JPH10267776A - 半導体式応力検出装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体式応力検出装置及びその製造方法Info
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- JPH10267776A JPH10267776A JP7609397A JP7609397A JPH10267776A JP H10267776 A JPH10267776 A JP H10267776A JP 7609397 A JP7609397 A JP 7609397A JP 7609397 A JP7609397 A JP 7609397A JP H10267776 A JPH10267776 A JP H10267776A
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- resistor
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- gauge resistor
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 信号処理部等が配されたチップとダイヤフラ
ム部が形成されたチップとを別々のチップにする場合
に、信号処理部が配されたチップの面積を増大させるこ
となく良好な温度特性を有する温度特性補償用抵抗を形
成する。 【解決手段】 ゲージ抵抗ＲＡ、ＲＢ、ＲＣ、ＲＤの形
成時に用いるマスク１９をマスクにして、ゲージ抵抗へ
供給する所定電流やゲージ抵抗からの信号の温度調節を
行う温度補償用抵抗Ｒ４、Ｒ９を、ダイヤフラム部５０
が形成されるチップ１００のうち、ダイヤフラム部５０
を形成する領域以外の部分に形成する。この部分は従来
から何も配されていない部分でありチップ面積を増大さ
せない。また、ゲージ抵抗と共に温度特性補償用抵抗Ｒ
４、Ｒ９を形成しているため、工程数を増やすことなく
ゲージ抵抗と同様の濃度に温度特性補償用抵抗Ｒ４、Ｒ
９を形成できる。
ム部が形成されたチップとを別々のチップにする場合
に、信号処理部が配されたチップの面積を増大させるこ
となく良好な温度特性を有する温度特性補償用抵抗を形
成する。 【解決手段】 ゲージ抵抗ＲＡ、ＲＢ、ＲＣ、ＲＤの形
成時に用いるマスク１９をマスクにして、ゲージ抵抗へ
供給する所定電流やゲージ抵抗からの信号の温度調節を
行う温度補償用抵抗Ｒ４、Ｒ９を、ダイヤフラム部５０
が形成されるチップ１００のうち、ダイヤフラム部５０
を形成する領域以外の部分に形成する。この部分は従来
から何も配されていない部分でありチップ面積を増大さ
せない。また、ゲージ抵抗と共に温度特性補償用抵抗Ｒ
４、Ｒ９を形成しているため、工程数を増やすことなく
ゲージ抵抗と同様の濃度に温度特性補償用抵抗Ｒ４、Ｒ
９を形成できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ピエゾ抵抗
効果を利用する半導体式応力検出装置及びその製造方法
に関し、圧力センサや加速度センサに適用して好適であ
る。
効果を利用する半導体式応力検出装置及びその製造方法
に関し、圧力センサや加速度センサに適用して好適であ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来から圧力センサの感度やオフセット
における温度特性補償が行われている。図４に圧力セン
サの回路図を示し、図４に基づき圧力センサの感度やオ
フセットの温度特性補償について説明する。まず、圧力
センサの動作を説明する。
における温度特性補償が行われている。図４に圧力セン
サの回路図を示し、図４に基づき圧力センサの感度やオ
フセットの温度特性補償について説明する。まず、圧力
センサの動作を説明する。
【０００３】Ｄ／Ａ変換器の出力電圧が各出力端子に印
加される。Ｖｋ端子においては、Ｄ／Ａ変換器の出力電
圧が印加されると、オペアンプ（以下、ＯＰという）１
を介して、出力電圧に応じた電流ｉ１がトランジスタＴ
１に流れる。この電流ｉ１によってカレントミラー回路
４０を介してダイヤフラム部５０内にブリッジ状に結線
されたゲージ抵抗ＲＡ、ＲＢ、ＲＣ、ＲＤへ定電流Ｉが
流れる。このとき、定電流Ｉは電流ｉ１の大きさに比例
しているため、Ｖｋ端子への印加電圧を変化させること
により圧力センサの感度を調整することができる。
加される。Ｖｋ端子においては、Ｄ／Ａ変換器の出力電
圧が印加されると、オペアンプ（以下、ＯＰという）１
を介して、出力電圧に応じた電流ｉ１がトランジスタＴ
１に流れる。この電流ｉ１によってカレントミラー回路
４０を介してダイヤフラム部５０内にブリッジ状に結線
されたゲージ抵抗ＲＡ、ＲＢ、ＲＣ、ＲＤへ定電流Ｉが
流れる。このとき、定電流Ｉは電流ｉ１の大きさに比例
しているため、Ｖｋ端子への印加電圧を変化させること
により圧力センサの感度を調整することができる。
【０００４】そして、これらゲージ抵抗ＲＡ、ＲＢ、Ｒ
Ｃ、ＲＤの間における中点電位出力がＯＰ２、ＯＰ３で
増幅されたのち、さらにＯＰ４で増幅され、センサ出力
Ｖｏｕｔが出力される。また、Ｖｚ端子においては、Ｄ
