JPH0626963A - 過圧防止型差圧センサー及びその製造方法 - Google Patents
過圧防止型差圧センサー及びその製造方法Info
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- JPH0626963A JPH0626963A JP4105429A JP10542992A JPH0626963A JP H0626963 A JPH0626963 A JP H0626963A JP 4105429 A JP4105429 A JP 4105429A JP 10542992 A JP10542992 A JP 10542992A JP H0626963 A JPH0626963 A JP H0626963A
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- G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
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- G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 集積回路バッチ処理技術を利用して、新しい
過圧防止型圧力センサーを簡単且つ安価に製造する。 【構成】 本発明の過圧防止型差圧センサーは、以下の
工程に従って製造される。基板前面に形成され犠牲材が
充填されている空胴上に、ダイアフラム材を析出させた
後、犠牲材を取り除き、自由ダイアフラムを形成する。
ここで、空胴の床部は第一（前方）圧力絞りとして作用
し、ダイアフラム上面に掛かる圧力に応じたダイアフラ
ムのたわみ量を制限する。次に、ダイアフラムの底面に
圧力を伝えるポートを設ける。更に、必要に応じて、ダ
イアフラムの上面周囲に設置される支柱にキャップを固
着することにより、ダイアフラムの底面に掛かる圧力に
応じたダイアフラムのたわみ量を制限する第二（背圧）
絞りを形成する。この場合、ダイアフラムの上面に圧力
が伝わるように、所定の間隔を開けて支柱を配置する。
過圧防止型圧力センサーを簡単且つ安価に製造する。 【構成】 本発明の過圧防止型差圧センサーは、以下の
工程に従って製造される。基板前面に形成され犠牲材が
充填されている空胴上に、ダイアフラム材を析出させた
後、犠牲材を取り除き、自由ダイアフラムを形成する。
ここで、空胴の床部は第一（前方）圧力絞りとして作用
し、ダイアフラム上面に掛かる圧力に応じたダイアフラ
ムのたわみ量を制限する。次に、ダイアフラムの底面に
圧力を伝えるポートを設ける。更に、必要に応じて、ダ
イアフラムの上面周囲に設置される支柱にキャップを固
着することにより、ダイアフラムの底面に掛かる圧力に
応じたダイアフラムのたわみ量を制限する第二（背圧）
絞りを形成する。この場合、ダイアフラムの上面に圧力
が伝わるように、所定の間隔を開けて支柱を配置する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、差圧を検出する圧力セ
ンサー、更に詳しくは、過圧防止型差圧センサーに関す
る。
ンサー、更に詳しくは、過圧防止型差圧センサーに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】圧力に応じてたわむシリコンダイアフラ
ムを用いた、シングル及びデュアル圧力センサーが知ら
れている。ダイアフラムのたわみは、一般に、ダイアフ
ラムのはしに設けられる圧電抵抗素子等の検出部により
検出される。これらのセンサーは、バッチ組立が可能な
ように設計されており、検出される圧力範囲は、ダイア
フラムの大きさ、厚み、及び、長さによって決まる。
ムを用いた、シングル及びデュアル圧力センサーが知ら
れている。ダイアフラムのたわみは、一般に、ダイアフ
ラムのはしに設けられる圧電抵抗素子等の検出部により
検出される。これらのセンサーは、バッチ組立が可能な
ように設計されており、検出される圧力範囲は、ダイア
フラムの大きさ、厚み、及び、長さによって決まる。
【０００３】これらのセンサーを周囲の影響から守るた
めに、センサーのダイアフラムは、圧縮不能な流体を用
いて周囲から掛かる圧力を検出ダイアフラムに伝達する
アイソレータにより、絶縁されている。掛けられた圧力
が所定の限界に達した場合には、過圧防止装置が働い
て、アイソレータの流体がそれ以上圧力をセンサーに伝
えないように制限する。例えば、米国特許Ｎｏ．４，９
４９，５８１（スタンレー・Ｅ・ラッド・ジュニア：１
９９０年８月２１日）には、実質的に圧縮不能なアイソ
レータ流体を二つの容量に分け、圧力をこの流体に分け
て伝える過圧防止装置が開示されている。二つの容量に
分けられたアイソレータ流体は、それぞれ、ダイアフラ
ムの一方の端に流体接触しており、センサーに掛かる圧
力をこの二つのアイソレータダイアフラムにより制限す
る。所定の差圧限界を超えた場合には、（その大きな圧
力に応じて）二つのアイソレータダイアフラムの内一つ
が、アイソレータダイアフラム支持体に対して、最大限
度までたわむ。支持体に対してダイアフラムが最大限度
までたわむと、それ以上の圧力増加がセンサーに伝えら
れることはない。これら過圧防止装置の圧力限界は、ダ
イアフラムを永続的に変形させ、その結果センサー性能
を落とすような大きさの圧力から、比較的低い圧力限界
しか持たないセンサーダイアフラムを保護するように設
定されている。
めに、センサーのダイアフラムは、圧縮不能な流体を用
いて周囲から掛かる圧力を検出ダイアフラムに伝達する
アイソレータにより、絶縁されている。掛けられた圧力
が所定の限界に達した場合には、過圧防止装置が働い
て、アイソレータの流体がそれ以上圧力をセンサーに伝
えないように制限する。例えば、米国特許Ｎｏ．４，９
４９，５８１（スタンレー・Ｅ・ラッド・ジュニア：１
９９０年８月２１日）には、実質的に圧縮不能なアイソ
レータ流体を二つの容量に分け、圧力をこの流体に分け
て伝える過圧防止装置が開示されている。二つの容量に
分けられたアイソレータ流体は、それぞれ、ダイアフラ
ムの一方の端に流体接触しており、センサーに掛かる圧
力をこの二つのアイソレータダイアフラムにより制限す
る。所定の差圧限界を超えた場合には、（その大きな圧
力に応じて）二つのアイソレータダイアフラムの内一つ
が、アイソレータダイアフラム支持体に対して、最大限
度までたわむ。支持体に対してダイアフラムが最大限度
までたわむと、それ以上の圧力増加がセンサーに伝えら
れることはない。これら過圧防止装置の圧力限界は、ダ
イアフラムを永続的に変形させ、その結果センサー性能
を落とすような大きさの圧力から、比較的低い圧力限界
しか持たないセンサーダイアフラムを保護するように設
定されている。
【０００４】センサーの感度範囲を上げ、且つ、低い差
圧範囲を測定するために用いられるダイアフラムを保護
する方法として、ダイアフラムにセンターボスを設ける
方法が提案されている。ダイアフラムに過剰な圧力が掛
かると、ボスが働いて、損傷が起こる前にダイアフラム
のたわみを制限する。このようなボスが用いられている
例としては、上述の関連特許が挙げられる。更に、米国
特許Ｎｏ．４，７９０，１９２（トーマス・Ａ・ネクト
ら）には、ダイアフラムから伸張する過圧防止ボスの製
造方法が開示されている。
圧範囲を測定するために用いられるダイアフラムを保護
する方法として、ダイアフラムにセンターボスを設ける
方法が提案されている。ダイアフラムに過剰な圧力が掛
かると、ボスが働いて、損傷が起こる前にダイアフラム
のたわみを制限する。このようなボスが用いられている
例としては、上述の関連特許が挙げられる。更に、米国
特許Ｎｏ．４，７９０，１９２（トーマス・Ａ・ネクト
ら）には、ダイアフラムから伸張する過圧防止ボスの製
造方法が開示されている。
【０００５】しかし、このボスを用いる方式には、ダイ
アフラムのたわみ、即ち、感度が過圧ボスにより影響を
受けるという欠点があった。センターボスを用いた場
合、ダイアフラムの柔軟性がボスの周囲の部分で低下す
るため、圧力感度が低くなるという傾向がある。圧力感
度範囲を同じにするためには、センターボスを用いない
ダイアフラムに比べて、ボス型ダイアフラムの面積を大
きくせざるをえず、貴重なシリコンを余分に消費する結
果となっていた。更に、過剰な圧力により、ダイアフラ
ムの非支持部が破損する可能性もあった。従って、この
ようなボス型圧力検出ダイアフラムは、限られた範囲で
しか適用できなかった。
アフラムのたわみ、即ち、感度が過圧ボスにより影響を
受けるという欠点があった。センターボスを用いた場
合、ダイアフラムの柔軟性がボスの周囲の部分で低下す
るため、圧力感度が低くなるという傾向がある。圧力感
度範囲を同じにするためには、センターボスを用いない
ダイアフラムに比べて、ボス型ダイアフラムの面積を大
きくせざるをえず、貴重なシリコンを余分に消費する結
果となっていた。更に、過剰な圧力により、ダイアフラ
ムの非支持部が破損する可能性もあった。従って、この
ようなボス型圧力検出ダイアフラムは、限られた範囲で
しか適用できなかった。
【０００６】米国特許Ｎｏ．４，９０５，５７５（ネク
トら：１９９０年３月６日）に、上述の方式の欠点を改
良した二方向圧力センサーが開示されている。この方式
では、シリコンダイアフラムが、ダイアフラムを収容
し、また、過圧条件下でダイアフラムを支持するための
窪みを有する二つのガラスベースプレートの間に、載置
されている。ダイアフラムに過圧が掛かると、支持プレ
ートが絞りとして作用して、ダイアフラムを過剰な応力
から保護する。更に、この圧力センサーには、中央たわ
み部を規定するための溝を相対する二つの面に備える、
ダイアフラムが用いられている。ダイアフラムの溝が自
由端として働くため、ダイアフラムの端に掛かる曲げ応
力が減少し、より大きな作用圧力にも破損することなく
耐えることができる。
トら：１９９０年３月６日）に、上述の方式の欠点を改
良した二方向圧力センサーが開示されている。この方式
では、シリコンダイアフラムが、ダイアフラムを収容
し、また、過圧条件下でダイアフラムを支持するための
窪みを有する二つのガラスベースプレートの間に、載置
されている。ダイアフラムに過圧が掛かると、支持プレ
ートが絞りとして作用して、ダイアフラムを過剰な応力
から保護する。更に、この圧力センサーには、中央たわ
み部を規定するための溝を相対する二つの面に備える、
ダイアフラムが用いられている。ダイアフラムの溝が自
由端として働くため、ダイアフラムの端に掛かる曲げ応
力が減少し、より大きな作用圧力にも破損することなく
耐えることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この後者の方
式では、ダイアフラムの相対する面に溝を設けるため
に、ダイアフラム製造時に厳密な公差制御が求められ
る。また、特に、異なった検出範囲を持つ複数の検出ダ
イアフラムからなるダイアフラム配列をセンサーに備え
る場合には、組立時にガラス製のベース支持体を正確に
配列することが必要となる。更に、この方式では、ガラ
スとシリコンの強度並びに熱係数が異なるという問題も
あった。即ち、センサーの適用温度及び圧力範囲が広い
場合には、この材料の特性差により、応力が生じ、無視
できないような大きな検出誤差が生じる可能性があっ
た。
式では、ダイアフラムの相対する面に溝を設けるため
に、ダイアフラム製造時に厳密な公差制御が求められ
る。また、特に、異なった検出範囲を持つ複数の検出ダ
イアフラムからなるダイアフラム配列をセンサーに備え
る場合には、組立時にガラス製のベース支持体を正確に
配列することが必要となる。更に、この方式では、ガラ
スとシリコンの強度並びに熱係数が異なるという問題も
あった。即ち、センサーの適用温度及び圧力範囲が広い
場合には、この材料の特性差により、応力が生じ、無視
できないような大きな検出誤差が生じる可能性があっ
た。
【０００８】本発明は、従来技術における上述の課題を
解決するためになされたものであり、集積回路バッチ処
理技術を利用した、新しい過圧防止シリコンチップセン
サーを提供することを目的とする。更に詳しくは、本発
明は、圧力解放後にダイアフラムが過圧絞りに付着する
ことがないように構成され、また、製造及び組立公差の
許容度が広く、簡単に製造できる過圧防止型センサーを
提供することを目的とする。また、本発明は、集積回路
バッチ処理技術を利用して、異なった圧力検出範囲を有
する過圧防止型センサー配列を製造する方法を提供する
ことを目的とする。詳しくは、本発明は、過圧保護手段
を有するセンサー配列を簡単且つ安価に製造する方法を
提供することを目的とする。
解決するためになされたものであり、集積回路バッチ処
理技術を利用した、新しい過圧防止シリコンチップセン
サーを提供することを目的とする。更に詳しくは、本発
明は、圧力解放後にダイアフラムが過圧絞りに付着する
ことがないように構成され、また、製造及び組立公差の
許容度が広く、簡単に製造できる過圧防止型センサーを
提供することを目的とする。また、本発明は、集積回路
バッチ処理技術を利用して、異なった圧力検出範囲を有
する過圧防止型センサー配列を製造する方法を提供する
ことを目的とする。詳しくは、本発明は、過圧保護手段
を有するセンサー配列を簡単且つ安価に製造する方法を
提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明の差圧センサーは、床部が前方圧力絞りを規
定する空胴をその頂面に有するシリコン基板と、前記空
胴上に広がる変形可能なポリシリコンダイアフラムで、
ダイアフラムの上側に掛かる圧力に応じた前記ダイアフ
ラムのたわみが前記前方圧力絞りにより制限されるよう
なダイアフラムと、前記ダイアフラムの下側に圧力を掛
けるための圧力付加手段と、前記ダイアフラムの両側の
圧力差によるダイアフラムの相対的なたわみを検出する
ための電気手段と、を備えることを特徴とする。前記圧
力付加手段は、例えば、基板の裏面をエッチングするこ
とにより形成されるポートである。また、空胴の床部
を、過圧条件下においてダイアフラムが前記床部に固着
しないようにする材料、例えば、窒化物、でコーティン
グすることが望ましい。
め、本発明の差圧センサーは、床部が前方圧力絞りを規
定する空胴をその頂面に有するシリコン基板と、前記空
胴上に広がる変形可能なポリシリコンダイアフラムで、
ダイアフラムの上側に掛かる圧力に応じた前記ダイアフ
ラムのたわみが前記前方圧力絞りにより制限されるよう
なダイアフラムと、前記ダイアフラムの下側に圧力を掛
けるための圧力付加手段と、前記ダイアフラムの両側の
圧力差によるダイアフラムの相対的なたわみを検出する
ための電気手段と、を備えることを特徴とする。前記圧
力付加手段は、例えば、基板の裏面をエッチングするこ
とにより形成されるポートである。また、空胴の床部
を、過圧条件下においてダイアフラムが前記床部に固着
しないようにする材料、例えば、窒化物、でコーティン
グすることが望ましい。
