(57)【要約】【課題】圧力検出感度が高く、かつ、信頼性の低下を抑制することのできる圧力センサー、圧力センサーの製造方法、圧力センサーモジュール、電子機器および移動体を提供する。【解決手段】圧力センサーは、受圧により撓み変形するダイアフラムと、前記ダイアフラムに設けられているセンサー部と、前記ダイアフラムの一方の面側に設けられている第１シリコン窒化膜と、を有し、前記第１シリコン窒化膜の水素含有量は、１０原子％以下である。また、圧力センサーは、前記センサー部と電気的に接続されている配線と、前記配線の少なくとも一部を覆う第２シリコン窒化膜と、をさらに有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受圧により撓み変形するダイアフラムと、
前記ダイアフラムに設けられているセンサー部と、
前記ダイアフラムの一方の面側に設けられている第１シリコン窒化膜と、を有し、
前記第１シリコン窒化膜の水素含有量は、１０原子％以下であることを特徴とする圧力センサー。
【請求項２】
前記センサー部と電気的に接続されている配線と、
前記配線の少なくとも一部を覆う第２シリコン窒化膜と、を有する請求項１に記載の圧力センサー。
【請求項３】
受圧により撓み変形するダイアフラムと、
前記ダイアフラムに設けられているセンサー部と、
前記ダイアフラムの一方の面側に設けられている第１シリコン窒化膜と、
前記センサー部と電気的に接続されている配線と、
前記配線の少なくとも一部を覆う第２シリコン窒化膜と、を有し、
前記第１シリコン窒化膜の水素含有量は、前記第２シリコン窒化膜の水素含有量よりも低いことを特徴とする圧力センサー。
【請求項４】
前記第１シリコン窒化膜の水素含有量は、１０原子％以下である請求項３に記載の圧力センサー。
【請求項５】
前記第１シリコン窒化膜と前記ダイアフラムとの間に設けられているシリコン酸化膜を有している請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧力センサー。
【請求項６】
前記第１シリコン窒化膜の厚さは、２００ｎｍ以下である請求項１ないし５のいずれか１項に記載の圧力センサー。
【請求項７】
前記第２シリコン窒化膜の厚さは、前記第１シリコン窒化膜の厚さよりも厚い請求項２ないし４のいずれか１項に記載の圧力センサー。
【請求項８】
前記ダイアフラムの他方の面側に配置されている圧力基準室を有している請求項１ないし７のいずれか１項に記載の圧力センサー。
【請求項９】
基板にセンサー部を形成する工程と、
前記基板の一方の面側に、水素含有量が１０原子％以下である第１シリコン窒化膜を配置する工程と、
前記基板の他方の面側に凹部を形成し、受圧により撓み変形するダイアフラムを形成する工程と、を含むことを特徴とする圧力センサーの製造方法。
【請求項１０】
基板にセンサー部を形成する工程と、
前記基板の一方の面側に第１シリコン窒化膜を配置する工程と、
前記基板の一方の面側に前記センサー部と電気的に接続される配線を配置する工程と、
前記配線の少なくとも一部を覆う第２シリコン窒化膜を配置する工程と、
前記基板の他方の面側に凹部を形成し、受圧により撓み変形するダイアフラムを形成する工程と、を含み、
前記第１シリコン窒化膜の水素含有量は、前記第２シリコン窒化膜の水素含有量よりも低いことを特徴とする圧力センサーの製造方法。
【請求項１１】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の圧力センサーと、
前記圧力センサーを収納しているパッケージと、を有することを特徴とする圧力センサーモジュール。
【請求項１２】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の圧力センサーを有することを特徴とする電子機器。
【請求項１３】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の圧力センサーを有することを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力センサー、圧力センサーの製造方法、圧力センサーモジュール、電子機器および移動体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、圧力センサーとして、例えば、特許文献１に記載の構成が知られている。特許文献１の圧力センサーは、受圧により撓み変形するダイアフラムと、ダイアフラム上に形成されたピエゾ抵抗素子と、を有し、ダイアフラムの撓みに基づいてピエゾ抵抗素子の抵抗値が変化することを利用して、圧力を検出するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開２０１０／０５５７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
また、特許文献１の圧力センサーでは、ピエゾ抵抗素子を含む回路部分を保護するために、ダイアフラムの上面にシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）からなる保護膜が成膜されている。しかしながら、シリコン酸化膜は、水分、ガス等が通過し易く、シリコン酸化膜を通過した成分（水分、ガス等）によって、回路部分等が反応劣化することで、圧力センサーの信頼性が低下してしまう。また、この劣化を抑制するため、保護膜をより厚くした場合には、ダイアフラムが撓み難くなり、圧力検出感度が低下してしまう。
【０００５】
本発明の目的は、圧力検出感度が高く、かつ、信頼性の低下を抑制することのできる圧力センサー、圧力センサーの製造方法、圧力センサーモジュール、電子機器および移動体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
【０００７】
本発明の圧力センサーは、受圧により撓み変形するダイアフラムと、
前記ダイアフラムに設けられているセンサー部と、
前記ダイアフラムの一方の面側に設けられている第１シリコン窒化膜と、を有し、
前記第１シリコン窒化膜の水素含有量は、１０原子％以下であることを特徴とする。
これにより、より緻密な第１シリコン窒化膜が得られる。そのため、ピンホールが生じ難く、第１シリコン窒化膜のバリア機能をより高めることができる。よって、センサー部を水分、ガス等からより効果的に保護することができ、信頼性の高い圧力センサーとなる（圧力センサーの信頼性の低下を抑制することができる）。また、第１シリコン窒化膜を薄くすることができるため、圧力検出感度を高めることができる。
【０００８】
本発明の圧力センサーでは、前記センサー部と電気的に接続されている配線と、
前記配線の少なくとも一部を覆う第２シリコン窒化膜と、を有することが好ましい。
これにより、第２シリコン窒化膜によって、配線を水分等から保護することができる。
【０００９】
本発明の圧力センサーは、受圧により撓み変形するダイアフラムと、
前記ダイアフラムに設けられているセンサー部と、
前記ダイアフラムの一方の面側に設けられている第１シリコン窒化膜と、
前記センサー部と電気的に接続されている配線と、
前記配線の少なくとも一部を覆う第２シリコン窒化膜と、を有し、
前記第１シリコン窒化膜の水素含有量は、前記第２シリコン窒化膜の水素含有量よりも低いことを特徴とする。
これにより、より緻密な第１シリコン窒化膜が得られる。そのため、ピンホールが生じ難く、第１シリコン窒化膜のバリア機能をより高めることができる。よって、センサー部を水分、ガス等からより効果的に保護することができ、信頼性の高い圧力センサーとなる（圧力センサー１の信頼性の低下を抑制することができる）。また、第１シリコン窒化膜および第２シリコン窒化膜をそれぞれより容易に成膜することができる。
【００１０】
本発明の圧力センサーでは、前記第１シリコン窒化膜の水素含有量は、１０原子％以下であることが好ましい。
これにより、第１シリコン窒化膜のバリア機能をより高めることができる。よって、センサー部を水分、ガス等からより効果的に保護することができる。
【００１１】
本発明の圧力センサーでは、前記第１シリコン窒化膜と前記ダイアフラムとの間に設けられているシリコン酸化膜を有していることが好ましい。
