(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイアフラムの一面側に空隙室が設けられこのダイアフラムの他面側に測定圧が印加される半導体圧力測定装置において、
第ｌの単結晶シリコン基板と、
この第１の単結晶シリコン基板の一面に一面が接し半導体プロセスにより形成されたポリシリコン層と、
このポリシリコン層の他面に一面が接し半導体プロセスにより形成された酸化シリコン膜層と、
この酸化シリコン膜層の他面に一面が接して設けられ前記ポリシリコン層とこの酸化シリコン膜層と共にダイアフラムを構成する第２の単結晶シリコン基板と、
前記第ｌの単結晶シリコン基板の一面側に設けられ前記ポリシリコン層と空隙室を形成する凹部と、
前記ダイアフラムに設けられた歪検出センサと、
前記第１の単結晶シリコン基板の他面あるいは前記第２の単結晶シリコン基板の他面から前記空隙室に連通されこの空隙室と外部とを連通する導圧孔と
を具備したことを特徴とする半導体圧力測定装置。
【請求項２】
ダイアフラムの一面側に空隙室が設けられこのダイアフラムの他面側に測定圧が印加される半導体圧力測定装置において、
第１の単結晶シリコン基板と、
この第１の単結晶シリコン基板の一面に一面が接し半導体導体プロセスにより形成されたポリシリコン層と、
このポリシリコン層の他面に一面が接し半導体導体プロセスにより形成された酸化シリコン膜層と、
この酸化シリコン膜層の他面に一面が接して設けられた第２の単結晶シリコン基板と、
前記第１の単結晶シリコン基板の一面側に設けられこの第１の単結晶シリコン基板にダイアフラムを形成し前記ポリシリコン層と空隙室を構成する凹部と、
前記ダイアフラムに設けられた歪検出センサと、
前記第１の単結晶シリコン基板の他面あるいは前記第２の単結晶シリコン基板の他面から前記空隙室に連通されこの空隙室と外部とを連通する導圧孔と
を具備したことを特徴とする半導体圧力測定装置。
【請求項３】
ダイアフラムの一面側に空隙室が設けられこのダイアフラムの他面側に測定圧が印加される半導体圧力測定装置において、
第ｌの単結晶シリコン基板と、
この第１の単結晶シリコン基板の一面に一面が接し半導体導体プロセスにより形成されたポリシリコン層と、
このポリシリコン層の他面に一面が接し半導体導体プロセスにより形成された酸化シリコン膜層と、
この酸化シリコン膜層の他面に一面が接して設けられ前記ポリシリコン層とこの酸化シリコン膜層と共にダイアフラムを構成する第２の単結晶シリコン基板と、
前記第ｌの単結晶シリコン基板の一面側に設けられ前記ポリシリコン層と空隙室を形成する凹部と、
この凹部の底面と側面との接する部分に設けられた丸み部と、
前記ダイアフラムに設けられた歪検出センサと、
前記第１の単結晶シリコン基板の他面あるいは前記第２の単結晶シリコン基板の他面から前記空隙室に連通されこの空隙室と外部とを連通する導圧孔と
を具備したことを特徴とする半導体圧力測定装置。
【請求項４】
ダイアフラムの一面側に空隙室が設けられこのダイアフラムの他面側に測定圧が印加される半導体圧力測定装置において、
第１の単結晶シリコン基板と、
この第１の単結晶シリコン基板の一面に一面が接し半導体導体プロセスにより形成されたポリシリコン層と、
このポリシリコン層の他面に一面が接し半導体導体プロセスにより形成された酸化シリコン膜層と、
この酸化シリコン膜層の他面に一面が接して設けられた第２の単結晶シリコン基板と、
前記第１の単結晶シリコン基板の一面側に設けられこの第１の単結晶シリコン基板にダイアフラムを形成し前記ポリシリコン層と空隙室を構成する凹部と、
この凹部の底面と側面との接する部分に設けられた丸み部と、
前記ダイアフラムに設けられた歪検出センサと、
前記第１の単結晶シリコン基板の他面あるいは前記第２の単結晶シリコン基板の他面から前記空隙室に連通されこの空隙室と外部とを連通する導圧孔と
を具備したことを特徴とする半導体圧力測定装置。
【請求項５】
前記ダイアフラムが前記ポリシリコン層と前記酸化シリコン膜層と前記第２の単結晶シリコン基板との少なくとも1個により形成された事
を特徴とする請求項1又は請求項3記載の半導体圧力測定装置。
【請求項６】
ダイアフラムの一面側に空隙室が設けられ該ダイアフラムの他面側に測定圧が印加される半導体圧力測定装置の製造方法において、
以下の工程を有する事を特徴とする半導体圧力測定装置の製造方法。
（ａ）第ｌの単結晶シリコン基板の表面に第１の窒化シリコン膜を形成する工程。
（ｂ）フォトリソグラフィにより第１の単結晶シリコン基板上の第１の窒化シリコン膜の所要筒所を除去する工程。
（ｃ）前記第１の単結晶シリコン基板を酸化して第１の酸化シリコン膜を形成する工程。
（ｄ）この第１の酸化シリコン膜を除去する工程。
（ｅ）この第１の酸化シリコン膜が除去された個所の前記第１の単粘晶シリコン基板の表面と前記第ｌの窒化シリコン膜の表面とに第２の窒化シリコン膜を形成する工程。
（ｆ）この第２の窒化シリコン膜を異方性エッチングによって除去する工程。
（ｇ）この第２の窒化シリコン膜を除去した個所の前記第１の単結晶シリコン基板を酸化して第２の酸化シリコン膜を形成する工程。
（ｈ）前記第１の単結晶シリコン基板に形成されている第ｌの窒化シリコン膜と第２の窒化シリコン膜を除去する工程。
（ｉ）前記第１の単結晶シリコン基板の一面にポリシリコン層を形成する工程。
（ｊ）このポリシリコン層の表面を研磨により平坦化する工程。