【００１０】本発明の差圧センサーは、更に、背圧絞り
を支持するためにダイアフラムの回りに配置される支柱
と、ダイアフラムの上方、前記支柱上に載置されて背圧
絞りを規定するキャップで、ダイアフラムの下側に掛か
る圧力に応じたダイアフラムのたわみを制限するように
作用するキャップと、を備えることを特徴とする。シリ
コン基板上に一つあるいは複数の追加空胴を形成して、
前記頂面に形成された空胴と相互に連結させて、空胴配
列を形成するようにしてもよい。この場合、空胴配列の
内少なくとも二つの空胴を異なった大きさにして、この
二つの大きさの異なった空胴上にダイアフラムを広げる
ように載置することにより、異なった圧力範囲を検出す
る。また、空胴配列の内少なくとも二つの空胴は、基板
に形成されたチャネルにより相互に連絡し、コモンポー
トを形成している。前記ポートは、例えば、基板の底面
をエッチングすることにより形成される。更に、各空胴
を、過圧条件下においてダイアフラムが空胴の床部に固
着しないようにする材料、例えば、窒化物、でコーティ
ングすることが望ましい。
を支持するためにダイアフラムの回りに配置される支柱
と、ダイアフラムの上方、前記支柱上に載置されて背圧
絞りを規定するキャップで、ダイアフラムの下側に掛か
る圧力に応じたダイアフラムのたわみを制限するように
作用するキャップと、を備えることを特徴とする。シリ
コン基板上に一つあるいは複数の追加空胴を形成して、
前記頂面に形成された空胴と相互に連結させて、空胴配
列を形成するようにしてもよい。この場合、空胴配列の
内少なくとも二つの空胴を異なった大きさにして、この
二つの大きさの異なった空胴上にダイアフラムを広げる
ように載置することにより、異なった圧力範囲を検出す
る。また、空胴配列の内少なくとも二つの空胴は、基板
に形成されたチャネルにより相互に連絡し、コモンポー
トを形成している。前記ポートは、例えば、基板の底面
をエッチングすることにより形成される。更に、各空胴
を、過圧条件下においてダイアフラムが空胴の床部に固
着しないようにする材料、例えば、窒化物、でコーティ
ングすることが望ましい。
【００１１】別の実施形態では、差圧センサーは、複数
の空胴からなる空胴配列をその頂面に有し、前記空胴の
少なくとも一つが前方圧力絞りを規定する床部を持つ、
シリコン基板と、少なくとも一つの空胴上に広がるポリ
シリコンダイアフラムで、ダイアフラムの上側に掛かる
圧力に応じた前記ダイアフラムのたわみが前記前方圧力
絞りにより制限されるようなダイアフラムと、前記ダイ
アフラムの下側に圧力を掛けるための一つあるいは複数
のポートと、前記ダイアフラムの両側の圧力差によるダ
イアフラムの相対的なたわみを検出するための電気手段
と、を備えることを特徴とする。
の空胴からなる空胴配列をその頂面に有し、前記空胴の
少なくとも一つが前方圧力絞りを規定する床部を持つ、
シリコン基板と、少なくとも一つの空胴上に広がるポリ
シリコンダイアフラムで、ダイアフラムの上側に掛かる
圧力に応じた前記ダイアフラムのたわみが前記前方圧力
絞りにより制限されるようなダイアフラムと、前記ダイ
アフラムの下側に圧力を掛けるための一つあるいは複数
のポートと、前記ダイアフラムの両側の圧力差によるダ
イアフラムの相対的なたわみを検出するための電気手段
と、を備えることを特徴とする。
【００１２】更に別の実施形態では、差圧センサーは、
床部が第一圧力絞りを規定する空胴をその頂面に有する
シリコン基板と、前記空胴上に広がる変形可能なダイア
フラムで、ダイアフラムの上側に掛かる圧力に応じた前
記ダイアフラムのたわみが前記第一圧力絞りにより制限
されるようなダイアフラムと、背圧絞りを支持するため
にダイアフラムの回りに配置される支柱と、ダイアフラ
ムの上方、前記支柱上に載置されて背圧絞りを規定する
キャップで、ダイアフラムの下側に掛かる圧力に応じた
ダイアフラムのたわみを制限するように作用するキャッ
プと、前記ダイアフラムの下側に圧力を掛けるための圧
力付加手段と、前記ダイアフラムの両側の圧力差による
ダイアフラムの相対的なたわみを検出するための電気手
段と、を備えることを特徴とする。前記圧力付加手段
は、例えば、基板の裏面をエッチングすることにより形
成されるポートであってもよいし、あるいは、空胴と、
空胴と離れたところにあるポートとを相互に連結するた
めに基板に形成されたチャネルであってもよい。また、
空胴の床部を、過圧条件下においてダイアフラムが前記
床部に固着しないようにする材料、例えば、酸化物ある
いは窒化物で、コーティングすることが望ましい。更
に、キャップも、過圧条件下においてダイアフラムが前
記キャップに固着しないようにする材料でコーティング
されることが望ましい。キャップは、ホウ素でドープし
た酸化物またはスピン−オン−グラスを結合剤として用
いて、あるいは、金属シリコン接着剤により、前記支柱
に固着される。
床部が第一圧力絞りを規定する空胴をその頂面に有する
シリコン基板と、前記空胴上に広がる変形可能なダイア
フラムで、ダイアフラムの上側に掛かる圧力に応じた前
記ダイアフラムのたわみが前記第一圧力絞りにより制限
されるようなダイアフラムと、背圧絞りを支持するため
にダイアフラムの回りに配置される支柱と、ダイアフラ
ムの上方、前記支柱上に載置されて背圧絞りを規定する
キャップで、ダイアフラムの下側に掛かる圧力に応じた
ダイアフラムのたわみを制限するように作用するキャッ
プと、前記ダイアフラムの下側に圧力を掛けるための圧
力付加手段と、前記ダイアフラムの両側の圧力差による
ダイアフラムの相対的なたわみを検出するための電気手
段と、を備えることを特徴とする。前記圧力付加手段
は、例えば、基板の裏面をエッチングすることにより形
成されるポートであってもよいし、あるいは、空胴と、
空胴と離れたところにあるポートとを相互に連結するた
めに基板に形成されたチャネルであってもよい。また、
空胴の床部を、過圧条件下においてダイアフラムが前記
床部に固着しないようにする材料、例えば、酸化物ある
いは窒化物で、コーティングすることが望ましい。更
に、キャップも、過圧条件下においてダイアフラムが前
記キャップに固着しないようにする材料でコーティング
されることが望ましい。キャップは、ホウ素でドープし
た酸化物またはスピン−オン−グラスを結合剤として用
いて、あるいは、金属シリコン接着剤により、前記支柱
に固着される。
【００１３】本発明の更に別の実施形態では、差圧セン
サーは、複数の空胴からなる空胴配列をその頂面に有
し、前記空胴の少なくとも一つが第一圧力絞りを規定す
る床部を持つ、シリコン基板と、少なくとも一つの空胴
上に広がるダイアフラムで、ダイアフラムの上側に掛か
る圧力に応じた前記ダイアフラムのたわみが前記第一圧
力絞りにより制限されるようなダイアフラムと、第二圧
力絞りを支持するために前記ダイアフラムの回りに配置
される支柱と、ダイアフラムの上方、前記支柱上に載置
されて第二圧力絞りを規定するキャップで、ダイアフラ
ムの下側に掛かる圧力に応じたダイアフラムのたわみを
制限するように作用するキャップと、前記ダイアフラム
の下側に圧力を掛けるための一つあるいは複数のポート
と、前記ダイアフラムの両側の圧力差によるダイアフラ
ムの相対的なたわみを検出するための電気手段と、を備
えることを特徴とする。この場合、空胴配列の内少なく
とも二つの空胴を異なった大きさにして、この二つの大
きさの異なった空胴上にダイアフラムを広げるように載
置することにより、異なった圧力範囲を検出する。ま
た、空胴配列の内少なくとも二つの空胴は、基板に形成
されたチャネルにより相互に連絡し、コモンポートを形
成している。前記ポートは、例えば、基板の底面をエッ
チングすることにより形成される。更に、各空胴並びに
キャップを、過圧条件下においてダイアフラムがそれぞ
れ空胴の床部並びにキャップに固着しないようにする材
料でコーティングすることが望ましい。
サーは、複数の空胴からなる空胴配列をその頂面に有
し、前記空胴の少なくとも一つが第一圧力絞りを規定す
る床部を持つ、シリコン基板と、少なくとも一つの空胴
上に広がるダイアフラムで、ダイアフラムの上側に掛か
る圧力に応じた前記ダイアフラムのたわみが前記第一圧
力絞りにより制限されるようなダイアフラムと、第二圧
力絞りを支持するために前記ダイアフラムの回りに配置
される支柱と、ダイアフラムの上方、前記支柱上に載置
されて第二圧力絞りを規定するキャップで、ダイアフラ
ムの下側に掛かる圧力に応じたダイアフラムのたわみを
制限するように作用するキャップと、前記ダイアフラム
の下側に圧力を掛けるための一つあるいは複数のポート
と、前記ダイアフラムの両側の圧力差によるダイアフラ
ムの相対的なたわみを検出するための電気手段と、を備
えることを特徴とする。この場合、空胴配列の内少なく
とも二つの空胴を異なった大きさにして、この二つの大
きさの異なった空胴上にダイアフラムを広げるように載
置することにより、異なった圧力範囲を検出する。ま
た、空胴配列の内少なくとも二つの空胴は、基板に形成
されたチャネルにより相互に連絡し、コモンポートを形
成している。前記ポートは、例えば、基板の底面をエッ
チングすることにより形成される。更に、各空胴並びに
キャップを、過圧条件下においてダイアフラムがそれぞ
れ空胴の床部並びにキャップに固着しないようにする材
料でコーティングすることが望ましい。
【００１４】本発明の過圧防止型差圧センサーの製造方
法は、（１）基板の上面に、前方圧力絞りを規定する所
定の深さと形状を有する空胴を形成する工程と、（２）
前記空胴を犠牲スペーサ材で充填する工程と、（３）基
板表面並びに犠牲材上に変形可能なダイアフラム材の層
を析出させる工程と、（４）基板材の一部を取り除い
て、前記犠牲スペーサ材を除去するための、また、前記
ダイアフラム材の下側に背圧をかけるための、ポートを
形成する工程と、（５）前記犠牲スペーサ材を空胴から
取り除き、ダイアフラム用の前方圧力絞りを形成する工
程と、を備えることを特徴とする。
法は、（１）基板の上面に、前方圧力絞りを規定する所
定の深さと形状を有する空胴を形成する工程と、（２）
前記空胴を犠牲スペーサ材で充填する工程と、（３）基
板表面並びに犠牲材上に変形可能なダイアフラム材の層
を析出させる工程と、（４）基板材の一部を取り除い
て、前記犠牲スペーサ材を除去するための、また、前記
ダイアフラム材の下側に背圧をかけるための、ポートを
形成する工程と、（５）前記犠牲スペーサ材を空胴から
取り除き、ダイアフラム用の前方圧力絞りを形成する工
程と、を備えることを特徴とする。
【００１５】本発明の別の実施形態である過圧防止型差
圧センサーの製造方法は、（１）基板の上面に、上方を
覆うダイアフラム用の前方圧力絞りを規定する所定の深
さと形状を有する空胴を形成する工程と、（２）前記空
胴を犠牲材で充填する工程と、（３）基板表面並びに犠
牲材上に変形可能なダイアフラム材の層を析出させる工
程と、（４）前記ダイアフラム材を通り、犠牲材に連絡
する一つあるいは複数のチャネルを形成する工程と、
（５）前記犠牲材をチャネルを介して取り除き、空胴上
に広がるダイアフラムを規定する工程と、（６）前記チ
ャネルを閉じて、空胴をシールする工程と、（７）前記
基板の底面から基板材の一部を取り除いて、前記ダイア
フラムの下側に背圧をかけるための、ポートを形成する
工程と、を備えることを特徴とする。
圧センサーの製造方法は、（１）基板の上面に、上方を
覆うダイアフラム用の前方圧力絞りを規定する所定の深
さと形状を有する空胴を形成する工程と、（２）前記空
胴を犠牲材で充填する工程と、（３）基板表面並びに犠
牲材上に変形可能なダイアフラム材の層を析出させる工
程と、（４）前記ダイアフラム材を通り、犠牲材に連絡
する一つあるいは複数のチャネルを形成する工程と、
（５）前記犠牲材をチャネルを介して取り除き、空胴上
に広がるダイアフラムを規定する工程と、（６）前記チ
ャネルを閉じて、空胴をシールする工程と、（７）前記
基板の底面から基板材の一部を取り除いて、前記ダイア
フラムの下側に背圧をかけるための、ポートを形成する
工程と、を備えることを特徴とする。
【００１６】何れの実施形態においても、更に、過圧条
件下でダイアフラムを空胴の床部に固着させないよう
に、空胴内に所定の材料を析出させてもよい。また、基
板上面の空胴の回りに、背圧絞りを支持するための支柱
を形成し、背圧絞りとして作用するキャップを支柱に固
定するように構成してもよい。
件下でダイアフラムを空胴の床部に固着させないよう
に、空胴内に所定の材料を析出させてもよい。また、基
板上面の空胴の回りに、背圧絞りを支持するための支柱
を形成し、背圧絞りとして作用するキャップを支柱に固
定するように構成してもよい。
【００１７】また、本発明に従う差圧センサー配列の製
造方法は、（１）シリコンウェーハの上面に、前方圧力
絞りを規定するように大きさと深さを定められた複数の
空胴からなる空胴配列を形成する工程と、（２）前記複
数の空胴を犠牲スペーサ材で充填する工程と、（３）シ
リコンウェーハの表面にダイアフラム材の層を析出させ
る工程と、（４）シリコンウェーハの裏面から基板材の
一部を取り除いて、前記空胴配列に連絡するポートを形
成する工程と、（５）前記空胴から犠牲スペーサ材を取
り除き、過圧条件下における各ダイアフラムのたわみを
前方圧力絞りで制限するように、空胴上を覆う変形可能
なダイアフラム配列を形成する工程と、を備えることを
特徴とする。
造方法は、（１）シリコンウェーハの上面に、前方圧力
絞りを規定するように大きさと深さを定められた複数の
空胴からなる空胴配列を形成する工程と、（２）前記複
数の空胴を犠牲スペーサ材で充填する工程と、（３）シ
リコンウェーハの表面にダイアフラム材の層を析出させ
る工程と、（４）シリコンウェーハの裏面から基板材の
一部を取り除いて、前記空胴配列に連絡するポートを形
成する工程と、（５）前記空胴から犠牲スペーサ材を取
り除き、過圧条件下における各ダイアフラムのたわみを
前方圧力絞りで制限するように、空胴上を覆う変形可能
なダイアフラム配列を形成する工程と、を備えることを
特徴とする。
【００１８】この場合、空胴の大きさと深さを変えるこ
とにより、差圧感度の範囲を決めることができる。ウェ
ーハ上にダイアフラム材の層を析出させた後、更に、ダ
イアフラム材上に、各ダイアフラムのたわみを検出する
ための検出素子配列を析出させるように構成してもよ
い。ここで、各検出素子には、外部と電気接続するため
の電気パッドが設けられている。
とにより、差圧感度の範囲を決めることができる。ウェ
ーハ上にダイアフラム材の層を析出させた後、更に、ダ
イアフラム材上に、各ダイアフラムのたわみを検出する
ための検出素子配列を析出させるように構成してもよ
い。ここで、各検出素子には、外部と電気接続するため
の電気パッドが設けられている。
【００１９】本発明の別の実施形態である差圧センサー
配列の製造方法は、（１）シリコンウェーハの上面に、
前方圧力絞りを規定するように大きさと深さを定められ
た複数の空胴からなる空胴配列を形成する工程と、
（２）前記複数の空胴を犠牲スペーサ材で充填する工程
