KR101121044B1 - 반도체 압력센서 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
반도체 압력센서(100)는, 실리콘 기판(1)과, 실리콘 기판(1) 위에 형성된 제 1 다이어프램(25) 및 제 1 게이지 저항(7)을 갖는 액티브 게이지 저항 형성부(101)와, 기판(1) 위에 형성된 제 2 다이어프램(26) 및 제 2 게이지 저항(7)을 갖는 온도 보상용 더미 게이지 저항 형성부(102)를 구비하고 있다. 액티브 게이지 저항 형성부(101)의 제 1 다이어프램(25) 및 온도 보상용 더미 게이지 저항 형성부(102)의 제 2 다이어프램(26)이 공통의 폴리실리콘막(5)으로 형성되어 있다. 폴리실리콘막(5)은 기판(1)에 접속하기 위해 기판(1)측으로 연장되는 앵커부(21)를 갖고 있다. 제 1 및 제 2 다이어프램(25, 26)이 서로 동일 또는 대칭의 구조를 갖고, 또한 제 1 및 제 2 게이지 저항(7)이 서로 동일 또는 대칭의 구조를 갖고 있다. 이에 따라, 온도 보상을 고정밀도로 행할 수 있는 반도체 압력센서(100) 및 그 제조방법을 얻을 수 있다.
반도체, 압력센서, 온도 보상, 기판과, 다이어프램, 게이지 저항, 액티브 게이지 저항 형성부, 더미 게이지 저항 형성부, 앵커부
Description
본 발명은, 반도체 압력센서 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 온도 보상이 가능한 반도체 압력센서 및 그 제조방법에 관한 것이다.
종래의 반도체 압력센서에서는, 실리콘 기판에 게이지 저항이 되는 확산 저항이 형성되어 있다. 복수의 게이지 저항이 저저항의 확산 배선층으로 브리지 결선되어 있다. 다이어프램이 실리콘 기판의 이면으로부터 에칭되어 형성되어 있다. 게이지 저항이 다이어프램의 엣지 부분에 배치되어 있다.
예를 들면, 일본국 실개소 63-178353호 공보에는, 관통공이 형성된 실리콘 기판 위에, 산화막, 다결정 실리콘 기판, 산화막, 게이지 등으로 형성된 다이어프램이 형성된 반도체 압력센서가 기재되어 있다.
또한, 예를 들면, 일본국 특개소 63-42179호 공보에는, 박육부의 다이어프램을 갖는 반절연성 다결정 실리콘 기판 위에, 반도체 변형 게이지(strain gauge)가 형성된 반도체 변형 검출기가 기재되어 있다.
또한, 예를 들면, 일본국 특개소 60-259922호 공보에는, 온도 보상된 변형 센서에 있어서 다이어프램 위의 변형을 받지 않는 부분에 변형 감지(strain-sensitive) 저항체와 동일 재료로 이루어진 감온 저항체를 형성하는 것이 기재되어 있다.
반도체 압력센서에서는, 게이지 저항이 다이어프램 위에 형성되어 있다. 반도체 압력센서에 압력이 가해지면 다이어프램이 변형되어 게이지 저항의 저항값이 변화한다. 게이지 저항의 저항값의 변화가 검출됨으로써, 압력의 변화가 측정된다. 또한, 반도체 압력센서에서는, 압력이 측정될 때의 온도에 의해서도 다이어프램 위에 형성된 게이지 저항의 저항값이 영향을 받는다. 그 때문에, 압력을 정확하게 측정하기 위해서는 온도에 대한 보상을 행함으로써, 반도체 압력센서의 온도 의존성을 제거하는 것이 바람직하다.
그러나, 일본국 특개소 60-259922호에 기재된 변형 센서에서는, 다이어프램 위의 변형을 받지 않는 부분에 변형 감지 저항체와 별개로 감온 저항체를 설치한 것 뿐이므로, 온도 보상을 고정밀도로 행하는 것이 곤란하다.
본 발명은, 상기 과제를 감안해서 이루어진 것으로서, 그 목적은, 온도 보상을 고정밀도로 행할 수 있는 반도체 압력센서 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 반도체 압력센서는, 기판과, 기판 위에 형성된 제 1 다이어프램 및 제 1 게이지 저항을 갖는 액티브 게이지 저항 형성부와, 기판 위에 형성된 제 2 다이어프램 및 제 2 게이지 저항을 갖는 온도 보상용 더미 게이지 저항 형성부를 구비하고 있다. 액티브 게이지 저항 형성부의 제 1 다이어프램 및 온도 보상용 더미 게이지 저항 형성부의 제 2 다이어프램이 공통의 소정의 막으로 형성되어 있다. 소정의 막은 기판에 접속하기 위해 기판측으로 연장되는 앵커부를 갖고 있다. 제 1 및 제 2 다이어프램이 서로 동일 또는 대칭의 구조를 갖고, 또한 제 1 및 제 2 게이지 저항이 서로 동일 또는 대칭의 구조를 갖고 있다.
본 발명의 반도체 압력센서에 따르면, 제 1 및 제 2 다이어프램이 서로 동일 또는 대칭의 구조를 갖고, 또한 제 1 및 제 2 게이지 저항이 서로 동일 또는 대칭의 구조를 갖고 있다. 이에 따라, 제 1 게이지 저항이 측정한 압력 및 온도에 의한 저항값의 변화에서 제 2 게이지 저항이 측정한 온도에 의한 저항값의 변화를 제외할 수 있다. 따라서, 본 발명의 반도체 압력센서는, 온도 보상을 고정밀도로 행할 수 있다.
본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징, 국면 및 이점은, 첨부도면과 관련하여 이해되는 본 발명에 관한 이하의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해 도면에 근거하여 설명한다.
