride film 29 on the upper surface (one surface) side of the substrate 2. A step of arranging the wiring 52 electrically connected to the sensor unit 3 on the upper surface (one surface) side of the substrate 2, and a second silicon nitride film 55 covering at least a part of the wiring 52. And a step of forming a concave portion 22 on the lower surface (the other surface) side of the substrate 2 and forming a diaphragm 21 that is bent and deformed by receiving pressure. The hydrogen (H) content of the obtained first silicon nitride film 29 is lower than the hydrogen content of the second silicon nitride film 55. Thereby, a denser first silicon nitride film 29 having excellent barrier characteristics can be obtained, and the sensor unit 3 can be more effectively protected from moisture, gas, and the like. Therefore, a highly reliable pressure sensor 1 can be obtained.

<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態に係る圧力センサーについて説明する。
Second Embodiment
Next, a pressure sensor according to a second embodiment of the present invention will be described.

図15は、本発明の第2実施形態に係る圧力センサーの断面図である。図16ないし図18は、それぞれ、図15に示す圧力センサーの製造方法を説明するための断面図である。   FIG. 15 is a sectional view of a pressure sensor according to the second embodiment of the present invention. 16 to 18 are cross-sectional views for explaining a method of manufacturing the pressure sensor shown in FIG.

以下、第2実施形態の圧力センサーについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。   Hereinafter, the pressure sensor according to the second embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.

本発明の第2実施形態に係る圧力センサーは、第2シリコン窒化膜55の構成が異なること以外は、前述した第1実施形態とほぼ同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。   The pressure sensor according to the second embodiment of the present invention is substantially the same as the first embodiment described above except that the configuration of the second silicon nitride film 55 is different. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure similar to embodiment mentioned above.

図15に示すように、本実施形態の圧力センサー1では、第2シリコン窒化膜55が層間絶縁膜51の上面だけでなく、層間絶縁膜51、53の内側面も覆うように配置されている。これにより、層間絶縁膜51、53への水分、ガス等の侵入をより効果的に抑制することができる。   As shown in FIG. 15, in the pressure sensor 1 of this embodiment, the second silicon nitride film 55 is disposed so as to cover not only the upper surface of the interlayer insulating film 51 but also the inner surfaces of the interlayer insulating films 51 and 53. . Thereby, the penetration | invasion of the water | moisture content, gas, etc. to the interlayer insulation films 51 and 53 can be suppressed more effectively.

次に、本実施形態の圧力センサー1の製造方法について説明する。圧力センサー1の製造方法は、前述した第1実施形態と同様に、センサー部形成工程と、第1シリコン窒化膜形成工程と、配線形成工程と、第2シリコン窒化膜形成工程と、ダイアフラム形成工程と、を有している。なお、本実施形態の製造方法では、第2シリコン窒化膜形成工程以外は、第1実施形態の製造方法と同様である。そのため、以下では、第2シリコン窒化膜形成工程のみを説明する。   Next, the manufacturing method of the pressure sensor 1 of this embodiment is demonstrated. As in the first embodiment described above, the manufacturing method of the pressure sensor 1 includes a sensor part forming step, a first silicon nitride film forming step, a wiring forming step, a second silicon nitride film forming step, and a diaphragm forming step. And have. The manufacturing method of the present embodiment is the same as the manufacturing method of the first embodiment except for the second silicon nitride film forming step. Therefore, only the second silicon nitride film forming process will be described below.

[第2シリコン窒化膜形成工程]
まず、図16に示すように、後にダイアフラム21となる部分21A上にある層間絶縁膜51、53をウェットエッチングにより除去する。この際、第1シリコン窒化膜29がエッチングストッパーとして機能する。
[Second silicon nitride film forming step]
First, as shown in FIG. 16, the interlayer insulating films 51 and 53 on the portion 21A to be the diaphragm 21 later are removed by wet etching. At this time, the first silicon nitride film 29 functions as an etching stopper.

次に、図17に示すように、基板2および層間絶縁膜53上に第2シリコン窒化膜55を形成する。第2シリコン窒化膜55の製造方法としては、特に限定されないが、例えば、プラズマCVDを用いることができる。プラズマCVDによれば、優れたステップ・カバレッジを発揮することができるため、層間絶縁膜51、53を除去した部分にも第2シリコン窒化膜55をより確実に成膜することができる。   Next, as shown in FIG. 17, a second silicon nitride film 55 is formed on the substrate 2 and the interlayer insulating film 53. A method for manufacturing the second silicon nitride film 55 is not particularly limited, and for example, plasma CVD can be used. According to plasma CVD, since excellent step coverage can be exhibited, the second silicon nitride film 55 can be more reliably formed on the portion where the interlayer insulating films 51 and 53 are removed.

