JPH08274350A - 半導体圧力センサ及びその製造方法 - Google Patents

半導体圧力センサ及びその製造方法

Info

Publication number
JPH08274350A
JPH08274350A JP7071211A JP7121195A JPH08274350A JP H08274350 A JPH08274350 A JP H08274350A JP 7071211 A JP7071211 A JP 7071211A JP 7121195 A JP7121195 A JP 7121195A JP H08274350 A JPH08274350 A JP H08274350A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diaphragm
crystal silicon
single crystal
communication hole
soi
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
JP7071211A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuya Watanabe
哲也 渡辺
Takahiro Kudo
貴裕 工藤
Kyoichi Ikeda
恭一 池田
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.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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 Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
Priority to JP7071211A priority Critical patent/JPH08274350A/ja
Priority to PCT/JP1996/000816 priority patent/WO1996030950A1/ja
Priority to US08/849,832 priority patent/US5880509A/en
Priority to CN96190266A priority patent/CN1149931A/zh
Priority to DE0767501T priority patent/DE767501T1/de
Priority to EP96907682A priority patent/EP0767501A4/en
Publication of JPH08274350A publication Critical patent/JPH08274350A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0041Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • G01L9/0042Constructional details associated with semiconductive diaphragm sensors, e.g. etching, or constructional details of non-semiconductive diaphragms
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0041Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • G01L9/0051Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance
    • G01L9/0052Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance of piezoresistive elements
    • G01L9/0054Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance of piezoresistive elements integral with a semiconducting diaphragm

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エピタキシャル成長の単結晶シリコンで構成
され、精度、感度が良好な半導体圧力センサを提供する
にある。 【構成】 単結晶のシリコン基板と、該単結晶のシリコ
ン基板に設けられエピタキシャル成長により作られた測
定ダイアフラムを形成し該ダイアフラムへの過大圧印加
に対するバックアップをなす所定の狭い隙間を有し密閉
された空隙室と、前記単結晶のシリコンよりなる測定ダ
イアフラムに作り込まれた歪み検出素子とを具備したこ
とを特徴とする半導体圧力センサである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、測定ダイアフラムがエ
ピタキシャル成長の単結晶シリコンで構成され、精度、
感度が良好な半導体圧力センサ及びその製造方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】図8は、従来より一般に使用されている
従来例の要部構成説明図で、例えば、TRANSDUCERS '89
PROCEEDING VOL2 P346〜P351 「Fineーgrained Polysilic
on andits Application to planer pressure Transduce
rs」H,Guckel等著に示されている。
【0003】図において、11はシリコン基板で、12は
