(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空洞外側の圧力の影響下で変形可能な、底部を基板（４０）で気密封止され、そして上部を隔膜（５８）で気密封止された空洞（Ｖ）を含む、マイクロエレクトロニクス技術で製作された圧力センサであって、隔膜に固定され、該隔膜の変形に応じて変化する抵抗を有する少なくとも１つの抵抗式ひずみゲージ（５４、５６）を備えた圧力センサにおいて、隔膜が絶縁材の堆積層により形成され、この絶縁材の層に固定された抵抗式ひずみゲージが、隔膜の下部の密閉された空洞（Ｖ）の内側に位置することを特徴とする圧力センサ。
【請求項２】
空洞が基板の上部に位置し、該基板が空洞を形成するために窪んでいないことを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
【請求項３】
空洞が、ひずみゲージと関連する測定回路の主要部分をカバーすることを特徴とする、請求項１及び２のいずれか一項に記載の圧力センサ。
【請求項４】
隔膜が窒化ケイ素で作られることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項５】
隔膜が、四つの抵抗のホイートストンブリッジにおいて共に連結される少なくとも２つの抵抗式ひずみゲージを持つことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項６】
ひずみゲージがニッケル／銅／シリコン合金、又はニッケル／銅／マンガン合金で作られることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項７】
隔膜により密閉された空洞を備える、ひずみゲージ式圧力センサを製作するための方法であって、
基板面における測定電子回路素子の製作ステップと、
中身のない空洞の容積を画定するために意図される犠牲層の堆積、及び電子回路素子の上方に位置する犠牲層の島を残存させるための、この層のエッチングのステップと、
犠牲層上への薄い抵抗層の堆積、及び抵抗層における抵抗式ひずみゲージのエッチングのステップと、
ひずみゲージに固定される、後で自己支持型の隔膜を形成するであろう少なくとも一つの絶縁層の、ひずみゲージ上及び犠牲層上への堆積ステップと、
該絶縁層が犠牲層と接している点における少なくとも小さな開口を除いて、犠牲層全体をカバーする隔膜を残存させるための、この絶縁層のエッチングのステップと、
犠牲層全体を除去するために、抵抗式ひずみゲージの材料を攻撃しないエッチング剤による前記小さな開口部を通じた犠牲層の攻撃のステップと、
空洞を気密封止するように前記小さな開口を塞ぐための、閉塞材料の堆積のステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
空洞が次に真空のまま留まるように、閉塞材料の堆積が低圧において行なわれることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
犠牲層の材料がタングステンであり、ひずみゲージがニッケル／クロム／シリコン合金、又はニッケル／銅／マンガン合金で作られることを特徴とする、請求項７及び８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
合金の比率がニッケル／クロム／シリコンの場合に約０．５／０．４／０．１であり、銅／ニッケル／マンガンの場合に約０．５５／０．４４／０．０１であることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
犠牲層の材料が有機ポリマーであることを特徴とする、請求項７及び８のいずれか一項に記載の方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧力センサ、そして特にマイクロエレクトロニクスにおいて用いられる、集合的な製造技術−すなわち絶縁層、導電層、又は半導体層の堆積、フォトエッチング、ドーピング等、それに続く、センサに各々が対応する個々のチップへのウェーハ切断、及び最後に各センサチップのカプセル化による、単一のウェーハ上での複数のセンサの製作−によって作られる圧力センサに関する。