（ｋ）第２の単結晶シリコン基板の一面に第３の酸化シリコン膜を形成する工程。
（ｌ）前記第１の単結晶シリコン基板のポリシリコン層面と前記第２の単結晶シリコン基板の第３の酸化シリコン膜とを接合する工程。
（ｍ）前記第１または第２の単結晶シリコン基板をダイアフラムの厚さ分を残して研磨する工程。
（ｎ）このダイアフラムに歪み検出センサを形成する工程。
（ｏ）前記第ｌまたは第２の単結晶シリコン基板に前記第２の酸化シリコン膜に達する孔を形成する工程。
（ｐ）前記第２の酸化シリコン膜に達する孔より選択エッチングにより前記第２の酸化シリコン膜を除去する工程。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、安価で且つ精度、感度、過大圧特性が良好で、作製プロセスが安定で特性のばらつきが少ない、半導体圧力測定装置とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は従来より一般に使用されている従来例の要部構成説明図で、例えば、時開平１１−１４８８７９号公報、発明の名称「半導体圧力測定装置とその製造方法」に示されている。図７は図６の製作工程説明図である。
【０００３】
図６において、ポリシリコン層２は、第１の単結晶シリコン基板１の一面に、一面が接し半導体導体プロセスにより形成されている。
第２の単結晶シリコン基板３は、ポリシリコン層２の他面に、一面が接して設けられている。
【０００４】
凹部４は、第１の単結晶シリコン基板１の一面側に設けられ、この第１の単結晶シリコン基板１にダイアフラム５を形成し、ポリシリコン層２と空隙室６を構成する。
【０００５】
歪検出センサ７は、ダイアフラム５に設けられている。
この場合は、例えば、ピェゾ抵抗ストレンゲージや両端固定梁の振動式ストレンゲージが使用されている。
【０００６】
導圧孔８は、第１の単結晶シリコン基板１の他面、あるいは第２の単結晶シリコン基板３の他面から、空隙室６に連通され、空隙室６と外部とを連通する。
この場合は、第２の単結晶シリコン基板３の他面から、空隙室６に連通されでいる。
なお、導圧孔８は、第１の単結晶シリコン基板１の他面から、空隙室６に連通され、空隙室６と外部とを連通しても良いことは勿論である。
【０００７】
この様な装置は、図７に示す如く、以下の如くして製作される。
（ａ）図７（ａ）に示す如く、第１の単結晶シリコン基板１０１の表面に、第ｌの窒化シリコン膜１０２を形成する。
（ｂ）図７（ｂ）に示す如く、フォトリソグラフィにより、第１の単結晶シリコン基板１０１上の、第ｌの窒化シリコン膜１０２の所要筒所１０３を除去する。
【０００８】
（ｃ）図７（ｃ）に示す如く、第ｌの単結晶シリコン基板１０１を酸化して、第１の酸化シリコン膜１０４を形成する。
（ｄ）図７（ｄ）に示す如く、この第１の酸化シリコン膜１０４を除去する。
【０００９】
（ｅ）図７（ｅ）に示す如く、この第１の酸化シリコン膜１０４が除去された個所１０３の第１の単結晶シリコン基板１０１の表面と、第ｌの窒化シリコン膜１０２の表面とに、第２の窒化シリコン膜１０５を形成する。
【００１０】
（ｆ）図７（ｆ）に示す如く、この第２の窒化シリコン膜１０５を異方性エッチングによって除去する。
（ｇ）図７（ｇ）に示す如く、この第２の窒化シリコン膜１０５を除去した個所の、第ｌの単結晶シリコン基板１０１を酸化して、第２の酸化シリコン膜１０６を形成する。
【００１１】
（ｈ）図７（ｈ）に示す如く、第ｌの単結晶シリコン基板１０１に形成されている、第１の窒化シリコン膜１０２と第２の窒化シリコン膜１０５を除去する。
（ｉ）図７（ｉ）に示す如く、第１の単結晶シリコン基板１０１の一面にポリシリコン層１０７を形成する。
【００１２】
（ｊ）図７（ｊ）に示す如く、このポリシリコン層１０７の表面を研磨により平坦化する。
（ｋ）図７（ｋ）に示す如く、第１の単結晶シリコン基板１０１の第２の酸化シリコン膜１０６が形成されている面と、第２の単結晶シリコン基板１０８とを接合する。
【００１３】
（ｌ）図７（ｌ）に示す如く、第ｌの単結晶シリコン基板１０１をダイアフラム５の厚さ分を残して研磨する。
（ｍ）図７（ｍ）に示す如く、このダイアフラムに、歪み検出センサ１０９を形成する。
【００１４】
（ｎ）図７（ｎ）に示す如く、第２の単結晶シリコン基板１０８に、第２の酸化シリコン膜１０６に達する孔１１１を形成する。
（ｏ）図７（ｏ）に示す如、第２の酸化シリコン膜１０６に達する孔１１１より、選択エッチングにより、第２の酸化シリコン膜１０６を除去する。
【００１５】
この結果、ダイアフラム５は、シリコン単結晶材のみによって形成される。
即ち、残留歪が無いダイアフラムを構成することが出来、更なるダイアフラムの薄膜化が可能になり、測定精度、感度が更に向上された半導体圧力測定装置が得られる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この様な半導体圧力測定装置においては、以下のような問題点が発生する。
シリコン同志を直接接合するためには、図７（ｊ）のポリシリコン研磨終了後の表面段差及び面粗さが重要である。
【００１７】
特に、図７（ｋ）の直接接合は、シリコンとポリシリコン面の、貼り合わせになるため、段差は勿論だが、面粗さも充分小さくしなければならない。
面粗さを小さくするポリシリコン面の研磨は、シリコン面の研磨と比較して、グレインが有るため、研磨条件は非常に難しく、面粗さのばらつきが大きい。
