(57)【要約】【課題】体格の大型化を抑制しつつフレーム部の剛性を高くすることが可能な圧力センサおよびその製造方法を提供する。【解決手段】第１基板１０の一部で構成され、測定媒体の圧力によって変形可能とされたダイヤフラム１１と、ダイヤフラム１１の表面に形成され、ダイヤフラム１１の変形に応じて抵抗値が変化するゲージ抵抗１２と、第１基板１０に接合された第２基板２０と、を備える圧力センサの製造方法であって、第１基板１０のうちダイヤフラム１１を構成する部分の表面にゲージ抵抗１２を形成することと、ドライエッチングを用いて第２基板２０の表面に第１凹部２２を形成することと、ドライエッチングを用いて第２基板２０の裏面に第２凹部２３を形成することと、第１凹部２２と第２凹部２３とを連結させ、第２基板２０を厚さ方向に貫通する貫通孔２１を形成することと、第１基板１０の裏面と第２基板２０の表面とを接合することと、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板（１０）の一部で構成され、測定媒体の圧力によって変形可能とされたダイヤフラム（１１）と、前記ダイヤフラムの表面に形成され、前記ダイヤフラムの変形に応じて抵抗値が変化するゲージ抵抗（１２）と、前記第１基板に接合された第２基板（２０）と、を備える圧力センサの製造方法であって、
前記第１基板のうち前記ダイヤフラムを構成する部分の表面に前記ゲージ抵抗を形成することと、
ドライエッチングを用いて前記第２基板の表面に第１凹部（２２）を形成することと、
ドライエッチングを用いて前記第２基板の裏面に第２凹部（２３）を形成することと、
前記第１凹部と前記第２凹部とを連結させ、前記第２基板を厚さ方向に貫通する貫通孔（２１）を形成することと、
前記第１基板の裏面と前記第２基板の表面とを接合することと、を備える圧力センサの製造方法。
【請求項２】
前記第１凹部を形成することでは、前記第１凹部の幅が前記第２凹部の幅よりも小さくなるように前記第１凹部を形成する請求項１に記載の圧力センサの製造方法。
【請求項３】
前記第２凹部を形成することは、前記接合することの後に行われる請求項１または２に記載の圧力センサの製造方法。
【請求項４】
前記第２凹部を形成することは、前記接合することの前に行われる請求項１または２に記載の圧力センサの製造方法。
【請求項５】
前記貫通孔を形成することは、前記第１凹部を形成すること、または、前記第２凹部を形成することと共に行われる請求項１ないし４のいずれか１つに記載の圧力センサの製造方法。
【請求項６】
前記第１凹部を形成することの後に、前記第２基板の表面および裏面に酸化膜（３０）を形成することを備え、
前記第２凹部を形成することは、前記酸化膜を形成することの後に行われ、
前記貫通孔を形成することは、前記接合することの後に行われ、
前記第２凹部を形成することでは、前記第２基板の裏面に形成された前記酸化膜をマスクとしたドライエッチングを用いて前記第２凹部を形成し、
前記貫通孔を形成することでは、前記第２基板の表面に形成された前記酸化膜の一部を除去することにより、前記貫通孔を形成する請求項４に記載の圧力センサの製造方法。
【請求項７】
第１基板（１０）の一部で構成され、測定媒体の圧力によって変形可能とされたダイヤフラム（１１）と、前記ダイヤフラムの表面に形成され、前記ダイヤフラムの変形に応じて抵抗値が変化するゲージ抵抗（１２）と、前記第１基板に接合された第２基板（２０）と、を備える圧力センサの製造方法であって、
前記第１基板のうち前記ダイヤフラムを構成する部分の表面に前記ゲージ抵抗を形成することと、
ドライエッチングを用いて前記第１基板の裏面に凹部（１６）を形成することと、
ドライエッチングを用いて前記第２基板を厚さ方向に貫通する貫通孔（２１）を形成することと、
前記第１基板の裏面と前記第２基板の表面とを接合することと、を備える圧力センサの製造方法。
【請求項８】
前記凹部を形成することでは、前記凹部の幅が前記貫通孔の幅よりも小さくなるように前記凹部を形成する請求項７に記載の圧力センサの製造方法。
【請求項９】
前記ゲージ抵抗を形成することは、前記接合することの後に行われる請求項１ないし８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】
