(57)【要約】【課題】優れた検出精度を有する物理量センサーを提供すること、また、この物理量センサーを備える圧力センサー、高度計、電子機器および移動体を提供すること。【解決手段】本発明の物理量センサーは、互いに対向していて単結晶シリコンで構成されている基板２および天井部３１１を有し、キャビティＳを構成している壁部と、天井部３１１を含んで構成され、受圧により撓み変形するダイヤフラム部３５と、を備える。キャビティＳの底部がダイヤフラム部の少なくとも一部を兼ねていてもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単結晶シリコンを主材料として互いに対向している底部および天井部を有し、圧力基準室を構成している壁部を備え、
前記底部または前記天井部が、受圧により撓み変形するダイヤフラム部の少なくとも一部を兼ねていることを特徴とする物理量センサー。
【請求項２】
前記ダイヤフラム部の少なくとも一部は、前記底部が兼ねている請求項１に記載の物理量センサー。
【請求項３】
前記ダイヤフラム部の少なくとも一部は、前記天井部が兼ねている請求項１に記載の物理量センサー。
【請求項４】
前記壁部は、前記底部と前記天井部とを繋いでいて単結晶シリコンを主材料としている側壁部を有する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の物理量センサー。
【請求項５】
基板の一方の面上に単結晶シリコンゲルマニウムで構成されている犠牲層を形成する犠牲層形成工程と、
前記犠牲層上に単結晶シリコンで構成されたシリコン層をエピタキシャル成長により形成するシリコン層形成工程と、
前記犠牲層をエッチングすることにより、前記基板と前記シリコン層との間に圧力基準室を形成するエッチング工程と、
を含むことを特徴とする物理量センサーの製造方法。
【請求項６】
前記犠牲層形成工程では、前記基板の前記犠牲層側の面は、単結晶シリコンで構成されており、前記犠牲層を前記基板上にエピタキシャル成長により形成するステップを含む請求項５に記載の物理量センサーの製造方法。
【請求項７】
前記シリコン層形成工程の後に、前記シリコン層をその厚さ方向に貫通する孔を形成する工程を有し、
前記エッチング工程は、前記孔を通じて前記エッチングを行い、
前記エッチング工程の後に、単結晶シリコンをエピタキシャル成長させることにより前記孔を封止する封止工程を含む請求項５または６に記載の物理量センサーの製造方法。
【請求項８】
前記エッチング工程は、フッ硝酸を用いて前記エッチングを行う請求項５ないし７のいずれか１項に記載の物理量センサーの製造方法。
【請求項９】
前記シリコン層形成工程は、前記シリコン層を前記犠牲層の前記基板とは反対側の面および側面を覆って形成する請求項５ないし８のいずれか１項に記載の物理量センサーの製造方法。
【請求項１０】
前記シリコン層形成工程の後に、前記シリコン層にピエゾ抵抗素子を形成する工程を含む請求項５ないし９のいずれか１項に記載の物理量センサーの製造方法。
【請求項１１】
前記基板の前記犠牲層側の面は、単結晶シリコンで構成されており、
前記犠牲層形成工程の前に、前記基板の前記一方の面側にピエゾ抵抗素子を形成する工程を含む請求項５ないし９のいずれか１項に記載の物理量センサーの製造方法。
【請求項１２】
前記基板の他方の面をエッチングすることにより、ダイヤフラム部を形成する工程を含む請求項１１に記載の物理量センサーの製造方法。
【請求項１３】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の物理量センサーを有することを特徴とする圧力センサー。
【請求項１４】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の物理量センサーを有することを特徴とする高度計。
【請求項１５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の物理量センサーを有することを特徴とする電子機器。
【請求項１６】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の物理量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、物理量センサー、圧力センサー、高度計、電子機器および移動体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
受圧により撓み変形するダイヤフラムを備えた圧力センサーが広く用いられている。このような圧力センサーでは、ダイヤフラムの撓みを検出することにより、ダイヤフラムに加わった圧力を検出することができる。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の圧力センサーでは、シリコン基板上にシリコン酸化膜およびシリコン窒化膜で構成されたダイヤフラムが配置され、シリコン基板とダイヤフラムとの間に圧力基準室が形成されている。また、ダイヤフラムのシリコン酸化膜とシリコン窒化膜との間には、ピエゾ抵抗素子が配置されている。そして、ピエゾ抵抗素子の抵抗値変化に基づいて、ダイヤフラムに加わった圧力を検出する。
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の圧力センサーでは、ダイヤフラムがシリコン酸化膜およびシリコン窒化膜で構成されているため、シリコン基板とダイヤフラムとの間の熱膨張係数差が大きく、温度変化によってダイヤフラムに応力が生じてしまい、その結果、検出精度が低下するという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−２０５３６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、優れた検出精度を有する物理量センサーを提供すること、また、この物理量センサーを備える圧力センサー、高度計、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】
【０００７】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
［適用例１］
本発明の物理量センサーは、単結晶シリコンを主材料として互いに対向している底部および天井部を有し、圧力基準室を構成している壁部を備え、
前記底部または前記天井部が、受圧により撓み変形するダイヤフラム部の少なくとも一部を兼ねていることを特徴とする。
【０００８】
このような物理量センサーによれば、底部および天井部がそれぞれ単結晶シリコンで構成されているため、底部と天井部との熱膨張係数差を小さくすることができる。そのため、温度変化によるダイヤフラム部の応力を低減し、その結果、検出精度が優れたものとなる。
【０００９】
［適用例２］
本発明の物理量センサーでは、前記ダイヤフラム部の少なくとも一部は、前記底部が兼ねていることが好ましい。
【００１０】
これにより、ダイヤフラム部が単結晶シリコンで構成された部分を有することとなる。そのため、かかる部分に不純物をドープして高感度なピエゾ抵抗素子を形成することができる。
【００１１】
［適用例３］
本発明の物理量センサーでは、前記ダイヤフラム部の少なくとも一部は、前記天井部が兼ねていることが好ましい。