(실시예 1)
처음에, 본 발명의 실시예 1의 반도체 압력센서의 구성에 대해 설명한다.
도1 및 도2를 참조하여, 반도체 압력센서(100)는, 액티브 게이지 저항 형성부(101)와, 온도 보상용 더미 게이지 저항 형성부(102)를 주로 갖고 있다. 액티브 게이지 저항 형성부(101)와, 온도 보상용 더미 게이지 저항 형성부(102)는 다결정 실리콘(이하, 「폴리실리콘」으로 칭한다) 배선(7a)으로 결선되어 있다. 이때, 도1에 나타낸 액티브 게이지 저항 형성부(101)에는 후술하는 제조방법의 설명을 위해 다이어프램 에칭 마스크(10) 및 다이어프램 저면(10a)이 기재되어 있다.
액티브 게이지 저항 형성부(101)는, 실리콘 기판(기판)(1)과, 제 1 다이어프램(25)과, 게이지 저항(7)과, 알루미늄 패드(12)를 주로 갖고 있다.
실리콘 기판(1)의 제 1 주표면(1a) 위에는, 폴리실리콘 막(5)으로 이루어진 제 1 다이어프램(25)이 형성되어 있다. 폴리실리콘 막(5)은, 본 실시예에 있어서는 도프드 폴리실리콘(불순물이 도프된 다결정 실리콘)으로 형성되어 있다. 단, 폴리실리콘 막(5)은, 불순물을 도프하고 있지 않는 논도프의 폴리실리콘으로 형성되고 있어도 된다.
제 1 다이어프램(25)의 상부면에는, 제 1 다이어프램(25)의 변형을 전기 저 항의 변화로서 검지하는 2개의 게이지 저항(7)이 형성되어 있다. 제 1 다이어프램(25)이 위치하는 실리콘 기판(1)의 부분에는, 제 1 다이어프램(25)의 이면을 노출하는 관통공(41)이 형성되어 있다. 제 1 다이어프램(25)과 실리콘 기판(1) 사이에는, 제 1 다이어프램(25)을 실리콘 기판(1)에 고정하기 위한 앵커부(21)가, 관통공(41)의 제 1 주표면(1a)측의 개구 단부를 원주 방향에서 둘러싸도록 형성되어 있다.
앵커부(21)는, 제 1 절연막(2)의 개구부에 충전되는 폴리실리콘 희생막(3)의 부분과 제 2 절연막(4)의 개구부(32)에 충전되는 폴리실리콘 막(5)의 부분을 포함하도록 하여, 제 1 다이어프램(25)으로부터 실리콘 기판(1)측으로 연장되는 형태로 형성되어 있다.
2개의 게이지 저항(7)은, 폴리실리콘 막으로 이루어지고, 제 1 다이어프램(25)이 되는 폴리실리콘 막(5) 위에 제 3 절연막(6)을 개재시켜 형성되어 있다. 각 게이지 저항(7)은, 게이지 저항(7)을 이루는 폴리실리콘 막과 동일한 폴리실리콘 막으로 형성되는 폴리실리콘 배선(7a)에 의해 브리지 결선되어 있다. 게이지 저항(7) 및 폴리실리콘 배선(7a)을 덮도록, 제 4 절연막(8)이 형성되어 있다.
제 4 절연막(8) 및 제 5 절연막(9) 위의 영역에는, 복수의 알루미늄 패드(12)가 형성되어 있다. 각 알루미늄 패드(12)는 알루미늄 배선(12a)과 전기적으로 접속되어 있다. 각 알루미늄 패드(12)는, 콘택부(11)를 거쳐 폴리실리콘 배선(7a)에 전기적으로 접속되어 있다.
온도 보상용 더미 게이지 저항 형성부(102)는, 실리콘 기판(1)과, 제 2 다이 어프램(26)과, 게이지 저항(7)과, 알루미늄 패드(12)를 주로 갖고 있다.
실리콘 기판(1)의 제 1 주표면(1a) 위에는, 폴리실리콘 막(5)으로 이루어진 제 2 다이어프램(26)이 형성되어 있다. 제 2 다이어프램(26)의 상부면에는, 제 2 다이어프램(26)의 변형을 전기 저항의 변화로서 검지하는 2개의 게이지 저항(7)이 형성되어 있다.
제 2 다이어프램(26)과 실리콘 기판(1) 사이에는, 제 1 절연막(2), 폴리실리콘 희생막(3) 및 제 2 절연막(4)이 적층되어 있다. 제 1 절연막(2)은 예를 들면 열산화막으로 형성되어 있다. 제 2 절연막(4)은 예를 들면 TEOS(Tetraethoxysilane)로 형성되어 있다.
제 2 다이어프램(26)과 실리콘 기판(1) 사이에는, 제 2 다이어프램(26)을 실리콘 기판(1)에 고정하기 위한 앵커부(21)가, 제 1 절연막(2), 폴리실리콘 희생막(3) 및 제 2 절연막(4)을 원주 방향으로부터 둘러싸도록 형성되어 있다.
앵커부(21)는, 제 1 절연막(2)의 개구부에 충전되는 폴리실리콘 희생막(3)의 부분과 제 2 절연막(4)의 개구부(32)에 충전되는 폴리실리콘 막(5)의 부분을 포함하도록 하여, 제 2 다이어프램(26)으로부터 실리콘 기판(1)측으로 연장되는 형태로 형성되어 있다.
2개의 게이지 저항(7)은, 폴리실리콘 막으로 이루어지고, 제 2 다이어프램(26)이 되는 폴리실리콘 막(5) 위에 제 3 절연막(6)을 개재시켜 형성되어 있다. 제 3 절연막(6)은 예를 들면 실리콘 산화막(HTO: High Temperature Oxide) 등으로 형성되어 있다.