第１基板（１０）の一部で構成され、測定媒体の圧力によって変形可能とされたダイヤフラム（１１）と、前記ダイヤフラムの表面に形成され、前記ダイヤフラムの変形に応じて抵抗値が変化するゲージ抵抗（１２）と、表面において前記第１基板の裏面に接合された第２基板（２０）と、を備える圧力センサであって、
前記第２基板の表面に、第１凹部（２２）が形成されており、
前記第２基板の裏面に、前記第１凹部と連結された第２凹部（２３）が形成されており、
前記第１凹部の側壁面は、前記第２基板の表面に垂直であり、
前記第２凹部の側壁面は、前記第２基板の裏面に垂直であり、
前記第１凹部の幅は、前記第２凹部の幅よりも小さくされている圧力センサ。
【請求項１１】
第１基板（１０）の一部で構成され、測定媒体の圧力によって変形可能とされたダイヤフラム（１１）と、前記ダイヤフラムの表面に形成され、前記ダイヤフラムの変形に応じて抵抗値が変化するゲージ抵抗（１２）と、表面において前記第１基板の裏面に接合された第２基板（２０）と、を備える圧力センサであって、
前記第１基板の裏面に凹部（１６）が形成されており、
前記第２基板に、前記第２基板を厚さ方向に貫通するとともに前記凹部に連結された貫通孔（２１）が形成されており、
前記凹部の側壁面は、前記第１基板の裏面に垂直であり、
前記貫通孔の側壁面は、前記第２基板の表面に垂直であり、
前記凹部の幅は、前記貫通孔の幅よりも小さくされている圧力センサ。
【請求項１２】
前記第１基板の厚さが前記第２基板の厚さ未満とされている請求項１０または１１に記載の圧力センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力センサおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、測定媒体の圧力によって変形可能とされたダイヤフラムと、ダイヤフラムの表面に形成されたゲージ抵抗とを備え、ダイヤフラムの変形に応じてゲージ抵抗の抵抗値が変化することを利用して測定媒体の圧力を検出する圧力センサが提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、ウェットエッチングにより基板の裏面に凹部を形成し、ドライエッチングにより基板の表面に凹部を形成し、これら２つの凹部を互いに連結させて基板を貫通する貫通孔を形成した後、この基板を別の基板に貼り合わせることでダイヤフラムを形成する圧力センサの製造方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−７３５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
圧力センサでは、ダイヤフラムを支持するフレーム部の剛性を高くすることにより、外力の影響を低減し、検出精度を向上させることができる。例えばフレーム部を構成する基板を厚くすることによって、フレーム部の剛性を高くすることができる。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のように、フレーム部を構成する基板の裏面にウェットエッチングを用いて凹部を形成すると、基板の裏面に垂直な方向および平行な方向の両方にエッチングが進むため、エッチング深さが大きくなると、凹部の開口面積も大きくなる。したがって、基板を厚くすることによってフレーム部の剛性を高くし、また、ダイヤフラムを形成するためにウェットエッチングを用いて基板の裏面に凹部を形成する場合、基板の裏面を広くする必要があり、圧力センサが大型化する。
【０００７】
