JP3489001B2 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多層配線構造を有する
周辺回路およびダイアフラム構造を有するセンサ部が同
一半導体基板内に形成される半導体装置およびその製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年半導体製造プロセス技術の進歩に伴
い、多種多様なセンサが半導体製造プロセス技術により
形成されるようになった。これらの半導体プロセス技術
により形成されるセンサのひとつに、図２５に示すダイ
アフラム構造を有する赤外線センサ１ｅがある。図２５
の（ａ）は赤外線センサ１ｅの平面図であり、（ｂ）は
（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【０００３】赤外線センサ１ｅには、逆四角錐形状の空
洞である熱分離空間４Ｂが設けられ、熱分離空間４Ｂ上
には、ダイアフラム３Ｆおよびダイアフラム３Ｆを支え
る４本の梁部２Ｆが形成されている。ダイアフラム３Ｆ
の最上部には、赤外線を熱に変える赤外線吸収膜５Ｆが
蒸着され、梁部２Ｆには熱電対６Ｂが設けられている。
熱電対６Ｂは、シリコン基板５０ａと、シリコン基板５
０ａとは熱分離されたダイアフラム３Ｆの温度差を電気
信号として検出する。

【０００４】このような赤外線センサ１ｅは図２６に示
すように、Ｘアドレスｘ１、ｘ２・・・およびＹアドレ
ズｙ１、ｙ２・・・からなるアレイ状に配置され、各ア
ドレスの赤外線センサの検出結果をプラス出力ＰＯおよ
びマイナス出力ＭＯから出力する赤外線イメージ装置等
に使用されている。

【０００５】上記のように多数のセンサをアレイ状に配
置して使用する場合や、多数のセンサを組み合わせて使
用する場合には、回路を高密度化することが不可欠であ
るため、赤外線センサ１ｅはＭＯＳトランジスタ等の周
辺回路と同一半導体基板上に形成される。また、低コス
ト化、省スペース化のため、半導体センサと増幅回路や
演算回路といった周辺回路が同一半導体基板上に形成さ
れることも多い。このように周辺回路と半導体センサが
同一半導体基板上に形成される場合には、配線が複雑化
することが多く、多層配線構造が採用されることが一般
的である。

【０００６】周辺回路の一例である２層配線構造を有す
るＭＯＳトランジスタ７ｅと赤外線センサ１ｅを、同一
半導体基板内に形成する際の製造工程を図２７から図３
４および図２５を用いて説明する。図２７から図３４の
各図において、（ａ）は赤外線センサ形成領域の平面
図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図を示し、（ｃ）はＭ
ＯＳトランジスタ形成領域の平面図、（ｄ）は（ｃ）の
Ｂ−Ｂ断面図を示す。

【０００７】まず図２７に示すように、ｎ型のシリコン
基板５０ａを２０〜５０ｎｍ程度酸化し、全面にシリコ
ン酸化膜５１ａを形成する。ＭＯＳトランジスタ形成領
域では、フォトリソグラフィおよびイオン注入により、
ｐ型不純物を導入し、不純物活性化の熱処理を施してp
型層５２Ａを形成する。赤外線センサ形成領域では、フ
ォトレジストパターン５３Ｂを形成して、その後、後工
程で熱分離空間４Ｂとなる領域上のシリコン酸化膜のみ
を弗酸によるウエットエッチングにより除去した後、シ
リコンイオン注入を行い、欠陥層５４Ｂを形成する。

【０００８】次に図２８に示すように、再度フォトレジ
ストパターンの形成およびシリコンエッチングにより赤
外線センサ形成領域のシリコン酸化膜５１ａを部分的に
除去した後、減圧ＣＶＤにより、全面に厚さ１００〜３
００ｎｍ程度のシリコン窒化膜を成膜する。その後、フ
ォトリソグラフィおよびリアクティブイオンエッチング
により、ＭＯＳトランジスタ形成領域のシリコン窒化膜
５５Ａおよび赤外線センサ形成領域のシリコン窒化膜５
５Ｂ以外のシリコン窒化膜を除去する。以降特別な説明
のない限りパターニング加工はフォトリソグラフィで行
い、除去加工はリアクティブイオンエッチングにて行
う。

【０００９】次に図２９に示すように、７００〜１００
０ｎｍ程度の酸化を行いＭＯＳトランジスタ間の素子分
離を行う厚い酸化膜５６ａを形成した後、ＭＯＳトラン
ジスタ形成領域のシリコン窒化膜５５Ａを除去する。こ
のあと、図３０に示すように、ＭＯＳトランジスタ形成
領域の厚い酸化膜５６ａに囲まれた中央部の酸化膜を弗
酸によるウエットエッチングで除去した後、ゲート酸化
膜５７Ａとして再度酸化する。その後で、減圧ＣＶＤに
より、厚さ４００ｎｍ程度の多結晶シリコン膜を成膜
し、パターニングを行いゲート電極５８Ａおよび熱電対
となる多結晶シリコン配線５８Ｂとする。

【００１０】次に図３１に示すように、フォトリソグラ
フィによるレジストパターンをマスクとしてリンをイオ
ン注入により導入して、ＭＯＳトランジスタ形成領域に
拡散層５９Ａを形成するとともに、赤外線センサ形成領
域の多結晶シリコン配線５８Ｂの各対のうち一方をｎ型
部分６０Ｂとする。また多結晶シリコン配線５８Ｂのう
ち各対の他方には、ボロンをイオン注入により導入し
て、熱電対のｐ型部分６１Ｂとする。このあと、両領域
に常圧ＣＶＤにより、ボロン入りリンガラス（ＢＰＳ
Ｇ）を１層目層間絶縁膜６２ａとして６００〜８００ｎ
ｍ程度成膜した後、各不純物を活性化する為の熱処理を
行う。

【００１１】次に、図３２に示すように、拡散層５９Ａ
接続用のコンタクトホール６５Ａおよび熱電対形成用の
コンタクトホール６５Ｂを形成後、ＭＯＳトランジスタ
から出力を取り出すための１層目アルミ配線６３Ａ、赤
外線センサから出力を取り出すための１層目アルミ配線
６３Ｂ、また熱電対を形成する多結晶シリコンの接続用
の１層目アルミ配線６４Ｂを形成する。

【００１２】次に、図３３に示すように、プラズマＣＶ
Ｄによるシリコン酸化膜、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ ｏｎ Ｇ
ｌａｓｓ）、シリコン酸化膜からなる２層目層間絶縁膜
６７ａを全面に成膜した後、１層目アルミ配線６３Ａと
２層目アルミ配線を接続するためのコンタクトホール６
８Ａを形成する。コンタクトホール６８Ａの形成につい
ては、まず２層目層間絶縁膜上の全面にフォトレジスト
を塗布し、フォトリソグラフィにより、コンタクトホー
ル６８Ａを形成する個所のレジストを除去する。