각 게이지 저항(7)은, 게이지 저항(7)을 이루는 폴리실리콘 막과 동일한 폴리실리콘 막으로 형성되는 폴리실리콘 배선(7a)에 의해 브리지 결선되어 있다. 게이지 저항(7) 및 폴리실리콘 배선(7a)을 덮도록, 제 4 절연막(8)이 형성되어 있다.
제 4 절연막(8) 및 제 5 절연막(9) 위의 영역에는, 복수의 알루미늄 패드(12)가 형성되어 있다. 각 알루미늄 패드(12)는 알루미늄 배선(12a)과 전기적으로 접속되어 있다. 각 알루미늄 패드(12)는, 콘택부(11)를 거쳐 폴리실리콘 배선(7a)에 전기적으로 접속되어 있다.
액티브 게이지 저항 형성부(101)와 온도 보상용 더미 게이지 저항 형성부(102)에서, 제 1 다이어프램(25) 및 제 2 다이어프램(26)이 공통인 폴리실리콘 막(5)으로 형성되어 있다.
액티브 게이지 저항 형성부(101) 및 온도 보상용 더미 게이지 저항 형성부(102)의 제 1 및 제 2 다이어프램(25, 26) 및 제 1 및 제 2 게이지 저항(7)이 평면도(도1)에 있어서도 단면도(도2)에 있어서도 대칭의 형상을 갖고 있다.
즉, 도1에 도시된 것과 같이, 액티브 게이지 저항 형성부(101)의 제 1 다이어프램(25)과, 온도 보상용 더미 게이지 저항 형성부(102)의 제 2 다이어프램(26)이, 평면도에 있어서의 가상의 축선 J1에 대하여, 서로 거의 선대칭의 구성을 갖고 있다. 가상의 축선 J1은, 평면도에 있어서의 제 1 다이어프램(25)과 제 2 다이어프램(26) 사이에 위치하는 앵커부(21)의 중심부에 위치하고 있다. 마찬가지로 제 1 게이지 저항(7)과 제 2 게이지 저항(7)이, 평면도에 있어서의 가상의 축선 J1에 대해, 서로 거의 선대칭의 구성을 갖고 있다.
또한, 도2에 도시된 것과 같이, 제 1 다이어프램(25)과 제 2 다이어프램(26)이, 단면도에 있어서의 가상의 축선 J2에 대하여, 서로 거의 선대칭의 구조를 갖고 있다. 가상의 축선 J2는, 단면도에 있어서의 제 1 다이어프램(25)과 제 2 다이어프램(26) 사이에 위치하는 앵커부(21)의 중심부에 위치하고 있다. 마찬가지로 제 1 게이지 저항(7)과 제 2 게이지 저항(7)이, 단면도에 있어서의 가상의 축선 J2에 대하여, 서로 거의 선대칭의 구성을 갖고 있다.
앵커부(21)는, 공통의 폴리실리콘 막(5)이 실리콘 기판(1)에 접속하기 위해 실리콘 기판(1)측으로 연장되는 것에 의해 구성되어 있다.
액티브 게이지 저항 형성부(101)에서는, 폴리실리콘 막(5)의 하부의 실리콘 기판(1), 제 1 절연막(2), 폴리실리콘 희생막(3) 및 제 2 절연막(4)이 에칭에 의해 제거됨으로써, 제 1 다이어프램(25)이 형성되어 있다. 이와 같이 구성되어 있는 것에 의해, 제 1 다이어프램(25)이 압력변화를 받음으로써 제 1 게이지 저항(7)의 저항값이 변화한다.
온도 보상용 더미 게이지 저항 형성부(102)에서는, 폴리실리콘 막(5)의 하부의 제 2 절연막(4) 등은 에칭되어 있지 않다. 즉 폴리실리콘 막(5)의 하부에 공간이 형성되어 있지 않은 상태에서 제 2 다이어프램(26)이 형성되어 있다. 이와 같이 구성되어 있는 것에 의해, 제 2 다이어프램(26)은, 압력에 의한 변화를 받아도 제 2 게이지 저항(7)의 저항값은 거의 변화하지 않는다. 그 때문에, 제 2 게이지 저항(7)은 온도에 의한 변화에 대하여 저항값이 변화한다.
도1에 도시된 것과 같이, 액티브 게이지 저항 형성부(101)에 형성된 2개의 게이지 저항(7)과 온도 보상용 더미 게이지 저항 형성부(102)에 형성된 2개의 게이지 저항(7)이 폴리실리콘 배선(7a)을 거쳐 브리지 결선되어 있다. 이에 따라, 액티브 게이지 저항 형성부(101)의 제 1 다이어프램(25)이 압력에 의해 변위된 경우에, 게이지 저항(7)의 저항값이 변화하여, 압력에 따른 출력 전압이 발생한다. 또한, 온도 보상용 더미 게이지 저항 형성부(102)의 게이지 저항(7)의 온도변화에 따른 저항값의 변화가, 액티브 게이지 저항 형성부(101)의 게이지 저항(7)의 압력변화 및 온도변화에 따른 저항값의 변화에서 브릿지회로에서 감산되는 것에 의해, 온도에 따른 왜곡의 영향이 보상되고 있다. 이렇게 하여, 반도체 압력센서(100)로서 온도 의존성이 제거되고 있다.
이때, 상기에서는 액티브 게이지 저항 형성부(101)와 온도 보상용 더미 게이지 저항 형성부(102)가 알루미늄 배선(12a)으로 결선되었지만, 도8에 도시된 것과 같이 액티브 게이지 저항 형성부(101)와 온도 보상용 더미 게이지 저항 형성부(102)의 각각에 직접 알루미늄 패드(12)가 접속되어 있어도 된다. 제 1 및 제 2 다이어프램(25, 26)과 실리콘 기판(1)의 두께가 얇은 개소에서는, 알루미늄의 응력의 영향에 의해 특성이 악화하는 일이 있다. 면적이 작은 알루미늄 패드(12)를 사용 함으로써 알루미늄의 응력의 영향에 의해 특성이 악화하는 것을 억제할 수 있다.
