JP5933480B2 - 半導体圧力センサおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
実施の形態1に係る半導体圧力センサとその製造方法について説明する。はじめに、製造方法について説明する。
上述した半導体圧力センサでは、MOS領域17の金属配線として、単層の金属配線を例に挙げて説明した。ここでは、変形例として、MOS領域17の金属配線が2層の金属配線の場合の製造フローについて説明を行う。なお、単層の金属配線の場合と大きな違いはないため、概略について説明を行うこととし、また、上述した半導体圧力センサと同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。
前述した半導体圧力センサでは、MOS領域の金属配線を形成した後に、圧力センサを形成するための特有の工程として、表面保護膜を形成する工程、エッチングホールを形成する工程および真空室を形成する工程を別々に実施した場合について説明した。
前述した半導体圧力センサでは、圧力センサがフィールド酸化膜上に形成された半導体圧力センサを例に挙げて説明した。ここでは、圧力センサが、フィールド酸化膜によって規定された半導体基板の領域(素子形成領域)に形成された半導体圧力センサについて説明する。
前述した実施の形態3の半導体圧力センサでは、フィールド酸化膜によって取り囲まれた半導体基板の領域(第1ゲート酸化膜22)に、固定電極、真空室(犠牲膜)、可動電極を積層した圧力センサを形成した場合について説明した。ここでは、そのような圧力センサの固定電極として、ウェル領域を適用した半導体圧力センサについて説明する。
Claims (17)
- 半導体基板の表面に規定された、第1領域および第2領域と、
前記第1領域に形成され、固定電極、空隙および可動電極を含み、前記固定電極の上方に前記空隙が配置され、前記空隙の上方に前記可動電極が配置された圧力センサと、
前記第2領域に形成され、第1電極および前記第1電極の上方に配置された第2電極をゲート電極として含むメモリセルトランジスタと、
前記圧力センサおよび前記メモリセルトランジスタを覆うように形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜に形成され、前記空隙に連通するホールと、
前記空隙を封止する封止部と、
前記層間絶縁膜に形成され、前記可動電極を露出する開口部と
を備え、
前記固定電極は、前記第1電極となる導電膜と同じ膜からなる部分によって形成され、
前記空隙の高さは、前記第2電極となる他の導電膜の膜厚に相当する高さである、半導体圧力センサ。 - 前記固定電極の上面を覆う第1保護膜と、
前記可動電極の下面を覆う第2保護膜と、
前記第1電極と前記第2電極との間に介在させた第1絶縁膜と
前記第2電極を覆うように、前記第2電極と前記層間絶縁膜との間に形成された第2絶縁膜と
を備え、
前記第1保護膜は、前記第1絶縁膜となる膜と同じ膜からなる部分から形成され、
前記第2保護膜は、前記第2絶縁膜となる膜と同じ膜からなる部分から形成された、請求項1記載の半導体圧力センサ。 - 前記層間絶縁膜を覆うように形成された第3絶縁膜と、
前記第3絶縁膜を覆うように形成されたパッシベーション膜と
を備え、
前記封止部は、
前記第3絶縁膜となる膜と同じ膜からなる部分から形成された第1封止部と、
前記パッシベーション膜となる膜と同じ膜からなる部分から形成された第2封止部と
を含む、請求項1または2に記載の半導体圧力センサ。 - 前記封止部は、前記層間絶縁膜と同じ膜種の膜によって形成された部分を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の半導体圧力センサ。
- 前記圧力センサは、
前記固定電極としての第1固定電極、前記空隙としての第1空隙および前記可動電極としての第1可動電極を含む第1圧力センサと、
前記固定電極としての第2固定電極、前記空隙としての第2空隙および前記可動電極としての第2可動電極を含む第2圧力センサと
を含み、
前記開口部は、前記第1圧力センサの上方に位置する前記層間絶縁膜の部分に形成され、
前記第2圧力センサは、前記層間絶縁膜によって覆われた状態にされている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導体圧力センサ。 - 前記空隙の側方にはサイドウォール膜が位置する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の半導体圧力センサ。
- 前記第1領域に形成された素子分離絶縁膜を備え、
前記圧力センサは前記素子分離絶縁膜上に形成された、請求項1〜6のいずれか1項に記載の半導体圧力センサ。 - 前記第1領域に形成された素子分離絶縁膜を備え、
前記圧力センサは前記素子分離絶縁膜によって規定された前記半導体基板の領域に形成された、請求項1〜6のいずれか1項に記載の半導体圧力センサ。 - 前記封止部は、アルミニウム(Al)、アルミニウムシリコン(Al−Si)、アルミニウムシリコン銅(Al−Si−Cu)およびアルミニウム銅(Al−Cu)のいずれかによって形成された部分を含む、請求項1または2に記載の半導体圧力センサ。