これにより、より優れた圧力検出特性を発揮することができる。
【００１２】
本発明の圧力センサーでは、前記第１シリコン窒化膜の厚さは、２００ｎｍ以下であることが好ましい。
これにより、第１シリコン窒化膜を、バリア特性を十分に発揮させつつ、十分に薄くすることができる。よって、圧力センサーの圧力検出感度を向上させることができる。
【００１３】
本発明の圧力センサーでは、前記第２シリコン窒化膜の厚さは、前記第１シリコン窒化膜の厚さよりも厚いことが好ましい。
これにより、第１シリコン窒化膜を薄くすることができ、圧力センサーの圧力検出感度を向上させることができる。また、第２シリコン窒化膜を厚くすることができ、第２シリコン窒化膜のバリア機能を高めることができる。
【００１４】
本発明の圧力センサーでは、前記ダイアフラムの他方の面側に配置されている圧力基準室を有していることが好ましい。
これにより、圧力基準室の圧力を基準として、ダイアフラムが受けた圧力を検出することができる。そのため、比較的簡単な構成で、かつ精度よく圧力を検出することができる。
【００１５】
本発明の圧力センサーの製造方法は、基板にセンサー部を形成する工程と、
前記基板の一方の面側に、水素含有量が１０原子％以下である第１シリコン窒化膜を配置する工程と、
前記基板の他方の面側に凹部を形成し、受圧により撓み変形するダイアフラムを形成する工程と、を含むことを特徴とする。
これにより、より緻密で、バリア特性に優れた第１シリコン窒化膜が得られ、センサー部を水分、ガス等からより効果的に保護することができる。したがって、信頼性の高い圧力センサーが得られる。
【００１６】
本発明の圧力センサーの製造方法は、基板にセンサー部を形成する工程と、
前記基板の一方の面側に第１シリコン窒化膜を配置する工程と、
前記基板の一方の面側に前記センサー部と電気的に接続される配線を配置する工程と、
前記配線の少なくとも一部を覆う第２シリコン窒化膜を配置する工程と、
前記基板の他方の面側に凹部を形成し、受圧により撓み変形するダイアフラムを形成する工程と、を含み、
前記第１シリコン窒化膜の水素含有量は、前記第２シリコン窒化膜の水素含有量よりも低いことを特徴とする。
これにより、より緻密で、バリア特性に優れた第１シリコン窒化膜が得られ、センサー部を水分、ガス等からより効果的に保護することができる。したがって、信頼性の高い圧力センサーが得られる。
【００１７】
本発明の圧力センサーモジュールは、本発明の圧力センサーと、
前記圧力センサーを収納しているパッケージと、を有することを特徴とする。
これにより、感度が高く、かつ、信頼性の高い圧力センサーモジュールが得られる。
【００１８】
本発明の電子機器は、本発明の圧力センサーを有することを特徴とする。
これにより、高性能で、信頼性の高い電子機器が得られる。
【００１９】
本発明の移動体は、本発明の圧力センサーを有することを特徴とする。
これにより、高性能で、信頼性の高い移動体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る圧力センサーの断面図である。
【図２】図１に示す圧力センサーが有するセンサー部を示す平面図である。
【図３】図２に示すセンサー部を含むブリッジ回路を示す図である。
【図４】図１に示す圧力センサーの製造方法を示すフローチャートである。
【図５】図１に示す圧力センサーの製造方法を説明するための断面図である。
【図６】図１に示す圧力センサーの製造方法を説明するための断面図である。
【図７】図１に示す圧力センサーの製造方法を説明するための断面図である。
【図８】図１に示す圧力センサーの製造方法を説明するための断面図である。
【図９】図１に示す圧力センサーの製造方法を説明するための断面図である。
【図１０】図１に示す圧力センサーの製造方法を説明するための断面図である。
【図１１】図１に示す圧力センサーの製造方法を説明するための断面図である。
【図１２】図１に示す圧力センサーの製造方法を説明するための断面図である。
【図１３】図１に示す圧力センサーの製造方法を説明するための断面図である。
【図１４】図１に示す圧力センサーの製造方法を説明するための断面図である。
【図１５】本発明の第２実施形態に係る圧力センサーの断面図である。
【図１６】図１５に示す圧力センサーの製造方法を説明するための断面図である。
【図１７】図１５に示す圧力センサーの製造方法を説明するための断面図である。
【図１８】図１５に示す圧力センサーの製造方法を説明するための断面図である。
【図１９】本発明の第３実施形態に係る圧力センサーの断面図である。
【図２０】本発明の第４実施形態に係る圧力センサーの断面図である。
【図２１】本発明の第５実施形態に係る圧力センサーモジュールの断面図である。
【図２２】図２１に示す圧力センサーモジュールが有する支持基板の平面図である。
【図２３】本発明の第６実施形態に係る電子機器としての高度計を示す斜視図である。
【図２４】本発明の第７実施形態に係る電子機器としてのナビゲーションシステムを示す正面図である。
【図２５】本発明の第８実施形態に係る移動体としての自動車を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の圧力センサー、圧力センサーの製造方法、圧力センサーモジュール、電子機器および移動体を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
＜第１実施形態＞
まず、本発明の第１実施形態に係る圧力センサーについて説明する。
【００２３】
図１は、本発明の第１実施形態に係る圧力センサーの断面図である。図２は、図１に示す圧力センサーが有するセンサー部を示す平面図である。図３は、図２に示すセンサー部を含むブリッジ回路を示す図である。図４は、図１に示す圧力センサーの製造方法を示すフローチャートである。図５ないし図１４は、それぞれ、図１に示す圧力センサーの製造方法を説明するための断面図である。なお、以下の説明では、図１、図５ないし図１４中の上側を「上」、下側を「下」とも言う。
【００２４】
図１に示すように、圧力センサー１は、基板２と、基板２に配置されているセンサー部３と、基板２に接合されているベース基板４と、基板２とベース基板４との間に形成されている圧力基準室Ｓと、を有している。
【００２５】
基板２は、ＳＯＩ基板（すなわち、第１シリコン層２ａ、酸化シリコン層２ｂおよび第２シリコン層２ｃがこの順で積層されている基板）である。ただし、基板２としては、ＳＯＩ基板に替えて、例えば、単層のシリコン基板を用いてもよい。また、シリコン基板以外の半導体基板を用いてもよい。
【００２６】
また、基板２には、周囲の部分よりも薄肉であり、受圧によって撓み変形するダイアフラム２１が設けられている。基板２には、下方に開放する有底の凹部２２が形成されており、この凹部２２の上側（凹部２２によって基板２が薄くなっている部分）がダイアフラム２１となっている。そして、ダイアフラム２１の上面が、圧力を受ける受圧面となっている。凹部２２は、ダイアフラム２１の受圧面とは反対側に形成される後述の圧力基準室Ｓを形成するための空間（空洞部）である。なお、本実施形態では、ダイアフラム２１の平面視形状は、略正方形であるが、ダイアフラム２１の平面視形状としては、特に限定されず、例えば、円形であってもよい。
【００２７】
ここで、本実施形態では、凹部２２は、シリコンディープエッチング装置を用いたドライエッチングで形成されている。具体的には、基板２の下面側から等方性エッチング、保護膜成膜および異方向性エッチングという工程を繰り返して、第１シリコン層２ａを掘ることで凹部２２を形成する。この工程を繰り返し、エッチングが酸化シリコン層２ｂまで達すると酸化シリコン層２ｂがエッチングストッパーとなってエッチングが終了し、凹部２２が得られる。このような形成方法によれば、凹部２２の側面が基板２の主面に対して略垂直となるため、凹部２２の開口面積を小さくすることができる。そのため、基板２の機械的強度の低下を抑制することができ、また、圧力センサー１の大型化を抑制することもできる。なお、図示しないが、前述した工程の繰り返しによって、凹部２２の内壁側面には掘り方向に周期的な凹凸が形成される。