シリコン基板と空隙室13を構成する、ポリシリコンよ
りなる測定ダイアフラムである。14は、測定ダイアフ
ラム12の表面に形成されたピエゾ抵抗ストレンゲージ
である。15は、測定ダイアフラム12に設けられ、空
隙室13と外部とを連通する連通孔である。16は、連
通孔15を塞ぐポリシリコンの薄膜である。
【0004】以上の構成において、空隙室13は、空隙
室13に対応する部分を、シリコン酸化膜で構成し、空
隙室13と外部とを連通する連通孔15からの選択エッ
チングによりシリコン酸化膜を除去し、減圧CVD法に
よるポリシリコンの薄膜16を塞ぐ事により構成する。
減圧CVDを採用する事により、空隙室13、絶対圧用
のセンサのリファレンス圧として実用上充分な真空度で
保持される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な装置においては、 (1)測定ダイアフラム12がポリシリコンで構成され
ており、内部応力が存在しやすいので、測定ダイアフラ
ムの剛性が熱処理によって変化する。 (2)ピエゾ抵抗ストレンゲージ14は、ポリシリコン
の測定ダイアフラム12に形成しなければならないの
で、感度が低くなる。 本発明は、これらの問題点を解決するものである。
【0006】なお、シリコン酸化膜上にシリコンの単結
晶を形成することは容易でないが、近年、半導体プロセ
ス技術の発達により、良好なSOIウエハーが入手可能
となった。本発明は、このような状況に着目してなされ
たものである。
【0007】本発明の目的は、測定ダイアフラムがエピ
タキシャル成長の単結晶シリコンで構成され、精度、感
度が良好な半導体圧力センサ及びその製造方法を提供す
るにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、 (1)単結晶のシリコン基板と、該単結晶のシリコン基
板に設けられエピタキシャル成長により作られた測定ダ
イアフラムを形成し該ダイアフラムへの過大圧印加に対
するバックアップをなす所定の狭い隙間を有し密閉され
た空隙室と、前記単結晶のシリコンよりなる測定ダイア
フラムに作り込まれた歪み検出素子とを具備したことを
特徴とする半導体圧力センサ。 (2)単結晶のシリコン基板内に空隙室を作り込む半導
体圧力センサの製造方法において、以下の工程を有する
ことを特徴とする半導体圧力センサの製造方法。 (a)フォトリソグラフィによりSOIウエハのSOI
シリコンと絶縁膜の所要個所を残して除去する工程。 (b)前記SOIウエハのSOI面側にエピタキシャル
成長層を成長させ測定ダイアフラムを形成する工程。 (c)前記測定ダイアフラムに歪み検出素子を形成する
工程。 (d)前記SOI面側に前記絶縁膜に達する連通孔を形
成する工程。 (e)前記連通孔を経由して選択エッチングにより前記
絶縁膜を除去する工程。 (f)連通孔を薄膜により塞ぐ工程。 を採用した。
【0009】
【作用】以上の構成において、フォトリソグラフィによ
りSOIウエハのSOIシリコンと絶縁膜の所要個所を
残して除去する。SOIウエハのSOI面側にエピタキ
シャル成長層を成長させ測定ダイアフラムを形成する。
測定ダイアフラムに歪み検出素子を形成する。SOI面
側に絶縁膜に達する連通孔を形成する。連通孔を経由し
て選択エッチングにより絶縁膜を除去する。連通孔を薄
膜により塞ぐ。以下、実施例に基づき詳細に説明する。
【0010】
【実施例】図1は、本発明の一実施例の要部構成説明図
である。21は、シリコン単結晶基板である。22は、
シリコン単結晶基板21に設けられ、シリコン単結晶基
板21に測定ダイアフラム23を形成する空隙室であ
る。
【0011】24は、空隙室22と外部とを連通する連
通孔である。25は連通孔24を塞ぐための薄膜であ
る。薄膜25は、例えば、減圧CVD法により成膜され
たポリシリコン等が使用される。
【0012】空隙室22の内部には、減圧CVD法によ
るポリシリコン成膜時の雰囲気圧力が封じ込められる
が、約0.2Torr程度であるため、絶対圧用のセンサのリ
ファレンス圧としては充分な真空度である。
【0013】26は、測定ダイアフラム23に設けられ
た歪み検出センサである。歪み検出センサ26には、例
えば、ピエゾ抵抗ストレンゲージや両端固定梁の振動式
ストレンゲージ等が使用される。
【0014】以上の構成において、測定圧力Pmが印加
されると、空隙室22内の圧力(ほぼ真空)との差に比
例して、測定ダイアフラム23が撓み、歪み検出センサ
26に歪みが印加され、この歪を測定することにより、
測定圧力Pmが検出される。このような装置は、図2〜
図7に示す如くして製作する。
【0015】(a)第2図に示す如く、フォトリソグラ
フィにより、SOIウエハ101のSOIシリコン層1
02と、シリコン酸化膜103の所要箇所を残して除去
する。 (b)第3図に示す如く、SOIウエハ101にエピタ
キシャル成長層104を成長させ、測定ダイアフラム1
05を形成する。
【0016】(c)第4図に示す如く、測定ダイアフラ
ム105に歪み検出素子106を形成する。 (d)第5図に示す如く、SOIウエハ101の表面よ
り、シリコン酸化膜103に達する連通孔107を形成
する。
【0017】(e)第6図に示す如く、連通孔107よ
り選択エッチングによりシリコン酸化膜103を除去す
る。 (f)第7図に示す如く、減圧CVD法によりポリシリ
コン膜108を成膜し、連通孔107を塞ぐ。
【0018】この結果、半導体圧力センサをすべて単結
晶シリコンで構成出来るために、 (1)高感度を有する歪み検出素子26を作り込むこと
ができる。 (2)ポリシリコン材に比して、安定で、高精度な測定
ダイアフラム23が構成できる。
【0019】従って、本発明によれば、エピタキシャル
成長の単結晶シリコンで構成され、精度、感度が良好な
