(57)【要約】【課題】  腐食媒体がＡｕ膜と絶縁膜との界面から無電解メッキで形成されたＮｉ側に浸入することを防止でき、ボンディング箇所での電気的接続性能が劣化することを防止できる圧力センサを提供する。【解決手段】  Ｐが４重量％未満含有されたＮｉによりＮｉ膜２４を形成する。このような構造の場合、圧力センサＳ１が排気ガス環境において使用されたときにＮｉ膜２４の端部が狭い範囲で不働態化される。これにより、Ｎｉ膜２４の端部が広い範囲で酸素を含む層２７に変質してしまうことを防止でき、電気的な接続構造の耐久性能が劣化してしまうことを防止することが可能となる。【選択図】        図５
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【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）と、
前記半導体基板（２１）の表面に形成され、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）と、
前記絶縁膜（２２）の上の所定領域に形成され、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）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）の上に形成された保護膜（２５）と、
前記第１金属膜（２３）におけるパッドとなる領域、前記保護膜（２５）のうち前記パッドの周囲に位置する部分に、無電解メッキにより形成された第２金属膜（２４）と、
前記第２金属膜（２４）の表面を覆うように形成された第３金属膜（２６）と、
前記第３金属膜（２６）と電気的に接続されたボンディングワイヤ（１３）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、圧力導入孔（３１）から導入された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において、
前記第２金属膜（２４）は、Ｐが４重量％未満含まれたＮｉで構成されたＮｉ膜であることを特徴とする圧力センサ。
【請求項２】
前記Ｎｉ膜は、Ｐが２重量％以上含まれたＮｉで構成されている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】
前記Ｎｉ膜は、Ｐが３重量％以下含まれたＮｉで構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の圧力センサ。
【請求項４】
センサ素子（２０）が形成された半導体基板（２１）と、
前記半導体基板（２１）の表面に形成され、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）と、
前記絶縁膜（２２）の上の所定領域に形成され、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）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）の上に形成された保護膜（２５）と、
前記第１金属膜（２３）におけるパッドとなる領域、前記保護膜（２５）のうち前記パッドの周囲に位置する部分に、無電解メッキにより形成された第２金属膜（２４）と、
前記第２金属膜（２４）の表面を覆うように形成された第３金属膜（２６）と、
前記第３金属膜（２６）と電気的に接続されたボンディングワイヤ（１３）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、圧力導入孔（３１）から導入された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において、
前記第２金属膜（２４）は、Ｐが４重量％〜１５重量％含まれたＮｉで構成されたＮｉ膜であり、
前記第２金属膜（２４）のうち前記第３金属膜（２６）と前記保護膜（２５）との境界部に接するように酸素を含む層（２７）が形成され、該酸素を含む層（２７）の幅が１０ｎｍ以上となっており、かつ、該酸素を含む層（２７）が前記保護膜（２５）のうち前記パッド側の端部よりも内側で終端していることを特徴とする圧力センサ。
【請求項５】
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、無電解メッキにより、Ｐが４重量％未満含まれたＮｉで構成された第２金属膜（２４）を形成する工程と、
前記第２金属膜（２４）の表面に第３金属膜（２６）を形成する工程と、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６】
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、無電解メッキにより、Ｐが４重量％〜１５重量％含まれたＮｉで構成された第２金属膜（２４）を形成する工程と、
前記第２金属膜（２４）の表面に第３金属膜（２６）を形成する工程と、
