JPH06125096A - 半導体圧力センサ - Google Patents

半導体圧力センサ

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JPH06125096A
JPH06125096A JP4272015A JP27201592A JPH06125096A JP H06125096 A JPH06125096 A JP H06125096A JP 4272015 A JP4272015 A JP 4272015A JP 27201592 A JP27201592 A JP 27201592A JP H06125096 A JPH06125096 A JP H06125096A
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JP
Japan
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pressure sensor
semiconductor pressure
metal
sensor chip
silicon substrate
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Application number
JP4272015A
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English (en)
Inventor
Kiyoshi Ishibashi
清志 石橋
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザ再結晶化法によりシリコン単結晶から
なる拡散ゲージ抵抗を形成した半導体圧力センサを得る
ことを目的とする。 【構成】 レーザ再結晶化法により作製したSOI形の
半導体圧力センサチップ1がパイレックスガラス台座1
6に陽極接合され、この接合物が金属ヘッダ31に高温
ロウ材34により実装されている。半導体圧力センサチ
ップ1内の拡散ゲージ抵抗12は、金属配線14、金属
細線19を介して、アウターリードピン18に電気的に
接続されている。 【効果】 200℃〜300℃の高温での動作が可能
で、かつ、圧力導入管32を含む外装部と電気的出力端
子であるアウターリードピン18間の電気絶縁耐力は1
500V〜2000Vを達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体圧力センサ、
特に、レーザ再結晶化法によりシリコン基板の酸化膜上
にシリコン単結晶からなる拡散ゲージ抵抗を形成したS
OI形の半導体圧力センサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図2は、従来のレーザ再結晶化法による
SOI(Silicon On Insulator)形半導体圧力セン
サを示す概略側断面図である。図において、シリコン基
板11上には、シーズホール11aを除き酸化膜10で
覆われており、この酸化膜10及びシーズホール11a
上には、酸化膜層13が形成されている。シリコン基板
11のほぼ中央の酸化膜10上には、拡散ゲージ抵抗1
2が形成されており、金属配線14を介して、金属細線
19例えばAu又はAl細線に電気的接続されている。
金属細線19は、インナーリードピン17に接続され、
外部回路(図示しない)接続用のアウターリードピン1
8に電気的に接続されている。なお、リードピンは、便
宜上インナーリードピン17及びアウターリードピン1
8として示してある。アウターリードピン18は、絶縁
材31a例えば封止ガラスによって、金属ヘッダ31に
固定されている。また、拡散ゲージ抵抗12及び金属配
線14の表面は、ガラスコート15により保護されてい
る。
【0003】シリコン基板11の裏面には、ダイヤフラ
ム2が形成されており、シリコン基板11はシリコン台
座21を介して金属ヘッダ31に固着されている。シリ
コン台座21及び金属ヘッダ31には、それぞれ貫通孔
21a及び31bが設けられており、これらの貫通孔2
1a、31bに連通して、圧力導入管32が金属ヘッダ
31に接続されている。金属ヘッダ31には、上記半導
体圧力センサチップ1、シリコン台座21や金属細線1
9等を覆う金属キャップ33が設けられている。
【0004】従来の半導体圧力センサは上述したように
構成され、以下のようにして製造される。まず、シリコ
ン基板11の表面に凸状のシーズ(Seeds)部(シーズ
ホール11a)を形成し、シリコン基板11表面に酸化
膜10を形成する。この酸化膜10上にポリシリコン層
(図示しない)、窒化膜層(図示しない)を順次堆積し
た後、レーザ光線を照射、走査して、ポリシリコン層を
溶融再結晶化することによって、シーズホール11aの
部分と同じ結晶方位を持ったシリコン単結晶が得られ
る。
【0005】次に、拡散ゲージ抵抗12となる部分を残
して上記単結晶シリコン層を除去し、その残留シリコン
単結晶にボロンやリンなどの不純物を注入して、複数個
