(57)【要約】【課題】本発明は、第１及び第２の抵抗体の抵抗値の差分に基づいて、ダイアフラムに印加された圧力を検出する半導体圧力センサ及びその製造方法、及び半導体圧力センサ装置に関し、ダイアフラムに印加された圧力を精度良く検出することを課題とする。【解決手段】半導体基板３１に設けられた凹部１０５、ダイアフラム１０１、及びダイアフラム１０１を支持する支持体１２と、ダイアフラム１０１の略中央に設けられた第１の抵抗体１３，１４と、ダイアフラム１０１の周縁部に設けられた第２の抵抗体１５，１６と、を備えた半導体圧力センサ１００であって、凹部１０５の底面１０５Ａと凹部１０５の側面１０５Ｂとの境界に対応する部分のダイアフラム１０１及び支持体１２に熱酸化膜１０２を設けた。【選択図】図３６
2008107303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板に設けられた凹部と、
前記凹部の底面に対応する部分の前記半導体基板に設けられたダイアフラムと、
前記凹部の側面に対応する部分の前記半導体基板に設けられ、前記ダイアフラムを支持する支持体と、
前記ダイアフラムの略中央に設けられた第１の抵抗体と、
前記ダイアフラムの周縁部に設けられた第２の抵抗体と、を備え、
前記第１及び第２の抵抗体の抵抗値の差分に基づいて、前記ダイアフラムに印加された圧力を検出する半導体圧力センサであって、
前記凹部の底面と前記凹部の側面との境界に対応する部分の前記ダイアフラム及び前記支持体に熱酸化膜を設けたことを特徴とする半導体圧力センサ。
【請求項２】
半導体基板に設けられた凹部と、
前記凹部の底面に対応する部分の前記半導体基板に設けられたダイアフラムと、
前記凹部の側面に対応する部分の前記半導体基板に設けられ、前記ダイアフラムを支持する支持体と、
前記ダイアフラムの略中央に設けられた第１の抵抗体と、
前記ダイアフラムの周縁部に設けられた第２の抵抗体と、を備え、
前記第１及び第２の抵抗体の抵抗値の差分に基づいて、前記ダイアフラムに印加された圧力を検出する半導体圧力センサであって、
前記凹部の底面及び前記凹部の側面に対応する部分の前記ダイアフラム及び前記支持体を覆うように熱酸化膜を設けたことを特徴とする半導体圧力センサ。
【請求項３】
前記第１の抵抗体の形成領域以外の領域に対応する部分の前記ダイアフラムの厚さを、前記第１の抵抗体の形成領域に対応する部分の前記ダイアフラムの厚さよりも薄くしたことを特徴とする請求項１または２記載の半導体圧力センサ。
【請求項４】
半導体基板に設けられた凹部と、
前記凹部の底面に対応する部分の前記半導体基板に設けられたダイアフラムと、
前記凹部の側面に対応する部分の前記半導体基板に設けられ、前記ダイアフラムを支持する支持体と、
第１の抵抗体と、
前記ダイアフラムの周縁部に設けられた第２の抵抗体と、を備え、
前記第１及び第２の抵抗体の抵抗値の差分に基づいて、前記ダイアフラムに印加された圧力を検出する半導体圧力センサであって、
前記第１の抵抗体を前記支持体に設けると共に、前記凹部の底面と前記凹部の側面との境界に対応する部分の前記ダイアフラム及び前記支持体に熱酸化膜を設けたことを特徴とする半導体圧力センサ。
【請求項５】
半導体基板に設けられた凹部と、
前記凹部の底面に対応する部分の前記半導体基板に設けられたダイアフラムと、
前記凹部の側面に対応する部分の前記半導体基板に設けられ、前記ダイアフラムを支持する支持体と、
第１の抵抗体と、
前記ダイアフラムの周縁部に設けられた第２の抵抗体と、を備え、
前記第１及び第２の抵抗体の抵抗値の差分に基づいて、前記ダイアフラムに印加された圧力を検出する半導体圧力センサであって、
前記第１の抵抗体を前記支持体に設けると共に、前記凹部の底面及び側面に対応する部分の前記ダイアフラム及び前記支持体を覆うように熱酸化膜を設けたことを特徴とする半導体圧力センサ。
【請求項６】
前記第１の抵抗体の形成領域以外の領域に対応する部分の前記ダイアフラムの厚さを、前記第１の抵抗体の形成領域に対応する部分の前記ダイアフラムの厚さよりも薄くしたことを特徴とする請求項４または５記載の半導体圧力センサ。
【請求項７】
半導体基板に設けられた凹部と、前記凹部の底面に対応する部分の前記半導体基板に設けられたダイアフラムと、前記凹部の側面に対応する部分の前記半導体基板に設けられ、前記ダイアフラムを支持する支持体と、前記ダイアフラムの略中央に設けられた第１の抵抗体と、前記ダイアフラムの周縁部に設けられた第２の抵抗体と、を備え、
前記第１及び第２の抵抗体の抵抗値の差分に基づいて、前記ダイアフラムに印加された圧力を検出する半導体圧力センサの製造方法であって、
前記半導体基板に前記凹部を形成して、前記ダイアフラム及び前記支持体を形成するダイアフラム及び支持体形成工程と、
前記凹部の側面及び底面に対応する部分の前記ダイアフラム及び前記支持体を覆うように絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
前記絶縁膜に、前記凹部の側面と前記凹部の底面との境界に対応する部分の前記ダイアフラム及び前記支持体を露出する開口部を形成する開口部形成工程と、
前記開口部形成工程後に、熱酸化法により前記開口部に露出された部分の前記ダイアフラム及び前記支持体に熱酸化膜を形成する熱酸化膜形成工程と、を含むことを特徴とする半導体圧力センサの製造方法。
【請求項８】
半導体基板に設けられた凹部と、前記凹部の底面に対応する部分の前記半導体基板に設けられたダイアフラムと、前記凹部の側面に対応する部分の前記半導体基板に設けられ、前記ダイアフラムを支持する支持体と、前記ダイアフラムの略中央に設けられた第１の抵抗体と、前記ダイアフラムの周縁部に設けられた第２の抵抗体と、を備え、
前記第１及び第２の抵抗体の抵抗値の差分に基づいて、前記ダイアフラムに印加された圧力を検出する半導体圧力センサの製造方法であって、
前記半導体基板に前記凹部を形成して、前記ダイアフラム及び前記支持体を形成するダイアフラム及び支持体形成工程と、
熱酸化法により、前記凹部の側面及び底面に対応する部分の前記ダイアフラム及び前記支持体を覆うように熱酸化膜を形成する熱酸化膜形成工程と、を含むことを特徴とする半導体圧力センサの製造方法。
【請求項９】
請求項１ないし６のうち、いずれか一項記載の半導体圧力センサと、
前記半導体圧力センサが検出する圧力検出信号に基づき、前記ダイアフラムに印加された前記圧力を数値化する圧力数値化処理装置と、を備えたことを特徴とする半導体圧力センサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体圧力センサ及びその製造方法、及び半導体圧力センサ装置に関し、第１及び第２の抵抗体の抵抗値の差分に基づいて、ダイアフラムに印加された圧力を検出する半導体圧力センサ及びその製造方法、及び半導体圧力センサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５９は、従来の半導体圧力センサの断面図である。
【０００３】
図５９を参照するに、従来の半導体圧力センサ２００は、ダイアフラム２０１と、支持体２０２と、第１の抵抗体２０５と、第２の抵抗体２０６と、保護膜２０８と、配線パターン２１１，２１２とを有する。半導体圧力センサ２００は、第１及び第２の抵抗体２０５，２０６の抵抗値の差分に基づいて、ダイアフラム２０１に印加された圧力を検出するセンサである。