【０００２】
これらのセンサには数多くの用途：気圧測定、車両のタイヤ圧測定等がある。
【背景技術】
【０００３】
マイクロエレクトロニクス技術は、同一のチップ上において、機械的構成要素の微細機械加工及び、これらの機械的構成要素に関連する電子回路の形成の両方を実行することを可能にする。圧力センサにおいて、機械的構成要素は変形可能な隔膜により密閉された空洞を必然的に含む。電子変換器要素は隔膜に組み合わされたひずみゲージ又はコンデンサ板と、隔膜の変形に応じた抵抗又はキャパシタンスの変化を検出するための能動回路とを備える。
【０００４】
マイクロエレクトロニクス技術の利点は、センサの製作費を大幅に低減できることである。現今、製作費は特に多くの用途において、とりわけ商用の用途（例えばタイヤ圧を検出するための自動車市場）において限界状態である。
【０００５】
しかしながら、これまでに考案された技術は、特に電子回路素子を製作するためステップにステップを加えることを必要とする、機械的構成要素の生産によって導入される複雑さのために、コストの立場からは最適でない。
【０００６】
一例を挙げると、次の解決策が既に提案されている。
−ａ（図１）：（文字Ｖで表わされる）中身のない空洞がシリコン板の厚みにわたってえぐり抜かれ、片側がガラス板１０で密閉され、反対側が窪んだ板１２の上部に残る薄膜１４により密閉されている、一緒に接着された２枚の板、例えばガラス板１０とシリコン板１２の接合。金属のひずみゲージ１６、１８はこの隔膜上に堆積され、絶縁層２０はシリコン膜１４とゲージとの間に置かれている。
−ｂ（図２）：図１と類似しているが、ひずみゲージは堆積された金属層により製作される代わりに、隔膜のシリコンのドーピングされた領域２２、２４である。それらのドーピングは隔膜のそれと逆であり、前記ドーピングされた領域は、これらのドーピングされた領域と隔膜との間に形成される逆の結合によってのみ、隔膜から絶縁される。その製作はより単純であり、これらドーピングされた領域の圧電抵抗感度は隔膜が変形するとき非常に良好であるが、絶縁は良好ではなく、特に温度が上昇するとき動作不良をもたらす。
−ｃ（図示せず。図１と類似）：金属ひずみゲージ１６及び１８の代わりに、ひずみゲージは絶縁層２０上に堆積される多結晶シリコン層の一部分である。その感度は金属の抵抗式ひずみゲージとドーピングされた単結晶シリコン領域に基づくゲージとの中間である。
【０００７】
解決策ａ、ｂ、及びｃは空洞Ｖをえぐり抜くために、その背面を経由するシリコン板の処理を必要とし、それによって相当に製作を複雑にし、それに加えて、ひずみゲージを外的な化学的又は電気的な攻撃から保護するための手段が取られねばならない。
−ｄ（図３）：背面の処理を避けるため、及び製作後にひずみゲージを保護する必要性を避けるため、２つのシリコン板を含むより複雑な構造が提案されている。：空洞及び必要に応じて電子回路とひずみゲージを有する下板１２、並びに空洞を密閉し、薄膜１４のみを保持するように空洞の所で薄くされた上板２６である。この解決策は非常に複雑で高価であり、プロとしての適用に対しては保留されている。−とりわけ、それは第一の板１２の全体厚さを貫通してセンサからの電気的出力の接続を行うために取るべき、面倒な手段を必要とする。
