JPH02248826A - Semiconductor pressure sensor - Google Patents

Semiconductor pressure sensor

Info

Publication number
JPH02248826A
JPH02248826A JP7107789A JP7107789A JPH02248826A JP H02248826 A JPH02248826 A JP H02248826A JP 7107789 A JP7107789 A JP 7107789A JP 7107789 A JP7107789 A JP 7107789A JP H02248826 A JPH02248826 A JP H02248826A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
single crystal
electrodes
electrode
silicon single
pressure sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7107789A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Koike
靖弘 小池
Kazunori Shimazaki
和典 嶋崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyoda Automatic Loom Works Ltd filed Critical Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Priority to JP7107789A priority Critical patent/JPH02248826A/en
Publication of JPH02248826A publication Critical patent/JPH02248826A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Pressure Sensors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To facilitate the manufacture of an electrode at a high position accuracy by a method wherein an insulation film is provided between a semiconductor single crystal body and a metal film for an electrode and a contact hole is formed at a part of the insulation film to make a connecting section between the crystal body and the metal film. CONSTITUTION:An insulation film comprising a silicon oxide film 11 is formed on the side where output electrodes 6 and 7 are provided at a side part of a silicon single crystal body 1 and contact holes 12a and 12b are formed at a part where the electrodes 6 and 7 are arranged. Electrodes 4-7 comprising a metal film are formed almost entirely on the side thereof. Therefore, electric continuity between the crystal body 1 and input electrodes 4 and 5 is obtained entirely while that with the output electrodes 6 and 7 is obtained through fine holes 12a and 12b and a part alone where the holes exist serves as output electrode in substance. Then, a position accuracy available when the holes 12a and 12b are formed defines a position accuracy of the electrodes. This facilitates the production of an electrode with a high position accuracy.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概   要〕 本発明は、半導体単結晶体のピエゾ抵抗効果(ピエゾ抵
抗係数π63・)を利用して圧縮力の検出を行う直交型
の半導体圧力センサに関し、その素子側面に位置精度を
確保しながら容易に電極を形成できるようにするため、
半導体単結晶体と電極との間に絶縁膜を挟み、この絶縁
膜に設けたコンタクトホールを介して電気的導通が得ら
れるようにしたものである。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] The present invention relates to an orthogonal semiconductor pressure sensor that detects compressive force by utilizing the piezoresistance effect (piezoresistance coefficient π63·) of a semiconductor single crystal, and its element. In order to easily form electrodes on the sides while ensuring positional accuracy,
An insulating film is sandwiched between a semiconductor single crystal and an electrode, and electrical continuity is obtained through a contact hole provided in the insulating film.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は、ピエゾ抵抗係数π63・を有する半導体単結
晶体に電流を流しながら、この半導体単結晶体の結晶面
と垂直に圧縮力を作用させ、上記電流の流れる方向と直
交した方向から上記圧縮力に対応した電圧出力を取り出
すようにした直交型の半導体圧力センサに係り、特には
その側面に配置される電極構造の改良に関する。
The present invention involves applying a compressive force perpendicular to the crystal plane of the semiconductor single crystal while passing a current through a semiconductor single crystal having a piezoresistance coefficient of π63. The present invention relates to an orthogonal semiconductor pressure sensor that extracts a voltage output corresponding to a force, and particularly relates to an improvement in the electrode structure arranged on the side surface of the sensor.

〔従 来 の 技 術〕[Traditional techniques]

第4図及び第5図は、それぞれ従来に提案された直交型
の半導体圧力センサの斜視図及び水平断面図である。
4 and 5 are a perspective view and a horizontal cross-sectional view, respectively, of a conventionally proposed orthogonal semiconductor pressure sensor.

同図において、シリコン単結晶体1は、その上面が(1
10)面となるように、かつその2対の側面がそれぞれ
<001>方向から45°の方向と<110>方向から
45°の方向を向くように、例えばシリコンウェハから
水平断面形状が略正方形のシリコン片として切り出され
たものである。
In the figure, a silicon single crystal 1 has an upper surface (1
10) For example, from a silicon wafer, the horizontal cross-sectional shape is approximately square so that the two pairs of side surfaces face at 45 degrees from the <001> direction and at 45 degrees from the <110> direction, respectively. It was cut out as a piece of silicon.

