JPH032641A - 半導体圧力センサ - Google Patents
半導体圧力センサInfo
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- JPH032641A JPH032641A JP13767189A JP13767189A JPH032641A JP H032641 A JPH032641 A JP H032641A JP 13767189 A JP13767189 A JP 13767189A JP 13767189 A JP13767189 A JP 13767189A JP H032641 A JPH032641 A JP H032641A
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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】
〈産業上の利用分野〉
本発明は半導体圧力センサに関する。
〈従来の技術〉
第３図に従来の半導体圧力センサの構成例を示す。
ダイアフラム３１ａが形成されたシリコン基板３１を、
パッケージ３２内に封入している。このダイアフラム３
１ａの片面側は真空室３２ａとなっており、その反対側
の面にはパイプ３２ｂを通じて測定対象の圧力が加わる
構造となっている。
パッケージ３２内に封入している。このダイアフラム３
１ａの片面側は真空室３２ａとなっており、その反対側
の面にはパイプ３２ｂを通じて測定対象の圧力が加わる
構造となっている。
ダイアフラム・３１ａには、ブリ・ンジ回路を構成する
４個のピエゾ抵抗素子が配置されており、この素子によ
って、測定対象の圧力によるダイアフラム３１ａの変位
を電気信号に変換して配線３３から外部へと取り出すよ
う構成されている。
４個のピエゾ抵抗素子が配置されており、この素子によ
って、測定対象の圧力によるダイアフラム３１ａの変位
を電気信号に変換して配線３３から外部へと取り出すよ
う構成されている。
〈発明が解決しようとする課題〉
以上のような構造の従来の半導体圧力センサによると、
■パッケージの内部に真空室を設ける必要があり、パッ
ケージの構造が複雑になるとともに、小型化が困難であ
る。
ケージの構造が複雑になるとともに、小型化が困難であ
る。
■半導体素子をパッケージに封入した後に、都度、真空
室の真空引きを行わなければならず、量産性が悪い。
室の真空引きを行わなければならず、量産性が悪い。
■ダイアフラムは、通常、異方性エツチングにより形成
されるので、膜厚制御が難しく、歩留りが悪い。またダ
イアフラム形成した以後の、シリコン基板の取扱いが非
常に困難である。
されるので、膜厚制御が難しく、歩留りが悪い。またダ
イアフラム形成した以後の、シリコン基板の取扱いが非
常に困難である。
等の問題があり、これらがコストダウンをはかる上での
妨げとなっていた。
妨げとなっていた。
く課題を解決するための手段〉
上記の諸問題点を一挙に解決するために、本発明の半導
体圧力センサでは、実施例に対応する第１図に示すよう
に、半導体基板１の内部に、ダイアフラム（シリコン窒
化物薄膜）３により外部と仕切られた真空領域４を設け
、さらに、ダイアフラム３に半導体抵抗（単結晶シリコ
ン薄膜）２を配設している。
体圧力センサでは、実施例に対応する第１図に示すよう
に、半導体基板１の内部に、ダイアフラム（シリコン窒
化物薄膜）３により外部と仕切られた真空領域４を設け
、さらに、ダイアフラム３に半導体抵抗（単結晶シリコ
ン薄膜）２を配設している。
〈作用〉
真空領域４と外部との圧力差によって、ダイアフラム３
とともに半導体抵抗２が変形し、これによって半導体抵
抗２の電気抵抗値が変化する。従って、その電気抵抗値
の変化から、ダイアフラム３の外部表面に作用する圧力
を知ることができる。
とともに半導体抵抗２が変形し、これによって半導体抵
抗２の電気抵抗値が変化する。従って、その電気抵抗値
の変化から、ダイアフラム３の外部表面に作用する圧力
を知ることができる。
〈実施例〉
第１図は本発明実施例の構成図で、（ａ）は縦断面図、
（ハ）は水平断面図を示す。
（ハ）は水平断面図を示す。
シリコン基板１中には、高真空の状態で、シリコン窒化
物薄膜３によって封じ込められた真空領域４が設けられ
ており、そのシリコン窒化物薄膜３の下面には、単結晶
シリコン薄膜２が形成されている。このような構造が、
シリコン基板１の２箇所もしくは４箇所に設けられてお
り、面方位による電気抵抗の圧力依存性の差を検出する
方式の、シリコン抵抗ブリッジを構成している。
