JPS5922377B2 - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPS5922377B2 JPS5922377B2 JP4255476A JP4255476A JPS5922377B2 JP S5922377 B2 JPS5922377 B2 JP S5922377B2 JP 4255476 A JP4255476 A JP 4255476A JP 4255476 A JP4255476 A JP 4255476A JP S5922377 B2 JPS5922377 B2 JP S5922377B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- pressure sensor
- silicon oxide
- wire connection
- oxide film
- 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.)
- Expired
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- Pressure Sensors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は絶縁性或いは半導体基板に半導体層を設けて、
該半導体層に電極層を設ける時に工夫を行つた半導体装
置に関する。
該半導体層に電極層を設ける時に工夫を行つた半導体装
置に関する。
一般に半導体装置のうち表面安定化と、耐蝕、耐久等長
期的信頼度を最も要求されるものに、気体、液体等流体
の圧力、差圧を検出する半導体圧力センサがある。
期的信頼度を最も要求されるものに、気体、液体等流体
の圧力、差圧を検出する半導体圧力センサがある。
そしてこの半導体圧力センサは、シリコンＳｉの単結晶
基板の一方の表面に拡散して抵抗層を形成し、他の面の
中央部を抵抗層を含むように周辺部より薄くしたもので
、そして半導体基板自身を起歪板として利用し、抵抗層
の抵抗変化を測定するものである。これを図面を参照し
て説明する。
基板の一方の表面に拡散して抵抗層を形成し、他の面の
中央部を抵抗層を含むように周辺部より薄くしたもので
、そして半導体基板自身を起歪板として利用し、抵抗層
の抵抗変化を測定するものである。これを図面を参照し
て説明する。
第１図は圧力センサペレット平面図、第２図は圧力セン
サペレットを固定台に固定したときの断面図を示したも
のである。
サペレットを固定台に固定したときの断面図を示したも
のである。
この圧力センサの構造はｎ型シリコン基板１の一方の面
にシリコン酸化ＳｉＯ２膜２を形成し、フォトエッチン
グ法を用いＳｉＯ２膜２に所望の拡散抵抗層用の穴をあ
ける。この部分にボロンを拡散してＰ型抵抗層３を形成
する。次に電極接触用の穴をあけ、この上にアルミニウ
ムＡｌを蒸着し、フォトエッチング法により不必要なＡ
ｌを除去し電極層４を形成する。この後電極層４が形成
された面全面にリンガラスＰＳＧ層５を形成させて電極
層４のワイヤ結線部４ａを、結線部の輪郭より少し大き
い輪郭をもつた穴６をあけ露出させる。裏面は、対向す
る抵抗層を含むようにエッチングで穴をあけ所定の厚さ
を持つた起歪板８を形成する。以上の構造を持つた圧力
センサペレットを固定台９にエポキシ接着若しくはガラ
ス接着１０し、端子板１１と電極層４のワイヤ結線部４
ａとを金線Ｔで結線する。このようにして半導体圧力セ
ンサが得られる。このように得た半導体圧力センサの特
徴は、製作、電気的試験、・くツケージングなどに標準
的なＩＣ技術が使用されるので、量産的であり、従来の
ストレインゲージ型に較べて低コストであり、また小型
化、高感度であり、ヒステリシスが極めて少ないなど優
れた点をもつている。しかしながら、半導体基板そのも
のを起歪板としているため、拡散抵抗層の接合部保護、
電極の保護としての表面保護材の選択が難しかつた。
にシリコン酸化ＳｉＯ２膜２を形成し、フォトエッチン
グ法を用いＳｉＯ２膜２に所望の拡散抵抗層用の穴をあ
ける。この部分にボロンを拡散してＰ型抵抗層３を形成
する。次に電極接触用の穴をあけ、この上にアルミニウ
ムＡｌを蒸着し、フォトエッチング法により不必要なＡ
ｌを除去し電極層４を形成する。この後電極層４が形成
された面全面にリンガラスＰＳＧ層５を形成させて電極
層４のワイヤ結線部４ａを、結線部の輪郭より少し大き
い輪郭をもつた穴６をあけ露出させる。裏面は、対向す
る抵抗層を含むようにエッチングで穴をあけ所定の厚さ
を持つた起歪板８を形成する。以上の構造を持つた圧力
センサペレットを固定台９にエポキシ接着若しくはガラ