シリコン単結晶体1はホウ素等の不純物を低濃度に含有
した高抵抗体であって、例えば横方向の一辺の長さが1
μmであり、厚さは不純物濃度と、入力抵抗とのかねあ
いで数十〜数百μmに設定されている。そして、このよ
うなシリコン単結晶体1の上面及び下面に、例えばガラ
スやセラミック等でできた厚さIIIII11程度の絶
縁性の台座2.3が接合されている。
The silicon single crystal 1 is a high resistance material containing a low concentration of impurities such as boron, and for example, the length of one side in the horizontal direction is 1.
.mu.m, and the thickness is set to several tens to hundreds of .mu.m in consideration of impurity concentration and input resistance. An insulating pedestal 2.3 made of, for example, glass or ceramic and having a thickness of about III11 is bonded to the upper and lower surfaces of such silicon single crystal body 1.

更に、上記のシリコン単結晶体1を台座2.3で上下か
ら挟んだ構造からなる直方体状の素子の、その対向する
2つの側面には、アルミニウム等の金属でできた一対の
入力電極4.5が真空蒸着やメツキ等で形成されると共
に、上記の側面とは直交(わずかに直交からずれる場合
をも含む)する他の対向する側面には同様なアルミニウ
ム等でできた一対の出力電極6.7が同様にして形成さ
れている。ただし、入力電極4.5がシリコン単結晶体
1の側面上の大部分を覆って形成されているのに対し、
出力電極6.7は第5図に明らかなようにシリコン単結
晶体lの側面上の中央部のほんのわずかな部分のみを横
切って位置精度良く形成されている。この出力電極6.
7のシリコン単結晶体1と接触する部分6a、7aは側
面のほぼ中央に位置するように配置され、その側面端部
からの距離aの誤差の許容範囲は±10μm程度と厳し
く、またその幅すは数十μm程度と狭く設定されている
Furthermore, a pair of input electrodes 4. made of metal such as aluminum are provided on two opposing sides of the rectangular parallelepiped element having a structure in which the silicon single crystal 1 is sandwiched between upper and lower sides by pedestals 2.3. 5 is formed by vacuum evaporation, plating, etc., and a pair of output electrodes 6 made of similar aluminum or the like are formed on other opposing sides that are orthogonal to the above-mentioned side surfaces (including cases where they are slightly deviated from orthogonal). .7 is formed in the same manner. However, while the input electrode 4.5 is formed covering most of the side surface of the silicon single crystal 1,
As is clear from FIG. 5, the output electrode 6.7 is formed with good positional accuracy across only a small part of the center on the side surface of the silicon single crystal l. This output electrode 6.
The portions 6a and 7a in contact with the silicon single crystal 1 of No. 7 are arranged so as to be located approximately at the center of the side surface, and the tolerance range for the error in the distance a from the side surface edge is strict about ±10 μm, and the width The width is set to be as narrow as several tens of micrometers.

上記構成からなる圧力センサにおいて、上記のような方
向で切り出されたシリコン単結晶体1はピエゾ抵抗係数
π63・ を有しているため、入力電極4.5間に電流
を流し、上下の台座2.3を介してシリコン単結晶体1
に垂直方向に圧縮力を加えると、その力に応じた電圧が
出力電極6.7間に生じるので、この電圧を検出するこ
とにより圧力検出が可能になる。例えば100〜200
kg/cTll程度の高圧検出に向いている。その動作
原理について、第6図に基づき、以下に具体的に説明す
る。
In the pressure sensor having the above configuration, the silicon single crystal 1 cut out in the above direction has a piezoresistance coefficient π63. Silicon single crystal 1 through .3
When a compressive force is applied in the vertical direction, a voltage corresponding to the force is generated between the output electrodes 6 and 7, and pressure can be detected by detecting this voltage. For example 100-200
Suitable for high pressure detection of around kg/cTll. The principle of operation will be specifically explained below based on FIG.