【０００４】
ダイアフラム２０１は、外部から圧力が印加された際、変形可能なように薄板形状とされている。ダイアフラム２０１の外周部は、支持体２０２により支持されている。ダイアフラム２０１は、第１及び第２の抵抗体２０５，２０６を形成するためのものである。
【０００５】
支持体２０２は、ダイアフラム２０１を支持するためのものである。支持体２０２は、ダイアフラム２０１と一体に構成される。支持体２０２の厚さは、ダイアフラム２０１の厚さよりも厚くなるように構成されている。ダイアフラム２０１及び支持体２０２を形成する際の母材としては、例えば、半導体基板を用いることができる。
【０００６】
ダイアフラム２０１と支持体２０２との境界部分には、肉厚部２０３が設けられている。このように、ダイアフラム２０１と支持体２０２との境界部分に肉厚部２０３を設けたことにより、ダイアフラム２０１と支持体２０２との境界部分の強度が向上するため、ダイアフラム２０１と支持体２０２との境界部分が破損することを防止できる。
【０００７】
第１の抵抗体２０５は、ダイアフラム２０１の略中央に設けられている。第１の抵抗体２０５は、基準となる抵抗体であり、ダイアフラム２０１に圧力が印加された際、変形しないことが望まれる。第２の抵抗体２０６は、ダイアフラム２０１の外周縁に設けられている。第２の抵抗体２０６は、ダイアフラム２０１に圧力が印加された際、変形しやすいことが望まれる。半導体基板としてＮ型半導体基板を用いた場合、第１及び第２の抵抗体２０５，２０６は、例えば、ダイアフラム２０１にＰ型不純物を拡散させることで形成する。
【０００８】
保護膜２０８は、第１及び第２の抵抗体２０５，２０６が形成されたダイアフラム２０１の上面と支持体２０２の上面とを覆うように設けられている。保護膜２０８は、第１及び第２の抵抗体２０５，２０６を保護するための膜である。保護膜２０８には、第１の抵抗体２０５を露出する開口部２０８Ａと、第２の抵抗体２０６を露出する開口部２０８Ｂとが形成されている。開口部２０８Ａ，２０８Ｂは、配線パターン２１１，２１２の一部を配設するためのものである。保護膜２０８としては、例えば、ＣＶＤ法により形成された酸化膜を用いることができる。
【０００９】
配線パターン２１１は、開口部２０８Ａを充填すると共に、開口部２０８Ａ内から絶縁膜２０８上に亘るように設けられている。配線パターン２１１は、第１の抵抗体２０５及び配線パターン２１２と接続されている。
【００１０】
配線パターン２１２は、開口部２０８Ｂを充填すると共に、開口部２０８Ｂ内から絶縁膜２０８上に亘るように設けられている。配線パターン２１２は、第２の抵抗体２０５及び配線パターン２１１と接続されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平８−２９３６１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来の半導体圧力センサ２００では、ダイアフラム２０１と支持体２０２との境界部分に肉厚部２０３を設けていたため、ダイアフラム２０１の外周縁に設けられた第２の抵抗体２０６の変形量が小さくなってしまう。これにより、半導体圧力センサ２００の圧力検出感度が低下して、ダイアフラム２０１に印加された圧力の検出精度が低下してしまうという問題があった。
【００１２】
また、圧力検出感度を向上させるためにダイアフラム２０１の厚さを薄くした場合には、基準となる第１の抵抗体２０５が変形しやすくなるため、ダイアフラム２０１に印加された圧力の検出精度が低下してしまうという問題があった。
【００１３】
なお、上記半導体圧力センサ２００と、半導体圧力センサ２００が検出する圧力検出信号に基づき、ダイアフラム２０１に印加された圧力を数値化する圧力数値化処理装置と、を備えた半導体圧力センサ装置においても同様な問題が発生する。
【００１４】
そこで、本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ダイアフラムに印加された圧力を精度良く検出することのできる半導体圧力センサ及びその製造方法、及び半導体圧力センサ装置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】
【００１５】
本発明の一観点によれば、半導体基板（３１）に設けられた凹部（１０５）と、前記凹部（１０５）の底面（１０５Ａ）に対応する部分の前記半導体基板（３１）に設けられたダイアフラム（１０１）と、前記凹部（１０５）の側面（１０５Ｂ）に対応する部分の前記半導体基板（３１）に設けられ、前記ダイアフラム（１０１）を支持する支持体（１２）と、前記ダイアフラム（１０１）の略中央に設けられた第１の抵抗体（１３，１４）と、前記ダイアフラム（１０１）の周縁部に設けられた第２の抵抗体（１５，１６）と、を備え、前記第１及び第２の抵抗体（１３〜１６）の抵抗値の差分に基づいて、前記ダイアフラム（１０１）に印加された圧力を検出する半導体圧力センサ（１００）であって、前記凹部（１０５）の底面（１０５Ａ）と前記凹部（１０５）の側面（１０５Ｂ）との境界に対応する部分の前記ダイアフラム（１０１）及び前記支持体（１２）に熱酸化膜（１０２）を設けたことを特徴とする半導体圧力センサ（１００）が提供される。
【００１６】
本発明によれば、凹部（１０５）の底面（１０５Ａ）と凹部（１０５）の側面（１０５Ｂ）との境界に対応する部分のダイアフラム（１０１）及び支持体（１２）に熱酸化膜（１０２）を設けたことにより、ダイアフラム（１０１）と支持体（１２）との境界に対応する半導体基板（３１）の一部が機械的強度の弱い熱酸化膜（１０２−１）になるため、第２の抵抗体（１５，１６）が変形しやすくなるので、ダイアフラム（１０１）に印加された圧力を精度良く検出することができる。
【００１７】
本発明の他の点によれば、半導体基板（３１）に設けられた凹部（１０５）と、前記凹部（１０５）の底面（１０５Ａ）に対応する部分の前記半導体基板（３１）に設けられたダイアフラム（１０１）と、前記凹部（１０５）の側面（１０５Ｂ）に対応する部分の前記半導体基板（３１）に設けられ、前記ダイアフラム（１０１）を支持する支持体（１２）と、前記ダイアフラム（１０１）の略中央に設けられた第１の抵抗体（１３，１４）と、前記ダイアフラム（１０１）の周縁部に設けられた第２の抵抗体（１５，１６）と、を備え、前記第１及び第２の抵抗体（１３〜１６）の抵抗値の差分に基づいて、前記ダイアフラム（１０１）に印加された圧力を検出する半導体圧力センサ（１３０）であって、前記凹部（１０５）の底面（１０５Ａ）及び前記凹部（１０５）の側面（１０５Ｂ）に対応する部分の前記ダイアフラム（１０１）及び前記支持体（１２）を覆うように熱酸化膜（１３１）を設けたことを特徴とする半導体圧力センサ（１３０）が提供される。
【００１８】
本発明によれば、凹部（１０５）の底面（１０５Ａ）及び凹部（１０５）の側面（１０５Ｂ）に対応する部分のダイアフラム（１０１）及び支持体（１２）を覆うように熱酸化膜（１３１）を設けたことにより、ダイアフラム（１０１）と支持体（１２）との境界に対応する半導体基板（３１）の一部が機械的強度の弱い熱酸化膜（１３１−１）になるため、第２の抵抗体（１５，１６）が変形しやすくなるので、ダイアフラム（１０１）に印加された圧力を精度良く検出することができる。
