JP3196194B2 - 半導体圧力測定装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体圧力測定装置及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、単結晶シリコンで
構成された精度、感度、過大圧特性が良好な半導体圧力
測定装置及びその製造方法に関するものである。
構成された精度、感度、過大圧特性が良好な半導体圧力
測定装置及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は従来例の要部構成説明図で、例え
ば、学会紙「Transducer's 89 」において発表された、
「Single-crystal Silicon Pressure Sensors with 500
× Overpressure Protection」Lee Christel et al. No
va Sensor U.S.A. Sensors and Actuators, (1990) pp.
84-88に示されている。
ば、学会紙「Transducer's 89 」において発表された、
「Single-crystal Silicon Pressure Sensors with 500
× Overpressure Protection」Lee Christel et al. No
va Sensor U.S.A. Sensors and Actuators, (1990) pp.
84-88に示されている。
【０００３】図５において、１１は第１シリコン基板、
１２は第１シリコン基板１１と空隙室１３を構成するシ
リコン単結晶よりなるダイアフラムである。１４は、ダ
イアフラム１２の表面に形成されたピエゾ抵抗ストレン
ゲージである。
１２は第１シリコン基板１１と空隙室１３を構成するシ
リコン単結晶よりなるダイアフラムである。１４は、ダ
イアフラム１２の表面に形成されたピエゾ抵抗ストレン
ゲージである。
【０００４】この様な半導体圧力測定装置では、空隙室
１３は、第１シリコン基板１１の対応する部分を、エッ
チングなどにより段差を形成し、第２シリコン基板１５
を接合し、その後所定の厚さまで研磨する。その後ダイ
アフラム１２の表面にピエゾ抵抗ストレンゲージ１４を
半導体プロセスにより作り込む。
１３は、第１シリコン基板１１の対応する部分を、エッ
チングなどにより段差を形成し、第２シリコン基板１５
を接合し、その後所定の厚さまで研磨する。その後ダイ
アフラム１２の表面にピエゾ抵抗ストレンゲージ１４を
半導体プロセスにより作り込む。
【０００５】ここで、第１シリコン基板１１と第２シリ
コン基板１５の接合を真空中で行えば、空隙室１３は真
空となり絶対圧センサとなる。また、図６のごとく、空
隙室２３に到達する導圧孔２６をエッチング等により形
成し、空隙室２３にも圧力を導入できるように構成すれ
ば、ゲージ圧や差圧の測定が可能となる。
コン基板１５の接合を真空中で行えば、空隙室１３は真
空となり絶対圧センサとなる。また、図６のごとく、空
隙室２３に到達する導圧孔２６をエッチング等により形
成し、空隙室２３にも圧力を導入できるように構成すれ
ば、ゲージ圧や差圧の測定が可能となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な半導体圧力測定装置においては、 （１）２枚のシリコン基板１１，１５を真空中で接合し
た場合、大気圧中ではダイアフラム１２はたわみ、大き
な歪みが発生する。接合のための熱処理や、ピエゾ抵抗
ストレンゲージ１４を形成するための熱処理により、ダ
イアフラム１２が塑性変形し、ピエゾ抵抗ストレンゲー
ジ１４の出力のオフセットなど特性ばらつきの原因とな
る。また低圧用のダイアフラム１２の場合は、大気中で
