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    关 键 词:
    压力传感器
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    摘要
    申请专利号:

    CN201110097553.X

    申请日:

    2011.04.13

    公开号:

    CN102252789A

    公开日:

    2011.11.23

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||专利申请权的转移IPC(主分类):G01L 1/22变更事项:申请人变更前权利人:株式会社山武变更后权利人:阿自倍尔株式会社变更事项:地址变更前权利人:日本东京都变更后权利人:日本东京都登记生效日:20120523|||实质审查的生效IPC(主分类):G01L 1/22申请日:20110413|||公开
    IPC分类号: G01L1/22 主分类号: G01L1/22
    申请人: 株式会社山武
    发明人: 德田智久; 东条博史; 木田希
    地址: 日本东京都
    优先权: 2010.04.13 JP 2010-092429
    专利代理机构: 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 代理人: 王轶;李伟
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201110097553.X

    授权公告号:

    102252789B|||||||||

    法律状态公告日:

    2015.01.07|||2012.07.04|||2012.01.04|||2011.11.23

    法律状态类型:

    授权|||专利申请权、专利权的转移|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明提供一种小型且高性能的压力传感器。该压力传感器具备:传感器芯片(10);设置于传感器芯片(10)的中央部的差压用隔膜(4);设置在差压用隔膜(4)的第1端边上且沿着相对于差压用隔膜(4)的中心的径向形成的第1差压用测定元件(5c);设置在差压用隔膜(4)的第1端边上的第1差压用测定元件(5c)的附近、沿着与径向垂直的周方向形成的第2差压用测定元件(5a);设置在差压用隔膜(4)的外侧、且配置在差压用隔膜(4)的除了第1端边以外的其他端边的任一个与传感器芯片(10)的端部之间的静压用隔膜(17)。

    权利要求书

    1.一种压力传感器,其特征在于,具备:
    基板;
    差压用隔膜,该差压用隔膜设置于所述基板的中央部;
    第1差压用测定元件,该第1差压用测定元件设置在所述差压用隔膜
    的第1端边上,且沿着相对于所述差压用隔膜的中心的径向形成;
    第2差压用测定元件,该第2差压用测定元件设置在所述差压用隔膜
    的所述第1端边上的所述第1差压用测定元件的附近,且沿着与所述径向
    垂直的周方向形成;以及
    静压用隔膜,该静压用隔膜设置在所述差压用隔膜的外侧,且配置在
    所述差压用隔膜的除了所述第1端边以外的其他端边的任一个与所述基板
    的端部之间。
    2.根据权利要求1所述的压力传感器,其特征在于,
    所述压力传感器还具备与所述基板接合的基座,
    在从所述差压用隔膜的所述第1端边到所述基板的端部之间,形成有
    所述基座与所述基板之间不接合的非接合区域。
    3.根据权利要求2所述的压力传感器,其特征在于,
    所述静压用隔膜的形状是在所述径向配置的端边比在所述周方向配
    置的端边短,
    在所述静压用隔膜的中央部和在所述周方向配置的端部分别设置有
    静压用测定元件。
    4.根据权利要求3所述的压力传感器,其特征在于,
    所述静压用隔膜形成为长方形状。
    5.根据权利要求2所述的压力传感器,其特征在于,
    所述静压用隔膜形成为正方形状,
    在所述静压用隔膜的邻接的两个端边上,分别以排列方向一致的方式
    设置有静压用测定元件。

    说明书

    压力传感器

    技术领域

    本发明涉及压力传感器,特别地,详细地说是涉及具有隔膜
    (diaphragm)的压力传感器。

    背景技术

    利用半导体的压阻效应的压力传感器,由于小型、轻量、高灵敏度
    而广泛应用于工业测量、医疗等领域。在这样的压力传感器中,在半导
    体基板上形成有隔膜。进而,在隔膜上形成有应变片。通过对隔膜施加
    的压力,应变片发生变形。检测由压阻效应引起的应变片的电阻变化而
    测定压力。