【００１９】
本発明のその他の点によれば、半導体基板（３１）に設けられた凹部（１０５）と、前記凹部（１０５）の底面（１０５Ａ）に対応する部分の前記半導体基板（３１）に設けられたダイアフラム（１０１）と、前記凹部（１０５）の側面（１０５Ｂ）に対応する部分の前記半導体基板（３１）に設けられ、前記ダイアフラム（１０１）を支持する支持体（１２）と、第１の抵抗体（１３，１４）と、前記ダイアフラム（１０１）の周縁部に設けられた第２の抵抗体（１５，１６）と、を備え、前記第１及び第２の抵抗体（１３〜１６）の抵抗値の差分に基づいて、前記ダイアフラム（１０１）に印加された圧力を検出する半導体圧力センサ（１７０）であって、前記第１の抵抗体（１３，１４）を前記支持体（１２）に設けると共に、前記凹部（１０５）の底面（１０５Ａ）と前記凹部（１０５）の側面（１０５Ｂ）との境界に対応する部分の前記ダイアフラム（１０１）及び前記支持体（１２）に熱酸化膜（１０２）を設けたことを特徴とする半導体圧力センサが提供される。
【００２０】
本発明によれば、凹部（１０５）の底面（１０５Ａ）と凹部（１０５）の側面（１０５Ｂ）との境界に対応する部分のダイアフラム（１０１）及び支持体（１２）に熱酸化膜（１０２）を設けたことにより、ダイアフラム（１０１）と支持体（１２）との境界に対応する半導体基板（３１）の一部が機械的強度の弱い熱酸化膜（１０２−１）になるため、第２の抵抗体（１５，１６）が変形しやすくなるので、ダイアフラム（１０１）に印加された圧力を精度良く検出することができる。
【００２１】
また、第１の抵抗体（１３，１４）を前記支持体（１２）に設けることにより、基準となる第１の抵抗体（１３，１４）が変形しにくくなるため、ダイアフラム（１０１）に印加された圧力を精度良く検出することができる。
【００２２】
本発明のその他の点によれば、半導体基板（３１）に設けられた凹部（１０５）と、前記凹部（１０５）の底面（１０５Ａ）に対応する部分の前記半導体基板（３１）に設けられたダイアフラム（１０１）と、前記凹部（１０５）の側面（１０５Ｂ）に対応する部分の前記半導体基板（３１）に設けられ、前記ダイアフラム（１０１）を支持する支持体（１２）と、第１の抵抗体（１３，１４）と、前記ダイアフラム（１０１）の周縁部に設けられた第２の抵抗体（１５，１６）と、を備え、前記第１及び第２の抵抗体（１３〜１６）の抵抗値の差分に基づいて、前記ダイアフラム（１０１）に印加された圧力を検出する半導体圧力センサ（１８０）であって、前記第１の抵抗体（１３，１４）を前記支持体（１２）に設けると共に、前記凹部（１０５）の底面（１０５Ａ）及び側面（１０５Ｂ）に対応する部分の前記ダイアフラム（１０１）及び前記支持体（１２）を覆うように熱酸化膜（１３１）を設けたことを特徴とする半導体圧力センサ（１８０）が提供される。
【００２３】
本発明によれば、凹部（１０５）の底面（１０５Ａ）及び凹部（１０５）の側面（１０５Ｂ）に対応する部分のダイアフラム（１０１）及び支持体（１２）を覆うように熱酸化膜（１３１）を設けたことにより、ダイアフラム（１０１）と支持体（１２）との境界に対応する半導体基板（３１）の一部が機械的強度の弱い熱酸化膜（１３１−１）になるため、第２の抵抗体（１５，１６）が変形しやすくなるので、ダイアフラム（１０１）に印加された圧力を精度良く検出することができる。
【００２４】
また、第１の抵抗体（１３，１４）を前記支持体（１２）に設けることにより、基準となる第１の抵抗体（１３，１４）が変形しにくくなるため、ダイアフラム（１０１）に印加された圧力を精度良く検出することができる。
【００２５】
本発明のその他の点によれば、半導体基板（３１）に設けられた凹部（１０５）と、前記凹部（１０５）の底面（１０５Ａ）に対応する部分の前記半導体基板（３１）に設けられたダイアフラム（１０１）と、前記凹部（１０５）の側面（１０５Ｂ）に対応する部分の前記半導体基板（３１）に設けられ、前記ダイアフラム（１０１）を支持する支持体（１２）と、前記ダイアフラム（１０１）の略中央に設けられた第１の抵抗体（１３，１４）と、前記ダイアフラム（１０１）の周縁部に設けられた第２の抵抗体（１５，１６）と、を備え、前記第１及び第２の抵抗体（１３〜１６）の抵抗値の差分に基づいて、前記ダイアフラム（１０１）に印加された圧力を検出する半導体圧力センサ（１００）の製造方法であって、前記半導体基板（３１）に前記凹部（１０５）を形成して、前記ダイアフラム（１０１）及び前記支持体（１２）を形成するダイアフラム（１０１）及び支持体（１２）形成工程と、前記凹部（１０５）の側面（１０５Ｂ）及び底面（１０５Ａ）に対応する部分の前記ダイアフラム（１０１）及び前記支持体（１２）を覆うように絶縁膜（１１６）を形成する絶縁膜形成工程と、前記絶縁膜（１１６）に、前記凹部（１０５）の側面（１０５Ｂ）と前記凹部（１０５）の底面（１０５Ａ）との境界に対応する部分の前記ダイアフラム（１０１）及び前記支持体（１２）を露出する開口部（１１６Ａ）を形成する開口部形成工程と、前記開口部形成工程後に、熱酸化法により前記開口部（１１６Ａ）に露出された部分の前記ダイアフラム（１０１）及び前記支持体（１２）に熱酸化膜（１０２）を形成する熱酸化膜形成工程と、を含むことを特徴とする半導体圧力センサ（１００）の製造方法が提供される。
【００２６】
本発明によれば、絶縁膜（１１６）に凹部（１０５）の側面（１０５Ｂ）と凹部（１０５）の底面（１０５Ａ）との境界に対応する部分のダイアフラム（１０１）及び支持体（１２）を露出する開口部（１１６Ａ）を形成し、その後、熱酸化法により開口部（１１６Ａ）に露出された部分のダイアフラム（１０１）及び支持体（１２）に熱酸化膜を形成することにより、ダイアフラム（１０１）と支持体（１２）との境界に対応する半導体基板（３１）の一部が機械的強度の弱い熱酸化膜（１０２−１）になるため、第２の抵抗体（１５，１６）が変形しやすくなるので、ダイアフラム（１０１）に印加された圧力を精度良く検出することができる。
【００２７】
本発明のその他の点によれば、半導体基板（３１）に設けられた凹部（１０５）と、前記凹部（１０５）の底面（１０５Ａ）に対応する部分の前記半導体基板（３１）に設けられたダイアフラム（１０１）と、前記凹部（１０５）の側面（１０５Ｂ）に対応する部分の前記半導体基板（３１）に設けられ、前記ダイアフラム（１０１）を支持する支持体（１２）と、前記ダイアフラム（１０１）の略中央に設けられた第１の抵抗体（１３，１４）と、前記ダイアフラム（１０１）の周縁部に設けられた第２の抵抗体（１５，１６）と、を備え、前記第１及び第２の抵抗体（１３〜１６）の抵抗値の差分に基づいて、前記ダイアフラム（１０１）に印加された圧力を検出する半導体圧力センサ（１３０）の製造方法であって、前記半導体基板（３１）に前記凹部（１０５）を形成して、前記ダイアフラム（１０１）及び前記支持体（１２）を形成するダイアフラム及び支持体形成工程と、熱酸化法により、前記凹部（１０５）の側面（１０５Ｂ）及び底面（１０５Ａ）に対応する部分の前記ダイアフラム（１０５）及び前記支持体（１２）を覆うように熱酸化膜（１３１）を形成する熱酸化膜形成工程と、を含むことを特徴とする半導体圧力センサ（１３０）の製造方法が提供される。
【００２８】
