KR20210018041A

KR20210018041A - 압력 센서

Info

Publication number: KR20210018041A
Application number: KR1020200083322A
Authority: KR
Inventors: 다쿠야 이시하라; 마사루 소에다; 마사시 세키네
Original assignee: 아즈빌주식회사
Priority date: 2019-08-08
Filing date: 2020-07-07
Publication date: 2021-02-17
Also published as: JP2021025957A; CN112345149A; KR102376829B1

Abstract

본 발명은 압력 센서의 다이어프램에의 퇴적물에 의한 영향을 보다 저감하는 것을 목적으로 한다.
다이어프램(102)의 가동 영역(102a)에 형성된 가동 전극(104)과, 가동 전극(104)과 마주보고 형성된 고정 전극(105)을 구비한다. 다이어프램(102)의 수압면(受壓面)은, 기체의 분자가 흡착되기 어려운 재료로 구성되어 있다. 다이어프램(102) 전체가, 기체의 분자가 흡착되기 어려운 재료로 구성되어 있어도 좋고, 다이어프램(102)의 수압면의 표면이, 기체의 분자가 흡착되기 어려운 재료로 구성되어 있어도 좋다. 다이어프램(102)을 구성하는 재료는, 질화물, 붕화물, 탄화물 중 적어도 하나이다.

Description

압력 센서{PRESSURE SENSOR}

본 발명은 압력 센서에 관한 것이다.

예컨대, 압력을 받은 다이어프램의 휘어짐량, 즉 변위로부터 압력값을 출력하는 압력 센서는, 반도체 설비를 비롯하여, 공업 용도로 널리 사용되고 있다. 반도체 장치의 제조에 있어서는, 기상 성장에 의한 여러 가지 성막(成膜) 장치나, 드라이 에칭 장치가 이용되고 있다. 이러한 제조 장치에서는, ㎚ 단위의 두께의 박막을 형성하기 위해서, 처리실 내의 압력이나 프로세스 가스의 분압 등을 정확히 제어하고 있어, 압력을 정확히 계측하는 것이 중요해진다. 이러한 압력의 계측을 위해서, 압력 센서가 이용되고 있다.

이러한 종류의 압력 센서에서는, 프로세스 가스 등의 장치에 이용되고 있는 가스에 대한 내부식성과 함께, 성막 등의 프로세스 중에서 발생하는 부생성물에 대해서도 내성이 요구된다. 또한, 성막 프로세스에서는, 성막실 내벽, 배관 내벽, 진공 펌프 내부, 및 압력 센서의 수압부(受壓部)인 다이어프램 등, 프로세스 가스가 도달하는 개소에는 퇴적이 발생하여, 여러 가지 문제를 일으킨다.

예컨대, 종래 일반적으로 이용되고 있는 화학적 기상 성장법(CVD)에 비교하여, 단차 피복성이나 막질에 있어서 우수하다고 하여 최근 개발되어, 게이트 절연막 등의 형성에 이용되고 있는 원자층 퇴적법(ALD)이 있다. 이 ALD는, 특성상, 원료 가스가 통과하는 여러 개소에, 원료 가스가 부착되기 쉬워, 전술한 쓸데없는 퇴적이 발생하기 쉽다. 압력 센서의 다이어프램에 이러한 쓸데없는 퇴적이 발생하면, 잘 알려져 있는 바와 같이, 영점 시프트나 압력 감도의 변화 등을 초래하여, 정확한 측정이 저해되어, 처리의 결과에 큰 영향을 준다.

전술한 다이어프램에의 쓸데없는 퇴적을 방지하기 위해서, 예컨대, 성막 동작 시 등에 있어서, 각 부분을 예컨대 200℃ 정도로 가열하고 있다. 또한, 배플 등에 의해 프로세스 가스가 다이어프램에 이르기까지의 경로를 복잡하게 하여, 쓸데없는 퇴적을 도중에서 파악함으로써, 다이어프램에의 쓸데없는 퇴적을 방지하는 기술이 제안되어 있다(특허문헌 1∼3 참조). 또한, 다이어프램에 프로세스 가스가 도달하는 개소를, 퇴적의 영향이 큰 다이어프램 중심을 피하여, 다이어프램의 주변부로 하는 기술도 제안되어 있다(특허문헌 1, 2, 4, 5 참조).