本発明は上記点に鑑みて、体格の大型化を抑制しつつフレーム部の剛性を高くすることが可能な圧力センサおよびそ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】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、第１基板（１０）の一部で構成され、測定媒体の圧力によって変形可能とされたダイヤフラム（１１）と、ダイヤフラムの表面に形成され、ダイヤフラムの変形に応じて抵抗値が変化するゲージ抵抗（１２）と、第１基板に接合された第２基板（２０）と、を備える圧力センサの製造方法であって、第１基板のうちダイヤフラムを構成する部分の表面にゲージ抵抗を形成することと、ドライエッチングを用いて第２基板の表面に第１凹部（２２）を形成することと、ドライエッチングを用いて第２基板の裏面に第２凹部（２３）を形成することと、第１凹部と第２凹部とを連結させ、第２基板を厚さ方向に貫通する貫通孔（２１）を形成することと、第１基板の裏面と第２基板の表面とを接合することと、を備える。
【０００９】
このように、ドライエッチングを用いて第１、第２凹部を形成する構成では、第２基板２０の表面および裏面に垂直な方向にのみエッチングを進めることが可能となるため、体格の大型化を抑制しつつフレーム部の剛性を高くすることができる。
【００１０】
また、請求項７に記載の発明では、第１基板（１０）の一部で構成され、測定媒体の圧力によって変形可能とされたダイヤフラム（１１）と、ダイヤフラムの表面に形成され、ダイヤフラムの変形に応じて抵抗値が変化するゲージ抵抗（１２）と、第１基板に接合された第２基板（２０）と、を備える圧力センサの製造方法であって、第１基板のうちダイヤフラムを構成する部分の表面にゲージ抵抗を形成することと、ドライエッチングを用いて第１基板の裏面に凹部（１６）を形成することと、ドライエッチングを用いて第２基板を厚さ方向に貫通する貫通孔（２１）を形成することと、第１基板の裏面と第２基板の表面とを接合することと、を備える。
【００１１】
このように、ドライエッチングを用いて凹部および貫通孔を形成する構成では、第１基板の裏面および第２基板２０の表面および裏面に垂直な方向にのみエッチングを進めることが可能となるため、体格の大型化を抑制しつつフレーム部の剛性を高くすることができる。
【００１２】
また、請求項１０に記載の発明では、第１基板（１０）の一部で構成され、測定媒体の圧力によって変形可能とされたダイヤフラム（１１）と、ダイヤフラムの表面に形成され、ダイヤフラムの変形に応じて抵抗値が変化するゲージ抵抗（１２）と、表面において第１基板の裏面に接合された第２基板（２０）と、を備える圧力センサであって、第２基板の表面に、第１凹部（２２）が形成されており、第２基板の裏面に、第１凹部と連結された第２凹部（２３）が形成されており、第１凹部の側壁面は、第２基板の表面に垂直であり、第２凹部の側壁面は、第２基板の裏面に垂直であり、第１凹部の幅は、第２凹部の幅よりも小さくされている。
【００１３】
第２基板の表面および裏面からのドライエッチングによって第１、第２凹部を形成することにより、第１凹部の側壁面、第２凹部の側壁面をそれぞれ第２基板の表面、裏面に垂直とすることが可能となる。したがって、体格の大型化を抑制しつつフレーム部の剛性を高くすることができる。また、上記のようにして第１、第２凹部を形成することにより、第１凹部の幅を第２凹部の幅よりも小さくすることが可能となる。このような構成により、ゲル封止時にダイヤフラムに加わる力を緩和することができる。
【００１４】
また、請求項１１に記載の発明では、第１基板（１０）の一部で構成され、測定媒体の圧力によって変形可能とされたダイヤフラム（１１）と、ダイヤフラムの表面に形成され、ダイヤフラムの変形に応じて抵抗値が変化するゲージ抵抗（１２）と、表面において第１基板の裏面に接合された第２基板（２０）と、を備える圧力センサであって、第１基板の裏面に凹部（１６）が形成されており、第２基板に、第２基板を厚さ方向に貫通するとともに凹部に連結された貫通孔（２１）が形成されており、凹部の側壁面は、第１基板の裏面に垂直であり、貫通孔の側壁面は、第２基板の表面に垂直であり、凹部の幅は、貫通孔の幅よりも小さくされている。
【００１５】
第１基板の裏面からのドライエッチングによって凹部を形成し、第２基板の表面または裏面からのドライエッチングによって貫通孔を形成することにより、凹部の側壁面、貫通孔の側壁面をそれぞれ第１基板の裏面、第２基板の表面に垂直とすることが可能となる。したがって、体格の大型化を抑制しつつフレーム部の剛性を高くすることができる。また、上記のようにして凹部および貫通孔を形成することにより、凹部の幅を貫通孔の幅よりも小さくすることが可能となる。このような構成により、ゲル封止時にダイヤフラムに加わる力を緩和することができる。
