JPH05340828A - 半導体圧力センサ - Google Patents
半導体圧力センサInfo
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- JPH05340828A JPH05340828A JP4125098A JP12509892A JPH05340828A JP H05340828 A JPH05340828 A JP H05340828A JP 4125098 A JP4125098 A JP 4125098A JP 12509892 A JP12509892 A JP 12509892A JP H05340828 A JPH05340828 A JP H05340828A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 本発明の半導体圧力センサは、半導体基板の
中央部を薄肉化してなる弾性部２６と、弾性部２６の表
面に形成された複数のピエゾ抵抗２７，２７，…とを具
備し、半導体基板は、結晶方位が（１００）面である第
１のシリコン基板２２の表面に、酸化ケイ素膜２３を介
して第２のシリコン基板２４を接合したＳＯＩ基板２５
からなり、弾性部２６は、この第１のシリコン基板を裏
面側から蝕刻してなることを特徴とする。 【効果】 ダイアフラム部の辺の長さを確保したまま半
導体圧力センサを小型化することができ、感度の低下を
防止することができる。また、酸化ケイ素膜がエッチン
グの際にストッパとして働き、ダイアフラム部の厚みを
高精度で制御することができる。したがって、感度のバ
ラツキを小さくすることができる。
中央部を薄肉化してなる弾性部２６と、弾性部２６の表
面に形成された複数のピエゾ抵抗２７，２７，…とを具
備し、半導体基板は、結晶方位が（１００）面である第
１のシリコン基板２２の表面に、酸化ケイ素膜２３を介
して第２のシリコン基板２４を接合したＳＯＩ基板２５
からなり、弾性部２６は、この第１のシリコン基板を裏
面側から蝕刻してなることを特徴とする。 【効果】 ダイアフラム部の辺の長さを確保したまま半
導体圧力センサを小型化することができ、感度の低下を
防止することができる。また、酸化ケイ素膜がエッチン
グの際にストッパとして働き、ダイアフラム部の厚みを
高精度で制御することができる。したがって、感度のバ
ラツキを小さくすることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、自動車、航空機、家
電製品等に用いられる圧力検出用の半導体圧力センサに
関するものである。
電製品等に用いられる圧力検出用の半導体圧力センサに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車、航空機、家電製品等に用
いられる圧力センサとしては、シリコン結晶基板の中央
部を薄肉化したダイアフラム部（弾性部）の表面に不純
物を拡散して複数のピエゾ抵抗を形成し、これらのピエ
ゾ抵抗を感圧部とした半導体圧力センサが知られてい
る。図４及び図５は、上記のセンサの一例である半導体
圧力センサ１を示すもので、表面の結晶方位が（１１
０）面のシリコン（Ｓｉ）基板（半導体基板）２の中央
部に薄肉のダイアフラム部（弾性部）３が形成され、こ
のダイアフラム部３の表面３ａの中央部には複数のピエ
ゾ抵抗４，４が互いに平行になる様に不純物拡散により
形成され、同周辺部には複数のピエゾ抵抗５，５が中央
部に対して互いに対称の位置になる様に不純物拡散によ
り形成された構成である。このダイアフラム部３は、水
酸化カリウム水溶液（ＫＯＨ水溶液）、ＥＰＷ溶液（エ
チレンジアミン、ピロカテコール、水の混合液）、ヒド
ラジン等のエッチング液を用いて表面の結晶方位（１１
０）のＳｉ基板２を裏面側からエッチングすることによ
り形成される。そのために、Ｓｉ基板２のダイアフラム
部３の裏面側の側面２ａにはエッチング速度の遅い（１
１１）面が現われる。
いられる圧力センサとしては、シリコン結晶基板の中央
部を薄肉化したダイアフラム部（弾性部）の表面に不純
