JP4901767B2 - 圧力センサ及び圧力センサの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、圧力センサ及び圧力センサの製造方法に関し、特に、圧力センサの耐環境性能を向上させる技術に関する。

従来、シリコンチップ上に形成された圧力検出素子を用いて圧力を計測する圧力センサが知られている。例えば、特許文献１には、図１４に示す構造を有する圧力センサが記載されている。

この圧力センサは、ステム５０に支持されたガラスハーメチック５１と、ステム５０にハンダ付け又は樹脂接着されたガラス台座５２を介して設けられた圧力検出素子であるシリコンチップ５３と、ステム５０に対して抵抗溶接５０Ａにより固着されて、ガラス台座５２に支持されたシリコンチップ５３を内部に収納するメタルキャップ５５とを備えている。メタルキャップ５５の一部は、圧力導入パイプ５４を構成し、シリコンチップ５３に対して検出すべき圧力を導入するための圧力導入路５６が形成されている。また、ガラスハーメチック５１には、シリコンチップ５３で検出された圧力信号を、金線５７を経由して外部に出力するためのリード端子５８が設けられている。

また、特許文献１には、他の圧力センサとして、図１５に示す構造を有する圧力センサが記載されている。この圧力センサは、蓋体を有し、全体がポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）により形成されたモールドパッケージ６０（６０Ａ〜６０Ｅ）と、モールドパッケージ６０の圧力検出空間Ｓ₁内にガラス台座６１を介して設けられた圧力検出素子であるシリコンチップ６２と、モールドパッケージ６０内に形成されるとともに圧力検出空間Ｓ₁に連通するように設けられて、シリコンチップ６２に対して検出すべき圧力を導入するための圧力導入路６３と、１９４アロイ（あるいは４２アロイ）により形成され且つモールドパッケージ６０を貫通するように設けられて、シリコンチップ６２で検出された圧力信号を、金線６４を経由して外部に出力するためのリード端子６５を備えている。

更に、特許文献１には、更に他の圧力センサとして、図１６に示す構造を有する圧力センサが記載されている。この圧力センサは、図１５に示した圧力センサがモールドパッケージ６０内をリード端子６５が真っ直ぐに貫通するように構成されているのに対し、リード端子７５がモールドパッケージ７０内を湾曲して貫通するように構成されている。

なお、図１６において、符号７０、７１、７２、７４、７５、７６、Ｓ₂で示す部分は、図１５のモールドパッケージ６０、ガラス台座６１、シリコンチップ６２、金線６４、リード端子６５、シリコーン気密部６６、圧力検出空間Ｓ₁にそれぞれ相当する。
特許第２６３７６３３号（図１、図２、図３）

しかしながら、上述した図１４〜図１６に示した圧力センサの構造では、検出すべき圧力が内部に導入された場合に、被測定圧力媒体がシリコンチップ５３、６２又は７２の圧力検出素子が形成されている側の面に当たる。このため、被測定圧力媒体に水分やイオンが含まれていると、シリコンチップの表面リークにより出力変動が起こり、正常な圧力信号が得られない。

このような問題を解消するために、シリコンチップの表面をシリコンゲル等で覆うことにより、シリコンチップの圧力検出素子が形成されている面に被測定圧力媒体が当たるのを防止する構造も提案されている。しかしながら、水分やイオンは時間が経過すればシリコンゲル等を浸透するため、用途によっては、要求される信頼性を確保できない。

一方、上記問題を解消するものとして、図１７に示す圧力センサが開発されている。この圧力センサは、ステム８０と、ステム８０にハンダ付け又は樹脂接着されたガラス台座８１を介して設けられた圧力検出素子であるシリコンチップ８２と、ステム８０に固着されて、ガラス台座８１に支持されたシリコンチップ８２をその内部に収納するメタルキャップ８３とを備えている。この圧力センサにおいて、ステム８０及びガラス台座８１を貫通してシリコンチップの圧力検出素子が形成されていない側の面に至るように圧力導入路が形成されており、また、ステム８０には、シリコンチップ８２で検出された圧力信号を、金線を経由して外部に出力するためのリード端子８４が設けられている。