이때, 상기에서는, 제 1 및 제 2 다이어프램(25, 26)이 서로 선대칭의 구조를 갖고, 또한 제 1 및 제 2 게이지 저항(7)이 서로 선대칭의 구조를 갖고 있는 경우를 설명했지만, 선대칭에 한정되지 않고, 점대칭의 구조를 갖고 있어도 된다. 또 한, 도8에 도시된 것과 같이, 동일한 구조로 되어 있어도 된다.
또한, 상기에서는, 액티브 게이지 저항 형성부(101)와 온도 보상용 더미 게이지 저항 형성부(102)가 선대칭의 구조로 이루어져 있는 경우를 설명하였지만, 선대칭의 구조에 한정되지 않고 점대칭의 구조를 갖고 있어도 된다. 또한, 도8에 도시된 것과 같이, 동일한 구조로 되어 있어도 된다.
다음에, 본 실시예의 반도체 압력센서의 제조방법에 대해 설명한다.
도3을 참조하여, 서로 대향하는 제 1 주표면(1a) 및 제 2 주표면(1b)을 갖는 기판(1)이 준비된다. 제 2 주표면(1b)의 결정방위가 (100)면인 실리콘 기판(1)이 사용된다. 실리콘 기판(1) 위에 제 1 절연막(2)이 예를 들면 열산화막으로 형성된다. 제 1 및 제 2 다이어프램(25, 26)(도2) 및 앵커부(21)가 형성되는 위치의 제 1 절연막(2)이 에칭에 의해 개구된다.
다음에, 그 개구부를 충전하도록, 제 1 절연막(2) 위에 폴리실리콘 희생막(3)이 예를 들면 도프드 폴리실리콘막으로 형성된다.
도4를 참조하여, 폴리실리콘 희생막(3)에는 다이어프램 저면(10a)을 둘러싸도록 개구부(31)가 형성된다. 이때, 다이어프램 저면(10a)은, 제 2 주표면(1b)으로부터 실리콘 에칭되어 관통공(41)이 폴리실리콘 희생막(3)에 도달한 직후의 개구된 폴리실리콘 희생막(3)의 형상을 나타내고 있다.
다음에, 제 2 절연막(4)이 예를 들면 TEOS로 형성된다. 이 제 2 절연막(4)은 개구부(31)에서 제 1 절연막(2)과 접하고 있고, 제 1 절연막(2)과 제 2 절연막(4)이 제 2 주표면(1b)으로부터 실리콘 에칭될 때의 에칭스톱퍼가 된다. 제 2 절연 막(4)에는, 앵커부(21)를 형성하는 영역에 근거하여, 제 1 및 제 2 다이어프램(25, 26)(도2)을 둘러싸도록 개구부(32)가 설치된다. 또한, 폴리실리콘 희생막(3)과 제 2 절연막(4)에 의해 제 1 및 제 2 다이어프램(25, 26)(도2)의 사이즈가 결정된다. 이와 같이 하여, 제 1 및 제 2 다이어프램(25, 26)(도2) 및 앵커부(21)가 형성되는 소정의 영역을 원주 방향으로부터 둘러싸도록, 제 1 절연막(2)에 실리콘 기판(1)의 제 1 주표면(1a)을 노출하는 개구부(32)가 형성된다.
다음에, 액티브 게이지 저항 형성부(101)와 온도 보상용 더미 게이지 저항 형성부(102)의 양쪽의 다이어프램이 되는 폴리실리콘 막(5)이 예를 들면 도프드 폴리실리콘막으로 형성된다. 폴리실리콘 막(5)은 응력제어하는 것에 의해 릴리스되었을 때 플랫한 면이 되도록 형성된다. 이와 같이 하여, 제 1 및 제 2 다이어프램(25, 26)(도2)이 되는 폴리실리콘 막(5)이 제 2 절연막(4)의 개구부(32)에 충전되어, 폴리실리콘 희생막(3)의 부분에 연결되고, 폴리실리콘 희생막(3)의 부분이 제 1 절연막(2)의 개구부에 충전되어 실리콘 기판(1)과 연결됨으로써, 앵커부(21)가 형성된다.
다음에, 제 1 및 제 2 다이어프램(25, 26)(도2)이 되는 폴리실리콘 막(5) 위에 예를 들면 HTO 등의 제 3 절연막(6)이 CVD(Chemical Vapor Deposition)에 의해 디포지션된다.
다음에, 폴리실리콘 배선(7a)과 게이지 저항(7)(도1)이 제 3 절연막(6) 위의 소정의 위치에 형성된다. 폴리실리콘 배선(7a)과 게이지 저항(7)은 예를 들면 언도프드 폴리실리콘막에 B(보론) 등의 불순물이 주입되어 형성된다.
다음에, 폴리실리콘 배선(7a)을 덮도록 제 4 절연막(8)이 형성된다. 그후 제 5 절연막(9)이 형성된다. 그리고, 알루미늄 배선(12a)이 형성된다. 이것으로 제 1 주표면(1)측의 패턴형성이 완료된다.
다음에, 실리콘 기판(1)의 제 2 주표면에 연마 처리가 실행되어 200㎛ 정도로 박막화된다. 그후, 도3에 도시된 것과 같이, 실리콘 기판(1)의 제 2 주표면(1b)의 영역에 소정의 다이어프램 에칭 마스크(10)가 형성된다. 다이어프램 에칭 마스크(10)는, 사진제판의 중첩 오차, 실리콘 에칭시의 사이드 에칭량을 고려하여 형성된다. 즉 다이어프램 에칭 마스크(10)는, 실리콘 기판(1)이 에칭되어 폴리실리콘 희생막(3)에 관통공(41)이 도달했을 경우에, 온도 보상용 더미 게이지 저항 형성부(102)의 폴리실리콘 희생막(3)에 다이어프램 저면(10)이 맞닿지 않도록 형성된다.
