JPH10160608A - 圧力センサ及びその製造方法 - Google Patents
圧力センサ及びその製造方法Info
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- JPH10160608A JPH10160608A JP31891396A JP31891396A JPH10160608A JP H10160608 A JPH10160608 A JP H10160608A JP 31891396 A JP31891396 A JP 31891396A JP 31891396 A JP31891396 A JP 31891396A JP H10160608 A JPH10160608 A JP H10160608A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 大型化することなく、圧力変化の検出精度を
高くする。 【解決手段】 第１及び第２の対向角φ, θを１対ずつ
有した平面視平行四辺形をなし、凹部1cが設けられて局
部的に薄く形成され、表面が（１１０）面であるダイヤ
フラム1dが設けられた単結晶シリコン製の圧力センサチ
ップ1 を備え、ダイヤフラム1dの歪み量でもって圧力変
化を検出する圧力センサにおいて、第１及び第２の対向
角φ, θの角度はそれぞれ２×ｔａｎ-1２1/2 及び２×
ｔａｎ-1（１／２1/2 ）であるとともに、凹部1cの内壁
面がいずれも（１１１）面である構成にしてある。
高くする。 【解決手段】 第１及び第２の対向角φ, θを１対ずつ
有した平面視平行四辺形をなし、凹部1cが設けられて局
部的に薄く形成され、表面が（１１０）面であるダイヤ
フラム1dが設けられた単結晶シリコン製の圧力センサチ
ップ1 を備え、ダイヤフラム1dの歪み量でもって圧力変
化を検出する圧力センサにおいて、第１及び第２の対向
角φ, θの角度はそれぞれ２×ｔａｎ-1２1/2 及び２×
ｔａｎ-1（１／２1/2 ）であるとともに、凹部1cの内壁
面がいずれも（１１１）面である構成にしてある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、歪みゲージ型半導
体加速度センサに関するものである。
体加速度センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の加速度センサとして、図
11乃至図14に示すものが存在する。このものは、平面視
長方形をなし局部的に薄く形成されてなるダイヤフラム
A1が設けられた単結晶シリコン製の圧力センサチップA
を備えている。このものは、ダイヤフラムA1の歪み量で
もって圧力変化を検出する。
11乃至図14に示すものが存在する。このものは、平面視
長方形をなし局部的に薄く形成されてなるダイヤフラム
A1が設けられた単結晶シリコン製の圧力センサチップA
を備えている。このものは、ダイヤフラムA1の歪み量で
もって圧力変化を検出する。
【０００３】次に、このものを構成する圧力センサチッ
プA の製造方法について説明する。長方形のパターンが
設けられたマスクM を用いて単結晶のシリコンウエハー
B 上、詳しくはその単結晶のシリコンウエハーB 上に形
成された酸化膜X 及び窒化膜Y を介して設けられたレジ
ストZ にパターニングし、そのパターニングされた形状
に基づいて、単結晶のシリコンウエハーB をその（１１
０）面からエッチングして凹部A2を設け、その凹部A2の
底部を局部的に薄く形成すると、その凹部A2が圧力変化
に応じて撓むダイヤフラムA1となる。
プA の製造方法について説明する。長方形のパターンが
設けられたマスクM を用いて単結晶のシリコンウエハー
B 上、詳しくはその単結晶のシリコンウエハーB 上に形
成された酸化膜X 及び窒化膜Y を介して設けられたレジ
ストZ にパターニングし、そのパターニングされた形状
に基づいて、単結晶のシリコンウエハーB をその（１１
０）面からエッチングして凹部A2を設け、その凹部A2の
底部を局部的に薄く形成すると、その凹部A2が圧力変化
に応じて撓むダイヤフラムA1となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の加速度
センサにあっては、シリコンウエハーB 上にパターニン
グされた形状が長方形であるが故に、（１１０）面と直
交方向にエッチングすることができず、図12及び図13に
示すように、ダイヤフラムA1の面積が凹部A2の開口断面
の面積よりも小さくなってしまう。圧力変化の検出感度
は、ダイヤフラムA1の面積に略比例するから、圧力変化
の検出感度を上げようとすると、圧力センサチップA そ
のものを大きくしなくてはならなくなってしまう。
センサにあっては、シリコンウエハーB 上にパターニン
グされた形状が長方形であるが故に、（１１０）面と直
交方向にエッチングすることができず、図12及び図13に
示すように、ダイヤフラムA1の面積が凹部A2の開口断面
の面積よりも小さくなってしまう。圧力変化の検出感度
は、ダイヤフラムA1の面積に略比例するから、圧力変化
の検出感度を上げようとすると、圧力センサチップA そ
のものを大きくしなくてはならなくなってしまう。
