(57)【要約】【課題】腐食媒体がＡｕ膜と保護膜との界面からパッド側に浸入することを防止でき、パッドが腐食されることを防止できる圧力センサの製造方法を提供する。【解決手段】Ａｕ膜２４の下地となるＡｌ膜２３や第１保護膜２５および第２保護膜２６の密着力を変える処理を行う。これにより、密着力が低下させられた第２保護膜２６の上部に関してはＡｕ膜２４を剥離させることができ、密着力が確保されたＡｌ膜２３や第１保護膜２５の表面にのみＡｕ膜２４が形成されるようにすることができる。また、Ａｌ膜２３や第１保護膜２５に関しては密着力を変えることで、Ａｕ膜２４と高い密着力を持って接合された状態となる。このため、Ａｕ膜２４と第１保護膜２５との界面を通じて腐食媒体がパッド側に浸入することを防止でき、パッドが腐食されることを防止することが可能となる。【選択図】図２
2006226989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ素子（２０）が形成された半導体基板（２１）を用意する工程と、
前記半導体基板（２１）の表面に、前記センサ素子（２０）の所望場所に繋がるコンタクトホールが形成されてなる絶縁膜（２２）を形成する工程と、
前記絶縁膜（２２）の上の所定領域に、前記コンタクトホールを通じて前記センサ素子（２０）と電気的に接続される第１金属膜（２３）を形成する工程と、
前記第１金属膜（２３）におけるパッドとなる領域が露出するように、前記第１金属膜（２３）および前記絶縁膜（２２）の上に第１保護膜（２５）を形成する工程と、
前記第１金属膜（２３）におけるパッドとなる領域および前記第１保護膜（２５）のうち前記パッドの周囲に位置する部分が露出するように、前記第１金属膜（２３）および前記第１保護膜（２５）の上に有機樹脂材料からなる第２保護膜（２６）を形成する工程と、
前記第１金属膜（２３）におけるパッドとなる領域および前記第１保護膜（２５）のうち前記パッドの周囲に位置する部分の上に第２金属膜（２４、２７〜２９）を形成する工程とを有し、
前記半導体基板（２１）に形成された前記センサ素子（２０）により、圧力測定対象の圧力に応じた検出信号を発生させるように構成される圧力センサの製造方法において、
前記第２保護膜（２６）を形成したのち、前記第２保護膜（２６）の表面に対して、前記第２金属膜（２４、２７〜２９）との密着力を低下させる処理を行う工程と、
前記密着力を低下させる処理を行ったのち、前記第２金属膜（２４、２７〜２９）を前記第２保護膜（２６）、前記第１金属膜（２３）におけるパッドとなる領域、および、前記第１保護膜（２５）のうち前記パッドの周囲に位置する部分に形成する工程と、
前記第２金属膜（２４、２７〜２９）のうち、前記第２保護膜（２６）の表面に形成された部分を剥離させる工程とを有していることを特徴とする圧力センサの製造方法。
【請求項２】
前記第２保護膜（２６）の表面と前記第２金属膜（２４、２７〜２９）との密着力を低下させる処理は、前記第１金属膜（２３）におけるパッドとなる領域および前記第１保護膜（２５）のうち前記パッドの周囲に位置する部分の表面と前記第２金属膜（２４、２７〜２９）との密着力を高める処理も兼ねていることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサの製造方法。
【請求項３】
センサ素子（２０）が形成された半導体基板（２１）を用意する工程と、
前記半導体基板（２１）の表面に、前記センサ素子（２０）の所望場所に繋がるコンタクトホールが形成されてなる絶縁膜（２２）を形成する工程と、
前記絶縁膜（２２）の上の所定領域に、前記コンタクトホールを通じて前記センサ素子（２０）と電気的に接続される第１金属膜（２３）を形成する工程と、
前記第１金属膜（２３）におけるパッドとなる領域が露出するように、前記第１金属膜（２３）および前記絶縁膜（２２）の上に第１保護膜（２５）を形成する工程と、
前記第１金属膜（２３）におけるパッドとなる領域および前記第１保護膜（２５）のうち前記パッドの周囲に位置する部分が露出するように、前記第１金属膜（２３）および前記第１保護膜（２５）の上に有機樹脂材料からなる第２保護膜（２６）を形成する工程と、
前記第１金属膜（２３）におけるパッドとなる領域および前記第１保護膜（２５）のうち前記パッドの周囲に位置する部分の上に第２金属膜（２４、２７〜２９）を形成する工程とを有し、
前記半導体基板（２１）に形成された前記センサ素子（２０）により、圧力測定対象の圧力に応じた検出信号を発生させるように構成される圧力センサの製造方法において、