ス接着１０し、端子板１１と電極層４のワイヤ結線部４
ａとを金線Ｔで結線する。このようにして半導体圧力セ
ンサが得られる。このように得た半導体圧力センサの特
徴は、製作、電気的試験、・くツケージングなどに標準
的なＩＣ技術が使用されるので、量産的であり、従来の
ストレインゲージ型に較べて低コストであり、また小型
化、高感度であり、ヒステリシスが極めて少ないなど優
れた点をもつている。しかしながら、半導体基板そのも
のを起歪板としているため、拡散抵抗層の接合部保護、
電極の保護としての表面保護材の選択が難しかつた。
保護付に要求される性能は起歪板の正常な動きを妨げな
いこと及び耐湿、耐酸、耐アルカリ性のないことなどが
要求されるが、従来、最終の表面保護として電極層が形
成されている半導体表面全体に、リンガラスＰＳＧや、
低温シリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）を形成させ、電極の
取り出しが必要な所だけ選択的に穴をあけ、外部と結線
を行つていた。ところがＰＳＧや低温ＳｉＯ２膜は一般
に多孔質であり、吸湿性がよいため、アルカリイオンの
ゲツタ一効果を有するばかりであく電極保護としても必
ずしも効果的でなかつた。本発明の目的は以上のような
欠点に対処するためになされたもので、例えば半導体圧
力センサの圧力感度や直線性をさまたげずして、耐環境
性を高めた改良された半導体装置を提供することにある
。
いこと及び耐湿、耐酸、耐アルカリ性のないことなどが
要求されるが、従来、最終の表面保護として電極層が形
成されている半導体表面全体に、リンガラスＰＳＧや、
低温シリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）を形成させ、電極の
取り出しが必要な所だけ選択的に穴をあけ、外部と結線
を行つていた。ところがＰＳＧや低温ＳｉＯ２膜は一般
に多孔質であり、吸湿性がよいため、アルカリイオンの
ゲツタ一効果を有するばかりであく電極保護としても必
ずしも効果的でなかつた。本発明の目的は以上のような
欠点に対処するためになされたもので、例えば半導体圧
力センサの圧力感度や直線性をさまたげずして、耐環境
性を高めた改良された半導体装置を提供することにある
。
以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
第３図及び第４図が本発明の一実施例の構成を示す図で
第３図が圧カセンサペレツト平面図、第４図が圧カセン
サペレツトを固定台に固定したときの断面図を示すもの
である。構造は従来品の圧力センサにおける電極形成面
全面にＰＳＧ層３５を形成させて電極層３４のワイヤ結
線部３４ａを結線部３４ａの輪郭より少し大きい輪郭を
もつた穴３６をあけ露光させる迄は全く同じである。即
ち３１はｎ型シリコン基板、３２はＳｉＯ２膜、３３は
Ｐ型抵抗層、３４はアルミニウム電極層、３５はＰＳＧ
層、３４ａはワイヤ結線部、３６はＰＳＧ層３５の結線
部３４ａの輪郭より少し大きい輪郭をもつた穴である。
以下は改良された箇所に係るが、先ずＰＳＧ層３５の上
にテフロン（デユポン社商標）のシート４３を形成させ
、接着代４４と電極層３４のワイヤ結線部３４ａのテフ
ロンシート４３をエツチングによつて除去する。接着代
は接着代輪郭４５の外側全部、ワイヤ結線部３４ａはワ
イヤ結線部３４ａの輪郭より少し小さい輪郭をもつた穴
３４ｂが生じるようにエツチングする。裏面は対向する
抵抗層を含むようにエツチングで穴をあけ起歪板３８を
形成する。この圧カセンサペレツトを固定台３９にエポ
キシ接着ないしガラス接着４０する。固定台３９にとり
つけられた端子板４１と電極のワイヤ結線部３４ａとを
金線３７で結線し、しかるのちにワイヤ結線部３４ａの
輪郭より少し小さい輪郭をもつた穴３４ｂの内側と端子
板のボンデイング部４２に［スミフルノン」 （商品名
）４６というフツ素系有機高分子膜をつける。このよう
にして半導体圧力センサの詳細であるが、その特徴は拡
散抵抗層全面が完全にテフロンシート４３に覆われてい
るので、ＰＳＧ層の欠点である吸湿性を補うことになり
、水分に混入したアルカリイオンの内部侵入を防ぐと共
にボンデイング部及びその周辺の電極が露出している部
分も、有機高分子膜４６に覆われているのでワイヤ結線
強度の補強、ワイヤ結線部の腐食防止に役立つ。そして
テフロンシート４３はピンホールがなく、またワイヤ結
線部につける有機高分子膜４６と共に撥水性があるので
これらの組合せによる表面保護は、水分の付着、浸透防
止に非常に有効である。またその厚さは１０ｔｔｍ前後
と薄いため起歪板の正常な動きを全く妨げない。次にワ
イヤ結線部はその輪郭周辺をテフロンシートで土から覆