또한, ALD에 대응시키기 위해서, 다이어프램의 강성을 조정하여, 다이어프램의 휘어짐 자체를 억제하도록 한 다이어프램 구조도 제안되어 있다(특허문헌 6 참조). 또한, 다이어프램 표면을, 격자형의 그물코 등의 구조화된 표면으로 하여, 다이어프램에 퇴적한 측정 매체의 재료의 응력에 의한 굽힘 모멘트가 대폭 저감되는 기술도 제안되어 있다(특허문헌 7 참조).

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2011-149946호 공보 [특허문헌 2] 일본 특허 공표 제2016-526153호 공보 [특허문헌 3] 일본 특허 공개 제2015-034786호 공보 [특허문헌 4] 일본 특허 공개 제2014-126504호 공보 [특허문헌 5] 일본 특허 공개 제2014-109484호 공보 [특허문헌 6] 일본 특허 공개 제2010-236949호 공보 [특허문헌 7] 일본 특허 공표 제2009-524024호 공보

그러나, 오늘날에는, 막 두께나 품질의 균일화가 보다 진행되어, 고정밀도의 프로세스가 요구되고 있다. 이러한 배경에 있어서, 전술한 관련된 기술에서는, 다이어프램에의 미량의 퇴적은 발생하고, 또한, 퇴적에 의한 퇴적물의 막에 의한 다이어프램에의 응력(막 응력)이 완전히는 해소되지 않으며, 이들에 의한 압력 측정 정밀도의 저하는 무시할 수 없다.

본 발명은 이상과 같은 문제점을 해소하기 위해서 이루어진 것으로, 압력 센서의 다이어프램에의 퇴적물에 의한 영향을 보다 저감하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 압력 센서는, 변위 가능하게 되어 측정 대상의 기체의 압력을 수압면(受壓面)으로 받는 다이어프램과, 다이어프램의 변위를 측정하는 측정부를 구비하고, 다이어프램의 수압면의 일부 또는 전체는, 기체의 분자가 화학 흡착되기 어려운 재료로 구성되어 있다.

상기 압력 센서의 일 구성예에 있어서, 재료는, 기체에 대한 내식성 및 내열성을 갖는다.

상기 압력 센서의 일 구성예에 있어서, 재료는, 탄성 변형한다.

상기 압력 센서의 일 구성예에 있어서, 재료의 열팽창 계수와 다이어프램의 기재(基材)의 열팽창 계수의 차는, 설정된 범위 내로 되어 있다.

상기 압력 센서의 일 구성예에 있어서, 기재의 주재료는, 사파이어, 다결정 알루미나, 혹은 니켈 합금이다.

상기 압력 센서의 일 구성예에 있어서, 재료는, 질화물, 붕화물, 탄화물 중 적어도 하나이다.

상기 압력 센서의 일 구성예에 있어서, 측정부는, 다이어프램의 가동 영역에 형성된 가동 전극과, 가동 전극과 마주보고 형성된 고정 전극을 갖는다.

상기 압력 센서의 일 구성예에 있어서, 측정부는, 다이어프램의 변형을 계측한다.

상기 압력 센서의 일 구성예에 있어서, 측정부는, 다이어프램에 형성된 피에조 저항 영역을 구비한다.

이상 설명한 것에 의해, 본 발명에 의하면, 압력 센서의 다이어프램에의 퇴적물에 의한 영향을 보다 저감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 압력 센서의 구성을 도시한 단면도.
도 2는 고체 표면으로부터의 거리에 의한 흡착의 퍼텐셜 에너지의 변화를 도시한 특성도.
도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 다른 압력 센서의 일부 구성을 도시한 평면도.
도 4는 본 발명의 실시형태에 따른 다른 압력 센서의 구성을 도시한 평면도.
도 5는 본 발명의 실시형태에 따른 다른 압력 센서의 일부 구성을 도시한 단면도.