図１７に示す圧力センサの構造によれば、検出すべき圧力が内部に導入された場合に、被測定圧力媒体がシリコンチップ８２の圧力検出素子が形成されていない側の面に当たるので、上述した問題は生じない。

従って、被測定圧力媒体に対する耐久性能が高く、例えば自動車のエンジン制御用圧力センサ（被測定圧力媒体にガソリンミストが含まれる）に使用されている。しかしながら、この構造では、小型化及び低コスト化が困難であり、例えば、被測定圧力媒体に対する耐久性能が高く、また小型及び低コストが要求されるタイヤ内圧検知等の用途には不向きである。

本発明の課題は、被測定圧力媒体に対する耐久性能を向上させることができ、しかも小型で安価な圧力センサ及び圧力センサの製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１の発明に係る圧力センサは、台座と、圧力により変位するダイアフラム及び該ダイアフラムに設けられダイアフラムの変位により抵抗値が変化するピエゾ抵抗素子を有するセンサ回路が形成され、且つ該センサ回路が形成された面が前記台座に対向して空間を形成するように前記台座に接合されたシリコンチップとを備え、前記シリコンチップには、該シリコンチップに形成された前記センサ回路からの信号を引き出すための貫通孔がシリコンチップに形成されたメタルパッドの下面に到達するように形成され、貫通孔内部には、導電性を有する物質が充填されており、台座はメタルパッド上に配され、前記シリコンチップの前記センサ回路が形成されていない側の面における少なくとも前記ダイアフラムを含む領域に、絶縁膜が形成されていることを特徴とする。

請求項２の発明に係る圧力センサは、前記貫通孔の少なくとも孔壁に、絶縁膜が形成されていることを特徴とする。

請求項３の発明に係る圧力センサは、前記貫通孔は、ＤＲＩＥ法により形成された貫通孔であることを特徴とする。

請求項４の発明は、圧力センサの製造方法であって、シリコン基板にピエゾ抵抗素子を有するセンサ回路を形成する工程と、前記ピエゾ抵抗素子を含む領域で且つ前記センサ回路が形成されていない側の面に絶縁膜が形成されたダイアフラムを形成する工程と、前記シリコン基板に形成されたメタルパッドの下面に到達するように貫通孔を形成する工程と、前記ダイアフラム領域を包含するような空間を有し且つ前記メタルパッドに配される台座を前記シリコン基板に接合する工程と、前記貫通孔の内部に導電性物質を充填する工程とを少なくとも含むことを特徴とする。

本発明に係る圧力センサによれば、シリコンチップのセンサ回路が形成された面が台座に対向して空間を形成するように台座とシリコンチップとが接続されているので、被測定圧力媒体に晒されることがない。その結果、被測定圧力媒体に水分やイオンが含まれていても信頼性を損なうことなく長期間の動作が可能であり、被測定圧力媒体に対する耐久性能が高く、高い信頼性が得られる。また、被測定圧力媒体がセンサ回路が形成されていない側に当たる構造の圧力センサを低コストで実現できる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。以下では、本発明に係る圧力センサとして、ピエゾ抵抗型の絶対圧センサを例に挙げて説明する。

なお、特許請求の範囲の請求項１の圧力センサ及び請求項６の圧力センサの製造方法に係る発明は、第３の実施の形態の記載に対応する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る圧力センサの構造を示す図であり、図１（ａ）は断面図、図１（ｂ）は底面図である。この圧力センサは、ガラス台座１０、シリコンチップ２０及び貫通配線３０を有して構成されている。

ガラス台座１０は、その四隅に貫通孔１１を有している。また、ガラス台座１０の中央部には凹部１２が形成されている。

シリコンチップ２０には、その底面（図１（ａ）中の下側の面）側に、絶縁膜２１を介して、センサ回路としての４個のピエゾ抵抗素子２２及び４個の高濃度リード層２３が形成されている。これら４個の高濃度リード層２３は、４個のピエゾ抵抗素子２２を直列に接続してブリッジを形成するように設けられている。これら４個の高濃度リード層２３の各々には、ピエゾ抵抗素子２２からの信号を外部に引き出すためのメタルパッド２４が接続されている。このメタルパッド２４は、シリコンチップ２０の底面側に露出するように形成されている。また、シリコンチップ２０の底面の外周側には、センサ回路を封止するためのシール用メタル２５が設けられている。一方、シリコンチップ２０の上面（図１（ａ）中の上側の面）には、印加された圧力に応じて変位する薄肉のダイアフラム２６が形成されている。

