JP2002340714A - Semiconductor pressure sensor and its manufacturing method - Google Patents
Semiconductor pressure sensor and its manufacturing methodInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体圧力センサ
及びその製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor pressure sensor and a method for manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、図5に示すように、裏面側に
凹所11を形成することで薄肉のダイアフラム部5が厚
み方向に撓み自在に設けられた単結晶シリコン基板より
なる半導体基板1’と、ダイアフラム部5の周部表面側
に形成されて、ダイアフラム部5が厚み方向に撓むこと
で応力が加えられ、前記応力に応じて抵抗値が変化する
複数の拡散ゲージ抵抗2と、半導体基板1’の表面の周
部に沿って配設された複数の電極4と、半導体基板1’
の内部に形成されて前記電極4と拡散ゲージ抵抗2とを
それぞれ接続する配線抵抗3とを備え、外部の圧力によ
って生じるダイアフラム部5の撓みから前記圧力を検出
する半導体圧力センサが提供されている。2. Description of the Related Art Conventionally, as shown in FIG. 5, a semiconductor substrate 1 made of a single-crystal silicon substrate having a thin diaphragm portion 5 which is flexibly formed in a thickness direction by forming a recess 11 on the back surface side. And a plurality of diffusion gauge resistors 2 which are formed on the peripheral surface side of the diaphragm portion 5 and are subjected to stress by bending the diaphragm portion 5 in the thickness direction, and the resistance value changes according to the stress, A plurality of electrodes 4 arranged along the periphery of the surface of the semiconductor substrate 1 ';
And a wiring resistance 3 which is formed in the inside of the substrate and connects the electrode 4 and the diffusion gauge resistance 2 respectively, and a semiconductor pressure sensor for detecting the pressure from the deflection of the diaphragm portion 5 caused by an external pressure is provided. .
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の半導体圧力センサでは、ダイアフラム部5が撓んで
も各拡散ゲージ抵抗2にかかる応力が比較的小さく、外
部の圧力に対する感度が低いといった問題があった。However, in the above-mentioned conventional semiconductor pressure sensor, there is a problem that the stress applied to each diffusion gauge resistor 2 is relatively small even when the diaphragm portion 5 is bent, and the sensitivity to external pressure is low. Was.
【0004】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、外部圧力に対する感度を向上した半導体圧力
センサ及びその製造方法を提供する。An object of the present invention is to provide a semiconductor pressure sensor having improved sensitivity to an external pressure and a method of manufacturing the same, which aims at solving the above problems.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明は、裏面側に凹所を形成することで
薄肉のダイアフラム部が撓み自在に設けられた半導体基
板と、ダイアフラム部が撓むことで応力が加えられ、前
記応力に応じて抵抗値が変化する抵抗体とを備えて、外
部の圧力により生じるダイアフラム部の撓みから前記圧
力を検出する半導体圧力センサであって、前記抵抗体を
ダイアフラム部の裏面側に形成したことを特徴とし、外
部の圧力がダイアフラム部の裏面側から加えられたとき
には、ダイアフラム部の裏面側の方が表面側よりも大き
く撓むため、抵抗体がダイアフラム部の表面側に形成さ
れた従来例と比べて、抵抗体にかかる応力を大きくする
ことができ、外部の圧力に対する感度を向上することが
できる。In order to achieve the above-mentioned object, a first aspect of the present invention is to provide a semiconductor substrate in which a thin-walled diaphragm portion is flexibly provided by forming a concave portion on a back surface side, and a diaphragm. A stress is applied by bending of the portion, comprising a resistor whose resistance value changes in accordance with the stress, a semiconductor pressure sensor that detects the pressure from the deflection of the diaphragm portion caused by external pressure, The resistor is formed on the back side of the diaphragm, and when external pressure is applied from the back side of the diaphragm, the back side of the diaphragm bends more than the front side. As compared with the conventional example in which the body is formed on the surface side of the diaphragm, the stress applied to the resistor can be increased, and the sensitivity to external pressure can be improved.
【0006】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、半導体基板上に電極を配設し、前記電極と抵抗体と
を電気的に接続する配線抵抗を半導体基板内に設けたこ
とを特徴とし、配線抵抗を設けたことによって前記電極
が配設可能な半導体基板上の位置の自由度を増し、例え
ば電極を半導体基板の表面に容易に配設することができ
る。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, an electrode is provided on the semiconductor substrate, and a wiring resistor for electrically connecting the electrode and the resistor is provided in the semiconductor substrate. Characteristically, the provision of the wiring resistance increases the degree of freedom of the position on the semiconductor substrate where the electrodes can be arranged, and for example, the electrodes can be easily arranged on the surface of the semiconductor substrate.
【0007】請求項3の発明は、請求項1又は2記載の
半導体圧力センサの製造方法であって、半導体基板の裏
面に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜の一部を除去
する工程と、前記絶縁膜の除去された部位を介してダイ
アフラム部に抵抗体を形成する工程とを有することを特
徴とし、抵抗体が形成された部位を除く半導体基板の裏
面全体を絶縁することができる。According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor pressure sensor according to the first or second aspect, wherein an insulating film is formed on a back surface of the semiconductor substrate, and a part of the insulating film is removed. And a step of forming a resistor on the diaphragm through the portion where the insulating film is removed, whereby the entire back surface of the semiconductor substrate excluding the portion where the resistor is formed can be insulated. .