【００１２】
これにより、ダイヤフラム部が単結晶シリコンで構成された部分を有することとなる。そのため、かかる部分に不純物をドープして高感度なピエゾ抵抗素子を形成することができる。
【００１３】
［適用例４］
本発明の物理量センサーでは、前記壁部は、前記底部と前記天井部とを繋いでいて単結晶シリコンを主材料としている側壁部を有することが好ましい。
【００１４】
これにより、底部と側壁部との間、および、天井部と側壁部との間の熱膨張係数差も小さくすることができる。そのため、温度変化によるダイヤフラム部の応力をより低減し、その結果、検出精度がより優れたものとなる。
【００１５】
［適用例５］
本発明の物理量センサーの製造方法は、基板の一方の面上に単結晶シリコンゲルマニウムで構成されている犠牲層を形成する犠牲層形成工程と、
前記犠牲層上に単結晶シリコンで構成されたシリコン層をエピタキシャル成長により形成するシリコン層形成工程と、
前記犠牲層をエッチングすることにより、前記基板と前記シリコン層との間に圧力基準室を形成するエッチング工程と、
を含むことを特徴とする。
【００１６】
このような物理量センサーの製造方法によれば、単結晶シリコンで構成されたシリコン層で圧力基準室の天井部を構成するとともに、基板で圧力基準室の底部を構成することができる。したがって、基板の圧力基準室の底部を形成する部分を単結晶シリコンで構成した場合、底部および天井部がそれぞれ単結晶シリコンで構成されているため、底部と天井部との熱膨張係数差を小さくすることができる。そのため、温度変化によるダイヤフラム部の応力を低減し、その結果、検出精度が優れたものとなる。
【００１７】
［適用例６］
本発明の物理量センサーの製造方法では、前記犠牲層形成工程では、前記基板の前記犠牲層側の面は、単結晶シリコンで構成されており、前記犠牲層を前記基板上にエピタキシャル成長により形成するステップを含むことが好ましい。
【００１８】
これにより、基板の圧力基準室の底部を形成する部分を単結晶シリコンで構成するとともに、犠牲層を簡単かつ高精度に形成することができる。
【００１９】
［適用例７］
本発明の物理量センサーの製造方法では、前記シリコン層形成工程の後に、前記シリコン層をその厚さ方向に貫通する孔を形成する工程を有し、
前記エッチング工程は、前記孔を通じて前記エッチングを行い、
前記エッチング工程の後に、単結晶シリコンをエピタキシャル成長させることにより前記孔を封止する封止工程を含むことが好ましい。
これにより、単結晶シリコンで構成された天井部を形成することができる。
【００２０】
［適用例８］
本発明の物理量センサーの製造方法では、前記エッチング工程は、フッ硝酸を用いて前記エッチングを行うことが好ましい。
【００２１】
これにより、犠牲層除去工程において、犠牲層を除去することができるとともに、シリコン層をエッチングの停止層として利用することができる。そのため、簡単かつ高精度に圧力基準室を形成することができる。
【００２２】
［適用例９］
本発明の物理量センサーの製造方法では、前記シリコン層形成工程は、前記シリコン層を前記犠牲層の前記基板とは反対側の面および側面を覆って形成することが好ましい。
【００２３】
これにより、底部と天井部とを繋いでいて単結晶シリコンで構成されている側壁部を形成し、底部と側壁部との間、および、天井部と側壁部との間の熱膨張係数差も小さくすることができる。そのため、温度変化によるダイヤフラム部の応力をより低減し、その結果、検出精度がより優れたものとなる。
【００２４】
［適用例１０］
本発明の物理量センサーの製造方法では、前記シリコン層形成工程の後に、前記シリコン層にピエゾ抵抗素子を形成する工程を含むことが好ましい。
【００２５】
これにより、シリコン層に高感度なピエゾ抵抗素子を形成することができる。そのため、例えば、シリコン層を含んでダイヤフラム部を構成した場合、高感度な物理量センサーを実現することができる。
【００２６】
［適用例１１］
本発明の物理量センサーの製造方法では、前記基板の前記犠牲層側の面は、単結晶シリコンで構成されており、
前記犠牲層形成工程の前に、前記基板の前記一方の面側にピエゾ抵抗素子を形成する工程を含むことが好ましい。
【００２７】
これにより、基板に高感度なピエゾ抵抗素子を形成することができる。そのため、例えば、基板にダイヤフラム部を形成した場合、高感度な物理量センサーを実現することができる。
【００２８】
［適用例１２］
本発明の物理量センサーの製造方法では、前記基板の他方の面をエッチングすることにより、ダイヤフラム部を形成する工程を含むことが好ましい。
これにより、基板にダイヤフラム部を形成することができる。
【００２９】
［適用例１３］
本発明の圧力センサーは、本発明の物理量センサーを有することを特徴とする。
【００３０】
これにより、優れた検出精度を有する物理量センサーを備える圧力センサーを提供することができる。
【００３１】
［適用例１４］
本発明の高度計は、本発明の物理量センサーを有することを特徴とする。
【００３２】
これにより、優れた検出精度を有する物理量センサーを備える高度計を提供することができる。
【００３３】
［適用例１５］
本発明の電子機器は、本発明の物理量センサーを有することを特徴とする。
【００３４】
これにより、優れた検出精度を有する物理量センサーを備える電子機器を提供することができる。
【００３５】
［適用例１６］
本発明の移動体は、本発明の物理量センサーを有することを特徴とする。
【００３６】
これにより、優れた検出精度を有する物理量センサーを備える移動体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の物理量センサーの第１実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示す物理量センサーが備えるピエゾ抵抗素子の配置を説明するための拡大平面図である。
【図３】図１に示す物理量センサーの作用を説明するための図であって、（ａ）は加圧状態のダイヤフラム部を示す断面図、（ｂ）は加圧状態のピエゾ抵抗素子を示す平面図である。
【図４】図１に示す物理量センサーの製造工程を示す図である。
【図５】図１に示す物理量センサーの製造工程を示す図である。
【図６】図１に示す物理量センサーの製造工程を示す図である。
【図７】本発明の物理量センサーの第２実施形態を示す断面図である。
【図８】図７に示す物理量センサーの作用を説明するための図である。
【図９】図７に示す物理量センサーの製造工程を示す図である。
【図１０】図７に示す物理量センサーの製造工程を示す図である。
【図１１】図７に示す物理量センサーの製造工程を示す図である。
【図１２】本発明の物理量センサーの第３実施形態を示す断面図である。
【図１３】本発明の物理量センサーの第４実施形態を示す断面図である。
【図１４】本発明の圧力センサーの一例を示す断面図である。
【図１５】本発明の高度計の一例を示す斜視図である。
【図１６】本発明の電子機器の一例を示す正面図である。
【図１７】本発明の移動体の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明の物理量センサー、圧力センサー、高度計、電子機器および移動体を添付図面に示す各実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００３９】