이하, 본 발명의 실시형태에 따른 압력 센서에 대해 도 1을 참조하여 설명한다. 이 압력 센서는, 변위 가능하게 되어 측정 대상의 기체의 압력을 수압면으로 받는 다이어프램(102)과, 다이어프램의 변위를 측정하도록 구성된 측정부를 구비한다. 이 압력 센서의 측정부는, 다이어프램(102)의 가동 영역(102a)에 형성된 가동 전극(104)과, 가동 전극(104)과 마주보고 형성된 고정 전극(105)을 구비한다. 이 압력 센서는, 이른바 정전 용량식의 압력 센서이다.

다이어프램(102)은, 절연체를 포함하는 베이스(101) 위에 지지부(101a)에 의해 지지되어 가동 영역(102a)에서 베이스(101)와 이격되어 배치되어 있다. 다이어프램(102)은, 가동 영역(102a)의 외측의 접합 영역(102b)에서, 지지부(101a)의 상면에 접합되어 있다. 또한, 다이어프램(102)은, 가동 영역(102a)에서 베이스(101)의 방향으로 변위 가능하게 되어, 측정 대상으로부터의 압력을 받는다.

가동 영역(102a)에서의 다이어프램(102)과 베이스(101) 사이에는, 기밀실(103)이 형성되고, 기밀실(103)의 내부에, 가동 전극(104) 및 고정 전극(105)이 배치되어 있다. 잘 알려져 있는 바와 같이, 정전 용량식의 압력 센서는, 가동 전극(104)과 고정 전극(105) 사이에 형성되는 용량의 변화에 의해, 다이어프램(102)의 수압 영역에서 받은 압력을 측정한다. 가동 전극(104)과 고정 전극(105) 사이에 형성되는 용량의 변화는, 측정기(111)에 있어서, 설정되어 있는 센서 감도를 이용하여 압력값으로 변환되어 출력된다.

이 압력 센서에 있어서, 다이어프램(102)의 수압면은, 기체의 분자가 흡착되기 어려운 재료로 구성되어 있다. 다이어프램(102) 전체가, 기체의 분자가 흡착되기 어려운 재료로 구성되어 있어도 좋고, 다이어프램(102)의 수압면의 표면이, 기체의 분자가 흡착되기 어려운 재료로 구성되어 있어도 좋다. 또한, 다이어프램(102)의 표면의 일부라도 기체의 분자가 흡착되기 어려운 재료로 구성되어 있어도 퇴적막을 분단함으로써 일정한 효과를 얻을 수 있다. 다이어프램(102) 전체, 혹은 수압면의 일부 혹은 전체를 구성하는 기체의 분자가 흡착되기 어려운 재료는, 질화물, 붕화물, 탄화물 중 적어도 하나이다. 이들 재료이면, 기계적 안정성, 내열성, 내부식성, 탄성 등의 관점에서, 다이어프램(102)의 재료로서 적합하다. 또한, 베이스(101)는, 예컨대, 사파이어나 알루미나 세라믹으로 구성되어 있다.

전술한 실시형태에 따른 압력 센서에 의하면, 다이어프램(102)의 수압면이, 기체의 분자가 흡착되기 어려운 재료로 구성되어 있기 때문에, 압력의 측정 대상이 되는 프로세스 가스가 흡착되기 어려운 상태가 된다. 이 결과, 다이어프램(102)의 수압면에서의 프로세스 가스의 화학 반응을 억제할 수 있고, 퇴적물의 퇴적을 억제할 수 있게 된다. 또한, 분자가 흡착되기 어렵기 때문에, 퇴적물이 퇴적해도, 퇴적물의 막과 다이어프램(102) 사이의 밀착력이 저감되어, 계면에서 박리나 미끄러짐이 발생하게 된다. 따라서 다이어프램(102)에의 외관상의 응력(막 응력)이 약해져, 압력 측정 정밀도의 저하를 억제할 수 있게 된다.

