JPS60180174A - 半導体圧力センサの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、半導体圧力センサのオフセット電圧とオフ
セットドリフト電圧を補償するための抵抗体トリミング
の方法に関するものである。

〔従来技術〕

半導体圧力センサは、シリコン半導体の持つピエゾ抵抗
効果を応用しているが、一般に知られているように半導
体基板上に拡散によりつくられた抵抗体は強い温度依存
性をもつ。従って、その影響を回路的方法で取り除く必
要が生じる。一般に、この温度補償を行う方法には大き
く分けると２つの方法がある。１つは製作が容易なため
によく採られる方法で、セラミック基板上に非線形素子
。

厚膜抵抗体、増幅回路を搭載する・１イブリツドＩＣに
よる方法であり、他の１つは近年急速に発展したモノリ
シックＩＣ！！！造技術を用い、シリコン基板上にシリ
コン半導体圧力センサを形成すると同時に増幅回路やト
リミング抵抗体をも形成する集積形の方法である。

・・イブリッドＩＣによる温度補償は広く知られている
方法であるが、高価なセラミック基板を使い、増ｊ＠用
のＩＣ，またはＩＣチップ、非線形素子など別個に用意
して組み立てるため部品点数が多くなり、半導体圧力セ
ンサの低コスト化の要求に応えるには限界がある。

これに対し、果績形圧力センサでは、必要なすべての能
・受動素子をシリコン基板上に作り込んでしまうため、
前記の方法に比較し低コストで作ることが可能である。

しかし、問題は温度補償であり、この温度補償は圧力セ
ンサの組立てがすべて終ってからでないと抵抗体トリミ
ングによる温度補償ができない。それは圧力センサの温
度特性が、シリコンの待つ温度依存性だけでなく組立て
時に加わった熱応力にもよっているからである。

圧力センサの基準圧力は真空で、これは真空排気用の穴
またはパイプをもったキャップなどのふたを溶接または
ろう付により取り付けた後、素子内部を気密封止するこ
とにより得られる。この場合には気密封止後にモノリシ
ックＩＣ上の抵抗体トリミングをすることは不可能とな
ることは明らかで、周辺回路を集積化した意味が無くな
ってしまう。このため従来の方法では、キャップ溶接な
どをする前に模擬的に組立てが完了した状態を作り出し
て抵抗体トリミングを行い、その後で実際に気密封止を
行っていた。しかしながら、この方法の欠点は、抵抗体
トリミングをあくまでも模擬的環境を作り出してから行
うため、抵抗体トリミング後に組立てを行うと特性が変
動してしまうことであった。以下図面によって従来例を
さらに説明する。

第１図（ａ）　、（ｂ）は従来の半導体圧力センサ１１
と、この半導体圧力センサ１１の出力を増幅し、かつ温
度特性をトリミングする／−イソリッドＩＣ基＆１２と
が別体となった圧力センサユニットを示す図である。こ
のような形態では価格的な面で市場要求にマツチしない
ため、第２図（ｂ）に示すモノリシック形の集積形圧力
センサが実用化された。このモノリシック形の集積膨圧
力センサチツブ２１は半導体基板の一方の主面に少なく
とも２個のゲージ拡散抵抗体、集積増幅回路、）！Ｉミ
ング抵抗体等の素子（いずれも図示は省略）が形成され
、また、他の主面にダイヤフラム２２が形成される。固
定基台２３としてシリコン台座または、例えはパイレッ
クス（商標名）からなる耐熱ガラス台座を半導体基板の
ダイヤフラム２２側に接着した後、これを圧力導入パイ
プ２４０ついたセラミックまたは金属のパッケージ２５
に低融点ガラスまたは金属ろう材２６を用いて取り付け
る。その後、金属細線（金線またはアルミ線）２７を用
いてリードピン２８との間にワイヤポンディングを行い
電気的接続を完了する。そして、すべての回路特性を最
終的に決定するため、先に半導体基板上に形成された抵
抗体群をトリミングする。この際、絶対圧形圧力センサ
の抵抗体トリミングでは基準圧室となる真空室がまだ形
成されていないため、この抵抗体トリミングは大気中で
行うことになり、圧力導入パイプ２４側に正確な圧力を
印加してレーザ光線２９を使って半導体基板上の抵抗を
部分内圧または全部を焼き切り、抵抗体トリミングを行
う。

