JP2019020190A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単なプロセスで製造でき、かつ、小型化を図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。
【解決手段】圧力センサーは、半導体基板と、前記半導体基板上に配置され、空洞部が設けられている絶縁層と、前記絶縁層上に配置され、前記空洞部を覆うように配置されているダイアフラムを備えている半導体層と、を有している。また、前記ダイアフラムは、前記空洞部に連通する貫通孔を備えている。
【選択図】図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。

従来から、圧力を検出する圧力センサーとして、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、ダイアフラムの下方に配置された圧力基準室と、ダイアフラムの上面に配置されたピエゾ抵抗素子と、を有している。また、この圧力センサーは、第１シリコン基板と第２シリコン基板とをシリコン酸化膜を介して貼り合わされてなるＳＯＩ基板と、このＳＯＩ基板に接合されたガラス基板と、から形成されている。具体的には、第１シリコン基板からダイアフラムが形成されており、第１シリコン基板の上面にピエゾ抵抗素子が形成されている。また、第２シリコン基板にはダイアフラムと重なる位置に貫通孔が形成され、第２シリコン基板の下面にガラス基板を接合して貫通孔を封止することで、圧力基準室が形成されている。

特開２００１−３５８３４５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の圧力センサーでは、ＳＯＩ基板の上面側からピエゾ抵抗素子を形成し、ＳＯＩ基板の下面側からアスペクト比が非常に高い深穴を形成しなければならず、これらの位置合わせ精度を確保することが難しい。そのため、位置合わせのマージンを確保する必要があり、装置の小型化を図ることが困難である。また、装置の製造時間やコストが増大するおそれもある。

本発明の目的は、簡単なプロセスで製造でき、かつ、小型化を図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。

このような目的は、下記の本発明により達成される。

本発明の圧力センサーは、半導体基板と、
前記半導体基板の一方の面上に配置され、空洞部が設けられている絶縁層と、
前記絶縁層の前記半導体基板とは反対側に配置され、前記空洞部を覆うように配置されているダイアフラムを備えている半導体層と、を有していることを特徴とする。
これにより、簡単なプロセスで製造でき、かつ、小型化を図ることのできる圧力センサーとなる。

本発明の圧力センサーでは、前記ダイアフラムは、前記空洞部に連通する貫通孔を備え、
前記貫通孔を封止する封止部を有していることが好ましい。
これにより、空洞部を容易に形成することができる。

本発明の圧力センサーでは、前記半導体基板の平面視で、
前記貫通孔は、前記ダイアフラムの外縁に沿って複数配置されていることが好ましい。
これにより、ダイアフラムの形状を所定の形状に合わせ込み易くなる。

本発明の圧力センサーでは、前記ダイアフラムに配置されているピエゾ抵抗素子を有していることが好ましい。
これにより、簡単な構成で圧力を検出することができる。

本発明の圧力センサーでは、前記絶縁層の前記空洞部に臨む内周面に配置され、前記半導体基板の平面視で、前記空洞部の少なくとも一部を囲む縁部を有していることが好ましい。
これにより、ダイアフラムの形状を所定の形状により合わせ込み易くなる。

本発明の圧力センサーでは、前記半導体基板は、シリコンを含み、
前記絶縁層は、酸化シリコンを含み、
前記半導体層は、シリコンを含んでいることが好ましい。
これにより、例えば、半導体基板、絶縁層および半導体層をＳＯＩ基板から形成することができる。そのため、圧力センサーの構成がより簡単なものとなる。また、圧力センサーを半導体プロセスによって容易に製造することができる。

本発明の圧力センサーの製造方法は、第１シリコン層と、第２シリコン層と、前記第１シリコン層と前記第２シリコン層との間に位置する酸化シリコン層と、を有するＳＯＩ基板を準備する工程と、
前記第２シリコン層にピエゾ抵抗素子を配置する工程と、
前記第２シリコン層を厚さ方向に貫通し、前記酸化シリコン層に臨む貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔を介して前記酸化シリコン層の一部を除去することで、前記第１シリコン層と前記第２シリコン層との間に位置する空洞部と、前記空洞部を介して前記第１シリコン層と対向し、ピエゾ抵抗素子を含み、受圧により撓み変形するダイアフラムと、を形成する工程と、
前記貫通孔を封止する工程と、を含んでいることを特徴とする。
これにより、圧力センサーを簡単なプロセスで製造でき、かつ、圧力センサーの小型化を図ることができる。

本発明の圧力センサーの製造方法では、前記封止する工程は、前記ダイアフラムの前記第１シリコン層と反対側の面に封止層を形成する工程と、
前記封止層を薄肉化する工程と、を含んでいることが好ましい。
これにより、貫通孔を封止することができると共に、ダイアフラムの実質的な厚さが厚くなってしまうことを抑制することができる。

本発明の圧力センサーの製造方法では、前記封止層は、高密度プラズマＣＶＤによって成膜されることが好ましい。
これにより、より確実に、貫通孔を封止することができる。

本発明の圧力センサーの製造方法では、前記封止層は、酸化シリコンを含んでいることが好ましい。
これにより、封止膜とＳＯＩ基板との熱膨張率の差を小さくすることができる。そのため、熱膨張により発生する内部応力を小さく抑えることができる。

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、本発明の圧力センサーの効果を享受でき、信頼性の高い圧力センサーモジュールが得られる。

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、本発明の圧力センサーの効果を享受でき、信頼性の高い電子機器が得られる。

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、本発明の圧力センサーの効果を享受でき、信頼性の高い移動体が得られる。