    公开了一种在同一基板上具备差压用隔膜和静压用隔膜的单芯片
    型的压力传感器(专利文献1)。在该文献中,在差压用的应变片和静压
    用的应变片之间形成有应变分离带。通过形成应变分离带,防止施加静
    压时在静压用隔膜上产生的应力波及到差压用隔膜,由此,防止因施加
    压力而对差压测量值造成影响。例如,在施加差压时,由于差压用隔膜
    的变化而在传感器芯片上产生多余的应力。静压用测定元件受到该应力
    的影响。并且,在施加静压时,由于静压用隔膜的变化而在传感器芯片
    上产生多余的应力。差压测定元件受到该应力的影响。利用应变分离带
    减少上述影响。

    并且,公开了其他结构的压力传感器(专利文献2)。在该压力传感
    器中,采用在传感器芯片和基座之间的接合面的角部设置适当的非接合
    区域的构造。具体而言,在传感器芯片的中央部形成差压用的隔膜,并
    且,在传感器芯片的角部形成非接合区域。由此,能够使由温度引起的
    零点漂移及其偏差最小化,具有良好的温度特性。

    【专利文献1】日本特开平5-72069号公报

    【专利文献2】日本专利第3359493号公报

    但是,在专利文献1中,在使传感器芯片小型化的情况下,由于设
    置应变分离带而难以确保充分的空间。即,传感器芯片增大应变分离带
    的量。并且,在将专利文献2的结构应用于单芯片型的压力传感器的情
    况下,难以在传感器芯片的角部确保用于形成非接合区域的空间。

    这样,存在难以实现小型且高性能的压力传感器这样的问题点。

    发明内容

    本发明是为了解决这样的问题点而完成的,其目的在于提供一种小
    型且高性能的压力传感器。

    本发明所涉及的压力传感器,具备:基板;差压用隔膜,该差压用
    隔膜设置于该基板的中央部;第1差压用测定元件,该第1差压用测定元
    件设置在该差压用隔膜的第1端边上,且沿着相对于差压用隔膜的中心的
    径向形成;第2差压用测定元件,该第2差压用测定元件在差压用隔膜的
    第1端边上设置在第1差压用测定元件的附近,且沿着与径向垂直的周方
    向形成;以及静压用隔膜,该静压用隔膜设置在差压用隔膜的外侧,且配
    置在差压用隔膜的除了第1端边以外的其他端边的任一个与基板的端部之
    间。

    如果采用这样的结构,则2种差压用测定元件配置在差压用隔膜的
    一个端边(第1端边)上,静压用隔膜形成在差压用隔膜的没有形成差
    压用测定元件的端边(除了第1端边以外的其他端边)的外侧。因此,
    与将差压用测定元件配置在差压用隔膜的各端边的结构相比较,能够使
    差压用测定元件与静压用隔膜之间的距离长,因此能够减少施加静压时
    对差压用测定元件的影响。并且,与在差压用隔膜的外侧设置四个静压
    用隔膜的结构相比较,在采用相同尺寸的基板的情况下,能够使静压用
    隔膜与差压用隔膜之间的距离长,因此,能够减少施加差压时对静压用
    测定元件的影响以及施加静压时对差压用测定元件的影响。进而,相反
    地,在使静压用隔膜和差压用隔膜的距离相同的情况下,能够实现基板
    的小型化。结果,能够得到可抑制因静压和差压的干涉引起的串扰的小
    型且高性能的压力传感器。

    在本发明所涉及的压力传感器中,优选还具备与基板接合的基座,
    在从差压用隔膜的第1端边到基板的端部之间形成基座与基板之间不接
    合的非接合区域。

    如果采用这样的结构,则由于在非接合区域的周边未配置静压用隔
    膜,所以能够确保用于形成非接合区域的空间。进而,通过调整非接合
    区域和接合区域的尺寸,能够使因温度引起的零点漂移及其偏差最小
    化,能够实现良好的温度特性。因此,能够实现具有更高性能且小型的
    压力传感器。

    并且,在本发明所涉及的压力传感器中,能够采用形成为在径向配
    置的端边比在周方向配置的端边短的形状的静压用隔膜。在这种情况
    下,优选在静压用隔膜的中央部和在周方向配置的端部分别设置静压用
    测定元件。