半導体圧力センサを実現することができる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、 (1)単結晶のシリコン基板と、該単結晶のシリコン基
板に設けられエピタキシャル成長により作られた測定ダ
イアフラムを形成し該ダイアフラムへの過大圧印加に対
するバックアップをなす所定の狭い隙間を有し密閉され
た空隙室と、前記単結晶のシリコンよりなる測定ダイア
フラムに作り込まれた歪み検出素子とを具備したことを
特徴とする半導体圧力センサ。 (2)単結晶のシリコン基板内に空隙室を作り込む半導
体圧力センサの製造方法において、以下の工程を有する
ことを特徴とする半導体圧力センサの製造方法。 (a)フォトリソグラフィによりSOIウエハのSOI
シリコンと絶縁膜の所要個所を残して除去する工程。 (b)前記SOIウエハのSOI面側にエピタキシャル
成長層を成長させ測定ダイアフラムを形成する工程。 (c)前記測定ダイアフラムに歪み検出素子を形成する
工程。 (d)前記SOI面側に前記絶縁膜に達する連通孔を形
成する工程。 (e)前記連通孔を経由して選択エッチングにより前記
絶縁膜を除去する工程。 (f)連通孔を薄膜により塞ぐ工程。 を採用した。
【0021】この結果、半導体圧力センサをすべて単結
晶シリコンで構成出来るために、 (1)高感度を有する歪み検出素子を作り込むことがで
きる。 (2)ポリシリコン材に比して、安定で、高精度な測定
ダイアフラムが構成できる。
【0022】従って、本発明によれば、エピタキシャル
成長の単結晶シリコンで構成され、精度、感度が良好な
半導体圧力センサを実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成説明図である。
【図2】本発明のフォトリソグラフィ工程説明図であ
る。
【図3】本発明の測定ダイアフラム形成工程説明図であ
る。
【図4】本発明の歪み検出素子形成工程説明図である。
【図5】本発明の連通孔形成工程説明図である。
【図6】本発明の絶縁膜除去工程説明図である。
【図7】本発明の連通孔閉塞工程説明図である。
【図8】従来より一般に使用されている従来例の構成説
明図である。
【符号の説明】 21 シリコン単結晶基板 22 空隙室 23 測定ダイアフラム 24 連通孔 25 薄膜 26 歪検出センサ 101 SOIウエハー 102 SOIシリコン膜 103 シリコン酸化膜 104 エピタキシャル成長層 105 測定ダイアフラム 106 歪み検出素子 107 連通孔 108 ポリシリコン膜
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成8年4月12日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0002
【補正方法】変更
【補正内容】
【0002】図8は、従来より一般に使用されている従
来例の要部構成説明図で、例えば、TRANSDUCERS '89 PR
OCEEDING VOL2 P346〜P351 「Fineーgrained Polysilicon
andits Application to planer pressure Transducer
s」、著者H,Guckel等、に示されている。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正内容】
【0014】以上の構成において、測定圧力Pmが印加
されると、空隙室22内の圧力(ほぼ真空)との差に比
例して、測定ダイアフラム23が撓み、歪み検出センサ
26に歪みが印加され、この歪を測定することにより、
測定圧力Pmが検出される。しかして、測定圧力Pmが
所定の値より大きくなると、測定ダイアフラム23は空
隙室22の図における下面に接して、過大圧力による破
壊から測定ダイアフラム23は保護される。このような
装置は、図2〜図7に示す如くして製作する。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】単結晶のシリコン基板と、 該単結晶のシリコン基板に設けられエピタキシャル成長
    により作られた測定ダイアフラムを形成し該ダイアフラ
    ムへの過大圧印加に対するバックアップをなす所定の狭
    い隙間を有し密閉された空隙室と、 前記単結晶のシリコンよりなる測定ダイアフラムに作り
    込まれた歪み検出素子とを具備したことを特徴とする半
    導体圧力センサ。
  2. 【請求項2】単結晶のシリコン基板内に空隙室を作り込
    む半導体圧力センサの製造方法において、 以下の工程を有することを特徴とする半導体圧力センサ
    の製造方法。 (a)フォトリソグラフィによりSOIウエハのSOI
    シリコンと絶縁膜の所要個所を残して除去する工程。 (b)前記SOIウエハのSOI面側にエピタキシャル
    成長層を成長させ測定ダイアフラムを形成する工程。 (c)前記測定ダイアフラムに歪み検出素子を形成する
    工程。 (d)前記SOI面側に前記絶縁膜に達する連通孔を形
    成する工程。 (e)前記連通孔を経由して選択エッチングにより前記
    絶縁膜を除去する工程。 (f)連通孔を薄膜により塞ぐ工程。
JP7071211A 1995-03-29 1995-03-29 半導体圧力センサ及びその製造方法 Pending JPH08274350A (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7071211A JPH08274350A (ja) 1995-03-29 1995-03-29 半導体圧力センサ及びその製造方法
PCT/JP1996/000816 WO1996030950A1 (fr) 1995-03-29 1996-03-28 Capteur de pression a semi-conducteur et procede de production de ce dernier
