(57)【要約】【課題】小型化を図りつつ、高精度な検出を行うことができ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、受圧により撓み変形するダイヤフラム部２４と、ダイヤフラム部２４に配置されている歪検出素子２２１と、ダイヤフラム部２４の一方の面側に配置されているキャビティＳと、キャビティＳを介してダイヤフラム部２４に対向している半導体基板６の基部と、基部に配置されていて成膜法を用いて形成されている温度検出素子６１と、を備えている。【選択図】図１
2015152509.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受圧により撓み変形するダイヤフラム部と、
前記ダイヤフラム部に配置されている歪検出素子と、
前記ダイヤフラム部に対向している基部と、
前記基部と一体的に配置されている温度検出素子と、
を備えていることを特徴とする物理量センサー。
【請求項２】
一方の面側に前記基部が配置されている基板を備え、
前記ダイヤフラム部は、屈曲または湾曲している肩部を含んでいて、前記基板に対して離間している請求項１に記載の物理量センサー。
【請求項３】
前記歪検出素子は、前記肩部に配置されている請求項２に記載の物理量センサー。
【請求項４】
前記ダイヤフラム部は、前記基板から離間している天板部と、前記天板部と前記基板との間にある側壁部と、を有し、
前記肩部は、前記天板部と前記側壁部との間に配置されており、
前記天板部、前記側壁部および前記肩部が同一層で繋がっている請求項２または３に記載の物理量センサー。
【請求項５】
一方の面に開口部を有する凹部と、前記凹部の底部にあって前記ダイヤフラム部の少なくとも一部を構成している薄肉部と、を有する基板を備え、
前記基部は、前記基板の前記開口部とは反対側に配置されている請求項１に記載の物理量センサー。
【請求項６】
前記歪検出素子は、ピエゾ抵抗素子である請求項１ないし５のいずれか１項に記載の物理量センサー。
【請求項７】
前記温度検出素子は、ピエゾ抵抗素子である請求項１ないし６のいずれか１項に記載の物理量センサー。
【請求項８】
一方の面側に前記キャビティが配置されている基板と、
前記基板の前記キャビティ側に配置されている回路部と、を備えている請求項１ないし７のいずれか１項に記載の物理量センサー。
【請求項９】
前記回路部は、前記温度検出素子の出力に基づいて前記歪検出素子の出力を補正する補正回路を有している請求項８に記載の物理量センサー。
【請求項１０】
請求項１ないし９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１１】
請求項１ないし９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１２】
請求項１ないし９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１３】
請求項１ないし９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、ダイヤフラム上に例えばピエゾ抵抗素子、振動素子等の歪検出素子が配置されており、ダイヤフラムの撓みを歪検出素子で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。また、このような圧力センサーは、一般に、温度検出素子を備え、その温度検出素子の検出結果に基づいて歪検出素子の温度特性を補正することが行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の圧力センサーは、枠部の内側に双音叉素子（歪検出素子）が支持されてなる感圧素子層と、感圧素子層の一方の主面を覆うダイヤフラム層と、感圧素子層の他方の主面を覆うベース層と、を備え、これらがパッケージを形成している。そして、双音叉素子がダイヤフラム層に接合されているとともに、パッケージ内におけるベース層上には、温度センサーを有するＩＣチップが配置されている。
しかし、特許文献１に記載の圧力センサーでは、温度センサーがＩＣチップ内に収められた状態でパッケージ内に配置されているため、パッケージ内の小型化を図ることができないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２４３１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、小型化を図りつつ、高精度な検出を行うことができ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】
【０００６】
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、受圧により撓み変形するダイヤフラム部と、
前記ダイヤフラム部に配置されている歪検出素子と、
前記ダイヤフラム部に対向している基部と、
前記基部と一体的に配置されている温度検出素子と、
を備えていることを特徴とする。
【０００７】
このような物理量センサーによれば、温度検出素子を歪検出素子の近くに配置することができる。そのため、歪検出素子の検出結果を温度検出素子の検出結果に基づいて高精度に補正することができる。その結果、高精度な検出を行うことができる。また、温度検出素子が基部に一体的に配置されているため、キャビティの容積を小さくしながら、温度検出素子を歪検出素子の近くに配置することができる。そのため、小型化を図ることができる。
【０００８】
［適用例２］
本発明の物理量センサーでは、一方の面側に前記基部が配置されている基板を備え、
前記ダイヤフラム部は、屈曲または湾曲している肩部を含んでいて、前記基板に対して離間していることが好ましい。
これにより、ダイヤフラム部の小型化を図りつつ、ダイヤフラム部の撓み変形可能な量を大きくして、検出可能な物理量の範囲を広くすることができる。また、基板の一方の面側に対して半導体製造プロセスと同様の製造プロセスを用いて、物理量センサーの主要部を形成することができる。また、このような製造プロセスを用いることにより、小型な物理量センサーを生産性良く製造することができる。
【０００９】
［適用例３］
本発明の物理量センサーでは、前記歪検出素子は、前記肩部に配置されていることが好ましい。
肩部を含むダイヤフラム部は、受圧により肩部に応力が集中する。そのため、肩部に歪検出素子を配置することにより、物理量センサーの高感度化を図ることができる。
［適用例４］
本発明の物理量センサーでは、前記ダイヤフラム部は、前記基板から離間している天板部と、前記天板部と前記基板との間にある側壁部と、を有し、
前記肩部は、前記天板部と前記側壁部との間に配置されており、
前記天板部、前記側壁部および前記肩部が同一層で繋がっていることが好ましい。
このようなダイヤフラム部は、成膜法を用いて簡単かつ高精度に形成することができる。
【００１０】
［適用例５］
本発明の物理量センサーでは、一方の面に開口部を有する凹部と、前記凹部の底部にあって前記ダイヤフラム部の少なくとも一部を構成している薄肉部と、を有する基板を備え、
前記基部は、前記基板の前記開口部とは反対側に配置されていることが好ましい。