前記第２保護膜（２６）を形成したのち、前記第１金属膜（２３）におけるパッドとなる領域、および、前記第１保護膜（２５）のうち前記パッドの周囲に位置する部分に対して、前記第２金属膜（２４、２７〜２９）との密着力を高める処理を行う工程と、
前記密着力を高める処理を行ったのち、前記第２金属膜（２４、２７〜２９）を前記第２保護膜（２６）、前記第１金属膜（２３）におけるパッドとなる領域、および、前記第１保護膜（２５）のうち前記パッドの周囲に位置する部分に形成する工程と、
前記第２金属膜（２４、２７〜２９）のうち、前記第２保護膜（２６）の表面に形成された部分を剥離させる工程とを有していることを特徴とする圧力センサの製造方法。
【請求項４】
前記第１金属膜を形成する工程では、前記第１金属膜をＡｌを主成分とするＡｌ膜（２３）によって形成し、
前記第２金属膜（２４、２７〜２９）を形成する工程では、前記第２金属膜（２４、２７〜２９）をＡｕ膜（２４）が含まれる膜によって形成することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の圧力センサの製造方法。
【請求項５】
前記第２金属膜（２４、２７〜２９）を形成する工程では、前記Ａｕ膜（２４）をＡｌ膜（２７）とＴｉ膜（２８）とＮｉ膜（２９）の少なくとも１つの膜の上に形成することを特徴とする請求項４に記載の圧力センサの製造方法。
【請求項６】
前記第２金属膜（２４、２７〜２９）を形成する工程では、前記第２金属膜（２４、２７〜２９）をスパッタ法もしくは蒸着法によって形成することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の圧力センサの製造方法。
【請求項７】
前記密着力を変える処理を行う工程では、アルゴン（Ａｒ）又は窒素（Ｎ2）とフロロカーボン（ＣＦ4）を含むガス雰囲気中においてプラズマ処理を行うことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の圧力センサの製造方法。
【請求項８】
前記第１金属膜を形成する工程では、Ｔｉ膜（２３ｂ）を形成したのち、該Ｔｉ膜（２３ｂ）の上にＡｌを主成分とするＡｌ膜（２３）を形成することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の圧力センサの製造方法。
【請求項９】
前記第１金属膜を形成する工程では、ＡｌにＳｉとＣｕの少なくとも一方が含有されたＡｌ膜（２３）によって前記第１金属膜を形成することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の圧力センサの製造方法。
【請求項１０】
前記第１金属膜（２３）を形成する工程では、該第１金属膜（２３）の表面に形成される突起の高さが０．５μｍ未満とすることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の圧力センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体で構成されたセンシング部を構成するセンサ素子およびこのセンサ素子に備えられたパッドと電気的な接続が行われるボンディング部分の腐食を防止できる構造の圧力センサの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体で構成されたセンサ素子およびこのセンサ素子に備えられたパッドと電気的な接続が行われるボンディング部分をメタルダイヤフラムで覆い、このメタルダイヤフラム内にオイルを充填した構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような構造の圧力センサでは、圧力センサに備えられた圧力導入孔を通じて圧力媒体となる流体が導入されると、その流体の圧力がメタルダイアフラムおよびオイルを介して、センサ素子に印加されることになる。このため、センサ素子に備えられたダイヤフラムが歪み、ダイヤフラム内に形成されたゲージ抵抗が圧縮応力もしくは引張応力によって変形し、これにより、センサ素子から流体の圧力に応じた検出信号が出力されるようになっている。
【０００４】
このような構成の圧力センサの場合、メタルダイヤフラムが必要とされることから部品点数の増加になっており、また、メタルダイヤフラムによるオイルの密封構造が必要となることから、圧力センサの構造の複雑化を招くという問題がある。