US08/849,832 US5880509A (en) 1995-03-29 1996-03-28 Semiconductor pressure sensor and its manufacturing method
CN96190266A CN1149931A (zh) 1995-03-29 1996-03-28 半导体压力传感器及其制造方法
DE0767501T DE767501T1 (de) 1995-03-29 1996-03-28 Halbleiter-drucksensor und verfahren zur herstellung
EP96907682A EP0767501A4 (en) 1995-03-29 1996-03-28 SEMICONDUCTOR PRESSURE SENSOR AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7071211A JPH08274350A (ja) 1995-03-29 1995-03-29 半導体圧力センサ及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08274350A true JPH08274350A (ja) 1996-10-18

Family

ID=13454129

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7071211A Pending JPH08274350A (ja) 1995-03-29 1995-03-29 半導体圧力センサ及びその製造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5880509A (ja)
EP (1) EP0767501A4 (ja)
JP (1) JPH08274350A (ja)
CN (1) CN1149931A (ja)
DE (1) DE767501T1 (ja)
WO (1) WO1996030950A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004260187A (ja) * 2003-02-26 2004-09-16 Robert Bosch Gmbh 圧力センサ装置およびその製造方法
JP2004304189A (ja) * 2003-03-31 2004-10-28 Robert Bosch Gmbh 積層パッケージングを使用して包囲されたセンサ構造体を保護する方法

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3873454B2 (ja) * 1998-05-29 2007-01-24 株式会社デンソー 半導体圧力センサ
DE10058886C1 (de) * 2000-11-27 2002-05-23 Infineon Technologies Ag Verfahren zur Herstellung eines integrierten Halbleiter-Produkts
US6849492B2 (en) 2002-07-08 2005-02-01 Micron Technology, Inc. Method for forming standard voltage threshold and low voltage threshold MOSFET devices
US7379629B1 (en) 2004-12-12 2008-05-27 Burns David W Optically coupled resonant pressure sensor
US7605391B2 (en) * 2004-12-12 2009-10-20 Burns David W Optically coupled resonator
US7176048B1 (en) 2004-12-12 2007-02-13 Burns David W Optically coupled sealed-cavity resonator and process
US7499604B1 (en) 2004-12-12 2009-03-03 Burns David W Optically coupled resonant pressure sensor and process
US7443509B1 (en) 2004-12-12 2008-10-28 Burns David W Optical and electronic interface for optically coupled resonators
US7412892B1 (en) 2007-06-06 2008-08-19 Measurement Specialties, Inc. Method of making pressure transducer and apparatus
CN102472678B (zh) * 2009-07-24 2014-04-23 罗姆股份有限公司 半导体压力传感器、压力传感器装置、电子设备以及半导体压力传感器的制造方法
DE102009028488A1 (de) 2009-08-12 2011-02-17 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Relativdrucksensor
CN105092110A (zh) * 2014-05-06 2015-11-25 无锡华润上华半导体有限公司 压力传感器及其制作方法
CN105444931B (zh) * 2016-01-08 2018-09-07 沈阳工业大学 基于牺牲层技术的soi压力敏感芯片及其制造方法
JP6820102B2 (ja) * 2017-08-14 2021-01-27 アズビル株式会社 トルク検出器及びトルク検出器の製造方法
