JPH10229203A - Semiconductor dynamic quantity sensor - Google Patents
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- JPH10229203A JPH10229203A JP2948397A JP2948397A JPH10229203A JP H10229203 A JPH10229203 A JP H10229203A JP 2948397 A JP2948397 A JP 2948397A JP 2948397 A JP2948397 A JP 2948397A JP H10229203 A JPH10229203 A JP H10229203A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、拡散型歪みゲージ
抵抗を、例えば複数個でブリッジ回路に組み、圧力検出
や加速度検出等の各種センサとして利用できる半導体力
学量センサに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor dynamic quantity sensor in which a plurality of diffusion type strain gauge resistors are assembled in a bridge circuit, for example, and can be used as various sensors for pressure detection, acceleration detection, and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】特公昭59−25393号公報等におい
て、半導体力学量センサを用いた圧力センサが開示され
ており、この種の圧力センサは、圧力の導入によって拡
散型歪ゲージ抵抗(以下、ゲージ抵抗と言う)に歪みを
発生させ、そのゲージ抵抗のピエゾ抵抗効果による抵抗
値変化をブリッジ回路の電気信号に変換して圧力の値を
検出するものである。2. Description of the Related Art Japanese Patent Publication No. 59-25393 discloses a pressure sensor using a semiconductor dynamic quantity sensor. This type of pressure sensor uses a diffusion type strain gauge resistance (hereinafter referred to as a gauge) by introducing pressure. In this method, a change in resistance due to the piezoresistive effect of the gauge resistance is converted into an electric signal of a bridge circuit to detect a pressure value.
【0003】図3,図4は、従来の圧力センサの構造を
示したものであり、圧力センサは、周囲部を肉厚状とし
た固定部1と、この固定部から一体に形成される薄肉状
のダイアフラム部2とを形成したn型シリコン基板(半
導体基板)3のダイアフラム部2内に、p型領域からな
るピエゾ抵抗効果を有する4個のゲージ抵抗4(4a〜
4d)を形成し、各ゲージ抵抗4a〜4dを図4で示す
ようなリード部5で接続し、各ゲージ抵抗4をブリッジ
回路6状に形成する。FIGS. 3 and 4 show the structure of a conventional pressure sensor. The pressure sensor comprises a fixed portion 1 having a thick peripheral portion and a thin wall integrally formed from the fixed portion. In the diaphragm portion 2 of the n-type silicon substrate (semiconductor substrate) 3 having the shape of the diaphragm portion 2 formed therein, four gauge resistors 4 (4a to 4a) having a piezoresistive effect formed of a p-type region are provided.
4d) is formed, and each of the gauge resistors 4a to 4d is connected by a lead portion 5 as shown in FIG. 4, and each of the gauge resistors 4 is formed in a bridge circuit 6.
【0004】また、圧力センサは、シリコン基板3の表
面を熱酸化膜(第1の保護膜)7及び窒化シリコン等か
らなるシリコンナイトライド膜(第2の保護膜)8で被
っており、この各保護膜7,8には、各リード部5同士
の各接合部9a〜9dの所定箇所に対応する部分にコン
タクトホール10を形成するとともに、このコンタクト
ホール10の形成箇所にアルミ等の材料からなる電極部
11を蒸着やスパッタリング法等により形成し、この電
極部11を外方に延長形成することで、ボンディングパ
ッド部12を形成している。In the pressure sensor, the surface of the silicon substrate 3 is covered with a thermal oxide film (first protective film) 7 and a silicon nitride film (second protective film) 8 made of silicon nitride or the like. In each of the protective films 7 and 8, a contact hole 10 is formed at a portion corresponding to a predetermined portion of each of the joining portions 9a to 9d of the lead portions 5, and a material such as aluminum is formed at the portion where the contact hole 10 is formed. The electrode portion 11 is formed by vapor deposition, sputtering, or the like, and the bonding portion 12 is formed by extending the electrode portion 11 outward.
【0005】かかる構成の圧力センサは、図4で示すよ
うなブリッジ回路6の接合部9a,9bとなるボンディ
ングパッド12にワイヤボンディングにより接続される
ボンディングワイヤ13を介し電源電圧Vccを印加す
ることにより、ダイアフラム部2の表裏の圧力差による
歪みを各ゲージ抵抗4の変化に応じて、ブリッジ回路6
の接合部9c,9dとなるボンディングパッド12から
ボンディングワイヤ13を介し出力電圧Voを外部に取
り出すものである。In the pressure sensor having such a configuration, a power supply voltage Vcc is applied through a bonding wire 13 connected by wire bonding to a bonding pad 12 serving as a bonding portion 9a, 9b of the bridge circuit 6 as shown in FIG. The strain caused by the pressure difference between the front and back of the diaphragm portion 2 is changed according to the change of each gauge resistor 4 in the bridge circuit
The output voltage Vo is taken out from the bonding pad 12 serving as the joints 9c and 9d through the bonding wire 13.