【０００５】
これに対し、メタルダイヤフラムを無くす構造とすることも考えられるが、そのような構造とした場合、、半導体で構成されたセンサ素子が腐食性の液体に曝されるような状況、例えばディーゼル車の排気清浄フィルタであるＤＰＦの差圧計測やエンジンルーム内の雰囲気中での圧力測定を行うようなものに圧力センサが適用された場合、ボンディング用のパッドの材質がＡｌであるために腐食が発生するという問題が発生する。
【０００６】
このため、本出願人らは、先に、ボンディング箇所をゲル保護層で覆うと共に、Ａｌで構成されたボンディング用のパッドの表面をＡｕめっき膜などで皮膜することで、腐食媒体と被腐食対象となるＡｌとの接触確率を下げ、パッド腐食の耐性向上を図ることができる構造を提案している（特願２００４−５６２９２３）。
【特許文献１】特開平７−２４３９２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記のような構造を採用したとしても、パッドの周囲に形成されるＳｉＮによって構成される保護膜とＡｕ膜との間の密着性が良好でないため、Ａｕ膜と保護膜との界面からゲル保護層を透過した腐食媒体がパッド側に浸入し、侵食されることが新たに確認された。
【０００８】
本発明は上記点に鑑みて、腐食媒体がＡｕ膜と保護膜との界面からパッド側に浸入することを防止でき、パッドが腐食されることを防止できる圧力センサの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、圧力センサの製造方法において、第２保護膜（２６）を形成したのち、第２保護膜（２６）を形成したのち、第２保護膜（２６）の表面に対して、第２金属膜（２４、２７〜２９）との密着力を低下させる処理を行う。そして、第２金属膜（２４、２７〜２９）を第２保護膜（２６）、第１金属膜（２３）におけるパッドとなる領域、および、第１保護膜（２５）のうちパッドの周囲に位置する部分に形成したのち、第２金属膜（２４、２７〜２９）のうち、第２保護膜（２６）の表面に形成された部分を剥離させることを特徴としている。
【００１０】
このように、第２金属膜（２４、２７〜２９）の下地となる第２保護膜（２６）の表面に対して、第２金属膜（２４、２７〜２９）との密着力を低下させる処理を行っている。このため、密着力が低下させられた第２保護膜（２６）の上部に関しては第２金属膜（２４、２７〜２９）を剥離させることができ、密着力が確保された第１金属膜（２３）や第１保護膜（２５）の表面にのみ第２金属膜（２４、２７〜２９）が形成されるようにすることができる。
【００１１】
この場合において、請求項２に示されるように、第２保護膜（２６）の表面と第２金属膜（２４、２７〜２９）との密着力を低下させる処理にて、第１金属膜（２３）におけるパッドとなる領域および第１保護膜（２５）のうちパッドの周囲に位置する部分の表面と第２金属膜（２４、２７〜２９）との密着力を高める処理も兼ねることもできる。
【００１２】
このようにすれば、第２保護膜（２６）の上部から第２金属膜（２４、２７〜２９）を剥離させる際に、密着力が高められた第１金属膜（２３）や第１保護膜（２５）の表面から第２金属膜（２４、２７〜２９）がより確実に剥離しないようにすることができる。
【００１３】
また、請求項３に示されるように、第１金属膜（２３）におけるパッドとなる領域および第１保護膜（２５）のうちパッドの周囲に位置する部分の表面と第２金属膜（２４、２７〜２９）との密着力を高める処理を行うことで、第２保護膜（２６）の上部から第２金属膜（２４、２７〜２９）を剥離させる際に、密着力が高められた第１金属膜（２３）や第１保護膜（２５）の表面から第２金属膜（２４、２７〜２９）が剥離し難くなるようにするだけでも、上記請求項１と同様の効果を得ることができる。
【００１４】
例えば、請求項４に示されるように、第１金属膜（２３）をＡｌ膜によって形成し、第２金属膜（２４、２７〜２９）をＡｕ膜（２４）が含まれる膜によって形成することができる。この場合、請求項５に示されるように、Ａｕ膜（２４）をＡｌ膜（２７）とＴｉ膜（２８）とＮｉ膜（２９）の少なくとも１つの膜の上に形成することができる。
【００１５】
請求項６に記載の発明では、第２金属膜（２４、２７〜２９）をスパッタ法もしくは蒸着法によって形成することを特徴としている。
【００１６】
このように、例えばスパッタ法や蒸着法によって第２金属膜（２４、２７〜２９）を形成することができる。
【００１７】