各ピエゾ抵抗素子２２は、ダイアフラム２６に設けられ、ダイアフラム２６の変位により抵抗値が変化するようになっている。絶縁膜２１、ピエゾ抵抗素子２２、高濃度リード層２３、メタルパッド２４、シール用メタル２５及びダイアフラム２６は、センサ回路を構成する。

ガラス台座１０とシリコンチップ２０とは、図１（ａ）に示すように、ガラス台座１０の凹部１２がシリコンチップ２０の底面（センサ回路が形成されている面）に対向している。即ち、ガラス台座１０に形成された凹部１２とシリコンチップ２０のエッチングされていない平坦面（つまり、ピエゾ抵抗素子２２が表面に形成される平坦面）との間で空間が形成されている。また、ガラス台座１０には貫通孔１１が形成されており、シリコンチップ２０のメタルパッド２４は、ガラス台座１０に形成された貫通孔１１に対応するようにして接合されている。

また、貫通孔１１には導電性物質が充填されることにより貫通配線３０が形成され、この貫通配線３０の先端部（ガラス台座１０のシリコンチップ２０に接合する面とは反対の面）にはバンプ３１が形成されている。

次に、圧力センサの製造方法を説明する。まず、ガラス台座１０の製造工程が実施される。即ち、図２（ｃ）に示すように、型成形法を用いて、各チップが貫通孔１１及び凹部１２を有するように成形されたウェハ状態のガラス台座１０が作製される。貫通孔１１は、後述するシリコンチップ２０に形成されるメタルパッド２４に対応する位置に形成される。

なお、貫通孔１１及び凹部１２は、型成形法以外の方法で形成することもできる。この場合、まず、図２（ａ）に示すウェハ状態のガラス台座１０が用意され、次に、図２（ｂ）に示すように、ガラス台座１０に貫通孔１１が形成される。貫通孔１１は、例えばＩＣＰ−ＲＩＥ（Inductively Coupled Plasma - Reactive Ion Etching＝誘電結合プラズマ反応性イオンエッチング）法といったＤＲＩＥ（Deep Reactive Ion Etching法）、レーザーを用いて穿孔するレーザー法、マイクロドリル（微細径ドリル）を用いて穿孔するマイクロドリル法、あるいは微粉を吹き付けるサンドブラスト法等を用いて形成することができる。

さらに、図２（ｃ）に示すように、ガラス台座１０には、凹部１２が形成される。この凹部１２は、弗酸を用いたエッチング法やサンドブラスト法等により形成することができる。凹部１２は、シリコンチップ２０に形成されたダイアフラム２６が変位してガラス台座１０に接触することを避けるために設けられている。従って、凹部１２の形成は必ずしも必要ではなく、圧力センサの仕様によって、ダイアフラム２６がガラス台座１０に接触する虞がある場合にのみ形成するように構成できる。

次に、シリコンチップ２０の製造工程が実施される。このシリコンチップ２０の製造工程では、通常のピエゾ抵抗型の圧力センサの製造方法によって圧力センサが作り込まれたシリコンウェハが作製される。以下、図３を参照しながら説明する。

まず、ｎ型のシリコンウェハ（シリコンチップ２０に相当）を用意し、図３（ａ）に示すように、シリコンウェハの表面を熱酸化することにより、シリコン酸化膜からなる絶縁膜２１をシリコンウェハの表面に形成する。また、ＬＰＣＶＤ（Low Pressure Chemical Vapor Deposition＝低圧気相成長法）でシリコン窒化膜を形成したり、あるいはそれらを組み合わせて絶縁膜２１を形成することもできる。ＬＰＣＶＤは、反応ガスを低圧気相成長法により処理基板上に膜を形成する場合に用いられる。