本発明の第１実施形態に係る圧力センサーを示す断面図である。 図１に示す圧力センサーが有するダイアフラムを示す平面図である。 図２に示すダイアフラムの変形例を示す平面図である。 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１に示す圧力センサーが有するダイアフラムのリリースホール部を示す拡大断面図である。 封止部の変形例を示す拡大断面図である。 封止部の変形例を示す拡大断面図である。 図１に示す圧力センサーの製造工程を示すフローチャートである。 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。 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。 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。 図１に示す圧力センサーの製造方法を説明するための平面図である。 図１に示す圧力センサーの製造方法を説明するための拡大断面図である。 図１に示す圧力センサーの製造方法を説明するための拡大断面図である。 図１に示す圧力センサーの製造方法を説明するための拡大断面図である。 図１に示す圧力センサーの製造方法を説明するための拡大断面図である。 図１に示す圧力センサーの製造方法を説明するための拡大断面図である。 図１に示す圧力センサーの製造方法を説明するための拡大断面図である。 本発明の第２実施形態に係る圧力センサーを示す平面図である。 図１９中のＡ−Ａ線断面図である。 図１９に示す圧力センサーの製造工程を示すフローチャートである。 図１に示す圧力センサーの製造方法を説明するための拡大断面図である。 図１に示す圧力センサーの製造方法を説明するための拡大断面図である。 図１に示す圧力センサーの製造方法を説明するための拡大断面図である。 図１に示す圧力センサーの製造方法を説明するための拡大断面図である。 本発明の第３実施形態に係る圧力センサーモジュールを示す断面図である。 本発明の第４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。 本発明の第５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。 本発明の第６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。

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。

＜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。

図１は、本発明の第１実施形態に係る圧力センサーを示す断面図である。図２は、図１に示す圧力センサーが有するダイアフラムを示す平面図である。図３は、図２に示すダイアフラムの変形例を示す平面図である。図４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５は、図１に示す圧力センサーが有するダイアフラムのリリースホール部を示す拡大断面図である。図６および図７は、それぞれ、封止部の変形例を示す拡大断面図である。図８は、図１に示す圧力センサーの製造工程を示すフローチャートである。図９ないし図１１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。図１２は、図１に示す圧力センサーの製造方法を説明するための平面図である。図１３ないし図１８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拡大断面図である。

なお、以下の説明では、図１、図５〜図７、図９〜図１１、図１３〜図１８中の上側を「上」、下側を「下」とも言う。また、ＳＯＩ基板の平面視、すなわち、図１中の上下方向から見た平面視を単に「平面視」とも言う。また、図２および図９では、封止部６および保護膜７の図示を省略している。

図１に示すように、圧力センサー１は、基板２（半導体基板）と、基板２の上側に位置する空洞部としての圧力基準室Ｓと、圧力基準室Ｓを囲む枠状の壁部３（絶縁層）と、壁部３の上側に位置し、受圧により撓み変形するダイアフラム４５を有する基板４（半導体層）と、ダイアフラム４５に配置されたセンサー部５と、ダイアフラム４５に形成された貫通孔４５１を封止する封止部６と、基板４の上面に配置された保護膜７と、センサー部５と電気的に接続された端子Ｔと、を有している。なお、壁部３は、基板２と基板４に対してエッチング選択比の高い材料で構成されている。

基板２、壁部３および基板４は、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板１０から一体的に形成されている。より具体的には、ＳＯＩ基板１０は、第１シリコン層１０Ａと、第１シリコン層１０Ａの上側に位置する第２シリコン層１０Ｃと、第１シリコン層１０Ａと第２シリコン層１０Ｃとの間に位置する酸化シリコン層１０Ｂと、を有する基板であり、第１シリコン層１０Ａから基板２が形成され、酸化シリコン層１０Ｂから壁部３が形成され、第２シリコン層１０Ｃから基板４が形成されている。このように、ＳＯＩ基板１０を用いることで、圧力センサー１の構成が簡単となり、その製造も容易となる。ただし、これに限定されず、基板２、壁部３および基板４は、ＳＯＩ基板１０から形成されていなくてもよく、例えば、基板２、４は、シリコン以外の半導体材料、例えば、ゲルマニウム、ヒ化ガリウム、ガリウム砒素リン、窒化ガリウム、炭化珪素等で構成された基板（半導体基板）から形成されていてもよい。

基板２の厚さとしては、特に限定されないが、例えば、２００μｍ以上８００μｍ以下とすることが好ましい。これにより、圧力センサー１の過度な厚肉化を防ぎつつ、圧力センサー１の剛性を十分に高くすることができ、高い信頼性の圧力センサー１が得られる。

壁部３は、枠状をなし、平面視で、圧力基準室Ｓの周囲を囲んでいる。壁部３は、基板２と基板４との間に圧力基準室Ｓを形成するためのスペーサーとして機能する。壁部３の厚さとしては、特に限定されないが、例えば、０．５μｍ以上２μｍ以下とすることが好ましい。これにより、圧力センサー１の過度な厚肉化を防ぎつつ、十分な厚さの圧力基準室Ｓが得られる。また、上記下限値以上とすることで、ダイアフラム４５と基板２と接触を効果的に抑制することができ、広い圧力測定範囲を確保することができる。また、上記上限値以下とすることで、ダイアフラム４５が過度に撓み変形した際に、ダイアフラム４５が基板２と接触することで、ダイアフラム４５のそれ以上の変形を規制でき、ダイアフラム４５の破損を防止することができる。

基板４は、圧力基準室Ｓの上部開口を塞ぐように、壁部３の上面に接合されている。そして、基板４の圧力基準室Ｓと重なる部分（圧力基準室Ｓを介して基板２と対向している部分）が受圧によって撓み変形するダイアフラム４５となっている。このようなダイアフラム４５は、その上面が圧力を受ける受圧面となっている。基板４の厚さとしては、特に限定されないが、例えば、０．５μｍ以上２μｍ以下であることが好ましい。これにより、機械的強度を保ちつつ、十分に撓み変形し易いダイアフラム４５となる。

図２に示すように、ダイアフラム４５の平面視形状は、各角部が面取りされた略正方形となっている。このように、各角部を面取りすることで、ダイアフラム４５が撓み変形した際の各角部への応力集中を低減することができる。そのため、ダイアフラム４５の破損を効果的に抑制することができる。ただし、ダイアフラム４５の平面視形状は、特に限定されず、例えば、各角部が面取りされていなくてもよいし、正方形以外の多角形（例えば、三角形、五角形、六角形等）、円形、楕円形、異形等であってもよい。