【００２８】
ただし、凹部２２の形成方法としては、上記の方法に限定されず、例えば、ウェットエッチングによって形成してもよい。また、本実施形態では、ダイアフラム２１に酸化シリコン層２ｂが残っているが、この酸化シリコン層２ｂをさらに除去してもよい。すなわち、ダイアフラム２１を第２シリコン層２ｃの単層で構成してもよい。これにより、ダイアフラム２１をより薄くすることができ、より撓み変形し易いダイアフラム２１が得られる。
【００２９】
ダイアフラム２１の厚さとしては、特に限定されず、ダイアフラム２１の大きさ等によっても異なるが、例えば、ダイアフラム２１の幅が１００μｍ以上１５０μｍ以下の場合には、１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上３μｍ以下であることがより好ましい。このような厚さとすることで、機械的な強度を十分に保ちつつ、十分に薄く、受圧により撓み変形し易い、すなわち感度の高いダイアフラム２１が得られる。
【００３０】
以上のような基板２の上面には、シリコン酸化膜２８（ＳｉＯ２膜）と、第１シリコン窒化膜２９（ＳｉＮ膜）と、が成膜されている。より具体的には、基板２の上面にシリコン酸化膜２８が成膜されており、シリコン酸化膜２８の上面に第１シリコン窒化膜２９が成膜されている。また、シリコン酸化膜２８および第１シリコン窒化膜２９は、それぞれ、基板２の平面視で、ダイアフラム２１の全域と重なるように配置されている。
【００３１】
シリコン酸化膜２８によって、センサー部３が有する後述するピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４の界面準位を低減してノイズの発生を抑制することができる。また、第１シリコン窒化膜２９によって、センサー部３を水分や埃から保護することができる。
【００３２】
ここで、シリコン酸化膜２８および第１シリコン窒化膜２９の膜厚の合計（総厚さ）としては、特に限定されないが、ダイアフラム２１の厚さの１／１０以下であることが好ましく、１／１００以下であることがより好ましい。これにより、シリコン酸化膜２８および第１シリコン窒化膜２９を十分に薄くすることができる。
【００３３】
また、シリコン酸化膜２８の厚さとしては、特に限定されないが、ダイアフラム２１の厚さが１μｍ以上１０μｍ以下程度の場合には、例えば、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましく、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることがより好ましい。これにより、シリコン酸化膜２８を、上述した効果を十分に発揮させつつ、十分に薄くすることができる。
【００３４】
また、第１シリコン窒化膜２９の厚さＴ１としては、特に限定されないが、ダイアフラム２１の厚さが１μｍ以上１０μｍ以下程度の場合には、例えば、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることがより好ましい。これにより、第１シリコン窒化膜２９を、上述した効果を十分に発揮させつつ、十分に薄くすることができる。特に、第１シリコン窒化膜２９については、後述するように、水素含有量が１０原子％以下に抑えられた緻密な膜となっているため、上述のように薄くしても、その機能を十分に発揮することができる。
【００３５】
なお、シリコン酸化膜２８は、省略してもよい。また、シリコン酸化膜２８の替りに他の材料（例えば、ＳｉＮＯ）で構成されている膜を配置してもよい。
【００３６】
ダイアフラム２１には、ダイアフラム２１に作用する圧力を検出し得るセンサー部３が設けられている。このセンサー部３は、図２に示すように、ダイアフラム２１に設けられた４つのピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４を有している。また、ピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４は、配線３５を介して、互いに電気的に接続され、図３に示すブリッジ回路３０（ホイートストンブリッジ回路）を構成している。ブリッジ回路３０には駆動電圧ＡＶＤＣを供給する駆動回路（図示せず）が接続されている。そして、ブリッジ回路３０は、ダイアフラム２１の撓みに基づくピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４の抵抗値変化に応じた検出信号（電圧）を出力する。そのため、この出力された検出信号に基づいてダイアフラム２１が受けた圧力を検出することができる。
【００３７】
特に、ピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４は、ダイアフラム２１の外縁部に配置されている。受圧によりダイアフラム２１が撓み変形すると、ダイアフラム２１の中でも特にその外縁部に大きな応力が加わるため、外縁部にピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４を配置することで、前述した検出信号を大きくすることができ、圧力検知の感度が向上する。なお、ピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４の配置は、特に限定されず、例えば、ピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４がダイアフラム２１の外縁を跨いで配置されていてもよい。
【００３８】
また、前述したように、シリコン酸化膜２８および第１シリコン窒化膜２９を薄くすることで、次のような効果を発揮することもできる。本実施形態では、ダイアフラム２１と、当該ダイアフラム２１上のシリコン酸化膜２８および第１シリコン窒化膜２９と、の積層体が受圧により撓み変形する「ダイアフラム」として機能するとも言える。このダイアフラムについて、その厚さ方向で議論すれば、ダイアフラムの厚さ方向中央部から表面（上面および下面）に向けて、受圧により撓み変形したときに生じる応力が大きくなる。そのため、ダイアフラムの上面または下面のより近くにピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４を配置することで、同じ圧力を受けた場合でも、より大きな検出信号が得られる。この点に鑑みれば、上述したように、シリコン酸化膜２８および第１シリコン窒化膜２９を薄くすることで、ピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４をダイアフラム（ダイアフラム２１、シリコン酸化膜２８および第１シリコン窒化膜２９との積層体）の上面のより近くに配置することができるため、より大きな検出信号が得られ、圧力検出感度がさらに向上する。
【００３９】
ピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４は、それぞれ、例えば、基板２の第２シリコン層２ｃにリン、ボロン等の不純物をドープ（拡散または注入）することで構成されている。また、配線３５は、例えば、基板２の第２シリコン層２ｃに、ピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４よりも高濃度でリン、ボロン等の不純物をドープ（拡散または注入）することで構成されている。
【００４０】
また、基板２上には層間絶縁膜５１が配置されており、この層間絶縁膜５１上に配線５２が設けられている。また、層間絶縁膜５１には貫通孔が形成されており、この貫通孔を介して、配線５２が配線３５と電気的に接続されている。また、層間絶縁膜５１および配線５２上には層間絶縁膜５３が設けられており、この層間絶縁膜５３によって配線５２が絶縁されると共に、保護されている。
【００４１】
このような層間絶縁膜５１、５３は、例えば、シリコン酸化膜で構成されている。また、配線５２は、例えば、アルミニウム膜等の金属膜で構成されている。ただし、これら各部の構成材料は、その機能を発揮することができれば、特に限定されない。