これにより、基板の一方の面側に対して半導体製造プロセスと同様の製造プロセスを用いて、物理量センサーの主要部を形成することができる。また、このような製造プロセスを用いることにより、小型な物理量センサーを生産性良く製造することができる。
【００１１】
［適用例６］
本発明の物理量センサーでは、前記歪検出素子は、ピエゾ抵抗素子であることが好ましい。
これにより、半導体プロセスを用いて歪検出素子を製造することができる。また、ダイヤフラム部を薄くしても、振動素子のようなＱ値の低下が生じないため、ダイヤフラム部の薄肉化により感度を向上させることができる。
【００１２】
［適用例７］
本発明の物理量センサーでは、前記温度検出素子は、ピエゾ抵抗素子であることが好ましい。
これにより、半導体プロセスを用いて温度検出素子を製造することができる。
［適用例８］
本発明の物理量センサーでは、一方の面側に前記キャビティが配置されている基板と、
前記基板の前記キャビティ側に配置されている回路部と、を備えていることが好ましい。
これにより、基板の一方の面側に対して半導体製造プロセスと同様の製造プロセスを用いて、キャビティおよび回路部を形成することができる。すなわち、物理量センサーを構成する主要部と回路部とを１チップ化した小型な物理量センサーを比較的簡単に実現することができる。
【００１３】
［適用例９］
本発明の物理量センサーでは、前記回路部は、前記温度検出素子の出力に基づいて前記歪検出素子の出力を補正する補正回路を有していることが好ましい。
これにより、物理量センサーの小型化を図りつつ、歪検出素子の検出結果を温度検出素子の検出結果に基づいて高精度に補正することができる。
【００１４】
［適用例１０］
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。
これにより、優れた信頼性を有する圧力センサーを提供することができる。
［適用例１１］
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。
これにより、優れた信頼性を有する高度計を提供することができる。
【００１５】
［適用例１２］
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。
これにより、優れた信頼性を有する電子機器を提供することができる。
［適用例１３］
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。
これにより、優れた信頼性を有する移動体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【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歪検出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が備える温度検出素子の配置を説明するための拡大平面図である。
【図４】図１に示す物理量センサーが備える歪検出素子および温度検出素子を含む回路を説明するための図である。
【図５】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）は加圧状態の歪検出素子を示す平面図である。
【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】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８】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９】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１０】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１１】本発明の圧力センサーの一例を示す断面図である。
【図１２】本発明の高度計の一例を示す斜視図である。
【図１３】本発明の電子機器の一例を示す正面図である。
【図１４】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】
【００１７】
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。
＜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。
【００１８】
図１に示す物理量センサー１は、半導体基板６と、半導体基板６の一方の面側に設けられた膜体２および積層構造体８と、を備えている。そして、膜体２と半導体基板６との間には、膜体２の一部が半導体基板６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、膜体２の半導体基板６と離間した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、複数の歪検出素子２２１が形成されている。また、半導体基板６のキャビティＳ内に面する部分には、複数の温度検出素子６１が形成されている。また、物理量センサー１は、半導体回路９（回路部）を備えており、積層構造体８が半導体回路９の少なくとも一部を構成している。ここで、半導体基板６のキャビティＳを介してダイヤフラム部２４に対向している部分が「基部」を構成している。
【００１９】
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。
半導体基板６は、例えばシリコン等の半導体で構成されている。なお、以下では、半導体基板６がシリコンで構成されている場合、すなわち半導体基板６が単結晶シリコン基板である場合を例に説明する。また、半導体基板６の上面には、エピタキシャル成長させた単結晶シリコンの層が形成されていてもよい。この場合、高精度な温度検出素子６１を形成することができる。
この半導体基板６の一方の面（図１にて上側の面）には、温度検出素子６１および絶縁層６２が形成されている。
【００２０】
温度検出素子６１は、成膜法を用いて形成されており、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、絶縁層６２は、本実施形態では、半導体回路９の素子分離層として機能するものであり、例えば、シリコン酸化膜で構成されている。
また、半導体基板６の一方の面（図１にて上側の面）には、温度検出素子６１を覆うように膜体２が接合されているとともに、絶縁層６２を覆うように積層構造体８が接合されている。
この膜体２は、シート状をなしており、その一部（外周部以外の部分）が半導体基板６に対して離間している。これにより、膜体２と半導体基板６との間には、キャビティＳが形成されている。
【００２１】
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。
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。
【００２２】