【００１８】
そのため、面粗さに依存する室温での貼り合わせ歩留まりや、熱処理後のボイドによる歩留まりがばらつく。
【００１９】
本発明は、これらの問題点を解決するものである。
本発明の日的は、安価で且つ精度、感度、遇大圧特性が良好で、作製プロセスが安定で特性のばらつきが少ない、半導体圧力測定装置とその製造方法を提供するにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明では、請求項１の半導体圧力測定装置においては、
ダイアフラムの一面側に空隙室が設けられこのダイアフラムの他面側に測定圧が印加される半導体圧力測定装置において、
第ｌの単結晶シリコン基板と、この第１の単結晶シリコン基板の一面に一面が接し半導体プロセスにより形成されたポリシリコン層と、このポリシリコン層の他面に一面が接し半導体プロセスにより形成された酸化シリコン膜層と、この酸化シリコン膜層の他面に一面が接して設けられ前記ポリシリコン層とこの酸化シリコン膜層と共にダイアフラムを構成する第２の単結晶シリコン基板と、前記第ｌの単結晶シリコン基板の一面側に設けられ前記ポリシリコン層と空隙室を形成する凹部と、前記ダイアフラムに設けられた歪検出センサと、前記第１の単結晶シリコン基板の他面あるいは前記第２の単結晶シリコン基板の他面から前記空隙室に連通されこの空隙室と外部とを連通する導圧孔とを具備したことを特徴とする。
【００２１】
この結果、
（１）ポリシリコン層と酸化シリコン膜層とが、接して接合されるようにされたので、熱酸化シリコン膜層が過剰な水を吸収するためボイドが発生し難い半導体圧力測定装置が得られる。
【００２２】
（２）ポリシリコン層と酸化シリコン膜層とが、接して接合されるようにされたので、１１００℃以上では、酸化シリコン膜層が軟化するので、ボイドが存在しても変形して埋める効果がある。
また、ごみなどの粒子も取り込んで、ボイドを解消する事が出来る半導体圧力測定装置が得られる。
【００２３】
（３）加えるに、第ｌのシリコン単結晶基板に空隙室が設けられたので、ダイアフラムを形成するポリシリコン層が薄膜化出来る。具体的には、たとえば、１μｍ以下に出来る。
【００２４】
このことにより、ポリシリコン層が有する残留歪の影響を低減出来、ダイアフラムの薄膜化が可能になり、測定精度、感度特性が向上された、半導体圧力測定装置が得られる。
【００２５】
（４）製造工程において、空隙室を形成する第２の酸化シリコン膜は、第ｌのシリコン単結晶基板に埋め込まれた状態になる。
このような状態では、空隙室を形成する第２の酸化シリコン膜の厚さが大きくなっても、第ｌの酸化シリコン膜と第２の酸化シリコン膜との厚さを最適化すれば、第２の酸化シリコン膜と第１のシリコン単結晶基板との段差を、具体的には、例えば、０．１μｍ以下の段差に制御することが出来る。
【００２６】
すなわち、空隙室を形成する第２の酸化シリコン膜の厚さが、例えば、１μｍ以上に厚膜化した場合でも、段差が０．１μｍ以下に制御出来る。
つまり、空隙室の隙間を大きくできるので、空隙室に細かな異物が侵入して付着しても、便用出来、高い歩留まりを得る事が出来る。
従って、特性が安定で、安価な半導体圧力測定装置が得られる。
【００２７】
（５）段差を小さく出来るので、平坦化を行うための、ポリシリコン層の薄膜化が出来る。このため、ポリシリコン層の、ポリシリコン成長温度を低温化出来、グレイサイズを小さくすることが出来るので、研摩工程が容易になる。
また、研摩量も少なくて良くなるため、研削加工が不要になる。
【００２８】
また、ウエハー内やウエハー間のポリシリコン層の厚さのバラツキが小さくなるため研摩作業が容易で間単になり、安価な半導体圧力測定装置が得られる。
【００２９】
本発明の請求項２の半導体圧力測定装置においては、
ダイアフラムの一面側に空隙室が設けられこのダイアフラムの他面側に測定圧が印加される半導体圧力測定装置において、
第１の単結晶シリコン基板と、この第１の単結晶シリコン基板の一面に一面が接し半導体導体プロセスにより形成されたポリシリコン層と、このポリシリコン層の他面に一面が接し半導体導体プロセスにより形成された酸化シリコン膜層と、この酸化シリコン膜層の他面に一面が接して設けられた第２の単結晶シリコン基板と、前記第１の単結晶シリコン基板の一面側に設けられこの第１の単結晶シリコン基板にダイアフラムを形成し前記ポリシリコン層と空隙室を構成する凹部と、前記ダイアフラムに設けられた歪検出センサと、前記第１の単結晶シリコン基板の他面あるいは前記第２の単結晶シリコン基板の他面から前記空隙室に連通されこの空隙室と外部とを連通する導圧孔とを具備したことを特徴とする。
【００３０】
この結果、ダイアフラムは、シリコン単結晶材のみによって形成される。
即ち、残留歪が無いダイアフラムを構成することが出来、更なるダイアフラムの薄膜化が可能になり、測定精度、感度が更に向上された半導体圧力測定装置が得られる。
【００３１】
本発明の請求項３の半導体圧力測定装置においては、
ダイアフラムの一面側に空隙室が設けられこのダイアフラムの他面側に測定圧が印加される半導体圧力測定装置において、