【0006】前述した圧力センサは、シリコン基板3の
表面に熱酸化膜7及びナイトライド膜8が形成されてい
るが、ゲージ抵抗4を形成するために、全面に形成され
た熱酸化膜7のゲージ抵抗4を配設する箇所に、エッチ
ング処理して拡散窓を形成し、ボロン等のp型の半導体
不純物材料を用いて拡散した後、再び酸化,エッチング
を繰り返してリード部(拡散層)5を形成し、その後、
拡散層の上部に熱酸化膜7及びナイトライド膜8を形成
する。コンタクトホール10の形成方法としては、ナイ
トライド膜8上のコンタクトホール10の形成箇所を除
く領域をレジスト膜で被い、プラズマエッチング法によ
りナイトライド膜8をエッチングした後、フッ酸混合液
等を用い、前記箇所をエッチングすることにより熱酸化
膜7を除去することでコンタクトホール10が得られる
ものである。In the above-described pressure sensor, the thermal oxide film 7 and the nitride film 8 are formed on the surface of the silicon substrate 3, but the thermal oxide film 7 formed on the entire surface is formed in order to form the gauge resistance 4. A diffusion window is formed by etching at a location where the gauge resistor 4 is to be provided, and after diffusion using a p-type semiconductor impurity material such as boron, oxidation and etching are repeated again to lead (diffusion layer) 5. And then
A thermal oxide film 7 and a nitride film 8 are formed on the diffusion layer. As a method for forming the contact hole 10, a region excluding the portion where the contact hole 10 is formed on the nitride film 8 is covered with a resist film, and the nitride film 8 is etched by a plasma etching method. The contact hole 10 is obtained by removing the thermal oxide film 7 by etching the above-mentioned portion.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】前述した方法によりコ
ンタクトホール10を形成する場合、熱酸化膜7を前記
フッ酸混合液によりエッチング処理を行うが、熱酸化膜
7は、図5に示すように、前記フッ酸混合液ではナイト
ライド膜8はエッチングされにくいことから、ナイトラ
イド膜8のエッチング処理箇所から熱酸化膜7の略膜厚
分だけ外方に向かってエッチングされることになるた
め、ナイトライド膜8が熱酸化膜7に対しひさし形状に
なり、この状態で各接合部9a〜9dにおいて、各接合
部9a〜9dと電気的に接続するための電極部11及び
ボンディングパッド12を蒸着あるはスパッタリング法
等により形成すると、ひさし形状になったナイトライド
膜8により電極部11とボンディングパット12との間
に断線が生じ、電源電圧Vccの供給や出力電圧Voの
検出ができなくなると言った問題点があった。When the contact hole 10 is formed by the above-described method, the thermal oxide film 7 is etched with the above-mentioned hydrofluoric acid mixed solution, and as shown in FIG. Since the nitride film 8 is hardly etched by the hydrofluoric acid mixed solution, the nitride film 8 is etched outward from the etched portion of the nitride film 8 by the thickness of the thermal oxide film 7 to the outside. The nitride film 8 has an eave shape with respect to the thermal oxide film 7, and in this state, at each of the joints 9a to 9d, an electrode portion 11 and a bonding pad 12 for electrically connecting to each of the joints 9a to 9d are deposited. Otherwise, if formed by a sputtering method or the like, disconnection occurs between the electrode portion 11 and the bonding pad 12 due to the nitride film 8 having an eaves shape. There is a problem that detection is said that can not be the supply and the output voltage Vo of the pressure Vcc.
【0008】前記問題点を解決する一つの方法として
は、以下の方法が挙げられる。熱酸化膜7及びナイトラ
イド膜8をシリコン基板3上に順次形成した後、ナイト
ライド膜8上の所定箇所を除く箇所(コンタクトホール
形成箇所)にレジスト膜を形成し、プラズマエッチング
によりナイトライド膜8にコンタクトホールを形成し、
その後、前記レジスト膜を除去する。そして、熱酸化膜
7に形成するコンタクトホールの外形が、ナイトライド
膜8に形成するコンタクトホールに外形に対し小さくな
るように、ナイトライド膜8のコンタクトホールの内側
及び露出する熱酸化膜7の一部にレジスト膜が達するよ
うに、ナイトライド膜8上にレジスト膜を形成し、その
後、外部に露出する熱酸化膜7をフッ酸混合液等を用い
たエッチング処理により除去することにより、図3で示
すようなナイトライド膜8から各接合部9a〜9dに達
するコンタクトホール10が形成されるものである。One of the methods for solving the above problems is as follows. After a thermal oxide film 7 and a nitride film 8 are sequentially formed on the silicon substrate 3, a resist film is formed at a portion (a contact hole forming portion) except a predetermined portion on the nitride film 8, and the nitride film is formed by plasma etching. 8 to form a contact hole,
After that, the resist film is removed. The inside of the contact hole of the nitride film 8 and the exposed portion of the thermal oxide film 7 are so formed that the outer shape of the contact hole formed in the thermal oxide film 7 is smaller than the outer shape of the contact hole formed in the nitride film 8. A resist film is formed on the nitride film 8 so that the resist film reaches a part thereof, and thereafter, the thermal oxide film 7 exposed to the outside is removed by etching using a hydrofluoric acid mixed solution or the like. A contact hole 10 extending from the nitride film 8 to each of the junctions 9a to 9d as shown by 3 is formed.