は空隙室１３の対向面に接触し、接合の熱処理時に同時
に接合されてしまう。
な半導体圧力測定装置においては、 （１）２枚のシリコン基板１１，１５を真空中で接合し
た場合、大気圧中ではダイアフラム１２はたわみ、大き
な歪みが発生する。接合のための熱処理や、ピエゾ抵抗
ストレンゲージ１４を形成するための熱処理により、ダ
イアフラム１２が塑性変形し、ピエゾ抵抗ストレンゲー
ジ１４の出力のオフセットなど特性ばらつきの原因とな
る。また低圧用のダイアフラム１２の場合は、大気中で
は空隙室１３の対向面に接触し、接合の熱処理時に同時
に接合されてしまう。
【０００７】一方、２枚のシリコン基板１１，１５を大
気圧中で接合した場合には、熱処理の際に空隙室１３内
の気体が膨張し、ダイアフラム１２はたわみ、大きな歪
みが発生し、ダイアフラム１２が塑性変形し、特性のば
らつきとなる。特に、低圧用のダイアフラム１２の場合
は、熱処理の際に空隙室１３内の気体の膨張によりダイ
アフラム１２は破壊する。
気圧中で接合した場合には、熱処理の際に空隙室１３内
の気体が膨張し、ダイアフラム１２はたわみ、大きな歪
みが発生し、ダイアフラム１２が塑性変形し、特性のば
らつきとなる。特に、低圧用のダイアフラム１２の場合
は、熱処理の際に空隙室１３内の気体の膨張によりダイ
アフラム１２は破壊する。
【０００８】以上のような状況を避けるため、図６のよ
うに、空隙室２３に到達する導圧孔２６を、シリコン基
板１１，１５の接合の前に、開けておくことも考えられ
るが、ピエゾ抵抗ストレンゲージ２４を形成するための
熱処理の前の洗浄や、フォトリソグラフィ時の現像や水
洗などで、空隙室２３内に薬液や水などが入り、除去が
困難となる。
うに、空隙室２３に到達する導圧孔２６を、シリコン基
板１１，１５の接合の前に、開けておくことも考えられ
るが、ピエゾ抵抗ストレンゲージ２４を形成するための
熱処理の前の洗浄や、フォトリソグラフィ時の現像や水
洗などで、空隙室２３内に薬液や水などが入り、除去が
困難となる。
【０００９】（２）図７の如き、ゲージ圧センサや差圧
センサとしての用途では、導圧孔３６より、空隙室３３
内にも圧力が印加されるので、、接合面に引剥し力が発
生する。接合部エッジ３７の接合強度は不安定であるた
め、耐圧低下やヒステリシスの原因となる可能性があ
る。
センサとしての用途では、導圧孔３６より、空隙室３３
内にも圧力が印加されるので、、接合面に引剥し力が発
生する。接合部エッジ３７の接合強度は不安定であるた
め、耐圧低下やヒステリシスの原因となる可能性があ
る。
【００１０】本発明は、これらの問題点を解決するもの
である。本発明の目的は、精度、感度、過大圧特性が良
好な半導体圧力測定装置に関するもので、作製プロセス
が安定で特性のばらつきが少なく、低圧レンジも作製可
能な半導体圧力測定装置を提供するにある。
である。本発明の目的は、精度、感度、過大圧特性が良
好な半導体圧力測定装置に関するもので、作製プロセス
が安定で特性のばらつきが少なく、低圧レンジも作製可
能な半導体圧力測定装置を提供するにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、 （１）ダイアフラムの一面側に空隙室が設けられ該ダイ
アフラムの他面側に測定圧が印加される半導体圧力測定
装置において、第１単結晶シリコン基板と、該第１単結
晶シリコン基板の一面に半導体導体プロセスにより形成
されたポリシリコン層と、該ポリシリコン層に設けられ
た空隙室と、前記ポリシリコン層の他面に一面が接して
設けられ該ポリシリコン層の前記空隙室が設けられてい
る部分とダイアフラムを形成する第２単結晶シリコン基
板と、該第２単結晶シリコン基板の他面側に設けられた
歪検出素子と、前記第１単結晶シリコン基板の他面ある
