JPH11281509A - 半導体圧力センサ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ダイアフラム式半導体圧力センサにおいて、被
測定流体中の荷電物や外部からの電磁波ノイズに対処で
き、このノイズ対処をダイアフラムの感度を損なうこと
なく低コストで実現させる。 【解決手段】基板１０の一面に基準圧力室７０と該基準
圧力室を覆うダイアフラム２００とが形成される。この
ダイアフラムは基準圧力室７０と反対の面に被測定流体
の圧力がかかることで変位し、その変位を電気信号に変
換する。ダイアフラム２００のうち被測定流体が接触す
る受圧面に絶縁膜２１０が被覆され、さらに絶縁膜２１
０の上に電磁シールド用導電膜２２０が接地状態で被覆
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロマシン技
術を用いて半導体基板上に作製される半導体圧力センサ
の構造およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、マイクロマシン技術を用いた表面
デバイス処理により、半導体基板の一面（表面）に感圧
素子となるダイアフラムを形成する半導体圧力センサが
提案されている。

【０００３】従来より提案されている半導体圧力センサ
の断面構造を図２に示す。

【０００４】図２の半導体圧力センサは、一例として静
電容量式のものを例示したものであり、半導体基板１０
上に固定電極として機能するシリコン膜２０と、これと
対向して可動電極として機能するダイアフラム２００を
配置する。ダイアフラム２００は導電性を有するシリコ
ン構造体より成り、ダイアフラム２００と基板１０とで
囲まれた密閉空間７０を圧力基準室（真空）としてい
る。

【０００５】図３に示すように、このダイアフラム２０
０に被測定流体の圧力Ｐが加わると、ダイアフラム２０
０には基準圧力室７０との圧力差に比例した変形（ダイ
アフラム変位）が起きる。それに伴いダイアフラム（可
動電極）２００と固定電極２０との間の静電容量が変化
する。この静電容量の変化を電気信号として出力するこ
とによって圧力Ｐが検出される。

【０００６】静電容量式圧力センサとしては、例えば、
特開平４−１４３６２８号公報には、基板上に可動電極
となるダイアフラムを形成し、このダイアフラムに対向
して該ダイアフラムの変位を規制するストッパを配置
し、このストッパに固定電極に加えて電磁シールドとな
る導電性薄膜を形成したものがある。この従来例には、
ダイアフラムとして、可動電極となる導電膜を絶縁膜に
よりサンドイッチ状に挾持して積層構造のダイアフラム
が記載されている。

【０００７】また、特開昭６３−２５０８６５号公報に
記載の半導体圧力センサとして、表面デバイス処理によ
り半導体基板の一面にダイアフラムを形成し、このダイ
アフラム上に感圧素子となるピエゾ抵抗素子を形成し、
さらに、このピエゾ抵抗素子を含むダイアフラムを覆う
ようにして絶縁膜を形成したものがある。特開平７−７
１６２号公報には、表面デバイス処理により半導体基板
の一面に静電容量となる固定電極及びダイアフラム（可
動電極）を形成した半導体圧力センサが記載されてい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】圧力測定対象となる被
測定流体は、それが気体、液体を問わず一般に電荷を帯
びているイオンが多く存在する。従って、圧力測定時に
被測定流体がダイアフラムに接すると、荷電物もダイア
フラムに付着する。その荷電物は、例えば、半導体圧力
センサが静電容量式の場合、可動電極であるダイアフラ
ムの電位を乱しセンサの出力を不安定にさせる。また、
ピエゾ抵抗素子をダイアフラムに用いた歪ゲージ式感圧
素子の場合にも、センサ出力を不安定にさせる。

【０００９】この対応手段としてダイアフラムの表面に
絶縁膜を被膜する手法が用いられてきた。しかし、ダイ
アフラムに絶縁膜を被膜形成するだけで荷電物付着に対
処する場合には、図８に示すように、荷電物の付着した
絶縁膜表面と導電性を有するダイアフラムとの間の距離
ｌをできるだけ大きくして荷電物による電界作用の影響
を避ける必要があり、そのために絶縁膜の厚みが増すこ
とになる。この場合の絶縁膜の厚みは数μｍ程度であ
る。