【００１３】次に、レジストをマスクにして、２層目層
間絶縁膜のエッチング除去を行い、その後レジストを剥
離する。ＭＯＳトランジスタ形成領域では、１層目アル
ミ配線６３Ａがエッチングストッパとして作用し、コン
タクトホール６８Ａが形成される。次に、２層目アルミ
を成膜し、パターニングを行って配線となる部分以外の
アルミをエッチング除去して２層目アルミ配線７０Ａを
形成する。

【００１４】次に、図３４に示すように、プラズマＣＶ
Ｄ法により、シリコン窒化膜を成膜して保護膜７１ｅ形
成する。ＭＯＳトランジスタ形成領域にはＭＯＳトラン
ジスタ７ｅが形成される。さらに、赤外線センサ形成領
域では、後に梁部２Ｂとなる領域（熱電対が形成された
部分）以外の位置に、保護膜７１ｅ、２層目層間絶縁膜
６７ｅ、１層目層間絶縁膜６２ａおよびシリコン窒化膜
５５Ｂを貫通して欠陥層５４Ｂに到達するエッチング液
注入口７２Ｆを形成する。

【００１５】その後ＫＯＨ溶液やヒドラジンからなる異
方性エッチング液をエッチング液注入口７２Ｆから注入
し、シリコンエッチングを行う。欠陥層５４Ｂの方面位
はマクロ的にはランダムであるため、欠陥層５４Ｂ内で
は異方性エッチング液によるエッチングであっても等方
性エッチングに近いエッチングとなり、欠陥層５４Ｂの
全領域がエッチングされる。欠陥層５４Ｂのエッチング
の後は、異方性エッチング液により、シリコン基板５０
ａがエッチングされ、図２５に示すように、エッチング
された欠陥層５４Ｂのあった面を上面とする逆四角錐形
状の空洞である熱分離空間４Ｂが形成される。

【００１６】これにより、シリコン基板５０ａから熱分
離空間４Ｂにより熱分離され、熱電対６Ｂの形成された
梁部２Ｆに保持されたダイアフラム３Ｆが形成される。
その後、Ａｕ−Ｂｌａｃｋ（黒金）からなる赤外線吸収
膜層を保護膜７１ｅ上に蒸着しパターニングして、赤外
線吸収膜５Ｆを形成する。同様の赤外線センサを含む半
導体装置およびその製造方法が特開平８−０８８３７６
号公報に開示されている。

【００１７】また、ダイアフラム構造を有するセンサと
しては、圧力センサも知られている。圧力センサは、ダ
イアフラム上に歪みゲージを形成し、ダイアフラム下方
に設けられた空洞を圧力基準室とし、ダイアフラムの撓
みを歪みゲージを用いて検出することにより、圧力を検
出する。こららの圧力センサにおいても、低コスト化、
省スペース化のため、圧力センサと、増幅回路や演算回
路といった周辺回路を同一半導体基板上に作り込むこと
が一般的であり、その際には、多層配線構造が用いられ
る。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の半導体装置では、センサと同一半導体基板上に周辺
回路を形成するために多層配線構造が採用されているの
で、各配線層を分離するための層間絶縁膜が半導体装置
全面に積層されてしまう。そのため、図２５に示すよう
に、本来２層目層間絶縁膜を積層する必要のない赤外線
センサ１ｅ部分にも、２層目層間絶縁膜６７ｅが１層目
層間絶縁膜６２ａ上に積層され、梁部２Ｆおよびダイア
フラム３Ｆが厚くなる。その結果、梁部２Ｆの熱抵抗が
小さくなり、シリコン基板５０ａとダイアフラム３Ｆの
熱分離に限界を生じ、計測感度が低くなるという問題が
あった。

【００１９】また、圧力センサ等の形成の際にも、歪み
ゲージが形成されているダイアフラム上に多層の層間絶
縁膜が積層され、ダイアフラムの厚さが増加し、圧力の
変化に応じるダイアフラムの撓みが低減してしまい、計
測感度が低下してしまうという問題もあった。

【００２０】なお、感度向上のため、２層目層間絶縁膜
をエッチングにより、除去することが考えられるが、１
層目層間絶縁膜および２層目層間絶縁膜は、共にシリコ
ン酸化膜を基本組成とするため、一旦、１層目層間絶縁
膜の上に２層目層間絶縁膜を積層した後、２層目層間絶
縁膜のみを選択的にエッチングすることは困難である。

【００２１】例えば、エッチングスピードから計算した
コントロールエッチングによって、２層目層間絶縁膜の
みをエッチング除去しようとした場合には、エッチング
特性のばらつきにより、梁部の厚さがばらつくことにな
り、各センサ間に感度のばらつきを生じさせることにな
る。また、エッチングしすぎた場合には、１層目層間絶
縁膜が無くなってっしまったり、薄くなってしまい、多
結晶シリコンを保護できなくなる恐れがある。さらに、
熱電対を構成する多結晶シリコンがダメージを受ける可
能性がある。

【００２２】したがって本発明は、多層配線構造を有す
る周辺回路とダイアフラム構造を有するセンサ部が同一
半導体基板内に形成された場合でも、良好な計測感度が
得られるセンサ部が形成できる信頼性の向上した半導体
装置およびその製造方法を提供することを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】このため本発明の半導体
装置は、複数の層間絶縁膜層と、層間絶縁膜層を挟んで
積層される複数の配線層からなる多層配線構造を有する
周辺回路およびダイアフラム構造を有する圧力センサが
同一半導体基板内に形成される半導体装置において、圧
力センサは、ダイアフラムに形成された歪みゲージと、
ダイアフラム下方に密封された空洞である圧力基準室を
有し、他の領域に積層された層間絶縁膜層よりも少ない
層の層間絶縁膜層が積層されたダイアフラム上の領域を
含む領域を備えているものとする。

【００２４】 また本発明の半導体装置の製造方法は、
複数の層間絶縁膜層と、該層間絶縁膜層を挟んで積層さ
れる複数の配線層からなる多層配線構造を有する周辺回
路およびダイアフラム構造を有するセンサ部が同一半導
体基板内に形成される半導体装置の製造方法において、
所定の配線層における配線の形成と同時に、センサ部の
所定領域に配線層材料からなるダミーパターンを形成す
る工程と、ダミーパターンの形成された配線層の上に少
なくも１層の層間絶縁膜を積層する工程と、ダミーパタ
ーンの形成された配線層より上に積層された層間絶縁膜
のコンタクトホール部分をエッチング除去すると同時に
ダミーパターン上に積層された層間絶縁膜をエッチング
除去する工程と、ダミーパターンの形成された配線層よ
り上に配線層を形成する際に、配線部分を残して配線材
料成膜をエッチング除去すると同時にダミーパターンも
エッチング除去する工程とを有するものとする。