いは前記第２単結晶シリコン基板の他面から前記空隙室
に連通され該空隙室と外部とを連通する導圧孔とを具備
したことを特徴とする半導体圧力測定装置。 （２）ダイアフラムの一面側に空隙室が設けられ該ダイ
アフラムの他面側に測定圧が印加される半導体圧力測定
装置の製造方法において、以下の工程を有する事を特徴
とする半導体圧力測定装置の製造方法。 （ａ）フォトリソグラフィにより第１単結晶シリコン基
板の一面の酸化シリコン薄膜の所要箇所を残して除去す
る工程。 （ｂ）前記第１単結晶シリコン基板の一面に一面が接す
るポリシリコン層を半導体プロセスにより形成する工
程。 （ｃ）該ポリシリコン層の表面を平坦化し且つ所定厚さ
に研磨する工程。 （ｄ）前記ポリシリコン層の他面に第２結晶シリコン基
板の一面を接合する工程。 （ｅ）所定のダイアフラムの厚さを形成する様に第２結
晶シリコン基板の他面を研磨する工程。 （ｆ）該第２結晶シリコン基板の他面側に歪検出素子を
形成する工程。 （ｇ）前記第１単結晶シリコン基板の他面あるいは前記
第２単結晶シリコン基板の他面から前記酸化シリコン薄
膜に達する導圧孔を形成する工程。 （ｈ）該導圧孔より選択エッチングにより前記酸化シリ
コン薄膜を除去する工程。
に、本発明は、 （１）ダイアフラムの一面側に空隙室が設けられ該ダイ
アフラムの他面側に測定圧が印加される半導体圧力測定
装置において、第１単結晶シリコン基板と、該第１単結
晶シリコン基板の一面に半導体導体プロセスにより形成
されたポリシリコン層と、該ポリシリコン層に設けられ
た空隙室と、前記ポリシリコン層の他面に一面が接して
設けられ該ポリシリコン層の前記空隙室が設けられてい
る部分とダイアフラムを形成する第２単結晶シリコン基
板と、該第２単結晶シリコン基板の他面側に設けられた
歪検出素子と、前記第１単結晶シリコン基板の他面ある
いは前記第２単結晶シリコン基板の他面から前記空隙室
に連通され該空隙室と外部とを連通する導圧孔とを具備
したことを特徴とする半導体圧力測定装置。 （２）ダイアフラムの一面側に空隙室が設けられ該ダイ
アフラムの他面側に測定圧が印加される半導体圧力測定
装置の製造方法において、以下の工程を有する事を特徴
とする半導体圧力測定装置の製造方法。 （ａ）フォトリソグラフィにより第１単結晶シリコン基
板の一面の酸化シリコン薄膜の所要箇所を残して除去す
る工程。 （ｂ）前記第１単結晶シリコン基板の一面に一面が接す
るポリシリコン層を半導体プロセスにより形成する工
程。 （ｃ）該ポリシリコン層の表面を平坦化し且つ所定厚さ
に研磨する工程。 （ｄ）前記ポリシリコン層の他面に第２結晶シリコン基
板の一面を接合する工程。 （ｅ）所定のダイアフラムの厚さを形成する様に第２結
晶シリコン基板の他面を研磨する工程。 （ｆ）該第２結晶シリコン基板の他面側に歪検出素子を
形成する工程。 （ｇ）前記第１単結晶シリコン基板の他面あるいは前記
第２単結晶シリコン基板の他面から前記酸化シリコン薄
膜に達する導圧孔を形成する工程。 （ｈ）該導圧孔より選択エッチングにより前記酸化シリ
コン薄膜を除去する工程。
【００１２】
【作用】以上の構成において、高圧側測定圧力が第２単
結晶シリコン基板に印加され、低圧側測定圧力が空隙室
に印加される。この結果、高圧側と低圧側との圧力差に
応じてダイアフラムが歪み、この歪量が歪検出素子によ
って電気的に検出され、圧力の測定が行われる。
結晶シリコン基板に印加され、低圧側測定圧力が空隙室
に印加される。この結果、高圧側と低圧側との圧力差に
応じてダイアフラムが歪み、この歪量が歪検出素子によ
って電気的に検出され、圧力の測定が行われる。
【００１３】この様な装置は、以下の如くして製作され
る。フォトリソグラフィにより、第１単結晶シリコン基
板の一面の、酸化シリコン薄膜の所要箇所を残して除去
する。