／Ａ変換器の出力電圧が印加されると、ＯＰ５を介し
て、出力電圧に応じた電流が抵抗Ｒ１に流れる。この電
流が抵抗Ｒ２に流れ込み、センサ出力Ｖｏｕｔの電位を
変化させる。従って、Ｖｚ端子への印加電圧を変化させ
ることにより圧力センサのオフセットを調節することが
できる。
Ｃ、ＲＤの間における中点電位出力がＯＰ２、ＯＰ３で
増幅されたのち、さらにＯＰ４で増幅され、センサ出力
Ｖｏｕｔが出力される。また、Ｖｚ端子においては、Ｄ
／Ａ変換器の出力電圧が印加されると、ＯＰ５を介し
て、出力電圧に応じた電流が抵抗Ｒ１に流れる。この電
流が抵抗Ｒ２に流れ込み、センサ出力Ｖｏｕｔの電位を
変化させる。従って、Ｖｚ端子への印加電圧を変化させ
ることにより圧力センサのオフセットを調節することが
できる。
【０００５】Ｖｘ端子においては、Ｄ／Ａ変換器の出力
電圧が印加されると、ＯＰ６を介して、出力電圧に応じ
た電流が抵抗Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６によって構成され
るループに流れ込む。これらの抵抗のうち、抵抗Ｒ４は
温度特性を有した温度特性補償用の抵抗であり、抵抗Ｒ
３、Ｒ５、Ｒ６は温度特性が無い抵抗である。そして、
基準温度の際にはループから外へ電流が流れださないよ
うに、電流ｉｘが零になるように各抵抗の大きさが設定
されている。
電圧が印加されると、ＯＰ６を介して、出力電圧に応じ
た電流が抵抗Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６によって構成され
るループに流れ込む。これらの抵抗のうち、抵抗Ｒ４は
温度特性を有した温度特性補償用の抵抗であり、抵抗Ｒ
３、Ｒ５、Ｒ６は温度特性が無い抵抗である。そして、
基準温度の際にはループから外へ電流が流れださないよ
うに、電流ｉｘが零になるように各抵抗の大きさが設定
されている。
【０００６】そして、圧力センサの温度が基準温度と異
なるときには、電流ｉｘが抵抗Ｒ７を流れる。この電流
ｉｘによってゲージ抵抗ＲＡ、ＲＢ、ＲＣ、ＲＤに向か
って流れる電流Ｉが補正され、圧力センサのゲージ抵抗
に印加される電圧Ｖｓｐａｎの補正（感度の温度特性の
補正）が成される。このとき、感度の温度特性を数式１
に基づき各抵抗値等の設定を行っている。
なるときには、電流ｉｘが抵抗Ｒ７を流れる。この電流
ｉｘによってゲージ抵抗ＲＡ、ＲＢ、ＲＣ、ＲＤに向か
って流れる電流Ｉが補正され、圧力センサのゲージ抵抗
に印加される電圧Ｖｓｐａｎの補正（感度の温度特性の
補正）が成される。このとき、感度の温度特性を数式１
に基づき各抵抗値等の設定を行っている。
【０００７】
【数１】
【０００８】但し、Ｔは温度、ＴＣＲ４、ＴＮＲ４はそ
れぞれ抵抗Ｒ４における１次、２次成分の温度係数であ
る。Ｖｔ端子においては、Ｄ／Ａ変換器の出力電圧が印
加されると、ＯＰ７を介して、出力電圧に応じた電流が
抵抗Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１によって構成されるル
ープに流れ込む。これらの抵抗のうち、抵抗Ｒ９は温度
特性を有した温度特性補償用の抵抗であり、抵抗Ｒ８、
Ｒ１０、Ｒ１１は温度特性が無い抵抗である。そして、
基準温度の際にはループから外へ電流が流れださないよ
うに、電流ｉｔが零になるように各抵抗の大きさが設定
されている。
れぞれ抵抗Ｒ４における１次、２次成分の温度係数であ
る。Ｖｔ端子においては、Ｄ／Ａ変換器の出力電圧が印
加されると、ＯＰ７を介して、出力電圧に応じた電流が
抵抗Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１によって構成されるル
ープに流れ込む。これらの抵抗のうち、抵抗Ｒ９は温度
特性を有した温度特性補償用の抵抗であり、抵抗Ｒ８、
Ｒ１０、Ｒ１１は温度特性が無い抵抗である。そして、
基準温度の際にはループから外へ電流が流れださないよ
うに、電流ｉｔが零になるように各抵抗の大きさが設定
されている。
【０００９】そして、圧力センサの温度が基準温度と異
なるときには、電流ｉｔが抵抗Ｒ２を流れ、この電流ｉ
ｔによって出力電圧Ｖｏｕｔが補正される。このとき、
オフセットの温度特性を数式２に基づき各抵抗値等の設
定を行っている。
なるときには、電流ｉｔが抵抗Ｒ２を流れ、この電流ｉ
ｔによって出力電圧Ｖｏｕｔが補正される。このとき、
オフセットの温度特性を数式２に基づき各抵抗値等の設
定を行っている。
【００１０】
【数２】
【００１１】但し、ＴＣＲ９、ＴＮＲ９はそれぞれ抵抗
Ｒ９における一次、２次成分の温度係数である。このと
き、数式１、２から分かるように、感度温度特性曲がり
やオフセット温度特性曲がりは抵抗Ｒ４や抵抗Ｒ９にお
ける２次成分、つまり抵抗Ｒ４、Ｒ９の温度特性曲がり
の大きさに依存しており、これら抵抗Ｒ４、Ｒ９の温度
特性曲がりが大きくなれば感度温度特性曲がりやオフセ
ット温度特性曲がりが大きくなる。
Ｒ９における一次、２次成分の温度係数である。このと
き、数式１、２から分かるように、感度温度特性曲がり
やオフセット温度特性曲がりは抵抗Ｒ４や抵抗Ｒ９にお
ける２次成分、つまり抵抗Ｒ４、Ｒ９の温度特性曲がり
の大きさに依存しており、これら抵抗Ｒ４、Ｒ９の温度