次に、フォトリソグラフィー工程及びエッチング工程により、図３（ｂ）に示すように、絶縁膜２１の所定位置に開口部１３を形成し、図３（ｃ）に示すように、イオン注入（不純物注入）やｐ型の例えばボロンの拡散によりピエゾ抵抗素子２２を形成する。また、図３（ｄ）に示すように、ボロン等の拡散等により高濃度リード層２３も形成される。

そして、例えばアルミ又はアルミ合金をスパッタあるいは蒸着することにより、図３（ｅ）に示すように、メタルパッド２４及びシール用メタル２５が形成される。いずれの場合にも、フォトリソグラフィ技術を用いたパターニングが行われる。

次に、図３（ｆ）に示すように、シリコンウェハの裏面をシリコン異方性エッチングし、ダイアフラム２６を形成する。このダイアフラム２６は、ＫＯＨ、ＮａＯＨ等の無機系水溶液やエチレンジアミン・ピロガテコール（ＥＰＤ）、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）等の有機系水溶液を用いたシリコン異方性エッチングにより形成される。

次に、センサ回路が作り込まれたシリコンチップ２０は、貫通孔１１が形成されたガラス台座１０に、陽極接合等の技術を用いて、双方がウェハの状態で接合される。この際、各シリコンチップ２０とガラス台座１０とは、気密が取れるように封止する必要がある。このため、図４に示すように、ガラス台座１０に形成された貫通孔１１の位置とシリコンチップ２０上のメタルパッド２４の位置とを合わせる必要がある。この位置合わせを容易にするために、メタルパッド２４は、貫通孔１１の開口径より一回り大きくなるように形成される。

なお、図５（ａ）に示すように、シリコンチップ２０の製造工程では、ダイアフラム２６の形成は行わず、先にガラス台座１０とシリコンチップ２０とを陽極接合等を用いて双方がウェハの状態で接合し、その後、図５（ｂ）に示すように、ＫＯＨ、ＮａＯＨ等の無機系水溶液やエチレンジアミン・ピロガテコール（ＥＰＤ）、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）等の有機系水溶液を用いたシリコン異方性エッチングによりダイアフラム２６を形成することもできる。

次に、図６（ａ）に示すように、導電性物質３２、例えばＣｕペーストやＡｇペースト等といった金属ペーストをスクリーン印刷法等で貫通孔１１に充填、あるいは、鉛スズはんだ、金スズはんだ、スズ、インジウム等といった比較的融点の低いはんだ又は金属を溶融金属吸引法等で貫通孔１１に充填して貫通配線３０を形成する。

さらに、必要に応じて、図６（ｂ）に示すように、導電性のバンプ３１を形成する。溶融金属吸引法を用いる場合には、ダイアフラム２６を形成した後にエッチングした側に熱酸化やプラズマＣＶＤ等によりシリコン酸化膜を形成しておくと、溶融金属がダイアフラム２６に残ることを防止できる。

貫通配線３０は、アルミ、金、金スズ等の金属膜や導電性樹脂膜をスパッタ法又は蒸着法で孔壁に形成することにより構成することもできる。あるいは、無電解めっきで孔壁にニッケルや銅等の金属薄膜を成長させるか、スパッタ法、蒸着法乃至は無電解めっきにより形成した金属膜等を給電層にして電解めっきを行いニッケルや銅等の導電性物質を孔壁から成長させることにより形成することもできる。

ここで、真空蒸着法とは、真空中で、蒸発源より物質を蒸発させ、基板上に膜を付着・堆積させる方法である。スパッタ法とは、真空容器内に導入したＡｒ，Ｎｅなどの不活性ガスをイオン化し、そのイオンをターゲートと呼ばれる固体試料表面に衝突させ、ターゲットの原子や分子などを中性状態ではじき出し、基板上に付着させる成膜法である。プラズマＣＶＤとは、反応ガスをプラズマ状態にし、活性なラジカルやイオンを生成させ、活性環境下で化学反応を行なわせ、低温で基板上に膜を形成する方法である。

