JP5086262B2 - モノリシック集積回路を有するセンサユニットを製作するための方法 - Google Patents
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Description
本発明は、請求項1の上位概念に記載の形式の、モノリシック集積回路を有するセンサユニットを製作するための方法から出発する。ドイツ連邦共和国特許出願公開第19957556号明細書から公知の半導体圧力センサでは、センサエレメントが電子評価装置と一緒に1つのチップに集積されて設けられていてよい。このような集積ユニットにおける欠点はしばしば、回路及びマイクロマシンセンサ構造のこのような集積ユニットを製作するために、これらを順次製作若しくは構造化せねばならないという点にあり、このことは、マスク平面の数若しくは一般にこのようなセンサユニットの製作時の手間を増やすものである。このようなセンサユニットの製作時のコストを削減するためには、少なくとも回路部分を、センサユニット部分と同時に製作することが努力されている。但しこの場合の欠点は、回路構造及びセンサ構造に関連するプロセスを結びつけることにより規定される、例えばセンサダイヤフラムの厚さ等の構造特性を、自由にコントロールすることができないという点にある。なぜならば、このような構造特性の変化、例えばダイヤフラム層の厚さの変化において、センサユニットの回路部分は最早正常には、若しくはその耐用年数全体にわたっては機能しないからである。それというのも、センサ構造において行われるプロセスバリエーションは、センサユニットの回路部分において、例えば特定のドーピング領域の厚さが、絶縁等を生ぜしめるためには最早不十分であるという影響を及ぼすからである。
これに対して、モノリシック集積回路を有するセンサユニットを製作するための本発明による方法及び従属請求項に記載の構成を有する本発明によるセンサユニットは、回路とマイクロマシンセンサ構造の両方に関して、互いに無関係に製作プロセスの最適化が実施可能であるという利点を有している。例えば規定されたマスク平面が、回路部分に絶縁ドーピング部を供与し且つセンサ構造に、規定された厚さのダイヤフラムを再現可能に同一形状で形成するためのエッチングストップを規定するためのドーピング領域を生ぜしめる、規定されたドーピング部の形成を惹起する場合は、本発明に基づき、センサ構造のダイヤフラムの厚さの構造特性が可変であり(例えばセンサユニットの異なる圧力領域に関して調整可能)、それにもかかわらずセンサユニットの回路領域では常に一定のドーピングが続くということが可能である。本発明による方法の1変化形では、センサ構造に対応配置された第1の部分構造が第1のドーピング領域を有しており、回路に対応配置された第2の部分構造が第2のドーピング領域を有しており、この場合、第1の部分構造は第2の部分構造と同時に形成され、しかも平均して第1のドーピング領域には、第2のドーピング領域にもたらされる第2のドーパント濃度よりも低い第1のドーパント濃度がもたらされる。このことは、簡単な手段でプロセスバリエーション延いてはセンサ構造の製作に必要なプロセス経過の最適化が、センサユニットの回路に関するプロセス経過を変えることなしに行われるという利点を有している。
Claims (7)
- モノリシック集積回路(30)及びマイクロマシンセンサ構造(20)を有するセンサユニット(10)を製作するための方法において、
前記マイクロマシンセンサ構造(20)が第1の部分構造(21)を有しており、前記モノリシック集積回路(30)が第2の部分構造(31)を有しており、前記第1の部分構造(21)を形成するためには第1のドーピング領域(25)を、且つ前記第2の部分構造(31)を形成するためには第2のドーピング領域(35)を基板(1)に形成するものであって、前記第1及び第2のドーピング領域を同じドーピングプロセスで形成し、このドーピングプロセス中に、
前記第1のドーピング領域(25)に、前記第2のドーピング領域(35)を形成するためにも使用されるドーパントがもたらされる第1の部分領域(27)とドーパントがもたらされない第2の部分領域(28)を形成し、
前記第1及び第2のドーピング領域を形成するためのドーパントの拡散段階を経て、前記第1のドーピング領域(25)には平均して、前記第2のドーピング領域(35)にもたらされた第2のドーパント濃度(36)よりも低い第1のドーパント濃度(26)がもたらされ、
前記第1のドーピング領域(25)をエッチングストップとして用いて前記マイクロマシンセンサ構造(20)にダイヤフラムを形成することを特徴とする、モノリシック集積回路(30)及びマイクロマシンセンサ構造(20)を有するセンサユニット(10)を製作するための方法。 - 前記第1の部分構造(21)及び前記第2の部分構造(31)を、同一マスク平面を介して製作する、請求項1記載の方法。
- 前記第1の部分領域(27)と前記第2の部分領域(28)とを交互に設ける、請求項1又は2項記載の方法。
- 前記第1の部分構造を、熱的な拡散プロセスを介して前記第1のドーピング領域から出発して形成する、請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。
- 請求項1記載の方法によって製作されたモノリシック集積回路(30)及びマイクロマシンセンサ構造(20)を備えたセンサユニット(10)において、
前記マイクロマシンセンサ構造(20)に対応配置された第1の部分構造(21)が第1のドーピング領域(25)を有しており、前記モノリシック集積回路(30)に対応配置された第2の部分構造(31)が第2のドーピング領域(35)を有しており、前記第1のドーピング領域(25)が第1のドーパント濃度(26)を有しており、前記第2のドーピング領域(35)が第2のドーパント濃度(36)を有しており、前記第1のドーパント濃度(26)が、前記第2のドーパント濃度(36)よりも低く、前記マイクロマシンセンサ構造(20)にダイヤフラムが形成されていることを特徴とする、モノリシック集積回路(30)及びマイクロマシンセンサ構造(20)を備えたセンサユニット。 - 前記第1の部分構造(21)若しくは前記第1のドーピング領域(25)が、前記第2の部分構造(31)若しくは前記第2のドーピング領域(35)よりも小さな厚さを有している、請求項5記載のセンサユニット。
- 前記第1のドーピング領域(25)において、第1の部分領域(27)と第2の部分領域(28)が交互に形成されている、請求項6記載のセンサユニット。
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