物を拡散して複数のピエゾ抵抗を形成し、これらのピエ
ゾ抵抗を感圧部とした半導体圧力センサが知られてい
る。図４及び図５は、上記のセンサの一例である半導体
圧力センサ１を示すもので、表面の結晶方位が（１１
０）面のシリコン（Ｓｉ）基板（半導体基板）２の中央
部に薄肉のダイアフラム部（弾性部）３が形成され、こ
のダイアフラム部３の表面３ａの中央部には複数のピエ
ゾ抵抗４，４が互いに平行になる様に不純物拡散により
形成され、同周辺部には複数のピエゾ抵抗５，５が中央
部に対して互いに対称の位置になる様に不純物拡散によ
り形成された構成である。このダイアフラム部３は、水
酸化カリウム水溶液（ＫＯＨ水溶液）、ＥＰＷ溶液（エ
チレンジアミン、ピロカテコール、水の混合液）、ヒド
ラジン等のエッチング液を用いて表面の結晶方位（１１
０）のＳｉ基板２を裏面側からエッチングすることによ
り形成される。そのために、Ｓｉ基板２のダイアフラム
部３の裏面側の側面２ａにはエッチング速度の遅い（１
１１）面が現われる。
【０００３】この半導体圧力センサ１においては、ダイ
アフラム部３に上方から圧力が加わると、このダイアフ
ラム部３が圧力に応じて弾性的に変位し、中央部のピエ
ゾ抵抗４，４に圧縮応力が、また周辺部のピエゾ抵抗
５，５に引張応力が発生することとなり、したがって、
ピエゾ抵抗４，４は抵抗値が減少し、ピエゾ抵抗５，５
は抵抗値が増大する。これらのピエゾ抵抗４，４，５，
５によりブリッジ回路を形成して電流駆動することによ
り、圧力の大きさに比例した電圧出力を得ることができ
る。この半導体圧力センサ１は、格子欠陥が極めて少な
いシリコン結晶基板を用いているために理想的な弾性体
が得られ、半導体プロセス技術をそのまま転用すること
ができ、ヒステリシス、クリープ、疲労等がなく、構造
が簡単で、電圧感度が極めて大きく、簡単に増幅可能
等、使い勝手の面においても非常に優れている等の優れ
た特徴を有することから、自動車、家電製品、その他様
々な分野で広く用いられている圧力センサである。
アフラム部３に上方から圧力が加わると、このダイアフ
ラム部３が圧力に応じて弾性的に変位し、中央部のピエ
ゾ抵抗４，４に圧縮応力が、また周辺部のピエゾ抵抗
５，５に引張応力が発生することとなり、したがって、
ピエゾ抵抗４，４は抵抗値が減少し、ピエゾ抵抗５，５
は抵抗値が増大する。これらのピエゾ抵抗４，４，５，
５によりブリッジ回路を形成して電流駆動することによ
り、圧力の大きさに比例した電圧出力を得ることができ
る。この半導体圧力センサ１は、格子欠陥が極めて少な
いシリコン結晶基板を用いているために理想的な弾性体
が得られ、半導体プロセス技術をそのまま転用すること
ができ、ヒステリシス、クリープ、疲労等がなく、構造
が簡単で、電圧感度が極めて大きく、簡単に増幅可能
等、使い勝手の面においても非常に優れている等の優れ
た特徴を有することから、自動車、家電製品、その他様
々な分野で広く用いられている圧力センサである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
半導体圧力センサ１においては、圧力感度を保持したま
ま小型化することができないという欠点があった。例え
ば図６（ａ）に示すように、Ｓｉ基板２の側面２ａに現
われる（１１１）面は表面の（１１０）面に対して約３
５゜傾いているために、エッチング深さｄ1の場合に辺
の長さＬ1であったダイアフラム部３は、エッチング深
さｄ2までエッチングすると辺の長さがＬ2まで小さくな
る。すなわち、エッチング深さｄに反比例してダイアフ
ラム部の辺の長さＬが小さくなる。一般に、半導体圧力
センサ１の感度Ｓenは、ダイアフラム部３の厚みｔと面
積Ｓ、すなわちダイアフラム部の辺の長さＬの２乗に対
して次の様な関係にあることが知られている。 Ｓen＝Ａ・Ｓ／ｔ2＝Ａ・Ｌ2／ｔ2 … …（１） 但し、Ａは比例定数である。（１）式より、例えば図６
（ｂ）に示す半導体圧力センサ６のように、単に形状を
小さくしただけではダイアフラム部の辺の長さＬ3が小