【0009】このような形成方法を採用することによ
り、ナイトライド膜8が熱酸化膜7に対しひさし形状に
なることを防止できるため、蒸着やスパッタリング法等
により電極部11及びボンディングパット12を形成し
ても、電極部11とボンディングパット12との断線を
防止できる。しかしながら、このようなコンタクトホー
ルの形成方法は、ナイトライド膜8にコンタクトホール
を形成する際の第1のレジスト膜形成工程と、熱酸化膜
7にコンタクトホールを形成する際の第2のレジスト膜
形成工程との2工程でのレジスト膜形成工程が必要であ
ることから、製造工程が煩雑になるとともに、製造コス
トが高くなってしまうことから最良なる圧力センサの形
成手段ではない。そこで、本発明は前記問題点に着目
し、前記電極部及び前記ボンディングパット部の電気的
接続の信頼性を向上させるとともに、製造工程を簡素化
することのできる半導体力学量センサを提供するもので
ある。By adopting such a forming method, it is possible to prevent the nitride film 8 from becoming an eaves shape with respect to the thermal oxide film 7, so that the electrode portion 11 and the bonding pad 12 are formed by vapor deposition or sputtering. Even in this case, disconnection between the electrode portion 11 and the bonding pad 12 can be prevented. However, such a method of forming a contact hole includes a first resist film forming step for forming a contact hole in the nitride film 8 and a second resist film for forming a contact hole in the thermal oxide film 7. Since the formation of the resist film in two steps, ie, the formation step, is required, the manufacturing process becomes complicated and the manufacturing cost increases, so that it is not the best pressure sensor forming means. Therefore, the present invention focuses on the above problems, and provides a semiconductor dynamic quantity sensor capable of improving reliability of electrical connection between the electrode portion and the bonding pad portion and simplifying a manufacturing process. is there.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
解決するため、n型又はp型の半導体基板の感歪部の内
側に拡散により形成するp型又はn型の拡散型歪みゲー
ジと、前記歪みゲージと接触するように延長形成される
p型又はn型の拡散層と、前記半導体基板の表面に形成
される保護層と、前記保護層から前記拡散層に達するよ
うに形成されるコンタクトホールと、前記コンタクトホ
ールに形成され、前記拡散層と電気的に接続するボンデ
ィングパッドと、から構成されるものである。According to the present invention, there is provided a p-type or n-type diffusion strain gauge formed by diffusion inside a strain-sensitive portion of an n-type or p-type semiconductor substrate. A p-type or n-type diffusion layer extended to be in contact with the strain gauge, a protection layer formed on the surface of the semiconductor substrate, and formed to reach the diffusion layer from the protection layer. And a bonding pad formed in the contact hole and electrically connected to the diffusion layer.
【0011】また、n型又はp型の半導体基板の感歪部
の内側に拡散により形成するp型又はn型の拡散型歪み
ゲージと、前記歪みゲージと接触するように延長形成さ
れるp型又はn型の拡散層と、前記半導体基板の表面に
順次積層形成される第1,第2の保護層と、前記第1,
第2の保護層から前記拡散層に達するように形成される
コンタクトホールと、前記コンタクトホールに形成さ
れ、前記拡散層と電気的に接続するボンディングパッド
と、から構成されるものである。Also, a p-type or n-type diffusion strain gauge formed by diffusion inside a strain-sensitive portion of an n-type or p-type semiconductor substrate, and a p-type extension formed so as to be in contact with the strain gauge Or an n-type diffusion layer; first and second protective layers sequentially formed on the surface of the semiconductor substrate;
A contact hole formed from the second protective layer to reach the diffusion layer; and a bonding pad formed in the contact hole and electrically connected to the diffusion layer.