【００４２】
また、層間絶縁膜５３上には、第２シリコン窒化膜５５が配置されている。基板２の平面視で、第２シリコン窒化膜５５は、配線５２の少なくとも一部と重なって（覆って）配置されている。このような第２シリコン窒化膜５５は、センサー部３や配線５２を水分や埃から保護する機能を有する。
【００４３】
なお、層間絶縁膜５１、５３および第２シリコン窒化膜５５は、それぞれ、ダイアフラム２１と重ならないように設けられており、本実施形態では、平面視で、ダイアフラム２１の周囲を囲む枠状をなしている。
【００４４】
また、層間絶縁膜５３および第２シリコン窒化膜５５を貫通する貫通孔が設けられており、第２シリコン窒化膜５５上にはこの貫通孔を介して配線３５と電気的に接続されている端子５４が設けられている。
【００４５】
ベース基板４は、ダイアフラム２１との間に圧力基準室Ｓを形成するように、ダイアフラム２１と対向して配置されている。具体的には、ベース基板４は、凹部２２の開口を塞ぐように、基板２の下面に接合されている。このようなベース基板４としては、例えば、シリコン基板、ガラス基板、セラミックス基板等を用いることができる。
【００４６】
このようなベース基板４によって凹部２２を気密的に封止することで、圧力基準室Ｓが形成されている。そのため、圧力基準室Ｓは、ダイアフラム２１の下側（受圧面と反対側）に位置していると言える。圧力基準室Ｓは、真空（例えば１０Ｐａ以下程度）であることが好ましい。これにより、圧力センサー１を、真空を基準として圧力を検出する「絶対圧センサー」として用いることができる。そのため、利便性の高い圧力センサー１となる。ただし、圧力基準室Ｓは、真空状態でなくてもよい。また、本発明は、ベース基板４に圧力導入口を形成して、凹部２２を外部と連通させた差圧センサー、ゲージ圧センサーにも適用することができる。
【００４７】
以上、圧力センサー１の構成について簡単に説明した。次に、圧力センサー１の特徴的な部分について詳細に説明する。圧力センサー１では、第１シリコン窒化膜２９は、高純度のものが好ましく、特に、水素（Ｈ）が不可避的に含まれたとしても、その量が極めて少ないものが好ましい。すなわち、第１シリコン窒化膜２９の水素（Ｈ）含有量は、１０原子％以下であるのが好ましい。このように、第１シリコン窒化膜２９の水素含有量を１０原子％以下とすることで、より緻密な第１シリコン窒化膜２９が得られる。そのため、ピンホールが生じ難く、第１シリコン窒化膜２９のバリア機能をより高めることができる。よって、センサー部３を水分、ガス等の成分からより効果的に保護することができる。また、膜が緻密な分、第１シリコン窒化膜２９をより薄くすることができる。そのため、上述した理由から、センサー部３からより大きな検出信号が得られ、圧力検出感度がさらに向上する。
【００４８】
なお、第１シリコン窒化膜２９の水素含有量としては、さらに、６原子％以下であることが好ましく、４原子％以下であることがより好ましい。これにより、上述した効果がより顕著なものとなる。
【００４９】
また、第１シリコン窒化膜２９の厚さＴ１としては、特に限定されないが、前述したように、例えば、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることがより好ましい。これにより、第１シリコン窒化膜２９を、バリア機能を十分に発揮させつつ十分に薄くすることができる。そのため、第１シリコン窒化膜２９の内部応力を低減することができ、ダイアフラム２１が検出対象である圧力以外の力によって撓み変形してしまうのを抑制することができる。そのため、より優れた圧力検出特性を発揮することができる。ここで、第１シリコン窒化膜２９を上述のように薄くできるのは、水素含有量を１０原子％以下に抑え、第１シリコン窒化膜２９が緻密な膜で構成されているためである。
【００５０】
また、第１シリコン窒化膜２９の成膜方法としては、水素含有量を１０原子％以下とすることができれば特に限定されないが、例えば、減圧ＣＶＤ（ＬＰ−ＣＶＤ）を用いることができる。減圧ＣＶＤは、例えば、成長時の圧力を０．１Ｔｏｒｒ以上３０Ｔｏｒｒ以下程度に減圧して行うＣＶＤであり、水素含有量が少なく、良好で均質な膜質の第１シリコン窒化膜２９を成膜することができる。なお、減圧ＣＶＤは、例えば、７００℃以上（具体的には、アンモニアとジクロルシランガスとを用いた減圧ＣＶＤによれば７８０℃程度）の環境下で行われるが、後述する製造方法でも説明するように、第１シリコン窒化膜２９の成膜時には、アルミニウム等の金属材料で構成されている配線５２が形成されていないため、配線５２にダメージ（例えば軟化、溶融による断線）を与えることがない。
【００５１】
また、第２シリコン窒化膜５５の成膜方法としては、特に限定されないが、例えば、プラズマＣＶＤを用いることができる。プラズマＣＶＤによれば、前述した減圧ＣＶＤと比べて水素含有量が高くなるものの、比較的低温で第２シリコン窒化膜５５を成膜することができる。そのため、後述する製造方法でも説明するように、アルミニウム等の金属配線で構成されている配線５２が熱ダメージ（軟化、溶融等による断線等）を受けてしまうことを抑制することができる。なお、プラズマＣＶＤは、例えば、チャンバーに高周波電力を与え、原料ガスをプラズマ化し、２５０℃以上４００℃以下程度の比較的低温で、０．１Ｔｏｒｒ以上３０Ｔｏｒｒ以下程度の減圧下で膜を成長させるＣＶＤである。
【００５２】
また、第１シリコン窒化膜２９の水素含有量は、第２シリコン窒化膜５５の水素含有量よりも低いことが好ましい。逆に言えば、第２シリコン窒化膜５５の水素含有量は、第１シリコン窒化膜２９の水素含有量よりも高いことが好ましい。このように、第２シリコン窒化膜５５の水素含有量を第１シリコン窒化膜２９の水素含有量よりも高くすることで、より低温で成膜することが可能となり、第２シリコン窒化膜５５を他の部分にダメージを与えることなく（ダメージを小さく抑えつつ）、より容易に成膜することができる。
【００５３】
また、第２シリコン窒化膜５５の水素（Ｈ）含有量としては、特に限定されないが、１０原子％超２０原子％以下であることが好ましく、１０原子％超１５原子％以下であることがより好ましい。これにより、第１シリコン窒化膜２９には及ばないものの、比較的緻密でピンホールが形成され難い第２シリコン窒化膜５５となる。そのため、第２シリコン窒化膜５５のバリア機能をより高めることができる。よって、センサー部３を水分、ガス等からより効果的に保護することができる。
【００５４】
また、第２シリコン窒化膜５５の厚さＴ２は、第１シリコン窒化膜２９の厚さＴ１よりも厚いことが好ましい。前述したように、第２シリコン窒化膜５５は、第１シリコン窒化膜２９よりも水素含有量が高く、その分、水分、ガス等に対するバリア機能に劣っている。そのため、第２シリコン窒化膜５５を第１シリコン窒化膜２９よりも厚くすることで、第２シリコン窒化膜５５の水分、ガス等に対するバリア機能を高めることができる。なお、第２シリコン窒化膜５５は、ダイアフラム２１上に配置されていないため、前述したような第１シリコン窒化膜２９のように、センサー部３の出力を大きくするために膜厚を薄くする必要がない。言い換えると、第２シリコン窒化膜５５を厚くしても、圧力センサー１の圧力検出感度にほとんど影響を与えない。
【００５５】
なお、第２シリコン窒化膜５５の厚さＴ２としては、特に限定されないが、例えば、０．３μｍ以上３μｍ以下とすることが好ましい。これにより、上述した効果がより顕著なものとなる。
【００５６】
なお、第１シリコン窒化膜２９および第２シリコン窒化膜５５中の水素含有量は、例えば、ラザフォード後方散乱分析（Rutherford Backscattering Spectrometry：ＲＢＳ）や、水素前方散乱分析（Hydrogen Forward Scattering：ＨＦＳ）を用いて測定することができる。
【００５７】