請求項７に記載の発明では、密着力を変える処理を行う工程として、アルゴン（Ａｒ）又は窒素（Ｎ2）とフロロカーボン（ＣＦ4）を含むガス雰囲気中においてプラズマ処理を行うことを特徴としている。
【００１８】
このように、アルゴン（Ａｒ）又は窒素（Ｎ2）とフロロカーボン（ＣＦ4）を含むガス雰囲気中においてプラズマ処理を行うことで、第１金属膜（２３）におけるパッドとなる領域、第１保護膜（２５）のうちパッドの周囲に位置する部分、および、第２保護膜（２６）の表面に対して、第２金属膜（２４、２７〜２９）との密着力を変えることができる。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、第１金属膜を形成する工程では、Ｔｉ膜（２３ｂ）を形成したのち、該Ｔｉ膜（２３ｂ）の上にＡｌを主成分とするＡｌ膜（２３）を形成することを特徴としている。
【００２０】
このように、Ｔｉ膜（２３ｂ）を用いる場合、Ｔｉの配向性が高いため、その上に形成されるＡｌ膜（２３）の配向性を絶縁膜（２２）の上に直接形成した場合と比べて高めることができ、熱的に安定にすることができる。このため、熱処理によって自己拡散し難くなり、突起（２３ａ）の高さを低くできる。したがって、第２金属膜（２４）を突起（２３ａ）の周囲まで十分に被覆することができる。このため、腐食性雰囲気に曝されても、Ａｌ膜（２３）が腐食されないようにすることができる。
【００２１】
請求項９に記載の発明は、第１金属膜を形成する工程では、ＡｌにＳｉとＣｕの少なくとも一方が含有されたＡｌ合金からなるＡｌ膜（２３）によって第１金属膜を形成することを特徴としている。
【００２２】
このようなＡｌ合金は、純粋なＡｌに比べて熱的に安定なものとなっている。このため、Ａｌ合金によってＡｌ膜（２３）を構成することで、突起（２３ａ）の高さを低くすることができる。これにより、請求項８と同様の効果を得ることができる。
【００２３】
具体的には、請求項１０に示されるように、突起（２３ａ）の高さが０．５μｍ以下となるように第１金属膜（２３）を形成することで、請求項８または９に示す効果を得ることができる。
【００２４】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
（第１実施形態）
以下、本発明の一実施形態が適用された圧力センサについて説明する。図１に、本実施形態における圧力センサＳ１の断面図を示し、この図に基づいて説明する。なお、この圧力センサＳ１は、例えば、ディーゼル車の排気清浄フィルタであるＤＰＦの差圧計測等に適用される。
【００２６】
図１に示されるように、第１のケースとしてのコネクタケース１０は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）やＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の樹脂を型成形することにより作られ、本実施形態では略円柱状をなしている。この樹脂ケースとしてのコネクタケース１０の一端部（図１中、下方側の端部）には、凹部１１が形成されている。
【００２７】
この凹部１１の底面には、圧力検出用のセンサ素子２０が配設されている。
【００２８】
センサ素子２０は、その表面に受圧面としてのダイアフラムを有し、このダイアフラムの表面に形成されたゲージ抵抗により、ダイアフラムが受けた圧力を電気信号に変換し、この電気信号をセンサ信号として出力する半導体ダイアフラム式のものである。
【００２９】
そして、センサ素子２０は、ガラス等よりなる台座２０ａに陽極接合等により一体化されており、この台座２０ａを凹部１１の底面に接着することで、センサ素子２０はコネクタケース１０に搭載されている。
【００３０】
また、コネクタケース１０には、センサ素子２０と外部の回路等とを電気的に接続するための複数個の金属製棒状のターミナル１２が貫通している。
【００３１】
本実施形態では、ターミナル１２は黄銅（真鍮）にめっき処理（例えばＮｉめっき）を施した材料よりなり、インサートモールドによりコネクタケース１０と一体に成形されることによってコネクタケース１０内にて保持されている。
【００３２】
各ターミナル１２の一端側（図１中、下方端側）の端部は、センサ素子２０の搭載領域の周囲において凹部１１の底面から突出して配置されている。一方、各ターミナル１２の他端側（図１中、上方端側）の端部は、コネクタケース１０の他端側の開口部１５内に露出している。
【００３３】