特性曲がりが大きくなれば感度温度特性曲がりやオフセ
ット温度特性曲がりが大きくなる。
【００１２】このオフセット温度特性はゲージ抵抗Ｒ
Ａ、ＲＢ、ＲＣ、ＲＤのアンバランスから生じるものが
主である。しかしながら、ゲージ抵抗ＲＡ、ＲＢ、Ｒ
Ｃ、ＲＤは、ゲージ抵抗としての条件である温度特性曲
がりが小さいこと及び感度特性の曲がりが小さいことに
基づき約１０20／ｃｍ3 の不純物濃度で形成されている
ため、当然に温度特性曲がりが小さい。
Ａ、ＲＢ、ＲＣ、ＲＤのアンバランスから生じるものが
主である。しかしながら、ゲージ抵抗ＲＡ、ＲＢ、Ｒ
Ｃ、ＲＤは、ゲージ抵抗としての条件である温度特性曲
がりが小さいこと及び感度特性の曲がりが小さいことに
基づき約１０20／ｃｍ3 の不純物濃度で形成されている
ため、当然に温度特性曲がりが小さい。
【００１３】このため、圧力センサの高精度化を図るた
めにはゲージ抵抗ＲＡ、ＲＢ、ＲＣ、ＲＤの温度特性曲
がりに合わせて、温度特性曲がりが小さいもので温度特
性補償を行った方が圧力センサの高精度化を図ることが
できる。また、感度やオフセットは何れの場合において
も温度特性曲がりの小さなものを用いたほうが調整がし
易く、圧力センサの高精度化を図りやすい。
めにはゲージ抵抗ＲＡ、ＲＢ、ＲＣ、ＲＤの温度特性曲
がりに合わせて、温度特性曲がりが小さいもので温度特
性補償を行った方が圧力センサの高精度化を図ることが
できる。また、感度やオフセットは何れの場合において
も温度特性曲がりの小さなものを用いたほうが調整がし
易く、圧力センサの高精度化を図りやすい。
【００１４】ところで、圧力センサとして、ゲージ抵抗
を有するダイヤフラム部が形成されたチップ（以下、ダ
イヤフラムチップという）と、ゲージ抵抗へ所定電流を
供給するための定電流回路やゲージ抵抗からの信号処理
及び信号調整を行う回路が形成されたバイポーラトラン
ジスタチップ（以下、Ｂｉｐチップという）とが別チッ
プに分離されたものを用いる場合には、Ｂｉｐチップの
ベース部（例えば、定電流回路内のＯＰにおけるバイポ
ーラトランジスタのベース部）を形成する際に用いるマ
スクを利用してベース抵抗を形成し、このベース抵抗を
温度補償用抵抗として利用している。
を有するダイヤフラム部が形成されたチップ（以下、ダ
イヤフラムチップという）と、ゲージ抵抗へ所定電流を
供給するための定電流回路やゲージ抵抗からの信号処理
及び信号調整を行う回路が形成されたバイポーラトラン
ジスタチップ（以下、Ｂｉｐチップという）とが別チッ
プに分離されたものを用いる場合には、Ｂｉｐチップの
ベース部（例えば、定電流回路内のＯＰにおけるバイポ
ーラトランジスタのベース部）を形成する際に用いるマ
スクを利用してベース抵抗を形成し、このベース抵抗を
温度補償用抵抗として利用している。
【００１５】このとき、ベース抵抗はベース部と同じ濃
度で形成され、従来では温度特性曲がりが大きい約１０
18／ｃｍ2 の不純物濃度で形成している。
度で形成され、従来では温度特性曲がりが大きい約１０
18／ｃｍ2 の不純物濃度で形成している。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、この
場合にもベース抵抗をゲージ抵抗と同様の濃度で形成す
れば温度特性の曲がりを小さくすることができる。しか
しながら、ベース抵抗を高濃度した場合には、同一マス
クで形成されるベース部のシート抵抗が低くなってしま
う。この場合、バイポーラトランジスタのｈｆｅが低下
してしまうためベース抵抗Ｒにおける不純物濃度を高く
することはできない。
場合にもベース抵抗をゲージ抵抗と同様の濃度で形成す
れば温度特性の曲がりを小さくすることができる。しか
しながら、ベース抵抗を高濃度した場合には、同一マス
クで形成されるベース部のシート抵抗が低くなってしま
う。この場合、バイポーラトランジスタのｈｆｅが低下
してしまうためベース抵抗Ｒにおける不純物濃度を高く
することはできない。
【００１７】また、ベース部と異なるマスクを用いて温
度補償用抵抗のみ高濃度で形成するとしても、温度補償
用抵抗におけるシート抵抗が小さくなってしまうことか
ら、ベース抵抗の抵抗値を所定の大きさにするためには
広いチップ面積が必要となり、その結果チップコストが
増大するという問題が生じる。また、この場合には温度
補償用抵抗のためのマスクが増加する分工程が増えると
いう問題がある。
度補償用抵抗のみ高濃度で形成するとしても、温度補償
用抵抗におけるシート抵抗が小さくなってしまうことか
ら、ベース抵抗の抵抗値を所定の大きさにするためには
広いチップ面積が必要となり、その結果チップコストが
増大するという問題が生じる。また、この場合には温度
補償用抵抗のためのマスクが増加する分工程が増えると
いう問題がある。
【００１８】本発明は上記問題に鑑みてなされ、Ｂｉｐ
チップの面積を増大させないでセンサの高精度化を実現
することを目的とする。また、センサ製造工程を増加さ
せないで高精度なセンサを製造できるようにすることを
目的とする。
チップの面積を増大させないでセンサの高精度化を実現
することを目的とする。また、センサ製造工程を増加さ
せないで高精度なセンサを製造できるようにすることを