【００２５】 ダイアフラムは梁部により半導体基板表
面に保持され、所定領域は前記梁部を含み、センサ部を
赤外線センサとした場合、赤外線センサを製造する工程
として、ダイアフラム上に赤外線吸収膜を形成する工程
と、半導体基板とダイアフラム間の温度差を検出する感
温素子を形成する工程と、ダイアフラム下方に熱分離空
間を形成する工程とを有するものとすることができる。
また、上記所定領域はダイアフラム上の領域を含むこと
もできる。

【００２６】 所定領域はダイアフラム上の領域を含
み、センサ部を圧力センサとした場合、圧力センサを製
造する工程としてダイアフラムに歪みゲージを形成する
工程と、ダイアフラム下方に密封された空洞である圧力
基準室を形成する工程とを有するものとすることができ
る。

【００２７】

【作用】多層配線構造を有する周辺回路と、ダイアフラ
ム構造を有する圧力センサが同一半導体基板内に形成さ
れた半導体装置において、圧力センサはダイアフラムに
設けられた歪みゲージと圧力基準室とを有するものとし
た場合には、ダイアフラム上に積層される層間絶縁膜層
の層数を少なくすることにより、ダイアフラムの厚さを
低減できる。そのため、圧力センサの計測感度が向上す
る。

【００２８】 また、センサ部を赤外線センサとした場
合には、ダイアフラムを梁部によって半導体基板表面に
保持し、梁部には他の領域に積層された層間絶縁膜層よ
りも少ない層の層間絶縁膜層を形成することにより、梁
部の熱抵抗が高くなるので、シリコン基板とダイアフラ
ムの熱分離が向上する。そのため、赤外線センサの計測
感度を向上できる。また、ダイアフラム上に積層される
層間絶縁膜層の層数を少なくすることにより、ダイアフ
ラムの熱容量が低減し、赤外線センサの計測感度が一層
向上する。

【００２９】また、所定の配線層における配線の形成と
同時に、センサ部の所定領域に配線材料からなるダミー
パターンを形成したのち、少なくとも１層の層間絶縁膜
をダミーパターンを含む全面に積層後、層間絶縁膜にコ
ンタクトホールを形成する際にダミーパターン上に積層
された層間絶縁膜もエッチング除去し、その後、ダミー
パターンが形成された配線層より上に配線層を形成する
際の配線材料成膜のエッチング除去と同時に、ダミーパ
ターンもエッチング除去することにより、半導体装置を
形成する工程数を増加させることなく、センサ部の所定
領域に積層される層間絶縁膜層の層数を少なくすること
ができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を実施例によ
り説明する。図１は、本発明の第１の実施例である半導
体装置に形成される赤外線センサの構成を示す。図１の
（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図を示
す。赤外線センサ１ａは、後述するＭＯＳトランジスタ
７ａと同一半導体基板上に形成される。赤外線センサ１
ａは、赤外線センサ形成領域のｎ型のシリコン基板５０
ａの主表面上に、４本の梁部２Ｂに支持された四角形状
のダイアフラム３Ｂを備えている。ダイアフラム３Ｂは
周囲のシリコン基板５０ａから、ダイアフラム３Ｂの下
方に形成された熱分離空間４Ｂにより熱分離されてい
る。

【００３１】熱分離空間４Ｂは、異方性エッチング液を
エッチング液注入口７２Ｂから注入し、エッチングを行
うことにより形成された、欠陥層５４Ｂの領域を上面と
する逆四角錐形状の空洞である。ダイアフラム３Ｂの最
上部には赤外線を熱に変換する赤外線吸収膜５Ｂが蒸着
されている。感温素子としての熱電対６Ｂが、各々の梁
部２Ｂを貫通して形成されている。梁部２Ｂには、２層
目層間絶縁膜６７ａが積層されずに保護膜７１ａが直に
成膜されている。

【００３２】４つの熱電対６Ｂは、各々ｎ型部分６０
Ｂ、ｐ型部分６１Ｂおよびｎ型部分６０Ｂとｐ型部分６
１Ｂの接続用の１層目アルミ配線６４Ｂから構成され、
１層目アルミ配線６３Ｂにより縦列接続されている。赤
外線センサ１ａは、熱分離されたダイアフラム３Ｂとシ
リコン基板５０ａとの温度差を熱電対６Ｂにより検出し
て、図示省略した周辺回路へ電気信号として出力してい
る。

【００３３】次に、多層配線構造を有するＭＯＳトラン
ジスタ７ａと赤外線センサ１ａの製造方法を図２から図
５および図１を用いて説明する。図２から図５の各図に
おいて、（ａ）は赤外線センサ形成領域の平面図、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図を示し、（ｃ）はＭＯＳ
トランジスタ形成領域の平面図、（ｄ）は（ｃ）のＢ−
Ｂ断面図を示す。まず、従来例における図２７から図３
１に示す製造工程と同様の工程で、１層目層間絶縁膜６
２ａが成膜されるまでの工程が進められる。

【００３４】次に、図２に示すように、ＭＯＳトランジ
スタ形成領域では、１層目層間絶縁膜６２ａ上に拡散層
５９Ａ接続用のコンタクトホール６５Ａを形成し、赤外
線センサ形成領域では、１層目層間絶縁膜６２ａ上に熱
電対形成用のコンタクトホール６５Ｂを形成する。

【００３５】その後、ＭＯＳトランジスタから出力を取
り出すための１層目アルミ配線６３Ａ、赤外線センサか
ら出力を取り出すための１層目アルミ配線６３Ｂ、また
熱電対を形成する多結晶シリコンの接続用の１層目アル
ミ配線６４Ｂを形成する。この時、１層目アルミ配線形
成用のマスクパターンを後に梁部２Ｂとエッチング液注
入口７２Ｂとなる領域にアルミ膜が残るようなパターン
とすることで、１層目アルミ配線を形成するとともに、
赤外線センサ形成領域のダミーパターン６６Ｂを形成す
る。

【００３６】次に、図３に示すように、プラズマＣＶＤ
によるシリコン酸化膜、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ ｏｎ Ｇｌ
ａｓｓ）、シリコン酸化膜からなる２層目層間絶縁膜６
７ａを全面に成膜した後、１層目アルミ配線６３Ａと２
層目アルミ配線を接続するためのコンタクトホール６８
Ａとダミーパターン６６Ｂ上の凹部６９Ｂを形成する。
コンタクトホール６８Ａと凹部６９Ｂの形成について
は、まず２層目層間絶縁膜上の全面にフォトレジストを
塗布し、フォトリソグラフィにより、コンタクトホール
６８Ａを形成する個所のレジストと、ダミーパターン６
６Ｂ上のレジストを除去する。次に、レジストをマスク
にして、２層目層間絶縁膜のエッチング除去を行い、そ
の後レジストを剥離する。