次に、図18に示すように、後にダイアフラム21となる部分21A上にある第2シリコン窒化膜55をウェットエッチングにより除去する。なお、第2シリコン窒化膜55の直下には、第1シリコン窒化膜29が位置している。これら第1、第2シリコン窒化膜29、55は、構成材料が同じではあるが、その成膜方法が異なるため、エッチング選択比を十分に大きく確保することができる。そのため、本工程において、第1シリコン窒化膜29が過度に除去されてしまうのを抑制することができる。   Next, as shown in FIG. 18, the second silicon nitride film 55 on the portion 21A to be the diaphragm 21 later is removed by wet etching. The first silicon nitride film 29 is located immediately below the second silicon nitride film 55. Although the first and second silicon nitride films 29 and 55 are made of the same material but have different film forming methods, a sufficiently high etching selectivity can be ensured. Therefore, excessive removal of the first silicon nitride film 29 can be suppressed in this step.

このような第2実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。   Also according to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment described above can be exhibited.

<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態に係る圧力センサーについて説明する。
<Third Embodiment>
Next, a pressure sensor according to a third embodiment of the present invention will be described.

図19は、本発明の第3実施形態に係る圧力センサーの断面図である。
以下、第3実施形態の圧力センサーについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
FIG. 19 is a cross-sectional view of a pressure sensor according to a third embodiment of the present invention.
Hereinafter, the pressure sensor according to the third embodiment will be described focusing on the differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.

本発明の第3実施形態に係る圧力センサーは、圧力基準室Sの配置が異なること以外は、前述した第1実施形態とほぼ同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。   The pressure sensor according to the third embodiment of the present invention is substantially the same as the first embodiment described above except that the arrangement of the pressure reference chamber S is different. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure similar to embodiment mentioned above.

図19に示すように、本実施形態の圧力センサー1は、ダイアフラム21の上側に圧力基準室Sが形成されている。そのため、これに合わせて、本実施形態の圧力センサー1では、前述した第1実施形態の構成からベース基板4が省略されている替りに、基板2上に圧力基準室Sを形成するための周囲構造体6が設けられている。   As shown in FIG. 19, the pressure sensor 1 of the present embodiment has a pressure reference chamber S formed on the upper side of the diaphragm 21. Therefore, in accordance with this, in the pressure sensor 1 of the present embodiment, the base substrate 4 is omitted from the configuration of the first embodiment described above, but the periphery for forming the pressure reference chamber S on the substrate 2 is omitted. A structure 6 is provided.

周囲構造体6は、基板2との間に圧力基準室Sを形成している。周囲構造体6は、基板2上に配置された層間絶縁膜61と、層間絶縁膜61上に配置された配線層62と、配線層62および層間絶縁膜61上に配置された層間絶縁膜63と、層間絶縁膜63上に配置された配線層64と、配線層64および層間絶縁膜63上に配置された第2シリコン窒化膜65と、配線層64および第2シリコン窒化膜65上に配置された封止層66と、を有している。   The surrounding structure 6 forms a pressure reference chamber S with the substrate 2. The surrounding structure 6 includes an interlayer insulating film 61 disposed on the substrate 2, a wiring layer 62 disposed on the interlayer insulating film 61, and an interlayer insulating film 63 disposed on the wiring layer 62 and the interlayer insulating film 61. A wiring layer 64 disposed on the interlayer insulating film 63, a second silicon nitride film 65 disposed on the wiring layer 64 and the interlayer insulating film 63, and a wiring layer 64 and the second silicon nitride film 65. And a sealing layer 66 formed.

配線層62は、圧力基準室Sを囲んで配置された枠状のガードリング621と、センサー部3の配線35と接続された配線622と、を有している。同様に、配線層64は、圧力基準室Sを囲んで配置された枠状のガードリング641と、配線622と接続された配線642と、を有している。そして、センサー部3は、これら配線622、642によって周囲構造体6の上面に引き出され、端子54に接続されている。   The wiring layer 62 includes a frame-shaped guard ring 621 disposed so as to surround the pressure reference chamber S, and a wiring 622 connected to the wiring 35 of the sensor unit 3. Similarly, the wiring layer 64 includes a frame-shaped guard ring 641 disposed so as to surround the pressure reference chamber S, and a wiring 642 connected to the wiring 622. The sensor unit 3 is pulled out to the upper surface of the surrounding structure 6 by these wirings 622 and 642 and connected to the terminal 54.

また、配線層64は、圧力基準室Sの天井に位置し、ガードリング641と一体形成された被覆層644を有している。また、この被覆層644には圧力基準室Sの内外を連通する複数の貫通孔645が配置されている。複数の貫通孔645は、製造途中まで圧力基準室Sを埋めている犠牲層を除去する際のリリースエッチング用の孔である。また、ガードリング621、641は、前記リリースエッチング時のエッチングストッパーとして機能する。   The wiring layer 64 has a covering layer 644 that is located on the ceiling of the pressure reference chamber S and is integrally formed with the guard ring 641. In addition, a plurality of through holes 645 that communicate between the inside and outside of the pressure reference chamber S are disposed in the coating layer 644. The plurality of through holes 645 are holes for release etching when removing the sacrificial layer filling the pressure reference chamber S until the middle of manufacture. The guard rings 621 and 641 function as etching stoppers during the release etching.

また、被覆層644上には封止層66が配置されており、この封止層66によって貫通孔645が封止され、気密的な圧力基準室Sが形成されている。   In addition, a sealing layer 66 is disposed on the covering layer 644, and the through hole 645 is sealed by the sealing layer 66 to form an airtight pressure reference chamber S.