【００１０】上記した絶縁膜はダイアフラムの一部とな
るために、この絶縁膜の厚みが増えるとダイアフラム構
成全体の厚みを増す原因となる。センサを小型化する場
合、ダイアフラムが厚いと、被測定流体の圧力に応じる
ダイアフラムの変位が小さくなってしまい十分な感度が
得られなくなる。

【００１１】さらに、被測定流体中の荷電粒子の運動に
よって生ずる電磁波やその他外部からの電磁波は、絶縁
物を透過してしまうため、そのような絶縁膜では電磁波
を防ぐことはできない。電磁波を遮蔽する方法として、
センサを実装する際に金属容器でセンサを囲う手段が用
いられたが、この手段は実装の工程数を増やしセンサの
コスト増となる。また、センサ内部に導入される被測定
流体中の荷電物によって生じる電磁波ノイズを防止する
ことは困難である。

【００１２】電磁シールド対策として、先に述べた特開
平４−１４３６２８号公報のような可動電極の変位を規
制するストッパに電磁シールド用の導電性薄膜を施すも
のも存在するが、これは、ストッパなしのものには、対
処することはできない。

【００１３】本発明は以上の点に鑑みてなされ、その目
的は、電磁シールド用の容器や電磁シールド付きストッ
パといったものがなくても、被測定流体中の荷電物や外
部からの電磁波ノイズに対処でき、しかも、そのような
ノイズ対処をダイアフラムの感度を損なうことなく低コ
ストで実現させることにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、基本的には、次のような半導体圧力セン
サを提案する。

【００１５】すなわち、被測定流体の圧力に応動するダ
イアフラムを備えた半導体圧力センサにおいて、前記ダ
イアフラムのうち被測定流体が接触する受圧面に絶縁膜
を介して電磁シールド用導電膜を接地状態で被覆して成
る。

【００１６】上記構成によれば、被測定流体中の荷電物
がダイアフラム表面に付着しようとしても、その荷電物
をダイアフラム表面に形成した電磁シールド用導電膜及
びその接地用リード線を介して逃がしダイアフラム表面
を零電位に保つことができ、また、この電磁シールド用
導電膜により、センサ内部に導入される被測定流体中の
荷電物によって生じる電磁波ノイズを防止し、ダイアフ
ラムを外部の電磁波ノイズから電気的に遮蔽する。

【００１７】本発明によれば、電磁シールド用導電膜が
被測定流体中の荷電物付着対処をなすので、その下にあ
る絶縁膜は、電磁シールド用導電膜とダイアフラム（半
導体等の導電材料で構成される）とを電気的に絶縁する
ための役割だけをなせばよい。したがって、絶縁膜を、
図８で述べたような理由（すなわち絶縁膜に荷電物付着
による対策のために）厚みを増すといった必要性がない
ので、絶縁膜を例えば小数点オーダのμｍ（例えば、
０．２μｍ）の厚みにまで薄膜化することができ、ま
た、電磁シールド用の導電膜も小数点オーダのμｍの厚
みを確保し得る（例えば、０．５μｍ）ので、これらを
合わせても従来の絶縁膜よりも薄膜化を図り得る。した
がって、ダイアフラムの感度を良好に保持する。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を用い
て説明する。

【００１９】図１は、上記した本発明を静電容量式半導
体圧力センサに適用した原理構成図である。

【００２０】図１の場合には、半導体基板１０の一面に
基準圧力室７０と該基準圧力室を覆うダイアフラム２０
０とが形成される。このダイアフラム２００は、ダイア
フラムの周方向に等間隔で複数配設したアンカー部８０
により支持され、基準圧力室７０と反対の面に被測定流
体の圧力Ｐがかかることで変位する。基板１０一面の基
準圧力室７０に臨む位置に固定電極２０が形成される。
ダイアフラム２００は導電性を有して固定電極２０に対
向する可動電極となる。この可動電極（ダイアフラム）
２００と固定電極２０とで検出圧力を電気信号に変換す
る静電容量を構成する。

【００２１】ダイアフラム２００のうち被測定流体が接
触する受圧面に絶縁膜２１０が被覆され、さらに絶縁膜
２１０の上に電磁シールド用導電膜２２０が接地状態
（接地態様については後述する）で被覆されている。