この凹部１１内に突出する各ターミナル１２の一端部とセンサ素子２０とは、金やアルミニウム等のボンディングワイヤ１３により結線され電気的に接続されている。なお、ここで説明したセンサ素子２０とボンディングワイヤ１３との電気的な接続構造が本発明の特徴となる部分であり、この接続構造の詳細については後で説明を行うことにする。
【００３４】
また、凹部１１内にはシリコン系樹脂等からなるシール剤１４が設けられており、このシール剤１４によって、凹部１１に突出するターミナル１２の根元部とコネクタケース１０との隙間が封止されている。
【００３５】
そして、ハウジング１０の一面１０ａ側において、センサ素子２０やボンディングワイヤ１３およびターミナル１２の根元部等を覆うようにゲル保護層１５が備えられている。
【００３６】
一方、図１において、コネクタケース１０の他端部（図１中、上方側の端部）側は開口部１６となっており、この開口部１６は、ターミナル１２の他端側を例えばワイヤハーネス等の外部配線部材（図示せず）を介して上記外部回路（車両のＥＣＵ等）に電気的に接続するためのコネクタ部となっている。
【００３７】
つまり、開口部１６内に露出する各ターミナル１２の他端側は、このコネクタ部によって外部と電気的に接続が可能となっている。こうして、センサ素子２０と外部との間の信号の伝達は、ボンディングワイヤ１３およびターミナル１２を介して行われるようになっている。
【００３８】
また、図１に示されるように、コネクタケース１０の一端部には、第２のケースとしてのハウジング３０が組み付けられている。具体的には、ハウジング３０には収容凹部３０ａが形成されており、この収容凹部３０ａ内にコネクタケース１０の一端側が挿入されることで、コネクタケース１０にハウジング３０が組みつけられた構成となっている。
【００３９】
これにより、第１のケースとしてのコネクタケース１０と第２のケースとしてのハウジング３０とが一体に組み付けられてなるケーシング１００が構成されており、このケーシング１００内にセンサ素子２０が設けられた形となっている。
【００４０】
このハウジング３０は、例えばアルミニウム（Ａｌ）を主成分とする金属材料よりなるものであり、測定対象物からの測定圧力が導入される圧力導入孔３１と、圧力センサＳ１を測定対象物に固定するためのネジ部３２とを有する。上述したように、測定対象物としては、例えばディーゼル車の排気清浄フィルタであるＤＰＦであり、測定圧力は、そのＤＰＦの差圧などである。
【００４１】
さらに、ハウジング３０における収容凹部３０ａには、コネクタケース１０の先端面１０ａと対向する一面３０ｂが備えられている。この一面３０ｂにコネクタケース１０が接触することで、コネクタケース１０の位置決めが為されるようになっている。
【００４２】
また、コネクタケース１０の先端面１０ａには、圧力導入孔３１の外縁を囲むように、環状の溝（Ｏリング溝）１７が形成され、この溝１７内には、Ｏリング１８が配設されており、コネクタケース１０の先端面１０ａとハウジング３０の一面３０ｂとの界面から導入された測定対象物となる流体が洩れないようにされている。
【００４３】
そして、図１に示されるように、ハウジング３０のうち収容凹部３０ａ側の端部がコネクタケース１０の一端部にかしめられることで、かしめ部３６が形成され、それによって、ハウジング３０とコネクタケース１０とが固定され一体化されている。
【００４４】
こうしてコネクタケース１０とハウジング３０とが組み合わされることで構成された圧力センサＳ１では、圧力導入孔３１を通じて測定対象物となる流体が導入されると、その流体の圧力は、ゲル保護層１５を介して、センサ素子２０、ボンディングワイヤ１３、ターミナル１２に印加されることになる。
【００４５】
次に、上記のように構成された圧力センサＳ１におけるセンサ素子２０とボンディングワイヤ１３との電気的な接続構造について説明する。図２は、センサ素子２０とボンディングワイヤ１３との電気的な接続部分の断面構造を示した図である。
【００４６】
図２に示されるように、センサ素子２０が作り込まれた半導体チップ２１の表面にはＳｉＮ等で構成された絶縁膜２２が形成されている。この絶縁膜２２の表面にはＡｌ膜２３が形成されている。このＡｌ膜２３は、本発明における第１金属膜に相当するもので、絶縁膜２２に形成された図示しないコンタクトホールを通じてセンサ素子２０の所望部位と電気的に接続された構造となっている。
【００４７】