さくなってしまい感度Ｓenが大幅に低下してしまう。
半導体圧力センサ１においては、圧力感度を保持したま
ま小型化することができないという欠点があった。例え
ば図６（ａ）に示すように、Ｓｉ基板２の側面２ａに現
われる（１１１）面は表面の（１１０）面に対して約３
５゜傾いているために、エッチング深さｄ1の場合に辺
の長さＬ1であったダイアフラム部３は、エッチング深
さｄ2までエッチングすると辺の長さがＬ2まで小さくな
る。すなわち、エッチング深さｄに反比例してダイアフ
ラム部の辺の長さＬが小さくなる。一般に、半導体圧力
センサ１の感度Ｓenは、ダイアフラム部３の厚みｔと面
積Ｓ、すなわちダイアフラム部の辺の長さＬの２乗に対
して次の様な関係にあることが知られている。 Ｓen＝Ａ・Ｓ／ｔ2＝Ａ・Ｌ2／ｔ2 … …（１） 但し、Ａは比例定数である。（１）式より、例えば図６
（ｂ）に示す半導体圧力センサ６のように、単に形状を
小さくしただけではダイアフラム部の辺の長さＬ3が小
さくなってしまい感度Ｓenが大幅に低下してしまう。
【０００５】また、従来の半導体圧力センサ１において
は、ダイアフラム部３の厚みｔの制御はエッチング時間
を制御することによりなされているが、Ｓｉ基板２には
１０μｍ程度の厚みのバラツキがあるために、エッチン
グ速度がＳｉ基板２の各部で全く均等であったとしても
上記の厚みのバラツキを補正することができない。した
がって、上記の方法により製造された半導体圧力センサ
１のダイアフラム部３の厚みｔは、Ｓｉ基板２の厚みの
バラツキと同程度の大きさの厚みのバラツキを有するこ
ととなり、感度Ｓenのバラツキが大きくなるという欠点
がある。厚みのバラツキを小さくする方法としては、ｐ
型Ｓｉ基板上にｎ型Ｓｉ層をエピタキシャル成長させた
ウエハを用い、そのｎ型Ｓｉ層に電圧を印加しながらエ
ッチングを行うエレクトロケミカルエッチング法もある
が、この方法ではｎ型Ｓｉ層に電圧を印加しながらエッ
チングを行うために工程が複雑となり量産には不向きで
あった。
は、ダイアフラム部３の厚みｔの制御はエッチング時間
を制御することによりなされているが、Ｓｉ基板２には
１０μｍ程度の厚みのバラツキがあるために、エッチン
グ速度がＳｉ基板２の各部で全く均等であったとしても
上記の厚みのバラツキを補正することができない。した
がって、上記の方法により製造された半導体圧力センサ
１のダイアフラム部３の厚みｔは、Ｓｉ基板２の厚みの
バラツキと同程度の大きさの厚みのバラツキを有するこ
ととなり、感度Ｓenのバラツキが大きくなるという欠点
がある。厚みのバラツキを小さくする方法としては、ｐ
型Ｓｉ基板上にｎ型Ｓｉ層をエピタキシャル成長させた
ウエハを用い、そのｎ型Ｓｉ層に電圧を印加しながらエ
ッチングを行うエレクトロケミカルエッチング法もある
が、この方法ではｎ型Ｓｉ層に電圧を印加しながらエッ
チングを行うために工程が複雑となり量産には不向きで
あった。
【０００６】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであって、圧力感度を保持したまま小型化することが
できる半導体圧力センサを提供することにある。
のであって、圧力感度を保持したまま小型化することが
できる半導体圧力センサを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次の様な半導体圧力センサを採用した。す
なわち、半導体基板の中央部を薄肉化してなる弾性部
と、該弾性部の表面に形成された複数のピエゾ抵抗とを
具備してなる半導体圧力センサにおいて、前記半導体基
板は、結晶方位が（１００）面である第１のシリコン基
板の表面に、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）膜を介して第２の
シリコン基板を接合したＳＯＩ（Ｓilicon Ｏn Ｉnsula
tor）基板からなり、前記弾性部は、この第１のシリコ
ン基板を裏面側から蝕刻してなることを特徴としてい
る。
に、本発明は次の様な半導体圧力センサを採用した。す