    如果采用这样的结构,则一方的静压用测定元件形成在静压用隔膜
    的端部,另一方的静压用测定元件形成在静压用隔膜的中央部,由温度
    变化时产生的应力所引起的电阻变动在这两个静压用测定元件的双方
    中为相同的方向,因此,能够抑制因温度变化而引起的输出变动。

    并且,在本发明所涉及的压力传感器中,能够将静压用隔膜形成为
    长方形状。

    如果采用这样的结构,则能够简单地制作压力传感器。

    并且,在本发明所涉及的压力传感器中,也能够将静压用隔膜形成
    为正方形状。在这种情况下,能够在静压用隔膜的邻接的两个端边上,
    分别以排列方向一致的方式设置静压用测定元件。

    如果采用这样的结构,则能够提高温度特性。

    根据本发明,能够提供一种小型且高性能的压力传感器。

    附图说明

    图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的压力传感器的结构的俯
    视图。

    图2是图1的II-II剖视图。

    图3是图1的III-III剖视图。

    图4是表示压力传感器的传感器芯片的制造工序的图。

    图5是表示压力传感器的传感器芯片的制造工序的工序剖视图,是
    图4的VV剖视图。

    图6是表示压力传感器的基座的制造工序的图。

    图7是表示压力传感器的基座的制造工序的工序剖视图,是图6的
    VII-VII剖视图。

    图8是表示本发明的第2实施方式所涉及的压力传感器的结构的俯
    视图。

    符号说明

    1...第1半导体层;2...绝缘层;3...第2半导体层;4...差压用隔膜;
    5...差压用测定元件;5a...差压用测定元件(第2差压用测定元件);5c
    ...差压用测定元件(第1差压用测定元件);9...抗蚀剂;10...传感器芯
    片;11...基座;15(15b·15d)...静压用测定元件;17...静压用隔膜;
    18:贯通孔;19:抗蚀剂;29:掩膜。

    具体实施方式

    以下,参照附图对应用了本发明的具体的实施方式进行详细说明。

    <第1实施方式>

    首先,对本发明的第1实施方式所涉及的压力传感器进行说明。图
    1是表示本实施方式所涉及的压力传感器所使用的传感器芯片的结构的
    俯视图。图2是图1的II-II剖视图,图3是III-III剖视图。本实施
    方式所涉及的压力传感器,是利用半导体的压阻效应的半导体压力传感
    器。

    压力传感器具有由半导体基板构成的传感器芯片10。传感器芯片
    10形成为正方形状。如图1所示,将正方形状的传感器芯片10的各顶
    点设为A、B、C、D。如图1所示,将左上角设为角A,将右下角设为
    角B,将右上角设为角C,将左下角设为角D。将连结角A和角B的对
    角线设为对角线AB,将连结角C和角D的对角线设为对角线CD。由
    于传感器芯片10形成为正方形,所以对角线AB和对角线CD正交。
    进一步,将传感器芯片10的中心设为中心O。中心O与对角线AB和
    对角线CD的交点一致。

    如图2所示,传感器芯片10具有作为基台的第1半导体层1、绝缘
    层2及第2半导体层3的3层构造。例如,作为传感器芯片10能够使
    用SOI(Silicon?On?Insulator,绝缘体上硅)基板,该SOI基板由第1
    半导体层1、0.5μm左右厚度的绝缘层2、和第2半导体层3构成。第
    1半导体层1及第2半导体层3例如由n型单晶硅层构成。绝缘层2例
    如由SiO2层构成。在第1半导体层1上形成有绝缘层2。

    并且,在绝缘层2上形成有第2半导体层3。因而,在第1半导体
    层1和第2半导体层3之间配设有绝缘层2。当对第1半导体层1进行
    蚀刻时,绝缘层2作为蚀刻停止层(etching?stopper)发挥功能。第2
    半导体层3构成差压用隔膜4。如图2所示,差压用隔膜4配设在芯片
    的中央部分。