目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、以下の技術的手段を採用する。請求項１に記載の発
明においては、第１、第２の温度補償用抵抗（Ｒ４、Ｒ
９）のうちの少なくとも一方は、薄肉部（５０）が配さ
れた第１のチップ（１００）のうち、薄肉部（５０）が
形成された領域以外の部分に、ゲージ抵抗（ＲＡ〜Ｒ
Ｄ）と同等の濃度で形成されていることを特徴とする。
め、以下の技術的手段を採用する。請求項１に記載の発
明においては、第１、第２の温度補償用抵抗（Ｒ４、Ｒ
９）のうちの少なくとも一方は、薄肉部（５０）が配さ
れた第１のチップ（１００）のうち、薄肉部（５０）が
形成された領域以外の部分に、ゲージ抵抗（ＲＡ〜Ｒ
Ｄ）と同等の濃度で形成されていることを特徴とする。
【００２０】この薄肉部（５０）が配された第１のチッ
プ（１００）のうち、薄肉部（５０）が形成された領域
以外の部分は、従来から何も配置されていないスペース
であり、この部分にゲージ抵抗（ＲＡ〜ＲＤ）と同等の
比較的高濃度となる第１、第２の温度特性補償用の抵抗
（Ｒ４、Ｒ９）を形成してもチップ面積を増加させない
で済む。これにより、チップコストを増加させることな
く高濃度の第１、第２の温度特性補償用の抵抗（Ｒ４、
Ｒ９）を形成することができ、センサを高精度にするこ
とができる。
プ（１００）のうち、薄肉部（５０）が形成された領域
以外の部分は、従来から何も配置されていないスペース
であり、この部分にゲージ抵抗（ＲＡ〜ＲＤ）と同等の
比較的高濃度となる第１、第２の温度特性補償用の抵抗
（Ｒ４、Ｒ９）を形成してもチップ面積を増加させない
で済む。これにより、チップコストを増加させることな
く高濃度の第１、第２の温度特性補償用の抵抗（Ｒ４、
Ｒ９）を形成することができ、センサを高精度にするこ
とができる。
【００２１】なお、ゲージ抵抗（ＲＡ〜ＲＤ）へ供給す
る所定電流の温度調整とゲージ抵抗（ＲＡ〜ＲＤ）から
の信号の温度調節の何れか一方のみしか温度調整を行わ
ない場合や、双方の温度調整を行うがその温度特性補償
用の抵抗（Ｒ４、Ｒ９）の一方のみを薄肉部（５０）が
配された第１のチップ（１００）に形成したい場合にお
いても、第１のチップ（１００）のうち薄肉部（５０）
が形成された領域以外の部分に温度特性補償用の抵抗
（Ｒ４、Ｒ９）を形成すれば請求項１と同様の効果を得
ることができる。
る所定電流の温度調整とゲージ抵抗（ＲＡ〜ＲＤ）から
の信号の温度調節の何れか一方のみしか温度調整を行わ
ない場合や、双方の温度調整を行うがその温度特性補償
用の抵抗（Ｒ４、Ｒ９）の一方のみを薄肉部（５０）が
配された第１のチップ（１００）に形成したい場合にお
いても、第１のチップ（１００）のうち薄肉部（５０）
が形成された領域以外の部分に温度特性補償用の抵抗
（Ｒ４、Ｒ９）を形成すれば請求項１と同様の効果を得
ることができる。
【００２２】請求項４に記載の発明においては、ゲージ
抵抗（ＲＡ〜ＲＤ）の形成時に用いるマスク（１９）を
マスクにして、ゲージ抵抗へ供給する所定電流の温度調
整を行う第１の温度補償用抵抗（Ｒ４）とゲージ抵抗か
らの信号の温度調節を行う第２の温度補償用抵抗（Ｒ
９）の少なくとも何れか一方を、薄肉部（５０）が形成
されるチップ（１００）のうち、薄肉部（５０）を形成
する領域以外の部分に形成することを特徴とする。
抵抗（ＲＡ〜ＲＤ）の形成時に用いるマスク（１９）を
マスクにして、ゲージ抵抗へ供給する所定電流の温度調
整を行う第１の温度補償用抵抗（Ｒ４）とゲージ抵抗か
らの信号の温度調節を行う第２の温度補償用抵抗（Ｒ
９）の少なくとも何れか一方を、薄肉部（５０）が形成
されるチップ（１００）のうち、薄肉部（５０）を形成
する領域以外の部分に形成することを特徴とする。
【００２３】このように、薄肉部（５０）が配置される
チップ（２００）のうち、薄肉部（５０）が形成される
領域以外の部分に温度特性補償用の抵抗（Ｒ１６、Ｒ２
６）を、ゲージ抵抗（ＲＡ〜ＲＤ）を形成するマスク
（１９）を用いてゲージ抵抗（ＲＡ〜ＲＤ）と共に形成
することにより、製造工程を増加させず、またチップコ
ストを増加させないで、センサを高精度にすることがで
きる。
チップ（２００）のうち、薄肉部（５０）が形成される
領域以外の部分に温度特性補償用の抵抗（Ｒ１６、Ｒ２
６）を、ゲージ抵抗（ＲＡ〜ＲＤ）を形成するマスク
（１９）を用いてゲージ抵抗（ＲＡ〜ＲＤ）と共に形成
することにより、製造工程を増加させず、またチップコ
ストを増加させないで、センサを高精度にすることがで
きる。
【００２４】なお、ゲージ抵抗（ＲＡ〜ＲＤ）へ供給す
る所定電流の温度調整とゲージ抵抗（ＲＡ〜ＲＤ）から
の信号の温度調節の何れか一方のみしか温度調整を行わ
ない場合や、双方の温度調整を行うがその温度特性補償
用の抵抗（Ｒ４、Ｒ９）の一方のみを薄肉部（５０）が
配された第１のチップ（１００）に形成したい場合にお
いても、ゲージ抵抗（ＲＡ〜ＲＤ）と同一マスクを用い
ることにより請求項４と同様の効果が得られる。
る所定電流の温度調整とゲージ抵抗（ＲＡ〜ＲＤ）から
の信号の温度調節の何れか一方のみしか温度調整を行わ
ない場合や、双方の温度調整を行うがその温度特性補償
用の抵抗（Ｒ４、Ｒ９）の一方のみを薄肉部（５０）が
配された第１のチップ（１００）に形成したい場合にお