と、（３）シリコンウェーハの表面に、複数の空胴から
前記空胴とは離れた位置までつながるチャネルを形成す
る工程と、（４）シリコンウェーハの表面、前記空胴と
チャネルの上方に、変形可能なダイアフラム材の層を析
出させる工程と、（５）チャネル上に析出したダイアフ
ラム材の一部、正確には、前記空胴から離れた位置にあ
たる部分を取り除く工程と、（６）前記犠牲スペーサ材
をチャネル及び空胴から取り除き、空胴上を覆う変形可
能なダイアフラム配列を形成する工程と、（７）前記チ
ャネルを充填して、空胴をシールする工程と、（８）シ
リコンウェーハの裏面から基板材の一部を取り除いて、
前記空胴配列に連絡する背圧ポートを形成する工程と、
を備えることを特徴とする。
配列の製造方法は、（１）シリコンウェーハの上面に、
前方圧力絞りを規定するように大きさと深さを定められ
た複数の空胴からなる空胴配列を形成する工程と、
（２）前記複数の空胴を犠牲スペーサ材で充填する工程
と、（３）シリコンウェーハの表面に、複数の空胴から
前記空胴とは離れた位置までつながるチャネルを形成す
る工程と、（４）シリコンウェーハの表面、前記空胴と
チャネルの上方に、変形可能なダイアフラム材の層を析
出させる工程と、（５）チャネル上に析出したダイアフ
ラム材の一部、正確には、前記空胴から離れた位置にあ
たる部分を取り除く工程と、（６）前記犠牲スペーサ材
をチャネル及び空胴から取り除き、空胴上を覆う変形可
能なダイアフラム配列を形成する工程と、（７）前記チ
ャネルを充填して、空胴をシールする工程と、（８）シ
リコンウェーハの裏面から基板材の一部を取り除いて、
前記空胴配列に連絡する背圧ポートを形成する工程と、
を備えることを特徴とする。
【００２０】この場合も、空胴の大きさと深さを変える
ことにより、差圧感度の範囲を決めることができる。シ
リコンウェーハ表面の空胴配列回りに、背圧絞りを支持
するための支柱を形成し、背圧絞りとして作用するキャ
ップを、ダイアフラム上方、支柱上に固定するように構
成してもよい。更に、ダイアフラム材上に、各ダイアフ
ラムのたわみを検出するための検出素子配列を析出させ
るように構成してもよい。ここで、各検出素子には、外
部と電気接続するための電気パッドが設けられている。
また、キャップを支柱に固定する前に、電気パッドが露
出するように一列に並ぶ複数の孔をキャップに形成して
もよい。
ことにより、差圧感度の範囲を決めることができる。シ
リコンウェーハ表面の空胴配列回りに、背圧絞りを支持
するための支柱を形成し、背圧絞りとして作用するキャ
ップを、ダイアフラム上方、支柱上に固定するように構
成してもよい。更に、ダイアフラム材上に、各ダイアフ
ラムのたわみを検出するための検出素子配列を析出させ
るように構成してもよい。ここで、各検出素子には、外
部と電気接続するための電気パッドが設けられている。
また、キャップを支柱に固定する前に、電気パッドが露
出するように一列に並ぶ複数の孔をキャップに形成して
もよい。
【００２１】この実施形態における製造法が、更に、部
分的にキャップを貫通する切り欠き部を形成し、センサ
ーウェーハをセンサーパッケージに切り分けたときに電
気パッド上を覆うように張り出すタブを設ける工程と、
センサーウェーハを、前方圧力絞りと背圧絞りとにより
その圧力に応じたたわみが制限される少なくとも一つの
変形可能なダイアフラムを備えるセンサーパッケージ
に、切り分ける工程と、タブを取り除き、電気パッドを
露出させる工程と、を備えるように構成してもよい。
分的にキャップを貫通する切り欠き部を形成し、センサ
ーウェーハをセンサーパッケージに切り分けたときに電
気パッド上を覆うように張り出すタブを設ける工程と、
センサーウェーハを、前方圧力絞りと背圧絞りとにより
その圧力に応じたたわみが制限される少なくとも一つの
変形可能なダイアフラムを備えるセンサーパッケージ
に、切り分ける工程と、タブを取り除き、電気パッドを
露出させる工程と、を備えるように構成してもよい。
【００２２】また、本発明に従う二方向過圧防止型差圧
センサーの製造方法は、（１）基板の上面に、前方圧力
絞りを規定する所定の深さと形状を有する空胴を形成す
る工程と、（２）前記空胴を犠牲スペーサ材で充填する
工程と、（３）基板表面並びに犠牲材上に変形可能なダ
イアフラム材の層を析出させる工程と、（４）前記基板
上面の空胴の回りに、背圧絞りを支持するための支柱を
析出させる工程と、（５）背圧絞りとして作用するキャ
ップを支柱に固定する工程と、（６）基板材の一部を取
り除いて、前記犠牲スペーサ材を除去するためのポート
を形成する工程と、（７）前記犠牲スペーサ材を空胴か
ら取り除く工程と、を備えることを特徴とする。
センサーの製造方法は、（１）基板の上面に、前方圧力
絞りを規定する所定の深さと形状を有する空胴を形成す
る工程と、（２）前記空胴を犠牲スペーサ材で充填する
工程と、（３）基板表面並びに犠牲材上に変形可能なダ
イアフラム材の層を析出させる工程と、（４）前記基板
上面の空胴の回りに、背圧絞りを支持するための支柱を
析出させる工程と、（５）背圧絞りとして作用するキャ
ップを支柱に固定する工程と、（６）基板材の一部を取
り除いて、前記犠牲スペーサ材を除去するためのポート
を形成する工程と、（７）前記犠牲スペーサ材を空胴か
ら取り除く工程と、を備えることを特徴とする。
【００２３】本発明の別の実施形態である二方向過圧防
止型差圧センサーの製造方法は、（１）基板の上面に、
上方に広がるダイアフラム用の第一圧力絞りを規定する
所定の深さと形状を有する空胴を形成する工程と、
（２）前記空胴を犠牲材で充填する工程と、（３）前記
基板表面並びに犠牲材上に変形可能なダイアフラム材の
層を析出させる工程と、（４）前記ダイアフラム材を通
り、犠牲材に連絡する一つあるいは複数のチャネルを形
成する工程と、（５）前記犠牲材をチャネルを介して取
り除き、空胴上に広がるダイアフラムを規定する工程
と、（６）前記チャネルを閉じて、空胴をシールする工
程と、（７）前記基板上面の空胴の回りに、第二圧力絞
りを支持するための支柱を析出させる工程と、（８）ダ
イアフラム用の第二圧力絞りとして作用するキャップを
支柱に固定する工程と、（９）前記基板の底面から基板
材の一部を取り除いて、前記ダイアフラムの下側に圧力
をかけるための、ポートを形成する工程と、を備えるこ
とを特徴とする。
止型差圧センサーの製造方法は、（１）基板の上面に、
上方に広がるダイアフラム用の第一圧力絞りを規定する
所定の深さと形状を有する空胴を形成する工程と、
（２）前記空胴を犠牲材で充填する工程と、（３）前記
基板表面並びに犠牲材上に変形可能なダイアフラム材の
層を析出させる工程と、（４）前記ダイアフラム材を通
り、犠牲材に連絡する一つあるいは複数のチャネルを形
成する工程と、（５）前記犠牲材をチャネルを介して取
り除き、空胴上に広がるダイアフラムを規定する工程
と、（６）前記チャネルを閉じて、空胴をシールする工
程と、（７）前記基板上面の空胴の回りに、第二圧力絞
りを支持するための支柱を析出させる工程と、（８）ダ
イアフラム用の第二圧力絞りとして作用するキャップを
支柱に固定する工程と、（９）前記基板の底面から基板
材の一部を取り除いて、前記ダイアフラムの下側に圧力
をかけるための、ポートを形成する工程と、を備えるこ
とを特徴とする。
【００２４】本発明に従う二方向過圧防止型差圧センサ
ー配列の製造方法は、（１）シリコンウェーハの上面
に、第一圧力絞りを規定するように大きさと深さを定め
られた複数の空胴からなる空胴配列を形成する工程と、
（２）前記複数の空胴を犠牲スペーサ材で充填する工程
と、（３）シリコンウェーハの表面にダイアフラム材の
層を析出させる工程と、（４）前記シリコンウェーハ上
面の空胴配列回りに、第二圧力絞りを支持するための支
柱を析出させる工程と、（５）第二圧力絞りとして作用
するキャップを、ダイアフラム層の上方、支柱上に固定
して、センサーウェーハを形成する工程と、（６）シリ
コンウェーハの裏面から基板材の一部を取り除いて、前
記空胴配列に連絡するポートを形成する工程と、（７）
前記空胴から犠牲スペーサ材を取り除き、圧力に応じた
各ダイアフラムのたわみを第一並びに第二圧力絞りで制
限するように、空胴上を覆う変形可能なダイアフラム配
列を形成する工程と、を備えることを特徴とする。
ー配列の製造方法は、（１）シリコンウェーハの上面
に、第一圧力絞りを規定するように大きさと深さを定め
られた複数の空胴からなる空胴配列を形成する工程と、
（２）前記複数の空胴を犠牲スペーサ材で充填する工程
と、（３）シリコンウェーハの表面にダイアフラム材の
層を析出させる工程と、（４）前記シリコンウェーハ上
面の空胴配列回りに、第二圧力絞りを支持するための支
柱を析出させる工程と、（５）第二圧力絞りとして作用
するキャップを、ダイアフラム層の上方、支柱上に固定
して、センサーウェーハを形成する工程と、（６）シリ
コンウェーハの裏面から基板材の一部を取り除いて、前
記空胴配列に連絡するポートを形成する工程と、（７）
前記空胴から犠牲スペーサ材を取り除き、圧力に応じた
各ダイアフラムのたわみを第一並びに第二圧力絞りで制
限するように、空胴上を覆う変形可能なダイアフラム配
列を形成する工程と、を備えることを特徴とする。
【００２５】空胴の大きさと深さを変えることにより、
差圧感度の範囲を決めることができる。センサーウェー
ハを、過圧条件下で第一及び第二圧力絞りによりそのた
わみが制限される少なくとも一つの変形可能なダイアフ
ラムを備えるセンサーパッケージに、切り分けるように
構成してもよい。更に、ダイアフラム材上に、各ダイア
フラムのたわみを検出するための検出素子配列を析出さ
せるように構成してもよい。ここで、各検出素子には、
外部と電気接続するための電気パッドが設けられてい
る。
差圧感度の範囲を決めることができる。センサーウェー
ハを、過圧条件下で第一及び第二圧力絞りによりそのた
わみが制限される少なくとも一つの変形可能なダイアフ
ラムを備えるセンサーパッケージに、切り分けるように
構成してもよい。更に、ダイアフラム材上に、各ダイア
フラムのたわみを検出するための検出素子配列を析出さ
せるように構成してもよい。ここで、各検出素子には、
外部と電気接続するための電気パッドが設けられてい
る。
【００２６】あるいは、部分的にキャップを貫通する切
り欠き部を形成し、センサーウェーハをセンサーパッケ
ージに切り分けたときに電気パッド上を覆うように張り
出すタブを設ける工程と、センサーウェーハを、過圧条
件下で第一及び第二圧力絞りによりそのたわみが制限さ
れる少なくとも一つの変形可能なダイアフラムを備える
センサーパッケージに、切り分ける工程と、タブを取り
除き、電気パッドを露出させる工程と、を備えるように
構成してもよい。
り欠き部を形成し、センサーウェーハをセンサーパッケ
ージに切り分けたときに電気パッド上を覆うように張り
出すタブを設ける工程と、センサーウェーハを、過圧条
件下で第一及び第二圧力絞りによりそのたわみが制限さ
れる少なくとも一つの変形可能なダイアフラムを備える
センサーパッケージに、切り分ける工程と、タブを取り
除き、電気パッドを露出させる工程と、を備えるように
構成してもよい。
【００２７】本発明の別の実施形態である二方向過圧防
止型差圧センサー配列の製造方法は、（１）シリコンウ
ェーハの上面に、第一圧力絞りを規定するように大きさ
と深さを定められた複数の空胴からなる空胴配列を形成
する工程と、（２）前記複数の空胴を犠牲スペーサ材で
充填する工程と、（３）シリコンウェーハの表面に、複
数の空胴から前記空胴とは離れた位置までつながるチャ
ネルを形成する工程と、（４）シリコンウェーハの表
面、前記空胴とチャネルの上方に、変形可能なダイアフ
ラム材の層を析出させる工程と、（５）チャネル上に析
出したダイアフラム材の一部、正確には、前記空胴から
離れた位置にあたる部分を取り除く工程と、（６）前記
犠牲スペーサ材をチャネル及び空胴から取り除き、空胴
上を覆う変形可能なダイアフラム配列を形成する工程
と、（７）前記チャネルを充填して、空胴をシールする
工程と、（８）前記シリコンウェーハ上面の空胴配列回
りに、第二圧力絞りを支持するための支柱を析出させる
工程と、（９）第二圧力絞りとして作用するキャップ
を、ダイアフラム層の上方、支柱上に固定して、センサ
ーウェーハを形成する工程と、（１０）シリコンウェー
ハの裏面から基板材の一部を取り除いて、前記空胴配列
に連絡する圧力ポートを形成する工程と、を備えること
を特徴とする。
止型差圧センサー配列の製造方法は、（１）シリコンウ
ェーハの上面に、第一圧力絞りを規定するように大きさ
と深さを定められた複数の空胴からなる空胴配列を形成
する工程と、（２）前記複数の空胴を犠牲スペーサ材で
充填する工程と、（３）シリコンウェーハの表面に、複
数の空胴から前記空胴とは離れた位置までつながるチャ
ネルを形成する工程と、（４）シリコンウェーハの表
面、前記空胴とチャネルの上方に、変形可能なダイアフ
ラム材の層を析出させる工程と、（５）チャネル上に析
出したダイアフラム材の一部、正確には、前記空胴から
離れた位置にあたる部分を取り除く工程と、（６）前記
犠牲スペーサ材をチャネル及び空胴から取り除き、空胴
上を覆う変形可能なダイアフラム配列を形成する工程
と、（７）前記チャネルを充填して、空胴をシールする
工程と、（８）前記シリコンウェーハ上面の空胴配列回
りに、第二圧力絞りを支持するための支柱を析出させる
工程と、（９）第二圧力絞りとして作用するキャップ
を、ダイアフラム層の上方、支柱上に固定して、センサ
ーウェーハを形成する工程と、（１０）シリコンウェー
ハの裏面から基板材の一部を取り除いて、前記空胴配列
に連絡する圧力ポートを形成する工程と、を備えること
を特徴とする。
【００２８】この場合も、空胴の大きさと深さを変える
ことにより、差圧感度の範囲を決めることができる。セ
ンサーウェーハを、過圧条件下で第一及び第二圧力絞り
によりそのたわみが制限される少なくとも一つの変形可
能なダイアフラムを備えるセンサーパッケージに、切り
分けるように構成してもよい。更に、ダイアフラム材上
に、各ダイアフラムのたわみを検出するための検出素子
配列を析出させるように構成してもよい。ここで、各検
出素子には、外部と電気接続するための電気パッドが設
けられている。また、キャップを支柱に固定する前に、
電気パッドが露出するように一列に並ぶ複数の孔をキャ
ップに形成してもよい。
ことにより、差圧感度の範囲を決めることができる。セ
ンサーウェーハを、過圧条件下で第一及び第二圧力絞り
によりそのたわみが制限される少なくとも一つの変形可
能なダイアフラムを備えるセンサーパッケージに、切り
分けるように構成してもよい。更に、ダイアフラム材上
に、各ダイアフラムのたわみを検出するための検出素子
配列を析出させるように構成してもよい。ここで、各検
出素子には、外部と電気接続するための電気パッドが設
けられている。また、キャップを支柱に固定する前に、
電気パッドが露出するように一列に並ぶ複数の孔をキャ
ップに形成してもよい。
【００２９】あるいは、部分的にキャップを貫通する切