上記のようにピエゾ抵抗係数π63・を有するシリコン
単結晶体1に対し、その垂直方向に圧縮力を加えると、
シリコン単結晶体1の互いに直交する抵抗成分RLとR
Rが変化することにより、上記圧縮力に応じた電圧出力
が得られる。すなわち、圧縮力を加えない状態では、第
6図(a)に示すようにRLとRRが等しいため、電流
は入力電極4.5間に真っ直ぐに流れ、これと垂直方向
の出力電極6.7間に電圧は生じない。ところが、圧縮
力を加えると、その力に応じて第6図b)に示すように
RLとRRが変化して互いに異なる値となるため、より
小さい抵抗成分の方に電流が流れやすくなって電流密度
分布が変化し、これに伴い電位分布が変化するので、出
力電極6.7間に電圧が生じる。よって、この電圧を検
出することにより、圧縮力の大きさを知ることができる
When compressive force is applied in the vertical direction to the silicon single crystal 1 having the piezoresistance coefficient π63· as described above,
Mutually orthogonal resistance components RL and R of the silicon single crystal 1
By changing R, a voltage output corresponding to the compressive force can be obtained. That is, when no compressive force is applied, RL and RR are equal as shown in FIG. 6(a), so the current flows straight between the input electrodes 4.5 and the output electrodes 6.7 in the vertical direction. No voltage is generated between them. However, when a compressive force is applied, RL and RR change according to the force as shown in Figure 6b) and take on different values, so the current flows more easily to the smaller resistance component and the current Since the density distribution changes and the potential distribution changes accordingly, a voltage is generated between the output electrodes 6,7. Therefore, by detecting this voltage, the magnitude of the compressive force can be known.

〔発明が解決しようとする課題丁 上記構成の圧力センサでは、上述したように圧縮力によ
るシリコン単結晶体lの抵抗変化に方向性があり、それ
に伴ってシリコン単結晶体l内に生じる電位分布の変化
を出力電極6.7で検出するので、第5図に示した出力
電極6.7のシリコン単結晶体1と接触する部分6a、
7aを形成するにあたって必要な寸法a、’bには、非
常に厳しい精度が要求される。すなわち、側面端部から
の距離aについては、その値そのものよりも左右のバラ
ンスが問題となり、このバランスがくずれて上記の接触
部分6a、7aが互いにずれた位置に形成されてしまう
とオフセット電圧が大きくなってしまうので、aの値は
設定値に対して±10μm程度の誤差内に収まるように
精度良く形成する必要がある。また、上記接触部分6a
、7aの幅すについては、出力を効率良く取り出すため
にはシリコン単結晶体1のわずかな電位分布を検出する
必要があるが、bの値が大きくなると出力の怒度が小さ
くなってしまうので、bの値は小さい程よいということ
ができる。
[Problem to be Solved by the Invention] In the pressure sensor having the above configuration, as mentioned above, the resistance change of the silicon single crystal l due to compressive force has a directionality, and the electric potential distribution generated within the silicon single crystal l accordingly. Since the change in is detected by the output electrode 6.7, the portion 6a of the output electrode 6.7 in contact with the silicon single crystal 1 shown in FIG.
Very strict precision is required for the dimensions a and 'b required for forming 7a. That is, regarding the distance a from the side edge, the balance between the left and right sides is more important than the value itself, and if this balance is lost and the contact portions 6a and 7a are formed at positions shifted from each other, an offset voltage will be generated. Therefore, the value of a needs to be formed with high precision so that it is within an error of approximately ±10 μm with respect to the set value. In addition, the contact portion 6a
, 7a, in order to extract the output efficiently, it is necessary to detect the slight potential distribution of the silicon single crystal 1, but as the value of b increases, the intensity of the output decreases. , b can be said to be smaller.

従来、電極パターンを形成するには、まず素子側面の全
面に真空蒸着やメツキ等により金属膜を堆積させ、その
後金属膜上にマスクを形成し、このマスクを介してエツ
チングを施して選択的に金属膜を除去することにより、
所定のパターンを形成している。ところが、このような
技術で素子側面に上記のような?Il綱な電極パターン
を精度良く形成するのは難しく、特に左右の出力電極6
.7の接触部分6a、7aの厳しい位置精度を確保する
のが非常に難しいという問題があった。
Conventionally, to form an electrode pattern, a metal film is first deposited on the entire side surface of the device by vacuum evaporation or plating, then a mask is formed on the metal film, and etching is performed through this mask to selectively remove the metal film. By removing the metal film,
A predetermined pattern is formed. However, with this technology, the above-mentioned problem occurs on the side of the device? It is difficult to form a consistent electrode pattern with high precision, especially for the left and right output electrodes 6.
.. There has been a problem in that it is very difficult to ensure strict positional accuracy of the contact portions 6a and 7a of 7.

また、上記のような技術では、素子−つ一つについて位
置合わせを行って作らなければならないので、製造コス
トが高くなり、しかもセンサそれぞれの特性のばらつき
が大きいという問題もあった。
Furthermore, with the above-mentioned technology, since each element must be aligned and manufactured, manufacturing costs are high, and there are also problems in that the characteristics of each sensor vary widely.