本実施形態では、キャビティＳおよびダイヤフラム部２４の平面視形状がそれぞれ四角形である（図２および図３参照）。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。
また、膜体２の半導体基板６と離間した部分は、受圧により撓み変形するダイヤフラム部２４を構成している。
【００２３】
このダイヤフラム部２４は、半導体基板６とは反対側に突出した形状（トレイ状）をなしている。すなわち、ダイヤフラム部２４は、半導体基板６の上面に沿って離間している天板部２４１と、天板部２４１の外周部側から半導体基板６側に向けて延びている側壁部２４２と、天板部２４１と側壁部２４２との間で屈曲している肩部２４３（角部）と、を有している。ここで、ダイヤフラム部２４の半導体基板６とは反対側の面、すなわち、天板部２４１、側壁部２４２および肩部２４３の外表面は、受圧面を構成している。
【００２４】
また、ダイヤフラム部２４の幅（半導体基板６の面に沿った長さ）は、ダイヤフラム部２４の高さ（半導体基板６の厚さ方向に沿った長さ）よりも大きい。すなわち、天板部２４１の長さは、側壁部２４２の長さよりも大きい。これにより、ダイヤフラム部２４の小型化を図りつつ、ダイヤフラム部２４の撓み変形可能な量を大きくして、検出可能な物理量の範囲を広くすることができる。このような観点から、ダイヤフラム部２４の幅をＡとし、ダイヤフラム部２４の高さをＢとしたとき、Ａ／Ｂは、２以上１０以下であることが好ましく、３以上８以下であることがより好ましい。
【００２５】
また、膜体２は、保護層２１、ベース層２２および保護層２３がこの順に半導体基板６上に積層されて構成されている。すなわち、膜体２は、ベース層２２と、ベース層２２の半導体基板６側の面に接合されている保護層２１と、ベース層２２の半導体基板６とは反対側の面に接合されている保護層２３と、を有している。
ベース層２２は、歪検出素子２２１と、歪検出素子２２１と同一の主成分で構成されている周辺部２２２とが同一層内に形成されている。
【００２６】
このベース層２２の構成材料としては、温度変化によるダイヤフラム部２４の不本意な変形を防止する観点から、前述した半導体基板６を構成する材料との線熱膨張係数差が少ない材料を用いることが好ましい。このような観点から、ベース層２２は、シリコンを主成分として構成されている。また、ベース層２２の主成分がシリコンであると、ベース層２２の同一層内に、歪検出素子２２１および周辺部２２２を比較的簡単に形成することができる。また、シリコンは、化学的安定性に優れるとともに、金属のような疲労が少ないため、シリコンを主成分とするベース層２２を有するダイヤフラム部２４は、優れた信頼性を有する。
また、ベース層２２は、ポリシリコンを主成分として構成されていることが好ましい。これにより、成膜法を用いてベース層２２を形成することができる。そのため、ベース層２２の厚さの制御が容易となり、その結果、ダイヤフラム部２４の厚さの制御も容易となる。
【００２７】
歪検出素子２２１は、ベース層２２の選択的な不純物のドープが行われた部分（ピエゾ抵抗部）であり、周辺部２２２は、不純物がドープされていないか、または、不純物の濃度が歪検出素子２２１よりも低い。これにより、歪検出素子２２１および周辺部２２２を同一層内に有するベース層２２を簡単に形成することができる。なお、周辺部２２２を省略してもよい。この場合、保護層２１、２３が主にダイヤフラム部２４を構成することとなる。
このようなベース層２２の両面には、保護層２１、２３が形成されている。
【００２８】
保護層２１、２３は、それぞれ、ベース層２２を保護する機能を有している。より具体的には、保護層２１は、主に、物理量センサー１を製造する際に、エッチング液等からベース層２２を保護する。したがって、保護層２１は、エッチング液等に対する耐性を有する。また、保護層２３は、主に、物理量センサー１の使用時に、外部からの光、酸素および水分等からベース層２２を保護する。したがって、保護層２３は、遮光性や、酸素、水分等に対するバリア性を有する。また、ベース層２２の両面に保護層２１、２３を設けることにより、ベース層２２と保護層２１、２３との間に線熱膨張係数差が生じていたとしても、ベース層２２と保護層２１との間の線熱膨張係数差と、ベース層２２と保護層２３との線熱膨張係数差とで互いに相殺させることができる。
また、保護層２１、２３は、いずれも、絶縁性を有している。これにより、ベース層２２に形成されている歪検出素子２２１の各部が短絡するのを防止することができる。
【００２９】
このような保護層２１、２３の構成材料としては、保護層２１、２３が上述したような特性を発揮し得るものであればよいが、半導体基板６やベース層２２との線熱膨張係数差が小さい材料を用いることが好ましい。したがって、保護層２１、２３は、ベース層２２と同一の主成分で構成されていること、例えば、半導体基板６がシリコン基板である場合、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。これにより、ベース層２２と保護層２１、２３との線熱膨張係数差を小さくし、その結果、物理量センサー１の温度特性を優れたものとする（温度変化に伴う特性変化を小さくする）ことができる。
【００３０】
また、２つの保護層２１、２３の厚さが互いに異なることが好ましい。これにより、歪検出素子２２１および周辺部２２２を同一層内に有するベース層２２をダイヤフラム部２４の一方の面側に偏在させることができる。そのため、ダイヤフラム部２４の撓み変形を歪検出素子２２１により効率的に検出することができる。
なお、保護層２１、２３の少なくとも一方を省略することができる。例えば、保護層２１、２３の一方を省略した場合、前述したような保護層２１、２３の厚さを異ならせるのと同様の効果を奏することができる。また、保護層２１、２３の双方を省略した場合、ダイヤフラム部２４をベース層２２のみで構成することができ、ダイヤフラム部２４の厚さを極めて薄くすることができ、その結果、物理量センサー１の感度を極めて高めることが可能となる。
【００３１】
また、保護層２１、２３の具体的な厚さは、それぞれ、特に限定されないが、０．０１μｍ以上１μｍ以下程度とされる。
また、ベース層２２の具体的な厚さは、特に限定されないが、０．１μｍ以上３μｍ以下程度とされる。
また、ダイヤフラム部２４または膜体２には、受圧面側とキャビティＳ側とを繋ぐ孔２５が形成されている。この孔２５は、封止部材２６で封止されている。これにより、歪検出素子２２１および周辺部２２２を同一層内に有するベース層２２を成膜法で形成した後に、キャビティＳを形成することができる。
【００３２】
本実施形態では、孔２５および封止部材２６がダイヤフラム部２４の中央部に設けられている。これにより、孔２５および封止部材２６がダイヤフラム部２４の撓み変形に悪影響を与えるのを低減することができる。なお、孔２５および封止部材２６の配置は、これに限定されず、例えば、ダイヤフラム部２４の外周部に設けられていてもよい。また、孔２５および封止部材２６をダイヤフラム部２４の外側に設けてもよく、この場合、孔２５とキャビティと連通する孔や溝を膜体２と半導体基板６との間や半導体基板６の膜体２側の面に形成すればよい。
【００３３】