ダイアフラム４５の幅Ｗｘおよび幅Ｗｙとしては、特に限定されないが、それぞれ、例えば、５０μｍ以上１５０μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以上１００μｍ以下であることがより好ましい。これにより、圧力センサー１の小型化を図ることができる。なお、幅Ｗｘおよび幅Ｗｙは、互いに異なっていてもよい。

また、ダイアフラム４５には、厚さ方向に貫通し、圧力基準室Ｓに連通する複数の貫通孔４５１が形成されている。これら複数の貫通孔４５１は、後述する製造方法でも説明するように、酸化シリコン層１０Ｂのダイアフラム４５と重なる部分、すなわち圧力基準室Ｓとなる部分をエッチング除去するためのリリースホールである。これにより、簡単な製法で、ダイアフラム４５を基板２からリリースすると共に、ダイアフラム４５の直下に圧力基準室Ｓを形成することができる。特に、ダイアフラム４５に貫通孔４５１を形成することで、その直下に位置する酸化シリコン層１０Ｂをより確実に除去することができ、より確実に、ダイアフラム４５を基板２からリリースすると共に、ダイアフラム４５の直下に圧力基準室Ｓを形成することができる。

本実施形態では、複数の貫通孔４５１は、平面視で、ダイアフラム４５の全域に亘ってほぼ均一にマトリックス状（行列状）に配置されている（図２参照）。そのため、ダイアフラム４５の直下に位置する酸化シリコン層１０Ｂをより確実に、均一に除去することができる。さらには、貫通孔４５１は、平面視で、ダイアフラム４５の外縁４５ａに沿って複数配置されている。言い換えると、複数の貫通孔４５１のうちの最外周に位置する貫通孔４５１ａは、ダイアフラム４５の外縁４５ａに沿って、好ましくは外縁４５ａの全周に沿って配置されている。これにより、酸化シリコン層１０Ｂをダイアフラム４５の形状に沿って除去することができ、より確実に、目的の形状のダイアフラム４５を形成することができる。

各貫通孔４５１の幅Ｗ１としては、特に限定されないが、例えば、０．５μｍ以上２μｍ以下であることが好ましく、０．６μｍ以上１．０μｍ以下であることがより好ましい。これにより、エッチング液を供給するのに十分な大きさの貫通孔４５１となり、貫通孔４５１を介して酸化シリコン層１０Ｂをより確実に除去することができる。また、貫通孔４５１が過度に大きくなることを防止でき、ダイアフラム４５の機械的強度の低下を抑制することもできる。なお、幅Ｗ１は、貫通孔４５１毎に異なっていてもよい。例えばダイアフラム４５の中心部に位置する貫通孔４５１の幅Ｗ１に比べ、外縁４５ａ付近に位置する貫通孔４５１の幅Ｗ１が大きいような構成であってもよい。

また、隣り合う貫通孔４５１同士の離間距離ｄとしては、特に限定されないが、例えば、５μｍ以上１０μｍ以下程度であることが好ましい。これにより、貫通孔４５１を適度な密度で配置することができる。そのため、ダイアフラム４５の機械的強度を十分に保ちつつ、ダイアフラム４５の直下の酸化シリコン層１０Ｂをより確実に除去することができる。

なお、本実施形態では、貫通孔４５１の平面視での断面形状が正方形であるが、貫通孔４５１の断面形状としては、これに限定されず、例えば、正方形以外の矩形、三角形、五角形の多角形、円形、長円形等いかなる形状であってもよい。また、貫通孔４５１の配置としては、特に限定されず、例えば、図３に示すような配置であってもよい。また、本実施形態では、複数の貫通孔４５１がダイアフラム４５の全域に均一に配置されているが、これに限定されず、例えば、貫通孔４５１の配設密度に疎密が生じていてもよい。すなわち、例えば、ダイアフラム４５の外周部と中央部とで貫通孔４５１の配設密度が異なっていてもよい。また、本実施形態では、ダイアフラム４５の外縁に沿って複数の貫通孔４５１が配置されているが、これに限定されず、複数の貫通孔４５１は、ダイアフラム４５の外縁に沿って配置されていなくてもよい。

ダイアフラム４５には、ダイアフラム４５に作用する圧力を検出し得るセンサー部５が設けられている。図２に示すように、センサー部５は、ダイアフラム４５に設けられた４つのピエゾ抵抗素子５１、５２、５３、５４を有している。そして、ピエゾ抵抗素子５１、５２、５３、５４は、配線５５を介して互いに電気的に接続され、図４に示すブリッジ回路５０（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５０には駆動電圧ＡＶＤＣを供給（印加）する駆動回路が接続されている。そして、ブリッジ回路５０は、ダイアフラム４５の撓みに基づくピエゾ抵抗素子５１、５２、５３、５４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４５が受けた圧力を検出することができる。

図２に示すように、ピエゾ抵抗素子５１、５２、５３、５４は、ダイアフラム４５の外縁部に配置されている。受圧によりダイアフラム４５が撓み変形すると、ダイアフラム４５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５１、５２、５３、５４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５１、５２、５３、５４の配置は、特に限定されず、例えば、ピエゾ抵抗素子５１、５２、５３、５４がダイアフラム４５の外縁を跨いで配置されていてもよいし、ダイアフラム４５の中央部に配置されていてもよい。

ピエゾ抵抗素子５１、５２、５３、５４は、例えば、基板４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５５は、例えば、基板４に、ピエゾ抵抗素子５１、５２、５３、５４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。

なお、センサー部５の構成としては、ダイアフラム４５が受けた圧力を検出することができれば、特に限定されない。例えば、ブリッジ回路５０を構成していない少なくとも１つのピエゾ抵抗素子がダイアフラム４５に配置されている構成であってもよい。

図５に示すように、ダイアフラム４５の貫通孔４５１を封止する封止部６は、第１部材６１および第２部材６２を有している。本実施形態では、第１部材６１によっては貫通孔４５１を封止できておらず、第１部材６１に形成された隙間が第２部材６２によって封止された構成となっている。このように、第１部材６１に加えて第２部材６２を設けることで、貫通孔４５１をより確実に封止することができる。例えば、貫通孔４５１の幅が比較的大きい場合には、図５に示すような構成となり易い。

