JPH01136043A - 圧力変換装置 - Google Patents
圧力変換装置Info
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- JPH01136043A JPH01136043A JP29403887A JP29403887A JPH01136043A JP H01136043 A JPH01136043 A JP H01136043A JP 29403887 A JP29403887 A JP 29403887A JP 29403887 A JP29403887 A JP 29403887A JP H01136043 A JPH01136043 A JP H01136043A
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Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
この発明は、基準圧力室としての空洞領域が基板に一体
形成された圧力変換装置に関する。
形成された圧力変換装置に関する。
センサチップに基準圧力室を内蔵した圧力変換装置の従
来例としては、例えば、インターナショナル エレクト
ロン デバイシズ ミーティングのテクニカル ダイジ
ェスト（ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＥｌｅｃｔｒｏｎ
Ｄｅｖｉｃａｇ Ｍａａｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｉｃ
ａｌ Ｄｉｇｅｓｔ。
来例としては、例えば、インターナショナル エレクト
ロン デバイシズ ミーティングのテクニカル ダイジ
ェスト（ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＥｌｅｃｔｒｏｎ
Ｄｅｖｉｃａｇ Ｍａａｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｉｃ
ａｌ Ｄｉｇｅｓｔ。
１９８４、 ＰＰ２２３〜２２５）に記載されているも
のがある。
のがある。
第３図は上記の圧力変換装置の断面図である。
この装置は、まず、第３図（Ａ）に示すように、Ｓｌ板
１４上にＳｉｎ、１３のスペーサを形成し、そのスペー
サをポリＳｉ７で覆い１次に第３図ＣＢ）に示すように
、ポリＳｉ７をマスクにしてスペーサをエツチングして
除去することによって空洞領域１２を形成し、その後ポ
リＳｉ７でエツチング孔部を塞ぐことにより、空洞領域
１２を密閉して基準圧力室とするものである。
１４上にＳｉｎ、１３のスペーサを形成し、そのスペー
サをポリＳｉ７で覆い１次に第３図ＣＢ）に示すように
、ポリＳｉ７をマスクにしてスペーサをエツチングして
除去することによって空洞領域１２を形成し、その後ポ
リＳｉ７でエツチング孔部を塞ぐことにより、空洞領域
１２を密閉して基準圧力室とするものである。
また、センサチップに基準圧力室を内蔵した圧力変換装
置の他の従来例としては、例えば、トランスデューサー
ズ（Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｓ、 １１１８７． ｐｐ２
７７〜２８２）に記載されているものがある。
置の他の従来例としては、例えば、トランスデューサー
ズ（Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｓ、 １１１８７． ｐｐ２
７７〜２８２）に記載されているものがある。
第４図は、上記の装置の一部断面斜視図である。
この装置は、Ｓｉ基板１中にＳｉｏ、スペーサ６を形成
し、前記第３図の場合と同様にスペーサ６を除去するこ
とによって空洞領域１２を形成している。この空洞領域
１２上にはポリＳＬのピエゾ抵抗９が形成され、ダイア
フラムの変位を電気信号に変換するようになっている。
し、前記第３図の場合と同様にスペーサ６を除去するこ
とによって空洞領域１２を形成している。この空洞領域
１２上にはポリＳＬのピエゾ抵抗９が形成され、ダイア
フラムの変位を電気信号に変換するようになっている。
また、センサチップに基準圧力室を内蔵した圧力変換装
置の更に他の従来例としては１例えば。
置の更に他の従来例としては１例えば。
プロシーデインゲス オブ ザ シフスス センサ シ