【００１６】
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の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態における圧力センサの断面図である。
【図２】第１実施形態における圧力センサの製造工程を示す断面図である。
【図３】第１実施形態の第１変形例における圧力センサの製造工程を示す断面図である。
【図４】第１実施形態の第２変形例における圧力センサの製造工程を示す断面図である。
【図５】第２実施形態における圧力センサの断面図である。
【図６】第２実施形態における圧力センサの製造工程を示す断面図である。
【図７】第２実施形態における圧力センサの製造工程を示す断面図である。
【図８】第３実施形態における圧力センサの断面図である。
【図９】第３実施形態における圧力センサの製造工程を示す断面図である。
【図１０】第３実施形態の変形例における圧力センサの製造工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【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、同一符号を付して説明を行う。
【００１９】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態の圧力センサは、図１に示すように、基板１０と、基板２０と、酸化膜３０とを備えている。基板１０、２０は、Ｓｉで構成されており、酸化膜３０は、ＳｉＯ２で構成されている。基板１０、基板２０は、それぞれ、第１基板、第２基板に相当する。
【００２０】
本実施形態では、基板１０の厚さは基板２０の厚さ未満とされている。具体的には、基板１０の厚さは３００μｍ未満とされており、基板２０の厚さは３００μｍ以上とされている。
【００２１】
基板１０の裏面と基板２０の表面は、酸化膜３０を介して接合されており、基板１０の一部がダイヤフラムを構成し、基板１０のうちダイヤフラムの外側の部分と基板２０とがダイヤフラムを支持するフレーム部を構成する。具体的には、基板２０には、基板２０を厚さ方向に貫通する貫通孔２１が形成されており、基板１０のうち貫通孔２１に対応する部分が、測定媒体の圧力によって変形可能なダイヤフラム１１とされている。
【００２２】
ダイヤフラム１１の表面には、ダイヤフラム１１の変形に応じて抵抗値が変化するゲージ抵抗１２が形成されている。ゲージ抵抗１２は複数形成されており、複数のゲージ抵抗１２と、基板１０の表面に形成された図示しない配線とによって、ブリッジ回路が構成されている。
【００２３】
貫通孔２１は、基板２０の表面に形成された凹部２２と、裏面に形成された凹部２３とが連結されて構成されている。本実施形態では、凹部２２、２３はドライエッチングを用いて形成されており、これにより、凹部２２の側壁面は基板２０の表面に垂直とされており、凹部２３の側壁面は基板２０の裏面に垂直とされている。
【００２４】
また、本実施形態では、凹部２２の幅は凹部２３の幅よりも小さくされている。具体的には、凹部２２、２３はそれぞれ円柱状とされており、凹部２２の径は凹部２３の径よりも小さくされている。凹部２２、２３は、それぞれ、第１凹部、第２凹部に相当する。
【００２５】
貫通孔２１の内部には、図示しないゲルが充填されている。測定媒体の圧力は、このゲルを介してダイヤフラム１１に伝達され、ダイヤフラム１１は、ゲルを介して伝達される圧力と、基板１０の表面側からの圧力との差に応じて変形し、ダイヤフラム１１の変形によってゲージ抵抗１２の抵抗値が変化する。この抵抗値の変化を利用して、基板１０の表面側の圧力を基準とした測定媒体の相対圧を測定することができる。
【００２６】
本実施形態の圧力センサの製造方法について図２を用いて説明する。図２（ａ）に示す工程では、基板２０の表面にドライエッチングを用いて凹部２２を形成する。ドライエッチングを用いているので、凹部２２の側壁面は基板２０の表面に垂直となる。
【００２７】