第１部材６１の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）を含んでいることが好ましく、特に、本実施形態では、酸化シリコンで構成されている。一方、第２部材６２の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、シリコンを含んでいることが好ましく、本実施形態では、気密性を担保し易いＣＶＤポリシリコン（ＣＶＤ−Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）で構成されている。このような材料を用いることで、半導体プロセスによって、容易に第１部材６１および第２部材６２を形成することができる。

ここで、第１部材６１は、層状（膜状）をなしており、基板４の上面にも配置されている。これにより、ピエゾ抵抗素子５１、５２、５３、５４の表面リークや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。

以上、封止部６について説明したが、封止部６の構成は、貫通孔４５１を封止することができれば、特に限定されず、例えば、貫通孔４５１の全部または一部に対し、第２部材６２を省略してもよいし、他の部材を追加してもよい。また、図６に示すように、基板４の上面に第１部材６１が設けられていなくてもよい。すなわち、第１部材６１が実質的に貫通孔４５１内にのみ配置されていてもよい。これにより、ダイアフラム４５の実質的な厚さが厚くなってしまうことを抑制することができる。

また、図７に示すように、第１部材６１によって貫通孔４５１が封止されており、第２部材６２によって、貫通孔４５１の封止をより確実なものとしている構成であってもよい。具体的には、第１部材６１によって貫通孔４５１が塞がれてはいるが、貫通孔４５１内において第１部材６１の中央部の厚さが縁部の厚さと比べて薄くなっている。そのため、第１部材６１の中央部が崩壊し易く、第１部材６１だけでは、圧力基準室Ｓの気密性を維持できないおそれがある。そこで、第１部材６１上に第２部材６２を配置し、より具体的には、第１部材６１の上面に形成された凹部６１１内に第２部材６２を充填し、第２部材６２によって第１部材６１の中央部を補強することで、封止部６の機械的強度が増し、圧力基準室Ｓの気密性をより確実に維持することができる。なお、図５に示すような第１部材６１によって封止されていない貫通孔４５１と、図７に示すような第１部材６１によって封止されている貫通孔４５１と、が混在していてもよい。

圧力基準室Ｓは、基板２、壁部３および基板４によって囲まれ、密閉された空間である。そして、圧力基準室Ｓ内の圧力が、圧力センサー１が検出する圧力の基準値となる。特に、圧力基準室Ｓは、真空状態（例えば、１０Ｐａ以下）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、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、一定の圧力に保たれていれば、真空状態でなくてもよく、減圧状態（真空を除く）、加圧状態となっていてもよい。

また、図１に示すように、圧力基準室Ｓは、その横断面積が基板２側から基板４側に向けて漸増するテーパー状をなしている。また、圧力基準室Ｓは、その横断面積の変化率が基板２側から基板４側へ向けて漸減している。ただし、圧力基準室Ｓの形状としては、特に限定されず、例えば、その横断面積が基板２側から基板４側に向けてほぼ一定であってもよい。

第１部材６１の上面には、保護膜７が設けられている。保護膜７は、センサー部５を埃、水分、ガス等から保護する機能を有している。このような保護膜７の構成材料としては、特に限定されないが、本実施形態では、窒化シリコン（ＳｉＮ）が用いられている。これにより、より確実に、センサー部５を埃、水分、ガス等から保護することができる。

さらに、図１に示すように、保護膜７の上面には、端子Ｔが設けられている。端子Ｔは、保護膜７を貫通して配線５５と電気的に接続されている。これにより、端子Ｔを介して、センサー部５との電気的な接続を容易に行うことができる。

以上、圧力センサー１について説明した。この圧力センサー１は、前述したように、基板２（半導体基板）と、基板２の一方の面上に配置され、圧力基準室Ｓ（空洞部）が設けられている壁部３（絶縁層）と、壁部３の基板２とは反対側に配置され、圧力基準室Ｓを覆うように配置されているダイアフラム４５を備えている基板４（半導体層）と、を有している。このような構成によれば、まず、小型で高い検出精度の圧力センサー１が得られる。そして、後述する製造方法でも説明するように、ＳＯＩ基板１０の上面側からの加工のみで圧力センサー１を製造することができる。そのため、従来のように、ＳＯＩ基板を両面側から加工する必要がある構成と比べて製造工程、製造時間、製造コストを削減することができる。また、従来のようなＳＯＩ基板の上面側からの加工と下面側からの加工との位置合わせが必要ないため、位置合わせのマージンを確保する必要もなく、その分、装置の小型化を図ることができる。また、基板２の厚さを十分に確保することができるため、剛性を高くすることができ、高い信頼性を有する圧力センサー１が得られる。

また、前述したように、圧力センサー１では、ダイアフラム４５は、圧力基準室Ｓに連通する貫通孔４５１を備え、貫通孔４５１を封止する封止部６を有している。これにより、後述する製造方法でも説明するように、圧力基準室Ｓを容易に形成することができる。

また、前述したように、圧力センサー１では、基板２の平面視で、貫通孔４５１は、ダイアフラム４５の外縁４５ａに沿って複数配置されている。これにより、後述する製造方法でも説明するように、ダイアフラム４５の形状を所定の形状に合わせ込み易くなる。また、ダイアフラム４５の下側にある酸化シリコン層１０Ｂを除去し易くもなる。

また、前述したように、圧力センサー１は、ダイアフラム４５に配置されているピエゾ抵抗素子５１、５２、５３、５４を有している。これにより、簡単な構成で、ダイアフラム４５が受けた圧力を検出することができる。

このように、圧力センサー１は、基板２と、基板２の上面（一方の面）側に位置する空洞部としての圧力基準室Ｓと、基板２の平面視で、圧力基準室Ｓを囲むように設けられている枠状の壁部３と、圧力基準室Ｓに対して基板２と反対側に位置し、圧力基準室Ｓに連通する貫通孔４５１を備え、受圧により撓み変形するダイアフラム４５と、貫通孔４５１を封止する封止部６と、ダイアフラム４５に配置されているピエゾ抵抗素子５１、５２、５３、５４と、を有しているとも言える。