ンポジューム（ＰＲＯＣＥＥＤＩＮＧＳ ＯＦ ＴＩＩ
Ｅ ６ＴＨ５ＥＮＳＯＲＳＹＭＰＯ３Ｉ聞、 １９８６
． ｐｐ２３〜２７）に記載されているものかあ°る。
ンポジューム（ＰＲＯＣＥＥＤＩＮＧＳ ＯＦ ＴＩＩ
Ｅ ６ＴＨ５ＥＮＳＯＲＳＹＭＰＯ３Ｉ聞、 １９８６
． ｐｐ２３〜２７）に記載されているものかあ°る。
第５図は上記の装置の断面図である。
この装置は、Ｓｉ基板１上にポリＳｉのエッチ・チャネ
ル層３を形成し、その上にＳｉ、Ｎ、膜４を形成し、そ
のＳｉ、Ｎ４膜４をマスクとして、ポリＳｉのエッチ・
チャネル層３及びＳｉ基板１の一部をエツチングして除
去することにより、空洞領域２を基板に一体形成してい
る。また、ダイアフラム部にはポリＳｉのピエゾ抵抗５
が形成されている。
ル層３を形成し、その上にＳｉ、Ｎ、膜４を形成し、そ
のＳｉ、Ｎ４膜４をマスクとして、ポリＳｉのエッチ・
チャネル層３及びＳｉ基板１の一部をエツチングして除
去することにより、空洞領域２を基板に一体形成してい
る。また、ダイアフラム部にはポリＳｉのピエゾ抵抗５
が形成されている。
しかしながら、上記のごとき従来の圧力変換装置におい
ては、基板上又は基板中にスペーサとなる膜を形成し、
このスペーサ上にスペーサと異なる材質の膜を形成し、
その後スペーサをエツチングして除去するか、またはス
ペーサとＳｉ基板をエツチング（Ｓｉ基板については異
方性エツチング）して除去することにより、空洞領域及
びダイアフラムの一部を形成させていたため１次のごと
き問題があった。
ては、基板上又は基板中にスペーサとなる膜を形成し、
このスペーサ上にスペーサと異なる材質の膜を形成し、
その後スペーサをエツチングして除去するか、またはス
ペーサとＳｉ基板をエツチング（Ｓｉ基板については異
方性エツチング）して除去することにより、空洞領域及
びダイアフラムの一部を形成させていたため１次のごと
き問題があった。
まず、前記第３図の従来例においては、空洞領域が基板
表面から突出している構造となるため。
表面から突出している構造となるため。
目的とする形の空洞を安定して形成するのが困難であり
、またダイアフラム膜に不安定に歪がががり易く、安定
した圧力感度を得ることが困難になる。という問題があ
った。
、またダイアフラム膜に不安定に歪がががり易く、安定
した圧力感度を得ることが困難になる。という問題があ
った。
また、前記第４図の従来例においては、基板内に空洞領
域を形成してはいるものの、スペーサのＳ ｉｏ、はＬ
ＯＣＯ８方式（Ｌｏｃａｌ ０ｘｉｄａｔｉｏｎ ０ｆ
Ｓｉｌｉｃｏｎ ）で形成しているため、スペーサを任
意に厚くすることが困難となり、そのためダイアフラム
を任意の大きさにできず、またスペーサ表面と基板面を
一致させることが困難である、という問題があった。
域を形成してはいるものの、スペーサのＳ ｉｏ、はＬ
ＯＣＯ８方式（Ｌｏｃａｌ ０ｘｉｄａｔｉｏｎ ０ｆ
Ｓｉｌｉｃｏｎ ）で形成しているため、スペーサを任
意に厚くすることが困難となり、そのためダイアフラム
を任意の大きさにできず、またスペーサ表面と基板面を
一致させることが困難である、という問題があった。
また、前記第５図の従来例においては、前記第３図の従
来例と同様の問題がある他に、基板を異方性エツチング
しているため、空洞領域の深さを任意に制御することが
困難となり、過大圧力番♀よるダイアフラムの破壊も起
こりうる。という問題があった。
来例と同様の問題がある他に、基板を異方性エツチング
しているため、空洞領域の深さを任意に制御することが
困難となり、過大圧力番♀よるダイアフラムの破壊も起
こりうる。という問題があった。
本発明は、上記のごとき従来技術の問題を解決するため
になされたものであり、低コストで高精度の圧力変換装
置を提供することを目的とする。
になされたものであり、低コストで高精度の圧力変換装
置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため本発明においては、基板上に
形成された第１の薄膜と、該第１の薄膜上に形成された
該第１の薄膜と異なる材質からなる第２の薄膜とを有し
、上記第１の薄膜の一部を除去した部分を空洞領域とし
、上記第２の簿膜をダイアフラムの一部とするように栂
成している。
形成された第１の薄膜と、該第１の薄膜上に形成された
該第１の薄膜と異なる材質からなる第２の薄膜とを有し