    在传感器芯片10的中央部,设置有用于检测差压的差压用隔膜4。
    如图2所示,通过除去第1半导体层1而形成差压用隔膜4。即,在差
    压用隔膜4处,传感器芯片10变薄。在此,如图1所示,差压用隔膜4
    形成为正方形状。并且,差压用隔膜4的中心与传感器芯片10的中心
    O一致。即,差压用隔膜4的中心点位于对角线AB和对角线CD的交
    点上。进而,差压用隔膜4相对于正方形状的传感器芯片10倾斜45°
    配置。因而,对角线AB垂直地通过差压用隔膜4的对置的2边的中心。
    并且,对角线CD垂直地通过差压用隔膜4的对置的其他2边的中心。

    在差压用隔膜4的表面设置有差压用测定元件5b·5c。将这两个差
    压用测定元件5b·5c统称为差压用测定元件5。差压用测定元件5设置
    在差压用隔膜4的端部。即,差压用测定元件5形成在差压用隔膜4的
    周缘部上。

    两个差压用测定元件形成在差压用隔膜4的与对角线AB平行的一
    个端边(第1端边)上。即,仅在差压用隔膜4的1边上形成有差压用
    测定元件5,在余下的3边上不形成差压用测定元件。在此,在角C侧
    的边形成有差压用测定元件5b·5c。这样,在差压用隔膜4的1边形成
    有两个差压用测定元件5,在一方的差压用测定元件5b的附近形成有
    另一方的差压用测定元件5c。

    差压用测定元件5b的长边方向与对角线CD垂直。即,差压用测
    定元件5b形成为,该差压用测定元件5b与形成有该差压用测定元件
    5b的差压用隔膜4的1边平行。另一方面,差压用测定元件5c的长边
    方向形成为与对角线CD平行。即,差压用测定元件5c形成为,与形
    成有该差压用测定元件5c的差压用隔膜4的1边垂直。因而,接近配
    置的静压用测定元件5b和静压用测定元件5c设置在正交的方向。

    差压用测定元件5是具有压阻效应的应变片。因而,当传感器芯片
    10产生应变时,各差压用测定元件5b·5c的电阻发生变化。另外,在
    传感器芯片的上表面形成有与各差压用测定元件5b·5c连接的配线(未
    图示)。例如,在各差压用测定元件5b·5c的两端连接有配线。两个差
    压用测定元件5利用该配线与电桥电路接线。借助由差压用隔膜4隔开
    的空间的压力差,差压用隔膜4发生变形。对于差压用测定元件5,根
    据差压用隔膜4的变形量而电阻发生变化。通过检测该电阻变化,能够
    测定压力。如图3所示,差压用测定元件5形成在传感器芯片10的表
    面。进而,在差压用测定元件5b·5c的长边方向的两端连接有配线(未
    图示)。例如,差压用测定元件5b形成为,与传感器芯片10的晶面方
    位(100)中的压阻系数最大的<110>晶向平行。

    进一步,在传感器芯片10设置有一个静压用隔膜17。如图3所示,
    通过除去第1半导体层1而形成静压用隔膜17。即,在静压用隔膜17
    处,传感器芯片10变薄。静压用隔膜17配置在差压用隔膜4的外周部。
    即,在差压用隔膜4的外侧配置有静压用隔膜17。静压用隔膜17配置
    在对角线CD上。静压用隔膜17比差压用隔膜4小。

    静压用隔膜17配置在中心O和角D之间。即,在差压用隔膜4的
    位于角D侧的1边和角D之间配置有静压用隔膜17。在此,差压用隔
    膜4的角D侧的1边是未形成差压用测定元件5的边。

    静压用隔膜17形成为长方形状。因而,静压用隔膜17的长边和短
    边正交。即,在静压用隔膜17存在长边方向和短边方向。在此,将从
    传感器芯片10的中心朝向外侧延伸的方向设为径向(r方向)。即,从
    传感器芯片10的中心点朝向传感器芯片10的端部的方向成为径向。由
    于传感器芯片10和差压用隔膜4的中心一致,所以该径向成为相对于
    差压用隔膜4的中心的径向。进而,将与径向正交的方向称作周方向(θ
    方向)。周方向与以传感器芯片10的中心为中心的圆的切线方向对应。
    静压用隔膜17的短边与径向平行。