이하, 보다 상세히 설명한다. 먼저, 발명자들의 예의 검토 결과, 종래의 구성에서는, 퇴적물을 발생시키는 분자가 다이어프램에 도달하면, 다이어프램에 대한 분자의 흡착, 및 이것에 의한 퇴적물의 퇴적을 방지할 수 없는 것을 밝혀내었다. 퇴적물의 퇴적에는, 물리 흡착에 의한 것과 화학 흡착에 의한 것의 2종류가 있는 것으로 생각된다.

물리 흡착은, 다이어프램 및 그 주변을 가열함으로써, 억제하는 것이 가능하다. 즉, 예컨대 흡착 물질의 비점이나 승화점보다 높은 온도로 유지하면 일반적으로는 기화되어 용이하게 이탈한다. 한편, 화학 흡착은, 과열로 방지할 수 있는 것이라고는 할 수 없고, 가열에 의해, 다이어프램의 표면과 분자와의 화학 반응이 진행되어 보다 강고한 막이 형성되는 경우도 있다. 이에 대해, 화학 반응은, 다이어프램 표면의 분자와, 측정 대상의 기체 분자의 조합에 의존하는 것에 주목하여, 다이어프램 표면의 분자를, 기체 분자와의 화학 반응이 발생하기 어려운(반응 확률이 낮은) 것으로 하면, 측정 대상의 기체 분자가 다이어프램에 도달해도, 퇴적을 방지할 수 있을 것으로 생각하였다. 또한, 측정 대상의 기체 분자가, 다이어프램의 표면에 흡착되기 어려우면(흡착력이 약하면), 퇴적물이 퇴적해도, 다이어프램에의 막 응력을 약하게 할 수 있을 것으로 생각하였다.

일반적으로, 분자가 고체 표면에 흡착될 때에 작용하는 힘(흡착력)은, 광의로는 분자를 구성하는 소립자 간에 작용하는 전기적인 힘이지만, 물리적인 흡착과 화학적인 흡착의 2종류로 크게 구별된다. 물리적인 흡착의 힘은, 반데르발스 힘, 전기 쌍극자, 전기 사중 쌍극자 등의 정전기적인 상호 작용이다. 또한, 화학적인 흡착의 힘은, 분자의 등극 결합이나 이온 결합과 같이, 전자를 공유 혹은 교환하는 것에 의한 것이다. 물리적인 힘은, 화학 흡착에 있어서도, 화학적인 힘과 공존하지만, 일반적으로는 화학적인 힘에 비해 매우 작다고 하는 특징이 있다.

흡착의 과정을 열역학적으로 생각하면, 흡착에 의한 자유 에너지의 변화 ΔG와, 엔탈피의 변화 ΔH, 및 엔트로피의 변화 ΔS는, T를 절대 온도로 하여 「ΔG=ΔH-TΔS」의 관계에 있다.

ΔG는, 그 계의 반응이 발생하는 척도이며, ΔG<0이면, 반응은 자발적으로 진행되는 것을 나타내고, 온도 T에 있어서 기체와 고체를 접촉시켰을 때에 흡착이 발생하는 상태는, ΔG<0이 된다. 고체 표면에 흡착된 분자는, 공간을 3차원적으로 돌아다니고 있던 상태에 비해, 불규칙성이 감소하기 때문에, 엔탈피도 감소한다. 따라서, 고체 표면에 흡착된 분자에 있어서는, ΔH는 항상 음이 되고, 흡착 반응은 반드시 발열 반응이다.

고체 표면으로부터의 거리에 의한 흡착의 퍼텐셜 에너지의 변화를, 도 2에 도시한다. E_d는, 화학 흡착으로부터 이탈하기 위한 활성화 에너지, E_a는, 화학 흡착하기 위해서 필요한 활성화 에너지, H_c는, 화학 흡착의 흡착열, H_p는, 물리 흡착의 흡착열이다. 흡착의 용이함, 즉, 흡착의 강도는, 도 2에 도시된 에너지 곡선의 골의 깊이에 대응하고, 재료의 흡착의 용이함의 지표가 된다. 이러한 에너지 곡선을 보다 정확히 계산하기 위해서는, 양자 화학에 기초한 제1 원리 계산이 필요하다.