【0012】また、前記第1の保護層に形成される前記
コンタクトホールの外形が、前記第2の保護層に形成さ
れる前記コンタクトホールの外形に対し大きく形成され
てなるものである。Further, the outer shape of the contact hole formed in the first protective layer is formed larger than the outer shape of the contact hole formed in the second protective layer.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】本発明の圧力センサ(半導体力学
量センサ)は、n型又はp型のシリコン基板(半導体基
板)3のダイアフラム部2(感歪部)の内側に拡散によ
り形成するp型又はn型のゲージ抵抗(拡散型歪みゲー
ジ)4と、ゲージ抵抗4と接触するように延長形成さ
れ、p型又はn型の半導体材料を拡散により形成するリ
ード部(拡散層)5と、シリコン基板3の表面に順次積
層形成される熱酸化膜(第1の保護膜)7及びナイトラ
イド膜(第2の保護層)8と、ナイトライド膜8から熱
酸化膜7を介しリード部5(接合部9)に達するように
形成されるコンタクトホール14と、コンタクトホール
14に形成され、リード部5と電気的に接続するボンデ
ィングパッド16と、から構成されるものである。従っ
て、電極部からボンディングパット部を引き出して形成
していた従来の圧力センサに比べ、リード部5に直接、
前記ボンディングパット部を形成するため、ボンディン
グパット部と外部回路との電気的接続の信頼性を向上さ
せることができる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A pressure sensor (semiconductor dynamic quantity sensor) according to the present invention is a p-type silicon substrate (semiconductor substrate) 3 formed by diffusion inside a diaphragm portion 2 (strain-sensitive portion) of an n-type or p-type silicon substrate. A type or n-type gauge resistor (diffusion type strain gauge) 4, a lead portion (diffusion layer) 5 extended to be in contact with the gauge resistance 4 and formed by diffusion of a p-type or n-type semiconductor material, A thermal oxide film (first protective film) 7 and a nitride film (second protective layer) 8 sequentially formed on the surface of the silicon substrate 3 and a lead portion 5 from the nitride film 8 via the thermal oxide film 7. The contact hole 14 is formed so as to reach the (joining portion 9), and the bonding pad 16 is formed in the contact hole 14 and electrically connected to the lead portion 5. Therefore, as compared with the conventional pressure sensor in which the bonding pad portion is drawn out from the electrode portion, the lead portion 5 is directly connected to the pressure sensor.
Since the bonding pad portion is formed, the reliability of electrical connection between the bonding pad portion and an external circuit can be improved.
【0014】また、熱酸化膜7に形成されるコンタクト
ホールの外形が、ナイトライド膜8に形成されるコンタ
クトホールの外形に対し大きく形成されるもので、製造
工程において、熱酸化膜7及びナイトライド膜8に前記
各コンタクトホールを形成する場合に、従来、電極部と
ボンディングパッド部との断線を防ぐために2工程のレ
ジスト膜形成工程が必要であったが、1工程のレジスト
膜形成工程で済むため、製造工程を簡素化することがで
きる。The outer shape of the contact hole formed in the thermal oxide film 7 is formed to be larger than the outer shape of the contact hole formed in the nitride film 8. Conventionally, when forming the contact holes in the ride film 8, two resist film forming steps were necessary in order to prevent disconnection between the electrode portion and the bonding pad portion. As a result, the manufacturing process can be simplified.
【0015】[0015]
【実施例】以下、本発明の半導体力学量センサを、従来
例同様に図1,図2及び図4に記載の圧力センサを例に
挙げて説明するが、従来例と同一または相当箇所には同
一符号を付してその詳細な説明は省く。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A semiconductor dynamic quantity sensor according to the present invention will be described with reference to the pressure sensors shown in FIGS. 1, 2 and 4 as in the conventional example. The same reference numerals are given and the detailed description is omitted.
【0016】図1は本発明の圧力センサを示す要部断面
図、図2は圧力センサの要部拡大断面図、図4は圧力セ
ンサのブリッジ回路を示す回路図である。FIG. 1 is a sectional view of a principal part showing a pressure sensor of the present invention, FIG. 2 is an enlarged sectional view of a principal part of the pressure sensor, and FIG. 4 is a circuit diagram showing a bridge circuit of the pressure sensor.
【0017】図中、3は、周囲部を肉厚状とした固定部
1及びこの固定部から一体に形成される薄肉状のダイア
フラム部(感歪部)2とを形成し、n型半導体基板から
なるシリコン基板、4は、ダイアフラム部2内に、p型
領域からなるピエゾ抵抗効果を有するゲージ抵抗(歪み
ゲージ)4(4a〜4d)、5は、各ゲージ抵抗4a〜
4d間を接続するための低抵抗体からなるリード部(拡
散層)、6は、各ゲージ抵抗4a〜4dにより構成され
るブリッジ回路、7は、熱酸化炉によりシリコン基板3
の表面に形成する熱酸化膜(第1の保護膜)、8は、水
分やナトリウム分等の外部からの汚染から熱酸化膜5を
保護し、窒化シリコン等からなるシリコンナイトライド
膜(第2の保護膜)、9(9a〜9d)は、各リード部
5同士が接続され、後で詳述するコンタクトホールを形
成する箇所となる接合部(拡散層の接合部)、14は、
各保護膜7,8 の各接合部9a〜9dの形成箇所に対
応する部分に形成されるコンタクトホール、15は、コ
ンタクトホール14の形成箇所にアルミ等の導電材料を
蒸着やスパッタリング法等により形成する電極部、16
は、コンタクトホール14の底部となる各接合部9a〜
9d上に前記電極部15とともに形成されるボンディン
グパッド部、13は、各ボンディングパッド部16にワ
イヤボンディングにより接続されるボンディングワイヤ
であり、以上により圧力センサを構成する。In the drawing, reference numeral 3 denotes an n-type semiconductor substrate which forms a fixed portion 1 having a thick peripheral portion and a thin diaphragm portion (strain-sensitive portion) 2 integrally formed from the fixed portion. The silicon substrate 4 is formed in the diaphragm portion 2 and the gauge resistors (strain gauges) 4 (4a to 4d) having a piezoresistive effect are formed in the diaphragm portion 2 and the gauge resistors 4a to 4d are formed in the diaphragm portion 2.