つているので、機械的及び熱的な繰返し歪による電極層
の剥離に対し非常に強い。このようにテフロンシート及
び「スミフルノン」を含めた有機高分子膜による圧力セ
ンサの表面保護は、拡散抵抗層の安定性、電極層の腐食
防止、ワイヤ結線部の安定性及び外部からの機械的な損
傷からの保護とあいまつて、受圧部の圧力による起歪に
影響を与えないので、安定性の高い優れた半導体圧力セ
ンサを提供することができる。このように特性の良好点
を詳細に説明するために、第５図に従来の圧力センサと
本発明の圧力センサの接合部の劣化及びＡｌ配線の溶断
の曲線図を時間に応じて電流１Ｒ／（μＡ）の変化につ
き示す。
第３図が圧カセンサペレツト平面図、第４図が圧カセン
サペレツトを固定台に固定したときの断面図を示すもの
である。構造は従来品の圧力センサにおける電極形成面
全面にＰＳＧ層３５を形成させて電極層３４のワイヤ結
線部３４ａを結線部３４ａの輪郭より少し大きい輪郭を
もつた穴３６をあけ露光させる迄は全く同じである。即
ち３１はｎ型シリコン基板、３２はＳｉＯ２膜、３３は
Ｐ型抵抗層、３４はアルミニウム電極層、３５はＰＳＧ
層、３４ａはワイヤ結線部、３６はＰＳＧ層３５の結線
部３４ａの輪郭より少し大きい輪郭をもつた穴である。
以下は改良された箇所に係るが、先ずＰＳＧ層３５の上
にテフロン（デユポン社商標）のシート４３を形成させ
、接着代４４と電極層３４のワイヤ結線部３４ａのテフ
ロンシート４３をエツチングによつて除去する。接着代
は接着代輪郭４５の外側全部、ワイヤ結線部３４ａはワ
イヤ結線部３４ａの輪郭より少し小さい輪郭をもつた穴
３４ｂが生じるようにエツチングする。裏面は対向する
抵抗層を含むようにエツチングで穴をあけ起歪板３８を
形成する。この圧カセンサペレツトを固定台３９にエポ
キシ接着ないしガラス接着４０する。固定台３９にとり
つけられた端子板４１と電極のワイヤ結線部３４ａとを
金線３７で結線し、しかるのちにワイヤ結線部３４ａの
輪郭より少し小さい輪郭をもつた穴３４ｂの内側と端子
板のボンデイング部４２に［スミフルノン」 （商品名
）４６というフツ素系有機高分子膜をつける。このよう
にして半導体圧力センサの詳細であるが、その特徴は拡
散抵抗層全面が完全にテフロンシート４３に覆われてい
るので、ＰＳＧ層の欠点である吸湿性を補うことになり
、水分に混入したアルカリイオンの内部侵入を防ぐと共
にボンデイング部及びその周辺の電極が露出している部
分も、有機高分子膜４６に覆われているのでワイヤ結線
強度の補強、ワイヤ結線部の腐食防止に役立つ。そして
テフロンシート４３はピンホールがなく、またワイヤ結
線部につける有機高分子膜４６と共に撥水性があるので
これらの組合せによる表面保護は、水分の付着、浸透防
止に非常に有効である。またその厚さは１０ｔｔｍ前後
と薄いため起歪板の正常な動きを全く妨げない。次にワ
イヤ結線部はその輪郭周辺をテフロンシートで土から覆
つているので、機械的及び熱的な繰返し歪による電極層
の剥離に対し非常に強い。このようにテフロンシート及
び「スミフルノン」を含めた有機高分子膜による圧力セ
ンサの表面保護は、拡散抵抗層の安定性、電極層の腐食
防止、ワイヤ結線部の安定性及び外部からの機械的な損
傷からの保護とあいまつて、受圧部の圧力による起歪に
影響を与えないので、安定性の高い優れた半導体圧力セ
ンサを提供することができる。このように特性の良好点
を詳細に説明するために、第５図に従来の圧力センサと
本発明の圧力センサの接合部の劣化及びＡｌ配線の溶断
の曲線図を時間に応じて電流１Ｒ／（μＡ）の変化につ
き示す。
第５図において、ａが従来の圧力センサ（テフロン（デ
ユポン社商標）などのシートなし）で．イが接合部の劣
化により電流増加状態を示す曲線、口がＡｌ配線の溶断
による電流増加状態を示す曲線である。そしてｂが本発
明の圧力センサである。この図から明らかのように本発
明のようにテフロン（デユポン社商標）などの有機高分
子膜を用いることにより、長時間使用しても電流が増加
することなく、安定であることが明らかである。なお上
記実施例において、固定台９を用いたが例えばシリコン
基板そのものを周辺部より厚くし固定台の代りに用いて
も良い。さらにフツ素系有機高分子膜はテフロン（デユ
ポン社商標）及びスミフルノン（商品名）に限ることが
ない。また本発明は、圧力センサに限ることなく、他の
半導体装置一般に応用できることはいうまでもない。
ユポン社商標）などのシートなし）で．イが接合部の劣
化により電流増加状態を示す曲線、口がＡｌ配線の溶断
による電流増加状態を示す曲線である。そしてｂが本発
明の圧力センサである。この図から明らかのように本発
明のようにテフロン（デユポン社商標）などの有機高分
