JPS6398156A - 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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、圧力を電気信号に変換する検出部とその電気
信号を処理する処理部とを一つの半導体素子に一体化さ
せた半導体圧力センサの製造方法に関する。

〔従来技術とその問題点〕

第３図ａは従来の半導体圧力センサの一例の平面図、第
３図すはそのＡ−Ａ線に沿う縦断側面図であるが、チッ
プ１の表面に圧力検出部３と増幅部・演算部・補正部な
どの信号処理部４とを１チツプ化にまとめ、圧力検出部
３と対にその裏面にダイアフラム部２を形成するのが一
般的である。

このような半導体圧力センサの構造の詳細を第４　Ｆｌ
！Ｊ　ａに示す。半導体基板１１に埋込層１２およびエ
ピタキシャルｌ１ｉ１３が形成され、このエピタキシャ
ル層１３内に素子間を分離するための分離拡散層１４が
設けられている。圧力検出部１０１は、エピタキシャル
Ｊｔｉ１３内に形成された高濃度拡散層１５およびゲー
ジ抵抗拡散層１６、ゲージ抵抗拡散層１６上の絶縁物１
７を有し、信号処理部１０２は、その主要部となるＮＰ
Ｎトランジスタのエミッタ拡散層１８、ベース拡散層１
９、コレクタ拡散Ｆｊ２０をエピタキシャル層１３内に
有し、また素子間の絶縁のため絶縁物１７を備えている
。なお圧力検出部１０１の反対側の基板は信号処理部１
０２の基板と段差を有し、ダイアフラム部２１を形成し
ている。この圧力センサの電極は、ゲージ抵抗拡散１ｉ
ｉｔ１６、エミッタ拡散層１８、ベース拡散Ｎ１９、コ
レクタ拡散Ｊｉｉ２０に同時に配線金属Ｉ！ｌｌ！２２
を設けることによって形成されるが、そのため配線金属
膜２２の膜厚を信号処理部と同じ厚さく約１μｍ）にす
ると、圧力検出部１０１はダイアフラム部２１のために
半導体基板１１が薄く、半導体（例えばシリコン）と配
線金属膜（例えばアルミニウム）との熱膨張係数の差に
より、温度変化によって生じる半導体基板とその酸化膜
と配線金属膜との境界面の応力が温度特性に不安定な影
響を与えることが一般に知られている。これを避けるた
めに配線金属膜２２の膜厚を第４図すに示すように薄く
すると、信号処理部１０２の絶縁物１７の段差部におい
て一点鎖線で囲むＡ部のような場所で配線金属膜２２の
断線などが発生し、信頼性が低いという欠点がある。

この点を改良するため、第５図ａに示すように、まず第
一の配線金属膜３１　（約０．５μｍ）により信号処理
部１０２を配線し、次に第５図すに示すように、第二の
配線金属膜３２（約（Ｌ５μｍ）を全面に膜付けし、圧
力検出部１０１と信号処理部１０２をフォトレジスト３
３でパクーニングし、第５図Ｃに示すように、エツチン
グ、レジスト除去を行い電極を形成する方法がある。こ
の電極形成方法によると、圧力検出部１０１の配線膜厚
は約０．５μｍ、信号処理部１０２の配線膜厚は約１゜
０μｍとなり、圧力検出部１０１の温度特性は安定化さ
れ、信号処理部１０２は断線が発生しなくなるが、信号
処理部１０２において第一の配線金属膜３１と第二の配
線金属膜３２との境界路面が生じ、ここでは第二の配線
金属膜３２の膜付けの前処理などにより第一の配線金属
膜３１の表面の凹凸が大きくなり、また酸化物が形成さ
れたりするために、両配線金属膜３１．３２間の密着不
良や、接触抵抗の増大という別の信頼性上の欠点が生じ
る。

〔発明の目的〕

本発明は、圧力検出部の出力温度特性が安定で、かつ信
号処理部の配線の断線が発生せず、信頼性の高い半導体
圧力センサの製造方法を提供することを目的とするもの
である。

〔発明の要点〕

本発明は、先ず圧力検出部、信号処理部上に第一の配線
金ｉ膜を付着し、フォトリソグラフィーにより一方の圧
力検出部（または信号処理部）の配線を形成し、その他
の第一の配線金属膜はエツチング除去し、次いで圧力検
出部、信号処理部上に第二の配線金属膜を付着し、まだ
配線を形成していない他方の信号処理部（または圧力検
出部）についてフォトリソグラフィーにより配線形成し
、それと同時に、既に配線を形成した一方の圧力検出部
（または信号処理部）に付着している第二の配線金属膜
をエツチング除去することにより、圧力検出部の電極配
線は薄く、信号処理部の電極配線は厚くし、かつ電極配
線に重なりをなくすものである。