なわち、半導体基板の中央部を薄肉化してなる弾性部
と、該弾性部の表面に形成された複数のピエゾ抵抗とを
具備してなる半導体圧力センサにおいて、前記半導体基
板は、結晶方位が（１００）面である第１のシリコン基
板の表面に、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）膜を介して第２の
シリコン基板を接合したＳＯＩ（Ｓilicon Ｏn Ｉnsula
tor）基板からなり、前記弾性部は、この第１のシリコ
ン基板を裏面側から蝕刻してなることを特徴としてい
る。
【０００８】
【作用】本発明者等は、Ｓｉ基板の表面の結晶方位の違
いにより断面形状が異なる点に着目した。例えば、図３
に示すように、表面の結晶方位（１００）のＳｉ基板１
１を裏面側からエッチングすると、ダイアフラム部１２
の裏面側の側面１１ａにはエッチング速度の遅い（１１
１）面が表面の（１００）面に対して約５５゜の傾きで
現われる。したがって、表面の結晶方位（１００）のＳ
ｉ基板１１を裏面側からエッチングすることにより、ダ
イアフラム部１２の辺の長さＬを小さくせずに、すなわ
ち感度Ｓenを低下させずに、Ｓｉ基板１１の大きさを小
さくすることができる。
いにより断面形状が異なる点に着目した。例えば、図３
に示すように、表面の結晶方位（１００）のＳｉ基板１
１を裏面側からエッチングすると、ダイアフラム部１２
の裏面側の側面１１ａにはエッチング速度の遅い（１１
１）面が表面の（１００）面に対して約５５゜の傾きで
現われる。したがって、表面の結晶方位（１００）のＳ
ｉ基板１１を裏面側からエッチングすることにより、ダ
イアフラム部１２の辺の長さＬを小さくせずに、すなわ
ち感度Ｓenを低下させずに、Ｓｉ基板１１の大きさを小
さくすることができる。
【０００９】そこで、表面の結晶方位（１１０）のＳｉ
基板と、該Ｓｉ基板と同一形状の表面の結晶方位（１０
０）のＳｉ基板を用意し、１ｍｍのパターン幅のマスク
を用いてエッチングを行なった場合のそれぞれの基板の
エッチング深さと実効ダイヤフラムの大きさとの関係を
調べたところ次の様な結果が得られた。
基板と、該Ｓｉ基板と同一形状の表面の結晶方位（１０
０）のＳｉ基板を用意し、１ｍｍのパターン幅のマスク
を用いてエッチングを行なった場合のそれぞれの基板の
エッチング深さと実効ダイヤフラムの大きさとの関係を
調べたところ次の様な結果が得られた。
【表１】 表から明かなように、１ｍｍのパターン幅で１００μｍ
の深さまでエッチングした場合（１１０）のＳｉ基板で
は０．７１ｍｍ、（１００）のＳｉ基板では０．８６ｍ
ｍであるが、更にエッチングを続けて２００μｍの深さ
まで達した場合では、（１１０）のＳｉ基板では０．４
３ｍｍであるのに対して（１００）のＳｉ基板では０．
７２ｍｍとなる。これより、同一の面積のダイアフラム
パターンを用いてエッチングを行なった場合では、（１
００）のＳｉ基板の方がダイアフラム部の面積の減少が
小さいことが明らかであり、したがって、同一形状では
（１００）のＳｉ基板の方が感度が高く、高感度のもの
が得られる。
の深さまでエッチングした場合（１１０）のＳｉ基板で
は０．７１ｍｍ、（１００）のＳｉ基板では０．８６ｍ
ｍであるが、更にエッチングを続けて２００μｍの深さ
まで達した場合では、（１１０）のＳｉ基板では０．４
３ｍｍであるのに対して（１００）のＳｉ基板では０．
７２ｍｍとなる。これより、同一の面積のダイアフラム
パターンを用いてエッチングを行なった場合では、（１
００）のＳｉ基板の方がダイアフラム部の面積の減少が
小さいことが明らかであり、したがって、同一形状では
（１００）のＳｉ基板の方が感度が高く、高感度のもの
が得られる。
【００１０】本発明の半導体圧力センサでは、前記半導
体基板を、結晶方位が（１００）面である第１のシリコ
ン基板の表面にＳｉＯ2膜を介して第２のシリコン基板
を接合したＳＯＩ基板とすることにより、ダイアフラム
部の辺の長さＬを確保したまま基板を小型化し、感度Ｓ
enの低下を防止する。また、ＳｉＯ2膜がエッチングの
際にストッパとして働き、ダイアフラム部の厚みを高精