図２（ｂ）に示す工程では、基板２０の裏面にドライエッチングを用いて凹部２３を形成するとともに、凹部２２と凹部２３とを連結させる。これにより、基板２０を厚さ方向に貫通する貫通孔２１が形成される。ドライエッチングを用いているので、凹部２３の側壁面は基板２０の裏面に垂直となる。図２（ｂ）に示す工程においては、基板１０と接合される基板２０の表面の平坦性を確保するために、基板２０の表面を図示しないマスク等で保護することが好ましい。
【００２８】
なお、本実施形態では、凹部２２を形成するためのドライエッチングを、凹部２３を形成するためのドライエッチングよりも短時間で行っている。これにより、ダイヤフラム１１の寸法、ゲージ抵抗１２との位置関係などのばらつきを小さくして、検出精度を向上させることができる。
【００２９】
また、本実施形態では、図２（ａ）に示す工程および図２（ｂ）に示す工程において、凹部２２の幅が凹部２３の幅よりも小さくなるように凹部２２、２３を形成し、貫通孔２１を段付き円柱形状としている。
【００３０】
図２（ｃ）に示す工程では、基板１０の裏面を熱酸化して酸化膜３０を形成した後、基板１０の裏面と基板２０の表面とを酸化膜３０を介して接合する。これにより、基板１０のうちダイヤフラム１１の外側の部分が基板２０によって支持され、ダイヤフラム１１は、貫通孔２１からの圧力によって変形可能とされる。
【００３１】
図２（ｄ）に示す工程では、基板１０のうちダイヤフラム１１を構成する部分の表面にゲージ抵抗１２を形成する。また、基板１０の表面に、ゲージ抵抗１２と共にブリッジ回路を構成する図示しない配線を形成する。また、貫通孔２１の内部に図示しないゲルを充填する。以上の工程により、図１に示す圧力センサが製造される。
【００３２】
圧力センサでは、ダイヤフラムを支持するフレーム部の剛性を高くすることにより、圧力センサを覆うハウジング等からの外力の影響を低減し、検出精度を向上させることができる。例えば、フレーム部を構成する基板を厚くすることによって、フレーム部の剛性を高くすることができる。
【００３３】
しかしながら、特許文献１に記載のように、フレーム部を構成する基板の裏面にウェットエッチングを用いて凹部を形成すると、基板の裏面に垂直な方向および平行な方向の両方にエッチングが進むため、エッチング深さが大きくなると、凹部の開口面積も大きくなる。したがって、基板を厚くすることによってフレーム部の剛性を高くし、また、ダイヤフラムを形成するためにウェットエッチングを用いて基板の裏面に凹部を形成する場合、基板の裏面を広くする必要があり、圧力センサが大型化する。
【００３４】
これに対して、本実施形態では、ドライエッチングを用いて基板２０の裏面に凹部２３を形成している。これにより、基板２０の裏面に垂直な方向にのみエッチングを進めることが可能となるため、基板２０の厚さに関わらず、凹部２３の開口面積を小さく保つことができる。したがって、体格の大型化を抑制しつつフレーム部の剛性を高くすることができる。
【００３５】
また、圧力センサでは、ダイヤフラムの寸法、ゲージ抵抗との位置関係が検出精度に影響する。そのため、ダイヤフラムを精度よく形成し、寸法などのばらつきを小さくする必要がある。
【００３６】
これに対して、本実施形態では、ドライエッチングを用いて基板２０の表面に凹部２２を形成し、これによりダイヤフラム１１の寸法を規定している。そのため、ウェットエッチングを用いる場合や、基板２０の裏面からのエッチングを用いて貫通孔２１を形成することによりダイヤフラム１１の寸法を規定する場合に比べて、ダイヤフラム１１の寸法、ゲージ抵抗１２との位置関係などのばらつきが小さくなる。したがって、検出精度を向上させることができる。また、ウェットエッチングを用いる場合に比べて、体格の大型化を抑制することができる。
【００３７】
また、本実施形態では、凹部２２の幅は凹部２３の幅よりも小さくされている。これにより、貫通孔２１の内部に図示しないゲルを充填することでダイヤフラム１１に加わる力を緩和することができる。
【００３８】
また、本実施形態では、ゲージ抵抗１２および図示しない配線を基板１０の表面に形成する前に基板１０と基板２０とを接合しているので、接合アニールを高温で行い、接合力を高めることができる。
【００３９】