また、Ａｌ膜２３の表面には、耐腐食性を有するＡｕ膜２４が形成されている。このＡｕ膜２４は、本発明における第２金属膜に相当するもので、絶縁膜２２およびＡｌ膜２３の表面に形成された第１保護膜２５の露出箇所、つまりＡｌ膜２３のパッドとなる領域の表面および第１保護膜２５のうちのパッドの周囲に形成されている。
【００４８】
具体的には、第１保護膜２５の表面には、ポリイミド等で構成された第２保護膜２６が形成されているが、Ａｌ膜２３におけるパッドとなる領域およびその周囲においては第２保護膜２６を形成せずに露出させた構成としており、この露出させられたパッドとなる領域およびその周囲にＡｕ膜２４が形成された構造となっている。つまり、Ａｕ膜２４の端部と第２保護膜２６との端部とがほぼ一致するような構成となっている。
【００４９】
このＡｕ膜２４は、Ａｌ膜２３やＳｉＮ等で構成される第１保護膜２５に対して後述するように密着力を高めるための処理を行うことにより、高い密着力を持ったものとなっている。
【００５０】
そして、このＡｕ膜２４の表面にボンディングワイヤ１３が接合され、Ａｕ膜２４およびＡｌ膜２３を介して、ボンディングワイヤ１３が半導体チップ２１に形成されたセンサ素子２０と電気的に接合された構造となっている。
【００５１】
続いて、本実施形態における圧力センサＳ１の製造方法について説明する。ただし、圧力センサＳ１の基本的な製造方法に関しては従来と同様であるため、ここでは、本発明の特徴部分となるセンサ素子２０とボンディングワイヤ１３との電気的な接続部分における製造方法に関して説明することとする。
【００５２】
図３は、図２に示したセンサ素子２０とボンディングワイヤ１３との電気的な接続部分の製造工程を示したものである。
【００５３】
まず、従来から周知となっている手法によって半導体チップ２１に対してゲージ抵抗などのセンサ素子２０を作り込み、その後、電気化学エッチング等の手法によりダイアフラムを形成する。そして、図３（ａ）に示されるように、絶縁膜２２を形成したのち、図３（ｂ）に示されるように、第１金属膜となるＡｌ膜２３をデポジション等によって形成したのち、パターニングして所望位置に残す。
【００５４】
続いて、図３（ｃ）に示されるように、Ａｌ膜２３および絶縁膜２２の表面に窒化珪素膜や酸化珪素膜に窒化珪素膜を積層した膜等で構成された第１保護膜２５を成膜したのち、フォトエッチング等を行うことで、第１保護膜２５のうちＡｌ膜２３のパッドとなる領域の上部に形成された部分を除去する。これにより、Ａｌ膜２３のパッドとなる領域が露出した状態となる。
【００５５】
次に、図３（ｄ）に示されるように、ポリイミド等で構成された第２保護膜２６を成膜したのち、フォトエッチング等を行うことで、第２保護膜２６のうちＡｌ膜２３のパッドとなる領域およびその周囲に位置する第１保護膜２５の上部に形成された部分を除去する。これにより、Ａｌ膜２３のパッドとなる領域およびその周囲に位置する第１保護膜２５が露出した状態となる。
【００５６】
そして、図示しないが並行平板のプラズマ処理装置のチャンバ内において、アルゴン（Ａｒ）又は窒素（Ｎ2）とフロロカーボン（ＣＦ4）からなるガス雰囲気ガス雰囲気とした状態でプラズマ処理を行う。これにより、図３（ｅ）に示されるように、後で形成されるＡｕ膜２４の下地となるＡｌ膜２３や第１保護膜２５および第２保護膜２６の密着力が変えられる。
【００５７】
具体的には、Ａｌ膜２３や第１保護膜２５に関してはＡｕ膜２４との密着力が確保され、第２保護膜２６に関してはＡｕ膜２４との密着力が低下させられる。このような密着力の変更のメカニズムについては、明らかになってはいないが、ポリイミド等で構成された第２保護膜２６に関しては、第２保護膜２６中の炭素が雰囲気中のフッ素が結合して安定した状態となるために、その上にＡｕ膜２４が形成されても密着力が得られなくなり、Ａｌ膜２３やＳｉＮ等で構成された第１保護膜２５に関しては、表面に自然に形成される酸化膜が蒸気処理によって除去されると共に、その除去された部分にフッ素が残り、Ａｕ膜２４が形成されたときにフッ素が密着力を高めるように作用していると考えられる。特に、残されたフッ素の作用により、Ａｕ膜２４が形成されたときにＡｕがＡｌ中に移動して金属−金属結合となって、密着力が高められると考えられる。
【００５８】
なお、ここでのプラズマ処理装置を本工程のみでなく、本工程よりも前の工程から連続して用いるようにし、各工程をプラズマ処理装置内で連続して行うようにすれば、半導体チップ２１の大気暴露を防ぐことができるため、大気中に含まれる粒子等の半導体チップ２１の表面への付着も防止できる。
【００５９】