１００℃以下での低温な酸化処理を行うこと、もしくは、１００℃以下の低温な酸素ラジカルを用いることで、前記第２金属膜（２４）のうち前記第３金属膜（２６）と前記保護膜（２５）との境界部に接するように酸素を含む層（２７）を形成する工程と、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７】
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、無電解メッキにより、Ｐが４重量％〜１５重量％含まれたＮｉで構成された第２金属膜（２４）を形成する工程と、
前記第２金属膜（２４）の表面に第３金属膜（２６）を形成する工程と、
前記第２金属膜（２４）に含まれる水素を抜く工程と、を有していることを特徴とする圧力センサの製造方法。
【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無電解メッキによるＮｉとＡｕの積層膜によて皮膜することで、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２００４−５６２９２３参照）。
【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、Ａｕ膜とパッドの周囲に形成されるＳｉＮによって構成される絶縁膜との間の密着性が良好でないため、Ａｕ膜と絶縁膜との界面からゲル保護層を透過した腐食媒体が無電解メッキによって形成したＮｉに浸入し、Ｎｉが酸素を含む状態に変化してしまい、ボンディング箇所での電気的な接続構造の耐久性能が劣化するという問題が発生す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膜と絶縁膜との界面から無電解メッキで形成されたＮｉ側に浸入することを防止でき、ボンディング箇所での電気的な接続構造の耐久性能が劣化することを防止できる圧力センサ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、圧力センサにおいて、センサ素子（２０）と電気的に接続される第１金属膜（２３）のうち保護膜（２５）から露出したパッドとなる領域の上に、第２金属膜（２４）および第３金属膜（２５）を形成する構造とする場合に、Ｐが４重量％未満含まれたＮｉで構成されたＮｉ膜で第２金属膜（２４）を形成することを特徴としている。
【００１０】
このような構造の場合、圧力センサが排気ガス環境において使用されたときにＮｉ膜の端部が狭い範囲で不働態化される。これにより、Ｎｉ膜の端部が広い範囲で酸素を含む層（２７）に変質してしまうことを防止でき、電気的な接続構造の耐久性能が劣化してしまうことを防止することが可能となる。この場合、請求項２に示されるように、Ｐが２重量％以上含まれたＮｉでＮｉ膜を形成するようにすれば、確実に無電解メッキによってＮｉ膜を形成することができる。また、酸素を含む層（２７）の形成される範囲をより狭くするには、請求項３に示されるように、Ｐが３重量％以下含まれたＮｉでＮｉ膜を形成するのが好ましい。
【００１１】
請求項４に記載の発明では、第２金属膜（２４）は、Ｐが４重量％〜１５重量％含まれたＮｉで構成されたＮｉ膜であり、第２金属膜（２４）のうち第３金属膜（２６）と保護膜（２５）との境界部に接するように酸素を含む層（２７）が形成され、該酸素を含む層（２７）の幅が１０ｎｍ以上となっており、かつ、該酸素を含む層（２７）が保護膜（２５）のうちパッド側の端部よりも内側で終端していることを特徴としている。
【００１２】
このように、Ｐが４重量％〜１５重量％含まれたＮｉでＮｉ膜を形成したとしても、予め不動態層となる酸素を含む層（２７）の幅が１０ｎｍ以上となっており、かつ、該酸素を含む層（２７）が保護膜（２５）のうちパッド側の端部よりも内側で終端するようなものとしてしまえば、請求項１と同様の効果を得ることができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の圧力センサの製造方法に関するものである。このような製造方法によって、請求項１に記載の圧力センサを製造することができる。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の圧力センサの製造方法に関するものである。このような製造方法によって、請求項１に記載の圧力センサを製造することができる。そして、このような製造方法において、酸素を含む層（２７）を１００℃以下での低温な酸化処理によって、もしくは、１００℃以下の低温な酸素ラジカルを用いて形成している。これにより、Ｎｉ膜中のＮｉと第３金属膜（２６）を構成する金属とが混ざり合ってしまうことを防止できる。
【００１５】
請求項７に記載の発明では、第２金属膜（２４）に含まれる水素を抜く工程を有していることを特徴としている。
【００１６】
このように、第２金属膜（２４）に含まれる水素を抜くことによっても酸素を含む層（２７）が形成されるときの進行速度を低下させることができ、請求項１と同様の効果を得ることができる。
【００１７】
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】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００１９】