り欠き部を形成し、センサーウェーハをセンサーパッケ
ージに切り分けたときに電気パッド上を覆うように張り
出すタブを設ける工程と、センサーウェーハを、過圧条
件下で第一及び第二圧力絞りによりそのたわみが制限さ
れる少なくとも一つの変形可能なダイアフラムを備える
センサーパッケージに、切り分ける工程と、タブを取り
除き、電気パッドを露出させる工程と、を備えるように
構成してもよい。
り欠き部を形成し、センサーウェーハをセンサーパッケ
ージに切り分けたときに電気パッド上を覆うように張り
出すタブを設ける工程と、センサーウェーハを、過圧条
件下で第一及び第二圧力絞りによりそのたわみが制限さ
れる少なくとも一つの変形可能なダイアフラムを備える
センサーパッケージに、切り分ける工程と、タブを取り
除き、電気パッドを露出させる工程と、を備えるように
構成してもよい。
【００３０】
【作用】一方向及び二方向過圧防止型センサーは、ダイ
アフラム材をスペーサ上に析出させ、その後、スペーサ
を取り除いて半導体基板の一つの面に空胴を形成するこ
とにより、製造される。過圧条件下では、この均一な空
胴面が圧力絞りとして作用する。更に、必要に応じて、
第二圧力絞りとして、ダイアフラムの上にキャップを設
け、このキャップをダイアフラムの回りに選択的に析出
させた支柱に固着するように構成してもよい。本発明の
方法では、ウェーハ接着が必要となるのは一つの面だけ
であるため、簡単に、二方向過圧防止型センサーを製造
することができる。
アフラム材をスペーサ上に析出させ、その後、スペーサ
を取り除いて半導体基板の一つの面に空胴を形成するこ
とにより、製造される。過圧条件下では、この均一な空
胴面が圧力絞りとして作用する。更に、必要に応じて、
第二圧力絞りとして、ダイアフラムの上にキャップを設
け、このキャップをダイアフラムの回りに選択的に析出
させた支柱に固着するように構成してもよい。本発明の
方法では、ウェーハ接着が必要となるのは一つの面だけ
であるため、簡単に、二方向過圧防止型センサーを製造
することができる。
【００３１】本発明の二方向過圧防止型センサーの製造
方法は、シリコン基板の表面層の空胴に形成された酸化
物スペーサ上にポリシリコンダイアフラム層を析出さ
せ、前記シリコン基板の裏面から酸化物スペーサをエッ
チングすることにより、空胴上に、非支持・自立型のダ
イアフラムを形成することを特徴とする。この場合、基
板の裏面をエッチングすることにより酸化物スペーサを
取り除いて、ダイアフラムの下側に圧力を掛けるポート
を形成してもよいし、あるいは、酸化物スペーサをまず
前面からエッチングして真空空胴としてシールした後、
この空胴に到達し、これと連絡するまでエッチングする
ことにより裏側ポートを形成するという方法を採っても
よい。前者の方式を、以下、「裏面エッチング」方式と
呼び、後者の方式を、「パンチ貫通」方式と呼ぶ。
方法は、シリコン基板の表面層の空胴に形成された酸化
物スペーサ上にポリシリコンダイアフラム層を析出さ
せ、前記シリコン基板の裏面から酸化物スペーサをエッ
チングすることにより、空胴上に、非支持・自立型のダ
イアフラムを形成することを特徴とする。この場合、基
板の裏面をエッチングすることにより酸化物スペーサを
取り除いて、ダイアフラムの下側に圧力を掛けるポート
を形成してもよいし、あるいは、酸化物スペーサをまず
前面からエッチングして真空空胴としてシールした後、
この空胴に到達し、これと連絡するまでエッチングする
ことにより裏側ポートを形成するという方法を採っても
よい。前者の方式を、以下、「裏面エッチング」方式と
呼び、後者の方式を、「パンチ貫通」方式と呼ぶ。
【００３２】空胴が形成された基板表面は、ダイアフラ
ムの上側に過圧が掛けられた場合にダイアフラムの損傷
を防ぐ、第一（前方）過圧絞りとして作用する。望まし
くは、過圧条件下でもダイアフラムが圧力絞りに固着し
ないように、空胴の表面は、二酸化ケイ素あるいは窒化
ケイ素でコーティングされている。この場合、裏側ポー
トをエッチングした後、あるいは、基板内に空胴をエッ
チングした後に、コーティングを行う。ダイアフラム及
び絞り表面は、通常、原子的に滑らかであり、シリコン
センサーの組立の際に固着しやすいため、永続的な固着
を防ぐ目的で表面をコーティングする。
ムの上側に過圧が掛けられた場合にダイアフラムの損傷
を防ぐ、第一（前方）過圧絞りとして作用する。望まし
くは、過圧条件下でもダイアフラムが圧力絞りに固着し
ないように、空胴の表面は、二酸化ケイ素あるいは窒化
ケイ素でコーティングされている。この場合、裏側ポー
トをエッチングした後、あるいは、基板内に空胴をエッ
チングした後に、コーティングを行う。ダイアフラム及
び絞り表面は、通常、原子的に滑らかであり、シリコン
センサーの組立の際に固着しやすいため、永続的な固着
を防ぐ目的で表面をコーティングする。
【００３３】基板の表面層の空胴上にダイアフラムを形
成することにより、前記空胴は埋め込み式圧力絞りとし
て作用する。即ち、ダイアフラムのたわみは、シリコン
基板に到達するまでの空胴の深さに応じて設定される距
離内に制限される。このように構成された本発明のポリ
シリコンダイアフラムは、過圧条件下での圧力測定に際
して、優れた機械的強度と再現性を発揮する。また、圧
力ポートがチップの両側に形成されるため、簡単にセン
サーの載置、組立を行うことができる。更に、本発明の
方法に従い製造される二方向過圧防止型差圧センサー
は、従来装置に比べて、機械的な故障を起こしにくいと
いう利点もある。
成することにより、前記空胴は埋め込み式圧力絞りとし
て作用する。即ち、ダイアフラムのたわみは、シリコン
基板に到達するまでの空胴の深さに応じて設定される距
離内に制限される。このように構成された本発明のポリ
シリコンダイアフラムは、過圧条件下での圧力測定に際
して、優れた機械的強度と再現性を発揮する。また、圧
力ポートがチップの両側に形成されるため、簡単にセン
サーの載置、組立を行うことができる。更に、本発明の
方法に従い製造される二方向過圧防止型差圧センサー
は、従来装置に比べて、機械的な故障を起こしにくいと
いう利点もある。
【００３４】第二（背圧）過圧絞りは、ダイアフラムの
頂面の周囲に所定の高さを持つ支柱を選択的に析出させ
ることにより、形成される。前記支柱は、第二圧力絞り
として作用するキャップを支持するように、また、ダイ
アフラムの頂面に圧力を伝達するように、間隔をおいて
形成される。第二過圧絞りを設けることにより、細心の
注意を払って二つのウェーハを直線的に配置する必要が
なくなり、大きなキャップウェーハを複数の圧力素子が
載置されたウェーハ上に置いて、これと固着させ、この
複合ウェーハをカットして圧力検出チップを形成すると
いう方法で、簡単にウェーハの組立を行うことができ
る。更に、二方向過圧防止型圧力センサーを製造する本
発明の方法を用いて、広い圧力感度範囲を与える複数の
検出素子を積載した単一チップを、比較的安価に、製造
することができる。
頂面の周囲に所定の高さを持つ支柱を選択的に析出させ
ることにより、形成される。前記支柱は、第二圧力絞り
として作用するキャップを支持するように、また、ダイ
アフラムの頂面に圧力を伝達するように、間隔をおいて
形成される。第二過圧絞りを設けることにより、細心の
注意を払って二つのウェーハを直線的に配置する必要が
なくなり、大きなキャップウェーハを複数の圧力素子が
載置されたウェーハ上に置いて、これと固着させ、この
複合ウェーハをカットして圧力検出チップを形成すると
いう方法で、簡単にウェーハの組立を行うことができ
る。更に、二方向過圧防止型圧力センサーを製造する本
発明の方法を用いて、広い圧力感度範囲を与える複数の
検出素子を積載した単一チップを、比較的安価に、製造
することができる。
【００３５】
【実施例】本発明を具現化する過圧防止型差圧センサー
は、以下の工程に従って製造される。基板前面に形成さ
れ犠牲材が充填されている空胴上に、ダイアフラム材を
析出させた後、犠牲材を取り除き、自由ダイアフラムを
形成する。ここで、空胴の床部は第一（前方）圧力絞り
として作用し、ダイアフラム上面に掛かる圧力に応じた
ダイアフラムのたわみ量を制限する。次に、ダイアフラ
ムの底面に圧力を伝えるポートを設ける。更に、必要に
応じて、ダイアフラムの上面周囲に設置される支柱にキ
ャップを固着することにより、ダイアフラムの底面に掛
かる圧力に応じたダイアフラムのたわみ量を制限する第
二（背圧）絞りを形成する。この場合、ダイアフラムの
上面に圧力が伝わるように、所定の間隔を開けて支柱を
配置する。
は、以下の工程に従って製造される。基板前面に形成さ
れ犠牲材が充填されている空胴上に、ダイアフラム材を
析出させた後、犠牲材を取り除き、自由ダイアフラムを
形成する。ここで、空胴の床部は第一（前方）圧力絞り
として作用し、ダイアフラム上面に掛かる圧力に応じた
ダイアフラムのたわみ量を制限する。次に、ダイアフラ
ムの底面に圧力を伝えるポートを設ける。更に、必要に
応じて、ダイアフラムの上面周囲に設置される支柱にキ
ャップを固着することにより、ダイアフラムの底面に掛
かる圧力に応じたダイアフラムのたわみ量を制限する第
二（背圧）絞りを形成する。この場合、ダイアフラムの
上面に圧力が伝わるように、所定の間隔を開けて支柱を
配置する。
【００３６】以下、本発明の好適な実施例である一方向
及び二方向過圧防止型差圧センサーの構成並びに製造方
法を、図面に従い、詳細に説明する。本実施例では、基
板表面に生成された酸化物スペーサを用いて、空胴部が
規定され、また、基板の支持層とほとんど同一平面にな
るようにダイアフラム層が形成されている。図１に、出
発原料となる結晶化シリコン基板（ウェーハ）１０を示
す。シリコン基板１０の頂面並びに底面には、４００オ
ングストロームの厚さの二酸化ケイ素層１２が熱形成さ
れ、更に、二酸化ケイ素層１２の上に、約９００オング
ストロームの厚さの窒化ケイ素層１４が低応力低圧化学
蒸着（ＬＰＣＶＤ）により形成されている。窒化ケイ素
の層を、ジクロロシランガスとアンモニアガスとの５：
１あるいは６：１混合気体を含む気相から析出させても
よい。ここで、低圧化学蒸着は、例えば、析出温度８０
０゜Ｃ、圧力約１５０ミリトール、アンモニアガスの流
速１分間９ミリリットル、ジクロロシランガスの流速１
分間５４ミリリットルという条件下で行われる。
及び二方向過圧防止型差圧センサーの構成並びに製造方
法を、図面に従い、詳細に説明する。本実施例では、基
板表面に生成された酸化物スペーサを用いて、空胴部が
規定され、また、基板の支持層とほとんど同一平面にな
るようにダイアフラム層が形成されている。図１に、出
発原料となる結晶化シリコン基板（ウェーハ）１０を示
す。シリコン基板１０の頂面並びに底面には、４００オ
ングストロームの厚さの二酸化ケイ素層１２が熱形成さ
れ、更に、二酸化ケイ素層１２の上に、約９００オング
ストロームの厚さの窒化ケイ素層１４が低応力低圧化学
蒸着（ＬＰＣＶＤ）により形成されている。窒化ケイ素
の層を、ジクロロシランガスとアンモニアガスとの５：
１あるいは６：１混合気体を含む気相から析出させても
よい。ここで、低圧化学蒸着は、例えば、析出温度８０
０゜Ｃ、圧力約１５０ミリトール、アンモニアガスの流
速１分間９ミリリットル、ジクロロシランガスの流速１
分間５４ミリリットルという条件下で行われる。
【００３７】次に、コーティングされたウェーハ１０上
にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィー技術
を用いてＩＣパターンの転写を行う。これにより、空胴
にすべき部分では、二酸化ケイ素層１４が露出している
ことになる。露出した窒化ケイ素層１４をＣＦ4 ／Ｏ2
プラズマを用いてエッチングした後、二酸化ケイ素層１
２をＨＦを用いてエッチングして、図２に示すように、
空胴の周囲を規定する開口部１６を形成する。ここで、
二酸化ケイ素層１２は、窒化物のエッチング剤に対する
エッチングストップとして作用する。
にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィー技術
を用いてＩＣパターンの転写を行う。これにより、空胴
にすべき部分では、二酸化ケイ素層１４が露出している
ことになる。露出した窒化ケイ素層１４をＣＦ4 ／Ｏ2
プラズマを用いてエッチングした後、二酸化ケイ素層１
２をＨＦを用いてエッチングして、図２に示すように、
空胴の周囲を規定する開口部１６を形成する。ここで、
二酸化ケイ素層１２は、窒化物のエッチング剤に対する
エッチングストップとして作用する。
【００３８】エッチング終了後、基板１０を湿潤酸素の
存在下、１０５０゜Ｃの温度で酸化し、図３に示すよう
に、７５００オングストロームの厚さの二酸化ケイ素層
１８を形成する。基板全体をフッ化水素溶液に浸して、
酸化物層１８を除去する。この時、図４に示すように、
基板１０に凹部２０が形成される。後に詳述する「パン
チ貫通」方式でセンサーを形成する場合には、エッチン
グ剤ストップとして作用させる目的で、基板１０上に残
された凹部２０の表面を高濃度ホウ素拡散法で処理し、
図４に点線で示されるようにホウ素層２１でドープして
もよい。
存在下、１０５０゜Ｃの温度で酸化し、図３に示すよう
に、７５００オングストロームの厚さの二酸化ケイ素層
１８を形成する。基板全体をフッ化水素溶液に浸して、
酸化物層１８を除去する。この時、図４に示すように、
基板１０に凹部２０が形成される。後に詳述する「パン
チ貫通」方式でセンサーを形成する場合には、エッチン
グ剤ストップとして作用させる目的で、基板１０上に残
された凹部２０の表面を高濃度ホウ素拡散法で処理し、
図４に点線で示されるようにホウ素層２１でドープして
もよい。
【００３９】ウェーハを上述と同様の条件で再び酸化
し、図５に示すように、基板に形成された凹部２０内で
二酸化ケイ素スペーサ２２を成長させる。この時、スペ
ーサ２２の上面が基板１０の上面とほぼ等しい高さにな
るように、例えば、約７５００オングストロームの厚さ
の酸化物スペーサ２２を形成する。窒化ケイ素層１４
は、１０５０゜Ｃの温度では１分間１オングストローム
未満しか酸化されず、強力な酸化防止膜として作用す
る。
し、図５に示すように、基板に形成された凹部２０内で
二酸化ケイ素スペーサ２２を成長させる。この時、スペ
ーサ２２の上面が基板１０の上面とほぼ等しい高さにな
るように、例えば、約７５００オングストロームの厚さ
の酸化物スペーサ２２を形成する。窒化ケイ素層１４
は、１０５０゜Ｃの温度では１分間１オングストローム
未満しか酸化されず、強力な酸化防止膜として作用す
る。
【００４０】次に、パターン形成されたフォトレジスト
をマスク層として用いて、基板上の窒化ケイ素層１４及
び二酸化ケイ素層１２をエッチングし、図６に示すよう
に窓１５を開く。この操作により、ダイアフラムを係止
するべき位置のシリコン基板１０が露出する。
をマスク層として用いて、基板上の窒化ケイ素層１４及
び二酸化ケイ素層１２をエッチングし、図６に示すよう
に窓１５を開く。この操作により、ダイアフラムを係止
するべき位置のシリコン基板１０が露出する。