【０００５】本発明は、上記の点に着目してなされたも
ので、その目的とするところは、大型化することなく、
圧力変化の検出感度の高い加速度センサを提供すること
にある。
ので、その目的とするところは、大型化することなく、
圧力変化の検出感度の高い加速度センサを提供すること
にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、請求項１記載のものは、第１及び第２の対向角
を１対ずつ有した平面視平行四辺形をなし、凹部が設け
られて局部的に薄く形成され、表面が（１１０）面であ
るダイヤフラムが設けられた単結晶シリコン製の圧力セ
ンサチップを備え、ダイヤフラムの歪み量でもって圧力
変化を検出する圧力センサにおいて、前記第１及び第２
の対向角の角度はそれぞれ２×ｔａｎ-1２1/2 及び２×
ｔａｎ-1（１／２1/2 ）であるとともに、前記凹部の内
壁面がいずれも（１１１）面である構成にしてある。
ために、請求項１記載のものは、第１及び第２の対向角
を１対ずつ有した平面視平行四辺形をなし、凹部が設け
られて局部的に薄く形成され、表面が（１１０）面であ
るダイヤフラムが設けられた単結晶シリコン製の圧力セ
ンサチップを備え、ダイヤフラムの歪み量でもって圧力
変化を検出する圧力センサにおいて、前記第１及び第２
の対向角の角度はそれぞれ２×ｔａｎ-1２1/2 及び２×
ｔａｎ-1（１／２1/2 ）であるとともに、前記凹部の内
壁面がいずれも（１１１）面である構成にしてある。
【０００７】請求項２記載のものは、請求項１記載のも
のにおいて、前記圧力センサチップは第１及び第２の対
向辺を１対ずつ有した平面視平行四辺形であって、その
第１又は第２の対向辺の少なくとも一方は平面視平行四
辺形をなした前記ダイヤフラムのいずれかの対向辺と平
行である構成にしてある。
のにおいて、前記圧力センサチップは第１及び第２の対
向辺を１対ずつ有した平面視平行四辺形であって、その
第１又は第２の対向辺の少なくとも一方は平面視平行四
辺形をなした前記ダイヤフラムのいずれかの対向辺と平
行である構成にしてある。
【０００８】請求項３記載のものは、請求項２記載のも
のにおいて、前記第１及び第２の対向辺は、平面視平行
四辺形をなした前記ダイヤフラムの両対向辺にそれぞれ
平行である構成にしてある。
のにおいて、前記第１及び第２の対向辺は、平面視平行
四辺形をなした前記ダイヤフラムの両対向辺にそれぞれ
平行である構成にしてある。
【０００９】請求項４記載のものは、請求項１乃至３の
いずれかに記載のものにおいて、前記圧力センサチップ
は、前記ダイヤフラムの歪み量に応じて両端電圧が変化
する抵抗回路が設けられたものであって、その抵抗回路
が複数個直列接続された構成にしてある。
いずれかに記載のものにおいて、前記圧力センサチップ
は、前記ダイヤフラムの歪み量に応じて両端電圧が変化
する抵抗回路が設けられたものであって、その抵抗回路
が複数個直列接続された構成にしてある。
【００１０】請求項５記載の製造方法は、第１及び第２
の対向角を１対ずつ有する平行四辺形のパターンが設け
られたマスクを用いて単結晶シリコンウエハー上にパタ
ーニングし、そのパターニングされた形状に基づいて単
結晶シリコンウエハーを（１１０）面からエッチングし
て局部的に薄く形成することにより圧力変化に応じて撓
むダイヤフラムが設けられた圧力センサチップを備える
圧力センサの製造において、前記第１及び第２の対向角
の角度がそれぞれｔａｎ-1２1/2 及び２×ｔａｎ-1（１
／２1/2 ）である平行四辺形のパターンが設けられたマ
スクでもって、単結晶シリコンの＜１１０＞軸が前記第
１の対向角の２等分線になる状態で単結晶シリコンウエ
ハー上にパターニングするようにしている。
の対向角を１対ずつ有する平行四辺形のパターンが設け
られたマスクを用いて単結晶シリコンウエハー上にパタ
ーニングし、そのパターニングされた形状に基づいて単
結晶シリコンウエハーを（１１０）面からエッチングし
て局部的に薄く形成することにより圧力変化に応じて撓
むダイヤフラムが設けられた圧力センサチップを備える
圧力センサの製造において、前記第１及び第２の対向角
の角度がそれぞれｔａｎ-1２1/2 及び２×ｔａｎ-1（１
／２1/2 ）である平行四辺形のパターンが設けられたマ
スクでもって、単結晶シリコンの＜１１０＞軸が前記第
１の対向角の２等分線になる状態で単結晶シリコンウエ
ハー上にパターニングするようにしている。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の第１実施形態を図１乃至
図５に基づいて以下に説明する。
図５に基づいて以下に説明する。
【００１２】1 は第１及び第２の対向辺1a,1b を１対ず
つ有した平面視平行四辺形状の圧力センサチップで、単
結晶シリコンよりなり、シリコンウエハー10の（１１
０）面から（１１１）面と平行にエッチングされること
により凹部1cが設けられて、局部的に薄く形成されるこ
とにより、ダイヤフラム1dが形成されている。なお、こ
のものの製造方法については、詳しく後述する。この圧
力センサチップ1 は、そのダイヤフラム1dに点対称に配
置された４個の歪みゲージ1eが設けられている。この圧
力センサチップ1 の周囲には、入力用電極パッド1f及び