なお、導電性のバンプ３１は、外部とシリコンチップ２０に形成されたセンサ回路と接続するためのものである。従って、図７に示すように、導電性パッド３３でもよく、更に、図８に示すように、再配線３４をガラス台座１０の裏面に形成することにより、貫通孔１１の位置からずれた位置に導電性のバンプ３１又はパッド３３を形成することもできる。

導電性のバンプ３１、パッド３３及び再配線３４は、貫通配線３０の材質に応じて、鉛スズはんだ、金スズはんだ、アルミ、銅、Ｃｕペースト、Ａｇペースト、導電性樹脂膜等から選択された物質に対して、スクリーン印刷法やスパッタ法、蒸着法、スクリーン印刷後のリフロー、無電解めっき、電解めっき等が適用されることにより形成される。

なお、導電性物質を充填して貫通配線３０を形成する工程は、上述した図５（ａ）に示す接合の後、ダイアフラム２６を形成する前に行うことができる。この構成によれば、機械的に脆弱なダイアフラム２６を形成する前に導電性物質の充填等が行われるので、ダイアフラム２６を損傷する機会が減少し、製造工程上有利である。

上述した全ての加工は、ガラス台座１０及びシリコンチップ２０がウェハの状態で実施され、その後、各チップにダイシング等により個片化され、圧力センサが完成する。

なお、シリコンチップ２０とガラス台座１０との接合は、陽極接合以外にも、図９に示すように、低融点ガラスや樹脂等といった接着剤５０を用いて行うこともできる。図９（ａ）は例１の断面図、図９（ｂ）は例１の底面図である。図９（ｃ）は例２の断面図、図９（ｄ）は例２の底面図である。この場合、シリコンチップ２０とガラス台座１０の間の空間の気密が取れるように留意する必要がある。

また、本発明の第１の実施の形態に係る圧力センサ１は、図１０に示すように、他の表面実装部品４１ａ，４１ｂ，４１ｃと一緒にプリント基板４０に搭載した後、一括してエポキシ樹脂４２等により封止することができる。この場合、ダイアフラム２６の上面だけは硬いエポキシ樹脂が付着しないようにし、場合によってはダイアフラム２６の上面は柔らかいシリコンで保護することもできる。従って、タイヤ内圧検知用の圧力トランスポンダ等といった厳しい耐環境性能を有する用途にも応用できる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態に係る圧力センサを説明する。なお、以下では、第１の実施の形態と同一又は相当部分には、第１の実施の形態で使用した符号を付して説明を省略する。

図１１は、本発明の第２の実施の形態に係る圧力センサの構造を示す図であり、図１１（ａ）は断面図、図１１（ｂ）は底面図である。

この圧力センサでは、シール用メタル２５がメタルパッド２４の内側に形成されている。ガラス台座１０とシリコンチップ２０との接合に陽極接合が用いられる場合、シール用メタル２５はシリコン基板と電気的に接合される必要がある。このため、シール用メタル２５は、図１１（ｂ）に示すように、高濃度リード部２３が形成されていない箇所を接合部４０としてシリコン基板に接合される。

接合部４０は、絶縁膜２１が開口されている他の部分より低くなり凹部が生じる可能性がある。従って、接合時に凹部が生じても気密が取れるように絶縁膜２１を薄く形成するのが好ましい。なお、何れの接合方法でも、気密を取るために接合箇所の凹部には留意する必要がある。

以上説明したように、本発明の第２の実施の形態に係る圧力センサによれば、貫通配線３０とメタルパッド２４とを接合する際に気密を気にする必要がないので、圧力センサの製造が容易になる。

（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態に係る圧力センサを説明する。なお、以下では、第１の実施の形態と同一又は相当部分には、第１の実施の形態で使用した符号を付して説明を省略する。

図１２は、本発明の第３の実施の形態に係る圧力センサの構造を示す断面図である。この第３の実施の形態に係る圧力センサでは、貫通孔１１がシリコンチップ２０に設けられている点が、上述した第１の実施の形態に係る圧力センサと異なる。