또한, 보다 간단하게는, 분자와 기판 재료의 화학 반응의 엔탈피를 계산하면, 이 값이, 흡착열, 즉, 에너지 곡선의 골의 깊이에 상당하기 때문에, 이 값도 지표의 하나로서 이용할 수 있다. 구체적으로는, 흡착되는 분자를 A, 기판의 재료를 B, 흡착 후에 기판에 남는 화학종을 C, 기체로서 방출되는 부생성물을 D라고 하면, 「A+B→C+D↑+ΔH」에 의해 상기 엔탈피가 주어져, 열역학적인 계산이 가능하다.

이하, 다이어프램에 적용 가능한 재료에 대해, 보다 상세히 설명한다. 먼저, 다이어프램에는, 측정 대상의 프로세스 가스에 대한 내부식성을 갖고, 또한, 측정 환경에서의 열에 견딜 수 있는 것이 요구된다. 한편, 다이어프램은, 압력 센서의 제조 과정에 있어서도, 내열성, 내부식성이 요구된다.

다음으로, 다이어프램에는, 소성 변형하지 않는 것이 요구되고, 바람직하게는, 탄성체인 것이 요구된다. 또한, 다이어프램의 일부(예컨대 표면)를, 기체의 분자가 흡착되기 어려운 재료로 구성하는 경우, 다이어프램의 기재와 열팽창 계수가 가까운 것이 요구된다(가열·냉각 시의 박리나 온도 특성의 악화를 방지하기 위해서).

전술한 특성을 갖는 재료로서, 질화물, 붕화물, 탄화물, 및 이들의 복합 재료를 들 수 있다.

이하, 열역학적인 계산에 의해 얻어진 흡착 엔트로피에 대해 이하의 표 1∼표 5에 나타낸다. 흡착되는 분자는, SiH₄, O₃로 하였다. 또한, 다이어프램 재료는, Al₂O₃(표 1), SiC(표 2), B₄C(표 3), WC(표 4), Si₃N₄(표 5)로 하였다. 또한, 퇴적하는 퇴적물은, SiO₂, 혹은 다이어프램 재료와의 복합 산화물로 하였다.

표 1∼표 5에 나타낸 계산 결과로부터, SiH₄의 산화 흡착에 의한 반응 엔탈피(150℃)는, Al₂O₃[-1601.74 kJ/㏖]<WC[-1576.47 kJ/㏖]<B₄C[-1554.41 kJ/㏖]<SiC[-1554.15 kJ/㏖]<Si₃N₄[-1028.23 kJ/㏖]였다. 이들의 대소 관계로부터, SiH₄를 산화하여 산화물을 퇴적하는 프로세스에 있어서는, Al₂O₃의 표면보다는, SiC, B₄C, WC, Si₃N₄의 표면 쪽이, 화학 흡착되기 어려운 것을 알 수 있다. 한편, SiC, B₄C, WC, Si₃N₄ 중에서는, Si₃N₄와의 결합이 가장 약하여, 이탈하기 쉽다고 할 수 있다.

압력 센서가 이용되는 프로세스 및 다이어프램 재료에 대해, 전술한 바와 같은 계산을 실시하면, 어떠한 재료가 다이어프램에의 화학 흡착에 대한 억제에 유리한지의 여부가 판별 가능하다. 또한, 전술한 바와 같이, 양자 화학에 기초한 제1 원리 계산에 의하면, 활성화 에너지, 물리 흡착의 정도도 포함한 보다 정확한 흡착에 관한 상태를 파악하는 것이 가능하다.