【００２２】図１において、半導体基板１０は実際には
集積回路としての態様をなし、図ではそのうちの圧力セ
ンサ部のみを示すものである。

【００２３】図１の半導体基板１０上には、絶縁膜１５
が被覆されて、この絶縁膜１５上に固定電極２０及びそ
のリード線３０、導電性を有するダイアフラム２００の
リード線（可動電極リード線）４０、電磁シールド用導
電膜２２０の接地用リード線５０が形成され、さらにそ
の上に耐エッチング保護膜６０が被覆されている。耐エ
ッチング保護膜６０は後述する圧力基準室７０形成用の
犠牲膜をエッチング液で除去する時の保護膜としての役
割をなす。

【００２４】耐エッチング保護膜６０は、可動電極リー
ド線４０上の一部及び電磁シールド接地用リード線５０
上の一部には被覆されておらず、この被覆されない位置
は孔４５，５５を形成する。孔４５にダイアフラム２０
０のアンカー部８０のうちの一つ８０´が位置すること
で、このアンカー部８０´が可動電極リード線４０に接
触して、ダイアフラム（可動電極）２００と可動電極リ
ード線４０とが電気的に接続されている。孔５５には、
導電体８１が絶縁膜２１０を貫通する状態で位置し、こ
の導電体８１を介して電気シールド用導電膜２２０とそ
の接地用リード線５０とが電気的に接続されている。

【００２５】図１の原理図では、基板１０上に固定電極
２０及びそのリード線３０，ダイアフラム２００とその
リード線４０，電磁シールド用導電膜２２０とその接地
用リード線５０とを全て図示しているが、実際には、図
５，図６に示すように一カットの断面によりこれらを全
て表現することは困難であり、図１では、発明の特徴と
表現するために、便宜的に主要な要素をすべて一つの断
面図で図式化している。

【００２６】ダイアフラム２００，絶縁膜２１０，電磁
シールド用導電膜２２０によって構成されるダイアフラ
ム積層体の反圧力基準室に被測定流体の圧力Ｐが加わる
と、ダイアフラム２００には基準圧力室７０との圧力差
に比例した変形（ダイアフラム変位）が起きる。それに
伴いダイアフラム（可動電極）２００と固定電極２０と
の間の静電容量が変化する。この静電容量の変化を電気
信号として出力することによって圧力Ｐが検出される。

【００２７】本構造によれば、被測定流体中の荷電物が
ダイアフラム２００表面に付着しようとしても、その荷
電物をダイアフラム表面に形成した電磁シールド用導電
膜２２０及びその接地用リード線５０を介して逃がしダ
イアフラム表面を零電位に保つことができる。また、こ
の電磁シールド用導電膜２２０により、ダイアフラム２
００を被測定流体中の荷電物により生じる電磁波ノイズ
や外部の電磁波ノイズから電気的に遮蔽する。

【００２８】本例では、可動電極を構成するダイアフラ
ム２００が本来のダイアフラムとなるが、その上に絶縁
膜２１０及び電磁シールド用導電膜２２０が積層される
ことで、３層のダイアフラム積層体を構成することにな
る（その意味で、ダイアフラム２００を第１の導電性ダ
イアフラム、２１０を絶縁性ダイアフラム、２２０を第
２の導電性ダイアフラムと称することもできる）。絶縁
膜２１０は、電磁シールド用導電膜２２０と本来のダイ
アフラム２００とを電気的に絶縁するだけのものであ
り、従来のように絶縁膜に荷電物付着による対策のため
に厚みを増すといった必要がないので、絶縁膜を例えば
小数点オーダのμｍ（例えば、０．２μｍ）の厚みにま
で薄膜化することができ、また、電磁シールド用の導電
膜２２０も小数点オーダのμｍの厚みを確保し得る（例
えば、０．５μｍ）ので、これらを合わせても従来の絶
縁膜よりも薄膜化を図り得る。したがって、ダイアフラ
ムの感度を良好に保持する。

【００２９】図４は、本発明の上記原理図を具体化した
具体的態様（実施例）の平面図、図５は図４のA-O-A'線
に沿った断面説明図、図６は図４のB-O-B'線に沿った断
面説明図である。

【００３０】図４で表されている固定電極２０、そのリ
ード線３０、ダイアフラム２００（可動電極）、可動電
極リード線４０、その接続部４５、アンカー部８０，８
０´、電磁シールド接地用リード線５０、その接続部５
５、導電体８１等は、実際には電磁シールド用導電膜２
２０及び絶縁膜２１０で覆われているために外部には表
れないが、図４では、それらを作図の便宜上破線により
示して平面的に顕在化させている。