の拡散ゲージ抵抗12とする。この複数の拡散ゲージ抵
抗12を相互に金属配線14により結線した後、拡散ゲ
ージ抵抗12に対応する位置のシリコン基板11裏面を
等方性エッチング又は異方性エッチングにより除去し、
ダイヤフラム2を形成してSOI形の半導体圧力センサ
チップ1とする。以上のようなレーザ再結晶化法による
SOI形の半導体圧力センサチップは、例えば特開平4
−76959号公報に記載されている。
【0006】こうして作製された半導体圧力センサチッ
プ1の裏面には、ダイヤフラム2のリム部2aにAu/
Siの共晶半田層又はCr/Ni/Auなどの多層構造メタ
ライズ層2bを形成する。一方、シリコン単結晶から成
る高さ2〜4mmのシリコン台座21の両面には、Au
/Siの共晶半田層又はCr/Ni/Auなどの多層メタラ
イズ層を形成する。次に、半導体圧力センサチップ1の
裏面とシリコン台座21の一方の面を対向させ、これら
を接合する。さらに、シリコン台座21の他方の面と圧
力導入管32が接合された金属ヘッダ31とを、Au/
Si共晶半田やPb/Sn半田34を用いて固着する。そ
の後、Au細線やAl細線等の金属細線19で圧力センサ
チップのボンディングパッド14aとインナーリードピ
ン17をワイヤボンドして電気的に接続する。次いで、
金属キャップ33を金属ヘッダ31に溶接して再結晶化
方式のSOI形半導体圧力センサとしていた。なお、金
属ヘッダ31、圧力導入管32、金属キャップ33及び
アウターリードピン18により、外装が構成されてい
る。ここで、金属キャップ33を真空中で金属ヘッダ3
1に溶接すれば絶対圧形の圧力センサができ、金属キャ
ップ33の頂部に穴をあけておき、大気中で溶接すれば
ゲージ圧形の圧力センサができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述したような半導体
圧力センサでは、圧力導入管32を含む外装とアウター
リードピン18の間は、拡散ゲージ抵抗12がシリコン
基板11の酸化膜10上に形成されているので電気的に
絶縁されている。しかし、レーザ再結晶化時に必要なシ
ーズホール11aと拡散ゲージ抵抗12との間に介在す
る酸化膜層13だけで絶縁されており、シーズホール1
1a端と拡散ゲージ抵抗12部端との距離が50μm程
度しかないため、この間で150V〜200Vの電圧で
絶縁破壊してしまうという問題点があった。
【0008】また、冷媒圧測定用の圧力センサなどで
は、アウターリードピン18と外装との間の絶縁耐力と
して、1500V〜2000Vを要求される。再結晶化
法によるSOI形半導体圧力センサは、p−n接合を用
いた半導体圧力センサとは異なり、200℃〜300℃
での高温動作が可能であるという特徴を有するが(p−
n接合形半導体圧力センサでは、175℃以上で接合リ
ークが増大し使用不可となる)、拡散ゲージ抵抗と外装
との絶縁耐力が不十分なため、高温動作時の性能が十分
に発揮できないという問題があった。この発明は、この
ような問題点を解決するためになされたもので、高温で
の動作が可能で、かつ、高い電気絶縁耐力を有する半導
体圧力センサを得ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる半導体
圧力センサは、レーザ再結晶法により作製したSOI形
の半導体圧力センサチップを用い、この半導体圧力セン
サチップのシリコン基板の一方の面に陽極接合により接
着されると共に、半導体圧力センサチップのダイヤフラ
ムに対応した位置に貫通孔を有するパイレックスガラス
台座を使用したものである。
【0010】
【作用】この発明においては、リードピンと外装との電
気絶縁が半導体圧力センサチップ部分だけでなく、パイ
レックスガラス台座でもとれるため、1500V〜20
00Vの電気絶縁耐力が確保されると共に、レーザ再結
晶化方式により作製したSOI形の半導体圧力センサチ
ップを用いているので、200℃〜300℃の高温での
動作が可能である。
【0011】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図に基づいて説
明する。図1は、この発明の一実施例による半導体圧力
センサを示す概略側断面図である。なお、各図中、同一
符号は同一又は相当部分を示している。図1において、
シリコン基板11の下には、パイレックスガラス台座1
6が設けられている。次に、この半導体圧力センサの製
造手順について説明する。N形のシリコン基板11を用
意し、このシリコン基板11上にシーズホール11aを
残して酸化膜10を熱酸化により形成する。次に、シリ
コン基板11上の全面にポリシリコン層(図示しない)
を5000Å堆積し、この上にさらに厚さ500Åの窒
化膜(図示しない)をストライプ状に形成してレーザ光
線の反射防止膜とした後、ポリシリコン層全面にアルゴ
ンレーザ光線を照射、走査させる。アルゴンレーザ光線
が照射された部分のポリシリコン層は溶融し、アルゴン
レーザ光線の照射が終わると再び固まるが、この時シー
ズホール11aの部分と同じ結晶方位をもって単結晶化
して固化する。この後、窒化膜からなる反射防止膜を除