−ｅ（図４）：上記の解決策の欠点を取り除くため、そして機械的構成要素（空洞、隔膜）及び電子回路素子の両方を同じ基板上へ統合し得るために、ひずみゲージを除去して圧力をキャパシタンスにおける変化を通じて検出し、隔膜１４が導電性で１つの電極を構成し、別の電極２８がシリコン基板内に形成されることが提案されている。隔膜１４はシリコン板１２の上部に懸架された多結晶シリコン層により形成され、中身のない空洞Ｖは該板と隔膜の間に形成されている。電子回路は、同じ基板上に機械的構成要素（空洞、隔膜）及び集積された測定回路の両方を構成するように、シリコン板１２内に組み込まれ得る。そのような解決策は米国特許第５  ３２１  ９８９号明細書及び、「小型のシングルチップ圧力・温度センサ」と題された、Ｍ．カンドラーらのマイクロメカニックス及びマイクロエンジニアリングのジャーナル、１９９２年、１９９〜２０１頁による論文（ｔｈｅ  ａｒｔｉｃｌｅ  ｂｙ  Ｍ．Ｋａｎｄｌｅｒ  ｅｔ  ａｌ．ｉｎ  ｔｈｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍｉｃｒｏｍｅｃｈａｎｉｃｓ  ａｎｄ  Ｍｉｃｒｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  １９９２  ｐｐ．１９９−２０１  ｅｎｔｉｔｌｅｄ“Ａ  ｍｉｎｉａｔｕｒｅ  ｓｉｎｇｌｅ−ｃｈｉｐ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ａｎｄ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｓｅｎｓｏｒ”）に記載されている。この解決策は、キャパシタンスが小さく、隔膜１４に面する広い電極２８が備えられる必要があるため、大きなセンサ領域が占められることを想定している。さらに、圧力測定は非常に温度依存性が強く、実際にそのうちの１つが圧力の影響下で変形可能な隔膜１４の助けで形成され、もう一方は類似であるが変形出来ない、又は殆ど変形出来ない隔膜１４’から形成される、（図４における左と右に対する）２つの類似のコンデンサを用いて差動測定を用意する必要がある。第二の隔膜の相対的な非変形性は、この隔膜の上部に厚い層を堆積することにより獲得され得るが、このようにして得られたキャパシタンスは十分に同じでなく、温度補償は完全でない。この解決策は非常に大きな面積を費やし、それゆえ高価である。それに加えて、隔膜は導電性であり、測定を妨げ得る外部の電気的影響を受け続ける。それはまた化学的影響にも敏感である。最終的に、隔膜は６００℃以上において堆積され、従って基板内に集積電子回路を製作する一定の作業の前に堆積されなければならない。それゆえ、電子回路の製作を機械的構成要素に特有のステップに応じて適合させる必要があり、この依存性はその後に続く回路生産技術の展開を妨げる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、従来技術のセンサよりも製作が容易で、（同じ性能に対して）安価な圧力センサを提供することである。このために、本発明は半導体ひずみゲージを使用する概念（それらは遥かに敏感ではあるが）から離れ、そして容量測定は従来技術において、同じ基板上でセンサの機械的構成要素と電子測定回路の両方の製作を可能にしている測定ではあるが、容量測定を用いる概念から離れる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は空洞外側の圧力の影響下で変形可能な、底部を基板で気密封止され、そして上部を隔膜で気密封止された空洞を含む、マイクロエレクトロニクス技術で製作された圧力センサを提供し、該センサは隔膜に固定され、該隔膜の変形に応じて変化する抵抗を有する少なくとも１つの抵抗式ひずみゲージを備え、隔膜が絶縁材の堆積層により形成され、この絶縁材の層に固定された抵抗式ひずみゲージが、隔膜の下部の密閉された空洞の内側に位置することを特徴とする。
【００１０】
空洞は、センサの電子回路が基板上の空洞の外側に備えられる必要がないように、ひずみゲージと関連する測定回路の主要部分をカバーし得る。
【００１１】
空洞は基板の上部に位置し、そして従来のひずみゲージセンサの基板と異なり、この基板は窪んでいない。
【００１２】
抵抗式ひずみゲージは空洞の内部に位置するため、本質的に外部の攻撃から保護されている。
【００１３】