第2シリコン窒化膜65は、周囲構造体6を水分、ゴミ、傷などから保護する機能を有している。このような第2シリコン窒化膜65は、被覆層644の貫通孔645を塞がないように、層間絶縁膜63および配線層64上に配置されている。   The second silicon nitride film 65 has a function of protecting the surrounding structure 6 from moisture, dust, scratches, and the like. Such a second silicon nitride film 65 is disposed on the interlayer insulating film 63 and the wiring layer 64 so as not to block the through hole 645 of the coating layer 644.

このような周囲構造体6のうち、層間絶縁膜61、63としては、例えば、シリコン酸化膜(SiO膜)等の絶縁膜を用いることができる。また、配線層62、64としては、例えば、アルミニウム膜等の金属膜を用いることができる。また、封止層66としては、例えば、Al、Cu、W、Ti、TiN等の金属膜、シリコン酸化膜等を用いることができる。 Among such surrounding structures 6, for example, an insulating film such as a silicon oxide film (SiO 2 film) can be used as the interlayer insulating films 61 and 63. Further, as the wiring layers 62 and 64, for example, a metal film such as an aluminum film can be used. Further, as the sealing layer 66, for example, a metal film such as Al, Cu, W, Ti, or TiN, a silicon oxide film, or the like can be used.

このような第3実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。   Also according to the third embodiment, the same effects as those of the first embodiment described above can be exhibited.

<第4実施形態>
次に、本発明の第4実施形態に係る圧力センサーについて説明する。
<Fourth embodiment>
Next, a pressure sensor according to a fourth embodiment of the present invention will be described.

図20は、本発明の第4実施形態に係る圧力センサーの断面図である。
以下、第4実施形態の圧力センサーについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
FIG. 20 is a cross-sectional view of a pressure sensor according to the fourth embodiment of the present invention.
Hereinafter, the pressure sensor according to the fourth embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.

本発明の第4実施形態に係る圧力センサーは、圧力基準室Sがないこと以外は、前述した第1実施形態とほぼ同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。   The pressure sensor according to the fourth embodiment of the present invention is substantially the same as the first embodiment described above except that the pressure reference chamber S is not provided. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure similar to embodiment mentioned above.

図20に示すように、本実施形態の圧力センサー1では、ベース基板4に凹部22に連通する貫通孔41が形成されている。そして、本実施形態の圧力センサー1は、ダイアフラム21の上面と下面とが互いに異なる空間に位置するように配置されている。具体的には、ダイアフラム21の上面は、空間S2に位置しており、ダイアフラム21の下面は、空間S3に位置している。このような構成によれば、圧力センサー1によって、空間S2と空間S3の圧力差を検出することができる。すなわち、圧力センサー1を、差圧センサーとして用いることができる。   As shown in FIG. 20, in the pressure sensor 1 of the present embodiment, a through hole 41 communicating with the recess 22 is formed in the base substrate 4. And the pressure sensor 1 of this embodiment is arrange | positioned so that the upper surface and lower surface of the diaphragm 21 may be located in a mutually different space. Specifically, the upper surface of the diaphragm 21 is located in the space S2, and the lower surface of the diaphragm 21 is located in the space S3. According to such a configuration, the pressure sensor 1 can detect the pressure difference between the space S2 and the space S3. That is, the pressure sensor 1 can be used as a differential pressure sensor.

このような第4実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。   According to the fourth embodiment, the same effect as that of the first embodiment described above can be exhibited.

<第5実施形態>
次に、本発明の第5実施形態に係る圧力センサーモジュールについて説明する。
<Fifth Embodiment>
Next, a pressure sensor module according to a fifth embodiment of the invention will be described.

図21は、本発明の第5実施形態に係る圧力センサーモジュールの断面図である。図22は、図21に示す圧力センサーモジュールが有する支持基板の平面図である。   FIG. 21 is a sectional view of a pressure sensor module according to the fifth embodiment of the present invention. FIG. 22 is a plan view of a support substrate included in the pressure sensor module shown in FIG.

以下、第4実施形態の圧力センサーモジュールについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。   Hereinafter, the pressure sensor module according to the fourth embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiments, and description of similar matters will be omitted.

図21に示すように、圧力センサーモジュール100は、内部空間S1を有するパッケージ110と、内部空間S1内からパッケージ110の外側に引き出されて配置された支持基板120と、内部空間S1内で支持基板120に支持されている回路素子130および圧力センサー1と、内部空間S1に配置されている充填部140と、を有している。このような圧力センサーモジュール100によれば、パッケージ110および充填部140によって圧力センサー1を保護することができる。なお、圧力センサー1としては、例えば、前述した第1、第2、第3実施形態のいずれかのものを用いることができる。   As shown in FIG. 21, the pressure sensor module 100 includes a package 110 having an internal space S1, a support substrate 120 arranged to be drawn out of the package 110 from the internal space S1, and a support substrate in the internal space S1. The circuit element 130 and the pressure sensor 1 supported by 120, and the filling unit 140 disposed in the internal space S1 are included. According to such a pressure sensor module 100, the pressure sensor 1 can be protected by the package 110 and the filling unit 140. As the pressure sensor 1, for example, any one of the first, second, and third embodiments described above can be used.