【0008】請求項4の発明は、請求項1又は2記載の
半導体圧力センサの製造方法であって、上記半導体基板
として内部に絶縁層を有するSOI基板を用い、SOI
基板に前記絶縁層が露出するように上記凹所を形成して
ダイアフラム部を設ける工程と、露出された絶縁層の一
部を除去する工程と、前記絶縁層の除去された部位を介
してダイアフラム部に抵抗体を形成する工程とを有する
ことを特徴とし、半導体基板にSOI基板を用いたこと
によって、請求項3の発明と比べて、絶縁膜を形成する
工程を省くことができ、製造工程を簡略化することがで
きる。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor pressure sensor according to the first or second aspect, wherein an SOI substrate having an insulating layer therein is used as the semiconductor substrate.
Forming the above-mentioned recess so that the insulating layer is exposed in the substrate to provide a diaphragm portion, removing a part of the exposed insulating layer, and forming the diaphragm through the portion where the insulating layer has been removed; And a step of forming a resistor in the portion, and by using an SOI substrate as the semiconductor substrate, a step of forming an insulating film can be omitted as compared with the invention of claim 3, and a manufacturing process Can be simplified.
【0009】請求項5の発明は、請求項2記載の半導体
圧力センサの製造方法であって、半導体基板の表裏両面
に絶縁膜を形成する工程と、ダイアフラム部裏面の絶縁
膜の一部を除去する工程と、前記絶縁膜の除去された部
位を介してダイアフラム部に配線抵抗の一部を形成する
工程と、半導体基板表面の絶縁膜の一部を除去する工程
と、前記絶縁膜の除去された部位を介して半導体基板
に、配線抵抗の残りの部分を形成する工程とを有するこ
とを特徴とし、ダイアフラム部の裏面側から配線抵抗の
一部を形成することで配線抵抗を抵抗体に確実に接続さ
せることができるとともに、半導体基板の表面側から配
線抵抗の残りの部分を形成することで、配線抵抗を半導
体基板表面側の所望の範囲に容易に形成することがで
き、さらに、絶縁膜により、抵抗体及び配線抵抗が形成
された部位を除く半導体基板の表裏両面を絶縁すること
ができる。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor pressure sensor according to the second aspect, wherein an insulating film is formed on both front and back surfaces of the semiconductor substrate, and a part of the insulating film on the back surface of the diaphragm is removed. Performing a step of forming a part of the wiring resistance in the diaphragm portion through the portion where the insulating film has been removed, a step of removing a part of the insulating film on the surface of the semiconductor substrate, and a step of removing the insulating film. Forming the remaining portion of the wiring resistance on the semiconductor substrate through the portion that has been formed, and forming a part of the wiring resistance from the back side of the diaphragm to ensure the wiring resistance to the resistor. The wiring resistance can be easily formed in a desired range on the surface of the semiconductor substrate by forming the remaining portion of the wiring resistance from the surface side of the semiconductor substrate. To Ri, both the front and back surfaces of the semiconductor substrate excluding a portion resistor and the wiring resistance are formed can be insulated.
【0010】請求項6の発明は、請求項2記載の半導体
圧力センサの製造方法であって、半導体基板の表面に絶
縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜の一部を除去する工
程と、前記絶縁膜の除去された部位を介して半導体基板
に配線抵抗を形成する工程とを有することを特徴とし、
半導体基板の表面側から配線抵抗を形成することで、請
求項5の発明よりも製造工程を簡略化することができ
る。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor pressure sensor according to the second aspect, wherein: a step of forming an insulating film on a surface of a semiconductor substrate; and a step of removing a part of the insulating film; Forming a wiring resistance on the semiconductor substrate through the portion from which the insulating film has been removed,
By forming the wiring resistance from the front side of the semiconductor substrate, the manufacturing process can be simplified as compared with the fifth aspect of the present invention.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】(実施形態1)本実施形態におけ
る基本構成は従来例と共通するために共通する部分につ
いては同一の符号を付して説明を省略し、本実施形態の
特徴となる部分についてのみ詳細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Embodiment 1) The basic configuration in this embodiment is common to that of the conventional example. Only parts will be described in detail.