物薄膜３によって封じ込められた真空領域４が設けられ
ており、そのシリコン窒化物薄膜３の下面には、単結晶
シリコン薄膜２が形成されている。このような構造が、
シリコン基板１の２箇所もしくは４箇所に設けられてお
り、面方位による電気抵抗の圧力依存性の差を検出する
方式の、シリコン抵抗ブリッジを構成している。
次に、以上の本発明実施例の製造方法を説明する。第２
図はその製造手順の説明図である。
図はその製造手順の説明図である。
まず、シリコン単結晶基板１に、シリコン酸化物５を埋
め込む（ａ）。この構造は、ＬＯＣＯ５法、またはトレ
ンチエッチとＣＶＤ法によるシリコン酸化物の埋め込み
、およびその後のエッチバンクにより得ることができる
。次いで、酸化等により、（ｂ）に示すように段付部５
ａを形成する。
め込む（ａ）。この構造は、ＬＯＣＯ５法、またはトレ
ンチエッチとＣＶＤ法によるシリコン酸化物の埋め込み
、およびその後のエッチバンクにより得ることができる
。次いで、酸化等により、（ｂ）に示すように段付部５
ａを形成する。
次に、ＣＶＤ法等により、ポリシリコンを積層し、さら
にこのポリシリコンをレーザ照射により単結晶化して単
結晶シリコン薄膜を形成する。このとき、積層したポリ
シリコンの一部を下地のシリコン基板１に接触させてお
き、シリコン基板１と同一の結晶方位を持つ単結晶シリ
コンを形成する。次いで、単結晶化したシリコンを圧力
検出に適した形状、すなわち、第１図（ｂ）に示す形状
に加工して、抵抗体としての単結晶シリコン薄膜２を得
る（Ｃ）。なお、この工程において、所望の検出感度を
持たせるために、単結晶化したシリコンに不純物を添加
してもよいし、あるいは、部分的に不純物を添加してｐ
ｎ接合を形成してもよい。
にこのポリシリコンをレーザ照射により単結晶化して単
結晶シリコン薄膜を形成する。このとき、積層したポリ
シリコンの一部を下地のシリコン基板１に接触させてお
き、シリコン基板１と同一の結晶方位を持つ単結晶シリ
コンを形成する。次いで、単結晶化したシリコンを圧力
検出に適した形状、すなわち、第１図（ｂ）に示す形状
に加工して、抵抗体としての単結晶シリコン薄膜２を得
る（Ｃ）。なお、この工程において、所望の検出感度を
持たせるために、単結晶化したシリコンに不純物を添加
してもよいし、あるいは、部分的に不純物を添加してｐ
ｎ接合を形成してもよい。
次に、フッ素系のウェットエツチングを行い、先の工程
において埋め込んだシリコン酸化物５を除去した後（ｄ
）、真空度の高い雰囲気中で、ＣＶＤ法等によりシリコ
ン窒化物を積層することによって、（ｅ）に示すように
、シリコン基板１の内部に、真空領域４がシリコン窒化
物薄膜３によって封じ込まれる。このとき、シリコン窒
化物は、単結晶シリコン薄膜２と基板１の段付部との狭
い隙間の一部を埋めるだげで、高真空とすべき領域には
入り込むことはない。なお、真空領域４を封じ込む薄膜
２はシリコン酸化物であってもよい。
において埋め込んだシリコン酸化物５を除去した後（ｄ
）、真空度の高い雰囲気中で、ＣＶＤ法等によりシリコ
ン窒化物を積層することによって、（ｅ）に示すように
、シリコン基板１の内部に、真空領域４がシリコン窒化
物薄膜３によって封じ込まれる。このとき、シリコン窒
化物は、単結晶シリコン薄膜２と基板１の段付部との狭
い隙間の一部を埋めるだげで、高真空とすべき領域には
入り込むことはない。なお、真空領域４を封じ込む薄膜
２はシリコン酸化物であってもよい。
以上の本発明実施例によると、真空領域４と外部との圧
力差によって、単結晶シリコン薄膜２およびシリコン窒
化物薄膜３はともに変形し、単結晶シリコン薄膜２の電
気抵抗値が変化する。従って、その電気抵抗値の変化か
ら、シリコン窒化物薄膜３の外部表面に作用する圧力を
知ることができる。
力差によって、単結晶シリコン薄膜２およびシリコン窒
化物薄膜３はともに変形し、単結晶シリコン薄膜２の電
気抵抗値が変化する。従って、その電気抵抗値の変化か
ら、シリコン窒化物薄膜３の外部表面に作用する圧力を
知ることができる。
なお、以上の実施例では、シリコン窒化物薄膜３に一枚
のシリコン抵抗を形成する例について説明したが、本発
明はこれに限られることなく、シリコン窒化物薄膜３の
２箇所あるいは４個所に、個別にシリコン抵抗を形成し
て抵抗ブリ・ンジを構成してもよい。
のシリコン抵抗を形成する例について説明したが、本発
明はこれに限られることなく、シリコン窒化物薄膜３の
２箇所あるいは４個所に、個別にシリコン抵抗を形成し
て抵抗ブリ・ンジを構成してもよい。
また、上述の製造工程において、シリコンウェハ上に、
抵抗ブリッジの出力を増幅するＩＣを同時に形成してお