また、封止部材２６は、シリコンを主成分とすることが好ましい。これにより、ベース層２２と封止部材２６との主成分が同一となることから、ダイヤフラム部２４内の線熱膨張係数差を小さくし、その結果、物理量センサー１の温度特性を優れたものとする（温度変化に伴う特性変化を小さくする）ことができる。
ダイヤフラム部２４の具体的な厚さは、特に限定されないが、１μｍ以上５μｍ以下程度とされる。
このような膜体２の線熱膨張係数は、半導体基板６の線熱膨張係数とできるだけ近いことが好ましく、具体的には、半導体基板６がシリコン基板である場合、２×１０−６／ｄｅｇ以上３×１０−６／ｄｅｇ以下であることが好ましい。
【００３４】
積層構造体８は、半導体基板６上に形成された層間絶縁膜８１と、層間絶縁膜８１上に形成された配線層８２と、配線層８２および層間絶縁膜８１上に形成された層間絶縁膜８３と、層間絶縁膜８３上に形成された表面保護膜８５と、を有している。ここで、配線層８２、８４は、半導体回路９の配線を構成する配線層８２ｂ、８４ｂを含んでいる。
半導体基板６上およびその上方には、半導体回路９が作り込まれている。したがって、半導体回路９は、半導体基板６の積層構造体８と同じ面側に設けられている。この半導体回路９は、ＭＯＳトランジスタ８７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（歪検出素子７に接続されている配線、配線層８２ｂ、８４ｂ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８７は、半導体基板６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（図示せず）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（図示せず）と、そのゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極８７１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。
【００３５】
次に、図２ないし図４に基づいて、歪検出素子２２１および温度検出素子６１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歪検出素子の配置を説明するための拡大平面図である。
図２に示すように、歪検出素子２２１は、複数（本実施形態では４つ）のピエゾ抵抗型の歪検出素子２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄ（ピエゾ抵抗素子）で構成されている。これらの歪検出素子２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄは、それぞれ、ダイヤフラム部２４の外周部、より具体的には、肩部２４３に設けられている。
【００３６】
歪検出素子２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄ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、歪検出素子２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄ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。
本実施形態では、歪検出素子２２１ａ、２２１ｂは、平面視において、四角形をなすダイヤフラム部２４の互いに対向する１対の辺に対応して配置され、歪検出素子２２１ｃ、２２１ｄは、ダイヤフラム部２４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。
歪検出素子２２１ａ、２２１ｂは、それぞれ、平面視においてダイヤフラム部２４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。この歪検出素子２２１ａの両端部には、それぞれ、配線２２２ａが接続されている。同様に、歪検出素子２２１ｂの両端部には、それぞれ、配線２２２ｂが接続されている。
【００３７】
一方、歪検出素子２２１ｃ、２２１ｄは、それぞれ、平面視においてダイヤフラム部２４の外周部に沿って延びている長手形状をなしている。この歪検出素子２２１ｃの両端部には、配線２２２ｃが接続されている。同様に、歪検出素子２２１ｄの両端部には、配線２２２ｄが接続されている。
このような歪検出素子２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄ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）したポリシリコン（多結晶シリコン）で構成されている。また、配線２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃ、２２２ｄは、それぞれ、例えば、歪検出素子２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄ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）したポリシリコン（多結晶シリコン）で構成されている。なお、配線２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃ、２２２ｄは、膜体２上に形成された金属配線で構成されていてもよい。
【００３８】
図３は、図１に示す物理量センサーが備える温度検出素子の配置を説明するための拡大平面図である。
図３に示すように、温度検出素子６１は、複数（本実施形態では４つ）のピエゾ抵抗型の温度検出素子６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ（ピエゾ抵抗素子）で構成されている。これらの温度検出素子６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄは、それぞれ、平面視において、ダイヤフラム部２４と重なる位置に設けられている。
【００３９】
温度検出素子６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄは、それぞれ、温度に応じて抵抗値が変化するように構成されている。また、温度検出素子６１ａ、６１ｂおよび温度検出素子６１ｃ、６１ｄは、温度が上昇するにつれて一方（例えば温度検出素子６１ａ、６１ｂ）の抵抗値が増加し他方（例えば温度検出素子６１ｃ、６１ｄ）の抵抗値が減少するように構成されている。また、温度検出素子６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄは、所定の温度下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。
【００４０】
本実施形態では、温度検出素子６１ａ、６１ｂは、平面視において、四角形をなすダイヤフラム部２４の互いに対向する１対の辺に対応して配置され、温度検出素子６１ｃ、６１ｄは、ダイヤフラム部２４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。なお、温度検出素子６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄの配置は、温度を検出することができれば、図示のものに限定されない。