A lead portion (diffusion layer) made of a low-resistance body for connecting between 4d, 6 is a bridge circuit composed of gauge resistors 4a to 4d, and 7 is a silicon substrate 3 formed by a thermal oxidation furnace.
A thermal oxide film (first protective film) 8 formed on the surface protects the thermal oxide film 5 from external contamination such as moisture and sodium, and a silicon nitride film (second protective film) made of silicon nitride or the like. And 9 (9a to 9d) are bonding portions (bonding portions of the diffusion layer), which are portions where the respective lead portions 5 are connected to each other and form contact holes described later in detail, and 14 are
A contact hole 15 is formed in a portion of each of the protective films 7 and 8 corresponding to a formation portion of each of the joints 9a to 9d. A conductive material such as aluminum is formed in a formation portion of the contact hole 14 by vapor deposition or sputtering. Electrode part, 16
Are the respective joints 9a to 9b to be the bottom of the contact hole 14.
The bonding pad 13 formed on the electrode 9d together with the electrode 15 is a bonding wire connected to each bonding pad 16 by wire bonding, and thus constitutes a pressure sensor.
【0018】かかる構成の圧力センサは、ブリッジ回路
6の接合部9a,9bとなるボンディングパッド16に
ワイヤボンディングにより接続されるボンディングワイ
ヤ13を介し電源電圧Vccを印加することにより、ダ
イアフラム部2の表裏の圧力差による歪みを各ゲージ抵
抗4a〜4dの変化に応じて、ブリッジ回路6の接合部
9c,9dとなるボンディングパッド16からボンディ
ングワイヤ13を介し外部に出力電圧Voを取り出すも
のである。In the pressure sensor having such a configuration, the power supply voltage Vcc is applied to the bonding pads 16 serving as the bonding portions 9a and 9b of the bridge circuit 6 through the bonding wires 13 connected by wire bonding, so that the front and rear surfaces of the diaphragm portion 2 are formed. The output voltage Vo is taken out from the bonding pad 16 serving as the joints 9c and 9d of the bridge circuit 6 to the outside via the bonding wire 13 in accordance with the change in each of the gauge resistors 4a to 4d.
【0019】次に、かかる圧力センサの製造方法につい
て説明する。Next, a method for manufacturing such a pressure sensor will be described.
【0020】まず、半導体基板であるn型シリコン基板
3を、固定部1を残してKOH等のアルカリエッチング
液によるウエットエッチング等の適宜方法により、薄肉
状のダイアフラム2を形成し、その後、シリコン基板3
を熱酸化炉に投入し表裏面に熱酸化膜7を形成する。First, an n-type silicon substrate 3, which is a semiconductor substrate, is formed into a thin diaphragm 2 by an appropriate method such as wet etching using an alkaline etching solution such as KOH while leaving the fixing portion 1, and thereafter, the silicon substrate 3 is formed. 3
Into a thermal oxidation furnace to form a thermal oxide film 7 on the front and back surfaces.
【0021】次に、ダイアフラム部2において、各ゲー
ジ抵抗4a〜4dの形成箇所に対応する表面の熱酸化膜
7を除去し、ボロン等のp型の半導体材料を用い、拡散
によりシリコン基板3内の所定位置に各ゲージ抵抗4a
〜4dを形成し、再び、各ゲージ抵抗4a〜4dの形成
部分に熱酸化膜7を形成する。そして、各ゲージ抵抗4
a〜4dを図4で示すブリッジ回路6状にするため、例
えば、各ゲージ抵抗4a〜4dの両端から所定パターン
で熱酸化膜7を除去し、各ゲージ抵抗4a〜4dよりも
濃度が高いボロン等のp型の半導体材料を用い、拡散に
より各リード部5を形成し、ブリッジ回路6を形成す
る。この場合、各リード部5により形成される各接合部
9a〜9dは、後で詳述するコンタクトホール14及び
電極部15,ボンディングパッド16が形成できるよう
な接合部形状に形成する。ブリッジ回路6を形成した
後、シリコン基板3の表面の熱酸化膜7上に窒化シリコ
ンからなるナイトライド膜8を形成する。Next, in the diaphragm portion 2, the thermal oxide film 7 on the surface corresponding to the location where each of the gauge resistors 4a to 4d is formed is removed, and a p-type semiconductor material such as boron is used to diffuse the silicon oxide in the silicon substrate 3. Each gauge resistance 4a
To 4d, and a thermal oxide film 7 is formed again in the formation portions of the gauge resistors 4a to 4d. And each gauge resistance 4
In order to form the bridge circuits 6a to 4d as shown in FIG. 4, for example, the thermal oxide film 7 is removed from both ends of each of the gauge resistors 4a to 4d in a predetermined pattern, and boron having a higher concentration than the gauge resistors 4a to 4d. The respective lead portions 5 are formed by diffusion using a p-type semiconductor material such as, and the bridge circuit 6 is formed. In this case, each of the joints 9a to 9d formed by each of the lead portions 5 is formed in a joint shape such that a contact hole 14, an electrode 15, and a bonding pad 16, which will be described in detail later, can be formed. After forming the bridge circuit 6, a nitride film 8 made of silicon nitride is formed on the thermal oxide film 7 on the surface of the silicon substrate 3.