パッケージ110は、ベース111およびハウジング112を有し、ベース111およびハウジング112が支持基板120を挟み込むようにして互いに接着層を介して接合されている。このようにして形成されているパッケージ110は、その上端部に形成された開口110aと、開口110aに連通する内部空間S1と、を有している。   The package 110 includes a base 111 and a housing 112, and the base 111 and the housing 112 are joined to each other via an adhesive layer so as to sandwich the support substrate 120. The package 110 formed in this way has an opening 110a formed at the upper end portion thereof, and an internal space S1 communicating with the opening 110a.

これらベース111およびハウジング112の構成材料としては、特に限定されず、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア等の酸化物セラミックス、窒化珪素、窒化アルミニウム、窒化チタン等の窒化物セラミックスのような各種セラミックスや、ポリエチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、アクリル系樹脂、ABS樹脂、エポキシ樹脂のような各種樹脂材料等の絶縁性材料が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、各種セラミックスを用いることが特に好ましい。   The constituent materials of the base 111 and the housing 112 are not particularly limited. For example, various ceramics such as oxide ceramics such as alumina, silica, titania and zirconia, and nitride ceramics such as silicon nitride, aluminum nitride and titanium nitride. Insulating materials such as various resin materials such as polyethylene, polyamide, polyimide, polycarbonate, acrylic resin, ABS resin, and epoxy resin can be used, and one or more of these can be used in combination. it can. Among these, it is particularly preferable to use various ceramics.

以上、パッケージ110について説明したが、パッケージ110の構成としては、その機能を発揮することができれば特に限定されない。   Although the package 110 has been described above, the configuration of the package 110 is not particularly limited as long as the function can be exhibited.

支持基板120は、ベース111およびハウジング112の間に挟まれており、内部空間S1内からパッケージ110の外側に引き出されて配置されている。また、支持基板120は、回路素子130および圧力センサー1を支持すると共に、回路素子130および圧力センサー1を電気的に接続している。このような支持基板120は、図22に示すように、可撓性を有する基材121と、基材121に配置された複数の配線129と、を有している。   The support substrate 120 is sandwiched between the base 111 and the housing 112, and is arranged so as to be drawn out of the internal space S1 to the outside of the package 110. The support substrate 120 supports the circuit element 130 and the pressure sensor 1 and electrically connects the circuit element 130 and the pressure sensor 1. As shown in FIG. 22, such a support substrate 120 includes a flexible base material 121 and a plurality of wirings 129 arranged on the base material 121.

基材121は、開口122aを有する枠状の基部122と、基部122から延出する帯状の帯体123と、を有している。そして、基部122の外縁部においてベース111とハウジング112とに挟まれ、帯体123がパッケージ110の外側に延出している。このような基材121としては、例えば、一般的に用いられているフレキシブルプリント基板を用いることができる。なお、本実施形態では基材121が可撓性を有しているが、基材121の全部または一部は、硬質であってもよい。   The substrate 121 has a frame-like base portion 122 having an opening 122 a and a belt-like strip body 123 extending from the base portion 122. Then, the band body 123 extends outside the package 110 by being sandwiched between the base 111 and the housing 112 at the outer edge portion of the base portion 122. As such a substrate 121, for example, a commonly used flexible printed circuit board can be used. In addition, in this embodiment, although the base material 121 has flexibility, all or one part of the base material 121 may be hard.

基材121の平面視で、回路素子130および圧力センサー1は、開口122aの内側に位置し、並んで配置されている。また、回路素子130および圧力センサー1は、それぞれ、ボンディングワイヤーBWを介して基材121に吊られ、支持基板120から浮遊した状態で支持基板120に支持されている。また、回路素子130および圧力センサー1は、それぞれ、ボンディングワイヤーBWおよび配線129を介して電気的に接続されている。このように、回路素子130および圧力センサー1を支持基板120に対して浮遊した状態で支持することで、支持基板120から回路素子130および圧力センサー1に応力が伝わり難くなり、圧力センサー1の圧力検知精度が向上する。   In a plan view of the substrate 121, the circuit element 130 and the pressure sensor 1 are located inside the opening 122a and arranged side by side. Further, the circuit element 130 and the pressure sensor 1 are respectively suspended from the base material 121 via the bonding wires BW and supported by the support substrate 120 in a state of floating from the support substrate 120. The circuit element 130 and the pressure sensor 1 are electrically connected via a bonding wire BW and a wiring 129, respectively. As described above, by supporting the circuit element 130 and the pressure sensor 1 in a floating state with respect to the support substrate 120, it becomes difficult for stress to be transmitted from the support substrate 120 to the circuit element 130 and the pressure sensor 1. Detection accuracy is improved.