温度検出素子６１ａ、６１ｂは、それぞれ、平面視においてダイヤフラム部２４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。この温度検出素子６１ａの両端部には、それぞれ、配線６３ａが接続されている。同様に、温度検出素子６１ｂの両端部には、それぞれ、配線６３ｂが接続されている。
【００４１】
一方、温度検出素子６１ｃ、６１ｄは、それぞれ、平面視においてダイヤフラム部２４の外周部に沿って延びている長手形状をなしている。この温度検出素子６１ｃの両端部には、配線６３ｃが接続されている。同様に、温度検出素子６１ｄの両端部には、配線６３ｄが接続されている。
このような温度検出素子６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ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。これにより、前述したような温度変化に対する抵抗値変化の特性を有する温度検出素子６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄを実現することができる。また、配線６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄは、それぞれ、例えば、温度検出素子６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ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６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄは、半導体基板６上に形成された金属配線で構成されていてもよいし、半導体基板６上に形成されたポリシリコンに不純物をドープして形成されていてもよい。
【００４２】
図４は、図１に示す物理量センサーが備える歪検出素子および温度検出素子を含む回路を説明するための図である。
前述したように構成されている歪検出素子２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄおよび温度検出素子６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄは、それぞれ、図４に示すように、半導体回路９が有する補正回路９１に電気的に接続されている。
【００４３】
ここで、歪検出素子２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄは、配線２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃ、２２２ｄ等を介して、互いに電気的に接続され、ブリッジ回路３１（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３１は、駆動電圧ＡＶＤＣが供給され、歪検出素子２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄの抵抗値に応じた信号（電位差Ｖ１）を出力する。
【００４４】
また、温度検出素子６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄは、配線６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄ等を介して、互いに電気的に接続され、ブリッジ回路３２（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３２は、駆動電圧ＡＶＤＣが供給され、温度検出素子６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄの抵抗値に応じた信号（電位差Ｖ２）を出力する。
補正回路９１は、ブリッジ回路３２からの信号（電位差Ｖ２）に基づいて、ブリッジ回路３１からの信号（電位差Ｖ１）を補正する機能を有する。この補正回路９１は、例えば、差動増幅回路で構成することができる。
【００４５】
図５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５（ａ）は加圧状態のダイヤフラム部を示す断面図、図５（ｂ）は加圧状態の歪検出素子を示す平面図である。
前述したように構成されている物理量センサー１は、図５（ａ）に示すように、ダイヤフラム部２４の受圧面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、図５（ｂ）に示すように、歪検出素子２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄが歪み、歪検出素子２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄの抵抗値が変化する。それに伴って、歪検出素子２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄが構成するブリッジ回路３１（図４参照）の出力が変化し、その出力に基づいて、ダイヤフラム部２４の受圧面で受けた圧力の大きさを求めることができる。このとき、ブリッジ回路３２からの信号（電位差Ｖ２）に基づいて、ブリッジ回路３１からの信号（電位差Ｖ１）を補正することにより、ダイヤフラム部２４や歪検出素子２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄが有する温度特性をキャンセルすることができる。
【００４６】
より具体的に説明すると、前述したように、歪検出素子２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄ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２４の変形が生じる前の自然状態では、歪検出素子２２１ａ、２２１ｂの抵抗値の積と歪検出素子２２１ｃ、２２１ｄの抵抗値の積とが等しく、ブリッジ回路３１の出力（電位差Ｖ１）はゼロとなる。
【００４７】
一方、前述したようなダイヤフラム部２４の変形が生じると、図５（ｂ）に示すように、歪検出素子２２１ａ、２２１ｂ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、歪検出素子２２１ｃ、２２１ｄ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。
ここで、応力が集中する肩部２４３に歪検出素子２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄが配置されているため、ダイヤフラム部２４の変形による歪検出素子２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄの歪みを大きくすることができる。