以上、圧力センサー１の構成について詳細に説明した。以上のような圧力センサー１は、受圧により撓み変形するダイアフラム２１と、ダイアフラム２１に設けられているセンサー部３と、ダイアフラム２１の上面（一方の面）側に設けられている第１シリコン窒化膜２９と、を有している。そして、第１シリコン窒化膜２９の水素（Ｈ）含有量は、１０原子％以下である。これにより、より緻密な第１シリコン窒化膜２９が得られる。そのため、ピンホールが生じ難く、第１シリコン窒化膜２９のバリア機能をより高めることができる。よって、センサー部３を水分、ガス等からより効果的に保護することができ、センサー部３の水分、ガス等との反応劣化を抑制することができる。そのため、信頼性の高い圧力センサー１となる。また、膜が緻密な分、第１シリコン窒化膜２９をより薄くすることができる。そのため、センサー部３からより大きな検出信号が得られ、圧力検出精度がさらに向上する。
【００５８】
さらに、圧力センサー１は、センサー部３と電気的に接続されている配線５２と、配線５２の少なくとも一部を覆う第２シリコン窒化膜５５と、を有している。これにより、第２シリコン窒化膜５５によって、水分等から配線５２を保護することができる。また、第１シリコン窒化膜２９の水素（Ｈ）含有量は、第２シリコン窒化膜５５の水素含有量よりも低いことが好ましい。これにより、第１シリコン窒化膜２９のバリア機能をより高めることができる。また、第１シリコン窒化膜２９および第２シリコン窒化膜５５をそれぞれより容易に成膜することができる。
【００５９】
また、別の観点から観れば、前述したように、圧力センサー１は、受圧により撓み変形するダイアフラム２１と、ダイアフラム２１に設けられているセンサー部３と、ダイアフラム２１の上面（一方の面）側に設けられている第１シリコン窒化膜２９と、センサー部３と電気的に接続されている配線５２と、配線５２の少なくとも一部を覆う第２シリコン窒化膜５５と、を有している。そして、第１シリコン窒化膜２９の水素含有量は、第２シリコン窒化膜５５の水素含有量よりも低い。これにより、より緻密な第１シリコン窒化膜２９が得られる。そのため、ピンホールが生じ難く、第１シリコン窒化膜２９のバリア機能をより高めることができる。よって、センサー部３を水分、ガス等からより効果的に保護することができ、信頼性の高い圧力センサー１となる。また、膜が緻密な分、第１シリコン窒化膜２９をより薄くすることができる。そのため、センサー部３からより大きな検出信号が得られ、圧力検出精度がさらに向上する。また、第１シリコン窒化膜２９および第２シリコン窒化膜５５をそれぞれより容易に成膜することができる。
【００６０】
さらに、第１シリコン窒化膜２９の水素含有量は、１０原子％以下であることが好ましい。これにより、第１シリコン窒化膜２９のバリア機能をより高めることができる。よって、センサー部３を水分、ガス等からより効果的に保護することができる。また、膜が緻密な分、第１シリコン窒化膜２９をより薄くすることができる。そのため、センサー部３からより大きな検出信号が得られ、圧力検出精度がさらに向上する。
【００６１】
また、上述したように、圧力センサー１は、第１シリコン窒化膜２９とダイアフラム２１との間に設けられているシリコン酸化膜２８を有している。これにより、ピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４の界面準位を低減してノイズの発生を抑制することができる。また、特に第１シリコン窒化膜２９が減圧ＣＶＤで成膜されている場合には、内部応力が比較的大きい第１シリコン窒化膜２９となる場合がある。シリコン酸化膜２８は、このような第１シリコン窒化膜２９の内部応力を緩和し、第１シリコン窒化膜２９の内部応力をダイアフラム２１に伝わり難くする機能も有している。これにより、ダイアフラム２１が検出対象である圧力以外の力によって撓み変形してしまうのを抑制することができる。そのため、より優れた圧力検出特性を発揮することができる。
【００６２】
また、上述したように、第１シリコン窒化膜２９の厚さＴ１は、２００ｎｍ以下であることが好ましい。これにより、第１シリコン窒化膜２９を、バリア特性を十分に発揮させつつ、十分に薄くすることができる。
【００６３】
また、上述したように、第２シリコン窒化膜５５の厚さＴ２は、第１シリコン窒化膜２９の厚さＴ１よりも厚いことが好ましい。これにより、第１シリコン窒化膜２９を薄くすることができ、圧力センサー１の圧力検出特性を向上させることができる。また、第２シリコン窒化膜５５を厚くすることができ、第２シリコン窒化膜５５のバリア機能を高めることができる。
【００６４】
また、上述したように、圧力センサー１は、ダイアフラム２１の下面（他方の面）側に配置されている圧力基準室Ｓを有している。これにより、圧力基準室Ｓの圧力を基準として、ダイアフラム２１の上面（受圧面）が受けた圧力を検出することができる。そのため、比較的簡単な構成で、かつ精度よく圧力を検出することができる。
【００６５】
次に、圧力センサー１の製造方法について説明する。図４に示すように、圧力センサー１の製造方法は、センサー部形成工程と、第１シリコン窒化膜形成工程と、配線形成工程と、第２シリコン窒化膜形成工程と、ダイアフラム形成工程と、を有している。
【００６６】
［センサー部形成工程］
まず、図５に示すように、第１シリコン層２ａ、酸化シリコン層２ｂおよび第２シリコン層２ｃが積層してなるＳＯＩ基板で構成された基板２を準備する。次に、例えば、第２シリコン層２ｃの表面を熱酸化することで、図６に示すように、基板２の上面にシリコン酸化膜２８を成膜する。次に、図７に示すように、基板２の上面にセンサー部３を形成する。なお、センサー部３は、基板２の上面（第２シリコン層２ｃ）にリン、ボロン等の不純物をドープ（拡散または注入）することで形成することができる。
【００６７】
［第１シリコン窒化膜形成工程］
次に、図８に示すように、シリコン酸化膜２８上に水素含有量が１０原子％以下の第１シリコン窒化膜２９を成膜する。また、第１シリコン窒化膜２９は、後に成膜される第２シリコン窒化膜５５よりも水素含有量が低い。この第１シリコン窒化膜２９は、例えば、減圧ＣＶＤ（ＬＰ−ＣＶＤ）によって形成することができる。これにより、水素含有量が少なく、良好で均質な膜質の第１シリコン窒化膜２９を成膜することができる。なお、減圧ＣＶＤは、例えば、７００℃以上の環境下で行われるが、この時点では、アルミニウム等の金属材料で構成されている配線５２が形成されていない。そのため、減圧ＣＶＤによっては、配線５２がダメージ（例えば軟化、溶融による断線）を受けることがない。
【００６８】
［配線形成工程］
次に、シリコン酸化膜２８および第１シリコン窒化膜２９を、フォトリソグラフィー技法およびエッチング技法を用いてパターニングした後、図９に示すように、基板２上に層間絶縁膜５１、配線５２および層間絶縁膜５３をスパッタリング法、ＣＶＤ法等を用いて順に形成する。層間絶縁膜５１、５３は、例えば、シリコン酸化膜で構成され、配線５２は、例えば、アルミニウム膜等の金属膜で構成されている。また、配線５２は、例えば、フォトリソグラフィー技法およびエッチング技法を用いて所定の形状にパターニングされている。
【００６９】
なお、この時点では、層間絶縁膜５１、層間絶縁膜５３が後にダイアフラム２１となる部分２１Ａ上にも配置されている。
【００７０】
［第２シリコン窒化膜形成工程］
次に、図１０に示すように、層間絶縁膜５３上に第２シリコン窒化膜５５を形成する。第２シリコン窒化膜５５の製造方法としては、特に限定されないが、例えば、プラズマＣＶＤを用いることができる。プラズマＣＶＤによれば、比較的低温（例えば、４００℃以下）で第２シリコン窒化膜５５を成膜することができる。そのため、アルミニウム等の金属配線で構成されている配線５２への熱ダメージ（軟化、溶融等による断線等）を抑制することができる。
【００７１】
次に、図１１に示すように、後にダイアフラム２１となる部分２１Ａ上にある第２シリコン窒化膜５５をウェットエッチングにより除去する。ウェットエッチングによれば、比較的簡単に、第２シリコン窒化膜５５と層間絶縁膜５３とのエッチング選択比を大きくすることができる。そのため、層間絶縁膜５３をエッチングストッパーとして用いることができ、本工程おいて、第２シリコン窒化膜５５をより確実に除去することができる。ただし、ドライエッチングにより第２シリコン窒化膜５５を除去してもよい。
【００７２】