度で制御することが可能になる。したがって、感度Ｓen
のバラツキを小さくすることが可能になる。
体基板を、結晶方位が（１００）面である第１のシリコ
ン基板の表面にＳｉＯ2膜を介して第２のシリコン基板
を接合したＳＯＩ基板とすることにより、ダイアフラム
部の辺の長さＬを確保したまま基板を小型化し、感度Ｓ
enの低下を防止する。また、ＳｉＯ2膜がエッチングの
際にストッパとして働き、ダイアフラム部の厚みを高精
度で制御することが可能になる。したがって、感度Ｓen
のバラツキを小さくすることが可能になる。
【００１１】
【実施例】図１は、本発明の一実施例の半導体圧力セン
サ２１を示す正断面図である。この半導体圧力センサ２
１は、結晶方位が（１００）面の第１のＳｉ基板２２の
表面にＳｉＯ2膜２３を介して結晶方位が（１１０）面
の第２のＳｉ基板２４が接合されてＳＯＩ基板２５とさ
れ、前記第１のＳｉ基板２２の中央部が裏面からエッチ
ングされて薄肉のダイアフラム部２６が形成され、この
ダイアフラム部２６の表面２６ａの中央部には複数のピ
エゾ抵抗２７，２７が互いに平行になる様に不純物拡散
により形成され、同周辺部には複数のピエゾ抵抗（図示
せず）が中央部に対して互いに対称の位置になる様に不
純物拡散により形成されている。そして、第１のＳｉ基
板２２の内側面２２ａに現われる（１１１）面は表面の
（１１０）面に対して約５５゜傾いている。
サ２１を示す正断面図である。この半導体圧力センサ２
１は、結晶方位が（１００）面の第１のＳｉ基板２２の
表面にＳｉＯ2膜２３を介して結晶方位が（１１０）面
の第２のＳｉ基板２４が接合されてＳＯＩ基板２５とさ
れ、前記第１のＳｉ基板２２の中央部が裏面からエッチ
ングされて薄肉のダイアフラム部２６が形成され、この
ダイアフラム部２６の表面２６ａの中央部には複数のピ
エゾ抵抗２７，２７が互いに平行になる様に不純物拡散
により形成され、同周辺部には複数のピエゾ抵抗（図示
せず）が中央部に対して互いに対称の位置になる様に不
純物拡散により形成されている。そして、第１のＳｉ基
板２２の内側面２２ａに現われる（１１１）面は表面の
（１１０）面に対して約５５゜傾いている。
【００１２】次に、この半導体圧力センサ２１の製造方
法について説明する。まず、図２（ａ）に示すように、
結晶方位が（１００）面の第１のＳｉ基板２２の表面を
酸化させることによりＳｉＯ2膜２３を形成し、その後
ＳｉＯ2膜２３に結晶方位が（１１０）面の第２のＳｉ
基板３１を載置し、その後例えば１０００℃２時間で熱
処理することにより、ＳｉＯ2膜２３を介して第１のＳ
ｉ基板２２と第２のＳｉ基板３１とを接合する。次い
で、同図（ｂ）に示すように、第２のＳｉ基板３１を研
磨し、所定の厚みの第２のＳｉ基板２４とする。以上に
より、ＳＯＩ基板２５を製造することができる。なお、
上記の研磨工程における厚みのバラツキは±０．５μｍ
以内である。
法について説明する。まず、図２（ａ）に示すように、
結晶方位が（１００）面の第１のＳｉ基板２２の表面を
酸化させることによりＳｉＯ2膜２３を形成し、その後
ＳｉＯ2膜２３に結晶方位が（１１０）面の第２のＳｉ
基板３１を載置し、その後例えば１０００℃２時間で熱
処理することにより、ＳｉＯ2膜２３を介して第１のＳ
ｉ基板２２と第２のＳｉ基板３１とを接合する。次い
で、同図（ｂ）に示すように、第２のＳｉ基板３１を研
磨し、所定の厚みの第２のＳｉ基板２４とする。以上に
より、ＳＯＩ基板２５を製造することができる。なお、
上記の研磨工程における厚みのバラツキは±０．５μｍ
以内である。
【００１３】次いで、同図（ｃ）に示すように、水酸化
カリウム水溶液（ＫＯＨ水溶液）、ＥＰＷ溶液（エチレ
ンジアミン、ピロカテコール、水の混合液）、ヒドラジ
ン等のエッチング液を用いて第１のＳｉ基板２２を裏面
側からエッチングし、ダイアフラム部２６を形成する。
ここでは、ＳｉＯ2膜２３がエッチングの際にストッパ
として働くので、エッチングはこのＳｉＯ2膜２３で停
止する。したがって、ダイアフラム部２６の厚みの精度