【００４８】
このような歪検出素子２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄの歪みにより、歪検出素子２２１ａ、２２１ｂの抵抗値の積と歪検出素子２２１ｃ、２２１ｄ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３１から出力される。このブリッジ回路３１からの出力に基づいて、ダイヤフラム部２４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。
【００４９】
ここで、前述したようなダイヤフラム部２４の変形が生じたとき、歪検出素子２２１ａ、２２１ｂの抵抗値は増加し、歪検出素子２２１ｃ、２２１ｄの抵抗値は減少するため、歪検出素子２２１ａ、２２１ｂの抵抗値の積と歪検出素子２２１ｃ、２２１ｄ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３１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。
【００５０】
以上説明したような物理量センサー１によれば、キャビティＳを介してダイヤフラム部２４に対向している半導体基板６に温度検出素子６１が配置されているため、温度検出素子６１を歪検出素子２２１の近くに配置することができる。そのため、歪検出素子２２１の検出結果を温度検出素子６１の検出結果に基づいて高精度に補正することができる。その結果、高精度な検出を行うことができる。また、温度検出素子６１が半導体基板６と一体的に配置されているため、温度検出素子６１の設置面積が小さくて済むので、キャビティＳの容積を小さくしながら、温度検出素子６１を歪検出素子２２１の近くに配置することができる。そのため、小型化を図ることができる。
【００５１】
また、ダイヤフラム部２４が肩部２４３を含んでいるため、ダイヤフラム部２４の小型化を図りつつ、ダイヤフラム部２４の撓み変形可能な量を大きくして、検出可能な物理量の範囲を広くすることができる。また、半導体基板６の一方の面側に対して後述するように半導体製造プロセスと同様の製造プロセスを用いて、物理量センサー１の主要部を形成することができる。また、このような製造プロセスを用いることにより、小型な物理量センサー１を生産性良く製造することができる。
【００５２】
また、前述したように、歪検出素子２２１がダイヤフラム部２４の肩部２４３に配置されている。肩部２４３を含むダイヤフラム部２４は、受圧により肩部２４３に応力が集中する。そのため、肩部２４３に歪検出素子２２１を配置することにより、物理量センサー１の高感度化を図ることができる。
また、ダイヤフラム部２４を構成する天板部２４１、側壁部２４２および肩部２４３が同一層で繋がっている。このようなダイヤフラム部２４は、後述するように成膜法を用いて簡単かつ高精度に形成することができる。
【００５３】
また、歪検出素子２２１がピエゾ抵抗素子であるため、半導体プロセスを用いて歪検出素子２２１を製造することができる。また、ダイヤフラム部２４を薄くしても、振動素子のようなＱ値の低下が生じないため、ダイヤフラム部２４の薄肉化により感度を向上させることができる。
また、温度検出素子６１もピエゾ抵抗素子であるため、半導体プロセスを用いて温度検出素子６１も製造することができる。
【００５４】
また、半導体基板６のキャビティＳ側に半導体回路９が配置されているため、半導体基板６の一方の面側に対して半導体製造プロセスと同様の製造プロセスを用いて、キャビティＳおよび半導体回路９を形成することができる。すなわち、物理量センサー１を構成する主要部と半導体回路９とを１チップ化した小型な物理量センサー１を比較的簡単に実現することができる。
また、半導体回路９は、前述したように、温度検出素子６１の出力に基づいて歪検出素子２２１の出力を補正する補正回路９１を含んでいる。これにより、物理量センサー１の小型化を図りつつ、歪検出素子２２１の検出結果を温度検出素子６１の検出結果に基づいて高精度に補正することができる。
【００５５】
次に、物理量センサー１の製造方法の一例を簡単に説明する。
図６〜図８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、これらの図に基づいて説明する。なお、図６〜図８では、積層構造体８および半導体回路９の図示を省略しており、以下では、物理量センサー１の積層構造体８および半導体回路９を除く部分の構成の製造方法を代表的に説明するが、積層構造体８および半導体回路９は、公知のＣＭＯＳプロセスにより製造することができ、その製造における各工程は、後述する製造方法の前または後であってもよいし、後述する製造方法の任意の工程間または工程中に行ってもよい。
【００５６】
物理量センサー１の製造方法は、［１］温度検出素子６１の形成工程と、［２］キャビティＳ形成用犠牲層の形成工程と、［３］保護層２１の形成工程と、［４］ベース層２２の形成工程と、［５］歪検出素子２２１の形成工程と、［６］保護層２３の形成工程と、［７］孔２５の形成工程と、［８］キャビティＳの形成工程と、［９］封止部材２６の形成工程と、を有している。以下、各工程を順次説明する。
【００５７】
［１］温度検出素子６１の形成工程
まず、図６（ａ）に示すように、シリコン基板６Ｘを用意し、シリコン基板６Ｘの一方の面に対して選択的（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６（ｂ）に示すように、温度検出素子６１を形成する。これにより、温度検出素子６１を有する半導体基板６が得られる。
【００５８】
［２］キャビティＳ形成用犠牲層の形成工程
次に、図６（ｃ）に示すように、半導体基板６の温度検出素子６１側の面上に、ＣＶＤ方等の気相成膜法を用いて、シリコン酸化膜４０を形成する。
このシリコン酸化膜４０は、キャビティＳとなる領域に形成され、後述する工程［８］のエッチングにより除去されるキャビティＳ形成用犠牲層である。
【００５９】
また、シリコン酸化膜４０の厚さは、特に限定されないが、例えば、０．５μｍ以上５μｍ以下程度とされる。
なお、温度検出素子６１が半導体基板６の上面に形成されていない場合には、シリコン酸化膜４０の形成は、ＬＯＣＯＳ法、ＳＴＩ法を用いてもよい。
また、この工程は、積層構造体８の層間絶縁膜８１または層間絶縁膜８３の形成と一括して行うことができる。
【００６０】
［３］保護層２１の形成工程
次に、シリコン酸化膜４０を覆うようにシリコン窒化膜をスパッタリング法、ＣＶＤ法等により形成する。これにより、図６（ｄ）に示すように、保護層２１を形成する。
保護層２１は、後に行われるキャビティＳの形成工程において実施されるエッチングに対する耐性を有しており、いわゆるエッチングストップ層として機能する。
また、保護層２１の形成は、応力緩和の観点から、プラズマＣＶＤを用いて行うことが好ましい。
【００６１】
［４］ベース層２２の形成工程
次に、図７（ａ）に示すように、保護層２１の上面に、多結晶シリコン膜２２Ｘをスパッタリング法、ＣＶＤ法等により形成する。
［５］歪検出素子２２１の形成工程