第ｌの単結晶シリコン基板と、この第１の単結晶シリコン基板の一面に一面が接し半導体導体プロセスにより形成されたポリシリコン層と、このポリシリコン層の他面に一面が接し半導体導体プロセスにより形成された酸化シリコン膜層と、この酸化シリコン膜層の他面に一面が接して設けられ前記ポリシリコン層とこの酸化シリコン膜層と共にダイアフラムを構成する第２の単結晶シリコン基板と、前記第ｌの単結晶シリコン基板の一面側に設けられ前記ポリシリコン層と空隙室を形成する凹部と、この凹部の底面と側面との接する部分に設けられた丸み部と、前記ダイアフラムに設けられた歪検出センサと、前記第１の単結晶シリコン基板の他面あるいは前記第２の単結晶シリコン基板の他面から前記空隙室に連通されこの空隙室と外部とを連通する導圧孔とを具備したことを特徴とする。
【００３２】
この結果、空隙室のエッジ部分に丸み部が設けられたので、空隙室に大きな圧力が加わった場合でも、空隙室のエッジ部分に発生する応力が集中する部分がない。
そのため、破壊する圧力を高くすることができる。
これによって高耐圧の半導体圧力測定装置が得られる。
【００３３】
本発明の請求項４の半導体圧力測定装置においては、
ダイアフラムの一面側に空隙室が設けられこのダイアフラムの他面側に測定圧が印加される半導体圧力測定装置において、
第１の単結晶シリコン基板と、この第１の単結晶シリコン基板の一面に一面が接し半導体導体プロセスにより形成されたポリシリコン層と、このポリシリコン層の他面に一面が接し半導体導体プロセスにより形成された酸化シリコン膜層と、この酸化シリコン膜層の他面に一面が接して設けられた第２の単結晶シリコン基板と、前記第１の単結晶シリコン基板の一面側に設けられこの第１の単結晶シリコン基板にダイアフラムを形成し前記ポリシリコン層と空隙室を構成する凹部と、この凹部の底面と側面との接する部分に設けられた丸み部と、前記ダイアフラムに設けられた歪検出センサと、前記第１の単結晶シリコン基板の他面あるいは前記第２の単結晶シリコン基板の他面から前記空隙室に連通されこの空隙室と外部とを連通する導圧孔とを具備したことを特徴とする。
【００３４】
この結果、ダイアフラムは、シリコン単結晶材のみによって形成される。
即ち、残留歪が無いダイアフラムを構成することが出来、更なるダイアフラムの薄膜化が可能になり、測定精度、感度が更に向上された半導体圧力測定装置が得られる。
【００３５】
また、空隙室のエッジ部分に丸み部がが設けられたので、空隙室に大きな圧力が加わった場合でも、空隙室のエッジ部分に発生する応力が集中する部分がない。
そのため、破壊する圧力を高くすることができる。
これによって高耐圧の半導体圧力測定装置が得られる。
【００３６】
本発明の請求項５においては、請求項ｌ又は請求項３記載の半導体圧力測定装置において、
前記ダイアフラムが前記ポリシリコン層と前記酸化シリコン膜層と前記第２の単結晶シリコン基板との少なくとも1個により形成された事を特徴とする。
【００３７】
この結果、本半導体圧力測定装置の用途により使い分ける事が出来、用途に対して自由度が高い半導体圧力測定装置が得られる。
【００３８】
本発明の請求項６の半導体圧力測定装置の製造方法においては、
以下の工程を有する事を特徴とする半導体圧力測定装置の製造方法。
（ａ）第ｌの単結晶シリコン基板の表面に第１の窒化シリコン膜を形成する工程。
（ｂ）フォトリソグラフィにより第１の単結晶シリコン基板上の第１の窒化シリコン膜の所要筒所を除去する工程。
（ｃ）前記第１の単結晶シリコン基板を酸化して第１の酸化シリコン膜を形成する工程。
（ｄ）この第１の酸化シリコン膜を除去する工程。
（ｅ）この第１の酸化シリコン膜が除去された個所の前記第１の単粘晶シリコン基板の表面と前記第ｌの窒化シリコン膜の表面とに第２の窒化シリコン膜を形成する工程。
（ｆ）この第２の窒化シリコン膜を異方性エッチングによって除去する工程。
（ｇ）この第２の窒化シリコン膜を除去した個所の前記第１の単結晶シリコン基板を酸化して第２の酸化シリコン膜を形成する工程。
（ｈ）前記第１の単結晶シリコン基板に形成されている第ｌの窒化シリコン膜と第２の窒化シリコン膜を除去する工程。
（ｉ）前記第１の単結晶シリコン基板の一面にポリシリコン層を形成する工程。
（ｊ）このポリシリコン層の表面を研磨により平坦化する工程。
（ｋ）第２の単結晶シリコン基板の一面に第３の酸化シリコン膜を形成する工程。
（ｌ）前記第１の単結晶シリコン基板のポリシリコン層面と前記第２の単結晶シリコン基板の第３の酸化シリコン膜とを接合する工程。
（ｍ）前記第１または第２の単結晶シリコン基板をダイアフラムの厚さ分を残して研磨する工程。
（ｎ）このダイアフラムに歪み検出センサを形成する工程。
（ｏ）前記第ｌまたは第２の単結晶シリコン基板に前記第２の酸化シリコン膜に達する孔を形成する工程。
（ｐ）前記第２の酸化シリコン膜に達する孔より選択エッチングにより前記第２の酸化シリコン膜を除去する工程。
【００３９】
この結果、
（１）ポリシリコン層と酸化シリコン膜層とが、接して接合されるようにされたので、熱酸化シリコン膜層が過剰な水を吸収するためボイドが発生し難い半導体圧力測定装置の製造方法が得られる。
【００４０】
（２）ポリシリコン層と酸化シリコン膜層とが、接して接合されるようにされたので、１１００℃以上では、酸化シリコン膜層が軟化するので、ボイドが存在しても変形して埋める効果がある。
【００４１】
また、ごみなどの粒子も取り込んで、ボイドを解消する事が出来る半導体圧力測定装置の製造方法が得られる。
（３）工程（ｈ）に示す如く、空隙室を形成する第２の酸化シリコン膜は、第１のシリコン単結晶基板に理め込まれた状態になる。