いても、ゲージ抵抗（ＲＡ〜ＲＤ）と同一マスクを用い
ることにより請求項４と同様の効果が得られる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。本発明の一実施形態にかかる圧力セ
ンサを図１に示す。図１に示すように、ダイヤフラムチ
ップ１００とＢｉｐチップ２００が別チップに分離され
ている。
について説明する。本発明の一実施形態にかかる圧力セ
ンサを図１に示す。図１に示すように、ダイヤフラムチ
ップ１００とＢｉｐチップ２００が別チップに分離され
ている。
【００２６】ダイヤフラムチップ１００には、薄膜のダ
イヤフラム部５０が備えられており、このダイヤフラム
部５０にゲージ抵抗ＲＡ、ＲＢ、ＲＣ、ＲＤがブリッジ
状に結線されて形成されている。そして、各ゲージ抵抗
ＲＡ〜ＲＤの間にはそれぞれアルミ配線１ａ〜１ｄが配
設されており、さらに各アルミ配線１ａ〜１ｄの先端の
それぞれにはボンディングパッド２ａ〜２ｄが形成され
ている。これらのボンディングパッド２ａ〜２ｄを介し
てゲージ抵抗ＲＡ〜ＲＤと外部（Ｂｉｐチップ２００
等）との電気的接続が成される。
イヤフラム部５０が備えられており、このダイヤフラム
部５０にゲージ抵抗ＲＡ、ＲＢ、ＲＣ、ＲＤがブリッジ
状に結線されて形成されている。そして、各ゲージ抵抗
ＲＡ〜ＲＤの間にはそれぞれアルミ配線１ａ〜１ｄが配
設されており、さらに各アルミ配線１ａ〜１ｄの先端の
それぞれにはボンディングパッド２ａ〜２ｄが形成され
ている。これらのボンディングパッド２ａ〜２ｄを介し
てゲージ抵抗ＲＡ〜ＲＤと外部（Ｂｉｐチップ２００
等）との電気的接続が成される。
【００２７】また、ダイヤフラムチップ１００のうち、
ダイヤフラム部５０の形成された領域以外の部分には感
度温度特性補償用の抵抗Ｒ４とオフセット温度特性補償
用の抵抗Ｒ９が形成されている。これらは比較的高濃度
となる約１０20／ｃｍ2 の濃度で形成されている。ま
た、これらの抵抗Ｒ４、Ｒ９の長手方向が、シリコン基
板の面方位の（１００）方向（図中の矢印にて示す）に
平行になるように形成されている。シリコン基板の面方
位が（１００）の方向はピエゾ抵抗係数が小さいため、
抵抗Ｒ４、Ｒ９を応力には反応せずに温度にのみ反応す
るものにすることができるからである。
ダイヤフラム部５０の形成された領域以外の部分には感
度温度特性補償用の抵抗Ｒ４とオフセット温度特性補償
用の抵抗Ｒ９が形成されている。これらは比較的高濃度
となる約１０20／ｃｍ2 の濃度で形成されている。ま
た、これらの抵抗Ｒ４、Ｒ９の長手方向が、シリコン基
板の面方位の（１００）方向（図中の矢印にて示す）に
平行になるように形成されている。シリコン基板の面方
位が（１００）の方向はピエゾ抵抗係数が小さいため、
抵抗Ｒ４、Ｒ９を応力には反応せずに温度にのみ反応す
るものにすることができるからである。
【００２８】Ｂｉｐチップ２００には、電源、増幅回
路、調整回路等が備えられている。そして、ボンディン
グパッド２ａを介して電源から各ゲージ抵抗ＲＡ〜ＲＤ
に定電流を供給し、調整回路にて圧力センサのオフセッ
ト温度特性補償、感度温度特性補償を行っている。この
ように、ダイヤフラムチップ１００のうちのダイヤフラ
ム部５０の形成された領域以外の部分に各温度特性補償
用の抵抗Ｒ４、Ｒ９を配置しているが、この部分は従来
から何も配置されていないスペースであるため、この部
分に各温度特性補償用の抵抗Ｒ４、Ｒ９を形成してもダ
イヤフラムチップ１００のチップ面積を増加させないで
済む。従って、各温度特性補償用の抵抗Ｒ４、Ｒ９をダ
イヤフラムチップ１００に形成することによって、チッ
プコストが増加することもない。
路、調整回路等が備えられている。そして、ボンディン
グパッド２ａを介して電源から各ゲージ抵抗ＲＡ〜ＲＤ
に定電流を供給し、調整回路にて圧力センサのオフセッ
ト温度特性補償、感度温度特性補償を行っている。この
ように、ダイヤフラムチップ１００のうちのダイヤフラ
ム部５０の形成された領域以外の部分に各温度特性補償
用の抵抗Ｒ４、Ｒ９を配置しているが、この部分は従来
から何も配置されていないスペースであるため、この部
分に各温度特性補償用の抵抗Ｒ４、Ｒ９を形成してもダ
イヤフラムチップ１００のチップ面積を増加させないで
済む。従って、各温度特性補償用の抵抗Ｒ４、Ｒ９をダ
イヤフラムチップ１００に形成することによって、チッ
プコストが増加することもない。
【００２９】なお、圧力センサの具体的な回路図につい
ては上記した図４と同様であり、また圧力センサの動作
原理についても同様であるため説明は省略する。図２
（ａ）〜（ｅ）に図１に示す圧力センサの製造手順を示
す。以下、図２（ａ）〜（ｅ）に基づき圧力センサの製
造手順を説明する。 〔図２（ａ）に示す工程〕面方位が（１１０）のＰ- 型
シリコン基板１１の上面全面にＮ- 型層１３をエピタキ
シャル成長させる。そして、Ｎ- 型層１３上に酸化膜１
５を形成すると共に、この後の工程に移行する際におけ
るアライメント基準を設定しておく。
ては上記した図４と同様であり、また圧力センサの動作
原理についても同様であるため説明は省略する。図２
（ａ）〜（ｅ）に図１に示す圧力センサの製造手順を示