次に、図１２に示すように、後にダイアフラム２１となる部分２１Ａ上にある層間絶縁膜５１、５３をウェットエッチングにより除去する。ウェットエッチングによれば、比較的簡単に、層間絶縁膜５１、５３と第１シリコン窒化膜２９とのエッチング選択比を大きくすることができる。そのため、本工程において、第１シリコン窒化膜２９が層間絶縁膜５１、５３と共に除去されるのを効果的に抑制することができる。
【００７３】
ここで、前述したように、第１シリコン窒化膜２９は、水素含有量が１０原子％以下の緻密な膜であるため、例えば、水素含有量がそれよりも大きいものに対して高いエッチング耐性を発揮することができる。そのため、本工程での第１シリコン窒化膜２９の除去をより効果的に抑制することができる。また、前述したように、第１シリコン窒化膜２９は均質な膜質を有しているため、各部におけるエッチングレートにほとんど差がない。そのため、本工程において、第１シリコン窒化膜２９の一部が除去されても、第１シリコン窒化膜２９に膜厚ばらつきが生じ難い（すなわち、過度に除去されてしまう場所が生じ難い）。そのため、第１シリコン窒化膜２９は、圧力センサー１の検出精度に悪影響を与えることはない。
【００７４】
次に、第２シリコン窒化膜５５上に端子５４をスパッタリング法、ＣＶＤ法等を用いて順に形成する。
【００７５】
［ダイアフラム形成工程］
次に、図１３に示すように、基板２の下面に開放する凹部２２を形成し、ダイアフラム２１を得る。凹部２２の形成方法としては、特に限定されないが、前述したように、シリコンディープエッチング装置を用いたドライエッチングで形成することができる。なお、本工程は、当該順番に限定されず、第２シリコン窒化膜形成工程よりも前、具体的には、例えば、センサー部形成工程の前に行ってもよい。
【００７６】
次に、図１４に示すように、凹部２２内を真空にしつつ、ベース基板４を凹部２２の開口を塞ぐように基板２の下面に接合する。これにより、真空状態の圧力基準室Ｓが得られる。以上により、絶対圧力を検出できる圧力センサー１が得られる。
【００７７】
このような圧力センサー１の製造方法は、基板２にセンサー部３を形成する工程と、基板２の上面（一方の面）側に、水素（Ｈ）含有量が１０原子％以下である第１シリコン窒化膜２９を配置する工程と、基板２の下面（他方の面）側に凹部２２を形成し、受圧により撓み変形するダイアフラム２１を形成する工程と、を含んでいると言える。これにより、より緻密で、バリア特性に優れた第１シリコン窒化膜２９が得られ、センサー部３を水分、ガス等からより効果的に保護することができる。したがって、信頼性の高い圧力センサー１が得られる。
【００７８】
また、別の観点から観れば、上述した圧力センサー１の製造方法は、基板２にセンサー部３を形成する工程と、基板２の上面（一方の面）側に第１シリコン窒化膜２９を配置する工程と、基板２の上面（一方の面）側にセンサー部３と電気的に接続される配線５２を配置する工程と、配線５２の少なくとも一部を覆う第２シリコン窒化膜５５を配置する工程と、基板２の下面（他方の面）側に凹部２２を形成し、受圧により撓み変形するダイアフラム２１を形成する工程と、を含んでいる。そして、得られた第１シリコン窒化膜２９の水素（Ｈ）含有量は、第２シリコン窒化膜５５の水素含有量よりも低くなっている。これにより、より緻密で、バリア特性に優れた第１シリコン窒化膜２９が得られ、センサー部３を水分、ガス等からより効果的に保護することができる。したがって、信頼性の高い圧力センサー１が得られる。
【００７９】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る圧力センサーについて説明する。
【００８０】
図１５は、本発明の第２実施形態に係る圧力センサーの断面図である。図１６ないし図１８は、それぞれ、図１５に示す圧力センサーの製造方法を説明するための断面図である。
【００８１】
以下、第２実施形態の圧力センサーについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００８２】
本発明の第２実施形態に係る圧力センサーは、第２シリコン窒化膜５５の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態とほぼ同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。
【００８３】
図１５に示すように、本実施形態の圧力センサー１では、第２シリコン窒化膜５５が層間絶縁膜５１の上面だけでなく、層間絶縁膜５１、５３の内側面も覆うように配置されている。これにより、層間絶縁膜５１、５３への水分、ガス等の侵入をより効果的に抑制することができる。
【００８４】
次に、本実施形態の圧力センサー１の製造方法について説明する。圧力センサー１の製造方法は、前述した第１実施形態と同様に、センサー部形成工程と、第１シリコン窒化膜形成工程と、配線形成工程と、第２シリコン窒化膜形成工程と、ダイアフラム形成工程と、を有している。なお、本実施形態の製造方法では、第２シリコン窒化膜形成工程以外は、第１実施形態の製造方法と同様である。そのため、以下では、第２シリコン窒化膜形成工程のみを説明する。
【００８５】
［第２シリコン窒化膜形成工程］
まず、図１６に示すように、後にダイアフラム２１となる部分２１Ａ上にある層間絶縁膜５１、５３をウェットエッチングにより除去する。この際、第１シリコン窒化膜２９がエッチングストッパーとして機能する。
【００８６】
次に、図１７に示すように、基板２および層間絶縁膜５３上に第２シリコン窒化膜５５を形成する。第２シリコン窒化膜５５の製造方法としては、特に限定されないが、例えば、プラズマＣＶＤを用いることができる。プラズマＣＶＤによれば、優れたステップ・カバレッジを発揮することができるため、層間絶縁膜５１、５３を除去した部分にも第２シリコン窒化膜５５をより確実に成膜することができる。
【００８７】
次に、図１８に示すように、後にダイアフラム２１となる部分２１Ａ上にある第２シリコン窒化膜５５をウェットエッチングにより除去する。なお、第２シリコン窒化膜５５の直下には、第１シリコン窒化膜２９が位置している。これら第１、第２シリコン窒化膜２９、５５は、構成材料が同じではあるが、その成膜方法が異なるため、エッチング選択比を十分に大きく確保することができる。そのため、本工程において、第１シリコン窒化膜２９が過度に除去されてしまうのを抑制することができる。
【００８８】
このような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００８９】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る圧力センサーについて説明する。
【００９０】
図１９は、本発明の第３実施形態に係る圧力センサーの断面図である。
以下、第３実施形態の圧力センサーについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００９１】
本発明の第３実施形態に係る圧力センサーは、圧力基準室Ｓの配置が異なること以外は、前述した第１実施形態とほぼ同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。
【００９２】
図１９に示すように、本実施形態の圧力センサー１は、ダイアフラム２１の上側に圧力基準室Ｓが形成されている。そのため、これに合わせて、本実施形態の圧力センサー１では、前述した第１実施形態の構成からベース基板４が省略されている替りに、基板２上に圧力基準室Ｓを形成するための周囲構造体６が設けられている。
【００９３】
周囲構造体６は、基板２との間に圧力基準室Ｓを形成している。周囲構造体６は、基板２上に配置された層間絶縁膜６１と、層間絶縁膜６１上に配置された配線層６２と、配線層６２および層間絶縁膜６１上に配置された層間絶縁膜６３と、層間絶縁膜６３上に配置された配線層６４と、配線層６４および層間絶縁膜６３上に配置された第２シリコン窒化膜６５と、配線層６４および第２シリコン窒化膜６５上に配置された封止層６６と、を有している。
【００９４】