また、前述したように、圧力センサー１では、基板２は、シリコン（Ｓｉ）を含み、壁部３は、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）を含み、ダイアフラム４５は、シリコン（Ｓｉ）を含んでいる。これにより、基板２、壁部３およびダイアフラム４５をＳＯＩ基板から形成することができる。そのため、圧力センサー１の構成がより簡単なものとなる。また、圧力センサー１を半導体プロセスによって容易に製造することができる。

次に、圧力センサー１の製造方法について説明する。図８に示すように、圧力センサー１の製造方法は、ＳＯＩ基板準備工程と、センサー部形成工程と、貫通孔形成工程と、リリースエッチング工程と、封止工程と、保護膜形成工程と、を含んでいる。

［ＳＯＩ基板準備工程］
まず、図９に示すように、ＳＯＩ基板１０を準備する。ＳＯＩ基板１０は、第１シリコン層１０Ａと、第１シリコン層１０Ａの上側に位置する第２シリコン層１０Ｃと、第１シリコン層１０Ａと第２シリコン層１０Ｃとの間に位置する酸化シリコン層１０Ｂと、を有する基板である。

［センサー部形成工程］
次に、図１０に示すように、ＳＯＩ基板１０の上面（第２シリコン層１０Ｃの上面）に酸化シリコン膜Ｍ１を成膜する。酸化シリコン膜Ｍ１の成膜方法としては、特に限定されず、例えば、ＳＯＩ基板１０の上面を熱酸化する方法を用いることができる。次に、第２シリコン層１０Ｃの上面に、リン、ボロン等の不純物を注入することで、センサー部５（ピエゾ抵抗素子５１、５２、５３、５４および配線５５）を形成する。

［貫通孔形成工程］
次に、図１１に示すように、酸化シリコン膜Ｍ１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、複数の貫通孔４５１に対応した開口Ｍ１１を形成する。次に、酸化シリコン膜Ｍ１を介して第２シリコン層１０Ｃを異方性ドライエッチングすることで、複数の貫通孔４５１を形成する。もちろん、ダイアフラム４５のスティッキング抑制等のためフッ化水素蒸気（ＨＦベーパー）による気相エッチングを行ってもよい。ここで、複数の貫通孔４５１は、後にダイアフラム４５となるダイアフラム形成領域４５０に形成される。また、図１２に示すように、複数の貫通孔４５１は、ダイアフラム形成領域４５０の全域にほぼ均一に配置されている。また、複数の貫通孔４５１のうちの最外周に位置する貫通孔４５１ａは、ダイアフラム形成領域４５０の外縁４５０ａに沿って配置されている。

［リリースエッチング工程］
次に、ＳＯＩ基板１０をバッファードフッ酸等のエッチング液に晒す。これにより、図１３に示すように、複数の貫通孔４５１を介して、酸化シリコン層１０Ｂのダイアフラム形成領域４５０の下方に位置する部分がエッチング除去される。これにより、ダイアフラム形成領域４５０の下方に圧力基準室Ｓが形成され、その周囲には枠状の壁部３が形成される。また、圧力基準室Ｓによってダイアフラム形成領域４５０が酸化シリコン層１０Ｂからリリースされ、圧力基準室Ｓと重なる部分がダイアフラム４５となる。

ここで、前述したように、複数の貫通孔４５１は、ダイアフラム形成領域４５０の全域にほぼ均一に配置されている。そのため、ダイアフラム形成領域４５０の下方に位置する酸化シリコン層１０Ｂをより確実にかつより短時間で除去することができる。また、前述したように、複数の貫通孔４５１のうちのいくつか（４５１ａ）は、ダイアフラム形成領域４５０の外縁４５０ａに沿って配置されている。これにより、ダイアフラム形成領域４５０の形状に倣って酸化シリコン層１０Ｂが除去されるため、より確実に、所望の形状（または、所望の形状に近い）のダイアフラム４５を得ることができる。

［封止工程］
次に、図１４に示すように、第２シリコン層１０Ｃの上面に第１封止膜６１０を成膜し、第１封止膜６１０によって各貫通孔４５１を封止する。なお、本実施形態では、第１封止膜６１０によって貫通孔４５１が完全に封止できておらず、第１封止膜６１０に圧力基準室Ｓと連通した隙間が形成されている。第１封止膜６１０の構成材料としては、特に限定されないが、本実施形態では、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）を用いている。このように、第１封止膜６１０の材料として、シリコン（Ｓｉ）系の材料を用いることで、第１封止膜６１０とＳＯＩ基板１０との熱膨張率の差を小さくすることができる。そのため、ダイアフラム４５等に加わる熱応力を小さく抑えることができる。すなわち、圧力センサー１の温度感度を抑制でき、高精度な圧力測定が可能となる。

なお、第１封止膜６１０の成膜方法としては、特に限定されず、例えば、スパッタリング法、ＣＶＤ法等の各種成膜方法（気相成長法）を用いることができる。この中でも特に、第１封止膜６１０の成膜方法としては、アンコンフォーマルな成膜方法を用いることが好ましい。これにより、コンフォーマルな成膜方法を用いた場合と比べて、貫通孔４５１内で第１封止膜６１０が貫通孔４５１の中心に向けて成長し易くなる。そのため、より確実に、第１封止膜６１０で貫通孔４５１を封止することができる。なお、アンコンフォーマルな成膜方法としては、特に限定されないが、例えば、高密度プラズマＣＶＤ（ＨＤＰ−ＣＶＤ）法を用いることが好ましい。これにより、各種の条件を適切に設定することで、簡単にコンフォーマルな成膜方法とすることができる。

次に、図１５に示すように、第１封止膜６１０を薄肉化（エッチバック）する。これにより、第１部材６１が得られる。なお、第１封止膜６１０を薄肉化することで、ダイアフラム４５の実質的な厚さが厚くなってしまうことを抑制することができる。また、第２シリコン層１０Ｃの上面に第１封止膜６１０を薄く残しておくことで、ピエゾ抵抗素子５１、５２、５３、５４の表面リークや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。なお、第１封止膜６１０の薄肉化の方法としては、特に限定されず、例えば、プラズマエッチングを用いることができる。