【0022】次に、ダイアフラム部2において、各接合
部9a〜9dの形成箇所に対応するナイトライド膜8を
プラズマエッチング法等により除去し、このナイトライ
ド膜8を除去した部分の熱酸化膜7をフッ酸混合液等を
用い除去することにより(この熱酸化膜7の除去により
シリコン基板3の裏面側に形成される熱酸化膜7は除去
される)、ナイトライド膜8から熱酸化膜7を介し各接
合部9a〜9dに達する各コンタクトホール14が形成
される。Next, in the diaphragm portion 2, the nitride film 8 corresponding to the formation portion of each of the joining portions 9a to 9d is removed by a plasma etching method or the like, and the thermal oxide film 7 in the portion where the nitride film 8 is removed is provided. Is removed using a hydrofluoric acid mixed solution or the like (the thermal oxide film 7 formed on the back surface side of the silicon substrate 3 is removed by removing the thermal oxide film 7), whereby the nitride film 8 is removed from the thermal oxide film 7 Each contact hole 14 that reaches each of the junctions 9a to 9d via is formed.
【0023】次に、このコンタクトホール14の形成位
置に、アルミ等からなる導電部材を用い、蒸着やスパッ
タリング法等により電極部15及びボンディングパッド
16を形成する。Next, at a position where the contact hole 14 is formed, an electrode portion 15 and a bonding pad 16 are formed using a conductive member made of aluminum or the like by vapor deposition or sputtering.
【0024】次に、このボンディングパッド16上と図
示しない外部回路とをボンディングワイヤ13を用いて
ワイヤボンディングすることにより圧力センサが完成す
る。Next, the pressure sensor is completed by wire bonding the bonding pad 16 and an external circuit (not shown) using the bonding wire 13.
【0025】かかる圧力センサにおいて、コンタクトホ
ール14を形成する場合は、ナイトライド膜8にコンタ
クトホールを形成する時のみにレジスト膜を形成するよ
うにするが、このような形成方法によりナイトライド膜
8から各接合部9a〜9dに達するコンタクトホール1
4を形成すると、図2で示すように、熱酸化膜7に形成
するコンタクトホール14の外形に対し、ナイトライド
膜8に形成するコンタクトホール14の外形が小さくな
り、そのため、ナイトライド膜8が熱酸化膜7に対しひ
さし形状になるため、このようなコンタクトホール14
の基で、アルミ等の導電材料を用い蒸着やスパッタリン
グ法等により電極部15及びボンディングパッド16を
各接合部9a〜9bに形成すると、電極部15とボンデ
ィングパッド16との間に断線が生じ易いことは前述し
た通りである。In such a pressure sensor, when the contact hole 14 is formed, the resist film is formed only when the contact hole is formed in the nitride film 8. However, the nitride film 8 is formed by such a forming method. Contact hole 1 reaching each of junctions 9a to 9d from above
2, the outer shape of the contact hole 14 formed in the nitride film 8 is smaller than the outer shape of the contact hole 14 formed in the thermal oxide film 7, as shown in FIG. Since the thermal oxide film 7 has an eaves shape, such a contact hole 14
When the electrode portion 15 and the bonding pad 16 are formed in each of the bonding portions 9a to 9b by a vapor deposition method, a sputtering method, or the like using a conductive material such as aluminum, a disconnection easily occurs between the electrode portion 15 and the bonding pad 16. This is as described above.
【0026】しかしながら、このような場合であって
も、このコンタクトホール14の形成箇所に直接、各接
合部9a〜9dに電気的に接続するボンディングパッド
16を形成し、このボンディングパッド16にボンディ
ングワイヤ13をワイヤボンディングできるため、ブリ
ッジ回路6への電源供給やブリッジ回路6からの出力が
途絶えることがない。However, even in such a case, a bonding pad 16 electrically connected to each of the joints 9a to 9d is formed directly at the position where the contact hole 14 is formed. 13 can be wire-bonded, so that power supply to the bridge circuit 6 and output from the bridge circuit 6 are not interrupted.