CN108168768B (zh) * 2017-11-23 2019-03-01 中国矿业大学 气体突破压力测试装置及方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5177661A (en) * 1989-01-13 1993-01-05 Kopin Corporation SOI diaphgram sensor
US4993143A (en) * 1989-03-06 1991-02-19 Delco Electronics Corporation Method of making a semiconductive structure useful as a pressure sensor
JPH0350774A (ja) * 1989-07-18 1991-03-05 Yokogawa Electric Corp シリコンダイアフラムの製造方法
JP2726861B2 (ja) * 1990-03-19 1998-03-11 横河電機株式会社 半導体圧力センサの製造方法
CN1018844B (zh) * 1990-06-02 1992-10-28 中国科学院兰州化学物理研究所 防锈干膜润滑剂
JPH07240529A (ja) * 1991-09-20 1995-09-12 Yokogawa Electric Corp 半導体圧力センサ及びその製造方法
JPH06244438A (ja) * 1991-09-25 1994-09-02 Yokogawa Electric Corp シリコン半導体圧力計の製造方法
JPH05340828A (ja) * 1992-05-18 1993-12-24 Fujikura Ltd 半導体圧力センサ
FR2700003B1 (fr) * 1992-12-28 1995-02-10 Commissariat Energie Atomique Procédé de fabrication d'un capteur de pression utilisant la technologie silicium sur isolant et capteur obtenu.
US5369544A (en) * 1993-04-05 1994-11-29 Ford Motor Company Silicon-on-insulator capacitive surface micromachined absolute pressure sensor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004260187A (ja) * 2003-02-26 2004-09-16 Robert Bosch Gmbh 圧力センサ装置およびその製造方法
JP2004304189A (ja) * 2003-03-31 2004-10-28 Robert Bosch Gmbh 積層パッケージングを使用して包囲されたセンサ構造体を保護する方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN1149931A (zh) 1997-05-14
US5880509A (en) 1999-03-09
WO1996030950A1 (fr) 1996-10-03
EP0767501A1 (en) 1997-04-09
EP0767501A4 (en) 1998-02-18
DE767501T1 (de) 1997-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH08274350A (ja) 半導体圧力センサ及びその製造方法
US5095401A (en) SOI diaphragm sensor
US5177661A (en) SOI diaphgram sensor
US5473944A (en) Seam pressure sensor employing dielectically isolated resonant beams and related method of manufacture
US5417115A (en) Dielectrically isolated resonant microsensors
US5188983A (en) Polysilicon resonating beam transducers and method of producing the same
KR840002283B1 (ko) 실리콘 압력 변환기
US5490034A (en) SOI actuators and microsensors
JP2000171318A (ja) 半導体圧力センサ及びその製造方法
JP2000340805A (ja) 電子部品および製造方法
JPH1078366A (ja) 半導体圧力センサとその製造方法
JPS5887880A (ja) 半導体ダイアフラム形センサ
JP2905902B2 (ja) 半導体圧力計およびその製造方法
JP2696894B2 (ja) 半導体圧力センサ
JPH06244438A (ja) シリコン半導体圧力計の製造方法
JPH0412436Y2 (ja)
JPH09113390A (ja) 半導体圧力測定装置及びその製造方法
JPH1038726A (ja) 半導体圧力差圧検出器
JP3573262B2 (ja) 半導体圧力測定装置
JPH04181136A (ja) 圧力検出器およびその製造方法
JPS6281539A (ja) 圧力測定装置の製造方法
JPS59169183A (ja) ストレインゲ−ジ型半導体圧力センサ−
JPH06213746A (ja) 半導体圧力センサ
JPH08181332A (ja) 半導体圧力センサの製造方法
JPH04119672A (ja) 半導体圧力センサ及びその製造方法