その後、多結晶シリコン膜２２Ｘ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７（ｂ）に示すように、歪検出素子２２１を形成する。これにより、ベース層２２が形成される。
こ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。なお、図示しないが、配線２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃ、２２２ｄも同様に形成するが、そのイオン注入濃度は、例えば、１×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ２以上５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ２以下程度とする。
【００６２】
［６］保護層２３形成用膜の形成工程
次に、ベース層２２上に、シリコン窒化膜をスパッタリング法、ＣＶＤ法等により形成する。これにより、図７（ｃ）に示すように、保護層２３を形成する。また、保護層２１、ベース層２２および保護層２３がこの順に積層された膜体２が得られる。
また、保護層２３の形成は、保護層２１と同様、応力緩和の観点から、プラズマＣＶＤを用いて行うことが好ましい。
【００６３】
［７］孔２５の形成工程
次に、膜体２の一部をドライエッチング等により貫通させ、図８（ａ）に示すように、孔２５を形成する。
［８］キャビティＳの形成工程
次に、シリコン酸化膜４０を除去することにより、図８（ｂ）に示すように、キャビティＳを形成する。
キャビティＳの形成は、孔２５を通じたエッチングにより、シリコン酸化膜４０を除去することにより行う。ここで、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２５からフッ酸、緩衝フッ酸等のエッチング液を供給し、ドライエッチングを用いる場合、孔２５からフッ化水素酸ガス等のエッチングガスを供給する。
【００６４】
［９］封止部材２６の形成工程
最後に、図８（ｃ）に示すように、孔２５を封止する封止部材２６を形成する。
封止部材２６の形成は、膜体２上に、Ｓｉ、ＳｉＮをスパッタリング法等により成膜することにより形成する。これにより、キャビティＳを密閉空間とすることができる。
また、真空下で封止部材２６を形成することにより、得られるキャビティＳを真空状態とすることができる。
以上のような工程により、物理量センサー１を製造することができる。
このような物理量センサー１の製造方法は、以下の（１）〜（５）のような効果がある。
【００６５】
（１）シリコン基板６Ｘ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）シリコン基板６Ｘ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２４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、集積回路を半導体基板６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。
【００６６】
＜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。
図９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である。
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。
【００６７】
第２実施形態は、ダイヤフラム部の形状が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。
図９に示す物理量センサー１Ａが備えるダイヤフラム部２４Ａは、半導体基板６の上面に沿っている天板部２４１と、天板部２４１の外周部側から半導体基板６側に向けて延びている側壁部２４２Ａと、天板部２４１と側壁部２４２Ａとの間で湾曲している肩部２４３Ａと、を有している。
【００６８】
ここで、側壁部２４２Ａおよび肩部２４３Ａは、それぞれ、キャビティＳとは反対側が凸となるように湾曲している。そして、歪検出素子２２１は、肩部２４３Ａに設けられている。
以上説明したような物理量センサー１Ａによっても、小型化を図りつつ、高精度な検出を行うことができる。
【００６９】
＜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１０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。
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。
図１０に示す物理量センサー１Ｂは、ダイヤフラム部６４を有する基板６Ｂと、ダイヤフラム部６４に配置されている歪検出素子７と、歪検出素子７を収納するキャビティＳを基板６Ｂとの間に形成している積層構造体８Ｂと、を備えている。そして、積層構造体８ＢのキャビティＳを介してダイヤフラム部６４に対向する部分には、複数の温度検出素子８６１が形成されている。また、積層構造体８Ｂは、半導体回路９（回路部）の少なくとも一部を有している。ここで、積層構造体８ＢのキャビティＳを介してダイヤフラム部６４に対向している部分（具体的には、後述する配線層８４ａおよび封止層８６）が「基部」を構成している。
【００７０】
基板６Ｂは、シリコン等の半導体で構成された半導体基板６０と、半導体基板６０の一方の面に設けられた絶縁層６２と、絶縁層６２上に設けられた絶縁層６３とで構成されている。ここで、本実施形態では、絶縁層６２は、半導体回路９の素子分離層として機能する部分と、ダイヤフラム部６４の一部を構成する部分と、を有している。また、絶縁層６３は、ダイヤフラム部６４の一部を構成する部分を有しており、例えば、シリコン窒化膜で構成されている。
また、基板６Ｂ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ヤフラム部６４（薄肉部６６）が設けられている。ダイヤフラム部６４は、基板６Ｂの下面に有底の凹部６５を設けることで形成されている。このようなダイヤフラム部６４は、その下面が受圧面６４１となっている。
【００７１】
本実施形態の基板６Ｂでは、凹部６５が半導体基板６０を貫通しており、ダイヤフラム部６４が絶縁層６２および絶縁層６３の２層で構成されている。このようなダイヤフラム部６４は、極めて薄くすることができる。そのため、物理量センサー１Ｂの感度が極めて高くなる。また、これらの膜は、物理量センサー１Ｂを製造する際に用いるエッチングのエッチングストップ層として利用することができ、ダイヤフラム部６４の厚さの製品ごとのバラツキを少なくすることができる。
【００７２】
なお、凹部６５が半導体基板６０を貫通せず、ダイヤフラム部６４が半導体基板６０の薄肉部、絶縁層６２および絶縁層６３の３層で構成されていてもよい。
歪検出素子７は、基板６Ｂのダイヤフラム部６４上、より具体的には絶縁層６３上に設けられている複数のピエゾ抵抗素子で構成されている。
このような歪検出素子７は、例えば、リン、ボロン等の不純物をドープ（拡散または注入）したポリシリコン（多結晶シリコン）で構成されている。