出力用電極パッド1gが設けられ、これらの電極パッド1
f,1g と歪みゲージ1eとが電路1hにより接続されること
により、ホイートストーンブリッジ（抵抗回路）1jが１
つ形成されている。
つ有した平面視平行四辺形状の圧力センサチップで、単
結晶シリコンよりなり、シリコンウエハー10の（１１
０）面から（１１１）面と平行にエッチングされること
により凹部1cが設けられて、局部的に薄く形成されるこ
とにより、ダイヤフラム1dが形成されている。なお、こ
のものの製造方法については、詳しく後述する。この圧
力センサチップ1 は、そのダイヤフラム1dに点対称に配
置された４個の歪みゲージ1eが設けられている。この圧
力センサチップ1 の周囲には、入力用電極パッド1f及び
出力用電極パッド1gが設けられ、これらの電極パッド1
f,1g と歪みゲージ1eとが電路1hにより接続されること
により、ホイートストーンブリッジ（抵抗回路）1jが１
つ形成されている。
【００１３】このダイヤフラム1dは、第１及び第２の対
向角φ, θを１対ずつ有した平面視略平行四辺形に形成
され、その第１の対向角φの角度が２×ｔａｎ-1２1/2
であり、第２の対向角θの角度が２×ｔａｎ-1（１／２
1/2 ）となっている。この圧力センサチップ1 の第１及
び第２の対向辺1a,1b は、平面視略平行四辺形をなすダ
イヤフラム1dのいずれの対向辺とも交差する状態となっ
ている。この圧力センサチップ1 の第２の対向辺1bは、
単結晶シリコンの（１１０）面と平行になっている。
向角φ, θを１対ずつ有した平面視略平行四辺形に形成
され、その第１の対向角φの角度が２×ｔａｎ-1２1/2
であり、第２の対向角θの角度が２×ｔａｎ-1（１／２
1/2 ）となっている。この圧力センサチップ1 の第１及
び第２の対向辺1a,1b は、平面視略平行四辺形をなすダ
イヤフラム1dのいずれの対向辺とも交差する状態となっ
ている。この圧力センサチップ1 の第２の対向辺1bは、
単結晶シリコンの（１１０）面と平行になっている。
【００１４】この圧力センサは、ダイヤフラム1dへ向か
って導入された圧力によってダイヤフラム1dが撓むと、
そのダイヤフラム1dに設けられた歪みゲージ1eが歪むこ
とにより、ホイートストーンブリッジの両端電圧の抵抗
値が変化するようになり、その抵抗値の変化量に基づい
て、圧力変化を検出する。
って導入された圧力によってダイヤフラム1dが撓むと、
そのダイヤフラム1dに設けられた歪みゲージ1eが歪むこ
とにより、ホイートストーンブリッジの両端電圧の抵抗
値が変化するようになり、その抵抗値の変化量に基づい
て、圧力変化を検出する。
【００１５】次に、このものの製造方法、詳しくはダイ
ヤフラム1dの形成方法について説明する。まず、第１及
び第２の対向角φ, θを１対ずつ有する平行四辺形のパ
ターンが設けられたマスク20を作成する。なお、第１の
対向角φの角度は２×ｔａｎ -1２1/2 であり、第２の対
向角θの角度は２×ｔａｎ-1（１／２1/2 ）となってい
る。このマスク20を用いて、単結晶のシリコンウエハー
10の（１１０）面に予め形成された酸化膜30及び窒化膜
40上に設けられているレジスト50をパターニングする。
詳しくは、第１の対向角φの２等分線が図４に矢示する
＜１１０＞軸となる状態で、マスク20をレジスト50にセ
ットして、図５に矢示するように露光することにより、
レジスト50をパターニングする。続いて、ドライエッチ
ングにより酸化膜30及び窒化膜40をエッチングする。そ
れから、パターニングされた酸化膜30及び窒化膜40をマ
スクとして、水酸化カリウム水溶液により、単結晶のシ
リコンウエハー10を異方性エッチングすると、第１及び
第２の対向角φ, θを１対ずつ有した平面視略平行四辺
形をなすダイヤフラム1dが形成される。つまり、単結晶
のシリコンウエハー10は、酸化膜30及び窒化膜40並びに
レジスト50を介して、パターニングされた形状に基づい
て、（１１０）面からエッチングして局部的に薄く形成
することにより、ダイヤフラム1dが形成されることとな
る。
ヤフラム1dの形成方法について説明する。まず、第１及
び第２の対向角φ, θを１対ずつ有する平行四辺形のパ
ターンが設けられたマスク20を作成する。なお、第１の
対向角φの角度は２×ｔａｎ -1２1/2 であり、第２の対
向角θの角度は２×ｔａｎ-1（１／２1/2 ）となってい
る。このマスク20を用いて、単結晶のシリコンウエハー
10の（１１０）面に予め形成された酸化膜30及び窒化膜
40上に設けられているレジスト50をパターニングする。
詳しくは、第１の対向角φの２等分線が図４に矢示する
＜１１０＞軸となる状態で、マスク20をレジスト50にセ
ットして、図５に矢示するように露光することにより、
レジスト50をパターニングする。続いて、ドライエッチ
ングにより酸化膜30及び窒化膜40をエッチングする。そ
れから、パターニングされた酸化膜30及び窒化膜40をマ
スクとして、水酸化カリウム水溶液により、単結晶のシ
リコンウエハー10を異方性エッチングすると、第１及び
第２の対向角φ, θを１対ずつ有した平面視略平行四辺
形をなすダイヤフラム1dが形成される。つまり、単結晶
のシリコンウエハー10は、酸化膜30及び窒化膜40並びに