望ましくは、電子回路は基板内に組み込まれ、抵抗式ひずみゲージはこの組み込まれた電子回路に電気的に接続される。
【００１４】
隔膜は望ましくは基板上に堆積された部分と、自己支持型で密閉された空洞により基板から分離されている、基板の上方に懸架された部分とを含む薄い絶縁層から成る。
【００１５】
望ましくは、隔膜は化学的攻撃に対して非常に良好な抵抗力を示し、望ましくはＰＥＣＶＤ（プラズマ化学蒸着（ｐｌａｓｍａ−ｅｎｈａｎｃｅｄ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ））により堆積される、窒化ケイ素で作られる。望ましくは、抵抗式ひずみゲージは４つの抵抗のホイートストンブリッジとして共に連結される。
【００１６】
ひずみゲージに関連する電子回路は、少なくとも部分的に隔膜の下方にあり、それによりスペースを節約することが望ましい。
【００１７】
自己支持型の隔膜と抵抗は、他の全ての回路素子が製作された後に作られることができ、従って該製作はこれらの別の回路素子のために用いられる技術とは別個に実施され得る。
【００１８】
隔膜により密閉された空洞を備えるひずみゲージ式圧力センサを作り出すため、本発明は次のステップを含む製作方法を提供する：
基板面における測定電子回路素子の製作と、
中身のない空洞の容積を画定するために意図される犠牲層の堆積と、電子回路素子の上方に位置する犠牲層の島を残存させるための、この層のエッチングと、
犠牲層上への薄い抵抗層の堆積、及び抵抗層における抵抗式ひずみゲージのエッチングと、
ひずみゲージに固定される、後で自己支持型の隔膜を形成するであろう少なくとも１つの絶縁層の、ひずみゲージ上及び犠牲層上への堆積と、
該絶縁層が犠牲層と接している点における少なくとも小さな開口を除いて、犠牲層全体をカバーする隔膜を残存させるための、この絶縁層のエッチングと、
犠牲層全体を除去するために、抵抗式ひずみゲージの材料をエッチングしない化学的エッチング剤による小さな開口部を通じた犠牲層のエッチングと、
空洞を気密封止するように小さな開口を塞ぐための、閉塞材料の堆積とのステップである。
【００１９】
閉塞材料の堆積は、空洞が次に真空のまま留まるように、非常に低圧で行なわれることが望ましい。センサは従って絶対圧力の測定を提供する。しかしながら、空洞が空気又はガスで満たされ、圧力測定がそのとき相対圧力となることも又考えられるであろう。
【００２０】
抵抗式ひずみゲージは、半導体（シリコン）ひずみゲージよりも変形に対して感度は低いけれども、このとりわけ安価な製作方法の利点は、感度の低いゲージを使用する欠点を大いに補償することが見出されている。
【００２１】
１つの有利な実施形態において、犠牲層はタングステンで作られ、特にこの場合、ひずみゲージはニッケル／クロム／シリコン合金、又はニッケル／銅／マンガン合金で作られ得る。この実施形態は、空洞が特に１μｍ未満の小さな厚みを有する場合に、とりわけ使用されるであろう。
【００２２】
特により大きな厚み（典型的には１〜１０μｍ）の空洞に対する、他の有利な実施形態において、犠牲層はポリマー材と、ニッケル／クロム／シリコン合金、又はニッケル／銅／マンガン合金、或いはニッケル／クロム／鉄合金で作られたゲージとから望ましくは製作されるであろう。該ポリマー材は、望ましくは酸素プラズマによりエッチングされたネガ型のフォトレジストであろう。
【００２３】
本発明の他の特徴及び利点は、添付図を参照して与えられる以下の詳細説明を読むことにより明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明による圧力センサを生み出す方法は、各センサが、第一に変形可能な隔膜により密閉された空洞と、第二に該空洞の外側から隔膜に作用する圧力、例えばその中にセンサが設置される環境における周囲圧力を表わす、電気的測定信号を発生するために必要な全ての回路素子とを含む、幾つかの個々のセンサの集合的製作のために意図された半導体ウェーハから出発する。ウェーハは製作の最後に個々のチップへと切り分けられ、各センサチップは個々にパッケージ内にカプセル化されるであろう。個々のセンサに対応する１つだけのウェーハ部分が図５に示され、この平らなウェーハ部分はこれ以後、センサの基板４０と呼ばれるものを構成するであろう。