＜第１実施形態＞
１．物理量センサー
図１は、本発明の物理量センサーの第１実施形態を示す断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図１中の上側を「上」、下側を「下」という。
【００４０】
図１に示す物理量センサー１は、基板２と、基板２の一方の面（上面）上に設けられた積層構造体３と、を備えている。そして、積層構造体３は、シリコン層３１を有しており、基板２とシリコン層３１との間には、シリコン層３１の一部が基板２に対して離間してキャビティＳ（圧力基準室）が形成されているとともに、シリコン層３１の基板２と離間した部分がダイヤフラム部３５を構成している。また、ダイヤフラム部３５には、複数のピエゾ抵抗素子３６が形成されている。
【００４１】
まず、物理量センサー１を構成する各部の構成を簡単に説明する。
基板２は、単結晶シリコンで構成されているシリコン層２１（ハンドル層）と、シリコン酸化膜で構成されている酸化シリコン層２２（ボックス層）と、単結晶シリコンで構成されているシリコン層２３（デバイス層）とがこの順で積層されたＳＯＩ基板である。なお、基板２は、少なくとも上面が単結晶シリコンで構成されていればよく、ＳＯＩ基板に限定されず、例えば、単結晶シリコン基板であってもよい。また、基板２上には、エピタキシャル成長させた単結晶シリコンの層が別途形成されていてもよい。
【００４２】
この基板２の一方の面（図１にて上側の面）には、積層構造体３が接合されている。
積層構造体３は、前述した基板２のシリコン層２３に接合されているシリコン層３１と、シリコン層３１の基板２とは反対側の面に接合されている絶縁層３２と、絶縁層３２のシリコン層３１とは反対側の面に接合されている保護層３３と、絶縁層３２を貫通する配線層３４と、を有している。
【００４３】
シリコン層３１は、単結晶シリコンで構成されている。このシリコン層３１は、基板２に対して離間している部分を有し、その部分と基板２との間には、キャビティＳが形成されている。より具体的には、シリコン層３１は、基板２の上面に沿って離間している天井部３１１と、天井部３１１の外周部から基板２側へ延びている側壁部３１２と、を有している。そして、この天井部３１１、側壁部３１２および基板２で囲まれてキャビティＳが形成されている。すなわち、天井部３１１、側壁部３１２およびシリコン層３１（底部）がキャビティＳの壁部を構成（キャビティＳを区画形成）している。
【００４４】
キャビティＳは、密閉された空間である。このキャビティＳは、物理量センサー１が検出する圧力の基準値となる「圧力基準室」として機能する。本実施形態では、キャビティＳが真空状態（３００Ｐａ以下）となっている。キャビティＳを真空状態とすることによって、物理量センサー１を、真空状態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、その利便性が向上する。
【００４５】
ただし、キャビティＳは、真空状態でなくてもよく、大気圧であってもよいし、大気圧よりも気圧が低い減圧状態であってもよいし、大気圧よりも気圧が高い加圧状態であってもよい。また、キャビティＳには、窒素ガス、希ガス等の不活性ガスが封入されていてもよい。
【００４６】
本実施形態では、天井部３１１が受圧により撓み変形するダイヤフラム部３５を構成している。ここで、ダイヤフラム部３５の基板２とは反対側の面、すなわち、天井部３１１の外表面が受圧面３５１を構成している。
【００４７】
本実施形態では、ダイヤフラム部３５の平面視形状が四角形である（図２参照）。なお、かかる平面視形状は、四角形に限定されず、例えば、五角形、六角形等の他の多角形、円形、長円形等であってもよい。
【００４８】
また、ダイヤフラム部３５の厚さは、特に限定されないが、例えば、０．１μｍ以上２０μｍ以下程度とされる。
【００４９】
このようなシリコン層３１の基板２とは反対側の面には、複数のピエゾ抵抗素子３６と、ピエゾ抵抗素子３６に電気的に接続されている配線３７とがそれぞれ配置されている。ここで、複数のピエゾ抵抗素子３６は、ダイヤフラム部３５の外周部に配置されている。
【００５０】
ピエゾ抵抗素子３６および配線３７は、それぞれ、シリコン層３１の選択的な不純物のドープが行われた部分である。なお、本実施形態では、ピエゾ抵抗素子３６が外部に露出しているが、ピエゾ抵抗素子３６を覆う保護層を設けてもよい。かかる保護層としては、例えば、シリコンを主成分とするＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＳｉＡｌＮ等を用いることが好ましい。
【００５１】
絶縁層３２は、平面視で、ダイヤフラム部３５を囲んで形成されている。すなわち、絶縁層３２には、ダイヤフラム部３５に対応する領域に開口する開口部３２１が形成されている。この絶縁層３２は、例えば、シリコン酸化膜で構成されている。
【００５２】
配線層３４は、絶縁層３２を貫通する部分を有しており、前述した配線３７に電気的に接続されている。これにより、ピエゾ抵抗素子３６からの検出信号を配線３７および配線層３４を介して外部に取り出すことができる。この配線層３４は、例えば、アルミニウムで構成されている。
【００５３】
保護層３３は、例えば、シリコン窒化膜で構成されている。
このような積層構造体３は、ＣＭＯＳプロセスのような半導体製造プロセスを用いて製造することができる。なお、基板２上には、前述した積層構造体３に重ねてまたは積層構造体３と一体的に半導体回路作り込まれていてもよい。この半導体回路は、例えば、ＭＯＳトランジスタ等の能動素子、その他必要に応じて形成されたコンデンサ、インダクタ、抵抗、ダイオード、配線（ピエゾ抵抗素子３６に接続されている配線３７、配線層３４を含む）等の回路要素を有している。ここで、ＭＯＳトランジスタは、例えば、基板２の上面にリン、ボロン等の不純物をドープして形成されたソースおよびドレインと、そのソースとドレインと間に形成されるチャネル領域上に形成されたゲート絶縁膜と、そのゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極と、を有している。
以上、物理量センサー１の全体構成を簡単に説明した。
【００５４】
次に、図２に基づいて、ピエゾ抵抗素子３６について詳述する。
図２は、図１に示す物理量センサーが備えるピエゾ抵抗素子の配置を説明するための拡大平面図である。
【００５５】
図２に示すように、ピエゾ抵抗素子３６は、複数（本実施形態では４つ）のピエゾ抵抗型のピエゾ抵抗素子３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄで構成されている。これらのピエゾ抵抗素子３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄは、それぞれ、ダイヤフラム部３５の外周部に設けられている。
【００５６】
ピエゾ抵抗素子３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄは、それぞれ、受ける応力に応じて抵抗値が変化するように構成されている。また、ピエゾ抵抗素子３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄは、自然状態における抵抗値が互いに等しくなるように構成されている。