그런데, 압력 센서는, 다이어프램(102)의 가동 영역에 형성된 가동 전극(104)과, 이것과 마주보는 고정 전극(105)에 의한 전극쌍에, 비가동 영역에 배치한 제1 참조 전극(104a)과, 이것과 마주보는 제2 참조 전극(105a)에 의한 전극쌍을 설치하는 구성으로 할 수도 있다(도 3 참조). 가동 전극(104), 고정 전극(105)은, 평면에서 보아 다이어프램(102)의 중심 부근 등에 배치되어 있다. 또한, 제1 참조 전극(104a)은, 가동 전극(104) 주위에 배치되고, 평면에서 보아 원환형으로 되어 있다. 제2 참조 전극(105a)은, 고정 전극(105) 주위에 배치되고, 평면에서 보아 원환형으로 되어 있다. 제1 참조 전극(104a)과 제2 참조 전극(105a)과의 간격은, 다이어프램(102)이 압력을 받아 변위해도 크게 변화하지 않는다.

이 경우, 다이어프램(102)이 압력을 받았을 때에 크게 변화하는, 가동 전극(104)과 고정 전극(105) 사이의 정전 용량을 감압(感壓) 용량 C_x로 하고, 다이어프램(102)이 압력을 받아도 크게 변화하지 않는 제1 참조 전극(104a)과 제2 참조 전극(105a) 사이의 정전 용량을 참조 용량 C_r로 하며, 이들의 차분 C_x-C_r 혹은 (C_x-C_r)/C_x를, 센서 출력으로서 계측한다. 또한, 계측 회로의 구성에 따라서는, 제1 참조 전극(104a) 혹은 제2 참조 전극(105a) 중 어느 한쪽을 설치하면, 정전 용량으로서는 분리하기 때문에 전술한 출력을 얻을 수 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 다른 압력 센서에 대해, 도 4, 도 5를 참조하여 설명한다. 한편, 도 5는 도 4의 xx'선에 있어서의 단면을 도시하고 있다. 이 압력 센서는, 반도체층(151)에 형성된 다이어프램(159)과, 다이어프램(159)의 변위를 측정하는 피에조 소자(측정부)(150)를 구비한다. 피에조 소자(150)에 의해, 다이어프램(159)의 변형을 계측함으로써, 다이어프램(159)의 변위를 측정한다. 또한, 다이어프램(159)의 수압면이, 기체의 분자가 흡착되기 어려운 재료로 구성되어 있다. 다이어프램(159)의 수압면의 표면이, 기체의 분자가 흡착되기 어려운 재료로 구성되어 있다.

다이어프램(159)은, 주위의 반도체층(151)보다 얇게 형성되고, 또한, 평면에서 보아 직사각형으로 되며, 이 표면(수압면)에, 기체의 분자가 흡착되기 어려운 재료의 층이 형성되어 있다. 다이어프램(159)의 수압면에 형성되어 있는 층을 구성하는 재료는, 질화물, 붕화물, 탄화물 중 적어도 하나이다. 이들 재료이면, 기계적 안정성, 내열성, 내부식성, 탄성 등의 관점에서, 다이어프램(159)의 수압면을 구성하는 재료로서 적합하다.

다이어프램(159)의 4개의 변의 각각에, 피에조 소자(150)가 배치된다. 피에조 소자(150)는, 피에조 저항 영역(152), 보호 영역(153), 컨택트 영역(154a, 154b), 전극(155a, 155b)을 구비한다. 전극(155a, 155b)은, 반도체층(151) 위에 절연층(156)을 통해 형성되고, 절연층(156)을 관통하여 반도체층(151)의 컨택트 영역(154a, 154b)에 오믹 접속되어 있다.

이 압력 센서는, 피에조 저항형의 압력 센서이다. 4개의 피에조 소자(150)의 4개의 피에조 저항 영역을 브리지 접속하여, 압력을 받은 다이어프램(159)의 변형에 따르는 4개의 피에조 저항 영역의 저항값의 변화를, 브리지 출력으로서 얻음으로써, 압력을 측정할 수 있다.