【0012】本実施形態では、図1に示すように、従来
例と同様、ダイアフラム部5が設けられた単結晶シリコ
ン基板よりなる半導体基板1と、抵抗体としてダイアフ
ラム部5の周部に形成された4つの拡散ゲージ抵抗2
と、半導体基板1の表面の周部に沿って配設された複数
の電極4と、前記電極4と拡散ゲージ抵抗2とをそれぞ
れ接続する配線抵抗3とを備えているが、拡散ゲージ抵
抗2を従来例のようにダイアフラム部5の表面側に形成
せず、ダイアフラム部5の裏面側に形成した点に特徴が
ある。なお、図1では、半導体基板1の表裏両面に形成
される後述のシリコン酸化膜を省略している。In this embodiment, as shown in FIG. 1, similarly to the conventional example, a semiconductor substrate 1 made of a single-crystal silicon substrate provided with a diaphragm portion 5 and a resistor formed around the diaphragm portion 5 as a resistor. 4 diffusion gauge resistors 2
And a plurality of electrodes 4 arranged along the periphery of the surface of the semiconductor substrate 1 and wiring resistors 3 for connecting the electrodes 4 and the diffusion gauge resistors 2 respectively. Is not formed on the front surface side of the diaphragm portion 5 as in the conventional example, but is formed on the back surface side of the diaphragm portion 5. In FIG. 1, a silicon oxide film described later formed on both front and back surfaces of the semiconductor substrate 1 is omitted.
【0013】ダイアフラム部5は、図2(a)に示すよ
うに、外部から圧力が加えられていないときには撓まず
に、厚みを略均一にしている。ところが、図2(b)に
示すように、裏面側から表面側に向かう方向(図中矢印
Aで示す方向)に圧力が加えられると、ダイアフラム部
5は、その厚みを不均一にして、表面側に膨出するよう
に伸びて撓む。その結果、ダイアフラム部5の裏面側
は、表面側よりも大きく撓んだ状態となるのである。As shown in FIG. 2A, the diaphragm portion 5 does not bend when no external pressure is applied, and has a substantially uniform thickness. However, as shown in FIG. 2 (b), when pressure is applied in the direction from the back side to the front side (the direction indicated by arrow A in the figure), the diaphragm portion 5 makes its thickness non-uniform, It expands and deflects to the side. As a result, the back surface of the diaphragm portion 5 is more flexed than the front surface.
【0014】そこで本実施形態では、拡散ゲージ抵抗2
をダイアフラム部5の裏面側に形成したことによって、
ダイアフラム部5の撓みによって拡散ゲージ抵抗2にか
かる応力を、従来例と比べて大きくすることができ、外
部の圧力に対する感度を向上することができる。Therefore, in this embodiment, the diffusion gauge resistance 2
Is formed on the back side of the diaphragm portion 5,
The stress applied to the diffusion gauge resistor 2 due to the deflection of the diaphragm portion 5 can be increased as compared with the conventional example, and the sensitivity to external pressure can be improved.
【0015】ここで、図3(a)〜(g)に基づいて本
実施形態の製造方法について説明する。Here, the manufacturing method of this embodiment will be described with reference to FIGS.
【0016】まず、図3(a)に示す半導体基板1の裏
面側(図中下側)に、フォトリソグラフィ技術を利用し
てマスクを形成した後、異方性エッチングを行い、図3
(b)に示すように凹所11を形成する。ここで、凹所
11は、半導体基板1の裏面から表面側に向かうにつれ
て略矩形の開口面が小さくなるように形成される。ま
た、この凹所11を形成することで、半導体基板1に厚
み方向に撓み可能な薄肉のダイアフラム部5が設けられ
る。First, after a mask is formed on the back side (lower side in the figure) of the semiconductor substrate 1 shown in FIG. 3A by using photolithography, anisotropic etching is performed.
The recess 11 is formed as shown in FIG. Here, the recess 11 is formed such that the substantially rectangular opening surface becomes smaller from the back surface to the front surface side of the semiconductor substrate 1. Further, by forming the concave portion 11, the thin diaphragm portion 5 which can bend in the thickness direction is provided on the semiconductor substrate 1.
【0017】次に、図3(c)に示すように、熱酸化を
行い半導体基板1のダイアフラム部5を含む表裏両面に
絶縁膜たるシリコン酸化膜6を形成する。Next, as shown in FIG. 3C, a silicon oxide film 6 as an insulating film is formed on both front and back surfaces including the diaphragm portion 5 of the semiconductor substrate 1 by performing thermal oxidation.
【0018】そして、半導体基板1の裏面側に形成され
たシリコン酸化膜6に、上述と同様、フォトリソグラフ
ィによるマスクを形成して異方性エッチングを行い、ダ
イアフラム部5の周部裏面にあるシリコン酸化膜6の一
部を4箇所除去する。除去した各部位から、図3(d)
に示すように、拡散ゲージ抵抗2を構成するイオンを注
入し、これを拡散させる。これにより、ダイアフラム部
5の裏面側に拡散ゲージ抵抗2が4つ形成される。Then, a mask is formed by photolithography on the silicon oxide film 6 formed on the back side of the semiconductor substrate 1 and anisotropic etching is performed in the same manner as described above. Four portions of the oxide film 6 are removed. From each of the removed parts, FIG.
As shown in (1), ions constituting the diffusion gauge resistor 2 are implanted and diffused. Thereby, four diffusion gauge resistors 2 are formed on the back surface side of the diaphragm portion 5.