回路素子130は、ブリッジ回路30に電圧を供給するための駆動回路、ブリッジ回路30からの出力を温度補償するための温度補償回路、温度補償回路からの出力から受けた圧力を求める圧力検出回路、圧力検出回路からの出力を所定の出力形式(CMOS、LV−PECL、LVDS等)に変換して出力する出力回路等を有している。   The circuit element 130 includes a drive circuit for supplying a voltage to the bridge circuit 30, a temperature compensation circuit for temperature compensating the output from the bridge circuit 30, a pressure detection circuit for obtaining a pressure received from the output from the temperature compensation circuit, An output circuit for converting the output from the pressure detection circuit into a predetermined output format (CMOS, LV-PECL, LVDS, etc.) and the like is provided.

充填部140は、回路素子130および圧力センサー1を覆うように内部空間S1に配置されている。このような充填部140により、回路素子130および圧力センサー1を保護(防塵および防水)すると共に、圧力センサー1に作用した外部応力(例えば、落下衝撃)が回路素子130および圧力センサー1に伝わり難くなる。   The filling unit 140 is disposed in the internal space S <b> 1 so as to cover the circuit element 130 and the pressure sensor 1. The filling unit 140 protects the circuit element 130 and the pressure sensor 1 (dustproof and waterproof), and external stress (for example, drop impact) acting on the pressure sensor 1 is not easily transmitted to the circuit element 130 and the pressure sensor 1. Become.

また、充填部140は、液状またはゲル状の充填材で構成することができ、回路素子130および圧力センサー1の過剰な変位を抑制することができる点で、特にゲル状の充填材で構成するのが好ましい。このような充填部140によれば、回路素子130および圧力センサー1を水分から効果的に保護することができると共に、圧力を効率的に圧力センサー1へ伝達することができる。このような充填部140を構成する充填材としては、特に限定されず、例えば、シリコーンオイル、フッ素系オイル、シリコーンゲル等を用いることができる。   Moreover, the filling part 140 can be comprised with a liquid or a gel-like filler, and is comprised especially with a gel-like filler in the point which can suppress the excessive displacement of the circuit element 130 and the pressure sensor 1. Is preferred. According to such a filling unit 140, the circuit element 130 and the pressure sensor 1 can be effectively protected from moisture, and the pressure can be efficiently transmitted to the pressure sensor 1. The filler constituting the filling unit 140 is not particularly limited, and for example, silicone oil, fluorine-based oil, silicone gel, or the like can be used.

以上、圧力センサーモジュール100について説明した。このような圧力センサーモジュール100は、圧力センサー1と、圧力センサー1を収納しているパッケージ110と、を有している。そのため、パッケージ110によって、圧力センサー1を保護することができる。また、上述した圧力センサー1の効果を享受でき、高感度で、優れた信頼性を発揮することができる。   The pressure sensor module 100 has been described above. Such a pressure sensor module 100 includes a pressure sensor 1 and a package 110 that houses the pressure sensor 1. Therefore, the pressure sensor 1 can be protected by the package 110. Moreover, the effect of the pressure sensor 1 mentioned above can be enjoyed, high sensitivity and excellent reliability can be exhibited.

なお、圧力センサーモジュール100の構成としては、上述の構成に限定されず、例えば、充填部140は、省略してもよい。また、本実施形態では、圧力センサー1および回路素子130が、ボンディングワイヤーBWによって、支持基板120に吊られた状態で支持されているが、例えば、圧力センサー1および回路素子130が、直接、支持基板120上に配置されていてもよい。また、本実施形態では、圧力センサー1および回路素子130が横に並んで配置されているが、例えば、圧力センサー1および回路素子130が高さ方向に並んで配置されていてもよい。   In addition, as a structure of the pressure sensor module 100, it is not limited to the above-mentioned structure, For example, the filling part 140 may be abbreviate | omitted. In this embodiment, the pressure sensor 1 and the circuit element 130 are supported by the bonding wire BW while being suspended from the support substrate 120. For example, the pressure sensor 1 and the circuit element 130 are directly supported. It may be disposed on the substrate 120. Moreover, in this embodiment, although the pressure sensor 1 and the circuit element 130 are arrange | positioned side by side, the pressure sensor 1 and the circuit element 130 may be arrange | positioned along with the height direction, for example.

<第6実施形態>
次に、本発明の第6実施形態に係る電子機器について説明する。
<Sixth Embodiment>
Next, an electronic apparatus according to a sixth embodiment of the invention will be described.

図23は、本発明の第6実施形態に係る電子機器としての高度計を示す斜視図である。
図23に示すように、電子機器としての高度計200は、腕時計のように手首に装着することができる。また、高度計200の内部には、圧力センサー1(圧力センサーモジュール100)が搭載されており、表示部201に現在地の海抜からの高度、または、現在地の気圧等を表示することができる。なお、この表示部201には、現在時刻、使用者の心拍数、天候等、様々な情報を表示することができる。
FIG. 23 is a perspective view showing an altimeter as an electronic apparatus according to the sixth embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 23, an altimeter 200 as an electronic device can be worn on the wrist like a wristwatch. In addition, the pressure sensor 1 (pressure sensor module 100) is mounted inside the altimeter 200, and the altitude from the sea level of the current location, the atmospheric pressure of the current location, or the like can be displayed on the display unit 201. The display unit 201 can display various information such as the current time, the user's heart rate, and weather.