（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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
本実施形態では、ターミナル１２は黄銅（真鍮）にメッキ処理（例えばＮｉメッキ）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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
また、Ａｌ膜２３の表面には、無電解メッキによるＮｉ膜２４が形成されている。このＮｉ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保護膜２５のうちのパッドの周囲に形成されている。Ｎｉ膜２４にはリン（Ｐ）が含有されており、リン濃度が４重量％未満となっている。
【００４２】
さらに、このＮｉ膜２４の表面を覆うように、Ａｕ膜２６が形成されている。このＡｕ膜２６は、本発明における第３金属膜に相当するもので、耐腐食性を有している。
【００４３】
そして、このＡｕ膜２６の表面にボンディングワイヤ１３が接合され、Ａｕ膜２６やＮｉ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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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、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。
【００４８】
次に、Ａｌ膜２３のパッドとなる領域に対してＰが４重量％未満含有されたＮｉを無電解メッキすることで、図３（ｄ）に示されるようにＮｉ膜２４を形成する。そして、Ｎｉ膜２４の表面を覆うようにＡｕ膜２６をメッキしたのち、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２６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。
【００４９】
以上説明した本実施形態の圧力センサＳ１では、Ｐが４重量％未満含有されたＮｉによりＮｉ膜２４が形成されるようにしている。
【００５０】
一般的に、無電解メッキ法によってＮｉをメッキする場合、Ｎｉ中におけるＰの濃度が７重量％〜１５重量％であると科学的な安定性が高くなることが知られている。このため、通常は、Ｎｉ中におけるＰの濃度が７重量％〜１５重量％のものが用いられる。
【００５１】
しかしながら、Ｎｉ膜２４をＰが７重量％〜１５重量％含有されたＮｉによって形成した場合、Ｎｉ膜２４の端部、つまりＮｉ膜２４のうちのＡｕ膜２６と保護膜２５との境界部分近くの部分が腐食媒体と接することで酸素を含む層２７に変質してしまう。そして、この変質がＰの含有濃度が高くなるほど連続かつ速やかに進む傾向にあるため、排気ガス環境において圧力センサＳ１が使用されると、図４に示されるように、Ｎｉ膜２４の端部が広い範囲で変質してしまう。このような状態になると、電気的な接続構造の耐久性能が劣化するなどの問題が発生し、好ましくない。
【００５２】
これに対し、本実施形態のように、Ｐが４重量％未満含有されたＮｉによってＮｉ膜２４を形成した場合、Ｐの含有濃度が高い場合と同様に、Ｎｉ膜２４のうちのＡｕ膜２６と保護膜２５との境界部分と接する部分が腐食媒体と接して酸素を含む層２７に変質するものの、その変質が連続的ではなく、速やかなものともならない。したがって、排気ガス環境において圧力センサＳ１が使用されても、図５に示されるように、Ｎｉ膜２４の端部の変質範囲は狭い。
【００５３】
さらに、このようにＮｉ膜２４の端部に一旦酸素を含む層２７の形成が止まると、その後は酸素を含む層２７が不働態層として機能し、Ｎｉ膜２４の端部がそれ以上変質しないように、もしくは、Ｎｉ膜２４の端部が変質したとしてもその進行速度を低下させることが可能となる。また、腐食媒体がＡｕ膜２６と保護膜２５との境界部を透過してＮｉ膜２４側に来ても、不働態層として機能する酸素を含む層２７によって遮られるため、Ｎｉ膜２４が水酸化Ｎｉに変質したり、Ａｌ膜２３が腐食されることを防止することができる。
【００５４】
そして、このようにＮｉ膜２４の端部が酸素を含む層２７に変質したとしても、変質した範囲が狭いため、電気的な接続構造の耐久性能を劣化させることもない。
【００５５】
このように、Ｐが４重量％未満含有されたＮｉによりＮｉ膜２４を形成することで、圧力センサＳ１が排気ガス環境において使用されたときにＮｉ膜２４の端部が狭い範囲で不働態化されるようにしている。これにより、Ｎｉ膜２４の端部が広い範囲で酸素を含む層２７に変質してしまうことを防止でき、電気的な接続構造の耐久性能が劣化してしまうことを防止することが可能となる。
【００５６】
ただし、このように酸素を含む層２７が不働態層として機能するためには、その厚さが１０ｎｍ以上であることが好ましい。
【００５７】