또한, 다이어프램 에칭 마스크(10)는, 다이어프램 저면(10a)이 액티브 게이지 저항 형성부(101)의 폴리실리콘 희생막(3)에서 벗어나지 않도록 형성된다. 즉, 도7에 도시된 것과 같이, 예를 들면 사진제판의 중첩 오차 등이 발생했을 경우에는 온도 보상용 더미 게이지 저항 형성부(102)의 폴리실리콘 희생막(3)이 에칭된다. 이 경우에는, 온도 보상용 더미 게이지 저항 형성부(102)가 압력의 변화의 영향을 받기 때문에, 온도 보상이 정확하게 행해지지 않는다.
다음에, 도4에 도시된 것과 같이 실리콘 기판(1)에 다이어프램 에칭 마스크(10)를 개재하여 에칭이 실행된다. 도5에 도시된 것과 같이, 다이어프램 저면(10a)이 형성된 후, 에칭이 계속됨으로써, 실리콘 기판(1) 및 폴리실리콘 희생 막(3)이 사이드 에칭된다. 도6에 도시된 것과 같이, 에칭이 더 계속됨으로써, 실리콘 기판(1)에 형성된 관통공(41)이 크게 형성된다.
실리콘 기판(1)의 에칭은, 예를 들면 TMAH(Tetramethyl ammonium hydroxide) 등의 알칼리 에칭액으로 행해진다. 폴리실리콘 희생막(3)이 완전하게 제거될 때까지 행해진다. 제 2 절연막(4)이 에칭스톱퍼가 된다. 이에 따라, 제 2 절연막(4)의 부분의 표면이 노출되는 형태로 관통공(41)이 형성된다. 실리콘 에칭이 TMAH로 행해지고, 제 2 절연막(4)이 TEOS 등의 산화막으로 형성되었을 경우, 충분한 에칭 선택비가 얻어져 용이하게 제 1 다이어프램(25)이 형성된다.
마지막으로, HF(불화수소)처리로 제 2 절연막(4) 및 다이어프램 에칭 마스크(10)가 제거된다. 이에 따라, 제 1 다이어프램(25)이 형성되는 소정의 영역 내에 위치하는 제 1 절연막(2) 및 제 2 절연막(4)의 부분이 제거된다. 제 1 다이어프램(25)이 되는 폴리실리콘 막(5)을 관통공(41)에서 노출함으로써, 액티브 게이지 저항 형성부(101)의 제 1 다이어프램(25)이 형성된다.
다음에, 본 실시예의 작용 효과에 대해 설명한다.
본 실시예에 따르면, 제 1 다이어프램(25)이 압력변화를 받는 것에 의해 제 1 게이지 저항(7)의 저항값이 변화한다. 그러나, 온도에 의해서도 제 1 게이지 저항(7)의 저항값은 변화한다. 이 때문에, 제 1 다이어프램(25) 단체로는, 제 1 게이지 저항(7)의 압력변화만의 저항값의 변화를 측정하는 것은 어렵다. 한편, 제 2 다이어프램(26)은, 폴리실리콘 막(5)의 하부에 공간을 갖고 있지 않기 때문에 압력에 의한 변화를 받아도 제 2 게이지 저항(7)의 저항값은 거의 변화하지 않는다. 그 때 문에, 제 2 게이지 저항(7)은 온도에 의한 변화에 대하여 저항값이 변화한다.
여기에서 본 실시예에서는, 제 1 및 제 2 다이어프램(25, 26)이 서로 동일 또는 대칭의 구조를 갖고, 또한 제 1 및 제 2 게이지 저항(7)이 서로 동일 또는 대칭의 구조를 갖고 있다. 이 때문에, 제 1 다이어프램(25)의 온도변화에 의한 제 1 게이지 저항(7)의 저항값의 변화를 제 2 다이어프램(26)에서 측정할 수 있다.
이에 따라, 제 1 게이지 저항(7)이 측정한 압력 및 온도에 의한 저항값의 변화에서 제 2 게이지 저항(7)이 측정한 온도에 의한 저항값의 변화를 뺄 수 있다. 이에 따라 반도체 압력센서(100)는, 온도 보상을 고정밀도로 행할 수 있다. 따라서, 반도체 압력센서(100)는, 압력에 의한 변화를 정확하게 측정할 수 있다.
또한, 압력을 측정하기 위한 액티브 게이지 저항 형성부(101)는, 제 1 다이어프램(25) 및 제 1 게이지 저항(7) 이외에, 폴리실리콘 배선(7a)과 콘택부(11) 등을 갖고 있다. 또한, 온도 보상용의 온도 보상용 더미 게이지 저항 형성부(102)는, 제 2 다이어프램(26) 및 제 2 게이지 저항(7) 이외에, 폴리실리콘 배선(7a)과 콘택부(11) 등을 갖고 있다. 따라서, 액티브 게이지 저항 형성부(101)와 온도 보상용 더미 게이지 저항 형성부(102)를 서로 동일 또는 대칭의 구조로 하는 것에 의해, 제 1 및 제 2 다이어프램(25, 26)과 제 1 및 제 2 게이지 저항(7) 이외에, 폴리실리콘 배선(7a)과 콘택부(11) 등의 온도특성에 의한 영향도 보상할 수 있다. 또한, 패터닝이 용이해지므로 생산성을 향상시킬 수 있다.