本発明によれば、ダイアフラム（１０１）及び支持体（１２）を形成後に、熱酸化法により、凹部（１０５）の側面（１０５Ｂ）及び底面（１０５Ａ）に対応する部分のダイアフラム（１０５）及び支持体（１２）を覆うように熱酸化膜（１３１）を形成することにより、ダイアフラム（１０１）と支持体（１２）との境界に対応する半導体基板（３１）の一部が機械的強度の弱い熱酸化膜（１３１−１）になるため、第２の抵抗体（１５，１６）が変形しやすくなるので、ダイアフラム（１０１）に印加された圧力を精度良く検出することができる。
【００２９】
また、マスクを用いて、ダイアフラム（１０１）と支持体（１２）との境界に対応する部分のみに熱酸化膜（１０２）を形成する場合と比較して、製造工程が簡略化されるため、半導体圧力センサ（１３０）の製造コストを低減することができる。
【００３０】
本発明のその他の点によれば、請求項１ないし６のうち、いずれか一項記載の半導体圧力センサ（１００，１３０，１７０，１８０）と、前記半導体圧力センサ（１００，１３０，１７０，１８０）が検出する圧力検出信号に基づき、前記ダイアフラム（１０１）に印加された前記圧力を数値化する圧力数値化処理装置（１５３）と、を備えたことを特徴とする半導体圧力センサ装置（１５０）が提供される。
【００３１】
本発明によれば、半導体圧力センサ装置（１５０）に請求項１ないし６のうち、いずれか一項記載の半導体圧力センサ（１００，１３０，１７０，１８０）を設けることにより、ダイアフラム（１０１）に印加された圧力を精度良く検出することができる。
【００３２】
なお、上記参照符号は、あくまでも参考であり、これによって、本願発明が図示の態様に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、ダイアフラムに印加された圧力を精度よく検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００３５】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体圧力センサの断面図であり、図２は、第１及び第２の抵抗体の配設位置を説明するための図である。図２において、図１に示す半導体圧力センサ１０と同一構成部分には同一符号を付す。また、図２に示すＢは、ダイアフラム１１の外周縁（以下、「外周縁Ｂ」とする）を示している。
【００３６】
図１及び図２を参照するに、第１の実施の形態の半導体圧力センサ１０は、ダイアフラム１１と、支持体１２と、第１の抵抗体１３，１４と、第２の抵抗体１５，１６と、保護膜１８と、配線パターン２１，２２（図示せず），２３，２４とを有する。
【００３７】
ダイアフラム１１は、外部から圧力が印加された際、変形可能なように薄板形状とされている。ダイアフラム１１の外周部は、支持体１２により支持されている。ダイアフラム１１は、第１の抵抗体１３，１４と、第２の抵抗体１５，１６の一部とを形成するためのものである。ダイアフラム１１は、平面視四角形とされている。ダイアフラム１１の幅Ｗ１，Ｗ２は、例えば、５００μｍとすることができる。
【００３８】
第１の抵抗体１３，１４が形成される領域（以下、「第１の抵抗体形成領域Ａ」とする）以外の領域に対応する部分のダイアフラム１１の厚さＭ１（凸部２５が形成されていない部分のダイアフラム１１の厚さ）は、第１の抵抗体形成領域Ａに対応する部分のダイアフラム１１の厚さＭ２よりも薄くなるように構成されている。
【００３９】
これにより、第１の抵抗体形成領域Ａに対応する部分のダイアフラム１１の下面側には、凸部２５が形成される。
【００４０】
第１の抵抗体形成領域Ａに対応する部分のダイアフラム１１の厚さＭ２が４０μｍの場合、第１の抵抗体形成領域Ａ以外の領域に対応する部分のダイアフラム１１の厚さＭ１は、例えば、２０μｍとすることができる。突出部２５の面２５Ａ（突出部２５の下面）の幅Ｗ３は、例えば、２００μｍとすることができる。また、突出部２５の面２５Ａの幅Ｗ４は、例えば、２２０μｍとすることができる。凸部２５の側面２５Ｂは、傾斜面とされている。
【００４１】
このように、第１の抵抗体形成領域Ａ以外の領域に対応する部分のダイアフラム１１の厚さＭ１を、第１の抵抗体形成領域Ａに対応する部分のダイアフラム１１の厚さＭ２よりも薄くしたことにより、ダイアフラム１１に圧力が印加された際、第１の抵抗体１３，１４の変形が抑制されると共に、ダイアフラム１１の外周縁Ｂに設けられた第２の抵抗体１５，１６が変形しやすくなるため、ダイアフラム１１に印加された圧力を精度良く検出することができる。
【００４２】
支持体１２は、ダイアフラム１１の外周部に設けられている。支持体１２は、ダイアフラム１１と一体的に構成されている。支持体１２は、ダイアフラム１１を支持するためのものである。支持体１２の厚さＭ３は、ダイアフラム１１の厚さＭ２よりも厚くなるように設定されている。ダイアフラム１１の厚さＭ２が４０μｍの場合、支持体１２の厚さＭ３は、例えば、４００μｍとすることができる。
【００４３】
ダイアフラム１１及び支持体１２は、半導体基板をエッチングにより加工することで形成される。ダイアフラム１１及び支持体１２の母材となる半導体基板としては、例えば、Ｓｉウエハを用いることができる。
【００４４】
第１の抵抗体１３，１４は、ダイアフラム１１の略中央に設けられている。第１の抵抗体１３，１４は、基準となる抵抗体である。そのため、第１の抵抗体１３，１４は、ダイアフラム１１に圧力が印加されたときに、変形しないことが望ましい。平面視した状態において、第１の抵抗体１３，１４の幅Ｗ５，Ｗ６は、例えば、３０μｍとすることができ、第１の抵抗体１３，１４の長さＬ１，Ｌ２は、例えば、２００μｍとすることができる。
【００４５】
ダイアフラム１１及び支持体１２の母材となる半導体基板としてＮ型半導体基板を用いた場合、第１の抵抗体１３，１４は、例えば、ダイアフラム１１にＰ型不純物を拡散させることで形成することができる。
【００４６】
第２の抵抗体１５，１６は、ダイアフラム１１の外周縁Ｂに設けられている。第２の抵抗体１５，１６は、ダイアフラム１１に圧力が印加されてダイアフラム１１が変形した際、ダイアフラム１１と共に変形する抵抗体である。平面視した状態において、第２の抵抗体１５，１６の幅Ｗ７，Ｗ８は、例えば、３０μｍとすることができ、第２の抵抗体１５，１６の長さＬ３，Ｌ４は、例えば、２００μｍとすることができる。
【００４７】
ダイアフラム１１及び支持体１２の母材となる半導体基板としてＮ型半導体基板を用いた場合、第２の抵抗体１５，１６は、例えば、ダイアフラム１１にＰ型不純物を拡散させることで形成することができる。
【００４８】
保護膜１８は、第１及び第２の抵抗体１３〜１６が形成されたダイアフラム１１の上面と支持体１２の上面とを覆うように設けられている。保護膜１８には、第１の抵抗体１３の上面を露出する開口部２６Ａ、第１の抵抗体１４の上面を露出する図示していない開口部２６Ｂ、第２の抵抗体１５の上面を露出する開口部２７Ａ、及び第２の抵抗体１６の上面を露出する開口部２７Ｂが形成されている。保護膜１８は、第１及び第２の抵抗体１３〜１６を保護するためのものである。保護膜１８としては、例えば、ＣＶＤ法により形成された酸化膜を用いることができる。保護膜１８の厚さＭ４は、例えば、０．２μｍとすることができる。
【００４９】