、上記第１の薄膜の一部を除去した部分を空洞領域とし
、上記第２の簿膜をダイアフラムの一部とするように栂
成している。
上記のごとく構造したことにより１本発明においては、
空洞領域をダイアフラムとなる膜の下の段差のない平ら
な膜の一部を除去して形成するため、空洞の形成が容易
であり、しかもダイアフラムｌ膜に構造上からくる不安
定な歪がかからないようにすることが出来る。
空洞領域をダイアフラムとなる膜の下の段差のない平ら
な膜の一部を除去して形成するため、空洞の形成が容易
であり、しかもダイアフラムｌ膜に構造上からくる不安
定な歪がかからないようにすることが出来る。
、また、空洞の深さは第１の薄膜の厚さを変えることに
よって任意に設定することが出来、任意の大きさの空洞
も形成可能である。
よって任意に設定することが出来、任意の大きさの空洞
も形成可能である。
〔発明の実施例〕
第１図は、本発明の一実旅例図であり、（Ａ）は平面図
（電極配線部は省略）、（Ｂ）は（Ａ）のａ−ａ’断面
図を示す。
（電極配線部は省略）、（Ｂ）は（Ａ）のａ−ａ’断面
図を示す。
第１図において、Ｓｉ基板２５上にＳｉｎ、膜２４が形
成され、その上にｐ＋ポリＳ１領域２３と基準圧力室２
６とが形成されている。この基準圧力室２６は、予め形
成しておいたポリＳ１膜のうち上記のｐ＋ポリＳｉ領域
２３とした部分以外のポリＳｉ部分をエツチングで除去
して形成したものである。また、そ゛の上にポリＳｉエ
ッチン°グ時のマスクとなり、がつダイアフラムの一部
として機能する第１窒化膜２０がある。また、第１窒化
膜２０上で基準圧力室上部の所定位置にはポリＳｉのピ
エゾ抵抗１９があり。
成され、その上にｐ＋ポリＳ１領域２３と基準圧力室２
６とが形成されている。この基準圧力室２６は、予め形
成しておいたポリＳ１膜のうち上記のｐ＋ポリＳｉ領域
２３とした部分以外のポリＳｉ部分をエツチングで除去
して形成したものである。また、そ゛の上にポリＳｉエ
ッチン°グ時のマスクとなり、がつダイアフラムの一部
として機能する第１窒化膜２０がある。また、第１窒化
膜２０上で基準圧力室上部の所定位置にはポリＳｉのピ
エゾ抵抗１９があり。
Ａ１ｆｆ１ｉ２７で配線されている。また、これらを覆
って第２！１化膜２１があり、更にポリＳｉエツチング
時に使用した空洞形成用のエツチング孔１７を塞ぐよう
に第３窒化膜２２が形成されている。
って第２！１化膜２１があり、更にポリＳｉエツチング
時に使用した空洞形成用のエツチング孔１７を塞ぐよう
に第３窒化膜２２が形成されている。
次に、第２図ｉ上記第１図の装置の製造方法の一実施例
図である。
図である。
第２図において、まず（Ａ）では、８１基板２５を熱酸
化して表面に厚さ約２０００人のＳｉＯ□膜２４膜形４
する１次に、減圧ＣＶＤ法等によって厚さ約２μのポリ
Ｓｉ膜２８を成長させ、更に、フォトエツチングによっ
てエツチング領域１６の部分のポリＳｉを厚さ約１．２
μエツチングする。なお、素子完成後のダイアフラムの
厚さによっては、このポリＳｉエツチングを省略するこ
とも出来る。
化して表面に厚さ約２０００人のＳｉＯ□膜２４膜形４
する１次に、減圧ＣＶＤ法等によって厚さ約２μのポリ
Ｓｉ膜２８を成長させ、更に、フォトエツチングによっ
てエツチング領域１６の部分のポリＳｉを厚さ約１．２
μエツチングする。なお、素子完成後のダイアフラムの
厚さによっては、このポリＳｉエツチングを省略するこ
とも出来る。
次に、（Ｂ）において、ポリＳｉ膜２８のうちの基準圧
力室２６となる領域以外の部分に１０”ａｍ−’程度の
高濃度にボロンを拡散し、ｐ＋ポリＳｉ領域２３を形成
する。欣に、プラズマＣＶＤ等によって厚さ約０．２μ
の第１窒化膜２０を形成する。
力室２６となる領域以外の部分に１０”ａｍ−’程度の
高濃度にボロンを拡散し、ｐ＋ポリＳｉ領域２３を形成
する。欣に、プラズマＣＶＤ等によって厚さ約０．２μ
の第１窒化膜２０を形成する。
次に、（Ｃ）において、第１窒化膜２０の上に減圧ＣＶ
Ｄ等によって厚さ約０．２μのポリＳＬを成長させ、更
にそのポリＳｉ中にイオン注入法等によってボロンを注
入じて所定のシート抵抗が得られるようにした後、フォ
トエツチングして所定の部分を残すことにより、ポリＳ
、Ｌのピエゾ抵抗１９を形成する０次に、ポリＳｌのピ
エゾ抵抗１９の表面に、熱酸化によってＳ 、ｔ Ｏ、