配線層６２は、圧力基準室Ｓを囲んで配置された枠状のガードリング６２１と、センサー部３の配線３５と接続された配線６２２と、を有している。同様に、配線層６４は、圧力基準室Ｓを囲んで配置された枠状のガードリング６４１と、配線６２２と接続された配線６４２と、を有している。そして、センサー部３は、これら配線６２２、６４２によって周囲構造体６の上面に引き出され、端子５４に接続されている。
【００９５】
また、配線層６４は、圧力基準室Ｓの天井に位置し、ガードリング６４１と一体形成された被覆層６４４を有している。また、この被覆層６４４には圧力基準室Ｓの内外を連通する複数の貫通孔６４５が配置されている。複数の貫通孔６４５は、製造途中まで圧力基準室Ｓを埋めている犠牲層を除去する際のリリースエッチング用の孔である。また、ガードリング６２１、６４１は、前記リリースエッチング時のエッチングストッパーとして機能する。
【００９６】
また、被覆層６４４上には封止層６６が配置されており、この封止層６６によって貫通孔６４５が封止され、気密的な圧力基準室Ｓが形成されている。
【００９７】
第２シリコン窒化膜６５は、周囲構造体６を水分、ゴミ、傷などから保護する機能を有している。このような第２シリコン窒化膜６５は、被覆層６４４の貫通孔６４５を塞がないように、層間絶縁膜６３および配線層６４上に配置されている。
【００９８】
このような周囲構造体６のうち、層間絶縁膜６１、６３としては、例えば、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）等の絶縁膜を用いることができる。また、配線層６２、６４としては、例えば、アルミニウム膜等の金属膜を用いることができる。また、封止層６６としては、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ｗ、Ｔｉ、ＴｉＮ等の金属膜、シリコン酸化膜等を用いることができる。
【００９９】
このような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【０１００】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態に係る圧力センサーについて説明する。
【０１０１】
図２０は、本発明の第４実施形態に係る圧力センサーの断面図である。
以下、第４実施形態の圧力センサーについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【０１０２】
本発明の第４実施形態に係る圧力センサーは、圧力基準室Ｓがないこと以外は、前述した第１実施形態とほぼ同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。
【０１０３】
図２０に示すように、本実施形態の圧力センサー１では、ベース基板４に凹部２２に連通する貫通孔４１が形成されている。そして、本実施形態の圧力センサー１は、ダイアフラム２１の上面と下面とが互いに異なる空間に位置するように配置されている。具体的には、ダイアフラム２１の上面は、空間Ｓ２に位置しており、ダイアフラム２１の下面は、空間Ｓ３に位置している。このような構成によれば、圧力センサー１によって、空間Ｓ２と空間Ｓ３の圧力差を検出することができる。すなわち、圧力センサー１を、差圧センサーとして用いることができる。
【０１０４】
このような第４実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【０１０５】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態に係る圧力センサーモジュールについて説明する。
【０１０６】
図２１は、本発明の第５実施形態に係る圧力センサーモジュールの断面図である。図２２は、図２１に示す圧力センサーモジュールが有する支持基板の平面図である。
【０１０７】
以下、第４実施形態の圧力センサーモジュールについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【０１０８】
図２１に示すように、圧力センサーモジュール１００は、内部空間Ｓ１を有するパッケージ１１０と、内部空間Ｓ１内からパッケージ１１０の外側に引き出されて配置された支持基板１２０と、内部空間Ｓ１内で支持基板１２０に支持されている回路素子１３０および圧力センサー１と、内部空間Ｓ１に配置されている充填部１４０と、を有している。このような圧力センサーモジュール１００によれば、パッケージ１１０および充填部１４０によって圧力センサー１を保護することができる。なお、圧力センサー１としては、例えば、前述した第１、第２、第３実施形態のいずれかのものを用いることができる。
【０１０９】
パッケージ１１０は、ベース１１１およびハウジング１１２を有し、ベース１１１およびハウジング１１２が支持基板１２０を挟み込むようにして互いに接着層を介して接合されている。このようにして形成されているパッケージ１１０は、その上端部に形成された開口１１０ａと、開口１１０ａに連通する内部空間Ｓ１と、を有している。
【０１１０】
これらベース１１１およびハウジング１１２の構成材料としては、特に限定されず、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア等の酸化物セラミックス、窒化珪素、窒化アルミニウム、窒化チタン等の窒化物セラミックスのような各種セラミックスや、ポリエチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、アクリル系樹脂、ＡＢＳ樹脂、エポキシ樹脂のような各種樹脂材料等の絶縁性材料が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、各種セラミックスを用いることが特に好ましい。
【０１１１】
以上、パッケージ１１０について説明したが、パッケージ１１０の構成としては、その機能を発揮することができれば特に限定されない。
【０１１２】
支持基板１２０は、ベース１１１およびハウジング１１２の間に挟まれており、内部空間Ｓ１内からパッケージ１１０の外側に引き出されて配置されている。また、支持基板１２０は、回路素子１３０および圧力センサー１を支持すると共に、回路素子１３０および圧力センサー１を電気的に接続している。このような支持基板１２０は、図２２に示すように、可撓性を有する基材１２１と、基材１２１に配置された複数の配線１２９と、を有している。
【０１１３】
基材１２１は、開口１２２ａを有する枠状の基部１２２と、基部１２２から延出する帯状の帯体１２３と、を有している。そして、基部１２２の外縁部においてベース１１１とハウジング１１２とに挟まれ、帯体１２３がパッケージ１１０の外側に延出している。このような基材１２１としては、例えば、一般的に用いられているフレキシブルプリント基板を用いることができる。なお、本実施形態では基材１２１が可撓性を有しているが、基材１２１の全部または一部は、硬質であってもよい。
【０１１４】
基材１２１の平面視で、回路素子１３０および圧力センサー１は、開口１２２ａの内側に位置し、並んで配置されている。また、回路素子１３０および圧力センサー１は、それぞれ、ボンディングワイヤーＢＷを介して基材１２１に吊られ、支持基板１２０から浮遊した状態で支持基板１２０に支持されている。また、回路素子１３０および圧力センサー１は、それぞれ、ボンディングワイヤーＢＷおよび配線１２９を介して電気的に接続されている。このように、回路素子１３０および圧力センサー１を支持基板１２０に対して浮遊した状態で支持することで、支持基板１２０から回路素子１３０および圧力センサー１に応力が伝わり難くなり、圧力センサー１の圧力検知精度が向上する。
【０１１５】
回路素子１３０は、ブリッジ回路３０に電圧を供給するための駆動回路、ブリッジ回路３０からの出力を温度補償するための温度補償回路、温度補償回路からの出力から受けた圧力を求める圧力検出回路、圧力検出回路からの出力を所定の出力形式（ＣＭＯＳ、ＬＶ−ＰＥＣＬ、ＬＶＤＳ等）に変換して出力する出力回路等を有している。
【０１１６】