【0019】拡散ゲージ抵抗2を形成した後、ダイアフ
ラム部5の裏面側に、上述と同様、フォトリソグラフィ
によるマスクを形成して異方性エッチングを行い、拡散
ゲージ抵抗2周辺のシリコン酸化膜6を除去する。そし
て、除去した部位から、図3(e)に示すように、配線
抵抗3を構成するイオンを注入し拡散させる。これによ
り、拡散ゲージ抵抗2に接続した配線抵抗3の一部3a
が、ダイアフラム部5に形成される。その後、図3
(f)に示すように、半導体基板1の表面側に、上述と
同様、マスクを形成して異方性エッチングを行い、半導
体基板1のダイアフラム部5を除く表面のシリコン酸化
膜6を除去して、除去した部位から配線抵抗3を構成す
るイオンを注入し拡散させる。これにより、配線抵抗3
の残りの部分3bが、半導体基板1表面側のダイアフラ
ム部5以外の部位に、配線抵抗3の一部3aと一体に形
成される。つまり、配線抵抗3は、半導体基板1の表裏
からイオンを注入し、拡散させることで、拡散ゲージ抵
抗2から半導体基板1の電極4が配設される周部に至る
範囲に形成されるのである。このような配線抵抗3を半
導体基板1内に形成することで、電極4が配設可能な半
導体基板1上の位置の自由度を増し、拡散ケージ抵抗2
をダイアフラム部5の裏面に形成しても、電極4を従来
例と同様に半導体基板1の表面に容易に配設することが
できるのである。また、上述のようにダイアフラム部5
の裏面側から配線抵抗3の一部3aを形成することで配
線抵抗3を拡散ゲージ抵抗2に確実に接続させることが
できるとともに、半導体基板1の表面側から配線抵抗3
の残りの部分3bを形成することで、配線抵抗3を半導
体基板1表面側の所望の範囲に容易に形成することがで
きる。After the diffusion gauge resistor 2 is formed, a mask by photolithography is formed on the back side of the diaphragm portion 5 and anisotropic etching is performed as described above, and the silicon oxide film 6 around the diffusion gauge resistor 2 is removed. Remove. Then, ions forming the wiring resistance 3 are implanted and diffused from the removed portion as shown in FIG. Thereby, a part 3a of the wiring resistance 3 connected to the diffusion gauge resistance 2
Are formed in the diaphragm portion 5. Then, FIG.
As shown in (f), a mask is formed on the surface side of the semiconductor substrate 1 and anisotropic etching is performed in the same manner as described above to remove the silicon oxide film 6 on the surface of the semiconductor substrate 1 excluding the diaphragm 5. Then, ions constituting the wiring resistance 3 are implanted and diffused from the removed portion. Thereby, the wiring resistance 3
Is formed integrally with the part 3a of the wiring resistor 3 in a portion other than the diaphragm portion 5 on the surface side of the semiconductor substrate 1. In other words, the wiring resistance 3 is formed in a range from the diffusion gauge resistance 2 to the peripheral portion where the electrode 4 of the semiconductor substrate 1 is provided by injecting and diffusing ions from the front and back of the semiconductor substrate 1. . By forming such a wiring resistor 3 in the semiconductor substrate 1, the degree of freedom of the position on the semiconductor substrate 1 where the electrode 4 can be disposed is increased, and the diffusion cage resistor 2 is formed.
Is formed on the back surface of the diaphragm portion 5, the electrodes 4 can be easily arranged on the surface of the semiconductor substrate 1 as in the conventional example. Also, as described above, the diaphragm 5
By forming a part 3a of the wiring resistance 3 from the back side of the semiconductor substrate 1, the wiring resistance 3 can be reliably connected to the diffusion gauge resistance 2, and the wiring resistance 3
By forming the remaining portion 3b, the wiring resistor 3 can be easily formed in a desired range on the surface side of the semiconductor substrate 1.
【0020】そして最後に、図3(g)に示すように、
半導体基板1表面にマスクを形成してエッチングをする
ことで、半導体基板1の周部表面にあるシリコン酸化膜
6の一部を数箇所除去し、除去した各部位に電極4を配
線抵抗3と電気的に接続するように配設する。Finally, as shown in FIG. 3 (g),
By forming a mask on the surface of the semiconductor substrate 1 and performing etching, a part of the silicon oxide film 6 on the peripheral surface of the semiconductor substrate 1 is removed at several places, and the electrode 4 is connected to the wiring resistance 3 at each removed part. Arrange so that they are electrically connected.
【0021】また、本実施形態では上述のように、シリ
コン酸化膜6を半導体基板1の表裏両面に形成している
ので、電極4及び拡散ゲージ抵抗2並びに配線抵抗3が
形成された部位を除く半導体基板1の表裏両面全体を絶
縁することができる。 (実施形態2)本実施形態における基本構成は実施形態
1と共通するために共通する部分については同一の符号
を付して説明を省略し、本実施形態の特徴となる部分に
ついてのみ詳細に説明する。In this embodiment, since the silicon oxide film 6 is formed on both the front and back surfaces of the semiconductor substrate 1 as described above, the portions where the electrodes 4, the diffusion gauge resistors 2, and the wiring resistors 3 are formed are excluded. The entire front and back surfaces of the semiconductor substrate 1 can be insulated. (Embodiment 2) Since the basic configuration in this embodiment is common to Embodiment 1, the same reference numerals are given to the common parts, and the description thereof will be omitted, and only the characteristic parts of this embodiment will be described in detail. I do.