次に、図１６に示すように、第１部材６１の上面に第２封止膜６２０を成膜する。前述したように、第１部材６１の中央部を十分に厚くできない場合や、第１部材６１だけでは貫通孔４５１を封止できない場合もある。特に、本実施形態では、第１部材６１によって貫通孔４５１を封止できていない。そのため、第１部材６１上にさらに第２封止膜６２０を成膜することで、第１部材６１と第２封止膜６２０とによって貫通孔４５１をより確実に封止することができる。

次に、図１７に示すように、第２封止膜６２０を薄肉化（エッチバック）し、第１部材６１の上面を露出させて、実質的に、貫通孔４５１と重なる部分（凹部６１１内に充填された部分であって、貫通孔４５１を封止するのに用いられる部位）以外を除去する。これにより、第２部材６２が得られ、第１部材６１と第２部材６２とからなる封止部６が形成される。なお、第２封止膜６２０を薄肉化することで、ダイアフラム４５の実質的な厚さが厚くなってしまうことを抑制することができる。

［保護膜形成工程］
次に、図１８に示すように、封止部６上に保護膜７を成膜する。なお、保護膜７の構成材料としては、特に限定されないが、本実施形態では、窒化シリコン（ＳｉＮ）を用いている。これにより、保護膜７によって、圧力センサー１を、埃、水分等から効果的に保護することができる。なお、保護膜７の成膜方法としては、特に限定されず、例えば、スパッタリング法、ＣＶＤ法等の各種成膜方法（気相成長法）を用いることができる。

次に、保護膜７および封止部６を貫通し、配線５５と電気的に接続された端子Ｔを形成する。以上により圧力センサー１が得られる。

以上、圧力センサー１の製造方法について説明した。このような圧力センサー１の製造方法は、前述したように、第１シリコン層１０Ａと、第２シリコン層１０Ｃと、第１シリコン層１０Ａと第２シリコン層１０Ｃとの間に位置する酸化シリコン層１０Ｂと、を有するＳＯＩ基板１０を準備する工程と、第２シリコン層１０Ｃにピエゾ抵抗素子５１、５２、５３、５４を配置する工程と、第２シリコン層１０Ｃを厚さ方向に貫通し、酸化シリコン層１０Ｂに臨む貫通孔４５１を形成する工程と、貫通孔４５１を介して酸化シリコン層１０Ｂの一部を除去することで、第１シリコン層１０Ａと第２シリコン層１０Ｃとの間に位置する空洞部としての圧力基準室Ｓと、圧力基準室Ｓを介して第１シリコン層１０Ａと対向し、ピエゾ抵抗素子５１、５２、５３、５４を含み、受圧により撓み変形するダイアフラム４５と、を形成する工程と、貫通孔４５１を封止する工程と、を含んでいる。このような製造方法によれば、ＳＯＩ基板１０の上面側からの加工のみで圧力センサー１を製造することができる。そのため、従来のように、ＳＯＩ基板を両面側から加工する必要がある構成と比べて製造工程、製造時間、製造コストを削減することができる。また、従来のようなＳＯＩ基板の上面側からの加工と下面側からの加工との位置合わせが必要ないため、位置合わせのマージンを確保する必要もなく、その分、圧力センサー１の小型化を図ることができる。また、基板２の厚さを十分に確保することができるため、剛性を高くすることができ、高い信頼性を有する圧力センサー１が得られる。

また、前述したように、圧力センサー１の製造方法では、封止工程は、ダイアフラム４５の上面（第１シリコン層１０Ａと反対側の面）に封止層としての第１封止膜６１０を形成する工程と、第１封止膜６１０を薄肉化する工程と、を含んでいる。これにより、貫通孔４５１を封止することができると共に、ダイアフラム４５の実質的な厚さが厚くなってしまうことを抑制することができる。

また、前述したように、圧力センサー１の製造方法では、第１封止膜６１０は、高密度プラズマＣＶＤによって成膜される。これにより、より確実に、第１封止膜６１０によって貫通孔４５１を封止することができる。

また、前述したように、圧力センサー１の製造方法では、第１封止膜６１０は、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）を含んでいる。これにより、第１封止膜６１０とＳＯＩ基板との熱膨張率の差を小さくすることができる。そのため、熱膨張により発生する内部応力を小さく抑えることができ、封止部６にクラックが生じたり封止部６と貫通孔４５１との境界に隙間が形成されたりするのを効果的に抑制でき、圧力基準室Ｓの気密性をより効果的に維持することができる。さらには、ダイアフラム４５に加わる内部応力の環境温度による変化を抑制することができ、出力のドリフトを低減することもできる。

＜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。

図１９は、本発明の第２実施形態に係る圧力センサーを示す平面図である。図２０は、図１９中のＡ−Ａ線断面図である。図２１は、図１９に示す圧力センサーの製造工程を示すフローチャートである。図２２ないし図２５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拡大断面図である。なお、図１９では、封止部６および保護膜７の図示を省略している。

本実施形態に係る圧力センサー１は、壁部３の内壁に配置された縁部９を有すること以外は、前述した第１実施形態の圧力センサー１とほぼ同様である。

以下、第２実施形態の圧力センサー１について、前述した第１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。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。

図１９および図２０に示すように、本実施形態の圧力センサー１は、壁部３の内周面に配置された縁部９を有している。縁部９は、基板２の平面視で、センサー部５を避けるようにして、圧力基準室のＳの少なくとも一部を囲むように配置されている。特に、本実施形態では、縁部９は、少なくとも壁部３の内周面の各角部に配置されている。このような縁部９は、リリースエッチング工程において、酸化シリコン層１０Ｂを除去して圧力基準室Ｓを形成する際のエッチングストッパーとして機能する。そのため、例えば、エッチングストッパーを有さない前述した第１実施形態と比べて、圧力基準室Ｓおよびダイアフラム４５を所望の形状に形成し易くなる。なお、縁部９の配置としては、特に限定されないが、センサー部５を避けて、なるべく広範囲に亘って配置されていることが好ましい。これにより、上述した効果がより効果的に発揮される。