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、素子側面に位置精
度を確保しながら容易に電極を形成することのできる直
交型の半導体圧力センサを提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned conventional problems, it is an object of the present invention to provide an orthogonal semiconductor pressure sensor in which electrodes can be easily formed on the side surfaces of the element while ensuring positional accuracy.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明の半導体圧力センサは、ピエゾ抵抗係数π6.・
を有する半導体単結晶体の側面部に絶縁膜を形成し、か
つこの絶縁膜の形成された側面部における入力電極と出
力電極を配置したい部分にコンタクトホールを設け、こ
のコンタクトホールを含む各側面に入力及び出力電極用
の金属膜を形成したものである。なお、入力電極は、上
記側面部のほとんど大部分を覆って配置する必要があり
、実際には入力電極側に絶縁膜が不要となる場合がある
が、このような場合は丁度入力電極の幅に相当する大き
さのコンタクトホールが設けられたのと実質的に等しく
、本発明はこのような場合をも含む趣旨である。
The semiconductor pressure sensor of the present invention has a piezoresistance coefficient of π6.・
An insulating film is formed on the side surface of a semiconductor single crystal body having an insulating film, and a contact hole is formed in the part of the side surface where the insulating film is formed where the input electrode and the output electrode are to be placed, and each side surface including the contact hole is formed with an insulating film. A metal film is formed for input and output electrodes. Note that the input electrode needs to be placed so as to cover almost all of the above-mentioned side surfaces, and there are cases where an insulating film is not actually required on the input electrode side, but in such a case, the width of the input electrode is exactly This is substantially equivalent to providing a contact hole with a size corresponding to , and the present invention is intended to include such a case as well.

〔作   用〕[For production]

上記のように半導体単結晶体と電極用の金属膜との間に
絶縁膜が形成され、その絶縁膜の一部にコンタクトホー
ルが存在する場合、半導体単結晶体と金属膜との電気的
導通は上記コンタクトホールの存在する部分だけで得ら
れる。このことから、上記コンタクトホールの位置精度
がそのまま電極の位置精度となり、電極用金属膜自体の
位置精度が低くても電極の位置精度とは全く関係なくな
る。
As described above, when an insulating film is formed between a semiconductor single crystal and a metal film for an electrode, and a contact hole exists in a part of the insulating film, there is electrical continuity between the semiconductor single crystal and the metal film. is obtained only in the area where the contact hole is present. Therefore, the positional accuracy of the contact hole directly becomes the positional accuracy of the electrode, and even if the positional accuracy of the electrode metal film itself is low, it has no relation to the positional accuracy of the electrode.

しかも、このようなコンタクトホールは、例えば現在の
半導体プロセスにおいて確立されている技術であるフォ
トリソグラフィ法等を使用してエツチング用のマスクパ
ターンを形成することにより、極めて高い位置精度で形
成することができる。すなわち、素子側面に高い位置精
度を確保しながら、容易に電極を形成することが可能に
なる。
Moreover, such contact holes can be formed with extremely high positional accuracy by forming an etching mask pattern using, for example, photolithography, which is a technology established in current semiconductor processes. can. That is, it becomes possible to easily form electrodes on the side surfaces of the element while ensuring high positional accuracy.

〔実  施  例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図及び第2図は、それぞれ本発明の一実施例の半導
体圧力センサの斜視図及び水平断面図である。
1 and 2 are a perspective view and a horizontal sectional view, respectively, of a semiconductor pressure sensor according to an embodiment of the present invention.

同図において、従来と同様に、シリコン単結晶体1は(
110)面を上面とし、かつ<001>方向と<110
)方向からそれぞれ45@の方向を向いた面を2対の側
面としており、その上下面には、ガラスやセラミック等
でできた絶縁性の台座2.3が接合されている。この接
合は、例えば陽極接合(静電接合)、共晶接合、ガラス
接合等の技術を用いることにより可能である。なお、シ
リコン単結晶体1の横方向の長さはいずれも1 mm程
度、縦方向の厚さは不純物濃度と入力抵抗とのかねあい
で数十〜数百μm程度であり、また、台座2.3の横方
向の寸法はシリコン単結晶体1と同じで、縦方向の厚さ
は1 mm程度である。
In the same figure, as in the conventional case, the silicon single crystal 1 is (
110) surface is the top surface, and the <001> direction and <110
There are two pairs of side surfaces, each facing in the 45@ direction from the ) direction, and an insulating pedestal 2.3 made of glass, ceramic, or the like is bonded to the upper and lower surfaces. This bonding is possible by using techniques such as anodic bonding (electrostatic bonding), eutectic bonding, and glass bonding. The length of the silicon single crystal 1 in the horizontal direction is approximately 1 mm in each case, and the thickness in the vertical direction is approximately several tens to hundreds of μm depending on impurity concentration and input resistance. The horizontal dimensions of the silicon single crystal 3 are the same as those of the silicon single crystal 1, and the vertical thickness is about 1 mm.