【００２５】
該ウェーハは単結晶シリコンウェーハであることが望ましい。それはまた様々な基板上に堆積される単結晶シリコン・エピタキシ層から成り得る。ひずみゲージを除いた全ての電子回路は空洞及び変形可能な隔膜の形成に先立って製作され、この状況は特に有利である。これらの回路は任意のマイクロエレクトロニクス技術、とりわけＭＯＳ回路、ＣＭＯＳ回路、バイポーラー回路、ｂｉＣＭＯＳ回路等の生産に用いられる従来技術で製作され得る。
【００２６】
回路のこの製作は、それが本発明に具体的に関連するステップとは別個であるため、詳細に議論されないであろう。図５に図式的に単純に表わされているのは、半導体基板４０の前面に組み込まれている個々のセンサ用の電子回路を含む表面領域４２である。さらに表わされているのは、該センサがウェーハの前面でなされる接触を通じて外側に接続され得ることを示す、２つの外部出力接点４４と４６である。最後に、（この段階ではまだ作られていない）ひずみゲージを他の回路素子に接続するために役立つであろう、２つの接触領域４８及び５０が示されている。
【００２７】
この段階で基板４０の上面は、連続的な堆積及びエッチング工程に関連する僅かな凹凸は存在するとしても、全体的には平らである。「平らな表面」という語句は、基板が空洞を形成するために窪んでいないことを意味すると理解される。更に、基板はその背面側においても窪んでいない。
【００２８】
圧力センサの機械的構成要素を製作する第一ステップである、次のステップ（図６）は、犠牲層５２、すなわちその後に除去されるであろう層の堆積を含む。層の厚さは作られるべき空洞に必要とされる厚さ、例えば数μｍである。該層は空洞が必要とする容積に丁度対応するパターンでエッチングされ、このエッチング作業は犠牲層の島を残存させる。この島の形状は、例えば約１００μｍの直径の円形であり得る。犠牲層の島は、基板内に集積された回路素子、例えば利用できる電気信号を供給するために必要な測定増幅器を非常にうまくカバーし得る。それは集積回路素子の主要部分さえもカバーし得る。しかしながら、該島は４８又は５０のような接触領域をカバーせず、また外部出力接点４４、４６もカバーしない。犠牲層の材料は、以前に作られた回路素子を損傷することなく、この材料を次に続くステップで容易に除去出来るという必要性に従って選ばれる。無機物材料又は有機材料を用いることが可能である。ポリアミド又はフォトレジストのようなポリマー、或いはタングステンのような金属はとりわけ適切である。隔膜をエッチングすることなく犠牲層が選択的エッチングにより除去され得るように、該材料は隔膜の形成に使用されるであろう材料とは異なっていなければならない。犠牲層の材料は後で見られるように、いずれの場合でも異方性エッチングによりエッチングされることが可能でなければならない。最後に、それはひずみゲージの材料をエッチングすることなく、エッチングされることが可能でなければならない。
【００２９】
次のステップ（図７）は５４及び５６のような抵抗式ひずみゲージを定義する薄い層を堆積し、次にエッチングすることにある。ゲージを製作するために多くの材料、典型的にはニッケル、鉄、クロムのような金属、又はこれらの金属から形成される合金、或いはさらに他の材料が使用され得る。好適な材料は、高い抵抗率と低い温度依存性とを有するものである。特に犠牲層が有機材料で作られている場合、堆積は低温の陰極スパッタリングにより行なわれることが望ましい。
【００３０】