【００３１】破線で示す符号２００の領域がダイアフラ
ムであり、ダイアフラム２００の裏面領域にダイアフラ
ム２００を支持するアンカー部８０が周方向に等間隔で
配設されており、既述したようにアンカー部８０のうち
の一部８０´が符号４５の示す位置（エッチング保護膜
除去部）にて可動電極リード線４０と電気的に接続され
ている。ダイアフラム２００の直径は例えばφ３００μ
ｍ程度である。

【００３２】圧力センサは平面が円形の輪郭をなし、そ
のうちの一部が符号２０１に示すように半径方向の外側
に突出し、この突出部２０１の符号５５で示す位置（エ
ッチング保護膜除去部）の位置で導電体８１を介して電
磁シールド用導電膜２２０が接地用リード線５０に接続
されている。

【００３３】本例における実線で示す符号２２０の外郭
が圧力センサで、図４〜図６は基板１０の一部領域の部
品搭載状態（圧力センサ搭載状態）を示し、基本的な構
成は、図１の原理図で説明した通りである。

【００３４】ここで、図９〜図１５を参照して、本例の
半導体圧力センサの製造工程について説明する。図９〜
図１５の製造工程は、図１の断面図に整合させて図式化
している。

【００３５】半導体圧力センサの基板１０はＰ型、面方
位（１００）の単結晶シリコン基板を使用する。

【００３６】まず、図９に示すように基板１００を１０
００℃で１２５分の時間をかけて熱酸化することによ
り、厚み０．６５μmの酸化膜（ＳｉＯ₂）の絶縁膜１５
を基板１００表面に形成する。その後、絶縁膜１５の表
面に導電性膜を被覆して導電性膜をフォトエッチングす
ることで、固定電極２０、固定電極リード線３０、可動
電極リード線４０、電磁シールド接地用リード線５０を
形成する。

【００３７】上記の固定電極２０及び各種リード線３
０，４０，５０の元になる導電性膜は、多結晶シリコン
に不純物であるリンを１×1019/cm³以上ドーピングし導
電性を与えたものである。このうち、固定電極リード線
３０、可動電極リード線４０は、基板１０上の図示され
ない回路部へ配線接続されており、電磁シールド接地用
のリード線５０は接地されている。

【００３８】次に、図１０に示すように、固定電極２０
や絶縁膜１５を犠牲層エッチング液から保護するため
に、基板１０上に犠牲層エッチング液に耐性のある耐エ
ッチング保護膜６０を形成する。耐エッチング保護膜６
０は、窒化シリコンを0.2μmの厚みにした被覆層であ
る。この厚みは、後の犠牲層エッチングに耐えられる厚
みである。この場合、接続部４４，５５となる箇所は保
護膜６０の被覆領域から除外される。

【００３９】次に図１１に示すように耐エッチング保護
膜６０の上に、圧力基準室７０を形づくるための犠牲層
７５としてリンガラス（PSG）を0.5μmの厚みで被覆形
成する。その後、ダイアフラムアンカー部８０（８０´
も含む）となる箇所８０Ａと、符号４５，５５で示すリ
ード線上の一部（リード線接続部）を確保するために、
この部分２８０，４５，５５の犠牲層をエッチングして
取り除く。

【００４０】ダイアフラム２００の同材料であるアンカ
ー部８０は、直径280μmの円周上に配置する。各アンカ
ー部８０間には、犠牲層７５の一部をエッチングせずに
残し、アンカー部で囲まれた直径280μmの円周内領域と
その外部領域とをまたがるようにする。これによって犠
牲層エッチングの際の圧力基準室領域へのエッチング液
導入孔９０を形成する。

【００４１】犠牲層７５の被覆厚みは、固定電極２０と
可動電極２００の電極間距離を決めてセンサ感度を決定
するため、センサの感度設計上、ダイアフラムの寸法と
連動して決定される。本実施例では0.5μmである。