膜２９を形成し、その後フォトエツチングによって孔を
開け、Ａａを蒸着した後、フォトエツチングによって不
要部分を除去することにより、＾肱電極２７を形成する
。
Ｄ等によって厚さ約０．２μのポリＳＬを成長させ、更
にそのポリＳｉ中にイオン注入法等によってボロンを注
入じて所定のシート抵抗が得られるようにした後、フォ
トエツチングして所定の部分を残すことにより、ポリＳ
、Ｌのピエゾ抵抗１９を形成する０次に、ポリＳｌのピ
エゾ抵抗１９の表面に、熱酸化によってＳ 、ｔ Ｏ、
膜２９を形成し、その後フォトエツチングによって孔を
開け、Ａａを蒸着した後、フォトエツチングによって不
要部分を除去することにより、＾肱電極２７を形成する
。
次に、（Ｄ）において、プラズマＣＶＤ等を使用して厚
さ約０．２μの第２窒化膜２１を全面に形成し、その後
、フォトエツチングによって第１窄化ｌＩ２２０と第２
窒化膜２１の所定部分を除去することにより、空洞形成
用のエツチング孔１７をポリＳ１膜２８に達するように
開ける６次に、ヒドラジンを使用したウェットエツチン
グによってポリＳｉ膜２８を除去することにより、空洞
領域１８を形成する。
さ約０．２μの第２窒化膜２１を全面に形成し、その後
、フォトエツチングによって第１窄化ｌＩ２２０と第２
窒化膜２１の所定部分を除去することにより、空洞形成
用のエツチング孔１７をポリＳ１膜２８に達するように
開ける６次に、ヒドラジンを使用したウェットエツチン
グによってポリＳｉ膜２８を除去することにより、空洞
領域１８を形成する。
この場合、ｐ０ポリＳ１領域２３は除去されないで残４
゜ 次に、（Ｅ）において、プラズマＣＶＤ等を使用し、所
定の気圧環境下（例えば１０ Ｔｏｒｒ以下の真空）に
おいて空洞形成用のエツチング孔１７を塞ぐように厚さ
約１．２μの第３窒化ｒｆ３２２を成長させ。
゜ 次に、（Ｅ）において、プラズマＣＶＤ等を使用し、所
定の気圧環境下（例えば１０ Ｔｏｒｒ以下の真空）に
おいて空洞形成用のエツチング孔１７を塞ぐように厚さ
約１．２μの第３窒化ｒｆ３２２を成長させ。
エツチング孔１７を塞ぐことにより、外部から密閉され
て所定の圧力に保たれた基準圧力室２６を形成する。な
お、第３窒化膜２２はパッシベイション膜としても機能
する。また、上記の第１、第２及び第３ｍ化膜からなる
ダイアフラムの厚さは約１．６μとなる。
て所定の圧力に保たれた基準圧力室２６を形成する。な
お、第３窒化膜２２はパッシベイション膜としても機能
する。また、上記の第１、第２及び第３ｍ化膜からなる
ダイアフラムの厚さは約１．６μとなる。
次に、第３窒化ａＺＺ及び第２窒化膜２１の所定領域に
孔開けを行ない、ｆｆｉ極取り出し口３０を形成した後
、チップの分割を行ない、実装することによって圧力変
換装置として完成することになる。
孔開けを行ない、ｆｆｉ極取り出し口３０を形成した後
、チップの分割を行ない、実装することによって圧力変
換装置として完成することになる。
上記のごとき本発明の一実施例の構造及び製造方法にお
いては、空洞領域をダイアフラムとなる膜の下の段差の
ない平らな膜の一部を除去することによって形成するた
め、空洞の形成が容易であり、しかもダイアフラム膜に
構造上からくる不安定な歪がかからないようにすること
が出来る。
いては、空洞領域をダイアフラムとなる膜の下の段差の
ない平らな膜の一部を除去することによって形成するた
め、空洞の形成が容易であり、しかもダイアフラム膜に
構造上からくる不安定な歪がかからないようにすること
が出来る。
また、空洞の深さはポリＳｉ膜２８の厚さを変えること
によって任意に設定することが出来、任意の大きさの空
洞も形成可能である。
によって任意に設定することが出来、任意の大きさの空
洞も形成可能である。
更に、空洞を任意の深さまでエツチングしたところでエ
ツチングを止めるには、Ｓｉｎ、膜２４を用いる方法以
外に、基板自体を耐エツチング性のものにする方法を用
いても良い。
ツチングを止めるには、Ｓｉｎ、膜２４を用いる方法以
外に、基板自体を耐エツチング性のものにする方法を用
いても良い。
またダイアフラムの厚さも任意に変えることができるた
め、広い範囲の圧力に対して対応が可能となる。
め、広い範囲の圧力に対して対応が可能となる。
以上説明してきたように、この発明によれば、空洞領域
をダイアフラムとなる膜の下の段差のない平らな膜の一