액티브 게이지 저항 형성부(101)와 온도 보상용 더미 게이지 저항 형성부(102)가 브리지 결선됨으로써 반도체 압력센서(100)의 온도 의존성을 제거할 수 있다.
또한, 액티브 게이지 저항 형성부(101)의 제 1 다이어프램(25)과 온도 보상용 더미 게이지 저항 형성부(102)의 제 2 다이어프램(26)이 공통의 앵커부(21)를 갖고 있으므로 반도체 압력센서(100)의 소형화를 행할 수 있다.
이어서, 본 실시예의 작용 효과를 비교 와 대비하여 설명한다.
일반적인 반도체 압력센서에서는, 표면측의 게이지 저항과 이면측의 다이어프램 에칭 마스크의 중첩 오차가 10㎛ 정도 있다. 또한, 다이어프램 에칭시의 사이드 에칭량의 격차가 10㎛ 정도 있다. 상기한 오차나 격차 때문에, 일반적인 반도체 압력센서에서는 소형화하는 것이 곤란하다. 또한, 일반적인 반도체 압력센서에서는, 다이어프램 두께의 제어는 에칭 시간의 제어로 행해지기 때문에, 작업 효율이 나쁘고, 또한 정밀도도 충분하지 않다. 더구나, 연마후의 웨이퍼 두께의 격차나 웨이퍼 면 내의 에칭량의 격차 때문에 다이어프램의 두께를 얇게 하는 것이 곤란하다.
한편, 본 실시예에 따르면, 폴리실리콘 희생막(3)이 에칭됨으로써, 앵커부(21)에 의해 기판(1)과 접하는 제 1 및 제 2 다이어프램(25, 26)이 형성된다. 그 때문에, 제 1 및 제 2 다이어프램(25, 26)의 면적은, 제 1 및 제 2 다이어프램(25, 26)의 외주부에 형성되는 앵커부(21)에 의해 결정된다.
또한, 제 1 및 제 2 다이어프램(25, 26)의 두께는, 폴리실리콘 희생막(3)이 에칭된 후의 앵커부(21)의 실리콘 기판(1)에서의 높이와 폴리실리콘 막(5)의 막두께로 결정된다. 또한, 앵커부(21)와 게이지 저항(7)이 형성되는 위치는, 제 1 주표 면(1a)측의 사진제판의 정밀도로 결정된다.
요컨대, 실리콘 기판(1)의 제 1 주표면(1a)측의 폴리실리콘 희생막(3) 및 폴리실리콘 막(5)의 성막의 정밀도, 사진제판을 포함하는 가공 정밀도 및 게이지 저항(7)과 앵커부(21)의 중첩 정밀도 등으로 제 1 및 제 2 다이어프램(25, 26)의 면적, 두께 및 위치를 제어할 수 있다. 그 결과, 제 1 및 제 2 다이어프램(25, 26)은 앵커부(21)에 의해 실리콘 기판(1)과 정확하게 지지될 수 있다. 이 때문에, 고정밀도로 소형의 반도체 압력센서를 얻을 수 있다.
(실시예 2)
본 발명의 실시예 2는, 실시예 1과 비교하여, 실리콘 기판(1)의 에칭이 주로 다르다.
도9를 참조하여, 다이어프램 에칭 마스크(10)가 실시예 1과 비교하여, 평면도에 있어서 게이지 저항(7)의 길이방향을 따라 가늘고 긴 형상을 갖고 있다. 또한, 평면도에서 다이어프램 저면(10a)이 평행사변형의 형상을 갖고 있다.
도10을 참조하여, 실리콘 기판(1)에 형성된 관통공(41)은, 제 2 주표면(1b)에서 제 1 주표면(1a)의 중간 부분까지, 제 2 주표면(1b)에서 제 1 주표면(1a)을 향하여 거의 수직으로 형성되어 있다. 제 2 주표면(1b)에서 제 1 주표면(1a)의 중간부분으로부터 제 1 주표면(1a)을 향해, 관통공(41)은 폭이 넓어지도록 형성되어 있다.
도11을 참조하여, 제 2 주표면(1b)의 결정방위가 (110)면인 실리콘 기판(1) 이 사용된다. 그후, 실시예 1과 동일한 제조방법에 의해, 제 1 주표면(1a)측의 패턴 형성이 완료한다. 이어서, 제 2 주표면(1b)에 <111> 방향으로 에칭하도록 다이어프램 에칭 마스크(10)가 형성된다. 도12를 참조하여, 실리콘 기판(1)의 관통공(41)의 벽면은 수직가공된다. 이 결과, 다이어프램 저면(10a)이 형성된다. 도13을 참조하여, 그후 에칭이 계속됨으로써, 실리콘 기판(1) 및 폴리실리콘 희생막(3)이 사이드 에칭된다.
이때, 본 실시예의 이 이외의 구성 및 제조방법은 전술한 실시예 1과 동일하기 때문에, 동일한 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.
이상에 의해, 본 실시예 2에 따르면, 실시예 1과 동일한 작용 효과를 갖는다.
또한, 실리콘 기판(1)의 제 2 주표면(1b)의 (110)면을 <111> 방향으로 에칭함으로써. 실리콘 기판(1)의 벽면의 일부를 수직가공할 수 있다. 이에 따라, 온도 보상용 더미 게이지 저항 형성부(102)까지 액티브 게이지 저항 형성부(101)의 실리콘 기판(1)의 에칭이 미치는 것이 억제된다. 따라서, 보다 정밀도가 좋게 액티브 게이지 저항 형성부(101)의 제 1 다이어프램(25)과 온도 보상용 더미 게이지 저항 형성부(102)의 제 2 다이어프램(26)을 형성할 수 있다.
(실시예 3)
본 발명의 실시예 3은, 실시예 1과 비교하여, 게이지 저항(7)과 폴리실리콘 배선(7a)이 주로 다르다.