る。フォトリソグラフィにより、第１単結晶シリコン基
板の一面の、酸化シリコン薄膜の所要箇所を残して除去
する。
【００１４】第１単結晶シリコン基板の一面に、一面が
接するポリシリコン層を、半導体プロセスにより形成す
る。ポリシリコン層の表面を平坦化し、且つ、所定厚さ
に研磨する。ポリシリコン層の他面に、第２結晶シリコ
ン基板の一面を接合する。
接するポリシリコン層を、半導体プロセスにより形成す
る。ポリシリコン層の表面を平坦化し、且つ、所定厚さ
に研磨する。ポリシリコン層の他面に、第２結晶シリコ
ン基板の一面を接合する。
【００１５】所定のダイアフラムの厚さを形成する様
に、第２結晶シリコン基板の他面を研磨する。第２結晶
シリコン基板の他面側に、歪検出素子を形成する。
に、第２結晶シリコン基板の他面を研磨する。第２結晶
シリコン基板の他面側に、歪検出素子を形成する。
【００１６】第１単結晶シリコン基板の他面あるいは第
２単結晶シリコン基板の他面から酸化シリコン薄膜に達
する導圧孔を形成する。導圧孔より、選択エッチングに
より、酸化シリコン薄膜を除去する。以下、実施例に基
づき詳細に説明する。
２単結晶シリコン基板の他面から酸化シリコン薄膜に達
する導圧孔を形成する。導圧孔より、選択エッチングに
より、酸化シリコン薄膜を除去する。以下、実施例に基
づき詳細に説明する。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例の要部構
成説明図、図２は図１の製作工程説明図である。図にお
いて、４１は、第１単結晶シリコン基板である。４２
は、第１単結晶シリコン基板４１の一面に、半導体導体
プロセスにより形成されたポリシリコン層である。
成説明図、図２は図１の製作工程説明図である。図にお
いて、４１は、第１単結晶シリコン基板である。４２
は、第１単結晶シリコン基板４１の一面に、半導体導体
プロセスにより形成されたポリシリコン層である。
【００１８】４３は、ポリシリコン層４２に設けられた
空隙室である。４４は、ポリシリコン層４２の他面に、
一面が接して設けられ、ポリシリコン層４２の空隙室４
３が設けられている部分と、ダイアフラム４５を形成す
る第２単結晶シリコン基板である。
空隙室である。４４は、ポリシリコン層４２の他面に、
一面が接して設けられ、ポリシリコン層４２の空隙室４
３が設けられている部分と、ダイアフラム４５を形成す
る第２単結晶シリコン基板である。
【００１９】４６は、第２単結晶シリコン基板４４の他
面側に設けられた歪検出素子である。この場合は、ピエ
ゾ抵抗ストレンゲージや両端固定梁の振動式ストレンゲ
ージなどが使用されている。
面側に設けられた歪検出素子である。この場合は、ピエ
ゾ抵抗ストレンゲージや両端固定梁の振動式ストレンゲ
ージなどが使用されている。
【００２０】４７は、第１単結晶シリコン基板の他面か
ら空隙室に連通され、空隙室と外部とを連通する導圧孔
である。
ら空隙室に連通され、空隙室と外部とを連通する導圧孔
である。
【００２１】この様な装置は、図２に示す如く、以下の
如くして製作される。 （１）図２（ａ）に示す如く、フォトリソグラフィによ
り、第１単結晶シリコン基板１０１の一面の、酸化シリ
コン薄膜１０２の所要箇所を残して除去する。
如くして製作される。 （１）図２（ａ）に示す如く、フォトリソグラフィによ
り、第１単結晶シリコン基板１０１の一面の、酸化シリ
コン薄膜１０２の所要箇所を残して除去する。
【００２２】（２）図２（ｂ）に示す如く、第１単結晶
シリコン基板１０１の一面に、一面が接するポリシリコ
ン層１０３を、半導体プロセスにより形成する。 （３）図２（ｃ）に示す如く、ポリシリコン層１０３の
表面を平坦化し、且つ、所定厚さｔに研磨する。
シリコン基板１０１の一面に、一面が接するポリシリコ