また、第2図に明らかなように、上記シリコン単結晶体
1の側面部のうち、後述する出力電極6.7を配置する
側に厚さ0.5μm程度もしくはそれ以上のシリコン酸
化膜11が形成されている。
Further, as is clear from FIG. 2, a silicon oxide film 11 with a thickness of about 0.5 μm or more is formed on the side of the side surface of the silicon single crystal 1 on which an output electrode 6.7, which will be described later, is arranged. It is formed.

尚、ピンホールがなければ、厚さ0.5μm以下でも良
い。そして、このシリコン酸化膜11のうち、第5図に
示したような出力電極6.7(6a、7a)を配置した
い部分に、幅すが例えば20μm程度のコンタクトホー
ル12a、12bが形成されている。
Note that if there is no pinhole, the thickness may be 0.5 μm or less. Then, contact holes 12a and 12b each having a width of, for example, about 20 μm are formed in the silicon oxide film 11 at a portion where the output electrodes 6.7 (6a, 7a) as shown in FIG. 5 are to be arranged. There is.

更に、上記のシリコン単結晶体1を台座2.3で上下か
ら挾んだ構造からなる直方体状の素子の、その対向する
2つの側面には、アルミニウムや白金等の金属膜からな
る一対の入力電極4.5が形成されると共に、上記の側
面とは直交(わずかに直交からずれる場合をも含む)す
る他の対向する側面には上記と同様な金属膜からなる一
対の出力電極6.7が形成されている。ここで、入力電
極4.5はシリコン単結晶体1の側面部上を含む素子側
面のほぼ全面に、また、出力電極6.7は上記コンタク
トホール12a、12bを有するシリコン酸化膜ll上
を含む素子側面のほぼ全面に、例えば真空蒸着やメツキ
等の技術を用いて形成されている。
Furthermore, a pair of inputs made of metal films such as aluminum or platinum are provided on two opposing sides of the rectangular parallelepiped element, which has a structure in which the silicon single crystal 1 is sandwiched between upper and lower sides by pedestals 2.3. An electrode 4.5 is formed, and a pair of output electrodes 6.7 made of the same metal film as above are formed on other opposing side surfaces that are orthogonal to the above-mentioned side surfaces (including cases where they are slightly deviated from orthogonal). is formed. Here, the input electrode 4.5 covers almost the entire side surface of the device including the side surface of the silicon single crystal 1, and the output electrode 6.7 covers the silicon oxide film 11 having the contact holes 12a and 12b. It is formed on almost the entire side surface of the element using a technique such as vacuum deposition or plating.

上記構成からなる圧力センサにおいて、シリコン単結晶
体lと入力電極4.5との電気的導通は、従来と同様に
それらの境界の全面で得られ、一方、シリコン単結晶体
1と出力電極6.7との電気的導通は、微小なコンタク
トホール12a、12bを介してのみ得られる。すなわ
ち、出力電極6.7の場合、側面端部から距離aの位置
に設けられた幅すのコンタクトホール12a、12bの
存在する部分のみが、第5図の接触部分6a、7aに相
当する実質上の出力電極となる。
In the pressure sensor having the above configuration, electrical continuity between the silicon single crystal 1 and the input electrode 4.5 is obtained over the entire boundary between them as in the conventional case, while the silicon single crystal 1 and the output electrode 6 .7 can be obtained only through minute contact holes 12a and 12b. That is, in the case of the output electrode 6.7, only the portions where the width contact holes 12a, 12b provided at a distance a from the side edge are present are substantially equivalent to the contact portions 6a, 7a in FIG. This becomes the upper output electrode.