す。以下、図２（ａ）〜（ｅ）に基づき圧力センサの製
造手順を説明する。 〔図２（ａ）に示す工程〕面方位が（１１０）のＰ- 型
シリコン基板１１の上面全面にＮ- 型層１３をエピタキ
シャル成長させる。そして、Ｎ- 型層１３上に酸化膜１
５を形成すると共に、この後の工程に移行する際におけ
るアライメント基準を設定しておく。
【００３０】〔図２（ｂ）に示す工程〕酸化膜１５上に
レジスト膜１７を堆積し、所定のパターンを有するマス
ク１９を用いてアライメント基準にマスク合わせしてレ
ジスト膜１７のうちゲージ抵抗ＲＡ〜ＲＤ及び各温度特
性補償用の抵抗Ｒ４、Ｒ９の形成予定領域を開口させ
る。
レジスト膜１７を堆積し、所定のパターンを有するマス
ク１９を用いてアライメント基準にマスク合わせしてレ
ジスト膜１７のうちゲージ抵抗ＲＡ〜ＲＤ及び各温度特
性補償用の抵抗Ｒ４、Ｒ９の形成予定領域を開口させ
る。
【００３１】〔図２（ｃ）に示す工程〕ウェハ上方から
ボロン等のＰ型不純物イオンをイオン注入した後に熱拡
散させて約１０20／ｃｍ3 の比較的高濃度のＰ+ 型拡散
層となるゲージ抵抗ＲＡ〜ＲＤ及び各温度特性補償用の
抵抗Ｒ４、Ｒ９を共に形成する。 〔図３（ａ）に示す工程〕フォトリソグラフィ工程によ
って電気化学ストップエッチング時の電極コンタクトと
なるＮ+ 型拡散層２１をＮ- 型層１３の表層部に形成す
る。
ボロン等のＰ型不純物イオンをイオン注入した後に熱拡
散させて約１０20／ｃｍ3 の比較的高濃度のＰ+ 型拡散
層となるゲージ抵抗ＲＡ〜ＲＤ及び各温度特性補償用の
抵抗Ｒ４、Ｒ９を共に形成する。 〔図３（ａ）に示す工程〕フォトリソグラフィ工程によ
って電気化学ストップエッチング時の電極コンタクトと
なるＮ+ 型拡散層２１をＮ- 型層１３の表層部に形成す
る。
【００３２】〔図３（ｂ）に示す工程〕酸化膜１５を選
択的に開口して、ゲージ抵抗ＲＡ〜ＲＤや各温度特性補
償用の抵抗Ｒ４、Ｒ９それぞれに接続されるコンタクト
ホールを形成し、その上にアルミ配線１ａ〜１ｄをパタ
ーニング形成する。これによりコンタクトホールを介し
てアルミ配線１ａ〜１ｄがゲージ抵抗ＲＡ〜ＲＤや温度
補償用の抵抗Ｒ４、Ｒ９に接続される。なお、このとき
に各アルミ配線１ａ〜１ｄの先端に図１に示すボンディ
ングパッド２ａ〜２ｄを形成している。
択的に開口して、ゲージ抵抗ＲＡ〜ＲＤや各温度特性補
償用の抵抗Ｒ４、Ｒ９それぞれに接続されるコンタクト
ホールを形成し、その上にアルミ配線１ａ〜１ｄをパタ
ーニング形成する。これによりコンタクトホールを介し
てアルミ配線１ａ〜１ｄがゲージ抵抗ＲＡ〜ＲＤや温度
補償用の抵抗Ｒ４、Ｒ９に接続される。なお、このとき
に各アルミ配線１ａ〜１ｄの先端に図１に示すボンディ
ングパッド２ａ〜２ｄを形成している。
【００３３】〔図３（ｃ）に示す工程〕ボンディングパ
ッド２ａからアルミ配線１ａを介してＮ+ 型拡散層２３
へ所定電圧をＶｃｃを印加して、電気化学ストップエッ
チングを行い、Ｐ- 型シリコン基板１１の裏面の一部を
除去してダイヤフラム部５０を形成する。この電気化学
ストップエッチングは、シリコンの電位がパッシベーシ
ョン電圧以上になると、陽極酸化反応により酸化膜が形
成されるためＰ- 型シリコン基板１１のエッチングが停
止することを利用している。Ｎ- 型層１３にパッシベー
ション電圧以上の所定電圧Ｖｃｃを印加すると、Ｐ- 型
シリコン基板１１及びＮ-型層１３におけるＰＮ接合で
空乏層が発生する。そして、エッチングはＰ- 型シリコ
ン基板１１側の空乏層の先端で停止する。これによりダ
イヤフラム部５０が形成される。
ッド２ａからアルミ配線１ａを介してＮ+ 型拡散層２３
へ所定電圧をＶｃｃを印加して、電気化学ストップエッ
チングを行い、Ｐ- 型シリコン基板１１の裏面の一部を
除去してダイヤフラム部５０を形成する。この電気化学
ストップエッチングは、シリコンの電位がパッシベーシ
ョン電圧以上になると、陽極酸化反応により酸化膜が形
成されるためＰ- 型シリコン基板１１のエッチングが停
止することを利用している。Ｎ- 型層１３にパッシベー
ション電圧以上の所定電圧Ｖｃｃを印加すると、Ｐ- 型
シリコン基板１１及びＮ-型層１３におけるＰＮ接合で
空乏層が発生する。そして、エッチングはＰ- 型シリコ
ン基板１１側の空乏層の先端で停止する。これによりダ
イヤフラム部５０が形成される。
【００３４】なお、この後さらに各ボンディングパッド
２ａ〜２ｄと別工程で形成したＢｉｐチップ２００に内
の電源等とをワイヤ結線して圧力センサが完成する。上
述したように、ゲージ抵抗ＲＡ〜ＲＤと各温度特性補償
用の抵抗Ｒ４、Ｒ９を同一工程で形成しているため、こ
れらを同一濃度で形成することができると共に、各温度
特性補償用の抵抗Ｒ４、Ｒ９を形成するためのみの工程
を必要としないため、従来に比して工程数の増加なしで
ダイヤフラムチップ１００を形成することができる。
２ａ〜２ｄと別工程で形成したＢｉｐチップ２００に内
の電源等とをワイヤ結線して圧力センサが完成する。上
述したように、ゲージ抵抗ＲＡ〜ＲＤと各温度特性補償
用の抵抗Ｒ４、Ｒ９を同一工程で形成しているため、こ
れらを同一濃度で形成することができると共に、各温度
特性補償用の抵抗Ｒ４、Ｒ９を形成するためのみの工程