このような電子機器の一例である高度計200は、圧力センサー1を有している。そのため、高度計200は、上述した圧力センサー1の効果を享受でき、高性能で、高い信頼性を発揮することができる。   An altimeter 200 as an example of such an electronic device has a pressure sensor 1. Therefore, the altimeter 200 can enjoy the effect of the pressure sensor 1 described above, and can exhibit high performance and high reliability.

<第7実施形態>
次に、本発明の第7実施形態に係る電子機器について説明する。
<Seventh embodiment>
Next, an electronic apparatus according to a seventh embodiment of the invention will be described.

図24は、本発明の第7実施形態に係る電子機器としてのナビゲーションシステムを示す正面図である。   FIG. 24 is a front view showing a navigation system as an electronic apparatus according to the seventh embodiment of the present invention.

図24に示すように、電子機器としてのナビゲーションシステム300は、図示しない地図情報と、GPS(全地球測位システム:Global Positioning System)からの位置情報取得手段と、ジャイロセンサーおよび加速度センサーと車速データとによる自立航法手段と、圧力センサー1(圧力センサーモジュール100)と、所定の位置情報または進路情報を表示する表示部301とを備えている。   As shown in FIG. 24, a navigation system 300 as an electronic device includes map information (not shown), position information acquisition means from a GPS (Global Positioning System), a gyro sensor, an acceleration sensor, vehicle speed data, Self-contained navigation means, pressure sensor 1 (pressure sensor module 100), and display unit 301 for displaying predetermined position information or course information.

このナビゲーションシステム300によれば、取得した位置情報に加えて高度情報を取得することができる。例えば、一般道路と位置情報上は略同一の位置を示す高架道路を走行する場合、高度情報を持たない場合には一般道路を走行しているのか高架道路を走行しているのかナビゲーションシステムでは判断できず、優先情報として一般道路の情報を使用者に提供してしまっていた。そこで、ナビゲーションシステム300に圧力センサー1を搭載し、高度情報を圧力センサー1によって取得することで、一般道路から高架道路へ進入することによる高度変化を検出することができ、高架道路の走行状態におけるナビゲーション情報を使用者に提供することができる。   According to the navigation system 300, altitude information can be acquired in addition to the acquired position information. For example, when driving on an elevated road that shows approximately the same position as that of a general road, if the navigation system does not have altitude information, the navigation system determines whether the vehicle is traveling on an ordinary road or an elevated road. It was not possible to provide the user with general road information as priority information. Therefore, by installing the pressure sensor 1 in the navigation system 300 and acquiring altitude information by the pressure sensor 1, it is possible to detect an altitude change due to entering the elevated road from a general road, and in the traveling state of the elevated road Navigation information can be provided to the user.

このような電子機器の一例としてのナビゲーションシステム300は、圧力センサー1を有している。そのため、ナビゲーションシステム300は、上述した圧力センサー1の効果を享受でき、高性能で、高い信頼性を発揮することができる。   A navigation system 300 as an example of such an electronic device includes the pressure sensor 1. Therefore, the navigation system 300 can enjoy the effect of the pressure sensor 1 described above, and can exhibit high performance and high reliability.

なお、本発明の電子機器は、前述の高度計およびナビゲーションシステムに限定されず、例えば、パーソナルコンピューター、デジタルスチールカメラ、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、時計(スマートウォッチを含む)、ドローン、医療機器(例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡)、各種測定機器、計器類(例えば、車両、航空機、船舶の計器類)、フライトシミュレーター等に適用することができる。   The electronic device of the present invention is not limited to the altimeter and the navigation system described above. For example, a personal computer, a digital still camera, a mobile phone, a smartphone, a tablet terminal, a watch (including a smart watch), a drone, a medical device ( For example, it is applied to electronic thermometers, blood pressure monitors, blood glucose meters, electrocardiogram measuring devices, ultrasonic diagnostic devices, electronic endoscopes), various measuring instruments, instruments (for example, vehicles, aircraft, ship instruments), flight simulators, etc. be able to.

<第8実施形態>
次に、本発明の第8実施形態に係る移動体について説明する。
<Eighth Embodiment>
Next, a moving object according to an eighth embodiment of the invention will be described.

図25は、本発明の第8実施形態に係る移動体としての自動車を示す斜視図である。
図25に示すように、移動体としての自動車400は、車体401と、4つの車輪402(タイヤ)と、を有しており、車体401に設けられた図示しない動力源(エンジン)によって車輪402を回転させるように構成されている。また、自動車400は、車体401に搭載されている電子制御ユニット(ECU:electronic control unit)403を有しており、この電子制御ユニット403に圧力センサー1が内蔵されている。電子制御ユニット403は、圧力センサー1が車体401の加速度や傾斜等を検出することにより、移動状態や姿勢等を把握し、車輪402等の制御を的確に行うことができる。これにより、自動車400は、安全で安定した移動をすることができる。なお、圧力センサー1は、自動車400に備えられているナビゲーションシステム等に搭載されていてもよい。
FIG. 25 is a perspective view showing an automobile as a moving body according to the eighth embodiment of the invention.
As shown in FIG. 25, an automobile 400 as a moving body has a vehicle body 401 and four wheels 402 (tires), and wheels 402 are driven by a power source (engine) (not shown) provided in the vehicle body 401. Is configured to rotate. Further, the automobile 400 has an electronic control unit (ECU) 403 mounted on the vehicle body 401, and the pressure sensor 1 is built in the electronic control unit 403. The electronic control unit 403 can grasp the moving state, the posture, and the like by the pressure sensor 1 detecting the acceleration, the inclination, and the like of the vehicle body 401, and can accurately control the wheels 402 and the like. Thereby, the automobile 400 can move safely and stably. The pressure sensor 1 may be mounted on a navigation system or the like provided in the automobile 400.