【００４１】次に、酸化物スペーサ２２を除去し、ポー
トを形成する。この場合、酸化物スペーサ２２を基板１
０の前面からエッチングして真空空胴として封入した
後、基板の裏面をエッチングして空胴を再び開通させる
ことにより、ポートを形成してもよい。以下、この方式
を「パンチ貫通」方式と称する。このように、ポリシリ
コン層の下に酸化物スペーサを形成した後、封入空胴セ
ンサーを形成する方法は、例えば、米国特許Ｎｏ．４，
７４４，８６３（ヘンリー・グッケル、デビッド・Ｗ・
バーンズ：１９８８年５月１７日）に開示されている。
あるいは、基板の裏面をエッチングすることによってポ
ートを形成し、酸化物スペーサを除去してもよい。以
下、この方法を「裏面エッチング」方式と称する。
トを形成する。この場合、酸化物スペーサ２２を基板１
０の前面からエッチングして真空空胴として封入した
後、基板の裏面をエッチングして空胴を再び開通させる
ことにより、ポートを形成してもよい。以下、この方式
を「パンチ貫通」方式と称する。このように、ポリシリ
コン層の下に酸化物スペーサを形成した後、封入空胴セ
ンサーを形成する方法は、例えば、米国特許Ｎｏ．４，
７４４，８６３（ヘンリー・グッケル、デビッド・Ｗ・
バーンズ：１９８８年５月１７日）に開示されている。
あるいは、基板の裏面をエッチングすることによってポ
ートを形成し、酸化物スペーサを除去してもよい。以
下、この方法を「裏面エッチング」方式と称する。
【００４２】図７ないし図１１に従いパンチ貫通方式
を、また、図１２ないし図１５に従い裏面エッチング方
式を説明する。パンチ貫通方式では、残存酸化ケイ素／
窒化ケイ素部を組み合わせて、周囲の係止部２５からダ
イアフラム部２４ａに通じるチャネル１９のネットワー
クを形成する。後に、エッチング剤がこのチャネル網に
入り込み、酸化物スペーサ２２を溶かす（チャネル配置
の詳細に関しては、上述のグッケルの特許を参照のこ
と）。一方、図１２ないし図１５に示す裏面エッチング
方式では、酸化物スペーサの除去のためにチャネル網を
形成する必要はない。
を、また、図１２ないし図１５に従い裏面エッチング方
式を説明する。パンチ貫通方式では、残存酸化ケイ素／
窒化ケイ素部を組み合わせて、周囲の係止部２５からダ
イアフラム部２４ａに通じるチャネル１９のネットワー
クを形成する。後に、エッチング剤がこのチャネル網に
入り込み、酸化物スペーサ２２を溶かす（チャネル配置
の詳細に関しては、上述のグッケルの特許を参照のこ
と）。一方、図１２ないし図１５に示す裏面エッチング
方式では、酸化物スペーサの除去のためにチャネル網を
形成する必要はない。
【００４３】パンチ貫通方式では、ネットワーク形成
後、ＬＰＣＶＤポリシリコン層２４（厚さ２マイクロメ
ーター）を、その一部が酸化物スペーサ２２上を覆うよ
うに、基板１０上に析出させる（図７並びに図１２参
照）。例えば、２ミクロンの厚さのポリシリコン層を、
３００ミリトール、５８０゜Ｃの条件下で３４０分間シ
ランガスから析出させた後、ひずみ等の欠陥修復のため
に１１５０゜Ｃで３時間アニール加熱を行う。
後、ＬＰＣＶＤポリシリコン層２４（厚さ２マイクロメ
ーター）を、その一部が酸化物スペーサ２２上を覆うよ
うに、基板１０上に析出させる（図７並びに図１２参
照）。例えば、２ミクロンの厚さのポリシリコン層を、
３００ミリトール、５８０゜Ｃの条件下で３４０分間シ
ランガスから析出させた後、ひずみ等の欠陥修復のため
に１１５０゜Ｃで３時間アニール加熱を行う。
【００４４】アニール加熱後、酸化物スペーサ２２をエ
ッチングして、空胴２３を形成する。まず、プラズマエ
ッチングあるいは反応性イオンエッチングにより、ポリ
シリコン層２４のダイアフラム形成部から横にずれた部
分に、下に広がる窒化ケイ素／酸化ケイ素のチャネル部
に連絡する切り欠き部（図示しない）を設ける。次に、
ウェーハをフッ化水素エッチング溶液に浸し、ポリシリ
コン層の切り欠き部から溶液を侵入させて、チャネルを
エッチングし、また、酸化物スペーサ２２を除く。エッ
チング時間はダイアフラムの長さによるが、例えば、２
０時間とする。エッチング完了後、ウェーハを水で充分
に洗浄する。
ッチングして、空胴２３を形成する。まず、プラズマエ
ッチングあるいは反応性イオンエッチングにより、ポリ
シリコン層２４のダイアフラム形成部から横にずれた部
分に、下に広がる窒化ケイ素／酸化ケイ素のチャネル部
に連絡する切り欠き部（図示しない）を設ける。次に、
ウェーハをフッ化水素エッチング溶液に浸し、ポリシリ
コン層の切り欠き部から溶液を侵入させて、チャネルを
エッチングし、また、酸化物スペーサ２２を除く。エッ
チング時間はダイアフラムの長さによるが、例えば、２
０時間とする。エッチング完了後、ウェーハを水で充分
に洗浄する。
【００４５】パンチ貫通方式及び裏面エッチング方式の
何れにおいても、図８及び図１２に示すように、ポリシ
リコン層２４上に、５００オングストロームの厚さの二
酸化シリコン層２７、更に、９００オングストロームの
厚さのＬＰＣＶＤ窒化ケイ素層２９を析出させる。アン
モニアガスに対するジクロロシランの割合を大きくする
ことにより、所望の低応力窒化ケイ素層を析出させるこ
とができる。この窒化ケイ素層２９は、抵抗器が配置さ
れる分離絶縁層を形成する。パンチ貫通方式では、この
段階で、約１４００オングストロームの高さのチャネル
が酸化物／窒化物層３０の成長により、完全にふさが
れ、空胴２３がシールされる（図８参照）。空胴２３内
部に閉じ込められた残りの反応性ガスは、空胴内がほと
んど真空になるまで、反応を続ける。空胴内部を被覆す
る酸化物／窒化物層３０により、過圧条件下におけるダ
イアフラムの空胴表面への固着を防止することができ
る。
何れにおいても、図８及び図１２に示すように、ポリシ
リコン層２４上に、５００オングストロームの厚さの二
酸化シリコン層２７、更に、９００オングストロームの
厚さのＬＰＣＶＤ窒化ケイ素層２９を析出させる。アン
モニアガスに対するジクロロシランの割合を大きくする
ことにより、所望の低応力窒化ケイ素層を析出させるこ
とができる。この窒化ケイ素層２９は、抵抗器が配置さ
れる分離絶縁層を形成する。パンチ貫通方式では、この
段階で、約１４００オングストロームの高さのチャネル
が酸化物／窒化物層３０の成長により、完全にふさが
れ、空胴２３がシールされる（図８参照）。空胴２３内
部に閉じ込められた残りの反応性ガスは、空胴内がほと
んど真空になるまで、反応を続ける。空胴内部を被覆す
る酸化物／窒化物層３０により、過圧条件下におけるダ
イアフラムの空胴表面への固着を防止することができ
る。
【００４６】窒化ケイ素層２９を析出させた後、すぐ
に、ウェーハをＬＰＣＶＤポリシリコン上着システムに
移送し、感知抵抗材の層を析出させる。例えば、図１６
及び図１７に示されるような蛇行した形状の抵抗器３９
を４つ、ダイアフラム中心の回りに対称に載置し、直列
に接続する。この配置は、ダイアフラム間の抵抗器の配
置として最も好ましいものであり、圧力感度を最大限に
高めることができる。このような抵抗器の形成に関して
は、上で参照したグッケルらの特許に詳細に説明されて
いる。
に、ウェーハをＬＰＣＶＤポリシリコン上着システムに
移送し、感知抵抗材の層を析出させる。例えば、図１６
及び図１７に示されるような蛇行した形状の抵抗器３９
を４つ、ダイアフラム中心の回りに対称に載置し、直列
に接続する。この配置は、ダイアフラム間の抵抗器の配
置として最も好ましいものであり、圧力感度を最大限に
高めることができる。このような抵抗器の形成に関して
は、上で参照したグッケルらの特許に詳細に説明されて
いる。
【００４７】抵抗器３９は、以下の工程に従い形成され
る。まず、（例えば、約５０００オングストロームの厚
さの）ポリシリコン３１等の抵抗材の層を窒化ケイ素層
２９上に析出させる。ポリシリコン層全体に、ドーピン
グ剤（特定の不純物）をイオン注入した後、ポリシリコ
ン抵抗器の接触部及び屈曲点が露出するように、ポリシ
リコン層３１にフォトレジストを塗布する。更に、ポリ
シリコン層３１の露出部分に同じドーピング剤をイオン
注入する。ポリシリコン抵抗器の接触部及び屈曲点への
イオン注入量が他の部分よりも多いため、抵抗値が低く
なる。ホウ素あるいはリンのドーピング剤を不純物とし
て注入することにより、抵抗器をｐ型あるいはｎ型にド
ープすることができる。また、一つのダイアフラムに両
方の型のドーピング剤を注入した場合には、ダイアフラ
ム上に非常に活性の高い抵抗ブリッジが形成される。更
に、屈曲点の抵抗を低くすることにより、ひずみを小さ
くすることができる。
る。まず、（例えば、約５０００オングストロームの厚
さの）ポリシリコン３１等の抵抗材の層を窒化ケイ素層
２９上に析出させる。ポリシリコン層全体に、ドーピン
グ剤（特定の不純物）をイオン注入した後、ポリシリコ
ン抵抗器の接触部及び屈曲点が露出するように、ポリシ
リコン層３１にフォトレジストを塗布する。更に、ポリ
シリコン層３１の露出部分に同じドーピング剤をイオン
注入する。ポリシリコン抵抗器の接触部及び屈曲点への
イオン注入量が他の部分よりも多いため、抵抗値が低く
なる。ホウ素あるいはリンのドーピング剤を不純物とし
て注入することにより、抵抗器をｐ型あるいはｎ型にド
ープすることができる。また、一つのダイアフラムに両
方の型のドーピング剤を注入した場合には、ダイアフラ
ム上に非常に活性の高い抵抗ブリッジが形成される。更
に、屈曲点の抵抗を低くすることにより、ひずみを小さ
くすることができる。
【００４８】上記の工程で塗布したフォトレジストを取
り除いた後、別のフォトレジストをポリシリコン層の抵
抗器領域として残すべき部分に塗布する。次に、ＣＦ4
／Ｏ2プラズマ等のエッチング剤をウェーハ上に塗布し
て、フォトレジスト層で覆われた部分以外のポリシリコ
ン層をエッチングにより除去する。次に、窒化物層３２
をウェーハ上に析出させる。
り除いた後、別のフォトレジストをポリシリコン層の抵
抗器領域として残すべき部分に塗布する。次に、ＣＦ4
／Ｏ2プラズマ等のエッチング剤をウェーハ上に塗布し
て、フォトレジスト層で覆われた部分以外のポリシリコ
ン層をエッチングにより除去する。次に、窒化物層３２
をウェーハ上に析出させる。
【００４９】次の工程では、以上のようにして製造され
たセンサーウェーハの裏面にポートを形成する。ここ
で、上述の様々な層が、基板の片側のみでなく、両側に
析出している可能性もあることに留意しなければならな
い。この場合、先に形成した２つのＬＰＣＶＤポリシリ
コン層、即ち、ダイアフラムと抵抗器層を、プラズマエ
ッチングにより、基板の裏面から完全に取り除くことが
肝要である。これを怠ると、下記に詳述する裏面ポート
３３を形成するためのシリコンエッチングが妨害され
る。
たセンサーウェーハの裏面にポートを形成する。ここ
で、上述の様々な層が、基板の片側のみでなく、両側に
析出している可能性もあることに留意しなければならな
い。この場合、先に形成した２つのＬＰＣＶＤポリシリ
コン層、即ち、ダイアフラムと抵抗器層を、プラズマエ
ッチングにより、基板の裏面から完全に取り除くことが
肝要である。これを怠ると、下記に詳述する裏面ポート
３３を形成するためのシリコンエッチングが妨害され
る。
【００５０】まず、フォトレジストをウェーハの裏面に
塗布し、酸化物層／窒化物層１２、１４に、裏面ポート
形成用の（図示しない）窓部を規定する。次に、裸のシ
リコン基板が露出するまで、酸化物／窒化物の絶縁層１
２、１４をプラズマエッチング及びフッ化水素溶液でエ
ッチングする。パンチ貫通方式及び裏面エッチング方式
の何れにおいても、基板をＫＯＨ等の異方性エッチング
剤に浸して、図９に示すように空胴から、または、図１
３に示すように二酸化シリコンスペーサの底部から約１
マイクロメートルのところまでシリコン基板をエッチン
グする。図９に示すパンチ貫通方式では、ホウ素のエッ
チングストップ２１により、エッチングが空胴の床まで
及ばないように制限される。また、裏面エッチング方式
では、ＫＯＨに浸した際の二酸化ケイ素のエッチング速
度が結晶化シリコン基板のエッチング速度に比べ約２桁
小さいため、自動的にエッチングにブレーキがかかる。
ウェーハの表面及び裏面の非開口部は窒化物の保護層１
４、３２で被覆されているため、この部分もエッチング
されない。異方性のエッチングであるため、形成された
ポート３３の最終的な形状は、エッチングストップによ
り一つの頂点が切断されたピラミッド型になる。この時
点で、ウェーハをエッチング浴から取り出し、充分洗
浄、すすぎを行う。
塗布し、酸化物層／窒化物層１２、１４に、裏面ポート
形成用の（図示しない）窓部を規定する。次に、裸のシ
リコン基板が露出するまで、酸化物／窒化物の絶縁層１
２、１４をプラズマエッチング及びフッ化水素溶液でエ
ッチングする。パンチ貫通方式及び裏面エッチング方式
の何れにおいても、基板をＫＯＨ等の異方性エッチング
剤に浸して、図９に示すように空胴から、または、図１
３に示すように二酸化シリコンスペーサの底部から約１
マイクロメートルのところまでシリコン基板をエッチン
グする。図９に示すパンチ貫通方式では、ホウ素のエッ
チングストップ２１により、エッチングが空胴の床まで
及ばないように制限される。また、裏面エッチング方式
では、ＫＯＨに浸した際の二酸化ケイ素のエッチング速
度が結晶化シリコン基板のエッチング速度に比べ約２桁
小さいため、自動的にエッチングにブレーキがかかる。
ウェーハの表面及び裏面の非開口部は窒化物の保護層１
４、３２で被覆されているため、この部分もエッチング
されない。異方性のエッチングであるため、形成された
ポート３３の最終的な形状は、エッチングストップによ
り一つの頂点が切断されたピラミッド型になる。この時
点で、ウェーハをエッチング浴から取り出し、充分洗
浄、すすぎを行う。
【００５１】ＫＯＨエッチングは、通常、９０゜Ｃ、５
０重量パーセントの水酸化カリウム溶液を用いて行われ
る。ウェーハの厚さが３９０マイクロメートル、ウェー
ハ裏面の開口部先端面積が５９０平方マイクロメートル
である場合、シリコン基板のエッチング部分は、エッチ
ングストップ２１あるいは酸化物スペーサ２２に対し
て、約６０マイクロメートル分テーパする。合計エッチ
ング時間は約３時間である。
０重量パーセントの水酸化カリウム溶液を用いて行われ
る。ウェーハの厚さが３９０マイクロメートル、ウェー
ハ裏面の開口部先端面積が５９０平方マイクロメートル
である場合、シリコン基板のエッチング部分は、エッチ
ングストップ２１あるいは酸化物スペーサ２２に対し
て、約６０マイクロメートル分テーパする。合計エッチ
ング時間は約３時間である。
【００５２】背圧が高い場合には、ダイアフラム上端に
オーバーレンジストップを設ける必要があるが、本実施
例で用いられるポリシリコンダイアフラムは他のシリコ
ンダイアフラムよりも強度の面で優れているため、通常
の背圧では割けたり壊れたりしない。後に説明する二重
オーバーレンジキャップ以外は図１１及び図１５に示す
構成のセンサーは、２ミクロンのダイアフラムで、６０
００ｐｓｉの前圧及び１４５ｐｓｉの背圧に耐えること