【0027】従って、本発明の圧力センサは、従来の圧
力センサに比べ、ブリッジ回路6における入出力の電気
的接続の信頼性を向上できるとともに、製造工程におい
てもコンタクトホール14を形成するする場合のレジス
ト膜形成工程がナイトライド膜8にコンタクトホールを
形成する時の1工程で済むため製造工程を簡素化でき、
そのため、製造コストを低く抑えることができる。Therefore, the pressure sensor of the present invention can improve the reliability of the electrical connection between the input and output of the bridge circuit 6 as compared with the conventional pressure sensor, and can also be used when the contact hole 14 is formed in the manufacturing process. Since the resist film forming step is only one step when forming a contact hole in the nitride film 8, the manufacturing process can be simplified,
Therefore, the manufacturing cost can be kept low.
【0028】尚、本実施例では、シリコン基板3をn
型、ゲージ抵抗4及びリード部5をp型で説明したが、
互いに逆であっても良い。In this embodiment, the silicon substrate 3 is n
Although the type, the gauge resistor 4 and the lead 5 have been described as p-type,
They may be reversed.
【0029】また、本発明は、複数個のゲージ抵抗から
なるブリッジ抵抗を有する半導体力学量センサだけでな
く、単一のゲージ抵抗による半導体力学量センサにおい
ても適用することができる。また、本発明の半導体力学
量センサは、圧力センサ以外にも加速度センサ等の他の
センサとしても同様に使用することができる。The present invention can be applied not only to a semiconductor physical quantity sensor having a bridge resistance composed of a plurality of gauge resistances but also to a semiconductor physical quantity sensor using a single gauge resistance. Further, the semiconductor dynamic quantity sensor of the present invention can be similarly used as other sensors such as an acceleration sensor in addition to the pressure sensor.
【0030】また、本実施例の形成方法として、ゲージ
抵抗4を形成した後、拡散層からなるリード部5を形成
するように説明したが、リード部5を形成した後、ゲー
ジ抵抗4を形成するようにしても良く、製造工程のプロ
セスは実施例の限りでない。In the present embodiment, the method of forming the gauge resistor 4 and then forming the lead 5 made of a diffusion layer has been described. However, after forming the lead 5, the gauge resistor 4 is formed. The manufacturing process is not limited to the embodiment.
【0031】また、本実施例では、保護層を2層形成す
る場合の半導体力学量センサを例に挙げて説明したが、
例えば、シリコン基板上にナイトライド膜のみの保護膜
を形成する半導体力学量センサに本発明を適用しても、
電極部とボンディングパット部との電気的接続の信頼性
が向上するものである。In this embodiment, the semiconductor dynamic quantity sensor in the case of forming two protective layers has been described as an example.
For example, even if the present invention is applied to a semiconductor physical quantity sensor in which a protective film of only a nitride film is formed on a silicon substrate,
This improves the reliability of the electrical connection between the electrode portion and the bonding pad portion.
【0032】[0032]
【発明の効果】本発明は、n型又はp型の半導体基板の
感歪部の内側に拡散により形成するp型又はn型の拡散
型歪みゲージと、前記歪みゲージと接触するように延長
形成されるp型又はn型の拡散層と、前記半導体基板の
表面に形成される保護層と、前記保護層から前記拡散層
に達するように形成されるコンタクトホールと、前記コ
ンタクトホールに形成され、前記拡散層と電気的に接続
するボンディングパッドと、から構成されるものであ
り、また、n型又はp型の半導体基板の感歪部の内側に
拡散により形成するp型又はn型の拡散型歪みゲージ
と、前記歪みゲージと接触するように延長形成されるp
型又はn型の拡散層と、前記半導体基板の表面に順次積
層形成される第1,第2の保護層と、前記第1,第2の
保護層から前記拡散層に達するように形成されるコンタ
クトホールと、前記コンタクトホールに形成され、前記
拡散層と電気的に接続するボンディングパッドと、から
構成されるものであることから、従来の圧力センサに比
べ、前記ボンディングパット部と外部回路との電気的接
続の信頼性を向上させることができる。According to the present invention, there is provided a p-type or n-type diffusion type strain gauge formed by diffusion inside a strain-sensitive portion of an n-type or p-type semiconductor substrate, and an extension formed so as to be in contact with the strain gauge. A p-type or n-type diffusion layer to be formed, a protection layer formed on the surface of the semiconductor substrate, a contact hole formed to reach the diffusion layer from the protection layer, and formed in the contact hole, And a bonding pad electrically connected to the diffusion layer, and a p-type or n-type diffusion type formed by diffusion inside the strain-sensitive portion of the n-type or p-type semiconductor substrate. A strain gauge, and p extended to be in contact with the strain gauge.
And n-type diffusion layers, first and second protection layers sequentially formed on the surface of the semiconductor substrate, and formed so as to reach the diffusion layers from the first and second protection layers. Since it is composed of a contact hole and a bonding pad formed in the contact hole and electrically connected to the diffusion layer, the bonding pad portion and the external circuit are compared with a conventional pressure sensor. The reliability of the electrical connection can be improved.