ン層１０３を、半導体プロセスにより形成する。 （３）図２（ｃ）に示す如く、ポリシリコン層１０３の
表面を平坦化し、且つ、所定厚さｔに研磨する。
【００２３】（４）図２（ｄ）に示す如く、ポリシリコ
ン層１０３の他面に、第２結晶シリコン基板１０４の一
面を接合する。 （５）図２（ｅ）に示す如く、所定のダイアフラムの厚
さｕを形成する様に、第２結晶シリコン基板１０４の他
面を研磨する。
ン層１０３の他面に、第２結晶シリコン基板１０４の一
面を接合する。 （５）図２（ｅ）に示す如く、所定のダイアフラムの厚
さｕを形成する様に、第２結晶シリコン基板１０４の他
面を研磨する。
【００２４】（６）図２（ｆ）に示す如く、第２結晶シ
リコン基板１０４の他面側に、歪検出素子１０５を形成
する。 （７）図２（ｇ）に示す如く、第１単結晶シリコン基板
１０１の他面から、酸化シリコン薄膜１０２に達する導
圧孔を形成する。
リコン基板１０４の他面側に、歪検出素子１０５を形成
する。 （７）図２（ｇ）に示す如く、第１単結晶シリコン基板
１０１の他面から、酸化シリコン薄膜１０２に達する導
圧孔を形成する。
【００２５】（８）図２（ｈ）に示す如く、導圧孔１０
６より、選択エッチングにより、酸化シリコン薄膜１０
２を除去する。
６より、選択エッチングにより、酸化シリコン薄膜１０
２を除去する。
【００２６】この結果、 （１）ゲージ圧や差圧の測定装置として使用する場合に
は、空隙室４３の内部が正圧になることもあり、図６に
示す従来例の構造では、図７に示す如く、第１単結晶シ
リコン基板４１と第２単結晶シリコン基板４４との接合
面に、引剥し力が発生していた。
は、空隙室４３の内部が正圧になることもあり、図６に
示す従来例の構造では、図７に示す如く、第１単結晶シ
リコン基板４１と第２単結晶シリコン基板４４との接合
面に、引剥し力が発生していた。
【００２７】本発明装置においては、図１に示す如く、
第１単結晶シリコン基板４１とポリシリコン層４２との
間に引剥し力が発生するが、ポリシリコン層４２は、第
１単結晶シリコン基板４１の一面に、半導体プロセスに
より形成されたものであり、第１単結晶シリコン基板４
１とポリシリコン層４２との接合力は比較的強い。従っ
て、耐圧やヒステリシス特性が向上された半導体圧力測
定装置が得られる。
第１単結晶シリコン基板４１とポリシリコン層４２との
間に引剥し力が発生するが、ポリシリコン層４２は、第
１単結晶シリコン基板４１の一面に、半導体プロセスに
より形成されたものであり、第１単結晶シリコン基板４
１とポリシリコン層４２との接合力は比較的強い。従っ
て、耐圧やヒステリシス特性が向上された半導体圧力測
定装置が得られる。
【００２８】（２）シリコン直接接合技術を用いて作製
した半導体圧力測定装置において、空隙室４３の形成
を、ポリシリコン層４２と第２単結晶シリコン基板４４
との接合熱処理や、圧力検出センサ４６作製のための熱
処理などの高温プロセスの終了後に行うことができるよ
うにしたので、ダイアフラム４５の変形等が無いため、
低圧レンジのセンサが実現でき、また特性のばらつきの
小さな半導体圧力測定装置が得られる。
した半導体圧力測定装置において、空隙室４３の形成
を、ポリシリコン層４２と第２単結晶シリコン基板４４
との接合熱処理や、圧力検出センサ４６作製のための熱
処理などの高温プロセスの終了後に行うことができるよ
うにしたので、ダイアフラム４５の変形等が無いため、
低圧レンジのセンサが実現でき、また特性のばらつきの
小さな半導体圧力測定装置が得られる。
【００２９】図３は本発明の他の実施例の要部構成説明
図である。本実施例において、５１は、第２単結晶シリ
コン基板４４の他面から、空隙室４３に連通され、空隙
室４３と外部とを連通する導圧孔である。５２は、導圧
孔５１を塞ぐ薄膜である。空隙室４３に所定圧力を封入