【００３７】ＭＯＳトランジスタ形成領域では、１層目
アルミ配線６３Ａがエッチングストッパとして作用し、
コンタクトホール６８Ａが形成される。また赤外線セン
サ形成領域では、ダミーパターン６６Ｂがエッチングス
トッパとして作用し、ダミーパターン６６Ｂ上に凹部６
９Ｂが形成される。２層目層間絶縁膜はシリコン酸化膜
からなるため、ＣＦ４またはＣＨＦ３をエッチングガス
として用いる。この場合、シリコン酸化膜とアルミとの
エッチング速度の比（エッチング選択比）は２０以上有
り、アルミは十分エッチングストッパとして機能する。
従って、赤外線センサ形成領域の１層目層間絶縁膜６２
ａに影響を与えることなく、２層目層間絶縁膜の除去が
可能となる。

【００３８】次に図４に示すように、２層目アルミを成
膜し、パターニングを行って配線となる部分以外のアル
ミをエッチング除去して２層目アルミ配線７０Ａを形成
する。上記アルミの除去工程において、赤外線センサ形
成領域における１層目のアルミのダミーパターン６６Ｂ
も一緒にエッチング除去される。

【００３９】アルミのエッチングには、ＣＬ２またはＢ
ＣＬ３ガスを用いて行われる。アルミとシリコン酸化膜
とのエッチング速度の比（エッチング選択比）は２０以
上あり、シリコン酸化膜からなる１層目層間絶縁膜６２
ａはアルミエッチングではほとんどエッチングされるこ
とはない。このため、２層目アルミ配線７０Ａを形成す
る際のアルミエッチングにおいて、エッチング時間を増
加することにより、赤外線センサ形成領域では、他に影
響を与えることなく、２層目アルミ層に加えて、ダミー
パターン６６Ｂも、エッチング除去される。

【００４０】次に、図５に示すように、プラズマＣＶＤ
法により、シリコン窒化膜を成膜して保護膜７１ａを形
成する。ＭＯＳトランジスタ形成領域にはＭＯＳトラン
ジスタ７ａが形成される。さらに、赤外線センサ形成領
域では、ダミーパターン６６Ｂが除去された部分の後に
梁部２Ｂとなる領域（熱電対が形成された部分）以外の
位置に、保護膜７１ａ、１層目層間絶縁膜６２ａ、シリ
コン窒化膜５５Ｂを貫通して欠陥層５４Ｂに到達するエ
ッチング液注入口７２Ｂを形成する。

【００４１】その後ＫＯＨ溶液やヒドラジンからなるシ
リコンエッチング液をエッチング液注入口７２Ｂから注
入し、シリコンエッチングを行い、図１に示すように、
欠陥層５４Ｂの領域を上面とする逆四角錐形状の熱分離
空間４Ｂを形成する。これにより、シリコン基板５０ａ
から熱分離空間４Ｂにより熱分離され、熱電対６Ｂの形
成された梁部２Ｂに保持されたダイアフラム３Ｂが形成
される。その後、Ａｕ−Ｂｌａｃｋ（黒金）からなる赤
外線吸収膜層を保護膜７１ａ上に蒸着しパターニングし
て、赤外線吸収膜５Ｂを形成する。

【００４２】上記の構成により、梁部２Ｂには２層目層
間絶縁膜が積層されることはなく、梁部２Ｂの熱抵抗が
上がるので、シリコン基板５０ａとダイアフラム３Ｂの
熱分離が向上し、計測感度が向上する。したがって、多
層配線構造を有する周辺回路とダイアフラム構造を有す
るセンサである赤外線センサが同一半導体基板内に形成
された場合でも、良好な計測感度が得られる赤外線セン
サが形成でき、半導体装置の信頼性を向上できる。

【００４３】本実施例においては、まず１層目アルミ配
線の形成と同時に、赤外線センサの梁部２Ｂおよびエッ
チング液注入口７２Ｂが形成される領域にアルミ層から
なるダミーパターン６６Ｂを形成する。２層目層間絶縁
膜６７ａをダミーパターン６６Ｂを含む全面に成膜後、
コンタクトホールを形成する際に、ダミーパターン６６
Ｂ上の２層目層間絶縁膜をエッチング除去する。

【００４４】その後、２層目配線７０Ａを形成する際の
配線材料層にエッチング除去を施す工程で、ダミーパタ
ーン６６Ｂも除去している。したがって、梁部２Ｂに
は、２層目層間絶縁膜が積層されることがなく、かつ１
層目層間絶縁膜は良好な状態で保たれるので、計測感度
にばらつきが生じることはない。また、赤外線センサ１
ａの製造工程数を増加させずに、梁部２Ｂに２層目層間
絶縁膜が積層されることを防止でき、製造コストを増加
させることなく、赤外線センサの計測感度を向上でき
る。

【００４５】なお、本実施例においては、梁部およびエ
ッチング液注入口の領域にダミーパターンを形成し、２
層目層間絶縁膜を除去する構成としたが、梁部となる領
域のみに、ダミーパターンを形成し、エッチング液注入
口の領域の２層目層間絶縁膜は、エッチング液注入口を
形成する際に除去することも可能である。

【００４６】次に、本発明の第２の実施例である半導体
装置に形成される赤外線センサ１ｂの構成を図６に示
す。図６の（ａ）は赤外線センサ１ｂの平面図、（ｂ）
は（ａ）のＡ−Ａ断面図を示す。赤外線センサ１ｂは、
後述するＭＯＳトランジスタ７ｂと同一半導体基板に形
成され、梁部に加えて、ダイアフラムの中心部の２層目
層間絶縁膜も製造過程で除去されている。

【００４７】赤外線センサ１ｂは、赤外線センサ形成領
域のｎ型のシリコン基板５０ａの主表面上に、４本の梁
部２Ｂに支持された四角形状のダイアフラム３Ｃを備え
ている。ダイアフラム３Ｃは周囲のシリコン基板５０ａ
から、ダイアフラム３Ｃの下方に形成された逆四角錐形
状の熱分離空間４Ｂにより熱分離されている。

【００４８】ダイアフラム３Ｃでは、シリコン窒化膜５
５Ｂ上に、１層目層間絶縁膜６２ａが積層され、その上
に保護膜７１ｂを形成し、さらに赤外線吸収膜５Ｃが蒸
着されている。赤外線センサ１ｂは、梁部２Ｂを貫通し
て形成された熱電対６Ｂにより、ダイアフラム３Ｃとシ
リコン基板５０ａの温度差を検出し、電気信号として出
力する。その他の構成は図１に示す赤外線センサ１ａと
同様である。