ここで、本実施形態では、縁部９は、第２シリコン層１０Ｃを貫通して配置されている。そのため、リリースエッチング工程において、縁部９よりも外側にエッチング液が滲み出し難くなる。したがって、より確実に、圧力基準室Ｓおよびダイアフラム４５を所望の形状に形成することができる。なお、このように、縁部９が第２シリコン層１０Ｃを貫通して配置されているため、縁部９は、センサー部５を避けるように配置されている。これにより、センサー部５の配置が阻害されることがなくなる。

縁部９の構成材料としては、特に限定されないが、本実施形態では、ＣＶＤポリシリコン（ＣＶＤ−Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）を用いている。このように、縁部９の材料として、シリコン（Ｓｉ）系の材料を用いることで、縁部９とＳＯＩ基板１０との熱膨張率の差を小さくすることができる。そのため、ダイアフラム４５等に加わる熱応力を小さく抑えることができる。すなわち、圧力センサー１の温度感度を抑制でき、高精度な圧力測定が可能となる。

このように、本実施形態の圧力センサー１は、壁部３の内周面に配置され、基板２の平面視で、圧力基準室Ｓの少なくとも一部を囲む縁部９を有している。これにより、例えば、縁部９を有さない前述した第１実施形態と比べて、圧力基準室Ｓおよびダイアフラム４５を所望の形状に形成し易くなる。

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。本実施形態の圧力センサー１の製造方法は、図２１に示すように、ＳＯＩ基板準備工程と、センサー部形成工程と、縁部形成工程と、貫通孔形成工程と、リリースエッチング工程と、封止工程と、保護膜形成工程と、を含んでいる。

［ＳＯＩ基板準備工程、センサー部形成工程］
ＳＯＩ基板準備工程およびセンサー部形成工程については、前述した第１実施形態で説明した製造方法と同様である。そのため、これら工程の説明を省略する。

［縁部形成工程］
まず、図２２に示すように、ダイアフラム形成領域４５０の外縁に沿って、酸化シリコン膜Ｍ１、第２シリコン層１０Ｃおよび酸化シリコン層１０Ｂを貫通する貫通孔Ｈを形成する。次に、図２３に示すように、酸化シリコン膜Ｍ１側から縁部形成層９０を成膜して、貫通孔Ｈを縁部形成層９０で埋める。次に、図２４に示すように、エッチバックによって、縁部形成層９０の酸化シリコン膜Ｍ１の上面に積層された部分を除去する。これにより、縁部形成層９０の貫通孔Ｈ内に充填された部分だけが実質的に残り、当該部分によって縁部９が形成される。

なお、縁部形成層９０の成膜方法としては、特に限定されず、例えば、スパッタリング法、ＣＶＤ法等の各種成膜方法（気相成長法）を用いることができる。また、縁部形成層９０の構成材料としては、特に限定されないが、本実施形態では、ポリシリコン（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）を用いている。このように、縁部形成層９０の材料としてシリコン（Ｓｉ）系の材料を用いることで、縁部９とＳＯＩ基板１０との熱膨張率の差を小さくすることができる。そのため、ダイアフラム４５等に加わる熱応力を小さく抑えることができる。すなわち、圧力センサー１の温度感度を抑制でき、高精度な圧力測定が可能となる。

［貫通孔形成工程］
貫通孔形成工程については、前述した第１実施形態で説明した製造方法と同様である。そのため、この工程の説明を省略する。

［リリースエッチング工程］
次に、ＳＯＩ基板１０をバッファードフッ酸等のエッチング液に晒す。これにより、図２５に示すように、複数の貫通孔４５１を介して、酸化シリコン層１０Ｂのダイアフラム形成領域４５０の下方に位置する部分がエッチング除去される。これにより、ダイアフラム形成領域４５０の下方に圧力基準室Ｓが形成され、その周囲には枠状の壁部３が形成される。また、圧力基準室Ｓによってダイアフラム形成領域４５０が酸化シリコン層１０Ｂからリリースされ、圧力基準室Ｓと重なる部分がダイアフラム４５となる。

ここで、本工程においては、縁部９がエッチングストッパーとして機能する。そのため、より確実に、酸化シリコン層１０Ｂの必要な部分だけを除去することができる。したがって、圧力基準室Ｓおよびダイアフラム４５を所望の形状に形成し易くなる。

［封止工程、保護膜形成工程］
封止工程および保護膜形成工程については、前述した第１実施形態で説明した製造方法と同様である。そのため、これら工程の説明を省略する。

以上のような第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。

＜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モジュールについて説明する。
図２６は、本発明の第３実施形態に係る圧力センサーモジュールを示す断面図である。

以下、第３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。

図２６に示す圧力センサーモジュール１００は、配線基板１１０および配線基板１１０の上面に配置された枠状の壁部１２０からなるパッケージ１９０と、パッケージ１９０に収納された圧力センサー１および回路素子１３０と、圧力センサー１および回路素子１３０を覆うように、パッケージ１９０内に充填された充填材１４０と、配線基板１１０と電気的に接続されたフレキシブル配線基板１５０と、配線基板１１０とフレキシブル配線基板１５０との接続部を覆う封止材１６０と、を有している。なお、圧力センサー１としては、例えば、前述した各実施形態のものを用いることができる。

配線基板１１０としては、例えば、ポリアミド樹脂等の各種樹脂材料を主材料とする基板１１１に配線１１２が配置された公知のリジッド配線基板を用いることができる。なお、配線基板１１０では、基板１１１の上面に、壁部１２０の内外に跨ぐようにして配線１１２が配置されている。このような配線基板１１０上には枠状の壁部１２０が配置されており、これらで形成された有底の凹部１９１が圧力センサー１および回路素子１３０を収納する収納空間Ｓ１となる。なお、壁部１２０の構成材料としては、特に限定されず、例えば、各種樹脂材料を用いることができる。

このような配線基板１１０の上面に、圧力センサー１および回路素子１３０が並んで配置されている。これにより、圧力センサーモジュール１００の低背化を図ることができる。

回路素子１３０は、ブリッジ回路５０に電圧を供給するための駆動回路、ブリッジ回路５０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。このような回路素子１３０は、ボンディングワイヤーＢＷ１を介して圧力センサー１と電気的に接続されており、ボンディングワイヤーＢＷ２を介して配線１１２と電気的に接続されている。