【００７３】
積層構造体８Ｂは、歪検出素子７が配置されているキャビティＳを画成するように形成されている。この積層構造体８Ｂは、基板６Ｂ上に歪検出素子７を取り囲むように形成された層間絶縁膜８１と、層間絶縁膜８１上に形成された配線層８２と、配線層８２および層間絶縁膜８１上に形成された層間絶縁膜８３と、層間絶縁膜８３上に形成され、複数の細孔８４２（開孔）を備えた被覆層８４１を有する配線層８４と、配線層８４および層間絶縁膜８３上に形成された表面保護膜８５と、被覆層８４１上に設けられた封止層８６とを有している。ここで、配線層８２、８４は、キャビティＳを囲むように形成されている配線層８２ａ、８４ａと、半導体回路９の配線を構成する配線層８２ｂ、８４ｂと、を含んでいる。
【００７４】
ここで、封止層８６は、例えば、シリコンを主材料として構成されており、封止層８６のキャビティＳとは反対側の面には、複数の温度検出素子８６１が形成されている。この温度検出素子８６１は、封止層８６に部分的にリン、ボロン等の不純物をドープ（拡散または注入）することにより形成されている。
また、半導体基板６０上およびその上方には、半導体回路９が作り込まれている。
以上説明したような物理量センサー１Ｂによっても、キャビティＳを介してダイヤフラム部６４に対向している封止層８６に温度検出素子８６１が配置されているため、温度検出素子８６１を歪検出素子７の近くに配置することができる。
【００７５】
また、キャビティＳが基板６Ｂの凹部６５とは反対側に配置されているため、基板６Ｂの一方の面側に対して半導体製造プロセスと同様の製造プロセスを用いて、物理量センサー１Ｂの主要部を形成することができる。また、このような製造プロセスを用いることにより、小型な物理量センサー１Ｂを生産性良く製造することができる。
以上説明したような物理量センサー１Ｂによっても、小型化を図りつつ、高精度な検出を行うことができる。
【００７６】
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１１は、本発明の圧力センサーの一例を示す断面図である。
図１１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。
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６４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。
【００７７】
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６４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。
【００７８】
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１２は、本発明の高度計の一例を示す斜視図である。
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。
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。
【００７９】
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１３は、本発明の電子機器の一例を示す正面図である。
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。
【００８０】
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。
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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１４は、本発明の移動体の一例を示す斜視図である。
図１４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。
【００８３】
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。
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。
また、前述した実施形態では、歪検出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。
【００８４】
また、前述した実施形態では、歪検出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、歪検出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。
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。
【符号の説明】
【００８５】
１‥‥物理量センサー  １Ａ‥‥物理量センサー  １Ｂ‥‥物理量センサー  ２‥‥膜体  ６‥‥半導体基板  ６Ｂ‥‥基板  ６Ｘ‥‥シリコン基板  ７‥‥歪検出素子  ８‥‥積層構造体  ８Ｂ‥‥積層構造体  ９‥‥半導体回路  ２１‥‥保護層  ２２‥‥ベース層  ２２Ｘ‥‥多結晶シリコン膜  ２３‥‥保護層  ２４‥‥ダイヤフラム部  ２４Ａ‥‥ダイヤフラム部  ２５‥‥孔  ２６‥‥封止部材  ３１‥‥ブリッジ回路  ３２‥‥ブリッジ回路  ４０‥‥シリコン酸化膜  ６０‥‥半導体基板  ６１‥‥温度検出素子  ６１ａ‥‥温度検出素子  ６１ｂ‥‥温度検出素子  ６１ｃ‥‥温度検出素子  ６１ｄ‥‥温度検出素子  ６２‥‥絶縁層  ６３‥‥絶縁層  ６３ａ‥‥配線  ６３ｂ‥‥配線  ６３ｃ‥‥配線  ６３ｄ‥‥配線  ６４‥‥ダイヤフラム部  ６５‥‥凹部  ６６‥‥薄肉部  ８１‥‥層間絶縁膜  ８２‥‥配線層  ８２ａ‥‥配線層  ８２ｂ‥‥配線層  ８３‥‥層間絶縁膜  ８４‥‥配線層  ８４ａ‥‥配線層  ８４ｂ‥‥配線層  ８５‥‥表面保護膜  ８６‥‥封止層  ８７‥‥トランジスタ  ９１‥‥補正回路  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  ２２１‥‥歪検出素子  ２２１ａ‥‥歪検出素子  ２２１ｂ‥‥歪検出素子  ２２１ｃ‥‥歪検出素子  ２２１ｄ‥‥歪検出素子  ２２２‥‥周辺部  ２２２ａ‥‥配線  ２２２ｂ‥‥配線  ２２２ｃ‥‥配線  ２２２ｄ‥‥配線  ２４１‥‥天板部  ２４２‥‥側壁部  ２４２Ａ‥‥側壁部  ２４３‥‥肩部  ２４３Ａ‥‥肩部  ３００‥‥ナビゲーションシステム  ３０１‥‥表示部  ４００‥‥移動体  ４０１‥‥車体  ４０２‥‥車輪  ６４１‥‥受圧面  ８４１‥‥被覆層  ８６１‥‥温度検出素子  ８７１‥‥ゲート電極  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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