レジスト50を介して、パターニングされた形状に基づい
て、（１１０）面からエッチングして局部的に薄く形成
することにより、ダイヤフラム1dが形成されることとな
る。
【００１６】かかる圧力センサにあっては、第１及び第
２の対向角φ, θの角度がそれぞれ２×ｔａｎ-1２1/2
及び２×ｔａｎ-1（１／２1/2 ）である平行四辺形のパ
ターンが設けられたマスク20でもってパターニングされ
た形状に基づいて単結晶のシリコンウエハー10をエッチ
ングすると、（１１０）面と直交する（１１１）面に沿
ってエッチングすることができるから、ダイヤフラム1d
の面積とエッチング開始部分での開口断面の面積が等し
くなり、従来例と同じ大きさの圧力センサチップ1 で
も、従来例よりも大きなダイヤフラム1dを得ることがで
きる。つまり、大型化することなく、圧力変化の検出感
度を高くすることができる。
２の対向角φ, θの角度がそれぞれ２×ｔａｎ-1２1/2
及び２×ｔａｎ-1（１／２1/2 ）である平行四辺形のパ
ターンが設けられたマスク20でもってパターニングされ
た形状に基づいて単結晶のシリコンウエハー10をエッチ
ングすると、（１１０）面と直交する（１１１）面に沿
ってエッチングすることができるから、ダイヤフラム1d
の面積とエッチング開始部分での開口断面の面積が等し
くなり、従来例と同じ大きさの圧力センサチップ1 で
も、従来例よりも大きなダイヤフラム1dを得ることがで
きる。つまり、大型化することなく、圧力変化の検出感
度を高くすることができる。
【００１７】次に、本発明の第１実施形態の変形例を図
６に基づいて以下に説明する。なお、図６では、入力用
電極パッド1f、出力用電極パッド1g及び電路1hを省略し
ている。また、第１実施形態と実質的に同一の機能を有
する部位には同一の符号を付し、第１実施形態と異なる
ところのみ記す。第１実施形態では、歪みゲージ1eは、
点対称に設けられていたのに対し、本実施形態では、線
対称に設けられた構成となっている。
６に基づいて以下に説明する。なお、図６では、入力用
電極パッド1f、出力用電極パッド1g及び電路1hを省略し
ている。また、第１実施形態と実質的に同一の機能を有
する部位には同一の符号を付し、第１実施形態と異なる
ところのみ記す。第１実施形態では、歪みゲージ1eは、
点対称に設けられていたのに対し、本実施形態では、線
対称に設けられた構成となっている。
【００１８】かかる圧力センサにあっては、第１実施形
態と同様の効果を奏することができる。
態と同様の効果を奏することができる。
【００１９】次に、本発明の第２実施形態を図７に基づ
いて以下に説明する。なお、第１実施形態と実質的に同
一の機能を有する部位には同一の符号を付し、第１実施
形態と異なるところのみ記す。第１実施形態では、圧力
センサチップ1 の第１及び第２の対向辺1a,1b は、平面
視略平行四辺形をなすダイヤフラム1dのいずれの対向辺
とも交差する状態となっているのに対し、本実施形態で
は、圧力センサチップ1 の第１の対向辺1aは、平面視略
平行四辺形をな平面視略平行四辺形をなすダイヤフラム
1dの一対の対向辺と平行な状態となっている。
いて以下に説明する。なお、第１実施形態と実質的に同
一の機能を有する部位には同一の符号を付し、第１実施
形態と異なるところのみ記す。第１実施形態では、圧力
センサチップ1 の第１及び第２の対向辺1a,1b は、平面
視略平行四辺形をなすダイヤフラム1dのいずれの対向辺
とも交差する状態となっているのに対し、本実施形態で
は、圧力センサチップ1 の第１の対向辺1aは、平面視略
平行四辺形をな平面視略平行四辺形をなすダイヤフラム
1dの一対の対向辺と平行な状態となっている。
【００２０】かかる圧力センサにあっては、平面視平行
四辺形をなすダイヤフラム1dの対向辺と平面視平行四辺
形である圧力センサチップ1 の第１の対向辺1aとが平行
であるということは、エッチングされることにより形成
されてダイヤフラム1dと直交する（１１１）面からなる
凹部1cの内壁面とその内壁面に平行な圧力センサチップ
1 の外壁面とからなる組合わせが１つあるということで
あり、凹部1cの内壁面と圧力センサチップ1 の外壁面と
の間の厚み寸法が一定寸法にできる箇所が２つ形成され
ている。従って、凹部1cの内壁面と圧力センサチップ1
の外壁面との間の厚み寸法が所定寸法確保されるようエ
ッチングしたときに、厚み寸法が一定寸法となっている
箇所では、厚み寸法と所定寸法とが等しくなって、所定
寸法より大きくならないから、エッチングにより設けら
れる凹部1cの開口断面積、つまりダイヤフラム1dの面積
を第１実施形態よりも大きくすることができ、第１実施
形態よりも圧力変化の検出感度を高くすることができ
る。
四辺形をなすダイヤフラム1dの対向辺と平面視平行四辺
形である圧力センサチップ1 の第１の対向辺1aとが平行
であるということは、エッチングされることにより形成
されてダイヤフラム1dと直交する（１１１）面からなる
凹部1cの内壁面とその内壁面に平行な圧力センサチップ
1 の外壁面とからなる組合わせが１つあるということで
あり、凹部1cの内壁面と圧力センサチップ1 の外壁面と
の間の厚み寸法が一定寸法にできる箇所が２つ形成され