この第３の実施の形態に係る圧力センサの製造方法を図１３を参照しながら、説明する。

まず、貫通孔１１を有しないガラス台座１０´が用意される。また、上述した第１の実施の形態におけるシリコンチップ２０の製造工程と同様にして、図３に示すような、センサ回路が形成されたシリコンチップ２０を備えたシリコンウェハが作製される。そして、図１３（ａ）に示すように、裏面（センサ回路が形成されていない側の面）からシリコンチップ２０´を貫通するように細孔２７が形成される。この細孔２７の形成には、ＩＣＰ−ＲＩＥ法等といったＤＲＩＥ法を用いることができる。

次に、図１３（ｂ）に示すように、細孔２７の孔壁やダイアフラム２６のエッチング面に絶縁膜２８がプラズマＣＶＤ等により形成される。そして、作製されたシリコンチップ２０´とガラス台座１０´とは、図１３（ｂ）に示すように、陽極接合等により、双方がウェハの状態で接合される。この際、シリコンチップ２０´とガラス台座１０´とに挟まれた空間の気密が取れるように接合される。

次に、図１３（ｃ）に示すように、細孔２７に導電性物質がスクリーン印刷法、溶融金属吸引法等により充填されて、貫通配線３０が形成される。あるいは、スパッタ法や蒸着法、無電解めっき等により細孔２７の孔壁に導電性物質の膜が形成され、スパッタ法、蒸着法、あるいは無電解めっきにより形成された金属膜等を給電層にして電解めっきで導電性物質を成長させ、貫通配線３０が形成される。更に、必要に応じて、図１３（ｄ）に示すように、導電性のバンプ３１等が形成される。

なお、ダイアフラム２６の形成は、ガラス台座１０´とシリコンチップ２０´とをウェハ状態で接合した後に、あるいは細孔２７への導電性物質の充填又は成長の後に実施してもよい。

以上説明したように、本発明の第１〜第３の実施の形態に係る圧力センサ及びその製造方法によれば、ピエゾ抵抗素子２２及び高濃度リード層２３を有するセンサ回路は、ガラス台座１０とシリコンチップ２０のシール用メタル２５との接合により封止され、被測定圧力媒体に晒されることがない。従って、被測定圧力媒体がセンサ回路が形成されている面に直接当たらないので、被測定圧力媒体に水分やイオンが含まれていても信頼性を損なうことなく長期間の動作が可能である。即ち、被測定圧力媒体に対する耐久性能が高く、高い信頼性を有する圧力センサを得ることができる。

また、外部の回路に接続するためのバンプ３１が設けられているので、そのままプリント基板に実装することができ、圧力センサのパッケージとして従来のようなメタルキャップやモールドパッケージは不要である。従って、小型且つ安価な圧力センサを構成できる。

また、貫通配線３０を用いてセンサ回路から信号を取り出すように構成したので、被測定圧力媒体がセンサ回路が形成されていない側に当たる構造の圧力センサを低コストで実現できる。

また、貫通孔１１及び細孔２７の形成方法として、ＤＲＩＥ法、マイクロドリル法、サンドブラスト法、型成形法等を用い、導電性物質を充填する方法として、スクリーン印刷法、溶融金属吸引法等を用い、また、貫通孔１１及び細孔２７の孔壁に、アルミ、金、金スズ、銅や導電性樹脂等の導電性膜を形成する方法として、スパッタ法、蒸着法あるいはめっき法を用い、更に、ダイアフラム２６の形成方法として、ＫＯＨ、ＮａＯＨ等の無機系水溶液やエチレンジアミン・ピロガテコール（ＥＰＤ）、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）等の有機系水溶液を用いたシリコン異方性エッチングを用い、シリコンチップ２０、２０´とガラス台座１０、１０´との接合に陽極接合や低融点ガラス等を接着剤５０として接合する方法等を用いたので、圧力センサの製造工程を柔軟に組むことができる。