ができた。二重オーバーレンジ保護が必要な場合には、
第二圧力絞りとして作用するキャップ３５を支持するた
めの支柱３４を、ダイアフラム周囲に設ける（図１０及
び図１４参照）。圧力がダイアフラムの上面に掛かるよ
うに、ダイアフラム回りに支柱を配置する（図１６及び
図１７も参照のこと）。キャップ及び支柱配置に関して
は、以下で、更に詳細に説明する。
オーバーレンジストップを設ける必要があるが、本実施
例で用いられるポリシリコンダイアフラムは他のシリコ
ンダイアフラムよりも強度の面で優れているため、通常
の背圧では割けたり壊れたりしない。後に説明する二重
オーバーレンジキャップ以外は図１１及び図１５に示す
構成のセンサーは、２ミクロンのダイアフラムで、６０
００ｐｓｉの前圧及び１４５ｐｓｉの背圧に耐えること
ができた。二重オーバーレンジ保護が必要な場合には、
第二圧力絞りとして作用するキャップ３５を支持するた
めの支柱３４を、ダイアフラム周囲に設ける（図１０及
び図１４参照）。圧力がダイアフラムの上面に掛かるよ
うに、ダイアフラム回りに支柱を配置する（図１６及び
図１７も参照のこと）。キャップ及び支柱配置に関して
は、以下で、更に詳細に説明する。
【００５３】支柱３４は、以下の工程に従い形成され
る。１００％シランガスを５８０゜Ｃ、３００ミリトー
ルで反応させ、ＬＰＣＶＤポリシリコンを析出させる。
ポリシリコン蒸着後、フォトレジストを塗布して、支柱
として残すべき部分を保護する。次に、プラズマまたは
反応性イオンエッチングにより、保護されていないポリ
シリコン層を完全に取り除く。この場合には、下層の窒
化物層３２がエッチングストップとして働く。支柱３４
の上端がウェーハ上で同じ高さになるように、支柱３４
を形成するポリシリコン層を充分厚くする必要がある。
この支柱の高さにより、ダイアフラムの最大たわみ量が
規定される。ダイアフラムのたわみ移動距離が変われば
過圧保護の度合も異なるため、センサーの適用範囲に応
じて、ポリシリコン層の厚さを規定する（例えば、約１
マイクロメートル）。キャップ３５を支えるためには、
支柱３４の長さ及び幅が重要な条件となる。また、ダイ
アフラムの上面に圧力を伝えることができるような間隔
を開けて、支柱３４を配置することが必要となる。
る。１００％シランガスを５８０゜Ｃ、３００ミリトー
ルで反応させ、ＬＰＣＶＤポリシリコンを析出させる。
ポリシリコン蒸着後、フォトレジストを塗布して、支柱
として残すべき部分を保護する。次に、プラズマまたは
反応性イオンエッチングにより、保護されていないポリ
シリコン層を完全に取り除く。この場合には、下層の窒
化物層３２がエッチングストップとして働く。支柱３４
の上端がウェーハ上で同じ高さになるように、支柱３４
を形成するポリシリコン層を充分厚くする必要がある。
この支柱の高さにより、ダイアフラムの最大たわみ量が
規定される。ダイアフラムのたわみ移動距離が変われば
過圧保護の度合も異なるため、センサーの適用範囲に応
じて、ポリシリコン層の厚さを規定する（例えば、約１
マイクロメートル）。キャップ３５を支えるためには、
支柱３４の長さ及び幅が重要な条件となる。また、ダイ
アフラムの上面に圧力を伝えることができるような間隔
を開けて、支柱３４を配置することが必要となる。
【００５４】必要に応じて、メタライズされた電気接触
パッド３６を設けて、ポリシリコン抵抗器層の高濃度で
ドーピングされた部分を相互に連絡させ、外部電気接続
を行ってもよい。このようなパッドの形成方法に関し
て、簡単に説明する（詳細に関しては、上述のグッケル
の特許を参照のこと）。まず最初に、（図示しない）フ
ォトレジスト層を塗布し、接触パッドを形成する部分の
窒化物層を露出させるように、ウェーハの上面にパター
ンを転写する。次に、ウェーハにエッチング剤を塗布し
て、窒化物層をエッチングし、ポリシリコン抵抗器層を
露出させる。更に、フォトレジストを除いた後、高温金
属系（例えば、アルミニウム／チタン−窒化物／チタ
ン）を、ポリシリコン層の高濃度でドーピングされた部
分にも接触するように、ポリシリコン露出面に、析出さ
せる。
パッド３６を設けて、ポリシリコン抵抗器層の高濃度で
ドーピングされた部分を相互に連絡させ、外部電気接続
を行ってもよい。このようなパッドの形成方法に関し
て、簡単に説明する（詳細に関しては、上述のグッケル
の特許を参照のこと）。まず最初に、（図示しない）フ
ォトレジスト層を塗布し、接触パッドを形成する部分の
窒化物層を露出させるように、ウェーハの上面にパター
ンを転写する。次に、ウェーハにエッチング剤を塗布し
て、窒化物層をエッチングし、ポリシリコン抵抗器層を
露出させる。更に、フォトレジストを除いた後、高温金
属系（例えば、アルミニウム／チタン−窒化物／チタ
ン）を、ポリシリコン層の高濃度でドーピングされた部
分にも接触するように、ポリシリコン露出面に、析出さ
せる。
【００５５】この金属表面にフォトレジスト層を塗布し
て、パターン転写を行った後、エッチング剤を塗布し
て、フォトレジストで覆われていない金属層をエッチン
グ除去する。次に、フォトレジストを取り除いて、適切
なパターンでメタライズされた伝導層を有するセンサー
構造を形成する。ウェーハ結合の工程で、金属／ポリシ
リコン接触部をアニール加熱する。図１６及び図１７
に、単一の差圧素子及び差圧素子配列のメタライズパタ
ーンを示す。
て、パターン転写を行った後、エッチング剤を塗布し
て、フォトレジストで覆われていない金属層をエッチン
グ除去する。次に、フォトレジストを取り除いて、適切
なパターンでメタライズされた伝導層を有するセンサー
構造を形成する。ウェーハ結合の工程で、金属／ポリシ
リコン接触部をアニール加熱する。図１６及び図１７
に、単一の差圧素子及び差圧素子配列のメタライズパタ
ーンを示す。
【００５６】このようにしてセンサー３７を構成した
後、図１０並びに図１４に示すように、ウェーハキャッ
プ３５を支柱３４に固着させる。ここで、キャップは、
第二過圧絞りとして作用する。但し、必ずしも、第二過
圧絞りが差圧測定に必要なわけではない。キャップ３５
と支柱３４との接着には、例えば、ホウ素でドープされ
た酸化物（Ｂ2 Ｏ3 ）を結合剤として用いてもよい。こ
れは、以下のように行われる。約３９０マイクロメート
ルの厚さのシリコンキャップ３５上に、１マイクロメー
トルの厚さの二酸化ケイ素層３８を析出させる。次に、
酸化されたキャップウェーハを、ウェットな雰囲気下、
１０７５゜Ｃの拡散炉内で３時間ホウ素ドーピングす
る。析出後すぐに、ウェーハキャップ３５及びセンサー
３７を組み合わせる。複合ウェーハを不活性ガスの存在
下、５５０゜Ｃに加熱して、ホウ素でドープされた酸化
物を逆流させることにより、ウェーハキャップ３５とセ
ンサー３７上のポリシリコン支柱３４とが強力に接着さ
れる。このように、本実施例の方法に従えば、センサー
とキャップを厳密に一直線に並べる手間が省ける。
後、図１０並びに図１４に示すように、ウェーハキャッ
プ３５を支柱３４に固着させる。ここで、キャップは、
第二過圧絞りとして作用する。但し、必ずしも、第二過
圧絞りが差圧測定に必要なわけではない。キャップ３５
と支柱３４との接着には、例えば、ホウ素でドープされ
た酸化物（Ｂ2 Ｏ3 ）を結合剤として用いてもよい。こ
れは、以下のように行われる。約３９０マイクロメート
ルの厚さのシリコンキャップ３５上に、１マイクロメー
トルの厚さの二酸化ケイ素層３８を析出させる。次に、
酸化されたキャップウェーハを、ウェットな雰囲気下、
１０７５゜Ｃの拡散炉内で３時間ホウ素ドーピングす
る。析出後すぐに、ウェーハキャップ３５及びセンサー
３７を組み合わせる。複合ウェーハを不活性ガスの存在
下、５５０゜Ｃに加熱して、ホウ素でドープされた酸化
物を逆流させることにより、ウェーハキャップ３５とセ
ンサー３７上のポリシリコン支柱３４とが強力に接着さ
れる。このように、本実施例の方法に従えば、センサー
とキャップを厳密に一直線に並べる手間が省ける。
【００５７】ホウ素ドープされた酸化物以外にも様々な
結合剤を用いることができる。例えば、５００゜Ｃない
し６００゜Ｃの温度で、低温スピン−オン−グラス（特
にフォトレジストでパターン化可能なもの）を用いる。
窒化物層３２上にスピン−オン−グラス層を塗布してパ
ターン転写することにより、（図１０に点線で示す）ガ
ラス突起４０を、支柱及びダイアフラムの活動部から離
れた位置に形成する。このガラス突起４０は、当初、支
柱３４よりもわずかに高くなるように形成される。キャ
ップ３５とセンサー３７を５５０゜Ｃで圧縮して、ガラ
スを逆流させ、広げることにより、キャップ３５とセン
サー３７とを強力に結合させる。これ以外に、金属シリ
コン接着剤を用いる結合法もある。例えば、（０．１な
いし０．３マイクロメートルの）アルミニウム薄層をセ
ンサーウェーハ表面に真空蒸着させ、光パターン転写し
て、支柱３４上面をアルミニウムで覆う。キャップ３５
とセンサーウェーハを圧縮して、真空条件下、６００な
いし６５０゜Ｃの温度で加熱すると、支柱３４上のアル
ミニウムがウェーハキャップ３５との間で合金を形成
し、キャップ３５とセンサー３７とが強力に結合され
る。他にも、陽極ガラスシリコン接着剤、ポリマー接着
剤等を結合剤として用いることができる。
結合剤を用いることができる。例えば、５００゜Ｃない
し６００゜Ｃの温度で、低温スピン−オン−グラス（特
にフォトレジストでパターン化可能なもの）を用いる。
窒化物層３２上にスピン−オン−グラス層を塗布してパ
ターン転写することにより、（図１０に点線で示す）ガ
ラス突起４０を、支柱及びダイアフラムの活動部から離
れた位置に形成する。このガラス突起４０は、当初、支
柱３４よりもわずかに高くなるように形成される。キャ
ップ３５とセンサー３７を５５０゜Ｃで圧縮して、ガラ
スを逆流させ、広げることにより、キャップ３５とセン
サー３７とを強力に結合させる。これ以外に、金属シリ
コン接着剤を用いる結合法もある。例えば、（０．１な
いし０．３マイクロメートルの）アルミニウム薄層をセ
ンサーウェーハ表面に真空蒸着させ、光パターン転写し
て、支柱３４上面をアルミニウムで覆う。キャップ３５
とセンサーウェーハを圧縮して、真空条件下、６００な
いし６５０゜Ｃの温度で加熱すると、支柱３４上のアル
ミニウムがウェーハキャップ３５との間で合金を形成
し、キャップ３５とセンサー３７とが強力に結合され
る。他にも、陽極ガラスシリコン接着剤、ポリマー接着
剤等を結合剤として用いることができる。
【００５８】ウェーハの接着完了後の処理工程は、ダイ
アフラム空胴をエッチングした際の方式により異なる。
パンチ貫通方式を採用した場合には、図１１に示すよう
に、接着されたセンサーウェーハの裏側を反応性イオン
エッチング法でエッチングして、シリコン基板のホウ素
ドーピング層２１並びに裏面ポートの開口部を遮断して
いる酸化物／窒化物層３０を貫通させ、真空シールされ
た空胴２３を開放する。反応性イオンエッチング法で
は、横方向がほとんどエッチングされないため、開放ポ
ート３３のすぐ外側のダイアフラム空胴には何ら損傷を
与えない。
アフラム空胴をエッチングした際の方式により異なる。
パンチ貫通方式を採用した場合には、図１１に示すよう
に、接着されたセンサーウェーハの裏側を反応性イオン
エッチング法でエッチングして、シリコン基板のホウ素
ドーピング層２１並びに裏面ポートの開口部を遮断して
いる酸化物／窒化物層３０を貫通させ、真空シールされ
た空胴２３を開放する。反応性イオンエッチング法で
は、横方向がほとんどエッチングされないため、開放ポ
ート３３のすぐ外側のダイアフラム空胴には何ら損傷を
与えない。
【００５９】一方、裏面エッチング方式では、複合ウェ
ーハをフッ化水素溶液に浸し、酸化物スペーサ２２を除
去することにより、空胴２３を開放し、ダイアフラムを
自由にする。エッチング時間は、ダイアフラムの大きさ
と裏面ポート３３に対するダイアフラムの形状配置によ
り、規定される（例えば、約４８時間）。センサー３７
の上面がフッ化水素エッチング剤と反応しないように、
ワックス等の保護剤を塗布して、複合ウェーハの周囲を
シールしておく。エッチング終了後、複合ウェーハを温
めた濃硝酸に浸して、ポート３３と空胴２３の内部の壁
を自然酸化物被膜４２で覆う。この被覆により、過圧条
件下でダイアフラムが空胴の壁に固着するのを防ぐこと
ができる。最後に、ワックスを溶媒を用いて流し落と
す。
ーハをフッ化水素溶液に浸し、酸化物スペーサ２２を除
去することにより、空胴２３を開放し、ダイアフラムを
自由にする。エッチング時間は、ダイアフラムの大きさ
と裏面ポート３３に対するダイアフラムの形状配置によ
り、規定される（例えば、約４８時間）。センサー３７
の上面がフッ化水素エッチング剤と反応しないように、
ワックス等の保護剤を塗布して、複合ウェーハの周囲を
シールしておく。エッチング終了後、複合ウェーハを温
めた濃硝酸に浸して、ポート３３と空胴２３の内部の壁
を自然酸化物被膜４２で覆う。この被覆により、過圧条
件下でダイアフラムが空胴の壁に固着するのを防ぐこと
ができる。最後に、ワックスを溶媒を用いて流し落と
す。
【００６０】図１１及び図１５に、完成した二重オーバ
ーレンジ保護センサーを示す。オーバーレンジ保護が片
側にのみ必要な場合には、素子３４、３５、３８を省く
ことができる。上述の集積回路バッチ処理技術を、単一
の差圧素子あるいは広範囲の圧力検出を可能にするため
の差圧素子配列を備える、一方向あるいは二方向過圧防
止型センサーのウェーハ製造に適用することができる。
一つのウェーハ上に過圧保護型センサー配列を形成する
場合には、ウェーハ接着を片面のみ行えばよいため、製
造コストを飛躍的に削減することができる。図１６及び
図１７に、一つのウェーハ上に所定の配列で形成される
センサーモジュールの例を示す。
ーレンジ保護センサーを示す。オーバーレンジ保護が片
側にのみ必要な場合には、素子３４、３５、３８を省く
ことができる。上述の集積回路バッチ処理技術を、単一
の差圧素子あるいは広範囲の圧力検出を可能にするため
の差圧素子配列を備える、一方向あるいは二方向過圧防
止型センサーのウェーハ製造に適用することができる。
一つのウェーハ上に過圧保護型センサー配列を形成する
場合には、ウェーハ接着を片面のみ行えばよいため、製
造コストを飛躍的に削減することができる。図１６及び
図１７に、一つのウェーハ上に所定の配列で形成される
センサーモジュールの例を示す。
【００６１】図１６に示すように、本発明の方法に従っ
て、センサーウェーハ４３上に一方向差圧素子配列を形
成することができる。破線４４及び４６は、一つのモジ
ュール４８の境界線を示し、この線に沿って、組立完了
後のウェーハが切り分けられる。二方向過圧保護が必要
な場合には、点線で示すように、ダイアフラム４９の回
りに支柱３４を設けて、（図示しない）ウェーハキャッ
プを支持するように構成する。また、蛇行抵抗器３９の
端に接続するメタライズされたパッド３６を露出させ
て、外部と電気的に接続させる。
て、センサーウェーハ４３上に一方向差圧素子配列を形
成することができる。破線４４及び４６は、一つのモジ