ている。従って、凹部1cの内壁面と圧力センサチップ1
の外壁面との間の厚み寸法が所定寸法確保されるようエ
ッチングしたときに、厚み寸法が一定寸法となっている
箇所では、厚み寸法と所定寸法とが等しくなって、所定
寸法より大きくならないから、エッチングにより設けら
れる凹部1cの開口断面積、つまりダイヤフラム1dの面積
を第１実施形態よりも大きくすることができ、第１実施
形態よりも圧力変化の検出感度を高くすることができ
る。
【００２１】次に、本発明の第３実施形態を図８に基づ
いて以下に説明する。なお、第２実施形態と実質的に同
一の機能を有する部位には同一の符号を付し、第２実施
形態と異なるところのみ記す。第２実施形態では、圧力
センサチップ1 の第１の対向辺1aのみが、平面視略平行
四辺形をなすダイヤフラム1dの一対の対向辺と平行な
り、第２の対向辺1bは、平面視略平行四辺形をなすダイ
ヤフラム1dのいずれの対向辺とも交差する状態となって
いるのに対し、本実施形態では、圧力センサチップ1 の
第１及び第２の対向辺1a,1b が、ダイヤフラム1dの両対
向辺にそれぞれ平行な状態となっている。
いて以下に説明する。なお、第２実施形態と実質的に同
一の機能を有する部位には同一の符号を付し、第２実施
形態と異なるところのみ記す。第２実施形態では、圧力
センサチップ1 の第１の対向辺1aのみが、平面視略平行
四辺形をなすダイヤフラム1dの一対の対向辺と平行な
り、第２の対向辺1bは、平面視略平行四辺形をなすダイ
ヤフラム1dのいずれの対向辺とも交差する状態となって
いるのに対し、本実施形態では、圧力センサチップ1 の
第１及び第２の対向辺1a,1b が、ダイヤフラム1dの両対
向辺にそれぞれ平行な状態となっている。
【００２２】かかる圧力センサにあっては、平面視平行
四辺形をなすダイヤフラム1dの対向辺と平面視平行四辺
形である圧力センサチップ1 の第１及び第２の対向辺1
a,1bとがそれぞれ平行であるということは、エッチング
されることにより形成されてダイヤフラムと直交する
（１１１）面からなる凹部1cの内壁面とその内壁面に平
行な圧力センサチップ1 の外壁面とからなる組合せが２
組あるということであるから、凹部1cの内壁面と圧力セ
ンサチップ1 の外壁面との間の厚み寸法がいずれの箇所
でも一定寸法とすることができる。従って、凹部1cの内
壁面と圧力センサチップ1 の外壁面との間の厚み寸法が
所定寸法確保されるようエッチングしたときに、いずれ
の箇所でも、厚み寸法と所定寸法とが等しくなって、所
定寸法より大きくならないから、エッチングにより設け
られる凹部1cの開口断面積、つまりダイヤフラム1dの面
積を第２実施形態よりも大きくすることができ、第２実
施形態よりも圧力変化の検出感度を高くすることができ
る。
四辺形をなすダイヤフラム1dの対向辺と平面視平行四辺
形である圧力センサチップ1 の第１及び第２の対向辺1
a,1bとがそれぞれ平行であるということは、エッチング
されることにより形成されてダイヤフラムと直交する
（１１１）面からなる凹部1cの内壁面とその内壁面に平
行な圧力センサチップ1 の外壁面とからなる組合せが２
組あるということであるから、凹部1cの内壁面と圧力セ
ンサチップ1 の外壁面との間の厚み寸法がいずれの箇所
でも一定寸法とすることができる。従って、凹部1cの内
壁面と圧力センサチップ1 の外壁面との間の厚み寸法が
所定寸法確保されるようエッチングしたときに、いずれ
の箇所でも、厚み寸法と所定寸法とが等しくなって、所
定寸法より大きくならないから、エッチングにより設け
られる凹部1cの開口断面積、つまりダイヤフラム1dの面
積を第２実施形態よりも大きくすることができ、第２実
施形態よりも圧力変化の検出感度を高くすることができ
る。
【００２３】次に、本発明の第４実施形態を図９に基づ
いて以下に説明する。なお、第１実施形態と実質的に同
一の機能を有する部位には同一の符号を付し、第１実施
形態と異なるところのみ記す。第１実施形態では、ホイ
ートストーンブリッジ1jは、１個であるのに対し、本実
施形態では、接続パッド1kを介して２個直列接続された
構成となっている。
いて以下に説明する。なお、第１実施形態と実質的に同
一の機能を有する部位には同一の符号を付し、第１実施
形態と異なるところのみ記す。第１実施形態では、ホイ
ートストーンブリッジ1jは、１個であるのに対し、本実
施形態では、接続パッド1kを介して２個直列接続された
構成となっている。
【００２４】かかる圧力センサにあっては、ダイヤフラ
ム1dの歪みが小さくて個々の抵抗回路1jの両端電圧が小
さくても、直列接続された抵抗回路1jの個数に応じて、
全体としての両端電圧が大きくなるから、第１実施形態
よりも、圧力変化の検出感度を高くすることができる。
ム1dの歪みが小さくて個々の抵抗回路1jの両端電圧が小
さくても、直列接続された抵抗回路1jの個数に応じて、
全体としての両端電圧が大きくなるから、第１実施形態
よりも、圧力変化の検出感度を高くすることができる。
【００２５】次に、本発明の第５実施形態を図１０に基
づいて以下に説明する。なお、第３実施形態と実質的に
同一の機能を有する部位には同一の符号を付し、第３実
施形態と異なるところのみ記す。第３実施形態では、ホ