は上記研磨工程の精度となり、厚みのバラツキを±０．
５μｍ以内に抑えることができ、極めて高精度で制御す
ることができる。ついで、ダイアフラム部２６の表面２
６ａの所定位置に不純物拡散により複数のピエゾ抵抗２
７，２７，…を形成し、半導体圧力センサ２１とする。
カリウム水溶液（ＫＯＨ水溶液）、ＥＰＷ溶液（エチレ
ンジアミン、ピロカテコール、水の混合液）、ヒドラジ
ン等のエッチング液を用いて第１のＳｉ基板２２を裏面
側からエッチングし、ダイアフラム部２６を形成する。
ここでは、ＳｉＯ2膜２３がエッチングの際にストッパ
として働くので、エッチングはこのＳｉＯ2膜２３で停
止する。したがって、ダイアフラム部２６の厚みの精度
は上記研磨工程の精度となり、厚みのバラツキを±０．
５μｍ以内に抑えることができ、極めて高精度で制御す
ることができる。ついで、ダイアフラム部２６の表面２
６ａの所定位置に不純物拡散により複数のピエゾ抵抗２
７，２７，…を形成し、半導体圧力センサ２１とする。
【００１４】この半導体圧力センサ２１においては、ダ
イアフラム部２６に上方から圧力が加わると、このダイ
アフラム部２６が圧力に応じて弾性的に変位し、中央部
のピエゾ抵抗２７，２７に圧縮応力が、また周辺部のピ
エゾ抵抗に引張応力が発生することとなり、したがっ
て、中央部のピエゾ抵抗２７，２７は抵抗値が減少し、
周辺部のピエゾ抵抗は抵抗値が増大する。これらのピエ
ゾ抵抗２７，２７，…によりブリッジ回路を形成して電
流駆動することにより、圧力の大きさに比例した電圧出
力を得ることができる。
イアフラム部２６に上方から圧力が加わると、このダイ
アフラム部２６が圧力に応じて弾性的に変位し、中央部
のピエゾ抵抗２７，２７に圧縮応力が、また周辺部のピ
エゾ抵抗に引張応力が発生することとなり、したがっ
て、中央部のピエゾ抵抗２７，２７は抵抗値が減少し、
周辺部のピエゾ抵抗は抵抗値が増大する。これらのピエ
ゾ抵抗２７，２７，…によりブリッジ回路を形成して電
流駆動することにより、圧力の大きさに比例した電圧出
力を得ることができる。
【００１５】以上説明した様に、上記の半導体圧力セン
サ２１によれば、前記第１のＳｉ基板２２の中央部が裏
面からエッチングされて薄肉のダイアフラム部２６が形
成されているので、ダイアフラム部の辺の長さＬを確保
したまま半導体圧力センサ２１を小型化することがで
き、感度Ｓenの低下を防止することができる。
サ２１によれば、前記第１のＳｉ基板２２の中央部が裏
面からエッチングされて薄肉のダイアフラム部２６が形
成されているので、ダイアフラム部の辺の長さＬを確保
したまま半導体圧力センサ２１を小型化することがで
き、感度Ｓenの低下を防止することができる。
【００１６】また、結晶方位が（１００）面の第１のＳ
ｉ基板２２の表面にＳｉＯ2膜２３を介して結晶方位が
（１１０）面の第２のＳｉ基板２４が接合されてＳＯＩ
基板２５とされているので、ＳｉＯ2膜２３がエッチン
グの際にストッパとして働き、ダイアフラム部２６の厚
みを高精度で制御することができる。したがって、感度
Ｓenのバラツキを小さくすることができる。
ｉ基板２２の表面にＳｉＯ2膜２３を介して結晶方位が
（１１０）面の第２のＳｉ基板２４が接合されてＳＯＩ
基板２５とされているので、ＳｉＯ2膜２３がエッチン
グの際にストッパとして働き、ダイアフラム部２６の厚
みを高精度で制御することができる。したがって、感度
Ｓenのバラツキを小さくすることができる。
【００１７】なお、本実施例においては、結晶方位が
（１００）面の第１のＳｉ基板２２の表面にＳｉＯ2膜
２３を介して結晶方位が（１１０）面の第２のＳｉ基板
２４を接合することとしたが、第１のＳｉ基板２２に貼
り合わせる第２のＳｉ基板の結晶方位は、上記の（１１
０）面に限定されることなく種々の結晶方位のＳｉ基板
が適用可能である。例えば、（１００）面や（１１１）
面の第２のＳｉ基板を用いてもよい。
（１００）面の第１のＳｉ基板２２の表面にＳｉＯ2膜
２３を介して結晶方位が（１１０）面の第２のＳｉ基板
２４を接合することとしたが、第１のＳｉ基板２２に貼