ュール４８の境界線を示し、この線に沿って、組立完了
後のウェーハが切り分けられる。二方向過圧保護が必要
な場合には、点線で示すように、ダイアフラム４９の回
りに支柱３４を設けて、（図示しない）ウェーハキャッ
プを支持するように構成する。また、蛇行抵抗器３９の
端に接続するメタライズされたパッド３６を露出させ
て、外部と電気的に接続させる。
【００６２】図１７に、差圧素子配列を備えたセンサー
ウェーハ４３上に形成されるモジュール５０の配置例を
示す。差圧素子配列の各空胴は、裏面に、それぞれ、別
個の開口部あるいは共通開口部を備える。図示されてい
るモジュールでは、差圧素子配列用の共通裏側開口部５
２が備えられている。但し、図１７の開口部は説明を分
かりやすくするために示されているものであり、実際に
は上からセンサーウェーハ４３を見た場合、この開口部
は隠れて見えない。図の破線５４、５５、５６、５７は
モジュール５０の境界線を示し、センサーウェーハ４３
は、この線に沿って、個々のセンサーモジュールとして
切り分けられる。この例では、４つの差圧素子５８、６
０、６２、６４が、２列の電気パッド３６間に形成され
ている。また、センサーウェーハ４３上に支柱を形成す
ることにより、各モジュールの差圧素子配列を覆い、二
重オーバーレンジ保護を行うウェーハキャップを支持す
るために必要となる支持体の数を減らすことができる。
支柱の数並びに配置は状況に応じて決められるが、何れ
の場合も、電気接続のために露出される２本のメタライ
ズパッド柱３６間に配置する。
ウェーハ４３上に形成されるモジュール５０の配置例を
示す。差圧素子配列の各空胴は、裏面に、それぞれ、別
個の開口部あるいは共通開口部を備える。図示されてい
るモジュールでは、差圧素子配列用の共通裏側開口部５
２が備えられている。但し、図１７の開口部は説明を分
かりやすくするために示されているものであり、実際に
は上からセンサーウェーハ４３を見た場合、この開口部
は隠れて見えない。図の破線５４、５５、５６、５７は
モジュール５０の境界線を示し、センサーウェーハ４３
は、この線に沿って、個々のセンサーモジュールとして
切り分けられる。この例では、４つの差圧素子５８、６
０、６２、６４が、２列の電気パッド３６間に形成され
ている。また、センサーウェーハ４３上に支柱を形成す
ることにより、各モジュールの差圧素子配列を覆い、二
重オーバーレンジ保護を行うウェーハキャップを支持す
るために必要となる支持体の数を減らすことができる。
支柱の数並びに配置は状況に応じて決められるが、何れ
の場合も、電気接続のために露出される２本のメタライ
ズパッド柱３６間に配置する。
【００６３】各差圧素子用の４つのダイアフラム（点線
で示す）の大きさは、圧力センサーのフルスケールの範
囲５０から１ｐｓｉｄに応じて、約１２０から３２０平
方マイクロメートルまで変化する。図示されるように、
蛇行抵抗器３９が各ダイアフラム中心の回りに対称に載
置され、メタライズパッド３６と直列に接続される。更
に、第５蛇行抵抗器６６が、参照抵抗・温度素子として
設けられている。
で示す）の大きさは、圧力センサーのフルスケールの範
囲５０から１ｐｓｉｄに応じて、約１２０から３２０平
方マイクロメートルまで変化する。図示されるように、
蛇行抵抗器３９が各ダイアフラム中心の回りに対称に載
置され、メタライズパッド３６と直列に接続される。更
に、第５蛇行抵抗器６６が、参照抵抗・温度素子として
設けられている。
【００６４】これ以外のモジュール配列も可能である。
例えば、モジュールが、異なった大きさの真空シールさ
れた空胴デバイスを備え、静圧の絶対値を測定するよう
に構成してもよいし、異なった大きさの差圧素子対を備
え、測定の確認に用いるように構成してもよい。また、
検定及び測定確認に用いるために、ポートを有しないダ
イアフラムを設けることもできる。図１７に示すモジュ
ールの大きさは約１．０×１．８ミリメートルである。
例えば、モジュールが、異なった大きさの真空シールさ
れた空胴デバイスを備え、静圧の絶対値を測定するよう
に構成してもよいし、異なった大きさの差圧素子対を備
え、測定の確認に用いるように構成してもよい。また、
検定及び測定確認に用いるために、ポートを有しないダ
イアフラムを設けることもできる。図１７に示すモジュ
ールの大きさは約１．０×１．８ミリメートルである。
【００６５】各差圧素子の空胴を相互に連絡させる共通
開口ポート５２は、シリコン基板上に形成された（点線
で示す）小さな空胴あるいはプレナム６８を備える。更
に、放射状に伸張する（点線で示す）チャネル７０によ
り、空胴６８と、差圧素子の大きな空胴のそれぞれとが
接続される。小さな空胴６８は、差圧素子用の空胴が形
成されるのと同時に、同じ方法で、基板上に形成され
る。この空胴６８の大きさは、例えば、約１２０平方マ
イクロメートルである。大きな空胴の各々に対して放射
状に伸張するチャネル７０は、空胴形成過程で窒化物／
酸化物層をマスクすることにより形成される。このチャ
ネル７０は、例えば、深さ０．７５マイクロメートル、
幅約３５マイクロメートルである。このチャネル７０も
空胴に用いられるものと同じ犠牲酸化物で充填され、空
胴内の酸化物が除去されるのと同時に取り除かれる。
開口ポート５２は、シリコン基板上に形成された（点線
で示す）小さな空胴あるいはプレナム６８を備える。更
に、放射状に伸張する（点線で示す）チャネル７０によ
り、空胴６８と、差圧素子の大きな空胴のそれぞれとが
接続される。小さな空胴６８は、差圧素子用の空胴が形
成されるのと同時に、同じ方法で、基板上に形成され
る。この空胴６８の大きさは、例えば、約１２０平方マ
イクロメートルである。大きな空胴の各々に対して放射
状に伸張するチャネル７０は、空胴形成過程で窒化物／
酸化物層をマスクすることにより形成される。このチャ
ネル７０は、例えば、深さ０．７５マイクロメートル、
幅約３５マイクロメートルである。このチャネル７０も
空胴に用いられるものと同じ犠牲酸化物で充填され、空
胴内の酸化物が除去されるのと同時に取り除かれる。
【００６６】以上の方法により、過圧保護型センサー配
列を有するセンサーウェーハ４３が形成される。二重オ
ーバーレンジ保護が必要な場合には、キャップ３５を支
柱３４に取り付ける。上述の方法に従い支柱３４にウェ
ーハキャップ３５を固着した後、複合ウェーハを個々の
チップに切り分ける（図１８参照）。この時、ウェーハ
キャップ３５のＹ方向に破線７２で示されるような線を
入れて、ウェーハキャップの約８０％を切り込む。実線
７８に沿ってＸ及びＹ方向に複合ウェーハ８８を切り分
ける際に、タブ７４及び７６がモジュールのメタライズ
パッド３６上に張り出すように、この切込み位置を設定
する（図１９参照）。次にタブ７４、７６を機械的に曲
げて取り外し、電気パッドを露出させて、モジュールの
組立を完成させる（図２０参照）。
列を有するセンサーウェーハ４３が形成される。二重オ
ーバーレンジ保護が必要な場合には、キャップ３５を支
柱３４に取り付ける。上述の方法に従い支柱３４にウェ
ーハキャップ３５を固着した後、複合ウェーハを個々の
チップに切り分ける（図１８参照）。この時、ウェーハ
キャップ３５のＹ方向に破線７２で示されるような線を
入れて、ウェーハキャップの約８０％を切り込む。実線
７８に沿ってＸ及びＹ方向に複合ウェーハ８８を切り分
ける際に、タブ７４及び７６がモジュールのメタライズ
パッド３６上に張り出すように、この切込み位置を設定
する（図１９参照）。次にタブ７４、７６を機械的に曲
げて取り外し、電気パッドを露出させて、モジュールの
組立を完成させる（図２０参照）。
【００６７】以上本発明の好適な実施例を説明したが、
本発明は上記実施例に限られるものではなく、その要旨
を逸脱しない範囲において、種々の態様で実施すること
が可能である。例えば、図２１に示すように、ウェーハ
キャップ３５をセンサーウェーハ４３に形成された支柱
３４に接続する前に、ウェーハキャップ３５に孔８０を
設けるように構成してもよい。ウェーハキャップ３５を
支柱３４に固着させると、センサーウェーハ４３上で孔
が一列に並び、モジュールのメタライズパッド３６が露
出される（図２２参照）。その後、複合ウェーハを実線
８２で示されるように、Ｘ及びＹ方向に切断して、個々
のモジュールに切り分ける。図２３に、切断されたモジ
ュールを示す。
本発明は上記実施例に限られるものではなく、その要旨
を逸脱しない範囲において、種々の態様で実施すること
が可能である。例えば、図２１に示すように、ウェーハ
キャップ３５をセンサーウェーハ４３に形成された支柱
３４に接続する前に、ウェーハキャップ３５に孔８０を
設けるように構成してもよい。ウェーハキャップ３５を
支柱３４に固着させると、センサーウェーハ４３上で孔
が一列に並び、モジュールのメタライズパッド３６が露
出される（図２２参照）。その後、複合ウェーハを実線
８２で示されるように、Ｘ及びＹ方向に切断して、個々
のモジュールに切り分ける。図２３に、切断されたモジ
ュールを示す。
【００６８】また、圧力ポートを両方とも基板の表面に
形成するようにしてもよい。この場合、少なくとも２つ
のダイアフラムを、連絡チャネルにより接続した後、ダ
イアフラムの内一つにドライエッチング法で孔を開け
て、圧力ポートとして作用させる。更に、もう一つのダ
イアフラムの正面を一つの圧力源に対応させる一方、別
の圧力源から空胴内部に圧力が伝えられるように、ポー
トを絶縁する。
形成するようにしてもよい。この場合、少なくとも２つ
のダイアフラムを、連絡チャネルにより接続した後、ダ
イアフラムの内一つにドライエッチング法で孔を開け
て、圧力ポートとして作用させる。更に、もう一つのダ
イアフラムの正面を一つの圧力源に対応させる一方、別
の圧力源から空胴内部に圧力が伝えられるように、ポー
トを絶縁する。
【００６９】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の一方向及
び二方向過圧防止型センサーは、ダイアフラム材をスペ
ーサ上に析出させ、その後、スペーサを取り除いて半導
体基板の一つの面に空胴を形成することにより、製造さ
れる。過圧条件下では、この均一な空胴面が第一圧力絞
りとして作用する。更に、必要に応じて、第二圧力絞り
として、ダイアフラムの上にキャップを設け、このキャ
ップをダイアフラムの回りに選択的に析出させた支柱に
固着するように構成してもよい。本発明の方法では、ウ
ェーハ接着が必要となるのは一つの面だけであるため、
簡単に、二方向過圧防止型センサーを製造することがで
きる。
び二方向過圧防止型センサーは、ダイアフラム材をスペ
ーサ上に析出させ、その後、スペーサを取り除いて半導
体基板の一つの面に空胴を形成することにより、製造さ
れる。過圧条件下では、この均一な空胴面が第一圧力絞
りとして作用する。更に、必要に応じて、第二圧力絞り
として、ダイアフラムの上にキャップを設け、このキャ
ップをダイアフラムの回りに選択的に析出させた支柱に
固着するように構成してもよい。本発明の方法では、ウ
ェーハ接着が必要となるのは一つの面だけであるため、
簡単に、二方向過圧防止型センサーを製造することがで
きる。
【００７０】空胴の表面は、二酸化ケイ素あるいは窒化
ケイ素でコーティングされているため、過圧条件下で
も、ダイアフラムは圧力絞りに固着しない。基板の表面
層の空胴上にダイアフラムを形成することにより、前記
空胴は埋め込み式圧力絞りとして作用する。即ち、ダイ
アフラムのたわみは、シリコン基板に到達するまでの空
胴の深さに応じて設定される距離内に制限される。この
ように構成された本発明のポリシリコンダイアフラム
は、過圧条件下での圧力測定に際して、優れた機械的強
度と再現性を発揮する。また、圧力ポートがチップの両
側に形成されるため、簡単にセンサーの載置、組立を行
うことができる。更に、本発明の方法に従い製造される
二方向過圧防止型差圧センサーは、従来装置に比べて、
機械的な故障を起こしにくいという利点もある。
ケイ素でコーティングされているため、過圧条件下で
も、ダイアフラムは圧力絞りに固着しない。基板の表面
層の空胴上にダイアフラムを形成することにより、前記
空胴は埋め込み式圧力絞りとして作用する。即ち、ダイ
アフラムのたわみは、シリコン基板に到達するまでの空
胴の深さに応じて設定される距離内に制限される。この
ように構成された本発明のポリシリコンダイアフラム
は、過圧条件下での圧力測定に際して、優れた機械的強
度と再現性を発揮する。また、圧力ポートがチップの両
側に形成されるため、簡単にセンサーの載置、組立を行
うことができる。更に、本発明の方法に従い製造される
二方向過圧防止型差圧センサーは、従来装置に比べて、
機械的な故障を起こしにくいという利点もある。
【００７１】第二（背圧）過圧絞りは、ダイアフラムの
頂面の周囲に所定の高さを持つ支柱を選択的に析出させ
ることにより、形成される。前記支柱は、第二圧力絞り
として作用するキャップを支持するように、また、ダイ
アフラムの頂面に圧力を伝達するように、間隔をおいて
形成される。第二過圧絞りを設けることにより、細心の
注意を払って二つのウェーハを直線的に配置する必要が
なくなり、大きなキャップウェーハを複数の圧力素子が
載置されたウェーハ上に置いて、これと固着させ、この
複合ウェーハをカットして圧力検出チップを形成すると
いう方法で、簡単にウェーハの組立を行うことができ
る。更に、二方向過圧防止型圧力センサーを製造する本
発明の方法を用いて、広い圧力感度範囲を与える複数の
検出素子を積載した単一チップを、比較的安価に、製造
することができる。
頂面の周囲に所定の高さを持つ支柱を選択的に析出させ
ることにより、形成される。前記支柱は、第二圧力絞り
として作用するキャップを支持するように、また、ダイ
アフラムの頂面に圧力を伝達するように、間隔をおいて
形成される。第二過圧絞りを設けることにより、細心の
注意を払って二つのウェーハを直線的に配置する必要が
なくなり、大きなキャップウェーハを複数の圧力素子が
載置されたウェーハ上に置いて、これと固着させ、この
複合ウェーハをカットして圧力検出チップを形成すると
いう方法で、簡単にウェーハの組立を行うことができ
る。更に、二方向過圧防止型圧力センサーを製造する本
発明の方法を用いて、広い圧力感度範囲を与える複数の
検出素子を積載した単一チップを、比較的安価に、製造
することができる。
【図１】二酸化ケイ素及び窒化ケイ素の層でコーティン
グされた状態のシリコン基板を示す断面図である。
グされた状態のシリコン基板を示す断面図である。
【図２】二酸化ケイ素と窒化ケイ素の一部をエッチング
することにより、空胴の周囲を規定する開口部が形成さ
れた状態のシリコン基板を示す断面図である。
することにより、空胴の周囲を規定する開口部が形成さ
れた状態のシリコン基板を示す断面図である。
【図３】第一の二酸化ケイ素層が形成されたシリコン基
板を示す断面図である。
板を示す断面図である。
【図４】二酸化ケイ素が取り除かれた状態のシリコン基
板の空胴を示す断面図である。
板の空胴を示す断面図である。
【図５】酸化物を基板表面まで満たした状態のシリコン
