JP4918140B2 - 半導体圧力センサ - Google Patents
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Description
場合における、圧力変化(50から100[kPa])と中点電位との関係をシミュレーションしたグラフである。図8(A)において、縦軸は中点電位[mV]、横軸は圧力[kPa]、黒菱形は設計値、四角形、三角形、Xはそれぞれダイヤフラムが縦横に、ずれ量5[μm]、10[μm]、15[μm]だけずれた場合における、圧力と中点電位との関係を示している。図8(B)は、前記ダイヤフラムが位置ずれした各場合におけるフルスケール変化率をシミュレーションしたグラフである。フルスケール変化率は、ダイヤフラム縦横ずれ無しのフルスケール値を基準として、各ずれ量の中点電位フルスケール値の比を算出している。
前記キャビティは平面視矩形、より好ましくは正方形とする。
前記SOI基板のダイヤフラム部分の回路側の面には、感応抵抗素子がブリッジ回路を構成するように、前記ダイヤフラムの輪郭に沿って形成されるのが実際的である。
11 第1シリコン基板(他方のシリコン基板)
12 シリコン酸化膜(酸化膜)
12a 円弧状断面
13 第2シリコン基板(一方のシリコン基板)
13a 内壁側面
14 シリコン酸化膜
15 パッシベーション膜
17 境界部
20 キャビティ
21 ダイヤフラム
22 ピエゾ素子(感応抵抗素子)
23 配線
31 ベース基板
この等方性エッチング、保護膜成膜及び異方性エッチング工程の繰り返しによるドライエッチングにより、キャビティ20の内壁側面13aには、掘り方向に周期的な凹凸が形成される(図2参照)。
表1は、キャビティティサイズ、ダイヤフラムの厚さ、円弧断面の半径、ダイヤフラムの材質を示している。
<表1>
<表3>
Claims (7)
- 2枚のシリコン基板が酸化膜を挟んで貼り合わされたSOI基板の一方のシリコン基板にキャビティが掘り込まれて形成され、他方のシリコン基板及び酸化膜によってダイヤフラムが形成された半導体圧力センサであって、
前記一方のシリコン基板のキャビティの内側壁面には掘り方向に周期的な凹凸が形成されており、
前記キャビティに臨むダイヤフラムの酸化膜は、キャビティの内壁側面を規制する前記一方のシリコン基板との境界部において、該一方のシリコン基板によるキャビティ径と同一径を有し、かつ該境界部からダイヤフラム中心に向けてキャビティ径を小径とする円弧断面を有し、
かつこの円弧断面は、前記一方のシリコン基板の凹凸断面から連続的に形成されていることを特徴とする半導体圧力センサ。 - 請求項1記載の半導体圧力センサにおいて、前記キャビティに臨むダイヤフラムの酸化膜は、該ダイヤフラムの前記境界部から中央部分に向かって厚さが減少し、薄肉となる領域を有する半導体圧力センサ。
- 請求項1又は2記載の半導体圧力センサにおいて、前記キャビティは平面視矩形である半導体圧力センサ。
- 請求項1乃至3のいずれか一項記載の半導体圧力センサにおいて、前記円弧断面は、前記キャビティの境界部全周に亘って形成されている半導体圧力センサ。
- 請求項1乃至4のいずれか一項記載の半導体圧力センサにおいて、前記SOI基板のダイヤフラム部分には感応抵抗素子が、ブリッジ回路を構成するように前記ダイヤフラムの輪郭に沿って形成されている半導体圧力センサ。
- 請求項1乃至5のいずれか一項記載の半導体圧力センサにおいて、前記キャビティの内壁側面は、前記ダイヤフラムに対して略直角に形成されている半導体圧力センサ。
- 請求項1乃至6のいずれか一項記載の半導体圧力センサにおいて、前記感応抵抗素子は、前記ダイヤフラムの歪みに応じて抵抗値が変化するピエゾ素子である半導体圧力センサ。
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