【0033】また、前記第1の保護層に形成される前記
コンタクトホールの外形が、前記第2の保護層に形成さ
れる前記コンタクトホールの外形に対し大きく形成され
てなるものであり、製造工程においても前記コンタクト
ホールを形成する場合のレジスト膜形成工程が1工程で
済むため、製造工程を簡素化することができる。Further, the outer shape of the contact hole formed in the first protective layer is formed to be larger than the outer shape of the contact hole formed in the second protective layer. In this case, since the resist film forming step for forming the contact hole is only one step, the manufacturing steps can be simplified.
【図1】本発明の実施例の半導体力学量センサを示す要
部断面図。FIG. 1 is a sectional view of a main part showing a semiconductor dynamic quantity sensor according to an embodiment of the present invention.
【図2】同上実施例の要部拡大断面図。FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of the embodiment.
【図3】従来の半導体力学量センサを示す要部断面図。FIG. 3 is a sectional view of a main part showing a conventional semiconductor dynamic quantity sensor.
【図4】半導体力学量センサの回路構成を示す回路図。FIG. 4 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a semiconductor dynamic quantity sensor.
【図5】従来の半導体力学量センサを示す要部拡大断面
図。FIG. 5 is an enlarged sectional view of a main part showing a conventional semiconductor dynamic quantity sensor.
2 ダイアフラム部(感歪部) 3 シリコン基板(半導体基板) 4 ゲージ抵抗(歪みゲージ) 5 リード部(拡散層) 7 熱酸化膜(第1の保護膜) 8 ナイトライド膜(第2の保護膜) 14 コンタクトホール 15 電極部 16 ボンディングパッド 2 Diaphragm part (strain sensitive part) 3 Silicon substrate (semiconductor substrate) 4 Gauge resistance (strain gauge) 5 Lead part (diffusion layer) 7 Thermal oxide film (first protective film) 8 Nitride film (second protective film) ) 14 contact hole 15 electrode part 16 bonding pad
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 霜鳥 裕 新潟県長岡市藤橋1丁目190番地1 日本 精機株式会社アールアンドデイセンター内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Hiroshi Shimodori 1-1190-1 Fujibashi, Nagaoka City, Niigata Prefecture Japan R & D Center
Claims (3)
側に拡散により形成するp型又はn型の拡散型歪みゲー
ジと、前記歪みゲージと接触するように延長形成される
p型又はn型の拡散層と、前記半導体基板の表面に形成
される保護層と、前記保護層から前記拡散層に達するよ
うに形成されるコンタクトホールと、前記コンタクトホ
ールに形成され、前記拡散層と電気的に接続するボンデ
ィングパッドと、から構成されることを特徴とする半導
体力学量センサ。1. A p-type or n-type diffusion type strain gauge formed by diffusion inside a strain-sensitive portion of an n-type or p-type semiconductor substrate, and a p-type extended to be in contact with the strain gauge. Or an n-type diffusion layer, a protective layer formed on the surface of the semiconductor substrate, a contact hole formed to reach the diffusion layer from the protective layer, and the diffusion layer formed in the contact hole. And a bonding pad electrically connected to the semiconductor dynamic quantity sensor.
側に拡散により形成するp型又はn型の拡散型歪みゲー
ジと、前記歪みゲージと接触するように延長形成される
p型又はn型の拡散層と、前記半導体基板の表面に順次
積層形成される第1,第2の保護層と、前記第1,第2
の保護層から前記拡散層に達するように形成されるコン
タクトホールと、前記コンタクトホールに形成され、前
記拡散層と電気的に接続するボンディングパッドと、か
ら構成されることを特徴とする半導体力学量センサ。2. A p-type or n-type diffusion type strain gauge formed by diffusion inside a strain-sensitive portion of an n-type or p-type semiconductor substrate, and a p-type extended to be in contact with the strain gauge. Or an n-type diffusion layer; first and second protective layers sequentially formed on the surface of the semiconductor substrate;
A contact hole formed from the protective layer to the diffusion layer, and a bonding pad formed in the contact hole and electrically connected to the diffusion layer. Sensor.
タクトホールの外形が、前記第2の保護層に形成される
前記コンタクトホールの外形に対し大きく形成されてな
ることを特徴とする請求項2に記載の半導体力学量セン
サ。3. The contact hole formed in the first protective layer is formed to be larger than the contact hole formed in the second protective layer. Item 3. A semiconductor dynamic quantity sensor according to item 2.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2948397A JPH10229203A (en) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | Semiconductor dynamic quantity sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2948397A JPH10229203A (en) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | Semiconductor dynamic quantity sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10229203A true JPH10229203A (en) | 1998-08-25 |
Family
ID=12277338
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2948397A Pending JPH10229203A (en) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | Semiconductor dynamic quantity sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10229203A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110730905A (en) * | 2017-06-13 | 2020-01-24 | 株式会社电装 | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
-
1997
- 1997-02-14 JP JP2948397A patent/JPH10229203A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN110730905A (en) * | 2017-06-13 | 2020-01-24 | 株式会社电装 | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
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