なお、ここではＰが４重量％未満含有されたＮｉによりＮｉ膜２４を形成するとして説明したが、Ｐの含有濃度の下限値は無電解メッキが成立する程度以上であればよい。具体的には、２重量％以上あれば少なくとも無電解メッキが成立することが確認されている。また、Ｐの含有濃度の上限値を４重量％としているが、これはＮｉ膜２４の端部の変質量が電気的な接続構造の耐久性能を劣化させない程度となることを実験により確認した値としたものである。具体的には、酸素を含む層２７が保護膜２５を超えてＡｌ膜２３のパッドとなる領域まで入り込まない値（例えば２μｍ以下）、つまり酸素を含む層２７が保護膜２５のうちＡｌ膜２３のパッド側の端部よりも内側で終端するような値としたものである。したがって、電気的な接続構造の耐久性能を考慮した場合、Ｐの含有濃度を４重量％よりも更に小さくする方が好ましく、実験からは３重量％以下とするのがより好ましいということが確認されている。
【００５８】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、Ｐが４重量％未満含有されたＮｉによりＮｉ膜２４が形成されるようにしている。しかしながら、Ｐが４重量％〜１５重量％含有されたＮｉによりＮｉ膜２４を形成し、かつ、Ｎｉ膜２４の表面にＡｕ膜２６を形成した後に、１００℃以下の低温で酸化処理を行うことによっても、上記第１実施形態と同様の効果を得ることが可能である。
【００５９】
上述したように、Ｐが４重量％〜１５重量％含有されたＮｉによってＮｉ膜２４を形成した場合、圧力センサＳ１をそのまま排気ガス環境で使用すれば、Ｎｉ膜２４の端部が広い範囲で酸素を含む層２７に変質してしまうことになる。
【００６０】
しかしながら、酸化処理を行うことで、予めＮｉ膜２４の端部を狭い範囲で酸素を含む層２７に変質させてしまえば、この予め変質させた酸素を含む層２７が不働態層として機能し、圧力センサＳ１を排気ガス環境で使用したとしても、Ｎｉ膜２４の端部がそれ以上変質しないように、もしくは、Ｎｉ膜２４の端部が変質したとしてもその進行速度を低下させることが可能となる。これにより、第１実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。
【００６１】
さらに、このような酸化処理を１００℃以下の低温で行うようにしている。仮に１００℃を超える高温下での酸化処理を行った場合、Ｎｉ膜２４中のＮｉとＡｕ膜２６のＡｕとが混ざり合ってしまい、図２に示した電気的な接続構造を保つことができなくなる可能性がある。しかしながら、酸化処理を１００℃以下の低温で行うことで、Ｎｉ膜２４中のＮｉとＡｕ膜２６のＡｕとが混ざり合わないようにでき、図２に示した電気的な接続構造を保てるという効果も得られる。
【００６２】
なお、ここでは１００℃以下の低温な酸化処理を例に挙げて説明したが、１００℃以下の低温な酸素ラジカルを用いても同様に狭い範囲で酸素を含む層２７を形成することができ、上記と同様の効果を得ることができる。
【００６３】
（第３実施形態）
上記第２実施形態では、Ｐが４重量％〜１５重量％含有されたＮｉによりＮｉ膜２４を形成した場合に、Ｎｉ膜２４の表面にＡｕ膜２６を形成した後に、１００℃以下の低温で酸化処理を行うようにしている。この１００℃以下の低温で酸化処理を行うことで、意図的にＮｉ膜２４の端部の狭い範囲に酸素を含む層２７からなる不働態層を形成したものであるが、Ｎｉ膜２４を形成してからＮｉ膜２４に含まれる水素を抜くようにすれば、第１実施形態と同様に、圧力センサＳ１を排気ガス環境に曝した場合に、酸素を含む層２７が形成される進行速度を低下させることができ、上記第１、第２実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。
【００６４】
このようにＮｉ膜２４から水素を抜くことにより、酸素を含む層２７が形成されるときの進行速度を低下させることができ、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、このようにＮｉ膜２４から水素を抜くには、例えば窒素雰囲気中で加熱する手法などを採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【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】Ｎｉ膜をＰが７重量％〜１５重量％含有されたＮｉによって形成した場合において、圧力センサを排気ガス環境に曝した場合の様子を示した断面図である。
【図５】Ｎｉ膜をＰが４重量％未満含有されたＮｉによって形成した場合において、圧力センサを排気ガス環境に曝した場合の様子を示した断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
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、２４…Ｔｉ膜、２５…保護膜、２６…Ａｕ膜、２７…酸素を含む層、３０…ハウジング。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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