する場合に採用される。
図である。本実施例において、５１は、第２単結晶シリ
コン基板４４の他面から、空隙室４３に連通され、空隙
室４３と外部とを連通する導圧孔である。５２は、導圧
孔５１を塞ぐ薄膜である。空隙室４３に所定圧力を封入
する場合に採用される。
【００３０】図３に示す装置は、図４に示す如く、以下
の如くして製作される。 （１）図４（ａ）に示す如く、フォトリソグラフィによ
り、ＳＯＩウエハ２０１のＳＯＩシリコン層２０１１
と、シリコン酸化膜２０２の所要個所を残して除去す
る。このＳＯＩウエハ２０１本体が、図３の第１単結晶
シリコン基板４１に相当する。
の如くして製作される。 （１）図４（ａ）に示す如く、フォトリソグラフィによ
り、ＳＯＩウエハ２０１のＳＯＩシリコン層２０１１
と、シリコン酸化膜２０２の所要個所を残して除去す
る。このＳＯＩウエハ２０１本体が、図３の第１単結晶
シリコン基板４１に相当する。
【００３１】（２）図４（ｂ）に示す如く、第１単結晶
シリコン基板２０１の一面に、一面が接するポリシリコ
ン層２０３を、半導体プロセスにより形成する。 （３）図４（ｃ）に示す如く、ポリシリコン層２０３の
表面を平坦化し、且つ、所定厚さｔに研磨する。
シリコン基板２０１の一面に、一面が接するポリシリコ
ン層２０３を、半導体プロセスにより形成する。 （３）図４（ｃ）に示す如く、ポリシリコン層２０３の
表面を平坦化し、且つ、所定厚さｔに研磨する。
【００３２】（４）図４（ｄ）に示す如く、ポリシリコ
ン層２０３の他面に、第２結晶シリコン基板２０４の一
面を接合する。 （５）図４（ｅ）に示す如く、所定のダイアフラムの厚
さｕを形成する様に、第２結晶シリコン基板２０４の他
面を研磨する。
ン層２０３の他面に、第２結晶シリコン基板２０４の一
面を接合する。 （５）図４（ｅ）に示す如く、所定のダイアフラムの厚
さｕを形成する様に、第２結晶シリコン基板２０４の他
面を研磨する。
【００３３】（６）図４（ｆ）に示す如く、第２結晶シ
リコン基板２０４の他面側に、歪検出素子２０５を形成
する。 （７）図４（ｇ）に示す如く、第２単結晶シリコン基板
２０４の他面から、酸化シリコン薄膜２０２に達する導
圧孔２０６を形成する。
リコン基板２０４の他面側に、歪検出素子２０５を形成
する。 （７）図４（ｇ）に示す如く、第２単結晶シリコン基板
２０４の他面から、酸化シリコン薄膜２０２に達する導
圧孔２０６を形成する。
【００３４】（８）図４（ｈ）に示す如く、導圧孔２０
６より、選択エッチングにより、酸化シリコン薄膜２０
２を除去する。 （９）なお、図４（ｉ）に示す如く、導圧孔２０６を塞
ぐ薄膜２０７を形成すれば、空隙室４３が真空であれば
絶対圧計として、空隙室４３が大気圧であればゲージ圧
計として使用することができる。
６より、選択エッチングにより、酸化シリコン薄膜２０
２を除去する。 （９）なお、図４（ｉ）に示す如く、導圧孔２０６を塞
ぐ薄膜２０７を形成すれば、空隙室４３が真空であれば
絶対圧計として、空隙室４３が大気圧であればゲージ圧
計として使用することができる。
【００３５】なお、前述の実施例においては、ダイアフ
ラム４５の歪検出センサとして、ピエゾ抵抗素子を例に
取り説明したが、これに限ることはなく、例えば、容量
検出素子，振動検出素子でも良い。要するに、歪が検出
出来る素子であればよい。
ラム４５の歪検出センサとして、ピエゾ抵抗素子を例に
取り説明したが、これに限ることはなく、例えば、容量
検出素子，振動検出素子でも良い。要するに、歪が検出
出来る素子であればよい。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、請求項
１によれば、ゲージ圧や差圧の測定装置として使用する
場合には、空隙室の内部が正圧になることもある。この