    静压用隔膜17的短边与对角线CD平行。并且,在对角线CD上,
    静压用隔膜17的长边方向和周方向平行。在静压用隔膜17形成有静压
    用测定元件15b·15d。静压用测定元件15b形成在静压用隔膜17的端
    部。静压用测定元件15b形成在静压用隔膜17的位于角D侧的边上,
    且在静压用隔膜17的长边上沿着该长边形成。另一方面,静压用测定
    元件15d形成在静压用隔膜17的中央部。即,静压用测定元件15d形
    成在静压用隔膜17的周缘的内侧。

    静压用测定元件15b·15d是与差压用测定元件5同样的应变片。
    因而,当传感器芯片10产生应变时,由于压阻效应,各静压用测定元
    件15b·15d的电阻发生变化。静压用测定元件15b·15d和差压用测定
    元件5同样地与电桥电路连接。由此,能够测定静压。另外,如图3所
    示,静压用测定元件15b·15d形成在传感器芯片10的表面。在静压用
    测定元件15b·15d的长边方向的两端连接有配线(未图示)。进而,与
    差压用测定元件5同样,静压用测定元件15b·15d与电桥电路接线。

    在此,静压用隔膜17形成在差压用隔膜4的没有形成差压用测定
    元件5的边的外侧。即,在差压用隔膜4中,由于差压用测定元件5形
    成在位于角C侧的边,所以在角C和差压用隔膜4之间未形成静压用
    隔膜17。从与形成有差压用测定元件5的差压用隔膜4的1边(位于角
    C侧的边)不同的边(位于角D侧的边)到传感器芯片10的端之间,
    配置有静压用隔膜17。

    由此,能够减少施加静压时对差压用测定元件5的影响。与将差压
    用测定元件5配置在差压用隔膜4的各边的结构相比,能够使差压用测
    定元件5和静压用隔膜17之间离开距离。因此,能够更准确地测定差
    压。并且,与在差压用隔膜4的外周部设置四个静压用隔膜17的结构
    相比,能够使静压用测定元件15和差压用隔膜4之间离开距离。因此,
    能够减少施加差压时对静压用测定元件15b·15d的影响。由此,能够
    更准确地测定静压。这样,能够准确地测定静压及差压。能够使差压用
    隔膜4与静压用测定元件15b·15d之间的间隔变宽。因此,能够减小
    在邻接的隔膜产生的应力的影响。即,能够抑制因静压与差压之间的干
    涉而产生的串扰的影响。

    在差压用隔膜4的1边上形成有相当于本发明中的第1差压用测定
    元件的径向的差压用测定元件5c,和相当于本发明中的第2差压用测定
    元件的周方向的差压用测定元件5b。即,形成于正交的方向的两个差
    压用测定元件5b·5c形成在差压用隔膜4的同一边上。进而,利用设
    置于该1边的两个差压用测定元件5b·5c(及未图示的两个外部固定电
    阻)形成电桥电路。进一步,将静压用隔膜17配置在未设置差压用测
    定元件5的方向。即,在未设置差压用测定元件5的边的外侧形成静压
    用隔膜17。通过形成为这样的结构,能够准确地测定静压及差压。即,
    能够实现小型且高性能的压力传感器。另外,在本实施方式中,在差压
    用隔膜4的边上形成有差压用测定元件5b·5c,但只要形成在差压用隔
    膜的端部附近的产生最大应力的部位即可。

    并且,传感器芯片10与基座11接合。将基座11和传感器芯片10
    接合的区域设为接合区域13A。并且,将基座11和传感器芯片10不接
    合的区域设为非接合区域13。即,如图3所示,在基座11的位于角C
    侧的端部形成有薄壁部,在除此之外的部分形成有厚壁部。薄壁部处的
    厚度比厚壁部处的高度低。该厚壁部与传感器芯片10接合。另一方面,
    在薄壁部处,基座11和传感器芯片10不接合。