피에조 저항 영역(152)은, 반도체층(151)에 형성된 p형의 불순물이 도입된 영역이다. 반도체층(151)은, 예컨대, 실리콘으로 구성되어 있다. 반도체층(151)은, 예컨대, 실리콘 기판의 표면측의 부분이다. 또한, 반도체층(151)은, 잘 알려진 SOI(Silicon on Insulator)의 표면 실리콘층이어도 좋다. 피에조 저항 영역(152)은, 실리콘을 포함하는 반도체층(151)에, p형 불순물인 붕소(B)가 도입된 p형의 영역이다.

또한, 보호 영역(153)은, 피에조 저항 영역(152)이 형성되어 있는 영역의 상부를 덮어 반도체층(151)에 형성된 n형의 불순물이 도입된 영역이다. 피에조 저항 영역(152)은, 실리콘을 포함하는 반도체층(151)에, n형 불순물인 인(p)이 도입된 n형의 영역이다. 한편, 피에조 저항 영역(152)의 불순물 농도<보호 영역(153)의 불순물 농도<컨택트 영역(154a, 154b)의 불순물 농도로 되어 있다.

또한, 보호 영역(153)은, 평면에서 보아, 피에조 저항 영역(152)의 전역을 덮고 있다. 보호 영역(153)은, 평면에서 보아, 피에조 저항 영역(152) 이상의 면적으로 되어 있다. 한편, 보호 영역(153)은, 반도체층(151)의 두께 방향에 있어서, 피에조 저항 영역(152)보다 반도체층(151)의 표면측에 형성되어 있다. 보호 영역(153)은, 피에조 저항 영역(152)에 접하여 형성되어 있을 필요는 없다.

또한, 컨택트 영역(154a, 154b)은, 피에조 저항 영역(152)에 접속되고, 보호 영역이 형성되어 있는 영역 이외에서 반도체층(151)의 표면에 도달하여 형성된 p형의 불순물이 도입된 영역이다. 전극(155a, 155b)은, 반도체층(151)의 표면측에서, 컨택트 영역(154a, 154b)의 각각에 오믹 접속된다. 전극(155a, 155b)은, 예컨대, Au, Cu, Al 등의 금속으로 구성되어 있다.

이상으로 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 다이어프램의 수압면을, 기체의 분자가 흡착되기 어려운 재료로 구성했기 때문에, 압력 센서의 다이어프램에의 퇴적물에 의한 영향을 보다 저감할 수 있다.

한편, 본 발명은 이상으로 설명한 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상 내에서, 당분야에 있어서 통상의 지식을 갖는 자에 의해, 많은 변형 및 조합이 실시 가능한 것은 명백하다.

101: 베이스 101a: 지지부
102: 다이어프램 102a: 가동 영역
103: 기밀실 104: 가동 전극
105: 고정 전극 111: 측정기

Claims

변위 가능하게 되어 측정 대상의 기체의 압력을 수압면(受壓面)으로 받는 다이어프램과,
상기 다이어프램의 변위를 측정하는 측정부
를 구비하고,
상기 다이어프램의 상기 수압면의 일부 또는 전체는, 상기 기체의 분자가 화학 흡착되기 어려운 재료로 구성되어 있는 것인 압력 센서.
제1항에 있어서, 상기 재료는 상기 기체에 대한 내식성 및 내열성을 갖는 것인 압력 센서.
제1항에 있어서, 상기 재료는 탄성 변형하는 것인 압력 센서.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 재료의 열팽창 계수와 상기 다이어프램의 기재(基材)의 열팽창 계수의 차는 설정된 범위 내로 되어 있는 것인 압력 센서.
제4항에 있어서, 상기 기재의 주재료는 사파이어, 다결정 알루미나, 혹은 니켈 합금인 것인 압력 센서.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 재료는 질화물, 붕화물, 탄화물 중 적어도 하나인 것인 압력 센서.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측정부는
상기 다이어프램의 가동 영역에 형성된 가동 전극과,
상기 가동 전극과 마주보고 형성된 고정 전극
을 갖는 것인 압력 센서.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측정부는 상기 다이어프램의 변형을 계측하는 것인 압력 센서.
제8항에 있어서, 상기 측정부는 상기 다이어프램에 형성된 피에조 저항 영역을 구비하는 것인 압력 센서.