イートストーンブリッジ1jは、１個であるのに対し、本
実施形態では、接続パッド1kを介して２個直列接続され
た構成となっている。
づいて以下に説明する。なお、第３実施形態と実質的に
同一の機能を有する部位には同一の符号を付し、第３実
施形態と異なるところのみ記す。第３実施形態では、ホ
イートストーンブリッジ1jは、１個であるのに対し、本
実施形態では、接続パッド1kを介して２個直列接続され
た構成となっている。
【００２６】かかる圧力センサにあっては、ダイヤフラ
ム1dの歪みが小さくて個々の抵抗回路1jの両端電圧が小
さくても、ホイートストーンブリッジ1jが２個直列接続
されているために、全体としての両端電圧が大きくなる
から、第３実施形態よりも、圧力変化の検出感度を高く
することができる。
ム1dの歪みが小さくて個々の抵抗回路1jの両端電圧が小
さくても、ホイートストーンブリッジ1jが２個直列接続
されているために、全体としての両端電圧が大きくなる
から、第３実施形態よりも、圧力変化の検出感度を高く
することができる。
【００２７】なお、第４及び第５実施形態では、ホイー
トストーンブリッジ1jが２個直列接続されているが、２
個に限るものではなく、３個以上でもよい。
トストーンブリッジ1jが２個直列接続されているが、２
個に限るものではなく、３個以上でもよい。
【００２８】
【発明の効果】請求項１記載の発明は、単結晶シリコン
ウエハーをその（１１０）面からエッチングすることに
より局部的に薄く形成して形成されたダイヤフラムの形
状が、第１及び第２の対向角を１対ずつ有した平面視平
行四辺形をなし、第１及び第２の対向角の角度がそれぞ
れ２×ｔａｎ-1２1/2 及び２×ｔａｎ-1（１／２1/2 ）
であるとともに、第１及び第２の対向角の角度はそれぞ
れ２×ｔａｎ-1２1/2 及び２×ｔａｎ-1（１／２1/2 ）
であるとともに、前記凹部の内壁面がいずれも（１１
１）面であるということは、（１１０）面と直交する
（１１１）面に沿ってエッチングされていることであ
る。従って、ダイヤフラムの面積とエッチング開始部分
での開口断面の面積が等しくなるから、従来例と同じ大
きさの圧力センサチップでも、従来例よりも大きなダイ
ヤフラムを得ることができる。つまり、大型化すること
なく、圧力変化の検出感度を高くすることができる。
ウエハーをその（１１０）面からエッチングすることに
より局部的に薄く形成して形成されたダイヤフラムの形
状が、第１及び第２の対向角を１対ずつ有した平面視平
行四辺形をなし、第１及び第２の対向角の角度がそれぞ
れ２×ｔａｎ-1２1/2 及び２×ｔａｎ-1（１／２1/2 ）
であるとともに、第１及び第２の対向角の角度はそれぞ
れ２×ｔａｎ-1２1/2 及び２×ｔａｎ-1（１／２1/2 ）
であるとともに、前記凹部の内壁面がいずれも（１１
１）面であるということは、（１１０）面と直交する
（１１１）面に沿ってエッチングされていることであ
る。従って、ダイヤフラムの面積とエッチング開始部分
での開口断面の面積が等しくなるから、従来例と同じ大
きさの圧力センサチップでも、従来例よりも大きなダイ
ヤフラムを得ることができる。つまり、大型化すること
なく、圧力変化の検出感度を高くすることができる。
【００２９】請求項２記載の発明は、平面視平行四辺形
をなすダイヤフラムの対向辺と平面視平行四辺形である
圧力センサチップの第１又は第２の対向辺の少なくとも
一方とが平行であるということは、エッチングされるこ
とにより形成されてダイヤフラムと直交する（１１１）
面からなる凹部の内壁面とその内壁面に平行な圧力セン
サチップの外壁面とからなる組合わせがあるということ
であるから、凹部の内壁面と圧力センサチップの外壁面
との間の厚み寸法が一定寸法となる箇所がある。従っ
て、凹部の内壁面と圧力センサチップの外壁面との間の
厚み寸法が所定寸法確保されるようエッチングしたとき
に、厚み寸法が一定寸法となっている箇所では、厚み寸
法と所定寸法とが等しくなって、所定寸法より大きくな
らないから、エッチングにより設けられる凹部の開口断
面積、つまりダイヤフラムの面積を請求項１記載の発明
よりも大きくすることができ、請求項１記載の発明より
も圧力変化の検出感度を高くすることができる。
をなすダイヤフラムの対向辺と平面視平行四辺形である
圧力センサチップの第１又は第２の対向辺の少なくとも
一方とが平行であるということは、エッチングされるこ
とにより形成されてダイヤフラムと直交する（１１１）
面からなる凹部の内壁面とその内壁面に平行な圧力セン
サチップの外壁面とからなる組合わせがあるということ
であるから、凹部の内壁面と圧力センサチップの外壁面
との間の厚み寸法が一定寸法となる箇所がある。従っ
て、凹部の内壁面と圧力センサチップの外壁面との間の
厚み寸法が所定寸法確保されるようエッチングしたとき
に、厚み寸法が一定寸法となっている箇所では、厚み寸
法と所定寸法とが等しくなって、所定寸法より大きくな
らないから、エッチングにより設けられる凹部の開口断
面積、つまりダイヤフラムの面積を請求項１記載の発明
よりも大きくすることができ、請求項１記載の発明より
も圧力変化の検出感度を高くすることができる。
【００３０】請求項３記載の発明は、平面視平行四辺形
をなすダイヤフラムの対向辺と平面視平行四辺形である