도14를 참조하여, 더미 폴리실리콘(더미 패턴)(7b)이 게이지 저항(7)의 길이방향과 교차하는 방향을 따라 복수 형성되어 있다. 더미 폴리실리콘(7b)은, 평면도에 있어서 게이지 저항(7)의 폭 및 간격과 동일한 폭과 간격으로 배열되어 있다.
도15를 참조하여, 폴리실리콘 배선(7a)과 동일한 폴리실리콘 막으로 이루어진 더미 폴리실리콘(7b)이 제 3 절연막(6) 위에 형성되어 있다. 또한, 게이지 저항(7)이 더미 폴리실리콘(7b)의 인접 부분에 형성되어 있다.
도15에 도시된 것과 같이, 더미 폴리실리콘(7b)이 제 3 절연막(6) 위에 형성된다. 더미 폴리실리콘(7b)은, 예를 들면 언도프드 폴리실리콘막에 B 등의 불순물이 주입되어 형성된다.
이때, 본 실시예의 이 이외의 구성 및 제조방법은 전술한 실시예 1과 동일하기 때문에, 동일한 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.
이상에 의해, 본 실시예 3에 따르면, 실시예 1과 동일한 작용 효과를 갖는다.
또한, 제 1 및 제 2 게이지 저항(7)의 단면적을 작게 함으로써, 제 1 및 제 2 게이지 저항(7)의 피에조 저항계수를 크게 할 수 있다. 그러나, 제 1 및 제 2 게이지 저항(7)의 폭을 작게 하면 사진제판의 레지스트 폭의 격차와 에칭시의 격차의 영향이 커진다. 제 1 및 제 2 게이지 저항(7)의 폭 및 간격과 동일한 폭과 간격으로 배열된 더미 폴리실리콘(7b)을 복수 형성함으로써, 패터닝의 정밀도가 향상된다. 이에 따라, 상기한 격차를 작게 할 수 있다.
따라서, 제 1 및 제 2 게이지 저항(7)의 폭 및 단면적을 작게 함으로써, 제 1 및 제 2 게이지 저항(7)의 피에조 저항계수를 크게 할 수 있다. 따라서, 보다 고감도의 반도체 압력센서를 얻을 수 있다.
또한, 상기한 격차를 작게 함으로써, 보다 정밀도가 좋게 제 1 게이지 저항(7)과 제 2 게이지 저항(7)을 형성할 수 있다.
본 발명은, 온도 보상이 가능한 반도체 압력센서 및 그 제조방법에 특히 유리하게 적용될 수 있다.
본 발명을 상세하게 설명하고 나타내었지만, 이것은 단지 예시로서, 본 발명을 한정하는 것으로 취해져서는 안되며, 발명의 범위는 첨부의 청구범위에 의해 해석되는 것이 명확하게 이해될 것이다.
도1은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 반도체 압력센서의 개략 평면도이다.
도2는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 반도체 압력센서의 도 1의 II-II선에 따른 개략 단면도이다.
도3～도6은 실시예 1에 있어서의 반도체 압력센서의 제조방법을 공정순으로 나타낸 개략 단면도이다.
도7은 반도체 압력센서의 제조방법에 있어서 에칭 마스크가 정확하게 형성되지 않은 상태를 나타낸 개략 단면도이다.
도8은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 반도체 압력센서의 변형예를 나타낸 개략 평면도이다.
도9는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 반도체 압력센서의 개략 평면도이다.
도10은 본 발명의 실시예 2에 있어서의 반도체 압력센서의 개략 단면도이다.
도11～도13은 본 발명의 실시예 2에 있어서의 반도체 압력센서의 제조방법을 공정순으로 나타낸 개략 단면도이다.
도14는 본 발명의 실시예 3에 있어서의 반도체 압력센서의 개략 평면도이다.
도15는 본 발명의 실시예 3에 있어서의 반도체 압력센서의 도14의 XV-XV선에 따른 개략 단면도이다.
Claims (6)
- 기판과,상기 기판 위에 형성된 제 1 다이어프램 및 상기 제 1 다이어프램의 상부면에 형성되어 제 1 다이어프램의 변형을 전기저항의 변화로서 검지하는 제 1 게이지 저항을 갖는 액티브 게이지 저항 형성부와,상기 기판 위에 형성된 제 2 다이어프램 및 상기 제 2 다이어프램의 상부면에 형성되어 제 2 다이어프램의 변형을 전기저항의 변화로서 검지하는 제 2 게이지 저항을 갖는 온도 보상용 더미 게이지 저항 형성부를 구비하고,상기 액티브 게이지 저항 형성부의 상기 제 1 다이어프램 및 상기 온도 보상용 더미 게이지 저항 형성부의 상기 제 2 다이어프램이 공통의 소정의 막으로 형성되고,상기 소정의 막은 상기 기판에 접속하기 위해 상기 기판측으로 연장되는 앵커부를 갖고 있고,상기 제 1 및 제 2 다이어프램이 서로 동일 또는 대칭의 구조를 갖고, 또한 상기 제 1 및 제 2 게이지 저항이 서로 동일 또는 대칭의 구조를 갖고 있는, 반도체 압력센서.
- 제 1항에 있어서,상기 기판은 실리콘 기판으로 이루어지고, 상기 실리콘 기판이 상기 제 1 및 제 2 다이어프램이 형성되는 측의 제 1 주표면과 상기 제 1 주표면에 대향하는 제 2 주표면을 갖고, 상기 실리콘 기판의 상기 제 2 주표면의 결정방위는 (110)면인, 반도 체 압력센서.
- 제 1항에 있어서,상기 액티브 게이지 저항 형성부 및 상기 온도 보상용 더미 게이지 저항 형성부에 설치된 상기 제 1 및 제 2 게이지 저항과 동일한 폭을 갖는 더미 패턴을 더 구비한, 반도체 압력센서.