【0022】本実施形態では、半導体基板1として内部
に埋込酸化膜(シリコン酸化膜)からなる絶縁層8を有
するSOI(Silicon On Insurato
r)基板を用いている。In the present embodiment, an SOI (Silicon On Insurato) having an insulating layer 8 made of a buried oxide film (silicon oxide film) inside as the semiconductor substrate 1 is used.
r) A substrate is used.
【0023】このSOI基板を半導体基板1として用い
た本実施形態の製造方法について、図4(a)〜(e)
に基づいて説明する。FIGS. 4A to 4E show a manufacturing method of the present embodiment using this SOI substrate as the semiconductor substrate 1.
It will be described based on.
【0024】まず、図4(a)に示す半導体基板1の裏
面側(図中下側)に、実施形態1と同様、フォトリソグ
ラフィ技術を利用してマスクを形成した後に異方性エッ
チングを行うことで、図4(b)に示すように、凹所1
1とダイアフラム部5を形成する。このとき、前記凹所
11は、底面から半導体基板1の内部にある絶縁層8が
露出した状態に形成される。First, as in the first embodiment, a mask is formed on the back side (lower side in the figure) of the semiconductor substrate 1 shown in FIG. As a result, as shown in FIG.
1 and a diaphragm portion 5 are formed. At this time, the recess 11 is formed such that the insulating layer 8 inside the semiconductor substrate 1 is exposed from the bottom surface.
【0025】次に、図4(c)に示すように、熱酸化を
行い半導体基板1のダイアフラム部5を含む表面にシリ
コン酸化膜6を形成する。ここで本実施形態では、半導
体基板1にSOI基板を用いたことによって、実施形態
1のように半導体基板1の裏面にシリコン酸化膜6を形
成することを要さず、実施形態1と比べて製造工程を簡
略化することができる。Next, as shown in FIG. 4C, a silicon oxide film 6 is formed on the surface of the semiconductor substrate 1 including the diaphragm portion 5 by thermal oxidation. Here, in the present embodiment, since the SOI substrate is used for the semiconductor substrate 1, it is not necessary to form the silicon oxide film 6 on the back surface of the semiconductor substrate 1 as in the first embodiment, and compared with the first embodiment. The manufacturing process can be simplified.
【0026】そして、ダイアフラム部5の裏面から露出
する絶縁層8周部の一部を数箇所、エッチングにより除
去して、除去した各部位から拡散ゲージ抵抗2を構成す
るイオンを注入し、熱拡散させる。これにより、ダイア
フラム部5の裏面側に拡散ゲージ抵抗2が形成される。Then, a part of the peripheral portion of the insulating layer 8 exposed from the back surface of the diaphragm portion 5 is removed by etching at several places, and ions constituting the diffusion gauge resistor 2 are implanted from each of the removed parts, thereby performing thermal diffusion. Let it. As a result, the diffusion gauge resistor 2 is formed on the back surface of the diaphragm 5.
【0027】拡散ゲージ抵抗2を形成した後、図4
(d)に示すように、半導体基板1の表面に、マスクを
形成しエッチングを行って、半導体基板1表面の一部の
シリコン酸化膜6を除去し、除去した部位から配線抵抗
3を構成するイオンを注入し熱拡散させる。これによ
り、配線抵抗3が、拡散ゲージ抵抗2から半導体基板1
の電極4が配設される周部に至る範囲に、拡散ゲージ抵
抗2に電気的に接続した状態で形成されるのである。ま
た、このように本実施形態では、配線抵抗3を形成する
ため、マスクを形成し且つエッチングを行った後にイオ
ン注入してイオンを熱拡散させる上述の製造工程を、実
施形態1のように半導体基板1の表裏両面に対して行う
ことなく、半導体基板1の表面に対してのみ行うこと
で、実施形態1と比べて製造工程を簡略化することがで
きる。After forming the diffusion gauge resistor 2, FIG.
As shown in (d), a mask is formed on the surface of the semiconductor substrate 1 and etching is performed to remove a part of the silicon oxide film 6 on the surface of the semiconductor substrate 1, and the wiring resistance 3 is formed from the removed portion. Ions are implanted and thermally diffused. Thereby, the wiring resistance 3 is changed from the diffusion gauge resistance 2 to the semiconductor substrate 1.
The electrode 4 is formed so as to be electrically connected to the diffusion gauge resistor 2 in a range reaching the peripheral portion where the electrode 4 is disposed. Further, as described above, in the present embodiment, in order to form the wiring resistance 3, the above-described manufacturing process in which a mask is formed and etching is performed, and then ions are implanted and ions are thermally diffused, as in the first embodiment, is used. By performing the process only on the front surface of the semiconductor substrate 1 without performing the process on the front and back surfaces of the substrate 1, the manufacturing process can be simplified as compared with the first embodiment.