圧力センサチップの第１及び第２の対向辺とがそれぞれ
平行であるということは、エッチングされることにより
形成されてダイヤフラムと直交する（１１１）面からな
る凹部の内壁面とその内壁面に平行な圧力センサチップ
の外壁面とからなる組合せが２組あるということである
から、凹部の内壁面と圧力センサチップの外壁面との間
の厚み寸法がいずれの箇所でも一定寸法とすることがで
きる。従って、凹部の内壁面と圧力センサチップの外壁
面との間の厚み寸法が所定寸法確保されるようエッチン
グしたときに、いずれの箇所でも、厚み寸法と所定寸法
とが等しくなって、所定寸法より大きくならないから、
エッチングにより設けられる凹部の開口断面積、つまり
ダイヤフラムの面積を請求項２記載の発明よりも大きく
することができ、請求項２記載の発明よりも圧力変化の
検出感度を高くすることができる。
をなすダイヤフラムの対向辺と平面視平行四辺形である
圧力センサチップの第１及び第２の対向辺とがそれぞれ
平行であるということは、エッチングされることにより
形成されてダイヤフラムと直交する（１１１）面からな
る凹部の内壁面とその内壁面に平行な圧力センサチップ
の外壁面とからなる組合せが２組あるということである
から、凹部の内壁面と圧力センサチップの外壁面との間
の厚み寸法がいずれの箇所でも一定寸法とすることがで
きる。従って、凹部の内壁面と圧力センサチップの外壁
面との間の厚み寸法が所定寸法確保されるようエッチン
グしたときに、いずれの箇所でも、厚み寸法と所定寸法
とが等しくなって、所定寸法より大きくならないから、
エッチングにより設けられる凹部の開口断面積、つまり
ダイヤフラムの面積を請求項２記載の発明よりも大きく
することができ、請求項２記載の発明よりも圧力変化の
検出感度を高くすることができる。
【００３１】請求項４記載の発明は、ダイヤフラムの歪
みが小さくて個々の抵抗回路の両端電圧が小さくても、
直列接続された抵抗回路の個数に応じて、全体としての
両端電圧が大きくなるから、請求項１乃至３のいずれか
に記載の発明よりも、圧力変化の検出感度を高くするこ
とができる。
みが小さくて個々の抵抗回路の両端電圧が小さくても、
直列接続された抵抗回路の個数に応じて、全体としての
両端電圧が大きくなるから、請求項１乃至３のいずれか
に記載の発明よりも、圧力変化の検出感度を高くするこ
とができる。
【００３２】請求項５記載の発明の製造方法によれば、
第１及び第２の対向角の角度がそれぞれ２×ｔａｎ-1２
1/2 及び２×ｔａｎ-1（１／２1/2 ）である平行四辺形
のパターンが設けられたマスクでもってパターニングさ
れた形状に基づいて単結晶シリコンウエハーをエッチン
グすると、（１１０）面と直交する（１１１）面に沿っ
てエッチングすることができるから、ダイヤフラムの面
積とエッチング開始部分での開口断面の面積が等しくな
り、従来例と同じ大きさの圧力センサチップでも、従来
例よりも大きなダイヤフラムを得ることができる。つま
り、大型化することなく、圧力変化の検出感度を高くす
ることができる。
第１及び第２の対向角の角度がそれぞれ２×ｔａｎ-1２
1/2 及び２×ｔａｎ-1（１／２1/2 ）である平行四辺形
のパターンが設けられたマスクでもってパターニングさ
れた形状に基づいて単結晶シリコンウエハーをエッチン
グすると、（１１０）面と直交する（１１１）面に沿っ
てエッチングすることができるから、ダイヤフラムの面
積とエッチング開始部分での開口断面の面積が等しくな
り、従来例と同じ大きさの圧力センサチップでも、従来
例よりも大きなダイヤフラムを得ることができる。つま
り、大型化することなく、圧力変化の検出感度を高くす
ることができる。
【図１】本発明の第１実施形態の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】同上の製造方法を示す平面図である。
【図５】同上の製造方法を示す断面図である。
【図６】同上の変形例を示す断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態の平面図である。
【図８】本発明の第３実施形態の平面図である。
【図９】本発明の第４実施形態の平面図である。
【図１０】本発明の第５実施形態の平面図である。
【図１１】従来例の平面図である。
【図１２】図１１のＸ−Ｘ断面図である。
【図１３】図１１のＹ−Ｙ断面図である。
【図１４】同上の製造方法を示す断面図である。
1 圧力センサチップ 1a 第１の対向辺 1b 第２の対向辺 1c 凹部 1d ダイヤフラム 1j ホイートストーンブリッジ（抵抗回路） 10 シリコンウエハー 20 マスク φ 第１の対向角 θ 第２の対向角
Claims (5)
- 【請求項１】 第１及び第２の対向角を１対ずつ有した
平面視平行四辺形をなし、凹部が設けられて局部的に薄
く形成され、表面が（１１０）面であるダイヤフラムが
設けられた単結晶シリコン製の圧力センサチップを備
え、ダイヤフラムの歪み量でもって圧力変化を検出する
圧力センサにおいて、 前記第１及び第２の対向角の角度はそれぞれ２×ｔａｎ
-1２1/2 及び２×ｔａｎ-1（１／２1/2 ）であるととも
に、前記凹部の内壁面がいずれも（１１１）面であるこ
とを特徴とする圧力センサ。 - 【請求項２】 前記圧力センサチップは第１及び第２の