充填材１４０は、回路素子１３０および圧力センサー１を覆うように収納空間Ｓ１内に充填されている。このような充填材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）することができる。また、充填材１４０は、液状またはゲル状をなしている。これにより、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、充填材１４０を介して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。このような充填材１４０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。

フレキシブル配線基板１５０は、収納空間Ｓ１の外側において、配線１１２と電気的に接続されている。このようなフレキシブル配線基板１５０を有することで、外部装置との電気的な接続を容易に行うことができる。また、フレキシブル配線基板１５０と配線１１２との接続部は、封止材１６０で覆われている。これにより、当該接続部を保護することができる。なお、封止材１６０の構成材料としては、特に限定されないが、低弾性の材料であることが好ましく、例えば、エポキシ樹脂系、ポリイミド樹脂系、フェノール樹脂系、シリコーン樹脂系等の各種樹脂材料を用いることができる。

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１９０と、を有している。そのため、パッケージ１９０によって、圧力センサー１を保護することができる。また、前述した圧力センサー１の効果を享受でき、低コストで高い信頼性を発揮することができる。なお、圧力センサーモジュール１００の構成としては、前述の構成に限定されず、例えば、充填材１４０は、省略してもよい。

＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態に係る電子機器について説明する。

図２７は、本発明の第４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２７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。また、圧力センサー１としては、例えば、前述した各実施形態のものを用いることができる。

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、前述した圧力センサー１の効果を享受でき、低コストで高い信頼性を発揮することができる。

＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態に係る電子機器について説明する。
図２８は、本発明の第５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。

図２８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。なお、圧力センサー１としては、例えば、前述した各実施形態のものを用いることができる。

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。

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、前述した圧力センサー１の効果を享受でき、低コストで高い信頼性を発揮することができる。

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。

＜第６実施形態＞
次に、本発明の第６実施形態に係る移動体について説明する。

図２９は、本発明の第６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２９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としては、例えば、前述した各実施形態のものを用いることができる。また、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。

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、前述した圧力センサー１の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。

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、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。

また、例えば、第１実施形態の圧力センサー１をマトリックス状に配置することで、触覚センサーとして用いることができる。この場合、圧力センサー毎に押圧により受けた圧力を検出することで、接触した場所および接触の強さを特定でき、これらを集計することで、押圧分布を生成することができる。

１…圧力センサー、１０…ＳＯＩ基板、１０Ａ…第１シリコン層、１０Ｂ…酸化シリコン層、１０Ｃ…第２シリコン層、２…基板、３…壁部、４…基板、４５…ダイアフラム、４５ａ…外縁、４５０…ダイアフラム形成領域、４５０ａ…外縁、４５１…貫通孔、４５１ａ…貫通孔、５…センサー部、５０…ブリッジ回路、５１、５２、５３、５４…ピエゾ抵抗素子、５５…配線、６…封止部、６１…第１部材、６１０…第１封止膜、６１１…凹部、６２…第２部材、６２０…第２封止膜、７…保護膜、９…縁部、９０…縁部形成層、１００…圧力センサーモジュール、１１０…配線基板、１１１…基板、１１２…配線、１２０…壁部、１３０…回路素子、１４０…充填材、１５０…フレキシブル配線基板、１６０……封止材、１９０…パッケージ、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、Ｈ…貫通孔、Ｍ１…酸化シリコン膜、Ｍ１１…開口、Ｓ…圧力基準室、Ｓ１…内部空間、Ｔ…端子、ｄ…離間距離、Ｗ、Ｗ１…幅

Claims (13)

1. 半導体基板と、
   前記半導体基板の一方の面上に配置され、空洞部が設けられている絶縁層と、
   前記絶縁層の前記半導体基板とは反対側に配置され、前記空洞部を覆うように配置されているダイアフラムを備えている半導体層と、を有していることを特徴とする圧力センサー。
2. 前記ダイアフラムは、前記空洞部に連通する貫通孔を備え、
   前記貫通孔を封止する封止部を有している請求項１に記載の圧力センサー。
3. 前記半導体基板の平面視で、
   前記貫通孔は、前記ダイアフラムの外縁に沿って複数配置されている請求項２に記載の圧力センサー。
4. 前記ダイアフラムに配置されているピエゾ抵抗素子を有している請求項１ないし３のいずれか１項に記載の圧力センサー。
5. 前記絶縁層の前記空洞部に臨む内周面に配置され、前記半導体基板の平面視で、前記空洞部の少なくとも一部を囲む縁部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。
6. 前記半導体基板は、シリコンを含み、
   前記絶縁層は、酸化シリコンを含み、
   前記半導体層は、シリコンを含んでいる請求項１ないし３のいずれか１項に記載の圧力センサー。
7. 第１シリコン層と、第２シリコン層と、前記第１シリコン層と前記第２シリコン層との間に位置する酸化シリコン層と、を有するＳＯＩ基板を準備する工程と、
   前記第２シリコン層にピエゾ抵抗素子を配置する工程と、
   前記第２シリコン層を厚さ方向に貫通し、前記酸化シリコン層に臨む貫通孔を形成する工程と、
   前記貫通孔を介して前記酸化シリコン層の一部を除去することで、前記第１シリコン層と前記第２シリコン層との間に位置する空洞部と、前記空洞部を介して前記第１シリコン層と対向し、ピエゾ抵抗素子を含み、受圧により撓み変形するダイアフラムと、を形成する工程と、
   前記貫通孔を封止する工程と、を含んでいることを特徴とする圧力センサーの製造方法。
8. 前記封止する工程は、前記ダイアフラムの前記第１シリコン層と反対側の面に封止層を形成する工程と、
   前記封止層を薄肉化する工程と、を含んでいる請求項７に記載の圧力センサーの製造方法。
9. 前記封止層は、高密度プラズマＣＶＤによって成膜される請求項８に記載の圧力センサーの製造方法。
10. 前記封止層は、酸化シリコンを含んでいる請求項９に記載の圧力センサーの製造方法。
11. 請求項１ないし６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。
12. 請求項１ないし６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。
13. 請求項１ないし６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。

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