充填部１４０は、回路素子１３０および圧力センサー１を覆うように内部空間Ｓ１に配置されている。このような充填部１４０により、回路素子１３０および圧力センサー１を保護（防塵および防水）すると共に、圧力センサー１に作用した外部応力（例えば、落下衝撃）が回路素子１３０および圧力センサー１に伝わり難くなる。
【０１１７】
また、充填部１４０は、液状またはゲル状の充填材で構成することができ、回路素子１３０および圧力センサー１の過剰な変位を抑制することができる点で、特にゲル状の充填材で構成するのが好ましい。このような充填部１４０によれば、回路素子１３０および圧力センサー１を水分から効果的に保護することができると共に、圧力を効率的に圧力センサー１へ伝達することができる。このような充填部１４０を構成する充填材としては、特に限定されず、例えば、シリコーンオイル、フッ素系オイル、シリコーンゲル等を用いることができる。
【０１１８】
以上、圧力センサーモジュール１００について説明した。このような圧力センサーモジュール１００は、圧力センサー１と、圧力センサー１を収納しているパッケージ１１０と、を有している。そのため、パッケージ１１０によって、圧力センサー１を保護することができる。また、上述した圧力センサー１の効果を享受でき、高感度で、優れた信頼性を発揮することができる。
【０１１９】
なお、圧力センサーモジュール１００の構成としては、上述の構成に限定されず、例えば、充填部１４０は、省略してもよい。また、本実施形態では、圧力センサー１および回路素子１３０が、ボンディングワイヤーＢＷによって、支持基板１２０に吊られた状態で支持されているが、例えば、圧力センサー１および回路素子１３０が、直接、支持基板１２０上に配置されていてもよい。また、本実施形態では、圧力センサー１および回路素子１３０が横に並んで配置されているが、例えば、圧力センサー１および回路素子１３０が高さ方向に並んで配置されていてもよい。
【０１２０】
＜第６実施形態＞
次に、本発明の第６実施形態に係る電子機器について説明する。
【０１２１】
図２３は、本発明の第６実施形態に係る電子機器としての高度計を示す斜視図である。
図２３に示すように、電子機器としての高度計２００は、腕時計のように手首に装着することができる。また、高度計２００の内部には、圧力センサー１（圧力センサーモジュール１００）が搭載されており、表示部２０１に現在地の海抜からの高度、または、現在地の気圧等を表示することができる。なお、この表示部２０１には、現在時刻、使用者の心拍数、天候等、様々な情報を表示することができる。
【０１２２】
このような電子機器の一例である高度計２００は、圧力センサー１を有している。そのため、高度計２００は、上述した圧力センサー１の効果を享受でき、高性能で、高い信頼性を発揮することができる。
【０１２３】
＜第７実施形態＞
次に、本発明の第７実施形態に係る電子機器について説明する。
【０１２４】
図２４は、本発明の第７実施形態に係る電子機器としてのナビゲーションシステムを示す正面図である。
【０１２５】
図２４に示すように、電子機器としてのナビゲーションシステム３００は、図示しない地図情報と、ＧＰＳ（全地球測位システム：Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）からの位置情報取得手段と、ジャイロセンサーおよび加速度センサーと車速データとによる自立航法手段と、圧力センサー１（圧力センサーモジュール１００）と、所定の位置情報または進路情報を表示する表示部３０１とを備えている。
【０１２６】
このナビゲーションシステム３００によれば、取得した位置情報に加えて高度情報を取得することができる。例えば、一般道路と位置情報上は略同一の位置を示す高架道路を走行する場合、高度情報を持たない場合には一般道路を走行しているのか高架道路を走行しているのかナビゲーションシステムでは判断できず、優先情報として一般道路の情報を使用者に提供してしまっていた。そこで、ナビゲーションシステム３００に圧力センサー１を搭載し、高度情報を圧力センサー１によって取得することで、一般道路から高架道路へ進入することによる高度変化を検出することができ、高架道路の走行状態におけるナビゲーション情報を使用者に提供することができる。
【０１２７】
このような電子機器の一例としてのナビゲーションシステム３００は、圧力センサー１を有している。そのため、ナビゲーションシステム３００は、上述した圧力センサー１の効果を享受でき、高性能で、高い信頼性を発揮することができる。
【０１２８】
なお、本発明の電子機器は、前述の高度計およびナビゲーションシステムに限定されず、例えば、パーソナルコンピューター、デジタルスチールカメラ、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、時計（スマートウォッチを含む）、ドローン、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター等に適用することができる。
【０１２９】
＜第８実施形態＞
次に、本発明の第８実施形態に係る移動体について説明する。
【０１３０】
図２５は、本発明の第８実施形態に係る移動体としての自動車を示す斜視図である。
図２５に示すように、移動体としての自動車４００は、車体４０１と、４つの車輪４０２（タイヤ）と、を有しており、車体４０１に設けられた図示しない動力源（エンジン）によって車輪４０２を回転させるように構成されている。また、自動車４００は、車体４０１に搭載されている電子制御ユニット（ＥＣＵ：electronic control unit）４０３を有しており、この電子制御ユニット４０３に圧力センサー１が内蔵されている。電子制御ユニット４０３は、圧力センサー１が車体４０１の加速度や傾斜等を検出することにより、移動状態や姿勢等を把握し、車輪４０２等の制御を的確に行うことができる。これにより、自動車４００は、安全で安定した移動をすることができる。なお、圧力センサー１は、自動車４００に備えられているナビゲーションシステム等に搭載されていてもよい。
【０１３１】
このような移動体の一例としての自動車４００は、圧力センサー１を有している。そのため、自動車４００は、上述した圧力センサー１の効果を享受でき、高性能で、高い信頼性を発揮することができる。
【０１３２】
以上、本発明の圧力センサー、圧力センサーの製造方法、圧力センサーモジュール、電子機器および移動体を図示の各実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、前述した実施形態では、ピエゾ抵抗型圧力センサーについて説明したが、静電容量型圧力センサーにも適用できる。また、他の任意の構成物や、工程が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１３３】
１…圧力センサー、２…基板、２ａ…第１シリコン層、２ｂ…酸化シリコン層、２ｃ…第２シリコン層、２１…ダイアフラム、２１Ａ…部分、２２…凹部、２８…シリコン酸化膜、２９…第１シリコン窒化膜、３…センサー部、３０…ブリッジ回路、３１、３２、３３、３４…ピエゾ抵抗素子、３５…配線、４…ベース基板、４１…貫通孔、５１…層間絶縁膜、５２…配線、５３…層間絶縁膜、５４…端子、５５…第２シリコン窒化膜、６…周囲構造体、６１…層間絶縁膜、６２…配線層、６２１…ガードリング、６２２…配線、６３…層間絶縁膜、６４…配線層、６４１…ガードリング、６４２…配線、６４４…被覆層、６４５…貫通孔、６５…第２シリコン窒化膜、６６…封止層、１００…圧力センサーモジュール、１１０…パッケージ、１１０ａ…開口、１１１…ベース、１１２…ハウジング、１２０…支持基板、１２１…基材、１２２…基部、１２２ａ…開口、１２３…帯体、１２９…配線、１３０…回路素子、１４０…充填部、２００…高度計、２０１…表示部、３００…ナビゲーションシステム、３０１…表示部、４００…自動車、４０１…車体、４０２…車輪、４０３…電子制御ユニット、ＢＷ…ボンディングワイヤー、Ｓ…圧力基準室、Ｓ１…内部空間、Ｓ２、Ｓ３…空間
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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