【００４９】次に、ＭＯＳトランジスタ７ｂと赤外線セ
ンサ１ｂの製造方法を図７から図９および図６を用いて
説明する。図７から図９の各図において、（ａ）は赤外
線センサ形成領域の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断
面図を示し、（ｃ）はＭＯＳトランジスタ形成領域の平
面図、（ｄ）は（ｃ）のＢ−Ｂ断面図を示す。

【００５０】まず、従来例における図２７から図３１に
示す製造工程と同様の工程で、１層目層間絶縁膜６２ａ
が成膜されるまでの工程が進められる。次に、図７に示
すように、ＭＯＳトランジスタ形成領域では、１層目層
間絶縁膜６２ａ上に１層目アルミ配線６３Ａを形成し、
赤外線センサ形成領域では、１層目層間絶縁膜６２ａ上
に１層目アルミ配線６３Ｂおよび６４Ｂが形成される。
また、赤外線センサ形成領域では、１層目アルミ配線の
形成と同時に、ダミーパターン６６Ｃを形成する。ダミ
ーパターン６６Ｃは、後に梁部２Ｂおよびエッチング液
注入口７２Ｃとなる領域に加えて、後にダイアフラム３
Ｃとなる領域で、熱電対６Ｂが形成されていない領域に
も形成される。

【００５１】次に、図８に示すように、２層目層間絶縁
膜層６７ｂを成膜後、ＭＯＳトランジスタ形成領域で
は、コンタクトホール６８Ａをエッチングにより形成
し、同時に赤外線センサ形成領域では、ダミーパターン
６６Ｃをエッチングストッパとして、ダミーパターン６
６Ｃ上の２層目層間絶縁膜をエッチング除去する。次
に、２層目配線７０Ａを形成する際のエッチング工程に
おいて、ダミーパターン６６Ｃも同時に除去する。

【００５２】この後、図９に示すように、ＣＶＤ法等に
より、シリコン窒化膜からなる保護膜７１ｂを形成す
る。ＭＯＳトランジスタ形成領域にはＭＯＳトランジス
タ７ｂが形成される。赤外線センサ形成領域では、保護
膜７１ｂ、１層目層間絶縁膜６２ａ、シリコン窒化膜５
５Ｂを貫通して、欠陥層５４Ｂに到達するエッチング液
注入口７２Ｃを形成する。

【００５３】その後、シリコンエッチングを行い、図６
に示すように、欠陥層５４Ｂの領域を上面とする逆四角
錐形状の熱分離空間４Ｂを形成し、熱電対６Ｂの形成さ
れた梁部２Ｂおよび周囲のシリコン基板５０ａから熱分
離されたダイアフラム３Ｃが形成される。最後にＡｕ−
Ｂｌａｃｋ（黒金）からなるを赤外線吸収膜層を保護膜
７１ｂ上に蒸着し、パターニングして赤外線吸収膜５Ｃ
を形成する。

【００５４】上記の構成により、梁部２Ｂに加えて、ダ
イアフラム３Ｃ上の２層目層間絶縁膜が不要な領域に
は、２層目層間絶縁膜が積層されない。このため、梁部
２Ｂの熱抵抗が増加するとともに、ダイアフラム３Ｃの
熱容量が低減するので、赤外線センサの計測感度は一層
向上する。

【００５５】次に第３の実施例として、３層アルミ配線
を有するＭＯＳトランジスタ７ｃと同一半導体基板内に
形成される赤外線センサ１ｃを図１０に示す。図１０の
（ａ）は赤外線センサ形成領域の平面図、（ｂ）は
（ａ）のＡ−Ａ断面図を示し、（ｃ）はＭＯＳトランジ
スタ形成領域の平面図、（ｄ）は（ｃ）のＢ−Ｂ断面図
を示す。

【００５６】赤外線センサ１ｃは、赤外線センサ形成領
域のｎ型のシリコン基板５０ａの主表面上に、４本の梁
部２Ｂに支持された四角形状のダイアフラム３Ｄを備え
ている。ダイアフラム３Ｄは周囲のシリコン基板５０ａ
から、ダイアフラム３Ｄの下方に形成された逆四角錐形
状の熱分離空間４Ｂにより熱分離されている。

【００５７】ダイアフラム３Ｄでは、シリコン窒化膜５
５Ｂ、１層目層間絶縁膜６２ａ、２層目層間絶縁膜６７
ａおよび３層目層間絶縁膜７６ｃが積層され、その上に
保護膜７８ｃが形成されている。保護膜７８ｃの上に
は、赤外線吸収膜５Ｄが蒸着されている。赤外線センサ
１ｃは、梁部２Ｂを貫通して形成された熱電対６Ｂによ
り、ダイアフラム３Ｄとシリコン基板５０ａの温度差を
検出し、電気信号として出力する。その他の構成は図１
に示す赤外線センサ１ａと同様である。

【００５８】ＭＯＳトランジスタ７ｃは、２層目層間絶
縁膜６７ａ上に３層目層間絶縁膜７６ｃが積層され、そ
の上に３層目配線７７Ｇが形成され、さらに保護膜７８
ｃが形成されている。その他の構成は図５に示すＭＯＳ
トランジスタ７ａと同様である。

【００５９】次に、ＭＯＳトランジスタ７ｃと赤外線セ
ンサ１ｃの製造方法を図１１から図１４および図１０を
用いて説明する。図１１から図１４の各図において、
（ａ）は赤外線センサ形成領域の平面図、（ｂ）は
（ａ）のＡ−Ａ断面図を示し、（ｃ）はＭＯＳトランジ
スタ形成領域の平面図、（ｄ）は（ｃ）のＢ−Ｂ断面図
を示す。

【００６０】まず、図１１に示すように、従来例におけ
る図２７から図３１に示す製造工程と同様の工程で、Ｍ
ＯＳトランジスタ形成領域では、１層目層間絶縁膜６２
ａ上に１層目アルミ配線６３Ａが形成される。同時に、
赤外線センサ形成領域では、１層目層間絶縁膜６２ａ上
に１層目アルミ配線６３Ｂおよび６４Ｂと、ダミーパタ
ーン６６Ｂが形成される。２層目層間絶縁膜６７ａを成
膜後、コンタクトホール６８Ａの形成とともに、ダミー
パターン６６Ｂをエッチングストッパとして、ダミーパ
ターン６６Ｂ上の２層目層間絶縁膜をエッチング除去す
る。

【００６１】次に、図１２に示すように、２層目アルミ
配線用のアルミ膜を成膜し、パターニングおよびエッチ
ングにより、２層目アルミ配線７０Ａを形成する。ダミ
ーパターン６６Ｂは、後述する３層目層間絶縁膜のエッ
チング工程においても、エッチングストッパとして用い
られるため、２層目アルミ配線７０Ａを形成するための
エッチングの際には、ダミーパターン６６Ｂを除去せず
残すように、コントロールエッチングを行う。