続いて、図３（ｆ）に示されるように、Ａｌ膜２３や第１保護膜２５および第２保護膜２６の表面にスパッタ法や蒸着法などによってＡｕ膜２４を成膜する。そして、元圧１ＭＰａ以上の流体、例えば水を半導体チップ２１の表面に当てることで、図３（ｇ）に示されるように、Ａｕ膜２４のうち密着力が弱い第２保護膜２６の表面に形成された部分が剥離して、Ａｌ膜２３および第１保護膜２５の表面にのみ残る。
【００６０】
この後、超音波ボンディングなどによってボンディングワイヤ１３をＡｕ膜２４の表面に接合することで、図２に示した電気的な接続構造が完成する。
【００６１】
以上説明した本実施形態の圧力センサＳ１の製造方法によれば、Ａｕ膜２４の下地となるＡｌ膜２３や第１保護膜２５および第２保護膜２６の密着力を変える処理を行っている。このため、密着力が低下させられた第２保護膜２６の上部に関してはＡｕ膜２４を剥離させることができ、密着力が確保されたＡｌ膜２３や第１保護膜２５の表面にのみＡｕ膜２４が形成されるようにすることができる。
【００６２】
また、Ａｌ膜２３や第１保護膜２５に関しては密着力を変えることで、Ａｕ膜２４と高い密着力を持って接合された状態となる。このため、Ａｕ膜２４と第１保護膜２５との界面を通じて腐食媒体がパッド側に浸入することを防止でき、パッドが腐食されることを防止することが可能となる。
【００６３】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。上記第１実施形態では、第１金属膜としてＡｌ膜２３を用いる場合について説明したが、Ａｌ膜２３を用いた場合、Ａｌ膜２３を形成した後の熱処理によって、結晶粒界などで原子の自己拡散が起こり、それがＡｌ膜２３の表面に集まってヒロックと呼ばれる突起（以下、ヒロックという）２３ａとなる場合がある。このヒロック２３ａの高さは２μｍ〜３μｍとなる場合がある。
【００６４】
このヒロック２３ａが高くなると、図４（ａ）に示した接続構造の断面図に示されるように、ヒロック２３ａによって第２金属膜となるＡｕ膜を含む膜の被覆性が低下し、腐食性雰囲気中において、Ａｌ膜２３を腐食性雰囲気から保護できなくなり、例えば図４（ｂ）に示した接続構造の断面図に示されるように十分に被覆されなかった部分が腐食してしまうという問題が発生し得る。本実施形態は、それを防止するものである。
【００６５】
図５は、本実施形態の圧力センサにおけるセンサ素子とボンディングワイヤとの接合部分における電気的な接続構造の断面図である。なお、本実施形態は、第１実施形態に対してこの接合部分における電気的な接続構造を変えたものであり、圧力センサの基本構造に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００６６】
図５に示されるように、絶縁膜２２の表面にＴｉ膜２３ｂを形成したのち、Ｔｉ膜２３ｂの上にＡｌ膜２３を形成することで第１金属膜を構成している。
【００６７】
このように、Ｔｉ膜２３ｂを用いる場合、Ｔｉの配向性が高いため、その上に形成されるＡｌ膜２３の配向性を絶縁膜２２の上に直接形成した場合と比べて高めることができ、熱的に安定にすることができる。このため、熱処理によって自己拡散し難くなり、ヒロック２３ａの高さが０．５μｍ未満となる。
【００６８】
このように、ヒロック２３ａの高さが０．５μｍ未満となるようにすると、一般的なスパッタ装置によって第２金属膜となるＡｕ膜２４などを形成しても、ヒロック２３ａの周囲まで十分に被覆することができる。このため、腐食性雰囲気に曝されても、Ａｌ膜２３が腐食されないようにすることができる。
【００６９】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態も、上記第２実施形態と同様に、Ａｌ膜２３に形成されるヒロック２３ａの高さを低減するものである。
【００７０】
図６は、本実施形態の圧力センサにおけるセンサ素子とボンディングワイヤとの接合部分における電気的な接続構造の断面図である。なお、本実施形態は、第１実施形態に対してこの接合部分における電気的な接続構造を変えたものであり、圧力センサの基本構造に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００７１】
図６に示される接続構造では、Ａｌ膜２３を純粋なＡｌからＡｌ−Ｓｉ−ＣｕなどのＡｌを主成分とする合金に変えている。具体的には、Ａｌを主成分として、Ｓｉが０．０１％〜４％（例えば０．４％）、Ｃｕが０．０１％〜５％（例えば１％）含有されたＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕの合金によりＡｌ膜２３を構成している。