このような抵抗体トリミング方法では、第２図（ａ）の
ように抵抗体トリミングが終ったあとでさらに真空室形
成のためにキャップ溶接し、素子内部を第２図（ｂ）に
示すようにキャンプ３０に取り付けられた排気穴または
パイプ３１かも真空排気して気密封止するため、組立て
時の加工歪が新たに集積膨圧力センサチツブ２１に加わ
り、抵抗体トリミング忙よって決定した回路特性が狂っ
てしまうとか、気密封止時の封止歩留りが悪いと、その
前工程で行ったトリミングが無駄になってしまうなどの
問題があった。

〔発明の概要〕

この発明は、このような従来技術の欠点を解決するため
になされたもので、抵抗体トリミングを上記したキャッ
プなどのふたに設けられた耐熱ガラスの窓を通してレー
ザ光線を照射することにより行い、トリミングが容易で
、回路特性の安定した集積形絶対圧形の半導体圧力セン
サの製造方法を提供するものである。以下この発明の詳
細な説明する。

〔発明の実施例〕

第３図はこの発明の一実施例を示す半導体装置センサの
正面図で、第２図に示すような構造のモノリシック形の
集積膨圧力センサチップ２１を固定基台２３に取り付け
、さらにこの固定基台２３を金属のパッケージ２５に取
り付は金属細線２７でワイヤホントする。ワイヤボンド
を終了した後、真空室形成のために気密封止作業を行う
。この際気密封止に使用するふたまたはキャップ３ｏに
は、ガラスが装着された窓３２を設ける。その際、窓３
２はＩＣ増幅回路上にその透明部が重なるような位置に
設けておく。真空封止装置を用いてふたまたはキャップ
３０内をバイブ３１から真空排気して気密封止した後、
ヘリヮムリークチェックなどの気密封止チェックを行い
、続いて抵抗体トリミングを行う。

抵抗体トリミングは、ふたまたはキャップ３゜に設けら
れたガラスが装着された窓３２からレーザ光線２９を用
いて、半導体基板上の抵抗体群を出力をモニタしながら
トリミングする。窓３２のガラスの材料は長波長のレー
ザ光線２９が吸収されないような材料を選択する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明は半導体基板の一主面上
側各素子が形成された集積膨圧力センサチツプをパッケ
ージに固着された固定基台上に接着固定し、ガラスが装
着された窓を備えたキャンプ内に気密封止して半導体圧
力センサを構成したので、気密封止後の回路特性の変動
の少ないトリミングをすべ【の組立作業が終ってから行
うことができるため、組立作業中に集積膨圧力センサチ
ツブに加わった組立加工歪による温度特性をも補償でき
、極めて高精度のトリミングが可能となる利点が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は従来の半導体圧力センサとハイ
ブリッドＩＣ基板とを示す正面図、第２図（ａ）。 （ｂ）は他の従来例を示すモノリシック形の集積展圧力
センサのキャップ装着前と装着後の正面図、第３図はこ
の発明の一実施例を示す半導体圧力センサの断面図であ
る。 図中、２１は集積膨圧力センサチツプ、２２はダイヤフ
ラム、２３は固定基台、２４は圧力導入バイブ、２５は
セラミックまたは金属のパッケージ、２６は低融点ガラ
スまたは金属ろう材、２７は金属細線、２８はリードピ
ン、２９はレーザ光線、３０はふたまたはキャップ、３
１はバイブ、３２は窓である。 なお、図中の同一符号は同一または相旨部分を示す。 代理人　大岩増雄　（外２名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体基板上に、圧力検出用の少なくとも２個のゲージ
   抵抗体、これらのゲージ抵抗体の出力を増幅する増幅回
   路、前記各ゲージ抵抗体の温度特性を補償するための温
   度補償抵抗体、オフセント電圧およびオフセットドリフ
   ト電圧を調整するためのトリミング抵抗体の各素子を集
   積した集積形圧力センサチンプを、パッケージ上に載置
   固定された固定基台上に接着固定し、所定個所にガラス
   が装着された窓を備えたキャップを装着し、内部を真空
   排気して気密封止した後、外部より前記窓を通してレー
   ザ光線を照射して前記トリミング抵抗体のトリミングを
   行うことを特徴とする半導体圧力センサの製造方法。