このように出力電極6.7の電気的導通はコンタクトホ
ール12a、12bの存在する部分だけで得られるので
、コンタクトホール12a、12bを形成する際の位置
精度がそのまま電極の位置精度となり、電極用金属膜自
体には従来のような高い位置精度や形状の精度が要求さ
れない。ただ、各側面への電極用金属膜の形成の際には
、各金属膜が互いに短絡するおそれのないようにするだ
けの精度は当然ながら要求される。そして、上記コンタ
クトホール12a、12bは、例えばフォトリソグラフ
ィ法等を使用してエツチング用のマスクパターンを形成
することにより、極めて高い位置精度で形成することが
できる・。従って、特に出力電極6.7は、その実質的
な位置及び寸法である上記の距離a及び幅すに要求され
る厳しい精度を確保しながら、従来よりも容易に形成す
ることができる。
In this way, electrical continuity of the output electrodes 6.7 is obtained only in the portions where the contact holes 12a and 12b are present, so the positional accuracy when forming the contact holes 12a and 12b becomes the positional accuracy of the electrodes. The metal film itself does not require high positional accuracy or shape accuracy as in the past. However, when forming the metal films for electrodes on each side surface, precision is naturally required to prevent the metal films from shorting each other. The contact holes 12a and 12b can be formed with extremely high positional accuracy by forming an etching mask pattern using, for example, photolithography. Therefore, in particular, the output electrode 6.7 can be formed more easily than in the past while ensuring the strict accuracy required for the above-mentioned distance a and width, which are its substantial position and dimensions.

なお、本実施例の圧力センサの動作原理は、従来のもの
と同じであるので、その説明は省略する(第6図参照)
The operating principle of the pressure sensor of this example is the same as that of the conventional one, so its explanation will be omitted (see Figure 6).
.

次に、上記構成からなる本実施例の圧力センサの製造方
法の一例を以下に述べる。
Next, an example of a method for manufacturing the pressure sensor of this embodiment having the above configuration will be described below.

まず、第3図に示すように、シリコンウェハ20におけ
る個々のシリコン単結晶体となる多数の領域(シリコン
単結晶体形成領域)21の各境界領域に対し、上記のコ
ンタクトホールを形成したい領域(コンタクトホール形
成領域)22を除き、貫通孔23を形成する。この貫通
孔23は、例えばフォトリソグラフィ法とエツチングの
技術を用いることにより、或いは超音波加工やレーザ加
工等の微細加工技術を用いることにより、高精度に形成
することができる。
First, as shown in FIG. 3, for each boundary region of a large number of regions (silicon single crystal formation regions) 21 that become individual silicon single crystals in the silicon wafer 20, a region ( A through hole 23 is formed except for the contact hole forming region (22). This through hole 23 can be formed with high precision, for example, by using photolithography and etching techniques, or by using microfabrication techniques such as ultrasonic machining and laser machining.

続いて、少なくとも上記の貫通孔23の内面を含むシリ
コンウェハ20の表面に、熱酸化法又はCVD法等によ
り、厚さ0.5μm程度もしくはそれ以上のシリコン酸
化膜11を形成する。次に、各シリコン単結晶体形成領
域21の境界に沿って設定されたカットライン24に沿
って切断し、個々のシリコン単結晶体1を得る。この際
、各シリコン単結晶体1の切断面には、第2図に示した
ようにコンタクトホール12a、、12bを持つシリコ
ン酸化膜11が形成される。
Subsequently, a silicon oxide film 11 having a thickness of approximately 0.5 μm or more is formed on the surface of the silicon wafer 20, including at least the inner surface of the through hole 23, by thermal oxidation, CVD, or the like. Next, each silicon single crystal forming region 21 is cut along a cut line 24 set along the boundary to obtain an individual silicon single crystal 1. At this time, a silicon oxide film 11 having contact holes 12a, 12b is formed on the cut surface of each silicon single crystal body 1, as shown in FIG.

その後、第1図に示したように、各シリコン単結晶体1
の上下面に台座2.3を接合し、このようにして得られ
た素子の各側面に入力電極4.5及び出力電極6.7を
形成する。
Thereafter, as shown in FIG.
A pedestal 2.3 is joined to the upper and lower surfaces of the element, and an input electrode 4.5 and an output electrode 6.7 are formed on each side of the element thus obtained.

以上のようにして圧力センサを製造した場合、酸化膜1
1及びコンタクトホール12a、12bの形成は、シリ
コンウェハ20全体の多数のシリコン単結晶体形成領域
21に対して同時に行うことができるので、製造コスト
を非常に低く抑えることができると共に、センサそれぞ
れの特性のばらつきを極めて小さくすることができる。
When the pressure sensor is manufactured as described above, the oxide film 1
1 and contact holes 12a, 12b can be simultaneously formed in a large number of silicon single crystal formation regions 21 on the entire silicon wafer 20, so manufacturing costs can be kept extremely low, and the formation of each sensor Variations in characteristics can be made extremely small.