    在此,非接合区域13形成在角C侧。进而,非接合区域13形成为
    三角形状。即,非接合区域13形成为以角C为顶点的直角等边三角形。
    除了非接合区域13以外的区域是接合区域13A,在该接合区域13A的
    中央形成有贯通孔18。设置于基座11的贯通孔18连通至差压用隔膜4。
    由此,贯通孔18成为导入口,能够将气体导入至差压用隔膜4。接合区
    域13A和非接合区域13之间的边界线与对角线AB平行。这样,设置
    非接合区域13的方向与设置静压用隔膜17的方向不同。即,在中心O
    和角C之间的区域设置有非接合区域13,在中心O和角D之间的区域
    设置有静压用隔膜17。

    以在对角线AB方向产生的应力和在与对角线AB垂直的对角线CD
    方向产生的应力相等的方式,对非接合区域13及接合区域13A的尺寸
    进行调整。通过形成为这样的结构,能够提高温度特性。即,如日本专
    利第3359493号公报所示,能够使因温度引起的零点漂移及其偏差最小,
    具有良好的温度特性。进一步,能够形成为在非接合区域13的周边不
    配置静压用隔膜17的结构。因此,能够确保形成非接合区域13的空间。
    由此,能够实现小型且高性能的压力传感器。

    接着,对本实施方式所涉及的压力传感器的制造方法进行说明。首
    先,使用图4及图5对压力传感器所使用的传感器芯片10的制造工序
    进行说明。图4是表示传感器芯片10的制造方法的图,表示从上方观
    察时的传感器芯片10的结构。图5是表示传感器芯片10的制造工序的
    工序剖视图,表示图4的V-V截面的结构。

    首先,准备SOI(Silicon?On?Insulator)晶片,该SOI晶片由第1
    半导体层1、0.5μm左右厚度的绝缘层2、和第2半导体层3构成。为
    了制作该SOI晶片,可以采用在Si基板中注入氧而形成SiO2层的
    SIMOX(Separation?by?IMplanted?Oxygen,注氧隔离)技术,可以使
    用将两个Si基板粘贴在一起的SDB(Silicon?Direct?Bonding,硅直接键
    合)技术,也可以使用其他方法。另外,也可以使第2半导体层3平坦
    化及薄膜化。例如,能够利用被称作CCP(Computer?Controlled?
    Polishing,数控抛光)的研磨法等将第2半导体层3研磨至预定厚度。

    在第2半导体层3的上表面,利用杂质扩散或者离子注入法形成由
    p型Si构成的静压用测定元件15b·15d。由此,成为图4(a)及图5
    (a)所示的结构。当然能够在该工序中形成差压用测定元件5b·5c。
    如图1等所示,各测定元件形成在成为各隔膜的部位的预定的位置。另
    外,也可以在下述的隔膜的形成工序之后形成差压用测定元件5b·5c、
    静压用测定元件15b·15d。当然,也可以使差压用测定元件5具有与
    静压用测定元件15b·15d不同的特性。

    在以这种方式构成的SOI晶片的下表面形成抗蚀剂9。利用公知的
    光刻工序在第1半导体层1上形成抗蚀剂9的图案。即,通过涂敷感光
    性树脂膜并进行曝光、显影,来形成抗蚀剂9的图案??故醇?在与压
    敏区域(形成隔膜的区域)相当的部分具有开口部。即,在形成隔膜的
    部分处,第1半导体层1露出。由此,成为图5(b)所示的结构。

    进而,将抗蚀剂9作为掩膜,对第1半导体层1进行蚀刻。由此,
    成为图5(c)所示的结构。例如,能够使用公知的ICP蚀刻等的干法
    蚀刻对第1半导体层1进行蚀刻。当然也可以利用使用KOH或TMAH
    等溶液的湿法蚀刻对第1半导体层1进行蚀刻。在对第1半导体层1进
    行蚀刻后形成差压用隔膜4及静压用隔膜17。在此,绝缘层2作为蚀刻
    停止层发挥功能。因而,绝缘层2从抗蚀剂9的开口部露出。