【００５７】
本実施形態では、ピエゾ抵抗素子３６ａ、３６ｂは、平面視において、四角形をなすダイヤフラム部３５の互いに対向する１対の辺に対応して配置され、ピエゾ抵抗素子３６ｃ、３６ｄは、ダイヤフラム部３５の互いに対向する他の１対の辺に対応して配置されている。
【００５８】
ピエゾ抵抗素子３６ａ、３６ｂは、それぞれ、平面視においてダイヤフラム部３５の外周部側から中央部側に延びている長手形状をなしている。このピエゾ抵抗素子３６ａの両端部には、それぞれ、配線３７ａが接続されている。同様に、ピエゾ抵抗素子３６ｂの両端部には、それぞれ、配線３７ｂが接続されている。
【００５９】
一方、ピエゾ抵抗素子３６ｃ、３６ｄは、それぞれ、平面視においてダイヤフラム部３５の外周部に沿って延びている長手形状をなしている。このピエゾ抵抗素子３６ｃの両端部には、配線３７ｃが接続されている。同様に、ピエゾ抵抗素子３６ｄの両端部には、配線３７ｄが接続されている。
【００６０】
このようなピエゾ抵抗素子３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄは、それぞれ、前述したように、例えば、リン、ボロン等の不純物をドープ（拡散または注入）した単結晶シリコンで構成されている。また、配線３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄは、それぞれ、例えば、ピエゾ抵抗素子３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ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）した単結晶シリコンで構成されている。なお、配線３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄは、シリコン層３１上に形成された金属配線で構成されていてもよい。
【００６１】
前述したように構成されているピエゾ抵抗素子３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄは、配線３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ等を介して、互いに電気的に接続され、ブリッジ回路（ホイートストンブリッジ回路）を構成している。このブリッジ回路は、駆動電圧が供給され、ピエゾ抵抗素子３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄの抵抗値に応じた信号（電位差）を出力する。
【００６２】
図３は、図１に示す物理量センサーの作用を説明するための図であって、図３（ａ）は加圧状態のダイヤフラム部を示す断面図、図３（ｂ）は加圧状態のピエゾ抵抗素子を示す平面図である。
【００６３】
前述したように構成されている物理量センサー１は、図３（ａ）に示すように、ダイヤフラム部３５の受圧面３５１が受ける圧力に応じて、ダイヤフラム部３５が変形し、これにより、図３（ｂ）に示すように、ピエゾ抵抗素子３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄが歪み、ピエゾ抵抗素子３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄの抵抗値が変化する。それに伴って、ピエゾ抵抗素子３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄが構成するブリッジ回路の出力が変化し、その出力に基づいて、ダイヤフラム部３５の受圧面３５１で受けた圧力の大きさを求めることができる。
【００６４】
より具体的に説明すると、前述したように、ピエゾ抵抗素子３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄの抵抗値が互いに等しいため、前述したようなダイヤフラム部３５の変形が生じる前の自然状態では、ピエゾ抵抗素子３６ａ、３６ｂの抵抗値の積とピエゾ抵抗素子３６ｃ、３６ｄの抵抗値の積とが等しく、ブリッジ回路の出力はゼロとなる。
【００６５】
一方、前述したようなダイヤフラム部３５の変形が生じると、図３（ｂ）に示すように、ピエゾ抵抗素子３６ａ、３６ｂにその長手方向に沿った引張歪みおよび幅方向に沿った圧縮歪みが生じるとともに、ピエゾ抵抗素子３６ｃ、３６ｄにその長手方向に沿った圧縮歪みおよび幅方向に沿った引張歪みが生じる。
【００６６】
このようなピエゾ抵抗素子３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄの歪みにより、ピエゾ抵抗素子３６ａ、３６ｂの抵抗値の積とピエゾ抵抗素子３６ｃ、３６ｄの抵抗値の積との差が生じ、その差に応じた出力（電位差）がブリッジ回路から出力される。このブリッジ回路からの出力に基づいて、ダイヤフラム部３５の受圧面で受けた圧力の大きさ（絶対圧）を求めることができる。
【００６７】
ここで、前述したようなダイヤフラム部３５の変形が生じたとき、ピエゾ抵抗素子３６ａ、３６ｂの抵抗値は増加し、ピエゾ抵抗素子３６ｃ、３６ｄの抵抗値は減少するため、ピエゾ抵抗素子３６ａ、３６ｂの抵抗値の積とピエゾ抵抗素子３６ｃ、３６ｄの抵抗値の積との差の変化を大きくすることができ、それに伴って、ブリッジ回路からの出力を大きくすることができる。その結果、圧力の検出感度を高めることができる。
【００６８】
以上説明したような物理量センサー１によれば、互いに対向しているシリコン層２３（底部）および天井部３１１がそれぞれ単結晶シリコンで構成されているため、シリコン層２３と天井部３１１との熱膨張係数差を小さくすることができる。そのため、温度変化によるダイヤフラム部３５の応力を低減し、その結果、検出精度が優れたものとなる。
【００６９】
本実施形態では、ダイヤフラム部３５が天井部３１１を含んで構成されているため、ダイヤフラム部３５が単結晶シリコンで構成された部分を有することとなる。そのため、かかる部分に不純物をドープして高感度なピエゾ抵抗素子３６を形成することができる。
【００７０】
また、シリコン層２３と天井部３１１とを繋いでいる側壁部３１２が単結晶シリコンで構成されているため、シリコン層２３と側壁部３１２との間、および、天井部３１１と側壁部３１２との間の熱膨張係数差も小さくすることができる。そのため、温度変化によるダイヤフラム部３５の応力をより低減し、その結果、検出精度がより優れたものとなる。
【００７１】
（物理量センサーの製造方法）
次に、本発明の物理量センサーの製造方法について、物理量センサー１を製造する場合を例に説明する。
【００７２】
図４〜図６は、図１に示す物理量センサーの製造工程を示す図である。
以下、物理量センサー１の製造工程を順次説明する。
【００７３】
まず、図４（ａ）に示すように、ＳＯＩ基板である基板２Ｘを用意する。このＳＯＩ基板２Ｘは、単結晶シリコンで構成されているシリコン層２１Ｘ（ハンドル層）と、シリコン酸化膜で構成されている酸化シリコン層２２（ボックス層）と、単結晶シリコンで構成されているシリコン層２３とがこの順で積層されてなる。ここで、シリコン層２１Ｘは、後の工程において、研磨等により薄肉化され、また、必要に応じて、ダイシングにより個片化されてシリコン層２１となる。なお、シリコン層２１Ｘは、シリコン層２１であってもよく、この場合、上記薄肉化や個片化が不要となる。