を必要としないため、従来に比して工程数の増加なしで
ダイヤフラムチップ１００を形成することができる。
【００３５】このように、ダイヤフラムチップ１００の
うちのダイヤフラム部５０の形成される領域以外の部分
に、ゲージ抵抗ＲＡ〜ＲＤを形成する際に同時に各温度
特性補償用の抵抗Ｒ４、Ｒ９を形成することにより、圧
力センサの製造工程を増加させず、またチップコストを
増加させないで、圧力センサを高精度にすることができ
る。
うちのダイヤフラム部５０の形成される領域以外の部分
に、ゲージ抵抗ＲＡ〜ＲＤを形成する際に同時に各温度
特性補償用の抵抗Ｒ４、Ｒ９を形成することにより、圧
力センサの製造工程を増加させず、またチップコストを
増加させないで、圧力センサを高精度にすることができ
る。
【００３６】なお、ゲージ抵抗ＲＡ〜ＲＤへ供給する定
電流の温度調整とゲージ抵抗からの信号の温度調節の何
れか一方のみしか行わない場合や、双方の温度調整を行
うがその温度特性補償用の抵抗Ｒ４、Ｒ９の一方のみを
ダイヤフラムチップ１００に形成したい場合において
も、ダイヤフラムチップ１００のうち、ダイヤフラム部
５０が形成された領域以外の部分に温度特性補償用の抵
抗Ｒ４、Ｒ９を形成すれば上記と同様の効果が得られ
る。
電流の温度調整とゲージ抵抗からの信号の温度調節の何
れか一方のみしか行わない場合や、双方の温度調整を行
うがその温度特性補償用の抵抗Ｒ４、Ｒ９の一方のみを
ダイヤフラムチップ１００に形成したい場合において
も、ダイヤフラムチップ１００のうち、ダイヤフラム部
５０が形成された領域以外の部分に温度特性補償用の抵
抗Ｒ４、Ｒ９を形成すれば上記と同様の効果が得られ
る。
【００３７】また、本実施形態においては圧力センサに
ついて説明したが、ピエゾ抵抗効果を利用した半導体式
応力検出装置であれば他の検出装置、例えば加速度セン
サに適用してもよい。
ついて説明したが、ピエゾ抵抗効果を利用した半導体式
応力検出装置であれば他の検出装置、例えば加速度セン
サに適用してもよい。
【図１】本発明の一実施形態における圧力センサの模式
図である。
図である。
【図２】図１に示す圧力センサのダイヤフラムチップ１
００の製造工程を示す説明図である。
００の製造工程を示す説明図である。
【図３】図２に続く、ダイヤフラムチップ１００の製造
工程を示す説明図である。
工程を示す説明図である。
【図４】従来における圧力センサの回路模式図である。
ＲＡ〜ＲＤ…ゲージ抵抗、Ｒ９…オフセット温度特性補
償用抵抗、Ｒ４…感度温度特性補償用抵抗、５０…ダイ
ヤフラム部、１００…ダイヤフラムチップ、２００…Ｂ
ｉｐチップ。
償用抵抗、Ｒ４…感度温度特性補償用抵抗、５０…ダイ
ヤフラム部、１００…ダイヤフラムチップ、２００…Ｂ
ｉｐチップ。
Claims (6)
- 【請求項１】 外部からの応力に基づき抵抗変化を生じ
るゲージ抵抗（ＲＡ、ＲＢ、ＲＣ、ＲＤ）を備えた薄肉
部（５０）を有する第１のチップ（１００）と、 前記ゲージ抵抗へ所定電流を供給する定電流回路部や前
記ゲージ抵抗からの信号処理を行う信号処理部を有する
第２のチップ（２００）と、 前記ゲージ抵抗へ供給する前記所定電流を温度調整する
第１の温度補償用抵抗（Ｒ４）と、 前記ゲージ抵抗からの信号の温度調節を行う第２の温度
補償用抵抗（Ｒ９）とを備え、 前記第１のチップと前記第２のチップが別チップで構成
されてなる半導体式応力検出装置において、 前記第１、第２の温度補償用抵抗のうちの少なくとも一
方は、前記第１のチップのうちの前記薄肉部が形成され
た領域以外の部分に、前記ゲージ抵抗と同等の濃度で形
成されていることを特徴とする半導体式応力検出装置。 - 【請求項２】 外部からの応力に基づき抵抗変化を生じ
るゲージ抵抗（ＲＡ、ＲＢ、ＲＣ、ＲＤ）を備えた薄肉
部（５０）を有する第１のチップ（１００）と、 前記ゲージ抵抗へ所定電流を供給する定電流回路部を有
する第２のチップ（２００）と、 前記ゲージ抵抗へ供給する前記所定電流の温度調整を行
う温度補償用抵抗（Ｒ４）とを備え、 前記第１のチップと前記第２のチップが別チップで構成
されてなる半導体式応力検出装置において、 前記温度補償用抵抗は、前記第１のチップのうちの前記
薄肉部が形成された領域以外の部分に、前記ゲージ抵抗
と同等の濃度で形成されていることを特徴とする半導体
式応力検出装置。 - 【請求項３】 外部からの応力に基づき抵抗変化を生じ
るゲージ抵抗（ＲＡ、ＲＢ、ＲＣ、ＲＤ）を備えた薄肉
部（５０）を有する第１のチップ（１００）と、 前記ゲージ抵抗からの信号処理を行う信号処理部を有す
る第２のチップ（２００）と、 前記ゲージ抵抗からの信号の温度調節を行う温度補償用
抵抗（Ｒ９）とを備え、 前記第１のチップと前記第２のチップが別チップで構成
されてなる半導体式応力検出装置において、 前記温度補償用抵抗は、前記第１のチップのうちの前記
薄肉部が形成された領域以外の部分に、前記ゲージ抵抗
と同等の濃度で形成されていることを特徴とする半導体
式応力検出装置。 - 【請求項４】 外部からの応力に基づき抵抗変化を生じ
るゲージ抵抗（ＲＡ、ＲＢ、ＲＣ、ＲＤ）を有する薄肉
部（５０）と、前記ゲージ抵抗へ所定電流を供給する定
電流回路部及び前記ゲージ抵抗からの信号処理を行う信
号処理部とを別々のチップに形成する半導体式応力検出