タングステンで作られた犠牲層の場合、非常に適切なゲージ材料は、例えば、望ましくはそれぞれの比率が約０．５／０．４／０．１（Ｎｉ０．５／Ｃｒ０．４／Ｓｉ０．１）のニッケル／クロム／シリコン合金であろう。この合金は（１リットルの水当たり３４ｇのＫＨ２ＰＯ４、１３ｇのＫＯＨ、及び３３ｇのＫ３Ｆｅ６を含有する水溶液のような）、タングステンをエッチングするための水浴によってはエッチングされない。エッチングの選択度は余り良好ではないが、コンスタンタン（Ｃｕ０．５５Ｎｉ０．４４Ｍｎ０．０１）のような、比率が約０．５５／０．４４／０．０１の銅／ニッケル／マンガン合金を用いることもまた可能である。ポリマー製の犠牲層を用いると、非常に広いゲージ材料の選択度があり、ゲージがそこから作られる無機物材料に関して、犠牲層用のエッチング剤は非常に低い活性を有する。
【００３１】
ひずみゲージ材料の層は、下記となるようにエッチングされる。
−必要とされる抵抗値を持つ１つ以上の抵抗、典型的にはホイートストンブリッジとして接続されるであろう４つの抵抗が犠牲層の上部に作られる。該抵抗は典型的には数百Ω〜数千Ωであることができ、これは例えば５〜５００ナノメートルの層の厚さで得ることができる。
−これらの抵抗の端部は、例えば前記集積回路の表面に備えられる接触領域４８及び５０を経由して、該集積回路４２に接続される。
【００３２】
ホイートストンブリッジ接続及び他の集積回路素子との接続は、該集積回路の部分を形成する導体により行なわれ、これらの導体は図示されていない。ホイートストンブリッジは、その不均衡が差動電圧増幅器により容易に測定され得る、低い入力インピーダンスを有する構造である。
【００３３】
次のステップ（図８）は圧力に敏感な、自己支持型の隔膜を構成するであろう材料の層５８の堆積と、次にエッチングを含む。この層は絶縁材料の層である。低温（４５０℃未満）で堆積される窒化ケイ素は、良好な特性−自己支持能力、弾性、真空の密閉、及び外部の化学的攻撃に対する耐性−を有するため好適な材料である。それを低温で堆積することにより、下に横たわる電子回路４２は品質が低下しない。該層は様々な材料の幾つかの下層から構成され得る。典型的には、その厚さは約１μｍ又は数μｍである。エッチングは、ひずみゲージが島をカバーする点を含む、犠牲層５２の島を完全にカバーし、そして基板との連続的な固定した接続を提供するために、島の全周に延びる隔膜を形成するように行なわれる。しかしながら、エッチング作業において、又はそれに続くエッチングのステップにおいて、１つ以上の小さい穴６０は、隔膜層５８が犠牲層５２と直接接触する（すなわちゲージの上部でもなく、基板の上部でもない）点に準備される。単一の小さい穴６０は便宜上隔膜の中央に示されているが、実際にはその代わりに隔膜の周辺にわたって分布する一連の小さい穴が準備されるであろう。これらの穴の目的は、犠牲層のその後のエッチングを可能にするためである。
【００３４】
図９はこの除去ステップを示す。穴６０を介する異方性化学エッチングにより、犠牲層は溶解して完全に取り除かれ、以前に犠牲層の島により占められていた、全体スペースを占有する空洞Ｖを後に残す。エッチング剤は隔膜又はゲージ、或いは空洞Ｖの内側の基板に形成された集積回路素子のいずれもエッチングしてはならない。
【００３５】
この段階において、該空洞は塞がれなければならない。図１０は、空洞内へ深過ぎるほど侵入することなく図１０に示すように穴６０を埋める、高いカバー能力を有する材料の層６２の堆積を示す。窒化ケイ素又は酸化シリコンは適し得る。この堆積は、空洞を塞ぐ前に該空洞内に真空を作り出すために、非常に低圧（５０Ｐａ未満）で行なわれることが望ましい。
【００３６】
この層６２は次に、各々の小さい開口６０（図１１）内にプラグ６４のみを残存させるように、一様にエッチングされる（又は、必要に応じ、マスクを通じてエッチングされる）。この層は又、特にそれが隔膜と同じ材料で作られる場合には完全に残されても良く、その場合それは隔膜の一部となる。
【００３７】
これらのステップの後で、ゲージは空洞の内部にあるため、外部の化学的攻撃から完全に保護される。
【００３８】