配線パターン２１は、開口部２６Ａを充填すると共に、開口部２６Ａ内から保護膜１８の上面に亘るように設けられている。配線パターン２１は、第１の抵抗体１３と接続されている。また、配線パターン２１は、配線パターン２３，２４と接続されている。
【００５０】
配線パターン２２（図示せず）は、開口部２６Ｂ（図示せず）を充填すると共に、開口部２６Ｂ（図示せず）内から保護膜１８の上面に亘るように設けられている。配線パターン２２（図示せず）は、第１の抵抗体１４と接続されている。また、配線パターン２２（図示せず）は、配線パターン２３，２４と接続されている。
【００５１】
配線パターン２３は、開口部２７Ａを充填すると共に、開口部２７Ａ内から保護膜１８の上面に亘るように設けられている。配線パターン２３は、第２の抵抗体１５と接続されている。
【００５２】
配線パターン２４は、開口部２７Ｂを充填すると共に、開口部２７Ｂ内から保護膜１８の上面に亘るように設けられている。配線パターン２４は、第２の抵抗体１６と接続されている。上記配線パターン２１〜２４間は、電気的に接続されている。
【００５３】
上記構成とされた半導体圧力センサ１０は、第１及び第２の抵抗体１３〜１６の抵抗値の差分に基づいて、ダイアフラム１１に印加された圧力を検出する。具体的には、例えば、第１の抵抗体１４の抵抗値をＲ１、第２の抵抗体１５の抵抗値をＲ２、第１の抵抗体１３の抵抗値をＲ３、第２の抵抗体１６の抵抗値をＲ４、駆動電流をＩとした場合、半導体圧力センサ１０は、下記（１）式により求められる出力電圧Ｖを圧力検出信号として出力する。
【００５４】
【数１】
2008107303.tif 000003
本実施の形態の半導体圧力センサによれば、第１の抵抗体形成領域Ａ以外の領域に対応する部分のダイアフラム１１の厚さＭ１を、第１の抵抗体形成領域Ａに対応する部分のダイアフラム１１の厚さＭ２よりも薄くしたことにより、ダイアフラム１１に圧力が印加された際、第１の抵抗体１３，１４の変形が抑制されると共に、ダイアフラム１１の外周縁Ｂに設けられた第２の抵抗体１５，１６が変形しやすくなるため、ダイアフラム１１に印加された圧力を精度良く検出することができる。
【００５５】
図３〜図６は、異なる厚さを有する他のダイアフラムを説明するための図である。図３〜図６において、第１の実施の形態の半導体圧力センサ１０と同一構成部分には同一符号を付す。また、図３〜図６において、Ｇ，Ｉ，Ｎ，Ｐは、第１の抵抗体形成領域Ａに対応する部分のダイアフラム１１の厚さＭ２よりも薄い厚さＭ１とされたダイアフラム１１部分（以下、「厚さの薄いダイアフラム部分Ｇ，Ｉ，Ｎ，Ｐ」とする）を示している。
【００５６】
本実施の形態では、第１の抵抗体形成領域Ａ以外の全ての領域に対応するダイアフラム１１部分の厚さを薄くした場合を例に挙げて説明したが、第１の抵抗体形成領域Ａに対応する部分のダイアフラム１１よりも厚さを薄くするダイアフラム１１部分は本実施の形態の位置に限定されない。
【００５７】
例えば、図３に示すように、厚さの薄いダイアフラム部分Ｇを平面視四角形のダイアフラム１１の４つの角部に配置してもよい。例えば、厚さの薄いダイアフラム部分Ｇは、平面視３角形にすることができる。ダイアフラム１１の幅Ｗ１，Ｗ２が５００μｍの場合、厚さの薄いダイアフラム部分Ｇの２辺の長さＪ１，Ｊ２は、例えば、２００μｍとすることができる。
【００５８】
また、図４に示すように、厚さの薄いダイアフラム部分Ｉを平面視四角形のダイアフラム１１の２辺に亘るように複数（図４の場合は４つ）配置してもよい。また、厚さの薄いダイアフラム部分Ｉは、第２の抵抗体１５と第２の抵抗体１６を通過する平面に対して対称となるように配置するとよい。厚さの薄いダイアフラム部分Ｉの幅Ｋ１は、例えば、１００μｍとすることができる。
【００５９】
さらに、図５に示すように、厚さの薄いダイアフラム部分Ｎを平面視四角形のダイアフラム１１の対向する２辺に亘るように複数（図５の場合は２つ）配置してもよい。また、厚さの薄いダイアフラム部分Ｎは、第２の抵抗体１５と第２の抵抗体１６を通過する平面に対して対称となるように配置するとよい。厚さの薄いダイアフラム部分Ｎの幅Ｋ２は、例えば、１００μｍとすることができる。
【００６０】
また、図６に示すように、厚さの薄いダイアフラム部分Ｐを平面視四角形のダイアフラム１１の３辺に亘るように２つ配置してもよい。また、厚さの薄いダイアフラム部分Ｐは、第２の抵抗体１５と第２の抵抗体１６を通過する平面に対して対称となるように配置するとよい。厚さの薄いダイアフラム部分Ｐの幅Ｋ３は、例えば、１５０μｍとすることができる。
【００６１】
図７〜図１４は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図である。図７〜図１４において、第１の実施の形態の半導体圧力センサ１０と同一構成部分には同一符号を付す。また、図７〜図１４において、第１の抵抗体１４、配線パターン２２、及び開口部２６Ｂの図示を省略する。
【００６２】
図７〜図１４を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る半導体圧力センサ１０の製造方法について説明する。始めに、図７に示す工程では、ダイアフラム１１及び支持体１２を形成するための母材となる半導体基板３１を準備する。半導体基板３１としては、例えば、シリコンウエハを用いることができる。半導体基板３１の厚さＭ５は、支持体１２の厚さＭ３（図１参照）と略等しい。支持体１２の厚さＭ３が４００μｍの場合、半導体基板３１の厚さＭ５は、例えば、４００μｍとすることができる。
【００６３】
次いで、図８に示す工程では、半導体基板３１の上面３１側に、周知の手法を用いて、第１の抵抗体１３，１４（図示せず）、第２の抵抗体１５，１６、開口部２６Ａ，２６Ｂ（図示せず），２７Ａ，２７Ｂを有した保護膜１８、及び配線パターン２１，２２（図示せず），２３，２４を形成する。
【００６４】
次いで、図９に示す工程では、半導体基板３１の下面３１Ｂに開口部３３Ａを有したレジスト膜３３を形成する。
【００６５】
次いで、図１０に示す工程では、レジスト膜３３をマスクとして、半導体基板３１の下面３１Ｂ側から半導体基板３１をエッチングして、凹部３５を形成する。凹部３５を形成する際のエッチング方法としては、例えば、ウエットエッチング法を用いることができる。凹部３５の深さＤ１は、凹部３５の上方に位置する部分の半導体基板３１の厚さが凸部２５の厚さＭ２となるように設定する。厚さＭ２は、例えば、４０μｍとすることができる。
【００６６】
凹部３５の底面３５Ａは、平坦な面とされている。凹部３５の底面３５Ａの一部は、突出部２５の面２５Ａ（図１参照）となる。また、凹部３５の側面３５Ｂは、半導体基板３１の下面３１Ｂから上面３１Ａに向かうにつれて、幅が狭くなるような傾斜面とされている。
【００６７】
次いで、図１１に示す工程では、図１０に示すレジスト膜３３を除去する。次いで、図１２に示す工程では、突出部２５の面２５Ａ（図１参照）に対応する部分の凹部３５の底面３５Ａと、半導体基板３１の下面３１Ｂとを覆うようにレジスト膜３７を形成する。
【００６８】