り合わせる第２のＳｉ基板の結晶方位は、上記の（１１
０）面に限定されることなく種々の結晶方位のＳｉ基板
が適用可能である。例えば、（１００）面や（１１１）
面の第２のＳｉ基板を用いてもよい。
【００１８】
【発明の効果】以上詳細に説明した様に、本発明の半導
体圧力センサによれば、半導体基板の中央部を薄肉化し
てなる弾性部と、該弾性部の表面に形成された複数のピ
エゾ抵抗とを具備してなる半導体圧力センサにおいて、
前記半導体基板は、結晶方位が（１００）面である第１
のシリコン基板の表面に、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）膜を
介して第２のシリコン基板を接合したＳＯＩ基板からな
り、前記弾性部は、この第１のシリコン基板を裏面側か
ら蝕刻してなることとしたので、ダイアフラム部の辺の
長さを確保したままＳＯＩ基板すなわち半導体圧力セン
サを小型化することができ、感度Ｓenの低下を防止する
ことができる。また、ＳｉＯ2膜がエッチングの際にス
トッパとして働き、ダイアフラム部の厚みを高精度で制
御することができる。したがって、感度Ｓenのバラツキ
を小さくすることができる。
体圧力センサによれば、半導体基板の中央部を薄肉化し
てなる弾性部と、該弾性部の表面に形成された複数のピ
エゾ抵抗とを具備してなる半導体圧力センサにおいて、
前記半導体基板は、結晶方位が（１００）面である第１
のシリコン基板の表面に、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）膜を
介して第２のシリコン基板を接合したＳＯＩ基板からな
り、前記弾性部は、この第１のシリコン基板を裏面側か
ら蝕刻してなることとしたので、ダイアフラム部の辺の
長さを確保したままＳＯＩ基板すなわち半導体圧力セン
サを小型化することができ、感度Ｓenの低下を防止する
ことができる。また、ＳｉＯ2膜がエッチングの際にス
トッパとして働き、ダイアフラム部の厚みを高精度で制
御することができる。したがって、感度Ｓenのバラツキ
を小さくすることができる。
【図１】 本発明の一実施例の半導体圧力センサを示す
正断面図である。
正断面図である。
【図２】 本発明の一実施例の半導体圧力センサの製造
方法を示す過程図である。
方法を示す過程図である。
【図３】 本発明の半導体圧力センサの原理を示す正断
面図である。
面図である。
【図４】 従来の半導体圧力センサを示す平面図であ
る。
る。
【図５】 図４のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図６】 従来の半導体圧力センサの不具合を説明する
ための断面図である。
ための断面図である。
２１…半導体圧力センサ、２２…結晶方位が（１００）
面の第１のＳｉ基板、２３…ＳｉＯ2膜、２４…結晶方
位が（１１０）面の第２のＳｉ基板、２５…ＳＯＩ基
板、２６…ダイアフラム部、２６ａ…表面、２７…ピエ
ゾ抵抗。
面の第１のＳｉ基板、２３…ＳｉＯ2膜、２４…結晶方
位が（１１０）面の第２のＳｉ基板、２５…ＳＯＩ基
板、２６…ダイアフラム部、２６ａ…表面、２７…ピエ
ゾ抵抗。
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体基板の中央部を薄肉化してなる弾
性部と、 該弾性部の表面に形成された複数のピエゾ抵抗とを具備
してなる半導体圧力センサにおいて、 前記半導体基板は、結晶方位が（１００）面である第１
のシリコン基板の表面に、酸化ケイ素膜を介して第２の
シリコン基板を接合したＳＯＩ基板からなり、 前記弾性部は、この第１のシリコン基板を裏面側から蝕
刻してなることを特徴とする半導体圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4125098A JPH05340828A (ja) | 1992-05-18 | 1992-05-18 | 半導体圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4125098A JPH05340828A (ja) | 1992-05-18 | 1992-05-18 | 半導体圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05340828A true JPH05340828A (ja) | 1993-12-24 |