図１１は製作のこの段階における圧力センサを示す。図１２はひずみゲージの上から見た可能な構成を示す。隔膜は正方形（点線６６）で表わされているが、それは円形も有り得る。そこには４つの対となった対称なゲージ：５４と５６、６８と７０がある。隔膜の外側にあるこれらのゲージの端部は、電圧供給源及び測定増幅器へ共に接続される４８及び５０のような基板の領域と接触する。該ゲージの設計は、隔膜全体に作用する圧力に変化があるとき、ゲージ６８及び７０が受ける応力に対して反対の応力を２つのゲージ５４及び５６が受けるようなものであることが望ましい。
【００３９】
（ゲージと、外部への接続用端子との接触領域を除き）測定回路素子及び、更には基板内の集積回路全体は、隔膜５８の下方に位置することができ、それらは従来技術、特に容量性技術において不可能であったことに注意するのは重要である。
【００４０】
抵抗式ひずみゲージは、環境又は化学的エッチング浴から薄い保護層によって保護されて来ていない。ゲージはそれゆえ最大限可能な変形を経験し、それゆえ最大限可能な信号を示す。保護層の追加は実際に隔膜の剛性を増し、またゲージを隔膜の中間的ファイバーに近づけるであろう。「中間的ファイバー」という用語は、（一様な材料に対して）隔膜の中央軸を意味すると理解される。端部において、ゲージが中間的ファイバー上に位置する場合、ゲージの変形はゼロである。保護層の効果は隔膜が薄いほど大きく、これはこのタイプの高度に集積されたセンサに対する場合である。
【００４１】
例として１μｍの厚さと１２０μｍの直径を有する窒化ケイ素の隔膜では、ゲージの相対的伸びは１バールの圧力に対しておよそ７×１０−４であり得る。３Ｖの電圧を供給される４つの抵抗のホイートストンブリッジでは、得られる信号は約４ｍＶであり、それは増幅が容易で、安価なセンサに対して全く十分である。
【００４２】
非常に重要な用途、すなわち車両のタイヤ圧力の測定に対し、９バールの測定範囲に伴って、例えば４μｍの厚さと２００μｍの直径を持つことができ、それは約１２×１０−４の変形を与えるであろう。隔膜のたわみは２μｍ未満であろう。そしてこれは空洞の小さな厚みに匹敵する。
【００４３】
ウェーハにおける集合的製作ステップの最後に、ウェーハは個々のセンサチップへと切り分けられ、該チップは例えば接触領域４４、４６に溶接された電線を通じて基盤に接続され、そして隔膜が測定されるべき圧力を受けたまま留まるような方法で、パッケージにカプセル化される。ゲージは例え隔膜が直接外部の攻撃を受けても保護されたまま留まる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】従来技術の圧力センサを示す。
【図２】従来技術の圧力センサを示す。
【図３】従来技術の圧力センサを示す。
【図４】従来技術の圧力センサを示す。
【図５】本発明によるセンサの製作における連続的なステップを示す。
【図６】本発明によるセンサの製作における連続的なステップを示す。
【図７】本発明によるセンサの製作における連続的なステップを示す。
【図８】本発明によるセンサの製作における連続的なステップを示す。
【図９】本発明によるセンサの製作における連続的なステップを示す。
【図１０】本発明によるセンサの製作における連続的なステップを示す。
【図１１】これまでの図に説明されたステップの後に得られる、本発明によるセンサの構造を横断面で示す。
【図１２】該センサの構造を上面図で示す。
【図１】
0005412682.tif 000002
【図２】
0005412682.tif 000003
【図３】
0005412682.tif 000004
【図４】
0005412682.tif 000005
【図５】
0005412682.tif 000006
【図６】
0005412682.tif 000007
【図７】
0005412682.tif 000008
【図８】
0005412682.tif 000009
【図９】
0005412682.tif 000010
【図１０】
0005412682.tif 000011
【図１１】
0005412682.tif 000012
【図１２】
0005412682.tif 000013