【００７４】
次に、図４（ｂ）に示すように、シリコン層２３上にＳｉＧｅ（シリコンゲルマニウム）をエピタキシャル成長により成膜して、ＳｉＧｅ層４０を形成する。ここで、シリコン層２１は、前述したように単結晶シリコンで構成されているため、ＳｉＧｅと結晶構造が同じでかつ格子定数が比較的近い（格子不整合が小さい）。そのため、シリコン層２３上にＳｉＧｅをエピタキシャル成長させることができる。また、得られるＳｉＧｅ層４０は、結晶欠陥がないかまたはあったとしても極めて少ないものとなる。
【００７５】
なお、ＳｉＧｅ層４０の形成前に、結晶組成または格子定数が次第に変化する組成勾配層等のバッファ層を形成してもよい。
【００７６】
次に、ＳｉＧｅ層４０上に単結晶シリコンをエピタキシャル成長させた後に、キャビティＳに対応する形状にエッチングによりパターニングを行って、図４（ｃ）に示すように、犠牲層４０ａと、犠牲層４０ａ上に形成されたシリコン層３１ａとを形成する。
【００７７】
ここで、前述したように、シリコンは、ＳｉＧｅと結晶構造が同じでかつ格子定数が比較的近い（格子不整合が小さい）。したがって、単結晶シリコンをエピタキシャル成長させることができる。また、得られるシリコン層３１ａは、単結晶シリコンで構成され、結晶欠陥がないかまたはあったとしても極めて少ないものとなる。
【００７８】
次に、シリコン層２３およびシリコン層３１ａの上面および犠牲層４０ａの側面に単結晶シリコンをエピタキシャル成長させて、図４（ｄ）に示すように、犠牲層４０ａを覆うシリコン層３１ｂを形成する。
【００７９】
このシリコン層３１ｂは、単結晶シリコンで構成され、前述したシリコン層３１ａと一体化されている。
【００８０】
次に、図５（ａ）に示すように、シリコン層３１ｂに、厚さ方向に貫通する複数の孔３１３をドライエッチング等により形成する。
【００８１】
次に、犠牲層４０ａを除去することにより、図５（ｂ）に示すように、キャビティＳを形成する。
【００８２】
キャビティＳの形成は、孔３１３を通じたエッチングにより、犠牲層４０ａを除去することにより行う。このとき、シリコン層２３、３１ｂがエッチングの停止層として機能する。ここで、例えば、かかるエッチングとしてウェットエッチングを用いる場合、孔３１３からフッ硝酸等のエッチング液を供給する。
【００８３】
次に、シリコン層３１ｂに対して単結晶シリコンをエピタキシャル成長させることにより、孔３１３を封止し、図５（ｃ）に示すように、シリコン層３１を形成する。これにより、単結晶シリコンで構成されたシリコン層３１（ダイヤフラム部３５）を形成することができる。
【００８４】
次に、シリコン層３１ｂの上面に対して選択的（部分的）にリン、ボロン等の不純物をドープ（イオン注入または拡散）することにより、図５（ｄ）に示すように、ピエゾ抵抗素子３６および配線３７を形成する。このとき、ドープが不要な部分（ダイヤフラム部３５を除く部分）に保護膜５０を形成する。この保護膜５０は、例えば、フォトレジスト膜またはシリコン酸化膜である。
【００８５】
また、ピエゾ抵抗素子３６を形成する部分の不純物のドープは、例えば、イオン注入濃度を１×１０１３ａｔｏｍｓ／ｃｍ２以上５×１０１４ａｔｏｍｓ／ｃｍ２程度とする。また、配線３７を形成する部分の不純物のドープは、例えば、イオン注入濃度を１×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ２以上５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ２以下程度とする。
【００８６】
次に、スパッタリング法、ＣＶＤ法等を用いて、図６（ａ）に示すように、絶縁層３２、配線層３４および保護層３３をこの順で形成する。
【００８７】
その後、基板２Ｘのシリコン層２１Ｘを研削等して、図６（ｂ）に示すように、薄肉化されたシリコン層２１を形成する。これにより、物理量センサー１を得る。
【００８８】
以上説明したような物理量センサー１の製造方法は、基板２Ｘの一方の面上に単結晶シリコンゲルマニウムで構成されている犠牲層４０ａ（ＳｉＧｅ層４０）を形成する犠牲層形成工程と、少なくとも犠牲層４０ａ上に単結晶シリコンで構成されたシリコン層３１ｂ（シリコン層３１ａ）をエピタキシャル成長により形成するシリコン層形成工程と、犠牲層４０ａをエッチングにより除去することにより、基板２Ｘとシリコン層３１ｂとの間にキャビティＳを形成する犠牲層除去工程（エッチング工程）と、を有する。
【００８９】
このような物理量センサー１の製造方法によれば、単結晶シリコンで構成されたシリコン層３１でキャビティＳの天井部３１１を構成するとともに、基板２のシリコン層２３でキャビティＳの底部を構成することができる。したがって、キャビティＳの底部（シリコン層２３）および天井部３１１がそれぞれ単結晶シリコンで構成されているため、底部と天井部３１１との熱膨張係数差を小さくすることができる。そのため、温度変化によるダイヤフラム部３５の応力を低減し、その結果、検出精度が優れたものとなる。
【００９０】
また、基板２Ｘの犠牲層４０ａ側の面は、単結晶シリコンで構成されており、犠牲層形成工程は、犠牲層４０ａ（ＳｉＧｅ層４０）を基板２Ｘ上にエピタキシャル成長により形成する。これにより、シリコン層２３（基板２のキャビティＳの底部を形成する部分）を単結晶シリコンで構成するとともに、犠牲層４０ａを簡単かつ高精度に形成することができる。
【００９１】
また、シリコン層形成工程の後に、シリコン層３１ｂをその厚さ方向に貫通する孔３１３を形成する工程を有し、犠牲層除去工程は、孔３１３を通じてエッチングを行い、犠牲層除去工程の後に、孔３１３を単結晶シリコンをエピタキシャル成長させることにより封止する（封止工程）。これにより、単結晶シリコンで構成された天井部３１１を形成することができる。
【００９２】
また、犠牲層除去工程は、フッ硝酸を用いてエッチングを行うことにより、犠牲層除去工程において、犠牲層４０ａを除去することができるとともに、シリコン層３１ｂをエッチングの停止層として利用することができる。そのため、簡単かつ高精度にキャビティＳを形成することができる。
【００９３】
また、本実施形態では、シリコン層形成工程は、シリコン層３１ｂを犠牲層４０ａの基板２Ｘとは反対側の面および側面を覆って形成する。これにより、シリコン層２３（底部）と天井部３１１とを繋いでいて単結晶シリコンで構成されている側壁部３１２を形成し、シリコン層２３と側壁部３１２との間、および、天井部３１１と側壁部３１２との間の熱膨張係数差も小さくすることができる。そのため、温度変化によるダイヤフラム部３５の応力をより低減し、その結果、検出精度がより優れたものとなる。
【００９４】
また、シリコン層形成工程の後に、シリコン層３１にピエゾ抵抗素子３６を形成する工程を有する。これにより、シリコン層３１に高感度なピエゾ抵抗素子３６を形成することができる。そのため、高感度な物理量センサー１を実現することができる。
【００９５】
また、前述したような物理量センサー１の製造方法は、以下の（１）〜（５）のような効果もある。
【００９６】