対向辺を１対ずつ有した平面視平行四辺形であって、そ
の第１又は第２の対向辺の少なくとも一方は平面視平行
四辺形をなした前記ダイヤフラムのいずれかの対向辺と
平行であることを特徴とする請求項１記載の圧力セン
サ。 - 【請求項３】 前記第１及び第２の対向辺は、平面視平
行四辺形をなした前記ダイヤフラムの両対向辺にそれぞ
れ平行であることを特徴とする請求項２記載の圧力セン
サ。 - 【請求項４】 前記圧力センサチップは、前記ダイヤフ
ラムの歪み量に応じて両端電圧が変化する抵抗回路が設
けられたものであって、その抵抗回路が複数個直列接続
されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記
載の圧力センサ。 - 【請求項５】 第１及び第２の対向角を１対ずつ有する
平行四辺形のパターンが設けられたマスクを用いて単結
晶シリコンウエハー上にパターニングし、そのパターニ
ングされた形状に基づいて単結晶シリコンウエハーを
（１１０）面からエッチングして局部的に薄く形成する
ことにより圧力変化に応じて撓むダイヤフラムが設けら
れた圧力センサチップを備える圧力センサの製造におい
て、 前記第１及び第２の対向角の角度がそれぞれ２×ｔａｎ
-1２1/2 及び２×ｔａｎ-1（１／２1/2 ）である平行四
辺形のパターンが設けられたマスクでもって、単結晶シ
リコンの＜１１０＞軸が前記第１の対向角の２等分線に
なる状態で単結晶シリコンウエハー上にパターニングす
ることを特徴とする圧力センサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31891396A JPH10160608A (ja) | 1996-11-29 | 1996-11-29 | 圧力センサ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31891396A JPH10160608A (ja) | 1996-11-29 | 1996-11-29 | 圧力センサ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10160608A true JPH10160608A (ja) | 1998-06-19 |
Family
ID=18104380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31891396A Pending JPH10160608A (ja) | 1996-11-29 | 1996-11-29 | 圧力センサ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10160608A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004077072A1 (ja) * | 2003-02-28 | 2004-09-10 | Hokuriku Electric Industry Co., Ltd. | 半導体加速度センサ |
| JP2009528523A (ja) * | 2006-02-28 | 2009-08-06 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 自由落下を識別するための方法および装置 |
| EP2278293A1 (en) * | 2009-07-23 | 2011-01-26 | Ibiden Co., Ltd. | Semiconductor pressure sensor and method of manufacturing the same |
-
1996
- 1996-11-29 JP JP31891396A patent/JPH10160608A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004077072A1 (ja) * | 2003-02-28 | 2004-09-10 | Hokuriku Electric Industry Co., Ltd. | 半導体加速度センサ |
| JPWO2004077072A1 (ja) * | 2003-02-28 | 2006-06-08 | 北陸電気工業株式会社 | 半導体加速度センサ |
| JP4617255B2 (ja) * | 2003-02-28 | 2011-01-19 | 北陸電気工業株式会社 | 半導体加速度センサ |
| JP2009528523A (ja) * | 2006-02-28 | 2009-08-06 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 自由落下を識別するための方法および装置 |
| EP2278293A1 (en) * | 2009-07-23 | 2011-01-26 | Ibiden Co., Ltd. | Semiconductor pressure sensor and method of manufacturing the same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010918 |