〔発明の実施例〕

次に本発明の実施例を図面について説明する。

第１図は本発明の実施例の製造工程を示し、第３ＴｙＪ
と同等部分には同符号を付しである。

先ず第１図ａにおいて、基板１１上に形成されている圧
力検出部１０１、信号処理部１０２上に膜付けした第一
の配線金ｒｉＩｓ膜４１　（約０．４〜０．８μｍ）を
圧力検出部１０１のみに配線形成し、次に第１図すに示
すように、圧力検出部１０１、信号処理部１０２の全面
にわたって第二の配線金属１！４２（約１．０．ｃｒｍ
）を膜付けし、信号処理部１０２のみに配線パターンが
残るようにフォトレジスト４３を形成する。次いで第１
図Ｃに示すように、信号処理部１０２の配線金Ｎ膜４２
が所定のパターンにエツチングされるまで、信号処理部
１０２と圧力検出部１０１の両者の配線金属膜をエツチ
ングする。その結果、圧力検出部１０１の配線金属膜４
１の膜厚は最初より薄い約０．１〜０．５μｍとなり、
信号処理部１０２の配線金属膜４２の膜厚は約１．０μ
ｍとなる。

第２図は本発明の異なる実施例の製造工程を示し、第３
図と同等部分には同符号を付しである。

先ず第２図ａに示すように、基板１１上に形成されてい
る圧力検出部１０１、信号処理部１０２上に膜付けした
第一の配線金属膜５１　（約１．３〜１．４μｍ）を信
号処理部１０２のみに配線形成し、次に第２図すに示す
ように、その上に信号処理部１０２、圧力検出部１０１
の全面にわたって第二の配線金属膜５２（約０．１〜０
．５μｍ）を膜付けし、圧力検出部１０１のみに配線パ
ターンが残るようにフォトレジスト５３を形成する。次
いで第２図Ｃに示すように、圧力検出部１０１の配線金
属膜５２が所定のパターンにエツチングされるまで、信
号処理部１０２と圧力検出部１０１の両者の配線金ＫＭ
’Ｊをエツチングする。その結果、圧力検出部１０１の
配線金属膜５２の膜厚は約０．１〜０．５μｍ、信号処
理部１０２の配線金属膜５１の膜厚は最初より薄い１．
０〜１．１μｍとなる。この方法が第１図の方法と相違
する点は、圧力検出部１０１の配線金属膜の膜むらを小
さくし、出力温度特性のばらつきをより改善する点であ
る。

上述の実施例において、第一の配線金属膜と第二の配線
金属膜とは膜厚のみならず、膜の材質も容易に変えるこ
とができる。例えば信号処理部の配線をアルミニウムに
よって形成し、圧力検出部の配線を基板のシリコンと熱
膨張係数が近いモリブデンなどで形成すれば、さらに特
性を改善することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、圧力センサの信号処理部と圧力検出部
の配線金属膜の厚さを、信号処理部では厚く、圧力検出
部では薄くすることが可能となり、しかも配線金属膜は
単層で重なり部分がないから、圧力検出部の出力温度特
性、信号処理部の信頼性の問題を改善することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ　”−ｃは本発明の一実施例の製造工程を示す
断面図、第２図ａ　−ｃは本発明の他の実施例の製造工
程を示す断面図、第３図ａは半導体圧力センサの原理構
造を示す平面図、第３図すは第３図ａのＡ−Ａ線に沿う
断面図、第４図ａは従来の半導体圧力センサの一例の断
面図、第４図すは従来の半導体圧力センサの他の例の一
部の断面図、第５　ｑ　ａ　−ｃは従来の半導体圧力セ
ンサのさらに異なる例の製造工程を示す断面図である。 １０１・・・圧力検出部、　１０２・・・信号処理部、
２１・・・ダイアフラム部、　１１・・・半導体基板、
１６・・・ゲージ抵抗拡散層、　　１８・・・エミッタ
拡散層、　　１９・・・ベース拡散層、　　２０・・・
コレクタ拡散層、　４１．５１・・・第一の配線金属膜
、　４２゜５３・・・第二の配線金属膜、　４３．５３
・・・フォトレジスト。 第１図 第２図 第４図 （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）同一の半導体基板上の一方の面に圧力検出部と信号
   処理部を形成し、半導体基板の他方の面の圧力検出部と
   反対側に凹状のダイアフラム部を設けた半導体圧力セン
   サの製造方法において、圧力検出部、信号処理部上に第
   一の配線金属膜を付着し、フォトリソグラフィーにより
   圧力検出部または信号処理部のいずれか一方の配線を形
   成し、次に圧力検出部、信号処理部上に第二の配線金属
   膜を付着し、まだ配線を形成していない他方の信号処理
   部または圧力検出部の配線をフォトリソグラフィーによ
   り形成すると同時に、既に配線を形成した一方の圧力検
   出部または信号処理部に付着している第二の配線金属膜
   をエッチング除去することを特徴とする半導体圧力セン
   サの製造方法。