（１）基板２Ｘの一方の面側のみに成膜や加工を行うだけでよいため、製造工程の簡略化を図ることができる。（２）基板２Ｘの一方の面側のみに成膜や加工を行ってキャビティＳおよびダイヤフラム部２４を形成するため、キャビティＳとダイヤフラム部２４との位置合わせを高精度に行うことができる。また、ウエハーを薄肉化してダイヤフラム部を形成する場合に比し、小型化を図ることができる。（３）ダイヤフラム部２４が成膜により形成されるため、ダイヤフラム部２４の薄膜化が容易であるとともに、ダイヤフラム部２４の厚さを高精度に制御することができる。（４）一般的なＣＭＯＳプロセスとの親和性が高いため、集積回路を基板２Ｘ上に一括して形成することができる。（５）ダイヤフラム部２４の厚さを均一にすることができる。
【００９７】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の物理量センサーの第２実施形態について説明する。
【００９８】
図７は、本発明の物理量センサーの第２実施形態を示す断面図、図８は、図７に示す物理量センサーの作用を説明するための図である。
【００９９】
以下、本発明の物理量センサーの第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。また、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付してある。
【０１００】
図７に示す物理量センサー１Ａは、基板２Ａと、基板２Ａの一方の面側に設けられた積層構造体３Ａと、を備えている。そして、積層構造体３Ａは、シリコン層３１Ａを有しており、基板２Ａとシリコン層３１Ａとの間には、シリコン層３１Ａの一部が基板２Ａに対して離間してキャビティＳが形成されている。
【０１０１】
本実施形態では、基板２ＡのキャビティＳに対応する部分が薄肉化されており、その部分がダイヤフラム部２４を構成している。このダイヤフラム部２４には、複数のピエゾ抵抗素子２５が形成されている。
【０１０２】
基板２Ａは、単結晶シリコンで構成されているシリコン層２１Ａ（ハンドル層）と、シリコン酸化膜で構成されている酸化シリコン層２２（ボックス層）と、単結晶シリコンで構成されているシリコン層２３Ａとがこの順で積層されたＳＯＩ基板である。
【０１０３】
この基板２Ａには、下面に開口する凹部２１１が形成されている。これにより、基板２Ａには、他の部分よりも薄肉化された部分が形成され、この部分がダイヤフラム部２４を構成している。本実施形態では、凹部２１１は、シリコン層２１Ａを貫通し、凹部２１１の底面が酸化シリコン層２２の下面で構成されている。したがって、ダイヤフラム部２４は、酸化シリコン層２２およびシリコン層２３Ａの２層で構成されている。ここで、ダイヤフラム部２４の下面が受圧面２４１を構成している。
【０１０４】
また、基板２Ａの上面、すなわち、シリコン層２３Ａの上面には、複数のピエゾ抵抗素子２５および配線２６が形成されている。ここで、複数のピエゾ抵抗素子２５は、ダイヤフラム部２４の外周部に形成されている。
【０１０５】
この基板２Ａの一方の面（図７にて上側の面）には、積層構造体３Ａが接合されている。
【０１０６】
積層構造体３Ａは、前述した基板２Ａのシリコン層２３Ａに接合されているシリコン層３１Ａと、シリコン層３１Ａの基板２Ａとは反対側の面に接合されている絶縁層３２Ａと、絶縁層３２Ａのシリコン層３１Ａとは反対側の面に接合されている保護層３３Ａと、を有している。
【０１０７】
シリコン層３１Ａは、単結晶シリコンで構成されている。このシリコン層３１Ａは、基板２Ａに対して離間している部分を有し、その部分と基板２Ａとの間には、キャビティＳが形成されている。より具体的には、シリコン層３１Ａは、基板２Ａの上面に沿って離間している天井部３１１と、天井部３１１の外周部から基板２Ａ側へ延びている側壁部３１２と、を有している。そして、この天井部３１１Ａ、側壁部３１２および基板２Ａで囲まれてキャビティＳが形成されている。
【０１０８】
絶縁層３２Ａおよび保護層３３は、それぞれ、平面視で、キャビティＳに対応する部分にも形成されている。これにより、天井部３１１の撓み（変形）が規制（防止）される。
【０１０９】
以上のように構成された物理量センサー１Ａは、図８に示すように、ダイヤフラム部２４の受圧面２４１が受ける圧力に応じて、ダイヤフラム部２４が変形し、これにより、複数のピエゾ抵抗素子２５がそれぞれ歪み、各ピエゾ抵抗素子２５の抵抗値が変化する。それに伴って、複数のピエゾ抵抗素子２５が構成するブリッジ回路の出力が変化し、その出力に基づいて、ダイヤフラム部２４の受圧面２４１で受けた圧力の大きさを求めることができる。
【０１１０】
以上説明したような物理量センサー１Ａによれば、互いに対向しているシリコン層２３Ａ（底部）および天井部３１１がそれぞれ単結晶シリコンで構成されているため、シリコン層２３Ａと天井部３１１との熱膨張係数差を小さくすることができる。そのため、温度変化によるダイヤフラム部２４の応力を低減し、その結果、検出精度が優れたものとなる。
【０１１１】
また、ダイヤフラム部２４がキャビティＳの底部を含んで構成されているため、ダイヤフラム部２４が単結晶シリコンで構成された部分を有することとなる。そのため、かかる部分に不純物をドープして高感度なピエゾ抵抗素子２５を形成することができる。
【０１１２】
（物理量センサーの製造方法）
次に、本発明の物理量センサーの製造方法について、物理量センサー１Ａを製造する場合を例に説明する。
図９〜図１１は、図７に示す物理量センサーの製造工程を示す図である。
【０１１３】
物理量センサー１Ａの製造方法は、前述した第１実施形態の物理量センサー１の製造方法において、配線層３４の形成工程を省略すること、ピエゾ抵抗素子３６および配線３７の形成工程に代えてＳｉＧｅ層４０の形成前にピエゾ抵抗素子２５および配線２６の形成工程を有すること、および、シリコン層２１Ｘの薄肉化後に凹部２１１の形成工程を追加したこと以外は、前述した第１実施形態の物理量センサー１の製造方法と同様である。
【０１１４】
具体的に説明すると、まず、図９（ａ）に示すように、ＳＯＩ基板である基板２Ｘを用意する。
【０１１５】
次に、シリコン層２３の上面に対して選択的（部分的）にリン、ボロン等の不純物をドープ（イオン注入または拡散）することにより、図９（ｂ）に示すように、ピエゾ抵抗素子２５および配線２６を形成する。これにより、シリコン層２３Ａが形成され、シリコン層２１Ｘ、酸化シリコン層２２およびシリコン層２３Ａがこの順で積層された基板２Ｘ１を得る。
【０１１６】
次に、図９（ｃ）に示すように、シリコン層２３Ａ上にＳｉＧｅ（シリコンゲルマニウム）をエピタキシャル成長により成膜して、ＳｉＧｅ層４０を形成する。
【０１１７】
次に、ＳｉＧｅ層４０上に単結晶シリコンをエピタキシャル成長させた後に、キャビティＳに対応する形状にエッチングによりパターニングを行って、図９（ｄ）に示すように、犠牲層４０ａと、犠牲層４０ａ上に形成されたシリコン層３１ａとを形成する。
【０１１８】
次に、シリコン層２３およびシリコン層３１ａの上面および犠牲層４０ａの側面に単結晶シリコンをエピタキシャル成長させて、図１０（ａ）に示すように、犠牲層４０ａを覆うシリコン層３１ｂを形成する。
【０１１９】
次に、図１０（ｂ）に示すように、シリコン層３１ｂに、厚さ方向に貫通する複数の孔３１３をドライエッチング等により形成する。
【０１２０】
次に、犠牲層４０ａを除去することにより、図１０（ｃ）に示すように、キャビティＳを形成する。
【０１２１】