    进而,在除去抗蚀剂9后,成为图4(b)及图5(d)所示的结构。
    之后,形成用于与静压用测定元件15b·15d及差压用测定元件5获得
    电连接的配线(未图示)。由此,形成电桥电路,完成传感器芯片10。
    另外,也可以在图5(d)之前进行形成配线的工序。例如,可以在图5
    (a)之前制作配线,也可以在图5(a)~图5(c)之间制作配线。并
    且,如上所述,可以在图5(d)之后进行静压用测定元件15b·15d及
    差压用测定元件5的形成,也可以在图5(a)~图5(d)之间进行静
    压用测定元件15b·15d及差压用测定元件5的形成。即,配线的形成
    工序和应变片的形成工序的顺序并没有特别的限定。

    并且,也可以分开进行差压用隔膜4和静压用隔膜17的蚀刻工序。
    例如,使用不同的两种抗蚀剂图案,分别实施差压用隔膜4和静压用隔
    膜17的蚀刻。即,在形成用于设置差压用隔膜4的抗蚀剂图案之后,
    进行蚀刻。在形成差压用隔膜4之后,除去抗蚀剂。其后,形成用于设
    置静压用隔膜17的抗蚀剂图案。在将该抗蚀剂图案用作掩膜进行蚀刻
    后,形成静压用隔膜17。这样,通过在不同的蚀刻工序中设置差压用隔
    膜4和静压用隔膜17,能够使差压用隔膜4和静压用隔膜17具有不同
    的厚度。当然,也可以在形成静压用隔膜17之后形成差压用隔膜4。

    接着,使用图6及图7对基座11的制造工序进行说明。图6是表示
    基座11的制造方法的图,表示从上方观察时的基座11的结构。图7是
    表示基座11的制造工序的工序剖视图,表示图6的VII-VII截面的结
    构。

    首先,如图6(a)及图7(a)所示,准备作为基座11的基板。作
    为基板,使用派热克斯(注册商标)玻璃或陶瓷等平坦的基板。进而,
    在基座11上形成作为掩膜的抗蚀剂19。由此,成为图7(b)所示的结
    构??故醇?9利用公知的曝光、显影处理对抗蚀剂19进行图案形成。
    该抗蚀剂19在形成非接合区域13的部分被除去。即,形成非接合区域
    13的部分从基座11露出,在形成接合区域13A的部分处,基座11由
    抗蚀剂19覆盖。

    进而,在将抗蚀剂19作为掩膜进行蚀刻后,成为图6(b)及图7
    (c)所示的结构。在与基座11的角C相当的端部形成有凹部,余下的
    部分形成为凸部。即,基座11局部变薄,在基座11形成有厚壁部和薄
    壁部。薄壁部形成得比厚壁部薄。该薄壁部形成于非接合区域13。在此,
    利用使用HF等的湿法蚀刻在基座11形成薄壁部?;蛘?,也可以利用
    喷砂等形成薄壁部。

    进而,除去抗蚀剂19,形成贯通孔18。即,在基座11的中央形成
    圆形的贯通孔18。由此,成为图6(c)所示的结构。例如如图7(d)
    上侧所示,能够通过钻孔加工而形成贯通孔18?;蛘?,如图7(d)的
    下侧所示,也可以通过两面喷砂加工而形成贯通孔18。另外,在通过两
    面喷砂加工形成贯通孔18的情况下,在基座11的两面形成掩膜29。这
    样完成基座11。

    进而,将传感器芯片10和基座11接合。例如,通过阳极接合将基
    座11接合于传感器芯片10的第1半导体层1。在基座11的中心形成有
    到达差压用隔膜4的贯通孔18。贯通孔18与差压用隔膜4连通。并且,
    在角C的周边形成有非接合区域13。这样结束压力传感器的制作。这
    样制作的压力传感器小型且具有高性能。