子膜を用いることにより、長時間使用しても電流が増加
することなく、安定であることが明らかである。なお上
記実施例において、固定台９を用いたが例えばシリコン
基板そのものを周辺部より厚くし固定台の代りに用いて
も良い。さらにフツ素系有機高分子膜はテフロン（デユ
ポン社商標）及びスミフルノン（商品名）に限ることが
ない。また本発明は、圧力センサに限ることなく、他の
半導体装置一般に応用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
第１図は、従来の半導体圧カセンサペレツトの構造を説
明するための平面図、第２図は第１図で示したペレツト
を固定台に固定した従来の圧力センサの断面図、第３図
は本発明の一実施例である半導体圧カセンサペレツトの
平面図、第４図は第３図で示したペレツトを固定台に固
定した本発明に係る半導体圧力変換素子の断面図、第５
図は本発明効果を説明するための曲線図である。 ３１・・・・・・圧力変換素子ペレツト、３４ａ・・・
・・・ワイヤ結線部、３４ｂ・・・・・・ワイヤ結線部
の輪郭より少し小さい輪郭をもつた穴、３７・・・・・
・金線、３８・・・・・・起歪板、３９・・・・・・固
定台、４３・・・・・・テフロン膜、４６・・・・・・
有機高分子膜（「スミフルノン」 ）。
明するための平面図、第２図は第１図で示したペレツト
を固定台に固定した従来の圧力センサの断面図、第３図
は本発明の一実施例である半導体圧カセンサペレツトの
平面図、第４図は第３図で示したペレツトを固定台に固
定した本発明に係る半導体圧力変換素子の断面図、第５
図は本発明効果を説明するための曲線図である。 ３１・・・・・・圧力変換素子ペレツト、３４ａ・・・
・・・ワイヤ結線部、３４ｂ・・・・・・ワイヤ結線部
の輪郭より少し小さい輪郭をもつた穴、３７・・・・・
・金線、３８・・・・・・起歪板、３９・・・・・・固
定台、４３・・・・・・テフロン膜、４６・・・・・・
有機高分子膜（「スミフルノン」 ）。
Claims (1)
- １ 抵抗層が形成されたシリコン基板と、この基板表面
に形成されたシリコン酸化膜層と、このシリコン酸化膜
層に形成された穴を介して前記抵抗層に接触し前記シリ
コン酸化膜層上に延在した帯状電極層と、少なくとも前
記シリコン酸化膜層上の一部を被覆するリンガラス層と
、ワイヤ結線部となる金属層を残しその輪郭部を含めて
帯状電極層上及び前記リンガラス層上を被覆するフッ素
系有機高分子膜層とを具備したことを特徴とする半導体
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4255476A JPS5922377B2 (ja) | 1976-04-16 | 1976-04-16 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4255476A JPS5922377B2 (ja) | 1976-04-16 | 1976-04-16 | 半導体装置 |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3177282A Division JPS57202785A (en) | 1982-03-02 | 1982-03-02 | Semiconductor device |
| JP6998583A Division JPS5956772A (ja) | 1983-04-22 | 1983-04-22 | 半導体圧力センサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS52127084A JPS52127084A (en) | 1977-10-25 |
| JPS5922377B2 true JPS5922377B2 (ja) | 1984-05-26 |
Family
ID=12639258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4255476A Expired JPS5922377B2 (ja) | 1976-04-16 | 1976-04-16 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5922377B2 (ja) |
-
1976
- 1976-04-16 JP JP4255476A patent/JPS5922377B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS52127084A (en) | 1977-10-25 |
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