【0028】そして最後に、図4(e)に示すように、
半導体基板1表面にマスクを形成してエッチングをする
ことで、半導体基板1の周部にあるシリコン酸化膜6の
一部を数箇所除去し、除去した各部位に電極4を配線抵
抗3と電気的に接続するように配設する。Finally, as shown in FIG.
By forming a mask on the surface of the semiconductor substrate 1 and performing etching, a part of the silicon oxide film 6 on the peripheral portion of the semiconductor substrate 1 is removed at several places, and the electrode 4 is electrically connected to the wiring resistance 3 at each removed part. Are arranged so that they are connected to each other.
【0029】[0029]
【発明の効果】請求項1の発明は、裏面側に凹所を形成
することで薄肉のダイアフラム部が撓み自在に設けられ
た半導体基板と、ダイアフラム部が撓むことで応力が加
えられ、前記応力に応じて抵抗値が変化する抵抗体とを
備えて、外部の圧力により生じるダイアフラム部の撓み
から前記圧力を検出する半導体圧力センサであって、前
記抵抗体をダイアフラム部の裏面側に形成したので、外
部の圧力がダイアフラム部の裏面側から加えられたとき
には、ダイアフラム部の裏面側の方が表面側よりも大き
く撓むため、抵抗体がダイアフラム部の表面側に形成さ
れた従来例と比べて、抵抗体にかかる応力を大きくする
ことができ、外部の圧力に対する感度を向上することが
できるという効果がある。According to the first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor substrate in which a thin-walled diaphragm portion is flexibly provided by forming a concave portion on the back surface, and a stress is applied by flexing the diaphragm portion. A semiconductor pressure sensor for detecting the pressure from deflection of the diaphragm caused by external pressure, the resistor being formed on the back side of the diaphragm. Therefore, when an external pressure is applied from the back surface side of the diaphragm portion, the back surface side of the diaphragm portion bends more than the front side, so that the resistor is compared with the conventional example in which the resistor is formed on the front surface side of the diaphragm portion. As a result, the stress applied to the resistor can be increased, and the sensitivity to external pressure can be improved.
【0030】請求項2の発明は、半導体基板上に電極を
配設し、前記電極と抵抗体とを電気的に接続する配線抵
抗を半導体基板内に設けたので、配線抵抗を設けたこと
によって前記電極が配設可能な半導体基板上の位置の自
由度を増し、例えば電極を半導体基板の表面に容易に配
設することができるという効果がある。According to a second aspect of the present invention, an electrode is provided on a semiconductor substrate, and a wiring resistance for electrically connecting the electrode and the resistor is provided in the semiconductor substrate. There is an effect that the degree of freedom of the position on the semiconductor substrate where the electrodes can be arranged is increased, and for example, the electrodes can be easily arranged on the surface of the semiconductor substrate.
【0031】請求項3の発明は、請求項1又は2記載の
半導体圧力センサの製造方法であって、半導体基板の裏
面に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜の一部を除去
する工程と、前記絶縁膜の除去された部位を介してダイ
アフラム部に抵抗体を形成する工程とを有するので、抵
抗体が形成された部位を除く半導体基板の裏面全体を絶
縁することができるという効果がある。According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor pressure sensor according to the first or second aspect, wherein an insulating film is formed on a back surface of the semiconductor substrate, and a part of the insulating film is removed. And a step of forming a resistor in the diaphragm portion through the portion where the insulating film is removed, so that the entire back surface of the semiconductor substrate except for the portion where the resistor is formed can be insulated. is there.
【0032】請求項4の発明は、請求項1又は2記載の
半導体圧力センサの製造方法であって、上記半導体基板
として内部に絶縁層を有するSOI基板を用い、SOI
基板に前記絶縁層が露出するように上記凹所を形成して
ダイアフラム部を設ける工程と、露出された絶縁層の一
部を除去する工程と、前記絶縁層の除去された部位を介
してダイアフラム部に抵抗体を形成する工程とを有する
ので、半導体基板にSOI基板を用いたことによって、
請求項3の発明と比べて、絶縁膜を形成する工程を省く
ことができ、製造工程を簡略化することができるという
効果がある。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor pressure sensor according to the first or second aspect, wherein an SOI substrate having an insulating layer therein is used as the semiconductor substrate.
Forming the above-mentioned recess so that the insulating layer is exposed in the substrate to provide a diaphragm portion, removing a part of the exposed insulating layer, and forming the diaphragm through the portion where the insulating layer has been removed; And a step of forming a resistor in the portion, by using an SOI substrate for the semiconductor substrate,
As compared with the third aspect of the present invention, the step of forming an insulating film can be omitted, and the manufacturing process can be simplified.