【００６２】１層目アルミ膜の膜厚が０．６μｍで、２
層目アルミ膜の膜厚が１．０μｍであれば、２層目アル
ミ膜の膜のエッチング工程で、３０％のオーバーエッチ
ングを行っても、０・３μｍの厚さのダミーパターン６
６Ｂが残る。３層目層間絶縁膜のエッチング工程では、
２０以上のエッチング選択比があるので、ダミーパター
ン６６Ｂは厚さ０．３μｍあれば、十分エッチングスト
ッパとして機能する。

【００６３】次いで、図１３に示すように、２層目層間
絶縁膜６７ａの形成時と同様に、まず、プラズマＣＶＤ
により、シリコン酸化膜、ＳＯＧ、シリコン酸化膜から
なる３層目層間絶縁膜７６ｃを成膜する。その後、ダミ
ーパターン６６Ｂをエッチングストッパとして用いたエ
ッチングを行い、ダミーパターン６６Ｂ上の３層目層間
絶縁膜をエッチング除去する。その後、アルミ膜を成膜
し、パターンニングおよびエッチングにより、３層目ア
ルミ配線７７Ｇを形成する。エッチングの際には、ダミ
ーパターン６６Ｂも同時にエッチング除去する。

【００６４】この後、図１４に示すように、ＣＶＤ法等
により、シリコン窒化膜からなる保護膜７８ｃを形成し
た後、保護膜７８ｃ、１層目層間絶縁膜６２ａ、シリコ
ン窒化膜５５Ｂを貫通して、欠陥層５４Ｂに到達するエ
ッチング液注入口７２Ｄを形成する。次に、シリコンエ
ッチングを行い、図１５に示す欠陥層５４Ｂの領域を上
面とする逆四角錐形状の熱分離空間４Ｂを形成する。

【００６５】これにより、熱電対６Ｂの形成された梁部
２Ｂおよび周囲のシリコン基板５０ａから熱分離された
ダイアフラム３Ｄが形成される。その後、Ａｕ−Ｂｌａ
ｃｋ（黒金）からなる赤外線吸収膜層を保護膜７８ｃ上
に蒸着し、パターニングして赤外線吸収膜５Ｄを形成す
る。

【００６６】上記のような製造方法により、３層配線構
造のＭＯＳトランジスタ７ｃと同一半導体基板上に赤外
線センサ１ｃを形成する場合でも、１層目アルミ配線と
同時に形成したダミーパターンをエッチングストッパと
して使用し、２層目および３層目の層間絶縁膜をエッチ
ング除去できるので、ダミーパターンが形成された部分
には、層間絶縁膜が積層することを防止できる。また、
エッチングによるダミーパターンの損傷がひどく、ダミ
ーパターンがエッチングストッパとして使用不可能な場
合には、１層目アルミ配線の形成時と同様に、２層目以
上のアルミ配線の形成時にダミーパターンの膜厚を厚く
することもできる。

【００６７】次に第４の実施例として、ＭＯＳトランジ
スタ７ｄおよび同一半導体基板内に形成される圧力セン
サ８ａの構成および製造方法を図１５から図２４に示
す。図１５から図２４の各図において、（ａ）は圧力セ
ンサ形成領域の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図
を示し、（ｃ）はＭＯＳトランジスタ形成領域の平面
図、（ｄ）は（ｃ）のＢ−Ｂ断面図を示す。

【００６８】まず、図１５に圧力センサ８ａおよびＭＯ
Ｓトランジスタ７ｄの構成を示す。圧力センサ８ａは、
ｎ型のシリコン基板５０ａの主表面上に、四角形状のダ
イアフラム３Ｅを備えている。ダイアフラム３Ｅの下方
には、第２の保護膜８７ｄにより密封された逆四角錐形
状の空洞である圧力基準室８８Ｅが設けられている。

【００６９】ダイアフラム３Ｅのシリコン窒化膜８２Ｅ
上には多結晶シリコンに不純物を導入して形成した歪み
ゲージ８３Ｅが設けられている。ダイアフラム３Ｅ上側
の圧力と圧力基準室内の圧力に差がある場合には、ダイ
アフラム３Ｅには撓みが生じる。圧力センサ８ａは、歪
みゲージ８３Ｅにより、ダイアフラム３Ｅの撓みを検出
し、電気信号として出力する。ＭＯＳトランジスタ７ｄ
は、２層目層間絶縁膜６７ａ上に、第１の保護膜８４ｄ
および第２の保護膜８７ｄが積層されている。その他の
構成は図５に示すＭＯＳトランジスタ７ａと同様であ
る。

【００７０】次に、ＭＯＳトランジスタ７ｄと圧力セン
サ８ａの製造方法を説明する。まず、図１６に示すよう
に、シリコン基板５０ａの表面を２０〜５０ｎｍ程度酸
化して、シリコン酸化膜５１ａを形成する。ＭＯＳトラ
ンジスタ形成領域では、ｐ型不純物を導入し、p型層５
２Ａを形成する。圧力センサ形成領域では、シリコン酸
化膜５１ａをフォトリソグラフィによるレジストパター
ンおよび弗酸によるウエットエッチングにより除去す
る。

【００７１】次いで、減圧ＣＶＤにより全面に厚さ１０
０〜３００ｎｍ程度のシリコン窒化膜を成膜する。その
後、図１７に示すように、フォトリソグラフィおよびリ
アクティブイオンエッチングにより、ＭＯＳトランジス
タ形成領域のシリコン窒化膜５５Ａおよび圧力センサ形
成領域のシリコン窒化膜５５Ｅ以外のシリコン窒化膜を
除去する。以降特別な説明のない限りパターニング加工
はフォトリソグラフィで行い、除去加工はリアクティブ
イオンエッチングにて行う。

【００７２】図１８に示すように、７００〜１０００ｎ
ｍ程度の酸化を行いＭＯＳトランジスタ間の素子分離を
行う厚い酸化膜５６ａを形成した後、圧力センサ形成領
域において、シリコン窒化膜５５Ｅの、後に圧力センサ
の圧力基準室となる領域のシリコン窒化膜のみを除去す
る。

【００７３】ついで、減圧ＣＶＤにより、多結晶シリコ
ンの成膜、パターニングを行い、図１９に示す犠牲層多
結晶シリコン８１Ｅを形成する。次に、減圧ＣＶＤによ
り、シリコン窒化膜を成膜、パターニングしてダイアフ
ラム３Ｅの基底となるシリコン窒化膜８２Ｅを形成す
る。