しかも、コンタクトホール12a、12bの位置精度は
貫通孔23の位置精度で決定され、この貫通孔23は上
述したような高精度の微細加工技術によって形成される
ので、結果としてコンタクトホール12a、12bの位
置精度は極めて高いものとなる。
Moreover, the positional accuracy of the contact holes 12a, 12b is determined by the positional accuracy of the through hole 23, and since the through hole 23 is formed by the high precision microfabrication technology as described above, as a result, the positional accuracy of the contact holes 12a, 12b is determined by the positional accuracy of the through hole 23. Positional accuracy is extremely high.

なお、本発明の圧力センサの大きさは、前述した寸法に
限定されることはなく、ピエゾ抵抗係数π63・ を利
用した圧力検出が可能な範囲内で様々な寸法が考えられ
る。
Note that the size of the pressure sensor of the present invention is not limited to the above-mentioned dimensions, and various dimensions can be considered within the range in which pressure detection using the piezoresistance coefficient π63· is possible.

また、半導体単結晶体としては、ピエゾ抵抗係数π63
・を有するものであれば、すなわち入力電流の方向と出
力の取り出し方向とが直交(もしくはほぼ直交)し、か
つ上下方向に加わった圧縮力によって抵抗が方向性を持
って変化するものであればよく、上述したような(11
0)面を上面として切り出されたシリコン単結晶体に限
定されるものではない。
In addition, as a semiconductor single crystal, piezoresistance coefficient π63
・If the input current direction and the output extraction direction are perpendicular (or almost perpendicular), and the resistance changes directionally due to the compressive force applied in the vertical direction. Often, as mentioned above (11
0) is not limited to a silicon single crystal body cut out with the top surface.

更に、シリコン単結晶体と電極との間に形成される絶縁
膜としては、上述したシリコン酸化膜以外にも、例えば
シリコン窒化膜等の各種の絶縁膜を使用することができ
る。
Furthermore, as the insulating film formed between the silicon single crystal and the electrode, various insulating films such as a silicon nitride film can be used in addition to the above-mentioned silicon oxide film.