【００４２】
このような状態では、空隙室を形成する第２の酸化シリコン膜の厚さが大きくなっても、第１の酸化シリコン膜と第２の酸化シリコン膜との厚さを最適化すれば、（ｈ）工程での第２の酸化シリコン膜と第１のシリコン単結晶基板との段差を、具体的には、例えば、０．１μｍ以下の段差に制御することが出来る。
【００４３】
すなわち、空隙室を形成する第２の酸化シリコン膜の厚さが、例えば、１μｍ以上に厚膜化した場合でも、段差が０．１μｍ以下に制御出来る。
つまり、空隙室の隙間を大きくできるので、空隙室に細かな異物が侵入して付着しても、使用出来、高い歩留まりを得る事が出来る。
従って、特性が安定で、安価な半導体圧力測定装置の製造方法が得られる。
【００４４】
（４）段差を小さく出来るので、平坦化を行うための、ポリシリコン層の薄膜化が出来る。このため、ポリシリコン層の、ポリシリコン成長温度を低温化出来、グレイサイズを小さくすることが出来るので、研摩工程が容易になる。
また、研摩量も少なくて良くなるため、研削加工が不要になる。
【００４５】
また、ウエハー内やウエハー間のポリシリコン層の厚さのバラツキが小さくなるため研摩作業が容易で間単になり、安価な半導体圧力測定装置の製造方法が得られる。
以下、実施例に基づき詳細に説明する。
【００４６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例の要部構成説明図、図２は図１の製作工程説明図である。
【００４７】
図において、ポリシリコン層１２は、第ｌの単結晶シリコン基板１１の一面に一面が接し、半導体導体プロセスにより形成されている。
酸化シリコン膜層１３は、このポリシリコン層１２の他面に一面が接し半導体プロセスにより形成されている。
【００４８】
第２の単結晶シリコン基板１４は、この酸化シリコン膜層１３の他面に、一面が接して設けられポリシリコン層１２とこの酸化シリコン膜層１３と共にダイアフラム１５を構成する。
【００４９】
凹部１６は、第１の単結晶シリコン基板１１の一面側に設けられ、ポリシリコン層１２と空隙室１７を形成する。
歪検出素子１８は、ダイアフラム１５に設けられている。
この場合は、例えば、ピェゾ抵抗ストレンゲージや両端固定梁の振動式ストレンゲージが使用されている。
【００５０】
導圧孔１９は、この場合は、この場合は、第１の単結晶シリコン基板１１の他面から、空隙室１７に連通され、空隙室１７と外部とを連通している。
【００５１】
この場合は、第１の単結晶シリコン基板１１の他面から、空隙室１７に連通されている。
なお、導圧孔１９は、第２の単結晶シリコン基板１４の他面から、空隙室１７に連通され、空隙室１７と外部とを連通しても良いことは勿論である。
【００５２】
この様な装置は、図２に示す如く、以下の如くして製作される。
（ａ）図２（ａ）に示す如く、第１の単結晶シリコン基板２０１の表面に、第１の窒化シリコン膜２０２を形成する。
（ｂ）図２（ｂ）に示す如く、フォトリソグラフィにより、第１の単結晶シリコン基板２０１上の、第１の窒化シリコン膜２０２の所要筒所２０３を除去する。
【００５３】
（ｃ）図２（ｃ）に示す如く、第１の単結晶シリコン基板２０１を酸化して、所要個所２０３に第１の酸化シリコン膜２０４を形成する。
（ｄ）図２（ｄ）に示す如く、この第ｌの酸化シリコン膜２０４を除去する。
【００５４】
（ｅ）図２（ｅ）に示す如く、この第ｌの酸化シリコン膜２０４が除去された個所２０３の第ｌの単結晶シリコン基板２０１の表面と、第ｌの窒化シリコン膜２０２の表面とに、第２の窒化シリコン膜２０５を形成する。
【００５５】
（ｆ）図２（ｆ）に示す如く、この第２の窒化シリコン膜２０５を異方性エッチングによって除去する。
（ｇ）図２（ｇ）に示す如く、この第２の窒化シリコン膜２０５を除去した個所の、第１の単結晶シリコン基板２０１を酸化して、第２の酸化シリコン膜２０６を形成する。
【００５６】
（ｈ）図２（ｈ）に示す如く、第１の単結晶シリコン基板２０１に形成されている、第１の窒化シリコン膜２０２と第２の窒化シリコン膜２０５とを除去する。
（ｉ））図２（ｉ）に示す如く、第１の単結晶シリコン基板２０１の一面にポリシリコン層２０７を形成する。
【００５７】
（ｊ）図２（ｊ）に示す如く、このポリシリコン層２０７の表面を研磨により平坦化する。
（ｋ）図２（ｋ）に示す如く、第２の単結晶シリコン基板２０８の一面に第３の酸化シリコン膜２０９を形成する。
【００５８】
（ｌ）図２（ｌ）に示す如く、第１の単結晶シリコン基板２０１のポリシリコン層面２０７と第２の単結晶シリコン基板２０８の第３の酸化シリコン膜２０９とを接合する工程。
【００５９】
（ｍ）図２（ｍ）に示す如く、第２の単結晶シリコン基板２０８をダイアフラム１５の厚さ分を残して研磨する。
（ｎ）図２（ｎ）に示す如く、このダイアフラム１５に、歪み検出センサ２１１を形成する。
【００６０】
（ｏ）図２（ｏ）に示す如く、第１の単結晶シリコン基板２０１に、第２の酸化シリコン膜２０６に達する孔２１２を形成する。
（ｐ）図２（ｐ）に示す如く、第２の酸化シリコン膜２０６に達する孔２１２より、選択エッチングにより、第２の酸化シリコン膜２０６を除去する。
【００６１】
この結果、
（１）ポリシリコン層１２と酸化シリコン膜１３とが、接して接合されるようにされたので、熱酸化シリコン膜１３が過剰な水を吸収するためボイドが発生し難い半導体圧力測定装置が得られる。