次いで、図１３に示す工程では、レジスト膜３７をマスクとして、レジスト膜３７から露出された凹部３５の底面３５Ａに対応する部分の半導体基板３１を異方性エッチングして、第１の抵抗体形成領域Ａに凸部２５を形成する。これにより、凸部２５を有したダイアフラム１１と支持体１２とが同時に形成される。また、エッチングは、第１の抵抗体形成領域Ａ以外の領域に対応する部分のダイアフラム１１が厚さＭ１となるように行う。ダイアフラム１１の厚さＭ１は、例えば、２０μｍとすることができる。
【００６９】
次いで、図１４に示す工程では、図１３に示すレジスト膜３７を除去する。これにより、半導体装置１０が製造される。
【００７０】
（第２の実施の形態）
図１５は、本発明の第２の実施の形態に係る半導体圧力センサの断面図であり、図１６は、本発明の第２の実施の形態に係る半導体圧力センサに設けられたダイアフラムを説明するための図である。図１５及び図１６において、第１の実施の形態の半導体圧力センサ１０と同一構成部分には同一符号を付す。また、図１５では、第１の抵抗体１４、配線パターン２２、及び開口部２６Ｂの図示を省略する。
【００７１】
図１５及び図１６を参照するに、第２の実施の形態の半導体圧力センサ４０は、第１の実施の形態の半導体圧力センサ１０に設けられたダイアフラム１１の代わりにダイアフラム４１を設けた以外は半導体圧力センサ１０と同様な構成とされている。
【００７２】
ダイアフラム４１は、第１の実施の形態で説明したダイアフラム１１に設けられた凸部２５の代わりに凸部４２を設けた以外はダイアフラム１１と同様な構成とされている。
【００７３】
第１の抵抗体形成領域Ａ以外の領域に対応する部分のダイアフラム４１の厚さＭ７（凸部４２が形成されていない部分のダイアフラム４１の厚さ）は、第１の抵抗体形成領域Ａに対応する部分のダイアフラム４１の厚さＭ６よりも薄くなるように構成されている。
【００７４】
これにより、第１の抵抗体形成領域Ａに対応する部分のダイアフラム４１の上面側には、凸部４２が形成される。
【００７５】
第１の抵抗体形成領域Ａに対応する部分のダイアフラム４１の厚さＭ６が４０μｍの場合、第１の抵抗体形成領域Ａ以外の領域に対応する部分のダイアフラム４１の厚さＭ７は、例えば、２０μｍとすることができる。突出部４２の上面２５Ａの幅Ｗ９は、例えば、２００μｍとすることができる。また、突出部４２の上面２５Ａの幅Ｗ１０は、例えば、２２０μｍとすることができる。凸部４２の側面４２Ｂは、傾斜面とされている。
【００７６】
このように、第１の抵抗体形成領域Ａ以外の領域に対応する部分のダイアフラム４１の厚さＭ７を、第１の抵抗体形成領域Ａに対応する部分のダイアフラム４１の厚さＭ６よりも薄くしたことにより、ダイアフラム４１に圧力が印加された際、第１の抵抗体１３，１４の変形が抑制されると共に、ダイアフラム４１の外周縁Ｂに設けられた第２の抵抗体１５，１６が変形しやすくなるため、ダイアフラム４１に印加された圧力を精度良く検出することができる。
【００７７】
また、凸部４２の側面４２Ｂを傾斜面とすることにより、凸部４２の側面４２Ｂが垂直面である場合と比較して、凸部４２の側面４２Ｂと保護膜１８との密着性を向上させることができる。
【００７８】
本実施の形態の半導体圧力センサによれば、第１の抵抗体形成領域Ａ以外の領域に対応する部分のダイアフラム４１の厚さＭ７を、第１の抵抗体形成領域Ａに対応する部分のダイアフラム４１の厚さＭ６よりも薄くしたことにより、ダイアフラム４１に圧力が印加された際、第１の抵抗体１３，１４の変形が抑制されると共に、ダイアフラム４１の外周縁Ｂに設けられた第２の抵抗体１５，１６が変形しやすくなるため、ダイアフラム４１に印加された圧力を精度良く検出することができる。
【００７９】
図１７〜図２３は、本発明の第２の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図である。図１７〜図２３において、第２の実施の形態の半導体圧力センサ４０と同一構成部分には同一符号を付す。また、図１７〜図２３において、第１の抵抗体１４、配線パターン２２、及び開口部２６Ｂの図示を省略する。
【００８０】
図１７〜図２３を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る半導体圧力センサ４０の製造方法について説明する。始めに、図１７に示す工程では、第１の実施の形態の図７に示す半導体基板３１上に、レジスト膜４５を形成する。レジスト膜４５は、凸部４２（図１５参照）の形成領域に対応する部分の半導体基板３１上にのみ形成する。半導体基板３１としては、例えば、シリコンウエハを用いることができる。半導体基板３１の厚さＭ５は、例えば、４２０μｍとすることができる。
【００８１】
次いで、図１８に示す工程では、レジスト膜４５をマスクとして、半導体基板３１をエッチングして凸部４２を形成する。このとき、凸部４２の側面４２Ｂが傾斜面となるように半導体基板３１をエッチングする。凸部４２の高さＥ（エッチング後の半導体基板３１の上面３１Ｃを基準としたときの高さ）は、例えば、２０μｍとすることができる。
【００８２】
次いで、図１９に示す工程では、図１８に示すレジスト膜４５を除去する。次いで、図２０に示す工程では、図１９に示す構造体の上面側に、周知の手法を用いて、第１の抵抗体１３，１４（図示せず）、第２の抵抗体１５，１６、開口部２６Ａ，２６Ｂ（図示せず），２７Ａ，２７Ｂを有した保護膜１８、及び配線パターン２１，２２（図示せず），２３，２４を形成する。次いで、図２１に示す工程では、半導体基板３１の下面３１Ｂに開口部４７Ａを有したレジスト膜４７を形成する。
【００８３】
次いで、図２２に示す工程では、レジスト膜４７をマスクとして、半導体基板３１の下面３１Ｂ側から半導体基板３１をエッチングして、凹部４９を形成する。これにより、ダイアフラム４１と支持体１２とが形成される。凹部４９の深さＤ２は、第１の抵抗体形成領域Ａに対応する部分のダイアフラム４１が厚さＭ６、第１の抵抗体形成領域Ａ以外の領域に対応する部分のダイアフラム４１が厚さＭ７となるように設定する。
【００８４】
第１の抵抗体形成領域Ａ以外の領域に対応する部分のダイアフラム４１の厚さＭ７は、第１の抵抗体形成領域Ａに対応する部分のダイアフラム４１の厚さＭ６よりも薄くする。ダイアフラム４１の厚さＭ６が４０μｍの場合、薄い部分のダイアフラム４１の厚さＭ７は、例えば、２０μｍとすることができる。
【００８５】
次いで、図２３に示す工程では、図２２に示すレジスト膜４７を除去する。これにより、半導体圧力センサ４０が製造される。
【００８６】
（第３の実施の形態）
図２４は、本発明の第３の実施の形態に係る半導体圧力センサの断面図である。図２４において、第１の実施の形態の半導体圧力センサ１０と同一構成部分には同一符号を付す。また、図２４では、第１の抵抗体１４、配線パターン２２、及び開口部２６Ｂの図示を省略する。
【００８７】
図２４を参照するに、第３の実施の形態の半導体圧力センサ６０は、第１の実施の形態の半導体圧力センサ１０に設けられたダイアフラム１１の代わりに、ダイアフラム６１を設けた以外は半導体圧力センサ１０と同様に構成される。
【００８８】
ダイアフラム６１は、第１の実施の形態で説明したダイアフラム１１の構成に、第２の実施の形態で説明した凸部４２を設けた以外はダイアフラム１１と同様に構成される。ダイアフラム６１は、ダイアフラム６１の上面側に設けられた凸部４２と、ダイアフラム６１の下面側に設けられ、凸部４２の下方に配置された凸部２５とを有した構成とされている。凸部２５，４２は、第１の抵抗体形成領域Ａに対応する部分のダイアフラム６１に設けられている。