場合、第１単結晶シリコン基板とポリシリコン層との間
に引剥し力が発生するが、ポリシリコン層は、第１単結
晶シリコン基板の一面に、半導体プロセスにより形成さ
れたものであり、第１単結晶シリコン基板とポリシリコ
ン層との接合力は強い。従って、耐圧やヒステリシス特
性が向上された半導体圧力測定装置が得られる。
１によれば、ゲージ圧や差圧の測定装置として使用する
場合には、空隙室の内部が正圧になることもある。この
場合、第１単結晶シリコン基板とポリシリコン層との間
に引剥し力が発生するが、ポリシリコン層は、第１単結
晶シリコン基板の一面に、半導体プロセスにより形成さ
れたものであり、第１単結晶シリコン基板とポリシリコ
ン層との接合力は強い。従って、耐圧やヒステリシス特
性が向上された半導体圧力測定装置が得られる。
【００３７】請求項２によれば、シリコン直接接合技術
を用いて作製した半導体圧力測定装置において、空隙室
の形成を、ポリシリコン層と第２単結晶シリコン基板と
の接合熱処理や、圧力検出センサ作製のための熱処理な
どの高温プロセスの終了後に行うことができるようにし
たので、ダイアフラムの変形等が無いため、低圧レンジ
のセンサが実現でき、また特性のばらつきの小さな半導
体圧力測定装置が得られる。
を用いて作製した半導体圧力測定装置において、空隙室
の形成を、ポリシリコン層と第２単結晶シリコン基板と
の接合熱処理や、圧力検出センサ作製のための熱処理な
どの高温プロセスの終了後に行うことができるようにし
たので、ダイアフラムの変形等が無いため、低圧レンジ
のセンサが実現でき、また特性のばらつきの小さな半導
体圧力測定装置が得られる。
【００３８】従って、本発明によれば、単結晶シリコン
で構成された精度、感度、過大圧特性が良好な半導体圧
力測定装置を実現することが出来る。
で構成された精度、感度、過大圧特性が良好な半導体圧
力測定装置を実現することが出来る。
【図１】本発明の一実施例の要部構成説明図である。
【図２】図１の製作工程説明図である。
【図３】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。
【図４】図３の製作工程説明図である。
【図５】従来より一般に使用されている従来例の構成説
明図である。
明図である。
【図６】従来より一般に使用されている他の従来例の構
成説明図である。
成説明図である。
【図７】図６の動作説明図である。
４１ 第１単結晶シリコン基板 ４２ ポリシリコン層 ４３ 空隙室 ４４ 第２単結晶シリコン基板 ４５ ダイアフラム ４６ 歪検出センサ ５１ 導圧孔 ５２ 薄膜 １０１ 第１単結晶シリコン基板 １０２ シリコン酸化膜 １０３ ポリシリコン層 １０４ 第２単結晶シリコン基板 １０５ 歪検出センサ １０６ 導圧孔 ２０１ 第１単結晶シリコン基板 ２０１１ ＳＯＩシリコン層 ２０２ シリコン酸化膜 ２０３ ポリシリコン層 ２０４ 第２単結晶シリコン基板 ２０５ 歪検出センサ ２０６ 導圧孔 ２０７ 薄膜
Claims (2)
- 【請求項１】ダイアフラムの一面側に空隙室が設けられ
該ダイアフラムの他面側に測定圧が印加される半導体圧
力測定装置において、 第１単結晶シリコン基板と、 該第１単結晶シリコン基板の一面に半導体導体プロセス
により形成されたポリシリコン層と、 該ポリシリコン層に設けられた空隙室と、 前記ポリシリコン層の他面に一面が接して設けられ該ポ
リシリコン層の前記空隙室が設けられている部分とダイ
アフラムを形成する第２単結晶シリコン基板と、 該第２単結晶シリコン基板の他面側に設けられた歪検出
素子と、 前記第１単結晶シリコン基板の他面あるいは前記第２単
結晶シリコン基板の他面から前記空隙室に連通され該空
隙室と外部とを連通する導圧孔とを具備したことを特徴
とする半導体圧力測定装置。 - 【請求項２】ダイアフラムの一面側に空隙室が設けられ