【００４２】図１２に示すようにアンカー部８０の形成
と同時に、犠牲層７５の上部にダイアフラム２００を形
成する。ダイアフラム２００は、例えば厚み０．５μｍ
の多結晶シリコンで、この多結晶シリコン膜を被覆した
後に、このシリコン膜にイオン注入法または不純物の熱
拡散法により不純物を導入し導電性を持たせる。この膜
２００は被覆形成中に同時に不純物を混ぜ込めるドープ
トポリシリコンを用いてもよい。この膜（ダイアフラム
２００）によって、アンカー部８０で囲まれた円周直径
280μm、高さ0.5μmの圧力基準室７０の領域が覆われ
る。また、これと同時にダイアフラム２００は、アンカ
ー８０´がリード線接続孔４５に位置して可動電極リー
ド線４０に接続される。ダイアフラム２００と同材料の
導電体８１も接地用リード線５０に接続される。

【００４３】次に、以上の工程を経た試料をエッチング
液であるフッ化水素酸溶液にさらすことにより、図１３
に示すようにエッチング導入孔９０より基準圧力室内の
犠牲層７５がエッチング除去され、基準圧力室７０の空
間が形成される。

【００４４】その後、図１４に示すようにダイアフラム
２００上に０．２μｍ程度の絶縁膜２１０を、基準圧力
室７０の高さ以上の膜厚を被覆することで、ダイアフラ
ム側面に位置するエッチング液導入孔９０が絶縁膜２１
０によって封止される。その絶縁膜形成方法として低圧
蒸着法を用いると、1000分の1気圧程度の真空に近い圧
力の基準圧力室７０を形成することができる。

【００４５】次に図１５に示すように絶縁膜２１０のう
ち符号２１１で示す導電体８１上をエッチングした後、
０．５μｍ程度の電磁シールド用導電膜２２０を絶縁膜
２１０上に被覆する。同時に電磁シールド用導電膜２２
０の一部で絶縁膜除去部２１１を埋めることで、電磁シ
ールド用導電膜２２０と導電体８１とを接続し、このよ
うにして、電磁シールド用導電膜２２０が導電体８１を
介して接地用リード線５０に接続される。リード線５０
は既述したようにアースされており、この構造によって
電磁シールド用導電膜２２０が常に一定電位を持つ構造
が形成される。以上の工程により絶対圧力型の半導体圧
力センサが得られる。

【００４６】導電膜２２０は、ダイアフラムの最も外側
に位置し、センサ外部から来る被測定流体中の荷電粒子
や電磁波の外乱に曝される環境に置かれるが、上記のよ
うに導電性ダイアフラム（可動電極）２００や固定電極
２０を完全に覆っており、その電位を接地することで遮
蔽電極として作動し、上記の様な外乱の影響を阻止で
き、安定な出力が得られる。また、既述したように、絶
縁膜２１０及び電磁シールド導電膜２２０は、その厚み
は十分薄くでき、ダイアフラムに絶縁膜だけを被覆して
荷電物付着対策を施す場合のようにセンサの感度を低下
させることはない。また、センサを実装する際のCAN封
止する工程を減らすことで、小型化およびで安価にする
ことが可能となる。加えて、全て半導体基板の片面加工
のみの工程で作製できるため、集積回路と一体化したセ
ンサの製造に極めて好都合なものとなる。

【００４７】なお、上記実施例では、耐エッチング保護
膜６０として窒化膜を使用したが、多結晶シリコンもフ
ッ化水素酸に耐性があるため使用できる。また、上記実
施例では、静電容量式圧力センサについて記述したもの
であるが、本発明の電磁シールド構造は、ピエゾ抵抗式
圧力センサにも有効である。

【００４８】図７に本発明を適用したピエゾ抵抗式圧力
センサの原理構成図を示す。図中、図１〜図６に示した
符号と同一符号は同一或いは共通する要素を示す。

【００４９】本例も、先に述べた実施例と同様に半導体
基板１０の一面に基準圧力室７０と基準圧力室７０を囲
むダイアフラム２００´とを形成し、基準圧力室と反対
の面に被測定流体の圧力がかかることでダイアフラム２
００´が変位するが、ダイアフラム２００´に検出圧力
を電気信号に変換するピエゾ抵抗素子２３０が形成され
ている。ダイアフラム２００´の被測定流体が接触する
受圧面に絶縁膜２１０が被覆され、さらに絶縁膜２１０
の上に電磁シールド用導電膜２２０が接地状態で被覆さ
れている。

【００５０】本実施例の製造工程は次の通りである。

【００５１】半導体基板（単結晶シリコン基板）１０の
一面上にＳｉＯ₂の絶縁膜１５を形成して、その上に導
電膜をフォトエッチングすることよりピエゾ抵抗用リー
ド線４０´，電磁シールド接地用リード線５０を形成す
る。