なお、本実施形態では、凹部２２を形成した後に凹部２３を形成したが、図３に示すように基板２０の裏面に凹部２３を形成した後に、表面に凹部２２を形成するとともに凹部２２と凹部２３とを連結させて貫通孔２１を形成してもよい。
【００４０】
また、本実施形態では、基板１０と基板２０とを接合する前に凹部２３を形成したが、基板１０と基板２０とを接合した後に凹部２３を形成してもよい。すなわち、基板２０の表面に凹部２２を形成し、図４に示すように基板１０の裏面と基板２０の表面とを酸化膜３０を介して接合した後に、凹部２３を形成するとともに、凹部２２と凹部２３とを連結させて貫通孔２１を形成してもよい。ただし、基板１０と基板２０とを接合した後に凹部２３を形成すると、凹部２３を形成するためのエッチングによりダイヤフラム１１の形状が変化するおそれがあるので、基板１０と基板２０とを接合する前に凹部２３を形成することが好ましい。
【００４１】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して酸化膜３０の形成方法を変更したものであり、その他については第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。
【００４２】
本実施形態では、凹部２２を形成した後、凹部２３を形成する前に、凹部２２を含む基板２０の表面に熱酸化膜３０を形成する。そして、凹部２３を形成して基板１０と基板２０とを接合した後に、凹部２２の底面に形成された酸化膜３０を除去し、これにより凹部２２と凹部２３とを連結して、貫通孔２１を形成する。そのため、図５に示すように、酸化膜３０のうち貫通孔２１に対応する部分に、ダイヤフラム１１の裏面を露出させる開口部が形成されている。
【００４３】
本実施形態の圧力センサの製造方法について、図６、図７を用いて詳しく説明する。図６（ａ）に示す工程では、基板２０の表面にドライエッチングを用いて凹部２２を形成した後、基板２０を熱酸化して、凹部２２の側壁面および底面を含む基板２０の表面と、基板２０の裏面に、酸化膜３０を形成する。
【００４４】
図６（ｂ）に示す工程では、フォトリソグラフィを行い、基板２０の裏面に形成された酸化膜３０に、凹部２３に対応する開口部が形成されたレジスト４０を配置する。そして、酸化膜３０のうちレジスト４０で覆われていない部分をエッチングで除去する。これにより、酸化膜３０に凹部２３に対応する形状の開口部が形成される。
【００４５】
図６（ｃ）に示す工程では、基板２０の裏面に形成された酸化膜３０をマスクとしたドライエッチングを用いて、凹部２３を形成する。これにより、凹部２３において、凹部２２の底面に形成された酸化膜３０が露出する。その後、基板２０を薄板化して基板２０の裏面に形成された酸化膜３０を除去する。
【００４６】
図７（ａ）に示す工程では、基板２０の表面に形成された酸化膜３０を介して、基板１０の裏面と基板２０の表面とを接合する。基板１０のうち凹部２２に対向する部分が、ダイヤフラム１１となる。
【００４７】
図７（ｂ）に示す工程では、ドライエッチングまたはウェットエッチングを用いて、凹部２２の底面および側壁面に形成された酸化膜３０を除去する。これにより、凹部２２と凹部２３とが連結され、基板２０を厚さ方向に貫通する貫通孔２１が形成される。また、図７（ｂ）に示す工程では、基板１０の表面にゲージ抵抗１２および図示しない配線を形成し、ブリッジ回路を形成する。また、貫通孔２１の内部に図示しないゲルを充填する。
【００４８】
このように、凹部２３を形成する前に凹部２２の底面および側壁面を含む基板２０の表面に酸化膜３０を形成することにより、ダイヤフラム１１の寸法のばらつきをさらに小さくすることができる。
【００４９】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して基板１０の構成を変更したものであり、その他については第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。
【００５０】
本実施形態では、図８に示すように、基板１０は、活性層１３、犠牲層１４、支持層１５が順に積層されたＳＯＩ（Silicon on Insulator）ウェハで構成されている。活性層１３、支持層１５はＳｉ等で構成され、犠牲層１４はＳｉＯ２等で構成されている。