- 半導体基板の表面に規定された、第1領域および第2領域と、
前記第1領域に形成され、固定電極、空隙および可動電極を含み、前記固定電極の上方に前記空隙が配置され、前記空隙の上方に前記可動電極が配置された圧力センサと、
前記第2領域に形成され、ゲート電極を含むトランジスタと、
前記圧力センサおよび前記トランジスタを覆うように形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜に形成され、前記空隙に連通するホールと、
前記空隙を封止する封止部と、
前記層間絶縁膜に形成され、前記可動電極を露出する開口部と
を備え、
前記固定電極は、前記半導体基板の表面から所定深さにわたり形成されたウェル領域であり、
前記空隙の高さは、前記ゲート電極となる導電膜の膜厚に相当する高さである、半導体圧力センサ。 - 半導体基板の表面に、圧力センサが形成される第1領域およびメモリセルトランジスタが形成される第2領域を規定する工程と、
前記第1領域に固定電極を形成する工程と、
前記半導体基板の表面を覆うように、第1導電膜を形成する工程と、
前記第1導電膜をパターニングすることにより、前記第2領域では、前記メモリセルトランジスタのゲート電極としての第1電極を形成する工程と、
前記固定電極および前記第1電極を覆うように、第2導電膜を形成する工程と、
前記第2導電膜をパターニングすることにより、前記第1領域では、空隙となる第2導電膜パターンを形成し、前記第2領域では、前記第1電極の上に第2電極を形成する工程と、
前記空隙となる第2導電膜パターンの上に可動電極を形成する工程と、
前記可動電極、前記第1電極および前記第2電極を覆うように、層間絶縁膜を形成する工程と、
前記第1領域に位置する前記層間絶縁膜の部分に、前記空隙となる第2導電膜パターンに達するホールを形成する工程と、
前記空隙となる第2導電膜パターンを除去することにより空隙を形成する工程と、
前記空隙に連通する前記ホールを塞ぐ工程と、
前記第1領域に位置する前記層間絶縁膜の部分に、前記可動電極を露出する開口部を形成する工程と
を備えた、半導体圧力センサの製造方法。 - 前記第1電極を形成する工程と前記第2導電膜を形成する工程との間に、前記第1電極を覆う態様で、前記第1電極と前記第2電極との間に介在することになる第1絶縁膜を形成する工程を備え、
前記第2電極を形成する工程と前記層間絶縁膜を形成する工程との間に、前記空隙となる第2導電膜パターンを覆うとともに、前記第2電極を覆う態様で、第2絶縁膜を形成する工程を備え、
前記第1領域に位置する前記第1絶縁膜の部分は、前記固定電極の上面を保護する第1保護膜とされ、
前記第1領域に位置する前記第2絶縁膜の部分は、前記可動電極の下面を保護する第2保護膜とされた、請求項11記載の半導体圧力センサの製造方法。 - 前記空隙を形成する工程では、前記固定電極が前記第1保護膜によって覆われ、前記可動電極が前記第2保護膜によって覆われた状態で、前記ホールを介してエッチング処理を施すことにより、前記空隙となる第2導電膜パターンが除去される、請求項12記載の半導体圧力センサの製造方法。
- 前記層間絶縁膜を覆うように、第3絶縁膜を形成する工程と、
前記第3絶縁膜をパターニングする工程と、
前記第3絶縁膜を覆うように、パッシベーション膜となる膜を形成する工程と、
前記パッシベーション膜となる膜をパターニングする工程と
を備え、
前記第3絶縁膜をパターニングする工程は、前記第1領域では、前記ホールを塞ぐ工程として、前記ホールを塞ぐ第1封止部を形成する工程を含み、
前記パッシベーション膜となる膜をパターニングする工程は、前記第1領域では、前記ホールを塞ぐ工程として、前記第1封止部を覆うように第2封止部を形成し、前記第2領域では、パッシベーション膜を形成する工程を含む、請求項11〜13のいずれか1項に記載の半導体圧力センサの製造方法。 - 前記層間絶縁膜を覆うように、配線となる膜を形成する工程と、
前記配線となる膜をパターニングする工程と
を備え、
前記配線となる膜をパターニングする工程は、
前記第1領域では、前記ホールを塞ぐ工程として、前記ホールを塞ぐ第1部分が形成され、
前記第2領域では、配線が形成される、請求項11〜14のいずれか1項に記載の半導体圧力センサの製造方法。 - 前記配線となる膜を形成する工程の前に、前記ホールを形成する工程と、前記第2領域において、前記層間絶縁膜の部分にスルーホールを形成する工程とが同時に行われる、請求項15記載の半導体圧力センサの製造方法。
- 前記開口部を形成した後、前記第2領域を覆うようにパッシベーション膜を形成する工程を備え、
前記パッシベーション膜を形成する工程は、前記第1領域では、前記ホールを塞ぐ部分をさらに覆うように形成される、請求項11〜13のいずれか1項に記載の半導体圧力センサの製造方法。
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