装置の製造方法において、 前記ゲージ抵抗の形成時に用いるマスク（１９）をマス
クとして、前記ゲージ抵抗へ供給する前記所定電流の温
度調整を行う第１の温度補償用抵抗（Ｒ４）と前記ゲー
ジ抵抗からの信号の温度調節を行う第２の温度補償用抵
抗（Ｒ９）の少なくとも一方を、前記薄肉部が形成され
るチップ（１００）のうち前記薄肉部を形成する領域以
外の部分に形成することを特徴とする半導体式応力検出
装置の製造方法。 - 【請求項５】 外部からの応力に基づき抵抗変化を生じ
るゲージ抵抗（ＲＡ、ＲＢ、ＲＣ、ＲＤ）を有する薄肉
部（５０）と、前記ゲージ抵抗へ所定電流を供給する定
電流回路部とを別々のチップに形成する半導体式応力検
出装置の製造方法において、 前記ゲージ抵抗の形成時に用いるマスク（１９）をマス
クとして、前記ゲージ抵抗へ供給する前記所定電流の温
度調節を行う温度補償用抵抗（Ｒ４）を、前記薄肉部が
形成されるチップ（１００）のうち前記薄肉部を形成す
る領域以外の部分に形成することを特徴とする半導体式
応力検出装置の製造方法。 - 【請求項６】 外部からの応力に基づき抵抗変化を生じ
るゲージ抵抗（ＲＡ、ＲＢ、ＲＣ、ＲＤ）を有する薄肉
部（５０）と、前記ゲージ抵抗からの信号処理を行う信
号処理部とを別々のチップに形成する半導体式応力検出
装置の製造方法において、 前記ゲージ抵抗の形成時に用いるマスク（１９）をマス
クとして、前記ゲージ抵抗からの信号の温度調節を行う
温度補償用抵抗（Ｒ９）を、前記薄肉部が形成されるチ
ップ（１００）のうち前記薄肉部を形成する領域以外の
部分に形成することを特徴とする半導体式応力検出装置
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7609397A JPH10267776A (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | 半導体式応力検出装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7609397A JPH10267776A (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | 半導体式応力検出装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10267776A true JPH10267776A (ja) | 1998-10-09 |
Family
ID=13595243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7609397A Pending JPH10267776A (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | 半導体式応力検出装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10267776A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009300404A (ja) * | 2008-06-17 | 2009-12-24 | Ulvac Japan Ltd | 圧力測定装置、圧力測定方法 |
| KR101121044B1 (ko) | 2009-02-27 | 2012-03-16 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 반도체 압력센서 및 그 제조방법 |
| CN104280186A (zh) * | 2011-11-23 | 2015-01-14 | 无锡芯感智半导体有限公司 | 温漂自补偿soi压力传感器的制备及补偿方法 |
-
1997
- 1997-03-27 JP JP7609397A patent/JPH10267776A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009300404A (ja) * | 2008-06-17 | 2009-12-24 | Ulvac Japan Ltd | 圧力測定装置、圧力測定方法 |
| KR101121044B1 (ko) | 2009-02-27 | 2012-03-16 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 반도체 압력센서 및 그 제조방법 |
| US8327712B2 (en) | 2009-02-27 | 2012-12-11 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor pressure sensor having symmetrical structure, and manufacturing method thereof |
| CN104280186A (zh) * | 2011-11-23 | 2015-01-14 | 无锡芯感智半导体有限公司 | 温漂自补偿soi压力传感器的制备及补偿方法 |
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