また、上記の製造方法はほんの一例であり、これに限定
されることはない。
Furthermore, the above manufacturing method is just an example, and the present invention is not limited thereto.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、シリコン単結晶体と電極用の金属膜と
の間にコンタクトホールを有する絶縁膜を形成すること
によって電極の位置精度が得られるので、電極用の金属
膜には形状及び位置精度がほとんど要求されない。従っ
て、従来のように電極用の金属膜で位置精度を出そうと
した場合と比べ、より高い位置精度を確保しながらも、
製造が非常に容易になるという利点がある。
According to the present invention, the positional accuracy of the electrode can be obtained by forming an insulating film having contact holes between the silicon single crystal and the metal film for the electrode. Little precision is required. Therefore, compared to the conventional method of achieving positional accuracy using a metal film for electrodes, while ensuring higher positional accuracy,
It has the advantage of being very easy to manufacture.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例の半導体圧力センサの斜視図
、 第2図は第1図に示した半導体圧力センサをシリコン単
結晶体1の部分で切断した場合の水平断面図、 第3図は上記実施例の半導体圧力センサの製造方法の一
例におけるシリコンウェハの加工工程を示す平面図、 第4図は従来に提案された直交型の半導体圧力センサの
斜視図、 第5図は第4図に示した半導体圧力センサをシリコン単
結晶体lの部分で切断した場合の水平断面図、 第6図(a)及び(b)は第4図に示した半導体圧力セ
ンサの動作原理を説明するための図である。 1・・・シリコン単結晶体、 2.3・・・台座、 4.5・・・入力電極、 6.7・・・出力電極、 11・・・シリコン酸化膜、 12a、12b・・・コンタクトホール。
1 is a perspective view of a semiconductor pressure sensor according to an embodiment of the present invention; FIG. 2 is a horizontal cross-sectional view of the semiconductor pressure sensor shown in FIG. 1 cut through a silicon single crystal 1; The figure is a plan view showing the process of processing a silicon wafer in an example of the method for manufacturing the semiconductor pressure sensor of the above embodiment, FIG. 4 is a perspective view of a conventionally proposed orthogonal semiconductor pressure sensor, and FIG. A horizontal sectional view when the semiconductor pressure sensor shown in the figure is cut at the silicon single crystal l part. Figures 6 (a) and (b) explain the operating principle of the semiconductor pressure sensor shown in Figure 4. This is a diagram for DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Silicon single crystal, 2.3... Pedestal, 4.5... Input electrode, 6.7... Output electrode, 11... Silicon oxide film, 12a, 12b... Contact hole.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 ピエゾ抵抗係数π_6_3′を有する半導体単結晶体(
1)の上下面に圧縮力伝達用の台座(2、3)を接合し
、その対向する2つの側面に一対の入力電極(4、5)
をそれぞれ配置すると共に、前記側面とは直交する他の
対向する2つの側面に一対の出力電極(6、7)をそれ
ぞれ配置した構造を有する半導体圧力センサにおいて、 前記半導体単結晶体の側面部に絶縁膜(11)を形成し
、かつ該絶縁膜の形成された側面部であって前記入力及
び出力電極を配置したい部分にコンタクトホール(12
a、12b)を設け、該コンタクトホールを含む前記各
側面に入力及び出力電極用の金属膜をそれぞれ形成した
ことを特徴とする半導体圧力センサ。
[Claims] A semiconductor single crystal having a piezoresistance coefficient π_6_3' (
A pedestal (2, 3) for compressive force transmission is connected to the upper and lower surfaces of 1), and a pair of input electrodes (4, 5) are connected to the two opposing sides of the pedestal (2, 3).
in the semiconductor pressure sensor having a structure in which a pair of output electrodes (6, 7) are respectively arranged on the other two opposing side surfaces perpendicular to the side surface, An insulating film (11) is formed, and a contact hole (12) is formed in the side surface where the insulating film is formed, where the input and output electrodes are desired to be arranged.
a, 12b), and metal films for input and output electrodes are respectively formed on each side surface including the contact hole.
JP7107789A 1989-03-23 1989-03-23 Semiconductor pressure sensor Pending JPH02248826A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7107789A JPH02248826A (en) 1989-03-23 1989-03-23 Semiconductor pressure sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7107789A JPH02248826A (en) 1989-03-23 1989-03-23 Semiconductor pressure sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH02248826A true JPH02248826A (en) 1990-10-04

Family

ID=13450102

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7107789A Pending JPH02248826A (en) 1989-03-23 1989-03-23 Semiconductor pressure sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH02248826A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009036627A (en) * 2007-08-01 2009-02-19 Denso Corp Semiconductor device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009036627A (en) * 2007-08-01 2009-02-19 Denso Corp Semiconductor device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5000817A (en) Batch method of making miniature structures assembled in wafer form
US7393714B2 (en) Method of manufacturing external force detection sensor
US5283459A (en) Semiconductor sensor including an aperture having a funnel shaped section intersecting a second section
US4732647A (en) Batch method of making miniature capacitive force transducers assembled in wafer form
EP2346083A1 (en) Mems sensor
CN105914293B (en) Magnetic sensor and method for manufacturing the same
US6051855A (en) Electrostatic capacitive sensor
WO2015045360A1 (en) Physical quantity sensor and method for manufacturing same
KR20000028948A (en) Method for manufacturing an angular rate sensor
JP3612723B2 (en) Manufacturing method of semiconductor dynamic quantity sensor
JPH02248826A (en) Semiconductor pressure sensor
JP3550467B2 (en) Pressure sensor and method of manufacturing the same
JP5130151B2 (en) Capacitive semiconductor physical quantity sensor manufacturing method and capacitive semiconductor physical quantity sensor
JP2009250874A (en) Physical quantity sensor and method for manufacturing the same
JPH10111203A (en) Capacitive semiconductor sensor and its production
JP3299715B2 (en) Chip potential extraction structure and manufacturing method
JPH02248825A (en) Semiconductor pressure sensor
JPH0954114A (en) Acceleration sensor
JPH0682474A (en) Semiconductor capacity type acceleration sensor
JP2936967B2 (en) Manufacturing method of capacitance type acceleration sensor
JP2009198327A (en) Mems sensor
JPH02309683A (en) Manufacture of semiconductor pressure sensor
JPH05264579A (en) Capacitive sensor
JP2006317182A (en) Acceleration sensor
JP3646980B2 (en) Capacitance type sensor and manufacturing method thereof