去する。
【0012】次に、上記再結晶化層を拡散ゲージ抵抗1
2となる部分を複数(通常4本)残してエッチング除去
する。残った再結晶化層に不純物(例えばボロン)を公
知のイオン注入法により注入し、その後熱処理を施し、
酸化膜10上に拡散ゲージ抵抗12を電気的にシリコン
基板11と絶縁された状態で形成する。次いで、(高
温)酸化膜13を形成し、拡散ゲージ抵抗12の端部に
はコンタクトホール12aを写真製版技術により開孔す
る。このコンタクトホール12aからチップ外周近傍ま
でをアルミニウム等により金属配線14を形成した後、
ボンディングパッド14a部分を残してガラスコート1
5で金属配線14を保護する。最後にシリコン基板11
の裏面から拡散ゲージ抵抗12が配置されている領域を
シリコンエッチングし、ダイヤフラム2を形成する。こ
うして作製した半導体圧力センサチップのシリコン基板
11と拡散ゲージ抵抗12間の電気絶縁耐力は、シーズ
ホールと拡散ゲージ抵抗12との距離が50μm程度し
かないため、150V〜200V程度しかない。そこ
で、さらに電気絶縁耐力を高めるため、この発明では片
面にCr/Ni/Auなどの多層メタライズ層を形成し貫
通孔を有するパイレックスガラス台座16を用いたもの
である。従って、パイレックスガラス台座16によって
電気的な絶縁が図られるので、1500V〜2000V
の絶縁耐力を達成することができる。なお、アウターリ
ードピン18と金属ヘッダ31との絶縁耐力は、半導体
圧力センサチップ1とパイレックスガラス台座16との
絶縁耐力に比べ、1.2倍以上あることが望ましい。
【0013】さらに、半導体圧力センサチップ1の裏面
(シリコンの地肌が露出している)と貫通孔を有するパ
イレックスガラス台座16のメタライズ層が形成されて
いない面を対向させ、公知の陽極接合技術を用いてシリ
コン基板11とパイレックスガラス台座16の直接接合
を行う。このようにして得た半導体圧力センサチップ1
とパイレックス台座16との接合体を、圧力導入管32
を有する金属ヘッダ31にAu/Si半田などの高温ロウ
材34で半田ダイボンドする。次に、半導体圧力センサ
チップ1のボンディングパッド14aと、金属ヘッダ3
1に絶縁材31aで固定されたインナーリードピン17
とを金属細線19でワイヤボンドし、アウターリードピ
ン18と拡散ゲージ抵抗12とを電気的に接続する。次
いで、金属ヘッダ31に真空中で金属キャップ33を溶
接することによって、絶対圧形の再結晶化法によるSO
I形の半導体圧力センサが製造できる。
【0014】なお、上述した実施例では、絶対圧形の半
導体圧力センサを示したが、金属キャップ33の頂部に
穴を明けておき、大気中で金属ヘッダ31を溶接するこ
とによって、ゲージ圧形の半導体圧力センサを得ること
ができる。また、シリコン基板11の裏面側からシリコ
ン基板11を均一にラッピング除去により削り取り、半
導体圧力センサチップ1全体の厚さを酸化膜10の厚さ
近くまで薄くしても良い。
【0015】
【発明の効果】この発明は以上説明したとおり、レーザ
再結晶化法により作製され、一方の面にダイヤフラムが
形成されたシリコン基板及びこのシリコン基板の他方の
面に酸化膜を介して形成された拡散ゲージ抵抗を有する
SOI形の半導体圧力センサチップと、この半導体圧力
センサチップのシリコン基板の上記一方の面に陽極接合
により接着されると共に、上記半導体圧力センサチップ
のダイヤフラムに対応した位置に貫通孔を有するパイレ
ックスガラス台座と、このパイレックスガラス台座に接
合され、上記パイレックスガラス台座の貫通孔に連通し
た貫通孔を有する金属ヘッダと、上記拡散ゲージ抵抗に
電気的に接続された金属細線と、この金属細線に電気的
に接続され、上記金属ヘッダに絶縁されて固定されたリ
ードピンと、上記半導体圧力センサチップ、上記パイレ
ックスガラス台座、上記金属細線及び上記リードピンを
覆って上記金属ヘッダに設けられた金属キャップとを備
えたので、電気絶縁耐力が1500V〜2000Vであ
り、同時に200℃〜300℃の高温での動作が可能で
あり、冷媒圧測定用の圧力センサとしても対応できると
いう効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による半導体圧力センサを
示す概略側断面図である。
【図2】従来の半導体圧力センサを示す概略側断面図で
ある。
【符号の説明】
1 半導体圧力センサチップ 2 ダイヤフラム 10 酸化膜 11 シリコン基板 11a シーズホール 12 拡散ゲージ抵抗 12a コンタクトホール 13 酸化膜層 14 金属配線 14a ボンディングパッド 15 ガラスコート 16 パイレックスガラス台座 17 インナーリードピン 18 アウターリードピン 19 金属細線 21a 貫通孔 31 金属ヘッダ 31a 絶縁材 31b 貫通孔 32 圧力導入管 33 金属キャップ 34 高温ロウ材

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザ再結晶化法により作製され、一方