【００８９】
第１の抵抗体形成領域Ａ以外の領域に対応する部分のダイアフラム６１の厚さＭ９は、第１の抵抗体形成領域Ａに対応する部分（凸部２５，４２が形成された部分）のダイアフラム６１の厚さＭ８よりも薄い。ダイアフラム６１の厚さＭ８が６０μｍの場合、薄い部分のダイアフラム６１の厚さＭ９は、例えば、２０μｍとすることができる。
【００９０】
本実施の形態の半導体圧力センサによれば、第１の抵抗体形成領域Ａ以外の領域に対応する部分のダイアフラム６１の厚さＭ９を、第１の抵抗体形成領域Ａに対応する部分のダイアフラム６１の厚さＭ８よりも薄くしたことにより、ダイアフラム６１に圧力が印加された際、第１の抵抗体１３，１４の変形が抑制されると共に、ダイアフラム６１の外周縁に設けられた第２の抵抗体１５，１６が変形しやすくなるため、ダイアフラム６１に印加された圧力を精度良く検出することができる。
【００９１】
また、本実施の形態の半導体圧力センサ６０は、第２の実施の形態で説明した図１７〜２０に示す工程と同様な処理を行った後、第１の実施の形態で説明した図９〜図１４に示す工程と同様な処理を行うことにより製造することができる。
【００９２】
（第４の実施の形態）
図２５は、本発明の第４の実施の形態に係る半導体圧力センサの断面図である。図２５において、第１の実施の形態の半導体圧力センサ１０と同一構成部分には同一符号を付す。また、図２５では、第１の抵抗体１４、配線パターン２２、及び開口部７３Ｂの図示を省略する。
【００９３】
図２５を参照するに、第４の実施の形態の半導体圧力センサ７０は、第１の実施の形態の半導体圧力センサ１０に設けられたダイアフラム１１及び保護膜１８の代わりに、ダイアフラム７１及び保護膜７２を設けた以外は半導体圧力センサ１０と同様に構成される。
【００９４】
ダイアフラム７１は、薄板形状とされている。ダイアフラム７１の厚さＭ１０は、例えば、２０μｍとすることができる。
【００９５】
保護膜７２は、第１及び第２の抵抗体１３，１４（図示せず），１５，１６が形成されたダイアフラム７１の上面、及び支持体１２の上面を覆うように設けられている。保護膜７２は、第１の抵抗体形成領域Ａに対応する部分に設けられた保護膜７２−１と、第１の抵抗体形成領域Ａ以外の領域に対応する部分に設けられた保護膜７２−２とから構成されている。保護膜７２−１には、第１の抵抗体１３の上面を露出する開口部７３Ａと、第１の抵抗体１４の上面を露出する開口部７３Ｂと（図示せず）が形成されている。保護膜７２−２には、第２の抵抗体１５の上面を露出する開口部７４Ａと、第２の抵抗体１６の上面を露出する開口部７４Ｂとが形成されている。
【００９６】
第１の抵抗体形成領域Ａに対応する部分に設けられた保護膜７２−１の厚さＭ１２は、第１の抵抗体形成領域Ａ以外の領域に対応する部分に設けられた保護膜７２−２の厚さＭ１１よりも厚くなるように構成されている。
【００９７】
このように、第１の抵抗体形成領域Ａに対応する部分に設けられた保護膜７２−１の厚さＭ１２を、第１の抵抗体形成領域Ａ以外の領域に対応する部分に設けられた保護膜７２−２の厚さＭ１１よりも厚くすることにより、ダイアフラム７１に圧力が印加された際、第１の抵抗体１３，１４が変形しにくくなる。これにより、基準となる第１の抵抗体１３，１４の変形が抑制されるので、ダイアフラム７１に印加された圧力を精度良く検出することができる。
【００９８】
保護膜７２−２の厚さＭ１１が０．２μｍの場合、保護膜７２−１の厚さＭ１２は、例えば、２μｍとすることができる。
【００９９】
図２６〜図３０は、本発明の第４の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図である。図２６〜図３０において、第４の実施の形態の半導体圧力センサ７０と同一構成部分には同一符号を付す。また、図２６〜図３０では、第１の抵抗体１４、配線パターン２２、及び開口部７３Ｂの図示を省略する。
【０１００】
図２６〜図３０を参照して、本発明の第４の実施の形態に係る半導体圧力センサ７０の製造方法について説明する。始めに、図２６に示す工程では、半導体基板３１の上面３１Ａ側に第１及び第２の抵抗体１３，１４（図示せず），１５，１６を形成し、その後、第１及び第２の抵抗体１３，１４（図示せず），１５，１６と半導体基板３１の上面３１Ａとを覆うように保護膜７６を形成する。半導体基板３１としては、例えば、シリコンウエハを用いることができる。半導体基板３１の厚さＭ５は、例えば、４００μｍとすることができる。保護膜７６は、後述する図２８に示す工程でエッチングされることにより、厚さの異なる保護膜７２−１，７２−２を有する保護膜７２（図２５参照）となる膜である。保護膜７６の厚さＭ１３は、保護膜７２−１の厚さＭ１２（図２５参照）と略等しい。保護膜７６の厚さＭ１３は、例えば、２μｍとすることができる。保護膜７６としては、例えば、ＣＶＤ法により形成された酸化膜を用いることができる。
【０１０１】
次いで、図２７に示す工程では、第１の抵抗体１３，１４（図示せず）の形成領域Ａに対応する部分の半導体基板３１上に設けられた保護膜７６を覆うようにレジスト膜７８を形成する。
【０１０２】
次いで、図２８に示す工程では、レジスト膜７８をマスクとして、図２７に示す保護膜７６をエッチングすることにより、第１の抵抗体１３，１４（図示せず）の形成領域Ａに対応する部分の半導体基板３１上に保護膜７２−２よりも厚さの厚い保護膜７２−１を形成し、第１の抵抗体１３，１４（図示せず）の形成領域Ａ以外の領域に対応する部分の半導体基板３１上に保護膜７２−１よりも厚さの薄い保護膜７２−２を形成する。これにより、厚さの異なる保護膜７２−１，７２−２を有した保護膜７２が形成される。保護膜７２−１の厚さＭ１２は、図２７に示す保護膜７６の厚さＭ１３と略等しい。保護膜７２−１の厚さＭ１２は、例えば、２μｍとすることができる。また、保護膜７２−２の厚さＭ１１は、例えば、０．２μｍとすることができる。
【０１０３】
次いで、図２９に示す工程では、図２８に示すレジスト膜７８を除去し、次いで、周知の手法により保護膜７２に開口部７３Ａ，７３Ｂ（図示せず），７４Ａ，７４Ｂを形成し、その後、周知の手法により配線パターン２１，２２（図示せず），２３，２４を形成する。
【０１０４】
次いで、図３０に示す工程では、第１の実施の形態で説明した図９〜図１１に示す工程と同様な処理を行うことにより、ダイアフラム７１及び支持体１２を形成する。これにより、半導体圧力センサ７０が製造される。ダイアフラム７１の厚さＭ１０は、例えば、２０μｍとすることができる。また、支持体１２の厚さＭ３は、例えば、４００μｍとすることができる。
【０１０５】
なお、本実施の形態では、厚さが略均一とされた板状のダイアフラム７１に、厚さの異なる保護膜７２−１，７２−２を有した保護膜７２を設けた場合を例に挙げて説明したが、先に説明した第１〜第３の実施の形態の半導体圧力センサ１０，４０，６０に設けられた保護膜１８の代わりに、本実施の形態で説明した保護膜７２を設けてもよい。
【０１０６】
（第５の実施の形態）
図３１は、本発明の第５の実施の形態に係る半導体圧力センサの断面図であり、図３２は、第１及び第２の抵抗体が形成されたダイアフラム及び支持体の平面図である。図３１及び図３２において、第１の実施の形態の半導体圧力センサ１０と同一構成部分には同一符号を付す。また、図３１では、第１の抵抗体１４、配線パターン２２、開口部７３Ｂ、及び貫通部８２の図示を省略する。