【００７４】図２０に示すように、酸化膜５６ａの間の
ＭＯＳトランジスタ部の酸化膜を弗酸によるウエットエ
ッチングで除去した後、ゲート酸化膜５７Ａとして再度
酸化する。その後で、減圧ＣＶＤにより、多結晶シリコ
ン膜を成膜し、パターニングを行いゲート電極５８Ａお
よび歪みゲージとなる多結晶シリコン配線５８Ｅを形成
する。

【００７５】図２１に示すように、フォトリソグラフィ
によるレジストパターンをマスクとしてＭＯＳトランジ
スタ部の拡散層５９Ａとなる部分と、圧力センサ形成領
域の多結晶シリコン配線５８Ｅへ不純物を導入して、拡
散層５９Ａおよび歪みゲージ８３Ｅを形成する。次に、
両領域に常圧ＣＶＤにより、ボロン入りリンガラス（Ｂ
ＰＳＧ）を１層目層間絶縁膜６２ｄとして成膜した後、
各不純物を活性化する為の熱処理を行う。

【００７６】次いで、コンタクトホール６５Ａ、１層目
アルミ配線６３Ａおよび１層目アルミ配線６３Ｅをフォ
トリソグラフィおよびリアクティブイオンエッチング技
術により形成する。この時、圧力センサ形成領域では、
１層目アルミ配線形成用のマスクパターンを後にダイア
フラム３Ｅとなる領域にアルミ膜が残るようなパターン
とすることで、１層目アルミ配線６３Ａおよび６３Ｅの
形成と同時に、ダミーパターン６６Ｅを形成する。

【００７７】図２２に示すように、２層目層間絶縁膜６
７ｄを全面に成膜したあと、コンタクトホール６８Ａを
形成する。このとき、コンタクトホール形成用のマスク
パターンをダミーパターン６６Ｅ上の２層目層間絶縁膜
も除去するようなパターンとし、２層目層間絶縁膜のエ
ッチング除去を行う。コンタクトホール６８Ａが形成さ
れると同時に、ダミーパターン６６Ｅがエッチングスト
ッパとして作用し、ダミーパターン６６Ｅ上の２層目層
間絶縁膜もエッチング除去される。

【００７８】次いで、図２３に示すように、２層目アル
ミ配線７０Ａを形成する工程で、ダミーパターン６６Ｅ
をエッチング除去する。その後、プラズマＣＶＤ法によ
り、第１の保護膜８４ｄとなるシリコン窒化膜を形成す
る。

【００７９】次に、図２４に示すようにダイアフラム３
Ｅとなる領域の周囲に、保護膜８４ｄ、２層目層間絶縁
膜６７ｄ、１層目層間絶縁膜６２ｄおよびシリコン窒化
膜８２Ｅを貫通して、犠牲層多結晶シリコン８１Ｅに到
達する筒状のエッチング液注入口８５Ｅを形成する。

【００８０】その後、エッチング液注入口８５Ｅからエ
ッチング液を注入し、シリコンエッチングを行い、犠牲
層多結晶シリコン８１Ｅの領域を上面とする逆四角錐形
状の空洞８６Ｅを形成する。最後に、再度プラズマＣＶ
Ｄ法により、第２の保護膜８７ｄを形成して空洞８６Ｅ
を密封し、図１５に示す圧力基準室８８Ｅとする。

【００８１】上記の構成により、ダイアフラムの撓みを
歪みゲージを用いて検出する圧力センサにおいて、ダイ
アフラム上に第２層以上の層間絶縁膜を積層しないこと
により、ダイアフラムの厚さを低減し、計測感度を向上
させることができる。したがって、多層配線構造を有す
る周辺回路とダイアフラム構造を有するセンサである圧
力サンサが同一半導体基板内に形成された半導体装置の
信頼性を向上することができる。

【００８２】また、２層目層間絶縁膜をエッチングする
際には、ダミーパターンがエッチングストッパとして機
能するため、１層目層間絶縁膜６２ｄは良好な状態で保
たれるので、計測感度にばらつきが生じることはない。
さらに、製造工程数を増加させずに、ダイアフラム３Ｅ
上に２層目層間絶縁膜が積層されることを防止でき、製
造コストを増加させることなく、圧力センサの計測感度
を向上できる。

【００８３】なお、各実施例においては、センサと同一
基板にＭＯＳトランジスタを形成したが、これに限られ
るわけではなく、ＣＭＯＳトランジスタやバイポーラト
ランジスタ等の多層配線構造を有する周辺回路であれば
よい。また、センサとしては、赤外線センサおよび歪み
ゲージを用いた圧力センサを形成したが、これに限られ
ず、圧力基準室の容量変化を計測する圧力センサや、加
速度センサ等のダイアフラム構造を有するセンサであれ
ば本発明を適用可能である。

【００８４】

【発明の効果】以上のとおり、多層配線構造を有する周
辺回路と、梁部により半導体基板表面に保持されたダイ
アフラム構造を有するセンサ部が同一半導体基板内に形
成された半導体装置において、梁部には他の領域に積層
された層間絶縁膜層よりも少ない層の層間絶縁膜層を形
成することにより、センサ部を赤外線センサとする場合
には、梁部の熱抵抗が高くなり、シリコン基板とダイア
フラムの熱分離が向上するので、赤外線センサの計測感
度が向上し、多層配線構造を有する周辺回路とダイアフ
ラム構造を有するセンサ部が同一半導体基板内に形成さ
れた半導体装置の信頼性を向上することができる。ま
た、ダイアフラム上に積層される層間絶縁膜層の層数を
少なくすることにより、ダイアフラムの熱容量が低減
し、赤外線センサの計測感度が一層向上する。

【００８５】 さらに、センサ部をダイアフラムに設け
られた歪みゲージと圧力基準室を有する圧力センサとし
た場合には、ダイアフラム上に積層される層間絶縁膜層
の層数を少なくすることにより、ダイアフラムの厚さを
低減できるので、圧力センサの計測感度を向上できる。

【００８６】また、所定の配線層における配線の形成と
同時に、センサ部の所定領域に配線材料からなるダミー
パターンを形成したのち、少なくとも１層の層間絶縁膜
をダミーパターンを含む全面に積層後、層間絶縁膜にコ
ンタクトホールを形成する際にダミーパターン上に積層
された層間絶縁膜もエッチング除去し、その後、ダミー
パターンが形成された配線層より上に配線層を形成する
際の配線材料成膜のエッチング除去と同時に、ダミーパ
ターンもエッチング除去することにより、半導体装置を
形成する工程数を増加させることなく、また梁部の厚さ
のばらつきを生じたり、多結晶シリコンにダメージを与
えることもなく、センサ部の所定領域に積層される層間
絶縁膜層の層数を少なくすることができるので、製造コ
ストを増加させずに、多層配線構造を有する周辺回路と
ダイアフラム構造を有するセンサ部が同一半導体基板内
に形成された半導体装置の計測感度を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の構成を示す図である。