- 서로 대향하는 제 1 주표면 및 제 2 주표면을 갖는 기판의 상기 제 1 주표면 위에, 상기 기판과는 에칭 특성이 다른 절연막을 형성하는 공정과,상기 절연막에 있어서 소정의 영역을 원주 방향에서 둘러싸도록, 상기 절연막에 상기 기판의 상기 제 1 주표면을 노출시키는 개구부를 형성하는 공정과,상기 개구부를 충전하도록, 상기 절연막 위에 액티브 게이지 저항 형성부와 온도 보상용 더미 게이지 저항 형성부의 양쪽의 다이어프램이 되는 소정의 막을 형성하는 공정과,상기 기판의 상기 제 2 주표면의 영역에 소정의 에칭 마스크를 형성하는 공정과,상기 에칭 마스크를 개재하여 상기 기판에 에칭을 실시함으로써, 상기 소정의 영역 내에 위치하는 상기 절연막의 부분의 표면을 노출하는 형태로 관통공을 형성하는 공정과,상기 소정의 영역 내에 위치하는 상기 절연막의 부분을 제거하여 상기 다이어프램이 되는 소정의 막을 상기 관통공에서 노출시킴으로써, 상기 액티브 게이지 저항 형성부의 상기 다이어프램을 형성하는 공정을 구비한, 반도체 압력센서의 제조방법.
- 제 4항에 있어서,상기 기판은 실리콘 기판으로 이루오지고, 상기 실리콘 기판의 상기 제 2 주표면의 결정방위는 (110)면이며,상기 제 2 주표면에서 상기 관통공을 형성하는 공정은, 상기 관통공의 측벽의 일부가 수직으로 가공되는 공정을 갖는, 반도체 압력센서의 제조방법.
- 제 4항에 있어서,상기 액티브 게이지 저항 형성부 및 상기 온도 보상용 더미 게이지 저항 형성부에, 게이지 저항과, 상기 게이지 저항과 동일한 폭을 갖는 더미 패턴을 형성하는 공정을 더 구비한, 반도체 압력센서의 제조방법.
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| JP6158846B2 (ja) * | 2015-02-17 | 2017-07-05 | トヨタ自動車株式会社 | 圧力センサ |
| JP6685766B2 (ja) * | 2016-02-25 | 2020-04-22 | セイコーインスツル株式会社 | 圧力変化測定装置、高度測定装置、及び圧力変化測定方法 |
| CN108267262B (zh) * | 2016-12-30 | 2024-04-09 | 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 | 一种温度自补偿半导体压阻应变计 |
| CN114414123B (zh) * | 2022-01-24 | 2023-08-25 | 上海交通大学 | 一种异形金属基底上的应变传感器芯片及其原位制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10267776A (ja) | 1997-03-27 | 1998-10-09 | Denso Corp | 半導体式応力検出装置及びその製造方法 |
| JP2004257864A (ja) * | 2003-02-26 | 2004-09-16 | Denso Corp | 圧力検出装置 |
| JP2006047193A (ja) * | 2004-08-06 | 2006-02-16 | Denso Corp | 圧力センサ |
| JP3941193B2 (ja) * | 1997-11-21 | 2007-07-04 | 株式会社デンソー | 圧力センサ装置 |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6030554U (ja) * | 1983-08-04 | 1985-03-01 | 三洋電機株式会社 | 半導体圧力センサ |
| JPS60259922A (ja) | 1984-06-05 | 1985-12-23 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 歪センサ |
| JPS6218072A (ja) | 1985-07-16 | 1987-01-27 | Nippon Denso Co Ltd | 半導体歪検出器 |
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| JPS63178353A (ja) | 1987-01-20 | 1988-07-22 | Fujitsu Ltd | 多重仮想空間方式 |
| EP0276450A1 (de) | 1987-01-23 | 1988-08-03 | Xmit Ag | Datenschutzschaltung zur Sperrung der Uebertragung von Signalen über einen Bus |
| JPH0447244A (ja) | 1990-06-14 | 1992-02-17 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体圧力センサ |
| JP3567094B2 (ja) * | 1999-02-09 | 2004-09-15 | 株式会社日立製作所 | 回路内蔵型センサおよびそれを用いた圧力検出装置 |
| US6892582B1 (en) * | 1999-08-20 | 2005-05-17 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor pressure sensor and pressure sensing device |
| US6422088B1 (en) * | 1999-09-24 | 2002-07-23 | Denso Corporation | Sensor failure or abnormality detecting system incorporated in a physical or dynamic quantity detecting apparatus |
| KR100379471B1 (ko) * | 2000-07-19 | 2003-04-10 | 엘지전자 주식회사 | 절대습도센서 및 이를 이용한 온/습도 검출 회로 |
| JP3538188B2 (ja) * | 2002-04-02 | 2004-06-14 | 三菱電機株式会社 | 感熱式流量検出素子およびその製造方法 |
| JP2003332586A (ja) * | 2002-05-13 | 2003-11-21 | Hitachi Unisia Automotive Ltd | 外力センサ及びその製造方法 |
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| JP4660426B2 (ja) * | 2006-05-31 | 2011-03-30 | 三洋電機株式会社 | センサ装置およびダイアフラム構造体 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10267776A (ja) | 1997-03-27 | 1998-10-09 | Denso Corp | 半導体式応力検出装置及びその製造方法 |
| JP3941193B2 (ja) * | 1997-11-21 | 2007-07-04 | 株式会社デンソー | 圧力センサ装置 |
| JP2004257864A (ja) * | 2003-02-26 | 2004-09-16 | Denso Corp | 圧力検出装置 |
| JP2006047193A (ja) * | 2004-08-06 | 2006-02-16 | Denso Corp | 圧力センサ |
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