    另外,在上述说明中,将传感器芯片10和差压用隔膜4的形状形
    成为倾斜45°的正方形,但它们的形状并不限于正方形。例如,也可以
    将传感器芯片10和差压用隔膜4的形状形成为多边形状。在差压用隔
    膜4的1边上配置差压用测定元件5b·5c,在与该1边对置的1边的外
    侧配置静压用隔膜17及静压用测定元件15b·15d。由此,温度特性变
    高,能够容易地实现减少了串扰的压力传感器?;蛘?,也可以将传感器
    芯片10和差压用隔膜4形成为圆形。在该情况下,也将差压用测定元
    件5b配置在差压用测定元件5c的附近。这样一来,能够容易地实现减
    少了串扰的压力传感器。

    并且,在上述说明中,将静压用隔膜17形成为长方形并予以说明,
    但静压用隔膜17的形状并不限于长方形。例如,也可以将静压用隔膜
    形成为椭圆形等?;谎灾?,只要静压用隔膜17是具有长边方向和短边
    方向的形状即可。进而,只要将与长边方向正交的短边方向沿着径向配
    置即可。将静压用测定元件15b·15d的长边方向沿着静压用隔膜的长
    边方向配置。即,静压用测定元件15b·15d的长边方向沿着周方向配
    置。并且,将静压用测定元件15b·15d形成在静压用隔膜17的基板端
    侧的端部,但也可以形成在基板中心侧的端部。进一步,将静压用测定
    元件15b·15d形成在静压用隔膜17的边上,但只要形成在静压用隔膜
    的端部附近的产生最大应力的部位即可。

    <第2实施方式>

    接着,使用图8对本发明的第2实施方式所涉及的压力传感器的结
    构进行说明。图8是表示压力传感器所使用的传感器芯片的结构的俯视
    图。在本实施方式中,静压用测定元件15b·15d的配置与第1实施方
    式不同。并且,具有静压用隔膜17为正方形状的结构。对于上述配置
    以外的结构,由于与第1实施方式同样,所以省略说明。并且,在图8
    (a)及图8(b)中,静压用测定元件15b·15d分别配置在不同的位
    置。

    首先,对图8(a)所示的传感器芯片的结构进行说明。形成有一个
    正方形状的静压用隔膜17。在图8(a)中,两个静压用测定元件15b·
    15d与对角线CD平行。在本实施方式中,两个静压用测定元件15b·
    15d配置在静压用隔膜17的端部。进而,在静压用隔膜17的邻接的2
    边配置有静压用测定元件15b·15d。静压用测定元件15b配置在静压
    用隔膜17的与对角线AB平行的边上,且与配置该静压用测定元件15b
    的静压用隔膜17的1边垂直。另一方面,静压用测定元件15d配置在
    静压用隔膜17的与对角线CD平行的边上,且与配置该静压用测定元
    件15d的静压用隔膜17的1边平行。即便是这样的结构,也能够得到
    与第1实施方式同样的效果。

    接着,对图8(b)所示的传感器芯片的结构进行说明。在图8(b)
    所示的结构中,相对于图8(a)的结构,静压用测定元件15b·15d的
    方向不同。对于除此之外的结构,由于与第1实施方式及图8(a)所示
    的结构同样,因此省略说明。如图8(b)所示,静压用测定元件15b·
    15d与对角线AB平行。进而,两个静压用测定元件15b·15d配置在静
    压用隔膜17的端部,在静压用隔膜17的邻接的2边配置有静压用测定
    元件15b·15d。静压用测定元件15b配置在静压用隔膜17的位于角D
    侧的1边,且与该1边平行。另一方面,静压用测定元件15d与配置该
    静压用测定元件15d的静压用隔膜17的1边垂直。即便是这样的结构,
    也能够得到与第1实施方式同样的效果。

    这样,在本实施方式中,在静压用隔膜17的邻接的2边上分别配
    置有静压用测定元件。进而,在一方的边上,静压用测定元件与该一方
    的边垂直,在另一方的边上,静压测定元件与该另一方的边平行。当然,
    也可以形成为图8(a)~图8(c)以外的结构。

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    本文标题:压力传感器.pdf
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