次に、シリコン層３１ｂに対して単結晶シリコンをエピタキシャル成長させることにより、孔３１３を封止し、図１０（ｄ）に示すように、シリコン層３１Ａを形成する。
【０１２２】
次に、スパッタリング法、ＣＶＤ法等を用いて、図１１（ａ）に示すように、絶縁層３２Ａおよび保護層３３Ａをこの順で形成する。
【０１２３】
次に、基板２Ｘのシリコン層２１Ｘを研削等して、図１１（ｂ）に示すように、薄肉化されたシリコン層２１Ｘ１を形成する。これにより、シリコン層２１Ｘ１、酸化シリコン層２２およびシリコン層２３Ａがこの順で積層された基板２Ｘ２を得る。
【０１２４】
次に、シリコン層２１Ｘ１をエッチング等することにより、図１１（ｃ）に示すように、凹部２１１を形成する。これにより、物理量センサー１Ａが得られる。
【０１２５】
以上説明したような物理量センサー１Ａの製造方法も、前述した第１実施形態の物理量センサー１の製造方法と同様、基板２Ｘの一方の面上に単結晶シリコンゲルマニウムで構成されている犠牲層４０ａ（ＳｉＧｅ層４０）を形成する犠牲層形成工程と、少なくとも犠牲層４０ａ上に単結晶シリコンで構成されたシリコン層３１ｂ（シリコン層３１ａ）をエピタキシャル成長により形成するシリコン層形成工程と、犠牲層４０ａをエッチングにより除去することにより、基板２Ｘとシリコン層３１ｂとの間にキャビティＳを形成する犠牲層除去工程と、を有する。
【０１２６】
このような物理量センサー１Ａの製造方法によれば、単結晶シリコンで構成されたシリコン層３１でキャビティＳの天井部３１１を構成するとともに、基板２Ａのシリコン層２３ＡでキャビティＳの底部を構成することができる。したがって、キャビティＳの底部（シリコン層２３Ａ）および天井部３１１がそれぞれ単結晶シリコンで構成されているため、底部と天井部３１１との熱膨張係数差を小さくすることができる。そのため、温度変化によるダイヤフラム部２４の応力を低減し、その結果、検出精度が優れたものとなる。
【０１２７】
また、本実施形態では、基板２Ｘの犠牲層４０ａ側の面が単結晶シリコンで構成されており、犠牲層形成工程の前に、基板２Ｘの一方の面側にピエゾ抵抗素子２５を形成する工程を有する。これにより、基板２Ｘに高感度なピエゾ抵抗素子２５を形成することができる。そのため、高感度な物理量センサー１Ａを実現することができる。
【０１２８】
また、基板２Ｘの他方の面をエッチングすることにより、ダイヤフラム部２４を形成する工程を有する。これにより、基板２にダイヤフラム部２４を形成することができる。
【０１２９】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の物理量センサーの第３実施形態について説明する。
図１２は、本発明の物理量センサーの第３実施形態を示す断面図である。
【０１３０】
以下、本発明の物理量センサーの第３実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。また、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付してある。
【０１３１】
本実施形態は、キャビティの側壁部および天井部の構成が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【０１３２】
図１２に示す物理量センサー１Ｂは、基板２と、基板２の一方の面側に設けられた積層構造体３Ｂと、を備えている。そして、積層構造体３Ｂは、シリコン層である天井部３１１Ｂを有しており、基板２と天井部３１１Ｂとの間には、天井部３１１Ｂが基板２に対して離間してキャビティＳが形成されているとともに、天井部３１１Ｂがダイヤフラム部３５Ｂを構成している。このダイヤフラム部３５Ｂには、複数のピエゾ抵抗素子３６が形成されている。
【０１３３】
ここで、積層構造体３Ｂは、基板２のシリコン層２３に対して離間している天井部３１１Ｂと、天井部３１１Ｂを支持するとともに基板２のシリコン層２３に接合されている絶縁層３２Ｂと、絶縁層３２Ｂのシリコン層２３とは反対側の面に接合されている保護層３３と、絶縁層３２Ｂを貫通する配線層３４と、を有している。
【０１３４】
天井部３１１Ｂは、単結晶シリコンで構成されている。この天井部３１１Ｂは、基板２に対して離間しており、天井部３１１Ｂと基板２との間には、キャビティＳが形成されている。本実施形態では、天井部３１１Ｂの外周部と基板２との間には、絶縁層３２Ｂの一部が露出しており、その部分がキャビティＳの側壁３２２を構成している。
【０１３５】
以上説明したように構成された物理量センサー１Ｂは、前述した第１実施形態の物理量センサー１の製造方法において、シリコン層３１ｂの形成工程を省略することにより、製造することができる。したがって、物理量センサー１Ｂの製造工程を簡単化することができる。
【０１３６】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の物理量センサーの第４実施形態について説明する。
図１３は、本発明の物理量センサーの第４実施形態を示す断面図である。
【０１３７】
以下、本発明の物理量センサーの第４実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。また、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付してある。
【０１３８】
本実施形態は、キャビティの側壁部および天井部の構成が異なる以外は、前述した第２実施形態と同様である。
【０１３９】
図１３に示す物理量センサー１Ｃは、基板２Ａと、基板２Ａの一方の面側に設けられた積層構造体３Ｃと、を備えている。そして、積層構造体３Ｃは、シリコン層である天井部３１１Ｃを有しており、基板２Ａと天井部３１１Ｃとの間には、天井部３１１Ｃが基板２Ａに対して離間してキャビティＳが形成されている。
【０１４０】
ここで、積層構造体３Ｃは、基板２Ａのシリコン層２３Ａに対して離間している天井部３１１Ｃと、天井部３１１Ｃを支持するとともに基板２Ａのシリコン層２３Ａに接合されている絶縁層３２Ｃと、絶縁層３２Ｃのシリコン層２３Ａとは反対側の面に接合されている保護層３３Ａと、を有している。
【０１４１】
天井部３１１Ｃは、単結晶シリコンで構成されている。この天井部３１１Ｃは、基板２Ａに対して離間しており、天井部３１１Ｃと基板２Ａとの間には、キャビティＳが形成されている。本実施形態では、天井部３１１Ｃの外周部と基板２Ａとの間には、絶縁層３２Ｃの一部が露出しており、その部分がキャビティＳの側壁３２３を構成している。
【０１４２】
以上説明したように構成された物理量センサー１Ｃは、前述した第２実施形態の物理量センサー１Ａの製造方法において、シリコン層３１ｂの形成工程を省略することにより、製造することができる。したがって、物理量センサー１Ｃの製造工程を簡単化することができる。
【０１４３】
２．圧力センサー
次に、本発明の物理量センサーを備える圧力センサー（本発明の圧力センサー）ついて説明する。図１４は、本発明の圧力センサーの一例を示す断面図である。
【０１４４】
図１４に示すように、本発明の圧力センサー１００は、物理量センサー１と、物理量センサー１を収納する筐体１０１と、物理量センサー１から得た信号を圧力データに演算する演算部１０２とを備えている。物理量センサー１は、配線１０３を介して演算部１０２と電気的に接続されている。
【０１４５】