Family
ID=14901809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4125098A Pending JPH05340828A (ja) | 1992-05-18 | 1992-05-18 | 半導体圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05340828A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996030950A1 (fr) * | 1995-03-29 | 1996-10-03 | Yokogawa Electric Corporation | Capteur de pression a semi-conducteur et procede de production de ce dernier |
| JPH08334424A (ja) * | 1995-06-07 | 1996-12-17 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体圧力検出装置 |
| US6782754B1 (en) | 2000-07-07 | 2004-08-31 | Rosemount, Inc. | Pressure transmitter for clean environments |
| EP1453096A1 (en) * | 2001-12-04 | 2004-09-01 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd | Pasted wafer and method for producing pasted wafer |
| US7347099B2 (en) | 2004-07-16 | 2008-03-25 | Rosemount Inc. | Pressure transducer with external heater |
| CN100440543C (zh) * | 2005-11-01 | 2008-12-03 | 清华大学 | 一种基于绝缘体上硅片的应力传感器芯片 |
| KR100937593B1 (ko) * | 2007-12-12 | 2010-01-20 | 한국전자통신연구원 | 반도체 가스 센서 소자 및 그의 제조방법 |
| US7679033B2 (en) | 2005-09-29 | 2010-03-16 | Rosemount Inc. | Process field device temperature control |
| US7779698B2 (en) | 2007-11-08 | 2010-08-24 | Rosemount Inc. | Pressure sensor |
| JP2019174478A (ja) * | 2013-10-03 | 2019-10-10 | キストラー ホールディング アクチエンゲゼルシャフト | Ｍｅｍｓチップ、測定素子及び圧力を測定するための圧力センサ |
-
1992
- 1992-05-18 JP JP4125098A patent/JPH05340828A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2019174478A (ja) * | 2013-10-03 | 2019-10-10 | キストラー ホールディング アクチエンゲゼルシャフト | Ｍｅｍｓチップ、測定素子及び圧力を測定するための圧力センサ |
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