【００６２】
（２）ポリシリコン層１２と酸化シリコン膜層１３とが、接して接合されるようにされたので、１１００℃以上では、酸化シリコン膜層１３が軟化するので、ボイドが存在しても変形して埋める効果がある。
また、ごみなどの粒子も取り込んで、ボイドを解消する事が出来る半導体圧力測定装置が得られる。
【００６３】
（３）加えるに、第ｌのシリコン単結晶基板１１に空隙室１７が設けられたので、ダイアフラム１５を形成するポリシリコン層１２が薄膜化出来る。具体的には、たとえば、１μｍ以下に出来る。
【００６４】
このことにより、ポリシリコン層１２が有する残留歪の影響を低減出来、ダイアフラム１５の薄膜化が可能になり、測定精度、感度特性が向上された、半導体圧力測定装置が得られる。
【００６５】
（４）図２の（ｈ）に示す如く、空隙室１７を形成する第２の酸化シリコン膜２０６は、第ｌのシリコン単結晶基板２０１に埋め込まれた状態になる。
【００６６】
このような状態では、空隙室１７を形成する第２の酸化シリコン膜２０６の厚さが大きくなっても、第ｌの酸化シリコン膜２０４と第２の酸化シリコン膜２０６との厚さを最適化すれば、図２の（ｈ）での第２の酸化シリコン膜２０６と第１のシリコン単結晶基板２０１との段差を、具体的には、例えば、０．１μｍ以下の段差に制御することが出来る。
【００６７】
すなわち、空隙室１７を形成する第２の酸化シリコン膜２０６の厚さが、例えば、１μｍ以上に厚膜化した場合でも、段差が０．１μｍ以下に制御出来る。
つまり、空隙室１７の隙間を大きくできるので、空隙室１７に細かな異物が侵入して付着しても、便用出来、高い歩留まりを得る事が出来る。
従って、特性が安定で、安価な半導体圧力測定装置が得られる。
【００６８】
（５）段差を小さく出来るので、平坦化を行うための、ポリシリコン層２０７の薄膜化が出来る。このため、ポリシリコン層２０７の、ポリシリコン成長温度を低温化出来、グレイサイズを小さくすることが出来るので、研摩工程が容易になる。
また、研摩量も少なくて良くなるため、研削加工が不要になる。
【００６９】
また、ウエハー内やウエハー間のポリシリコン層２０７の厚さのバラツキが小さくなるため研摩作業が容易で間単になり、安価な半導体圧力測定装置が得られる。
【００７０】
図３は本発明の他の実施例の要部構成説明図である。
本実施例において、ポリシリコン層２２は、第１の単結晶シリコン基板２１の一面に一面が接し、半導体導体プロセスにより形成されている。
【００７１】
酸化シリコン膜層２３は、ポリシリコン層２２の他面に一面が接し、半導体導体プロセスにより形成されている。
第２の単結晶シリコン基板２４は、酸化シリコン膜層２３の他面に、一面が接して設けられている。
【００７２】
凹部２５は、第１の単結晶シリコン基板２１の一面側に設けられ、第１の単結晶シリコン基板２１にダイアフラム２６を形成し、ポリシリコン層２２と空隙室２７を構成する。
【００７３】
歪検出センサ２８は、ダイアフラム２６に設けられている。
導圧孔２９は、第２の単結晶シリコン基板２４の他面から、空隙室２７に連通され、この空隙室２７と外部とを連通している。
【００７４】
この結果、ダイアフラム２６は、シリコン単結晶材のみによって形成される。
即ち、残留歪が無いダイアフラムを構成することが出来、更なるダイアフラム２６の薄膜化が可能になり、測定精度、感度が更に向上された半導体圧力測定装置が得られる。
【００７５】
図４は本発明の他の実施例の要部構成説明図である。
本実施例においては、ポリシリコン層３２は、第１の単結晶シリコン基板３１の一面に一面が接し、半導体導体プロセスにより形成されている。
酸化シリコン膜層３３は、このポリシリコン層３２の他面に一面が接し、半導体導体プロセスにより形成されている。
【００７６】
第２の単結晶シリコン基板３４は、この酸化シリコン膜層３３の他面に一面が接して設けられ、ポリシリコン層３２とこの酸化シリコン膜層３３と共にダイアフラム３５を構成している。
【００７７】
凹部３６は、第ｌの単結晶シリコン基板３１の一面側に設けられ、ポリシリコン層３２と空隙室３７を形成している。
丸み部３６１は、この凹部の底面３６２と側面３６３との接する部分に設けられている。
【００７８】
歪検出センサ３８は、ダイアフラム３５に設けられている。
導圧孔３９は、この場合は、第１の単結晶シリコン基板３１の他面から空隙室３７に連通され、この空隙室３７と外部とを連通している。
【００７９】
この結果、空隙室３７のエッジ部分に丸み部３６１が設けられたので、空隙室３７に大きな圧力が加わった場合でも、空隙室３７のエッジ部分に発生する応力が集中する部分がない。
そのため、破壊する圧力を高くすることができる。
これによって高耐圧の半導体圧力測定装置が得られる。
【００８０】
図５は本発明の他の実施例の要部構成説明図である。
本実施例においては、ポリシリコン層４２は、第１の単結晶シリコン基板４１の一面に一面が接し、半導体導体プロセスにより形成されている。
【００８１】
酸化シリコン膜層４３は、ポリシリコン層４２の他面に一面が接し、半導体導体プロセスにより形成されている。
第２の単結晶シリコン基板４４は、酸化シリコン膜層４３の他面に一面が接して設けられている。
【００８２】
凹部４５は、第１の単結晶シリコン基板４１の一面側に設けられ、第１の単結晶シリコン基板４１にダイアフラム４６を形成し、ポリシリコン層４２と空隙室４７を構成している。