【0033】請求項5の発明は、請求項2記載の半導体
圧力センサの製造方法であって、半導体基板の表裏両面
に絶縁膜を形成する工程と、ダイアフラム部裏面の絶縁
膜の一部を除去する工程と、前記絶縁膜の除去された部
位を介してダイアフラム部に配線抵抗の一部を形成する
工程と、半導体基板表面の絶縁膜の一部を除去する工程
と、前記絶縁膜の除去された部位を介して半導体基板
に、配線抵抗の残りの部分を形成する工程とを有するの
で、ダイアフラム部の裏面側から配線抵抗の一部を形成
することで配線抵抗を抵抗体に確実に接続させることが
できるとともに、半導体基板の表面側から配線抵抗の残
りの部分を形成することで、配線抵抗を半導体基板表面
側の所望の範囲に容易に形成することができ、さらに、
絶縁膜により、抵抗体及び配線抵抗が形成された部位を
除く半導体基板の表裏両面を絶縁することができるとい
う効果がある。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor pressure sensor according to the second aspect, wherein an insulating film is formed on both front and back surfaces of the semiconductor substrate, and a part of the insulating film on the back surface of the diaphragm is removed. Performing a step of forming a part of the wiring resistance in the diaphragm portion through the portion where the insulating film has been removed, a step of removing a part of the insulating film on the surface of the semiconductor substrate, and a step of removing the insulating film. Forming the remaining portion of the wiring resistance on the semiconductor substrate through the portion that has been set, so that the wiring resistance is securely connected to the resistor by forming a part of the wiring resistance from the back side of the diaphragm portion. By forming the remaining portion of the wiring resistance from the front side of the semiconductor substrate, the wiring resistance can be easily formed in a desired range on the front side of the semiconductor substrate.
With the insulating film, there is an effect that both the front and back surfaces of the semiconductor substrate except for the portion where the resistor and the wiring resistance are formed can be insulated.
【0034】請求項6の発明は、請求項2記載の半導体
圧力センサの製造方法であって、半導体基板の表面に絶
縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜の一部を除去する工
程と、前記絶縁膜の除去された部位を介して半導体基板
に配線抵抗を形成する工程とを有するので、半導体基板
の表面側から配線抵抗を形成することで、請求項5の発
明よりも製造工程を簡略化することができるという効果
がある。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor pressure sensor according to the second aspect, wherein: a step of forming an insulating film on a surface of a semiconductor substrate; and a step of removing a part of the insulating film. Forming a wiring resistance on the semiconductor substrate via the portion from which the insulating film has been removed, so that the wiring resistance is formed from the front surface side of the semiconductor substrate, thereby simplifying the manufacturing process compared to the invention of claim 5. There is an effect that can be made.
【図1】実施形態1を示す、(a)は側面断面図、
(b)は上面図である。FIG. 1 shows a first embodiment, (a) is a side sectional view,
(B) is a top view.
【図2】同上の半導体基板の、(a)は圧力が加えられ
ていない状態の側面断面図、(b)は圧力が加えられた
状態の側面断面図である。FIG. 2A is a side cross-sectional view of the same semiconductor substrate in a state where no pressure is applied, and FIG. 2B is a side cross-sectional view in a state where a pressure is applied.
【図3】(a)〜(g)は、同上の製造方法を説明する
ための側面断面図である。FIGS. 3 (a) to 3 (g) are side sectional views for explaining a manufacturing method of the above.
【図4】(a)〜(e)は、実施形態2を示す製造方法
を説明するための側面断面図である。FIGS. 4A to 4E are side sectional views illustrating a manufacturing method according to a second embodiment.
【図5】従来例を示す側面断面図である。FIG. 5 is a side sectional view showing a conventional example.
1 半導体基板 2 拡散ゲージ抵抗 3 配線抵抗 4 電極 5 ダイアフラム部 11 凹所 REFERENCE SIGNS LIST 1 semiconductor substrate 2 diffusion gauge resistance 3 wiring resistance 4 electrode 5 diaphragm 11 recess
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮島 久和 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 江田 和夫 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Fターム(参考) 2F055 AA40 BB20 CC02 DD05 EE14 FF11 FF43 GG01 GG16 4M112 AA01 BA01 CA03 CA04 CA13 DA04 DA12 EA03 EA06 FA01 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Hisamiya Miyajima 1048 Kazuma Kadoma, Kadoma City, Osaka Pref.Matsushita Electric Works, Ltd. F term (reference) 2F055 AA40 BB20 CC02 DD05 EE14 FF11 FF43 GG01 GG16 4M112 AA01 BA01 CA03 CA04 CA13 DA04 DA12 EA03 EA06 FA01
Claims (6)
イアフラム部が撓み自在に設けられた半導体基板と、ダ
イアフラム部が撓むことで応力が加えられ、前記応力に
応じて抵抗値が変化する抵抗体とを備えて、外部の圧力
により生じるダイアフラム部の撓みから前記圧力を検出
する半導体圧力センサであって、前記抵抗体をダイアフ
ラム部の裏面側に形成したことを特徴とする半導体圧力
センサ。1. A semiconductor substrate in which a thin diaphragm portion is flexibly provided by forming a recess on the back surface side, and a stress is applied by flexing the diaphragm portion, and a resistance value is increased according to the stress. A semiconductor pressure sensor for detecting the pressure from the deflection of the diaphragm caused by an external pressure, wherein the resistor is formed on the back side of the diaphragm. Sensor.