【図２】第１の実施例の製造工程を示す図である。

【図３】第１の実施例の製造工程を示す図である。

【図４】第１の実施例の製造工程を示す図である。

【図５】第１の実施例の製造工程を示す図である。

【図６】第２の実施例の製造工程を示す図である。

【図７】第２の実施例の製造工程を示す図である。

【図８】第２の実施例の製造工程を示す図である。

【図９】第２の実施例の製造工程を示す図である。

【図１０】第３の実施例の構成を示す図である。

【図１１】第３の実施例の製造工程を示す図である。

【図１２】第３の実施例の製造工程を示す図である。

【図１３】第３の実施例の製造工程を示す図である。

【図１４】第３の実施例の製造工程を示す図である。

【図１５】第４の実施例の構成を示す図である。

【図１６】第４の実施例の製造工程を示す図である。

【図１７】第４の実施例の製造工程を示す図である。

【図１８】第４の実施例の製造工程を示す図である。

【図１９】第４の実施例の製造工程を示す図である。

【図２０】第４の実施例の構成を示す図である。

【図２１】第４の実施例の製造工程を示す図である。

【図２２】第４の実施例の製造工程を示す図である。

【図２３】第４の実施例の製造工程を示す図である。

【図２４】第４の実施例の製造工程を示す図である。

【図２５】従来例の構成を示す図である。

【図２６】アレイ化された赤外線センサを説明する図で
ある。

【図２７】従来例の製造工程を示す図である。

【図２８】従来例の製造工程を示す図である。

【図２９】従来例の製造工程を示す図である。

【図３０】従来例の製造工程を示す図である。

【図３１】従来例の製造工程を示す図である。

【図３２】従来例の製造工程を示す図である。

【図３３】従来例の製造工程を示す図である。

【図３４】従来例の製造工程を示す図である。

【符号の説明】 １ａ、１ｂ、１ｃ、１ｅ 赤外線センサ ２Ｂ、２Ｆ 梁部 ３Ｂ，３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ、３Ｆ ダイアフラム ４Ｂ 熱分離空間 ５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｆ 赤外線吸収膜 ６Ｂ 熱電対 ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ ＭＯＳトランジス
タ ８ａ 圧力センサ ５０ａ シリコン基板 ５１ａ シリコン酸化膜 ５２Ａ ｐ型層 ５３Ｂ フォトレジストパターン ５４Ｂ 欠陥層 ５５Ａ、５５Ｂ、５５Ｅ、８２Ｅ シリコン窒化膜 ５６ａ 酸化膜 ５７Ａ ゲート酸化膜 ５８Ａ ゲート電極 ５８Ｂ、５８Ｅ 多結晶シリコン配線 ５９Ａ 拡散層 ６０Ｂ ｎ型部分 ６１Ｂ ｐ型部分 ６２ａ、６２ｄ １層目層間絶縁膜 ６３Ａ、６３Ｂ、６３Ｅ、６４Ｂ １層目アルミ配線 ６５Ａ、６５Ｂ、６８Ａ コンタクトホール ６６Ｂ、６６Ｃ，６６Ｅ ダミーパターン ６７ａ、６７ｂ、６７ｄ，６７ｅ ２層目層間絶縁膜 ６９Ｂ 凹部 ７０Ａ ２層目アルミ配線 ７１ａ、７１ｂ、７８ｃ、７１ｅ 保護膜 ７２Ｂ、７２Ｃ、７２Ｄ、７２Ｆ、８５Ｅ エッチン
グ液注入口 ７６ｃ ３層目層間絶縁膜 ７７Ｇ ３層目配線 ８１Ｅ 犠牲層多結晶シリコン ８３Ｅ 歪みゲージ ８４ｄ 第１の保護膜 ８６Ｅ 空洞 ８７ｄ 第２の保護膜 ８８Ｅ 圧力基準室 ＭＯ マイナス出力 ＰＯ プラス出力 ｘ１、ｘ２ Ｘアドレス ｙ１、ｙ２ Ｙアドレス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01L 9/04 G01J 1/02 H01L 29/84

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の層間絶縁膜層と、該層間絶縁膜層
   を挟んで積層される複数の配線層からなる多層配線構造
   を有する周辺回路およびダイアフラム構造を有する圧力
   センサが同一半導体基板内に形成される半導体装置にお
   いて、前記圧力センサは、前記ダイアフラムに形成され
   た歪みゲージと、前記ダイアフラム下方に密封された空
   洞である圧力基準室を有し、他の領域に積層された層間
   絶縁膜層よりも少ない層の層間絶縁膜層が積層された前
   記ダイアフラム上の領域を含む領域を備えていることを
   特徴とする半導体装置。
2. 【請求項２】 複数の層間絶縁膜層と、該層間絶縁膜層
   を挟んで積層される複数の配線層からなる多層配線構造
   を有する周辺回路およびダイアフラム構造を有するセン
   サ部が同一半導体基板内に形成される半導体装置の製造
   方法において、 所定の配線層における配線の形成と同時に、センサ部の
   所定領域に配線層材料からなるダミーパターンを形成す
   る工程と、 前記ダミーパターンの形成された配線層の上に少なくも
   １層の層間絶縁膜を積層する工程と、 ダミーパターンの形成された配線層より上に積層された
   層間絶縁膜のコンタクトホール部分をエッチング除去す
   ると同時にダミーパターン上に積層された層間絶縁膜を
   エッチング除去する工程と、 ダミーパターンの形成された配線層より上に配線層を形
   成する際に、配線部分を残して配線材料成膜をエッチン
   グ除去すると同時に前記ダミーパターンもエッチング除
   去する工程とを有する ことを特徴とする半導体装置の製
   造方法。
3. 【請求項３】 前記ダイアフラムは梁部により前記半導
   体基板表面に保持され、前記所定領域は前記梁部を含
   み、 前記センサ部は、赤外線センサであり、 該赤外線センサを製造する工程として、 ダイアフラム上に赤外線吸収膜を形成する工程と、 前記半導体基板とダイアフラム間の温度差を検出する感
   温素子を形成する工程と、 前記ダイアフラム下方に熱分離空間を形成する工程とを
   有する ことを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製
   造方法。
4. 【請求項４】 前記所定領域はダイアフラム上の領域を
   含むことを特徴とする請求項２または３記載の半導体装
   置の製造方法。
5. 【請求項５】 前記所定領域は前記ダイアフラム上の領
   域を含み、 前記センサ部は、圧力センサであり、 該圧力センサを製造する工程として前記ダイアフラムに
   歪みゲージを形成する工程と、 前記ダイアフラム下方に密封された空洞である圧力基準
   室を形成 する工程とを有することを特徴とする請求項２
   記載の半導体装置の製造方法。