【００５２】その後、先の実施例同様に犠牲層、すなわ
ち圧力基準室７０となる領域と圧力基準室外部となる領
域とに少なくともダイアフラム支持部，ピエゾ抵抗用リ
ード線４０´上の一部４５及び電磁シールド接地用リー
ド線５０上の一部５５を除いてエッチングの犠牲層（図
示省略）を形成した後、犠牲層を覆うようにしてダイア
フラム２００´となる導電性の膜を被覆すると共に、こ
の導電性の膜と同材料で前記犠牲層を除いた箇所にダイ
アフラム支持部８０，ピエゾ抵抗用リード線の接続部８
０´，電磁シールド接地用リード線の接続部８１を形成
する。

【００５３】次にダイアフラム２００´にピエゾ抵抗を
拡散等で形成し、犠牲層をエッチング液により除去した
後に、ダイアフラム一面（被測定流体受圧面）に絶縁層
２１０を形成する。絶縁層２１０のうち電磁シールド接
地用リード線５０の接続部８１上の絶縁層部分を除去
し、絶縁層２１０の上及び電磁シールド接地用リード線
の接続部８１の上に電磁シールド用導電膜２２０を被覆
する。

【００５４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、半導体圧
力センサにおいて、電磁シールド用の容器や電磁シール
ド付きストッパといったものがなくても、被測定流体中
の荷電物や外部からの電磁波ノイズに対処でき、しか
も、そのようなノイズ対処をダイアフラムの感度を損な
うことなく低コストで実現させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る半導体センサを断面して示す原理
説明図。