また、貫通配線３０はガラス台座１０及びシリコンチップ２０´の何れに形成してもよいので、圧力センサの用途に応じた柔軟な実装形態を選ぶことができる。

更に、貫通配線３０によって信号を取り出すように構成したので、端子形態を任意に決定することができる。即ち、表面実装可能な導電性バンプ３１、導電性パッド３３及び再配線３４の中から実装形態に応じて任意の端子形態を選ぶことができ、柔軟性に富んだ実装が可能になる。

本発明の第１の実施の形態に係る圧力センサの構造を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る圧力センサの製造方法の中のガラス台座の製造工程を説明するための図である。 本発明の第１の実施の形態に係る圧力センサの製造方法の中のシリコンチップの製造工程を説明するための図である。 本発明の第１の実施の形態に係る圧力センサの製造方法におけるガラス台座とシリコンチップとの接合工程を説明するための図である。 本発明の第１の実施の形態に係る圧力センサの製造方法の変形例を説明するための図である。 本発明の第１の実施の形態に係る圧力センサの製造方法の中の貫通配線及びバンプの形成工程を説明するための図である。 本発明の第１の実施の形態に係る圧力センサの製造方法の中のバンプの形成工程の変形例を説明するための図である。 本発明の第１の実施の形態に係る圧力センサの製造方法の中のバンプの形成工程の他の変形例を説明するための図である。 本発明の第１の実施の形態に係る圧力センサの製造方法におけるガラス台座とシリコンチップとの他の接合工程を説明するための図である。 本発明の第１の実施の形態に係る圧力センサの製造方法におけるガラス台座とシリコンチップとの他の接合工程を説明するための図である。 本発明の第２の実施の形態に係る圧力センサの構造を示す図である。 本発明の第３の実施の形態に係る圧力センサの構造を示す図である。 本発明の第３の実施の形態に係る圧力センサの製造方法を説明するための図である。 従来の圧力センサの構造を説明するための図である。 従来の圧力センサの他の構造を説明するための図である。 従来の圧力センサの更に他の構造を説明するための図である。 従来の圧力センサの更に他の構造を説明するための図である。

符号の説明

１０、１０´ ガラス台座
１１ 貫通孔
１２ 凹部
２０、２０´ シリコンチップ
２１ 絶縁膜
２２ ピエゾ抵抗素子
２３ 高濃度リード層
２４ メタルパッド
２５ シール用メタル
２６ ダイアフラム
２７ 細孔
２８ 絶縁膜
３０ 貫通配線
３１ バンプ
４０ 接合部
５０ 接着剤

Claims (4)

1. 台座と、
   圧力により変位するダイアフラム及び該ダイアフラムに設けられダイアフラムの変位により抵抗値が変化するピエゾ抵抗素子を有するセンサ回路が成され、且つ該センサ回路が形成された面が前記台座に対向して空間を形成するように前記台座に接合されたシリコンチップとを備え、
   前記シリコンチップには、該シリコンチップに形成された前記センサ回路からの信号を引き出すための貫通孔がシリコンチップに形成されたメタルパッドの下面に到達するように形成され、前記貫通孔内部には、導電性を有する物質が充填されており、前記台座は前記メタルパッド上に配され、
   前記シリコンチップの前記センサ回路が形成されていない側の面における少なくとも前記ダイアフラムを含む領域に、絶縁膜が形成されていることを特徴とする圧力センサ。
2. 前記貫通孔の少なくとも孔壁に、絶縁膜が形成されていることを特徴とする請求項１記載の圧力センサ。
3. 前記貫通孔は、ＤＲＩＥ法により形成された貫通孔であることを特徴とする請求項２記載の圧力センサ。
4. 圧力センサの製造方法であって、シリコン基板にピエゾ抵抗素子を有するセンサ回路を形成する工程と、前記ピエゾ抵抗素子を含む領域で且つ前記センサ回路が形成されていない側の面に絶縁膜が形成されたダイアフラムを形成する工程と、前記シリコン基板に形成されたメタルパッドの下面に到達するように貫通孔を形成する工程と、前記ダイアフラム領域を包含するような空間を有し且つ前記メタルパッド上に配される台座を前記シリコン基板に接合する工程と、前記貫通孔の内部に導電性物質を充填する工程とを少なくとも含むことを特徴とする圧力センサの製造方法。

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