該ダイアフラムの他面側に測定圧が印加される半導体圧
力測定装置の製造方法において、 以下の工程を有する事を特徴とする半導体圧力測定装置
の製造方法。 （ａ）フォトリソグラフィにより第１単結晶シリコン基
板の一面の酸化シリコン薄膜の所要箇所を残して除去す
る工程。 （ｂ）前記第１単結晶シリコン基板の一面に一面が接す
るポリシリコン層を半導体プロセスにより形成する工
程。 （ｃ）該ポリシリコン層の表面を平坦化し且つ所定厚さ
に研磨する工程。 （ｄ）前記ポリシリコン層の他面に第２結晶シリコン基
板の一面を接合する工程。 （ｅ）所定のダイアフラムの厚さを形成する様に第２結
晶シリコン基板の他面を研磨する工程。 （ｆ）該第２結晶シリコン基板の他面側に歪検出素子を
形成する工程。 （ｇ）前記第１単結晶シリコン基板の他面あるいは前記
第２単結晶シリコン基板の他面から前記酸化シリコン薄
膜に達する導圧孔を形成する工程。 （ｈ）該導圧孔より選択エッチングにより前記酸化シリ
コン薄膜を除去する工程。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26839495A JP3196194B2 (ja) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | 半導体圧力測定装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26839495A JP3196194B2 (ja) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | 半導体圧力測定装置及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09113390A JPH09113390A (ja) | 1997-05-02 |
| JP3196194B2 true JP3196194B2 (ja) | 2001-08-06 |
Family
ID=17457871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26839495A Expired - Fee Related JP3196194B2 (ja) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | 半導体圧力測定装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3196194B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001194201A (ja) * | 2000-01-12 | 2001-07-19 | Denso Corp | センサ及びその製造方法 |
| JP4590791B2 (ja) * | 2001-07-03 | 2010-12-01 | 株式会社デンソー | センサの製造方法 |
| JP4144640B2 (ja) * | 2006-10-13 | 2008-09-03 | オムロン株式会社 | 振動センサの製造方法 |
| JP5299254B2 (ja) * | 2009-12-14 | 2013-09-25 | 三菱電機株式会社 | 半導体圧力センサ及びその製造方法 |
-
1995
- 1995-10-17 JP JP26839495A patent/JP3196194B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09113390A (ja) | 1997-05-02 |
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