基板の空胴を示す断面図である。
基板の空胴を示す断面図である。
【図６】窒化ケイ素及び二酸化ケイ素の層を更にエッチ
ングすることにより窓を開け、ダイアフラムを固定する
位置のシリコン基板を露出させた状態を示す断面図であ
る。
ングすることにより窓を開け、ダイアフラムを固定する
位置のシリコン基板を露出させた状態を示す断面図であ
る。
【図７】シールした空胴ダイアフラムセンサーを再貫通
させるパンチ貫通方式に従い、二方向過圧防止型センサ
ーを製造する工程を示す断面図である。
させるパンチ貫通方式に従い、二方向過圧防止型センサ
ーを製造する工程を示す断面図である。
【図８】シールした空胴ダイアフラムセンサーを再貫通
させるパンチ貫通方式に従い、二方向過圧防止型センサ
ーを製造する工程を示す断面図である。
させるパンチ貫通方式に従い、二方向過圧防止型センサ
ーを製造する工程を示す断面図である。
【図９】シールした空胴ダイアフラムセンサーを再貫通
させるパンチ貫通方式に従い、二方向過圧防止型センサ
ーを製造する工程を示す断面図である。
させるパンチ貫通方式に従い、二方向過圧防止型センサ
ーを製造する工程を示す断面図である。
【図１０】シールした空胴ダイアフラムセンサーを再貫
通させるパンチ貫通方式に従い、二方向過圧防止型セン
サーを製造する工程を示す断面図である。
通させるパンチ貫通方式に従い、二方向過圧防止型セン
サーを製造する工程を示す断面図である。
【図１１】シールした空胴ダイアフラムセンサーを再貫
通させるパンチ貫通方式に従い、二方向過圧防止型セン
サーを製造する工程を示す断面図である。
通させるパンチ貫通方式に従い、二方向過圧防止型セン
サーを製造する工程を示す断面図である。
【図１２】犠牲スペーサを取り除くことによりダイアフ
ラムを形成する裏面エッチング方式に従い、二方向過圧
防止型センサーを製造する工程を示す断面図である。
ラムを形成する裏面エッチング方式に従い、二方向過圧
防止型センサーを製造する工程を示す断面図である。
【図１３】犠牲スペーサを取り除くことによりダイアフ
ラムを形成する裏面エッチング方式に従い、二方向過圧
防止型センサーを製造する工程を示す断面図である。
ラムを形成する裏面エッチング方式に従い、二方向過圧
防止型センサーを製造する工程を示す断面図である。
【図１４】犠牲スペーサを取り除くことによりダイアフ
ラムを形成する裏面エッチング方式に従い、二方向過圧
防止型センサーを製造する工程を示す断面図である。
ラムを形成する裏面エッチング方式に従い、二方向過圧
防止型センサーを製造する工程を示す断面図である。
【図１５】犠牲スペーサを取り除くことによりダイアフ
ラムを形成する裏面エッチング方式に従い、二方向過圧
防止型センサーを製造する工程を示す断面図である。
ラムを形成する裏面エッチング方式に従い、二方向過圧
防止型センサーを製造する工程を示す断面図である。
【図１６】本発明に従い製造された差圧素子を有する、
ウェーハ上に形成されたセンサーモジュールを示す斜視
図である。
ウェーハ上に形成されたセンサーモジュールを示す斜視
図である。
【図１７】広い圧力検出感度範囲を与える複数の差圧素
子を有する、ウェーハ上に形成されたセンサーモジュー
ルを示す斜視図である。
子を有する、ウェーハ上に形成されたセンサーモジュー
ルを示す斜視図である。
【図１８】キャップウェーハをセンサーウェーハに固着
させることにより形成された二方向過圧防止型センサー
モジュールの複合ウェーハを示す斜視図である。
させることにより形成された二方向過圧防止型センサー
モジュールの複合ウェーハを示す斜視図である。
【図１９】外部との接続用に、メタライズされたパッド
が露出した裂け目を持つタブを備える、二方向過圧防止
型センサーモジュールを示す斜視図である。
が露出した裂け目を持つタブを備える、二方向過圧防止
型センサーモジュールを示す斜視図である。
【図２０】タブを取り除いた状態の二方向過圧防止型セ
ンサーモジュールを示す斜視図である。
ンサーモジュールを示す斜視図である。
【図２１】メタライズされたパッドが露出するようにセ
ンサーウェーハに固着される、開口部を備えたキャップ
ウェーハを示す斜視図である。
ンサーウェーハに固着される、開口部を備えたキャップ
ウェーハを示す斜視図である。
【図２２】図２１のキャップウェーハとセンサーウェー
ハを接着させた複合ウェーハを示す斜視図である。
ハを接着させた複合ウェーハを示す斜視図である。
【図２３】図２２の複合ウェーハが個々のモジュールに
カットされた状態の二方向過圧防止型センサーモジュー
ルを示す斜視図である。
カットされた状態の二方向過圧防止型センサーモジュー
ルを示す斜視図である。
１０・・シリコン基板 １２・・二酸化ケイ素層 １４・・窒化ケイ素層 １８・・酸化物層 ２２・・二酸化ケイ素スペーサ ２３・・空胴 ２４・・ポリシリコン層 ２４ａ・ダイアフラム ３３・・裏面ポート ３４・・支柱 ３５・・ウェーハキャップ ３６・・パッド ３９・・抵抗器 ４３・・センサーウェーハ ７０・・チャネル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ケビン エイチ． エル． チャウ アメリカ合衆国 02038 マサチューセッ ツ州 フランクリン ハイバンクロード 87 (72)発明者 ピー．ロウ ハリス アメリカ合衆国 02538 マサチューセッ ツ州 イーストウェアハム パークアベニ ュー 108 (72)発明者 ジョン ジー． パナゴウ アメリカ合衆国 02703 マサチューセッ ツ州 サウスアッテルボロ カーティスア ベニュー 31 (72)発明者 ゲイリー エー． ダールージ アメリカ合衆国 01605 マサチューセッ ツ州 ウォーススター ベイツアベニュー 53
Claims (13)
- 【請求項１】 床部が前方圧力絞りを規定する空胴をそ
の頂面に有するシリコン基板と、 前記空胴上に広がる変形可能なポリシリコンダイアフラ
ムで、ダイアフラムの上側に掛かる圧力に応じた前記ダ
イアフラムのたわみが前記前方圧力絞りにより制限され
るようなダイアフラムと、 前記ダイアフラムの下側に圧力を掛けるための手段と、 前記ダイアフラムの両側の圧力差によるダイアフラムの
相対的なたわみを検出するための電気手段と、 を備えることを特徴とする差圧センサー。 - 【請求項２】 空胴の床部を、過圧条件下においてダイ
アフラムが前記床部に固着しないようにする材料でコー
ティングする、ことを特徴とする請求項１記載の差圧セ
ンサー。 - 【請求項３】 背圧絞りを支持するためにダイアフラム
の回りに配置される支柱と、ダイアフラムの上方、前記
支柱上に載置されて背圧絞りを規定するキャップで、ダ
イアフラムの下側に掛かる圧力に応じたダイアフラムの
たわみを制限するように作用するキャップと、を更に備
える、ことを特徴とする請求項１の差圧センサー。 - 【請求項４】 複数の空胴からなる空胴配列をその頂面
に有し、前記空胴の少なくとも一つが前方圧力絞りを規
定する床部を持つ、シリコン基板と、 少なくとも一つの空胴上に広がるポリシリコンダイアフ
ラムで、ダイアフラムの上側に掛かる圧力に応じた前記
ダイアフラムのたわみが前記前方圧力絞りにより制限さ
れるようなダイアフラムと、 前記ダイアフラムの下側に圧力を掛けるための一つある
いは複数のポートと、 前記ダイアフラムの両側の圧力差によるダイアフラムの
相対的なたわみを検出するための電気手段と、 を備えることを特徴とする差圧センサー。 - 【請求項５】 複数の空胴からなる空胴配列をその頂面
に有し、前記空胴の少なくとも一つが第一圧力絞りを規
定する床部を持つ、シリコン基板と、 少なくとも一つの空胴上に広がるダイアフラムで、ダイ
アフラムの上側に掛かる圧力に応じた前記ダイアフラム
のたわみが前記第一圧力絞りにより制限されるようなダ
イアフラムと、 第二圧力絞りを支持するために前記ダイアフラムの回り
に配置される支柱と、 ダイアフラムの上方、前記支柱上に載置されて第二圧力
絞りを規定するキャップで、ダイアフラムの下側に掛か
る圧力に応じたダイアフラムのたわみを制限するように
作用するキャップと、 前記ダイアフラムの下側に圧力を掛けるための一つある
いは複数のポートと、 前記ダイアフラムの両側の圧力差によるダイアフラムの
相対的なたわみを検出するための電気手段と、 を備えることを特徴とする差圧センサー。 - 【請求項６】 前記空胴配列の内少なくとも二つの空胴
は、基板に形成されたチャネルにより相互に連絡し、コ
モンポートを形成する、ことを特徴とする請求項５記載
の差圧センサー。 - 【請求項７】 過圧防止型差圧センサーの製造方法で、
（１）基板の上面に、前方圧力絞りを規定する所定の深
さと形状を有する空胴を形成する工程と、（２）前記空
胴を犠牲スペーサ材で充填する工程と、（３）基板表面
並びに犠牲材上に変形可能なダイアフラム材の層を析出
させる工程と、（４）基板材の一部を取り除いて、前記
犠牲スペーサ材を除去するための、また、前記ダイアフ
ラム材の下側に背圧をかけるための、ポートを形成する
工程と、（５）前記犠牲スペーサ材を空胴から取り除
き、ダイアフラム用の前方圧力絞りを形成する工程と、 を備えることを特徴とする過圧防止型差圧センサーの製
造方法。 - 【請求項８】 更に、 シリコンウェーハ表面の空胴配列回りに、背圧絞りを支
持するための支柱を形成する工程と、 背圧絞りとして作用するキャップを、ダイアフラム上
方、支柱上に固定する工程と、 を備えることを特徴とする請求項７記載の製造方法。 - 【請求項９】 差圧センサー配列の製造方法で、（１）
シリコンウェーハの上面に、前方圧力絞りを規定するよ
うに大きさと深さを定められた複数の空胴からなる空胴
配列を形成する工程と、（２）前記複数の空胴を犠牲ス
ペーサ材で充填する工程と、（３）シリコンウェーハの
表面に、複数の空胴から前記空胴とは離れた位置までつ
ながるチャネルを形成する工程と、（４）シリコンウェ
ーハの表面、前記空胴とチャネルの上方に、変形可能な
ダイアフラム材の層を析出させる工程と、（５）チャネ
ル上に析出したダイアフラム材の一部、正確には、前記
空胴から離れた位置にあたる部分を取り除く工程と、
（６）前記犠牲スペーサ材をチャネル及び空胴から取り
除き、空胴上を覆う変形可能なダイアフラム配列を形成
する工程と、（７）前記チャネルを充填して、空胴をシ
ールする工程と、（８）シリコンウェーハの裏面から基
板材の一部を取り除いて、前記空胴配列に連絡する背圧
ポートを形成する工程と、 を備えることを特徴とする差圧センサー配列の製造方
法。 - 【請求項１０】 更に、ダイアフラム材上に、各ダイア
フラムのたわみを検出する複数の検出素子で、外部と電
気接続するための電気パッドを備える検出素子の配列を
析出させる工程を備えることを特徴とする請求項９記載
の製造方法。 - 【請求項１１】 二方向過圧防止型差圧センサーの製造
方法で、（１）基板の上面に、前方圧力絞りを規定する
所定の深さと形状を有する空胴を形成する工程と、
（２）前記空胴を犠牲スペーサ材で充填する工程と、
（３）基板表面並びに犠牲材上に変形可能なダイアフラ
ム材の層を析出させる工程と、（４）前記基板上面の空
胴の回りに、背圧絞りを支持するための支柱を析出させ
る工程と、（５）背圧絞りとして作用するキャップを支
柱に固定する工程と、（６）基板材の一部を取り除い
て、前記犠牲スペーサ材を除去するためのポートを形成
する工程と、（７）前記犠牲スペーサ材を空胴から取り
除く工程と、 を備えることを特徴とする二方向過圧防止型差圧センサ
ーの製造方法。 - 【請求項１２】 二方向過圧防止型差圧センサー配列の
製造方法で、（１）シリコンウェーハの上面に、第一圧
力絞りを規定するように大きさと深さを定められた複数
の空胴からなる空胴配列を形成する工程と、（２）前記
複数の空胴を犠牲スペーサ材で充填する工程と、（３）
シリコンウェーハの表面に、複数の空胴から前記空胴と
は離れた位置までつながるチャネルを形成する工程と、
（４）シリコンウェーハの表面、前記空胴とチャネルの
上方に、変形可能なダイアフラム材の層を析出させる工
程と、（５）チャネル上に析出したダイアフラム材の一
部、正確には、前記空胴から離れた位置にあたる部分を
取り除く工程と、（６）前記犠牲スペーサ材をチャネル
及び空胴から取り除き、空胴上を覆う変形可能なダイア
フラム配列を形成する工程と、（７）前記チャネルを充
填して、空胴をシールする工程と、（８）前記シリコン
ウェーハ上面の空胴配列回りに、第二圧力絞りを支持す
るための支柱を析出させる工程と、（９）第二圧力絞り
として作用するキャップを、ダイアフラム層の上方、支
柱上に固定して、センサーウェーハを形成する工程と、
（１０）シリコンウェーハの裏面から基板材の一部を取
り除いて、前記空胴配列に連絡する圧力ポートを形成す
る工程と、 を備えることを特徴とする二方向過圧防止型差圧センサ
ー配列の製造方法。 - 【請求項１３】 更に、 部分的にキャップを貫通する切り欠き部を形成し、セン
サーウェーハをセンサーパッケージに切り分けたときに
電気パッド上を覆うように張り出すタブを設ける工程
と、 センサーウェーハを、過圧条件下で第一及び第二圧力絞
りによりそのたわみが制限される少なくとも一つの変形
可能なダイアフラムを備えるセンサーパッケージに、切
り分ける工程と、 タブを取り除き、電気パッドを露出させる工程と、を備
えることを特徴とする請求項１２記載の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/676,914 US5220838A (en) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | Overpressure-protected, differential pressure sensor and method of making the same |
| US676914 | 1991-03-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0626963A true JPH0626963A (ja) | 1994-02-04 |
| JP3259102B2 JP3259102B2 (ja) | 2002-02-25 |
Family
ID=24716542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10542992A Expired - Fee Related JP3259102B2 (ja) | 1991-03-28 | 1992-03-30 | 過圧防止型差圧センサー及びその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US5220838A (ja) |
| EP (1) | EP0506491B1 (ja) |
| JP (1) | JP3259102B2 (ja) |
| DE (1) | DE69216672T2 (ja) |
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