【００５１】
後述するように、本実施形態では、基板１０の一部を薄膜化することでダイヤフラム１１を形成する。したがって、ダイヤフラム１１を形成するためのエッチングを短時間で行い、ダイヤフラム１１の寸法などのばらつきを小さくするために、基板１０が薄いことが好ましい。本実施形態では、基板１０は、第１実施形態と同様に厚さが３００μｍ未満とされており、基板２０よりも薄くされている。
【００５２】
活性層１３のうち犠牲層１４とは反対側の面を基板１０の表面とし、支持層１５のうち犠牲層１４とは反対側の面を基板１０の裏面とする。基板１０の裏面には、凹部１６が形成されている。
【００５３】
凹部１６は、ドライエッチングを用いて形成されており、側壁面が基板１０の裏面に垂直とされている。凹部１６は支持層１５を厚さ方向に貫通しており、凹部１６によって犠牲層１４の一部が露出している。
【００５４】
本実施形態では、酸化膜３０は、基板１０の裏面のうち凹部１６の外側の部分に形成されており、貫通孔２１は凹部１６と連結されている。また、凹部１６の幅は貫通孔２１の幅よりも小さくされている。具体的には、凹部１６および貫通孔２１はそれぞれ円柱状とされており、凹部１６の径は、貫通孔２１の径よりも小さくされている。
【００５５】
本実施形態の圧力センサの製造方法について図９を用いて説明する。図９（ａ）に示す工程では、活性層１３、犠牲層１４、支持層１５が順に積層されたＳＯＩウェハである基板１０を用意する。図９（ｂ）に示す工程では、基板１０の裏面を熱酸化して酸化膜３０を形成する。その後、基板１０の一部を薄膜化してダイヤフラム１１を形成する。具体的には、ドライエッチングを用いて酸化膜３０、支持層１５の一部を除去して凹部１６を形成し、犠牲層１４を露出させる。
【００５６】
図９（ｃ）に示す工程では、基板２０の表面または裏面からのドライエッチングを行い、基板２０を厚さ方向に貫通し、側壁面が基板２０の表面に垂直とされた貫通孔２１を形成する。
【００５７】
本実施形態では、図９（ｂ）に示す工程および図９（ｃ）に示す工程において、凹部１６の幅が貫通孔２１の幅よりも小さくなるように、凹部１６および貫通孔２１を形成する。
【００５８】
図９（ｄ）に示す工程では、酸化膜３０を介して基板１０の裏面と基板２０の表面とを接合する。また、基板１０の表面にゲージ抵抗１２および図示しない配線を形成し、ブリッジ回路を形成する。また、貫通孔２１および凹部１６の内部に図示しないゲルを充填する。
【００５９】
このように圧力センサを製造する本実施形態においても、第１実施形態と同様に、体格の大型化を抑制しつつフレーム部の剛性を高くすることができる。また、ダイヤフラム１１の寸法、ゲージ抵抗１２との位置関係などのばらつきを小さくして、検出精度を向上させることができる。
【００６０】
なお、本実施形態では、基板２０に貫通孔２１を形成した後に基板１０と基板２０とを接合したが、図１０に示すように基板１０と貫通孔２１が形成される前の基板２０とを接合し、その後、基板２０の裏面からのドライエッチングにより貫通孔２１を形成してもよい。
【００６１】
（他の実施形態）
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【００６２】
例えば、上記第１実施形態では、凹部２２の幅が凹部２３の幅よりも小さくされているが、凹部２２の幅が凹部２３の幅以上とされていてもよい。また、上記第３実施形態では、凹部１６の幅が貫通孔２１の幅よりも小さくされているが、凹部１６の幅が貫通孔２１の幅以上とされていてもよい。このような構成では、圧力センサを覆うハウジング等からの外力の影響をさらに低減することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１０  基板
１１  ダイヤフラム
１２  ゲージ抵抗
２０  基板
２１  貫通孔
２２  凹部
２３  凹部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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