このような移動体の一例としての自動車400は、圧力センサー1を有している。そのため、自動車400は、上述した圧力センサー1の効果を享受でき、高性能で、高い信頼性を発揮することができる。   An automobile 400 as an example of such a moving body has a pressure sensor 1. Therefore, the automobile 400 can enjoy the effect of the pressure sensor 1 described above, and can exhibit high performance and high reliability.

以上、本発明の圧力センサー、圧力センサーの製造方法、圧力センサーモジュール、電子機器および移動体を図示の各実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、前述した実施形態では、ピエゾ抵抗型圧力センサーについて説明したが、静電容量型圧力センサーにも適用できる。また、他の任意の構成物や、工程が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。   As described above, the pressure sensor, the pressure sensor manufacturing method, the pressure sensor module, the electronic device, and the moving body of the present invention have been described based on the illustrated embodiments, but the present invention is not limited to these, The configuration can be replaced with any configuration having a similar function. In the above-described embodiment, the piezoresistive pressure sensor has been described. However, the embodiment can also be applied to a capacitive pressure sensor. Moreover, other arbitrary structures and processes may be added. Moreover, you may combine each embodiment suitably.

1…圧力センサー、2…基板、2a…第1シリコン層、2b…酸化シリコン層、2c…第2シリコン層、21…ダイアフラム、21A…部分、22…凹部、28…シリコン酸化膜、29…第1シリコン窒化膜、3…センサー部、30…ブリッジ回路、31、32、33、34…ピエゾ抵抗素子、35…配線、4…ベース基板、41…貫通孔、51…層間絶縁膜、52…配線、53…層間絶縁膜、54…端子、55…第2シリコン窒化膜、6…周囲構造体、61…層間絶縁膜、62…配線層、621…ガードリング、622…配線、63…層間絶縁膜、64…配線層、641…ガードリング、642…配線、644…被覆層、645…貫通孔、65…第2シリコン窒化膜、66…封止層、100…圧力センサーモジュール、110…パッケージ、110a…開口、111…ベース、112…ハウジング、120…支持基板、121…基材、122…基部、122a…開口、123…帯体、129…配線、130…回路素子、140…充填部、200…高度計、201…表示部、300…ナビゲーションシステム、301…表示部、400…自動車、401…車体、402…車輪、403…電子制御ユニット、BW…ボンディングワイヤー、S…圧力基準室、S1…内部空間、S2、S3…空間   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Pressure sensor, 2 ... Board | substrate, 2a ... 1st silicon layer, 2b ... Silicon oxide layer, 2c ... 2nd silicon layer, 21 ... Diaphragm, 21A ... Part, 22 ... Recessed part, 28 ... Silicon oxide film, 29 ... 1st DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Silicon nitride film, 3 ... Sensor part, 30 ... Bridge circuit, 31, 32, 33, 34 ... Piezoresistive element, 35 ... Wiring, 4 ... Base substrate, 41 ... Through-hole, 51 ... Interlayer insulating film, 52 ... Wiring , 53 ... interlayer insulating film, 54 ... terminal, 55 ... second silicon nitride film, 6 ... surrounding structure, 61 ... interlayer insulating film, 62 ... wiring layer, 621 ... guard ring, 622 ... wiring, 63 ... interlayer insulating film 64 ... wiring layer, 641 ... guard ring, 642 ... wiring, 644 ... coating layer, 645 ... through hole, 65 ... second silicon nitride film, 66 ... sealing layer, 100 ... pressure sensor module, 110 ... package DESCRIPTION OF SYMBOLS 110a ... Opening, 111 ... Base, 112 ... Housing, 120 ... Support substrate, 121 ... Base material, 122 ... Base, 122a ... Opening, 123 ... Band, 129 ... Wiring, 130 ... Circuit element, 140 ... Filling part, 200 Altimeter, 201 ... display unit, 300 ... navigation system, 301 ... display unit, 400 ... automobile, 401 ... vehicle body, 402 ... wheel, 403 ... electronic control unit, BW ... bonding wire, S ... pressure reference chamber, S1 ... inside Space, S2, S3 ... Space

Claims (13)