と抵抗体とを電気的に接続する配線抵抗を半導体基板内
に設けたことを特徴とする請求項1記載の半導体圧力セ
ンサ。2. The semiconductor pressure sensor according to claim 1, wherein an electrode is provided on the semiconductor substrate, and a wiring resistor for electrically connecting the electrode and the resistor is provided in the semiconductor substrate.
の製造方法であって、半導体基板の裏面に絶縁膜を形成
する工程と、前記絶縁膜の一部を除去する工程と、前記
絶縁膜の除去された部位を介してダイアフラム部に抵抗
体を形成する工程とを有することを特徴とする半導体圧
力センサの製造方法。3. The method for manufacturing a semiconductor pressure sensor according to claim 1, wherein a step of forming an insulating film on a back surface of the semiconductor substrate, a step of removing a part of the insulating film, and a step of removing the insulating film. Forming a resistor on the diaphragm through the part from which the pressure is removed.
の製造方法であって、上記半導体基板として内部に絶縁
層を有するSOI基板を用い、SOI基板に前記絶縁層
が露出するように上記凹所を形成してダイアフラム部を
設ける工程と、露出された絶縁層の一部を除去する工程
と、前記絶縁層の除去された部位を介してダイアフラム
部に抵抗体を形成する工程とを有することを特徴とする
半導体圧力センサの製造方法。4. The method for manufacturing a semiconductor pressure sensor according to claim 1, wherein an SOI substrate having an insulating layer inside is used as the semiconductor substrate, and the concave is formed so that the insulating layer is exposed on the SOI substrate. Forming a place to form a diaphragm portion, removing a part of the exposed insulating layer, and forming a resistor in the diaphragm portion through the portion where the insulating layer is removed. A method for manufacturing a semiconductor pressure sensor, comprising:
方法であって、半導体基板の表裏両面に絶縁膜を形成す
る工程と、ダイアフラム部裏面の絶縁膜の一部を除去す
る工程と、前記絶縁膜の除去された部位を介してダイア
フラム部に配線抵抗の一部を形成する工程と、半導体基
板表面の絶縁膜の一部を除去する工程と、前記絶縁膜の
除去された部位を介して半導体基板に、配線抵抗の残り
の部分を形成する工程とを有することを特徴とする半導
体圧力センサの製造方法。5. The method for manufacturing a semiconductor pressure sensor according to claim 2, wherein an insulating film is formed on both front and back surfaces of the semiconductor substrate, and a part of the insulating film on the back surface of the diaphragm is removed. A step of forming a part of the wiring resistance in the diaphragm portion through the part where the insulating film is removed, a step of removing a part of the insulating film on the surface of the semiconductor substrate, and a part where the insulating film is removed Forming a remaining portion of the wiring resistance on the semiconductor substrate.
方法であって、半導体基板の表面に絶縁膜を形成する工
程と、前記絶縁膜の一部を除去する工程と、前記絶縁膜
の除去された部位を介して半導体基板に配線抵抗を形成
する工程とを有することを特徴とする半導体圧力センサ
の製造方法。6. The method for manufacturing a semiconductor pressure sensor according to claim 2, wherein: a step of forming an insulating film on a surface of the semiconductor substrate; a step of removing a part of the insulating film; and a step of removing the insulating film. Forming a wiring resistance on the semiconductor substrate via the set portion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001145523A JP2002340714A (en) | 2001-05-15 | 2001-05-15 | Semiconductor pressure sensor and its manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001145523A JP2002340714A (en) | 2001-05-15 | 2001-05-15 | Semiconductor pressure sensor and its manufacturing method |
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|---|---|
| JP2002340714A true JP2002340714A (en) | 2002-11-27 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2001145523A Withdrawn JP2002340714A (en) | 2001-05-15 | 2001-05-15 | Semiconductor pressure sensor and its manufacturing method |
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|---|---|
| JP (1) | JP2002340714A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007170830A (en) * | 2005-12-19 | 2007-07-05 | Fujikura Ltd | Semiconductor pressure sensor and manufacturing method thereof |
| WO2007083748A1 (en) | 2006-01-19 | 2007-07-26 | Fujikura Ltd. | Pressure sensor package and electronic part |
| KR100966150B1 (en) | 2007-02-28 | 2010-06-25 | 가부시키가이샤 야마다케 | Pressure sensor |
| CN104949697A (en) * | 2014-03-25 | 2015-09-30 | 精工爱普生株式会社 | Physical quantity sensor, altimeter, electronic apparatus, and moving object |
-
2001
- 2001-05-15 JP JP2001145523A patent/JP2002340714A/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2007083748A1 (en) | 2006-01-19 | 2007-07-26 | Fujikura Ltd. | Pressure sensor package and electronic part |
| US7549344B2 (en) | 2006-01-19 | 2009-06-23 | Fujikura Ltd. | Pressure sensor package and electronic part |
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