部を除去して形成するため、空洞の形成が容易であり、
しかもダイアフラム膜に構造上からくる不安定な歪がか
からないようにすることが出来、ダイアフラムの厚さ等
を任意に形成することが出来る。したがって、基準圧力
室を容易に安定して形成することが出来、圧力変換装置
の低コスト化、高精度化が図れると′いう効果が得られ
る。
をダイアフラムとなる膜の下の段差のない平らな膜の一
部を除去して形成するため、空洞の形成が容易であり、
しかもダイアフラム膜に構造上からくる不安定な歪がか
からないようにすることが出来、ダイアフラムの厚さ等
を任意に形成することが出来る。したがって、基準圧力
室を容易に安定して形成することが出来、圧力変換装置
の低コスト化、高精度化が図れると′いう効果が得られ
る。
第１図は本発明の一実施例図、第２図は本発明の製造工
程の一実施例図、第３〜５図はそれぞれ従来装置の一例
図である。 〈符号の説明〉 １６・・・ポリＳｉエツチング領域 １７・・・空洞形成用エツチング孔 １８・・・空洞領域 １９・・・ポリＳｉピエゾ抵抗 ２０・・・第１窒化膜 ２１・・・第２窒化膜
２２・・・第３窒化膜 ２３・・・ｐ＋ポリＳ
ｉ領域２４・・・５ｉｎ２膜 ２５・・・Ｓ
Ｌ基板２６・・・基準圧力室 ２７・・・Ｍ膜
２８・・・ポリＳｉ膜 ２９・・・Ｓｉｎ、
膜３０・・・電極取り出し口
程の一実施例図、第３〜５図はそれぞれ従来装置の一例
図である。 〈符号の説明〉 １６・・・ポリＳｉエツチング領域 １７・・・空洞形成用エツチング孔 １８・・・空洞領域 １９・・・ポリＳｉピエゾ抵抗 ２０・・・第１窒化膜 ２１・・・第２窒化膜
２２・・・第３窒化膜 ２３・・・ｐ＋ポリＳ
ｉ領域２４・・・５ｉｎ２膜 ２５・・・Ｓ
Ｌ基板２６・・・基準圧力室 ２７・・・Ｍ膜
２８・・・ポリＳｉ膜 ２９・・・Ｓｉｎ、
膜３０・・・電極取り出し口
Claims (1)
- 基準圧力室としての空洞領域が基板に一体形成され、か
つ、上記空洞領域上に形成されたダイアフラム領域の変
位を電気信号に変換する変換手段を備えた圧力変換装置
において、基板上に形成された第１の薄膜と、該第１の
薄膜上に形成された該第１の薄膜と異なる材質からなる
第２の薄膜とを有し、上記第１の薄膜の一部を除去した
部分を上記空洞領域とし、上記第２の薄膜をダイアフラ
ムの一部としたことを特徴とする圧力変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29403887A JPH01136043A (ja) | 1987-11-24 | 1987-11-24 | 圧力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29403887A JPH01136043A (ja) | 1987-11-24 | 1987-11-24 | 圧力変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01136043A true JPH01136043A (ja) | 1989-05-29 |
Family
ID=17802465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29403887A Pending JPH01136043A (ja) | 1987-11-24 | 1987-11-24 | 圧力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01136043A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102338681A (zh) * | 2010-07-29 | 2012-02-01 | 上海华虹Nec电子有限公司 | 平面型硅压力传感器及其制造方法 |
-
1987
- 1987-11-24 JP JP29403887A patent/JPH01136043A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102338681A (zh) * | 2010-07-29 | 2012-02-01 | 上海华虹Nec电子有限公司 | 平面型硅压力传感器及其制造方法 |
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