【００７２】
このようなＡｌ合金は、純粋なＡｌに比べて熱的に安定なものとなっている。このため、Ａｌ合金によってＡｌ膜２３を構成することで、ヒロック２３ａの高さを低くすることができ、ヒロック２３ａの高さが０．５μｍ未満となる。
【００７３】
このように、ヒロック２３ａの高さが０．５μｍ未満となるようにすると、一般的なスパッタ装置によって第２金属膜となるＡｕ膜２４などを形成しても、ヒロック２３ａの周囲まで十分に被覆することができる。このため、腐食性雰囲気に曝されても、Ａｌ膜２３が腐食されないようにすることができる。
【００７４】
（他の実施形態）
上記実施形態では、Ａｌ膜２３の表面にＡｕ膜２４を形成する電気的な接続構造を採用する場合について説明した。しかしながら、このような構造は単なる一例を示したものであり、他の構造としても構わない。
【００７５】
例えば、図７に示されるように、Ａｌ膜２３の表面にＡｌ膜２７、Ｔｉ膜２８およびＮｉ膜２９を配置してＡｕ膜２４を配置するような構成とし、第２金属膜が多種類の金属の積層膜で構成されたものとしても構わない。また、単にＴｉ膜２８のみがＡｌ膜２３とＡｕ膜２４との間に挟み込まれたような構造であっても構わない。
【００７６】
また、上記第１金属膜として、上記各実施形態では、Ａｌを主成分とする金属を例に挙げて説明したが、この他の金属、例えばＣｕを主成分とする金属を用いる場合にも、本発明を適用することができる。なお、上記第１、第２実施形態では、第１金属膜の少なくとも一部をＡｌ膜２３で構成するようにしている。このＡｌ膜２３は、純粋なＡｌによって構成されるものだけでなく、Ａｌを主成分とするＡｌ合金であっても構わない。
【００７７】
また、上述した第１保護膜２５や第２保護膜２６の材質に関しては、単なる一例を示したものであり、第１保護膜２５がＳｉＮで構成されている必要はなく、また、第２保護膜２６がポリイミドで形成されている必要はない。要は、密着力を変える処理において、第１保護膜２５は密着力が高まる材質、第２保護膜２６は密着力が低くなる材質であればよい。この場合、第１保護膜２５は、密着力が高まる材質という意味では、上記処理の際にフッ素が残っても密着力が低くならない材質、つまり炭素を含まないような材質のものであればどのような材質でも良い。また、第２保護膜２６は、密着力が低下する材質、例えば有機樹脂材料であれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第１実施形態における圧力センサの断面構成を示す図である。
【図２】図１に示す圧力センサにおけるセンサ素子とボンディングワイヤとの接合部分における電気的な接続構造の断面図である。
【図３】図１に示す圧力センサにおけるセンサ素子とボンディングワイヤとの接合部分における電気的な接続構造の製造工程を示した図である。
【図４】本発明の第２実施形態で説明するＡｌ膜を純粋なＡｌで構成した場合のセンサ素子とボンディングワイヤとの接合部分における電気的な接続構造の断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態の圧力センサにおけるセンサ素子とボンディングワイヤとの接合部分における電気的な接続構造の断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態の圧力センサにおけるセンサ素子とボンディングワイヤとの接合部分における電気的な接続構造の断面図である。
【図７】他の実施形態に示す圧力センサにおけるセンサ素子とボンディングワイヤとの接合部分における電気的な接続構造の断面図である。
【符号の説明】
【００７９】
Ｓ１…圧力センサ、１０…コネクタケース、１３…ボンディングワイヤ、２０…センサ素子、２１…半導体チップ（半導体基板）、２２…絶縁膜、２３…Ａｌ膜、２３ａ…ヒロック、２３ｂ…Ｔｉ膜、２４…Ａｕ膜、２５…第１保護膜、２６…第２保護膜、２７…Ａｌ膜、２８…Ｔｉ膜、２９…Ｎｉ膜、３０…ハウジング。
【図１】
2006226989.tif 000003
【図２】
2006226989.tif 000004
【図３】
2006226989.tif 000005
【図４】
2006226989.tif 000006
【図５】
2006226989.tif 000007
【図６】
2006226989.tif 000008
【図７】
2006226989.tif 000009