【図２】従来の半導体圧力センサの断面図。

【図３】従来の半導体圧力センサの加圧変形時の断面
図。

【図４】本発明の一実施例に係る静電容量式の半導体圧
力センサの平面図。

【図５】図４のＡ−Ｏ−Ａ´断面図。

【図６】図４のＢ−Ｏ−Ｂ´断面図。

【図７】本発明の一実施例に係るピエゾ抵抗式の半導体
圧力センサの平面図。

【図８】従来の課題を示した説明図。

【図９】本発明の半導体圧力センサの製造工程の一部を
示す説明図。

【図１０】本発明の半導体圧力センサの製造工程の一部
を示す説明図。

【図１１】本発明の半導体圧力センサの製造工程の一部
を示す説明図。

【図１２】本発明の半導体圧力センサの製造工程の一部
を示す説明図。

【図１３】本発明の半導体圧力センサの製造工程の一部
を示す説明図。

【図１４】本発明の半導体圧力センサの製造工程の一部
を示す説明図。

【図１５】本発明の半導体圧力センサの製造工程の一部
を示す説明図。

【符号の説明】

１０…基板、１５…絶縁膜、２０…固定電極、３０…固
定電極リード線、４０…可動電極リード線、４５…ダイ
アフラムと可動電極リード線の接続孔（接続部）、５０
…電磁シールド接地用リード線、５５…電磁シールド用
導電膜と接地用リード線の接続孔（接続部）、６０…耐
エッチング保護膜、７０…圧力基準室、８０，８０´…
ダイアフラムのアンカー部、９０…エッチング液導入孔
部、２００…ダイアフラム（可動電極）、２００´…ダ
イアフラム、２１０…絶縁膜、２２０…電磁シールド用
導電膜。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 昌大 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 小野瀬 保夫 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 市川 範男 茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式会 社日立カーエンジニアリング内 (72)発明者 半沢 恵二 茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式会 社日立カーエンジニアリング内 (72)発明者 堀江 潤一 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 栗生 誠司 茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式会 社日立カーエンジニアリング内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定流体の圧力に応動するダイアフラ
   ムを備えた半導体圧力センサにおいて、 前記ダイアフラムのうち被測定流体が接触する受圧面に
   絶縁膜を介して電磁シールド用導電膜が接地状態で被覆
   されていることを特徴とする半導体圧力センサ。
2. 【請求項２】 基板の一面に基準圧力室と前記基準圧力
   室を覆うダイアフラムとが形成され、このダイアフラム
   は基準圧力室と反対の面に被測定流体の圧力がかかるこ
   とで変位し、前記基板一面の前記基準圧力室に臨む位置
   に固定電極が形成され、前記ダイアフラムは導電性を有
   して前記固定電極に対向する可動電極となり、この可動
   電極と固定電極とで検出圧力を電気信号に変換する静電
   容量を構成する半導体圧力センサにおいて、 前記可動電極を構成するダイアフラムのうち被測定流体
   が接触する受圧面に絶縁膜が被覆され、さらに前記絶縁
   膜の上に電磁シールド用導電膜が接地状態で被覆されて
   いることを特徴とする半導体圧力センサ。
3. 【請求項３】 基板の一面に基準圧力室と前記基準圧力
   室を囲むダイアフラムとが形成され、このダイアフラム
   は基準圧力室と反対の面に被測定流体の圧力がかかるこ
   とで変位し、このダイアフラムに検出圧力を電気信号に
   変換するピエゾ抵抗素子が形成されている半導体圧力セ
   ンサにおいて、 前記ダイアフラムのうち被測定流体が接触する受圧面に
   絶縁膜が被覆され、さらに前記絶縁膜の上に電磁シール
   ド用導電膜が接地状態で被覆されていることを特徴とす
   る半導体圧力センサ。
4. 【請求項４】 前記基板の一面には、前記ダイアフラム
   以外の領域にも前記絶縁膜と前記電磁シールド用導電膜
   が形成されると共にこの絶縁膜及び電磁シールド用導電
   膜に被覆された状態で接地用リード線が形成され、前記
   電磁シールド用導電膜は、前記絶縁膜を貫通させた孔を
   介して前記接地用リード線に接続されている請求項２又
   は請求項３記載の半導体圧力センサ。
5. 【請求項５】 前記ダイアフラム及び電磁シールド用導
   電膜は多結晶シリコンで、前記絶縁膜はＳｉＯ₂により
   形成されている請求項１ないし請求項４のいずれか１項
   記載の半導体圧力センサ。
6. 【請求項６】 基板の一面上に固定電極，固定電極リー
   ド線，可動電極リード線，電磁シールド接地用リード線
   を形成する工程と、 前記固定電極が臨む圧力基準室となる領域と圧力基準室
   外部となる領域とに少なくともダイアフラム支持部，前
   記可動電極リード線上の一部及び前記電磁シールド接地
   用リード線上の一部を除いてエッチングの犠牲層を形成
   する工程と、 前記犠牲層を覆うようにして可動電極用のダイアフラム
   となる導電性の膜を被覆すると共に、この導電性の膜と
   同材料で前記犠牲層を除いた箇所に前記ダイアフラム支
   持部，前記可動電極リード線の接続部，前記電磁シール
   ド接地用リード線の接続部を形成する工程と、 前記犠牲層をエッチング液により除去した後に前記ダイ
   アフラムの被測定流体受圧面に絶縁層を形成する工程
   と、 前記絶縁層のうち前記電磁シールド接地用リード線の接
   続部上の絶縁層部分を除去する工程と、 前記絶縁層の上及び前記電磁シールド接地用リード線の
   接続部の上に電磁シールドの導電膜を被覆する工程と、
   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。
7. 【請求項７】 基板の一面上にピエゾ抵抗用リード線，
   電磁シールド接地用リード線を形成する工程と、 圧力基準室となる領域と圧力基準室外部となる領域とに
   少なくともダイアフラム支持部，前記ピエゾ抵抗用リー
   ド線上の一部及び前記電磁シールド接地用リード線上の
   一部を除いてエッチングの犠牲層を形成する工程と、 前記犠牲層を覆うようにしてダイアフラムとなる導電性
   の膜を被覆すると共に、この導電性の膜と同材料で前記
   犠牲層を除いた箇所に前記ダイアフラム支持部，前記ピ
   エゾ抵抗用リード線の接続部，前記電磁シールド接地用
   リード線の接続部を形成する工程と、 前記ダイアフラムにピエゾ抵抗を形成する工程と、 前記犠牲層をエッチング液により除去した後に前記ダイ
   アフラムの被測定流体受圧面に絶縁層を形成する工程
   と、 前記絶縁層のうち前記電磁シールド接地用リード線の接
   続部上の絶縁層部分を除去する工程と、 前記絶縁層の上及び前記電磁シールド接地用リード線の
   接続部の上に電磁シールド用導電膜を被覆する工程と、
   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。