【００８３】
丸み部４５１は、凹部４５の底面４５２と側面４５３との接する部分に設けられている。
歪検出センサ４８は、ダイアフラム４６に設けられている。
導圧孔４９は、この場合は、第２の単結晶シリコン基板４４の他面から、空隙室４７に連通され、この空隙室４７と外部とを連通している。
【００８４】
この結果、ダイアフラム４６は、シリコン単結晶材のみによって形成される。
即ち、残留歪が無いダイアフラムを構成することが出来、更なるダイアフラム４６の薄膜化が可能になり、測定精度、感度が更に向上された半導体圧力測定装置が得られる。
【００８５】
また、空隙室４７のエッジ部分に丸み部４５１があることによって、空隙室４７に大きな圧力が加わった場合でも、空隙室４７のエッジ部分に発生する応力が集中する部分がない。
そのため、破壊する圧力を高くすることができる。
これによって高耐圧の半導体圧力測定装置が得られる。
【００８６】
なを、前述の実施例においては、ダイアフラム１５，３５がポリシリコン層１２，３２と酸化シリコン膜層１３，３３と第２の単結晶シリコン基板１４，３４よりなる場合について説明したが、これに限る事は無い。
【００８７】
たとえば、ポリシリコン層１２，３２のみでも良く、要するに、ダイアフラム１５，３５がポリシリコン層１２，３２と酸化シリコン膜層１３，３３と前記第２の単結晶シリコン基板１４，３５との少なくとも1個により形成されたものであれば良い。
要するに、ダイアフラム１５，３５の部分において、不要な層は、エッチングにより容易に除去出来るからである。
【００８８】
この場合、本半導体圧力測定装置の用途により使い分ける事が出来、用途に対して自由度が高い半導体圧力測定装置が得られる。
【００８９】
なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。
従って本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。
【００９０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項ｌによれば、
（１）ポリシリコン層と酸化シリコン膜層とが、接して接合されるようにされたので、熱酸化シリコン膜層が過剰な水を吸収するためボイドが発生し難い半導体圧力測定装置が得られる。
【００９１】
（２）ポリシリコン層と酸化シリコン膜層とが、接して接合されるようにされたので、１１００℃以上では、酸化シリコン膜層が軟化するので、ボイドが存在しても変形して埋める効果がある。
また、ごみなどの粒子も取り込んで、ボイドを解消する事が出来る半導体圧力測定装置が得られる。
【００９２】
（３）加えるに、第ｌのシリコン単結晶基板に空隙室が設けられたので、ダイアフラムを形成するポリシリコン層が薄膜化出来る。具体的には、たとえば、１μｍ以下に出来る。
【００９３】
このことにより、ポリシリコン層が有する残留歪の影響を低減出来、ダイアフラムの薄膜化が可能になり、測定精度、感度特性が向上された、半導体圧力測定装置が得られる。
【００９４】
（４）製造工程において、空隙室を形成する第２の酸化シリコン膜は、第ｌのシリコン単結晶基板に埋め込まれた状態になる。
このような状態では、空隙室を形成する第２の酸化シリコン膜の厚さが大きくなっても、第ｌの酸化シリコン膜と第２の酸化シリコン膜との厚さを最適化すれば、第２の酸化シリコン膜と第１のシリコン単結晶基板との段差を、具体的には、例えば、０．１μｍ以下の段差に制御することが出来る。
【００９５】
すなわち、空隙室を形成する第２の酸化シリコン膜の厚さが、例えば、１μｍ以上に厚膜化した場合でも、段差が０．１μｍ以下に制御出来る。
つまり、空隙室の隙間を大きくできるので、空隙室に細かな異物が侵入して付着しても、便用出来、高い歩留まりを得る事が出来る。
従って、特性が安定で、安価な半導体圧力測定装置が得られる。
【００９６】
（５）段差を小さく出来るので、平坦化を行うための、ポリシリコン層の薄膜化が出来る。このため、ポリシリコン層の、ポリシリコン成長温度を低温化出来、グレイサイズを小さくすることが出来るので、研摩工程が容易になる。
また、研摩量も少なくて良くなるため、研削加工が不要になる。
【００９７】
また、ウエハー内やウエハー間のポリシリコン層の厚さのバラツキが小さくなるため研摩作業が容易で間単になり、安価な半導体圧力測定装置が得られる。
【００９８】
本発明の請求項２によれば、ダイアフラムは、シリコン単結晶材のみによって形成される。
即ち、残留歪が無いダイアフラムを構成することが出来、更なるダイアフラムの薄膜化が可能になり、測定精度、感度が更に向上された半導体圧力測定装置が得られる。
【００９９】
本発明の請求項３によれば、空隙室のエッジ部分に丸み部が設けられたので、空隙室に大きな圧力が加わった場合でも、空隙室のエッジ部分に発生する応力が集中する部分がない。
そのため、破壊する圧力を高くすることができる。
これによって高耐圧の半導体圧力測定装置が得られる。
【０１００】
本発明の請求項４によれば、ダイアフラムは、シリコン単結晶材のみによって形成される。
即ち、残留歪が無いダイアフラムを構成することが出来、更なるダイアフラムの薄膜化が可能になり、測定精度、感度が更に向上された半導体圧力測定装置が得られる。
【０１０１】
また、空隙室のエッジ部分に丸み部がが設けられたので、空隙室に大きな圧力が加わった場合でも、空隙室のエッジ部分に発生する応力が集中する部分がない。