受圧により撓み変形するダイアフラムと、
前記ダイアフラムに設けられているセンサー部と、
前記ダイアフラムの一方の面側に設けられている第1シリコン窒化膜と、を有し、
前記第1シリコン窒化膜の水素含有量は、10原子%以下であることを特徴とする圧力センサー。
A diaphragm that bends and deforms under pressure,
A sensor provided in the diaphragm;
A first silicon nitride film provided on one surface side of the diaphragm,
The pressure sensor according to claim 1, wherein a hydrogen content of the first silicon nitride film is 10 atomic% or less.
前記センサー部と電気的に接続されている配線と、
前記配線の少なくとも一部を覆う第2シリコン窒化膜と、を有する請求項1に記載の圧力センサー。
Wiring electrically connected to the sensor unit;
The pressure sensor according to claim 1, further comprising: a second silicon nitride film that covers at least a part of the wiring.
受圧により撓み変形するダイアフラムと、
前記ダイアフラムに設けられているセンサー部と、
前記ダイアフラムの一方の面側に設けられている第1シリコン窒化膜と、
前記センサー部と電気的に接続されている配線と、
前記配線の少なくとも一部を覆う第2シリコン窒化膜と、を有し、
前記第1シリコン窒化膜の水素含有量は、前記第2シリコン窒化膜の水素含有量よりも低いことを特徴とする圧力センサー。
A diaphragm that bends and deforms under pressure,
A sensor provided in the diaphragm;
A first silicon nitride film provided on one surface side of the diaphragm;
Wiring electrically connected to the sensor unit;
A second silicon nitride film covering at least a part of the wiring,
The pressure sensor according to claim 1, wherein a hydrogen content of the first silicon nitride film is lower than a hydrogen content of the second silicon nitride film.
前記第1シリコン窒化膜の水素含有量は、10原子%以下である請求項3に記載の圧力センサー。   The pressure sensor according to claim 3, wherein the hydrogen content of the first silicon nitride film is 10 atomic% or less. 前記第1シリコン窒化膜と前記ダイアフラムとの間に設けられているシリコン酸化膜を有している請求項1ないし4のいずれか1項に記載の圧力センサー。   5. The pressure sensor according to claim 1, further comprising a silicon oxide film provided between the first silicon nitride film and the diaphragm. 6. 前記第1シリコン窒化膜の厚さは、200nm以下である請求項1ないし5のいずれか1項に記載の圧力センサー。   The pressure sensor according to claim 1, wherein the first silicon nitride film has a thickness of 200 nm or less. 前記第2シリコン窒化膜の厚さは、前記第1シリコン窒化膜の厚さよりも厚い請求項2ないし4のいずれか1項に記載の圧力センサー。   5. The pressure sensor according to claim 2, wherein a thickness of the second silicon nitride film is thicker than a thickness of the first silicon nitride film. 6. 前記ダイアフラムの他方の面側に配置されている圧力基準室を有している請求項1ないし7のいずれか1項に記載の圧力センサー。   The pressure sensor according to claim 1, further comprising a pressure reference chamber disposed on the other surface side of the diaphragm. 基板にセンサー部を形成する工程と、
前記基板の一方の面側に、水素含有量が10原子%以下である第1シリコン窒化膜を配置する工程と、
前記基板の他方の面側に凹部を形成し、受圧により撓み変形するダイアフラムを形成する工程と、を含むことを特徴とする圧力センサーの製造方法。
Forming a sensor portion on the substrate;
Disposing a first silicon nitride film having a hydrogen content of 10 atomic% or less on one surface side of the substrate;
Forming a recess on the other surface side of the substrate, and forming a diaphragm that bends and deforms by receiving pressure.
基板にセンサー部を形成する工程と、
前記基板の一方の面側に第1シリコン窒化膜を配置する工程と、
前記基板の一方の面側に前記センサー部と電気的に接続される配線を配置する工程と、
前記配線の少なくとも一部を覆う第2シリコン窒化膜を配置する工程と、
前記基板の他方の面側に凹部を形成し、受圧により撓み変形するダイアフラムを形成する工程と、を含み、
前記第1シリコン窒化膜の水素含有量は、前記第2シリコン窒化膜の水素含有量よりも低いことを特徴とする圧力センサーの製造方法。
Forming a sensor portion on the substrate;
Disposing a first silicon nitride film on one surface side of the substrate;
Arranging a wiring electrically connected to the sensor unit on one surface side of the substrate;
Disposing a second silicon nitride film covering at least part of the wiring;
Forming a recess on the other surface side of the substrate, and forming a diaphragm that bends and deforms under pressure.
The method of manufacturing a pressure sensor, wherein a hydrogen content of the first silicon nitride film is lower than a hydrogen content of the second silicon nitride film.
請求項1ないし8のいずれか1項に記載の圧力センサーと、
前記圧力センサーを収納しているパッケージと、を有することを特徴とする圧力センサーモジュール。
A pressure sensor according to any one of claims 1 to 8,
A pressure sensor module comprising: a package housing the pressure sensor.
請求項1ないし8のいずれか1項に記載の圧力センサーを有することを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising the pressure sensor according to claim 1. 請求項1ないし8のいずれか1項に記載の圧力センサーを有することを特徴とする移動体。   A moving body comprising the pressure sensor according to claim 1.
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