いてもよい。
抵抗ブリッジの出力を増幅するＩＣを同時に形成してお
いてもよい。
さらにまた、ゲルマニュウム等の他の半導体材料を、上
述の製造方法と同様の方法により加工して、圧力センサ
を構成することも可能である。
述の製造方法と同様の方法により加工して、圧力センサ
を構成することも可能である。
〈発明の効果〉
本発明によれば、半導体基板の内部に、ダイアフラムに
より外部と仕切られた真空領域を設け、さらに、そのダ
イアフラムに半導体抵抗を配設して圧力センサを構成し
たので、センサチップを封入するパッケージに真空室を
設ける必要がなくなり、パッケージ構造の簡略化をはか
ることができるとともに、センサチップ封入後の真空引
きが不要となって、製品の小型化および大幅なコストダ
ウンを実現できる。
より外部と仕切られた真空領域を設け、さらに、そのダ
イアフラムに半導体抵抗を配設して圧力センサを構成し
たので、センサチップを封入するパッケージに真空室を
設ける必要がなくなり、パッケージ構造の簡略化をはか
ることができるとともに、センサチップ封入後の真空引
きが不要となって、製品の小型化および大幅なコストダ
ウンを実現できる。
なお、本発明においては、ダイアフラムを、膜厚制御が
容易なＣＶＤ法等により形成するので、再現性がよく、
製品の歩留りが向上するという効果もある。
容易なＣＶＤ法等により形成するので、再現性がよく、
製品の歩留りが向上するという効果もある。
第１図は本発明実施例の構成図、第２図はその本発明実
施例の製造手順の説明図である。 第３図は従来の半導体圧力センサの構成例を示す図であ
る。 １ ・ ・ ・シリコン基（反 ２・・・単結晶シリコン薄膜（半導体抵抗）３・・・シ
リコン窒化物薄膜（ダイアフラム）４・・・真空領域 特許出願人 シャープ株式会社 代 理 人 弁理士 西１）新 築２図 （ａ） 第３図
施例の製造手順の説明図である。 第３図は従来の半導体圧力センサの構成例を示す図であ
る。 １ ・ ・ ・シリコン基（反 ２・・・単結晶シリコン薄膜（半導体抵抗）３・・・シ
リコン窒化物薄膜（ダイアフラム）４・・・真空領域 特許出願人 シャープ株式会社 代 理 人 弁理士 西１）新 築２図 （ａ） 第３図
Claims (1)
- 半導体基板の内部に、ダイアフラムにより外部と仕切ら
れた真空領域が形成され、かつ、そのダイアフラムに半
導体抵抗が配設されてなる、半導体圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13767189A JPH032641A (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 半導体圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13767189A JPH032641A (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 半導体圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH032641A true JPH032641A (ja) | 1991-01-09 |
Family
ID=15204098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13767189A Pending JPH032641A (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 半導体圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH032641A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009258075A (ja) * | 2008-03-17 | 2009-11-05 | Denso Corp | 圧力センサチップおよびその製造方法並びに圧力センサ |
-
1989
- 1989-05-31 JP JP13767189A patent/JPH032641A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009258075A (ja) * | 2008-03-17 | 2009-11-05 | Denso Corp | 圧力センサチップおよびその製造方法並びに圧力センサ |
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