そのため、破壊する圧力を高くすることができる。
これによって高耐圧の半導体圧力測定装置が得られる。
【０１０２】
本発明の請求項５によれば、ダイアフラムがポリシリコン層と酸化シリコン膜層と第２の単結晶シリコン基板との少なくとも1個により形成されたので、本半導体圧力測定装置の用途により使い分ける事が出来、用途に対して自由度が高い半導体圧力測定装置が得られる。
【０１０３】
本発明の請求項６によれば、
（１）ポリシリコン層と酸化シリコン膜層とが、接して接合されるようにされたので、熱酸化シリコン膜層が過剰な水を吸収するためボイドが発生し難い半導体圧力測定装置の製造方法が得られる。
【０１０４】
（２）ポリシリコン層と酸化シリコン膜層とが、接して接合されるようにされたので、１１００℃以上では、酸化シリコン膜層が軟化するので、ボイドが存在しても変形して埋める効果がある。
【０１０５】
また、ごみなどの粒子も取り込んで、ボイドを解消する事が出来る半導体圧力測定装置の製造方法が得られる。
（３）工程（ｈ）に示す如く、空隙室を形成する第２の酸化シリコン膜は、第１のシリコン単結晶基板に理め込まれた状態になる。
【０１０６】
このような状態では、空隙室を形成する第２の酸化シリコン膜の厚さが大きくなっても、第１の酸化シリコン膜と第２の酸化シリコン膜との厚さを最適化すれば、（ｈ）工程での第２の酸化シリコン膜と第１のシリコン単結晶基板との段差を、具体的には、例えば、０．１μｍ以下の段差に制御することが出来る。
【０１０７】
すなわち、空隙室を形成する第２の酸化シリコン膜の厚さが、例えば、１μｍ以上に厚膜化した場合でも、段差が０．１μｍ以下に制御出来る。
つまり、空隙室の隙間を大きくできるので、空隙室に細かな異物が侵入して付着しても、使用出来、高い歩留まりを得る事が出来る。
従って、特性が安定で、安価な半導体圧力測定装置の製造方法が得られる。
【０１０８】
（４）段差を小さく出来るので、平坦化を行うための、ポリシリコン層の薄膜化が出来る。このため、ポリシリコン層の、ポリシリコン成長温度を低温化出来、グレイサイズを小さくすることが出来るので、研摩工程が容易になる。
また、研摩量も少なくて良くなるため、研削加工が不要になる。
【０１０９】
また、ウエハー内やウエハー間のポリシリコン層の厚さのバラツキが小さくなるため研摩作業が容易で間単になり、安価な半導体圧力測定装置の製造方法が得られる。
【０１１０】
従って、本発明によれば、安価で且つ精度、感度、週大圧特性が良好で、作製プロセスが安定で特性のぱらつきが少ない、半導体圧力測定装置とその製造方法を実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の要部構成説明図である。
【図２】図１の製作工程説明図である。
【図３】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。
【図４】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。
【図５】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。
【図６】従来より一般に使用されている従来例の構成説明図である。
【図７】図６の製作工程説明図である。
【符号の説明】
１１    第１の単結晶シリコン基板
１２    ポリシリコン層
１３    酸化シリコン膜層
１４    第２の単結晶シリコン基板
１５    ダイアフラム
１６    凹部
１７    空隙室
１８    歪検出素子
１９    導圧孔
２１    第１の単結晶シリコン基板
２２    ポリシリコン層
２３    酸化シリコン膜層
２４    第２の単結晶シリコン基板
２５    凹部
２６    ダイアフラム
２７    空隙室
２８    歪検出センサ
２９    導圧孔
３１    第１の単結晶シリコン基板
３２    ポリシリコン層
３３    酸化シリコン膜層
３４    第２の単結晶シリコン基板
３５    ダイアフラム
３６    凹部
３６１  丸み部
３６２  底面
３６３  側面
３７    空隙室
３８    歪検出素子
３９    導圧孔
４１    第１の単結晶シリコン基板
４２    ポリシリコン層
４３    酸化シリコン膜層
４４    第２の単結晶シリコン基板
４５    凹部
４５１  丸み部
４５２  底面
４５３  側面
４６    ダイアフラム
４７    空隙室
４８    歪検出センサ
４９    導圧孔
２０１  第１の単結晶シリコン基板
２０２  第ｌの窒化シリコン膜
２０３  所定個所
２０４  第１の酸化シリコン膜
２０５  第２の窒化シリコン膜
２０６  第２の酸化シリコン膜
２０７  ポリシリコン層
２０８  第２の単結晶シリコン基板
２０９  第３の酸化シリコン膜
２１１  歪検出センサ
２１２  孔
【図１】
0003709967.tif 000002
【図２】
0003709967.tif 000003
【図３】
0003709967.tif 000004
【図４】
0003709967.tif 000005
【図５】
0003709967.tif 000006
【図６】
0003709967.tif 000007
【図７】
0003709967.tif 000008