    の面にダイヤフラムが形成されたシリコン基板及びこの
    シリコン基板の他方の面に酸化膜を介して形成された拡
    散ゲージ抵抗を有するSOI形の半導体圧力センサチッ
    プと、 この半導体圧力センサチップのシリコン基板の上記一方
    の面に陽極接合により接着されると共に、上記半導体圧
    力センサチップのダイヤフラムに対応した位置に貫通孔
    を有するパイレックスガラス台座と、 このパイレックスガラス台座に接合され、上記パイレッ
    クスガラス台座の貫通孔に連通した貫通孔を有する金属
    ヘッダと、 上記拡散ゲージ抵抗に電気的に接続された金属細線と、 この金属細線に電気的に接続され、上記金属ヘッダに絶
    縁されて固定されたリードピンと、 上記半導体圧力センサチップ、上記パイレックスガラス
    台座、上記金属細線及び上記リードピンを覆って上記金
    属ヘッダに設けられた金属キャップとを備えたことを特
    徴とする半導体圧力センサ。
JP4272015A 1992-10-09 1992-10-09 半導体圧力センサ Pending JPH06125096A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6021673A (en) * 1998-02-06 2000-02-08 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor pressure detecting device
US6127713A (en) * 1998-02-17 2000-10-03 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor pressure detecting device
WO2015045779A1 (ja) * 2013-09-30 2015-04-02 日立オートモティブシステムズ株式会社 力学量測定装置及びその製造方法
CN112151467A (zh) * 2020-09-11 2020-12-29 安徽龙芯微科技有限公司 一种芯片封装体及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5519864A (en) * 1978-07-28 1980-02-12 Hitachi Ltd Semiconductor distortion gauge type pressure sensor and manufacture thereof
JPS6272178A (ja) * 1985-09-26 1987-04-02 Nippon Denso Co Ltd 半導体圧力検出装置およびその製造方法
JPH0476959A (ja) * 1990-07-19 1992-03-11 Mitsubishi Electric Corp 半導体圧力センサの製造方法
JPH04272015A (ja) * 1991-02-25 1992-09-28 Kubota Corp スクリュー式定量供給装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5519864A (en) * 1978-07-28 1980-02-12 Hitachi Ltd Semiconductor distortion gauge type pressure sensor and manufacture thereof
JPS6272178A (ja) * 1985-09-26 1987-04-02 Nippon Denso Co Ltd 半導体圧力検出装置およびその製造方法
JPH0476959A (ja) * 1990-07-19 1992-03-11 Mitsubishi Electric Corp 半導体圧力センサの製造方法
JPH04272015A (ja) * 1991-02-25 1992-09-28 Kubota Corp スクリュー式定量供給装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6021673A (en) * 1998-02-06 2000-02-08 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor pressure detecting device
US6127713A (en) * 1998-02-17 2000-10-03 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor pressure detecting device
WO2015045779A1 (ja) * 2013-09-30 2015-04-02 日立オートモティブシステムズ株式会社 力学量測定装置及びその製造方法
CN112151467A (zh) * 2020-09-11 2020-12-29 安徽龙芯微科技有限公司 一种芯片封装体及其制备方法

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