物理量センサー１は、筐体１０１の内側に、図示しない固定手段により固定されている。また、筐体１０１には、物理量センサー１のダイヤフラム部３５が、例えば大気（筐体１０１の外側）と連通するための貫通孔１０４を有している。
【０１４６】
このような圧力センサー１００によれば、貫通孔１０４を介してダイヤフラム部３５が圧力を受ける。この受圧した信号を配線１０３を介して演算部に送信し、圧力データに演算する。この演算された圧力データは、図示しない表示部（例えば、パーソナルコンピューターのモニター等）を介して表示することができる。
以上説明したような圧力センサーによれば、優れた信頼性を有する。
【０１４７】
３．高度計
次に、本発明の物理量センサーを備える高度計（本発明の高度計）の一例について説明する。図１５は、本発明の高度計の一例を示す斜視図である。
【０１４８】
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、物理量センサー１（圧力センサー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。
【０１４９】
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。
以上説明したような高度計によれば、優れた信頼性を有する。
【０１５０】
４．電子機器
次に、本発明の物理量センサーを備える電子機器を適用したナビゲーションシステムについて説明する。図１６は、本発明の電子機器の一例を示す正面図である。
【０１５１】
ナビゲーションシステム３００には、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、物理量センサー１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。
【０１５２】
このナビゲーションシステムによれば、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。高度情報を得ることにより、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、本実施形態に係るナビゲーションシステム３００では、高度情報を物理量センサー１によって取得することができ、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し、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。
【０１５３】
なお、表示部３０１は、例えば液晶パネルディスプレイや、有機ＥＬ（Organic Electro-Luminescence）ディスプレイなど、小型かつ薄型化が可能な構成となっている。
【０１５４】
なお、本発明の物理量センサーを備える電子機器は、上記のものに限定されず、例えば、パーソナルコンピューター、携帯電話、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）、フライトシュミレーター等に適用することができる。
以上説明したような電子機器によれば、優れた信頼性を有する。
【０１５５】
５．移動体
次いで、本発明の物理量センサーを適用した移動体（本発明の移動体）について説明する。図１７は、本発明の移動体の一例を示す斜視図である。
【０１５６】
図１７に示すように、移動体４００は、車体４０１と、４つの車輪４０２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。このような移動体４００には、ナビゲーションシステム３００（物理量センサー１）が内蔵されている。
以上説明したような移動体によれば、優れた信頼性を有する。
【０１５７】
以上、本発明の物理量センサー、圧力センサー、高度計、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、他の任意の構成物や、工程が付加されていてもよい。
【０１５８】
また、前述した実施形態では、ピエゾ抵抗素子としてピエゾ抵抗素子を用いた場合を例に説明したが、本発明は、これに限定されず、例えば、フラップ型の振動子、櫛歯電極等の他のＭＥＭＳ振動子や、水晶振動子等の振動素子を用いることもできる。
【０１５９】
また、前述した実施形態では、ピエゾ抵抗素子および温度検出素子がそれぞれ４つずつ設けられている場合を例に説明したが、これらの数は、それぞれ、１つ以上３つ以下であってもよいし、５つ以上であってもよい。例えば、ピエゾ抵抗素子または温度検出素子の数が１つ以上３つ以下である場合、感圧または温度検出に寄与しない抵抗素子を組み合わせることによってブリッジ回路を構成することができる。
【０１６０】
また、前述した実施形態では、温度検出素子がピエゾ抵抗型の温度検出素子である場合を例に説明したが、温度検出素子は、ピエゾ抵抗型の温度検出素子に限定されず、例えば、半導体型、熱電対型等の他の各種温度検出素子を用いることができる。
【０１６１】
また、前述した実施形態では、キャビティを介してダイヤフラム部に対向する基板の部分に温度検出素子を配置した場合を例に説明したが、温度検出素子の設置位置は、これに限定されず、例えば、キャビティの外側の基板上、あるいは、物理量センサー以外の部品上であってもよい。また、ピエゾ抵抗素子の出力を温度検出素子の出力に基づいて補正する必要がなければ、温度検出素子を省略してもよい。
【符号の説明】
【０１６２】
１‥‥物理量センサー
１Ａ‥‥物理量センサー
１Ｂ‥‥物理量センサー
１Ｃ‥‥物理量センサー
２‥‥基板
２Ａ‥‥基板
２Ｘ‥‥基板
２Ｘ１‥‥基板
２Ｘ２‥‥基板
３‥‥積層構造体
３Ａ‥‥積層構造体
３Ｂ‥‥積層構造体
３Ｃ‥‥積層構造体
２１‥‥シリコン層
２１Ａ‥‥シリコン層
２１Ｘ‥‥シリコン層
２１Ｘ１‥‥シリコン層
２２‥‥酸化シリコン層
２３‥‥シリコン層
２３Ａ‥‥シリコン層
２４‥‥ダイヤフラム部
２５‥‥ピエゾ抵抗素子
２６‥‥配線
３１‥‥シリコン層
３１Ａ‥‥シリコン層
３１ａ‥‥シリコン層
３１ｂ‥‥シリコン層
３２‥‥絶縁層
３２Ａ‥‥絶縁層
３２Ｂ‥‥絶縁層
３２Ｃ‥‥絶縁層
３３‥‥保護層
３３Ａ‥‥保護層
３４‥‥配線層
３５‥‥ダイヤフラム部
３５Ｂ‥‥ダイヤフラム部
３６‥‥ピエゾ抵抗素子
３６ａ‥‥ピエゾ抵抗素子
３６ｂ‥‥ピエゾ抵抗素子
３６ｃ‥‥ピエゾ抵抗素子
３６ｄ‥‥ピエゾ抵抗素子
３７‥‥配線
３７ａ‥‥配線
３７ｂ‥‥配線
３７ｃ‥‥配線
３７ｄ‥‥配線
４０‥‥ＳｉＧｅ層
４０ａ‥‥犠牲層
５０‥‥保護膜
１００‥‥圧力センサー
１０１‥‥筐体
１０２‥‥演算部
１０３‥‥配線
１０４‥‥貫通孔
２００‥‥高度計
２０１‥‥表示部
２１１‥‥凹部
２４１‥‥受圧面
３００‥‥ナビゲーションシステム
３０１‥‥表示部
３１１‥‥天井部
３１１Ａ‥‥天井部
３１１Ｂ‥‥天井部
３１１Ｃ‥‥天井部
３１２‥‥側壁部
３１３‥‥孔
３２１‥‥開口部
３２２‥‥側壁
３２３‥‥側壁
３５１‥‥受圧面
４００‥‥移動体
４０１‥‥車体
４０２‥‥車輪
Ｓ‥‥キャビティ
【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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