【０１０７】
図３１及び図３２を参照するに、第５の実施の形態の半導体圧力センサ８０は、第１の実施の形態の半導体圧力センサ１０に設けられたダイアフラム１１の代わりにダイアフラム８１を設けた以外は半導体圧力センサ１０と同様に構成される。
【０１０８】
ダイアフラム８１は、薄板形状とされている。ダイアフラム８１は、平面視四角形の形状とされている。ダイアフラム８１は、４つの貫通部８２を有する。貫通部８２は、平面視四角形のダイアフラム８１の隣接する２辺に亘るように形成されている。４つの貫通部８２は、第２の抵抗体１５と第２の抵抗体１６とを通過する平面に対して対称となるように配置されている。ダイアフラム８１の幅Ｗ１，Ｗ２が５００μｍの場合、貫通部８２の幅Ｋ４は、例えば、５μｍとすることができる。また、ダイアフラム８１の厚さＭ１４は、例えば、２０μｍとすることができる。
【０１０９】
このように、平面視四角形のダイアフラム８１の隣接する２辺に亘るように４つの貫通部８２をダイアフラム８１に設けると共に、４つの貫通部８２を第２の抵抗体１５と第２の抵抗体１６とを通過する平面に対して対称となるように配置することにより、第２の抵抗体１５，１６が一様に変形しやすくなるため、ダイアフラム８１に印加された圧力を精度良く検出することができる。
【０１１０】
本実施の形態の半導体圧力センサによれば、平面視四角形のダイアフラム８１の隣接する２辺に亘るように４つの貫通部８２をダイアフラム８１に設けると共に、４つの貫通部８２を第２の抵抗体１５と第２の抵抗体１６とを通過する平面に対して対称となるように配置することにより、第２の抵抗体１５，１６が一様に変形しやすくなるため、ダイアフラム８１に印加された圧力を精度良く検出することができる。
【０１１１】
本実施の形態の半導体圧力センサ８０は、第１の実施の形態で説明した図７〜図１１に示す工程と同様な処理を行って、貫通部８２が設けられていないダイアフラム８１を形成し、その後、ダイアフラム８１の下面側にレジスト膜を形成し、このレジスト膜をマスクとしてダイアフラム８１をエッチングして４つの貫通部８２を形成することにより製造する。
【０１１２】
なお、本実施の形態では、４つの貫通部８２をダイアフラム８１に設けた場合を例に挙げて説明したが、貫通部８２の数はこれに限定されない。例えば、８つの貫通部８２をダイアフラム８１に設けてもよい。
【０１１３】
図３３は、ダイアフラムに形成する貫通部の他の例を示す図である。図３３において、図３２に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。
【０１１４】
また、ダイアフラム８１に設けられた４つの貫通部８２の代わりに、図３３に示す２つの貫通部８５をダイアフラム８１に設けてもよい。図３３を参照するに、貫通部８５は、平面視四角形とされたダイアフラム８１の対向する２辺に亘るように設けられている。２つの貫通部８５は、第２の抵抗体１５と第２の抵抗体１６とを通過する平面に対して対称となるように配置されている。ダイアフラム８１の幅Ｗ１，Ｗ２が５００μｍの場合、貫通部８５の幅Ｋ５は、例えば、５μｍとすることができる。
【０１１５】
上記２つの貫通部８５を有するダイアフラム８１を備えた半導体圧力センサは、第５の実施の形態の半導体圧力センサ８０と同様な効果を得ることができる。
【０１１６】
また、本実施の形態で説明した貫通部８２及び／又は貫通部８５を第１〜第４の実施の形態で説明したダイアフラム１１，４１，６１，７１に設けてもよい。
【０１１７】
（第６の実施の形態）
図３４は、本発明の第６の実施の形態に係る半導体圧力センサの断面図であり、図３５は、第１及び第２の抵抗体が形成されたダイアフラム及び支持体の平面図である。図３４及び図３５において、第５の実施の形態の半導体圧力センサ８０と同一構成部分には同一符号を付す。また、図３４では、貫通部８２の図示を省略する。
【０１１８】
図３４及び図３５を参照するに、第６の実施の形態の半導体圧力センサ９０は、第５の実施の形態の半導体圧力センサ８０に設けられた第１の抵抗体１３，１４、保護膜１８に形成された開口部２６Ａ，２６Ｂ、及び配線パターン２１，２２の配設位置を変えた以外は半導体圧力センサ８０と同様に構成される。
【０１１９】
第１の抵抗体１３，１４は、支持体１２の上面側に設けられている。このように、薄板化されたダイアフラム８１よりも厚さの厚い支持体１２に、第１の抵抗体１３，１４を設けることにより、ダイアフラム８１が圧力を受けた際、第１の抵抗体１３，１４が変形しにくくなるため、ダイアフラム８１に印加された圧力を精度良く検出することができる。
【０１２０】
ダイアフラム８１の厚さＭ１４は、例えば、２０μｍとすることができる。また、支持体１２の厚さＭ３は、例えば、４００μｍとすることができる。
【０１２１】
開口部２６Ａは、第１の抵抗体１３上に設けられた部分の保護膜１８に形成されている。開口部２６Ｂは、第１の抵抗体１４上に設けられた部分の保護膜１８に形成されている。
【０１２２】
本実施の形態の半導体圧力センサによれば、薄板化されたダイアフラム８１よりも厚さの厚い支持体１２に、第１の抵抗体１３，１４を設けることにより、ダイアフラム８１が圧力を受けた際、第１の抵抗体１３，１４が変形しにくくなるため、ダイアフラム８１に印加された圧力を精度良く検出することができる。
【０１２３】
本実施の形態の半導体圧力センサ９０は、第５の実施の形態の半導体圧力センサ８０と同様な手法により製造することができる。
【０１２４】
なお、先に説明した第１〜第５の実施の形態の半導体圧力センサ１０，４０，６０，７０，８０に設けられた第１の抵抗体１３，１４を支持体１２上に配置してもよい。この場合、本実施の形態の半導体圧力センサ９０と同様な効果を得ることができる。
【０１２５】
（第７の実施の形態）
図３６は、本発明の第７の実施の形態に係る半導体圧力センサの断面図である。図３６において、第１の実施の形態の半導体圧力センサ１０と同一構成部分には同一符号を付す。また、図３６では、第１の抵抗体１４、配線パターン２２、及び開口部２６Ｂの図示を省略する。
【０１２６】
図３６を参照するに、第７の実施の形態の半導体圧力センサ１００は、第１の実施の形態の半導体圧力センサ１０に設けられたダイアフラム１１の代わりにダイアフラム１０１を設けると共に、さらに熱酸化膜１０２及び保護膜１０３を設けた以外は半導体圧力センサ１０と同様に構成される。
【０１２７】
ダイアフラム１０１は、薄板形状とされている。ダイアフラム１０１の厚さＭ１５は、例えば、２０μｍとすることができる。ダイアフラム１０１の下方には、凹部１０５が形成されている。
【０１２８】
凹部１０５は、図３６に示す半導体圧力センサ１００の下面側から上面側に向かうにつれて、幅が狭くなるような形状とされている。凹部１０５の底面１０５Ａは、ダイアフラム１０１の下面に相当する面である。凹部１０５の側面１０５Ｂは、傾斜面とされている。凹部１０５の側面１０５Ｂは、支持体１２の内壁に相当する面である。ダイアフラム１０１及び支持体１２の母材としては、例えば、半導体基板を用いることができる。ダイアフラム１０１及び支持体１２を形成する際の母材となる半導体基板としては、例えば、シリコンウエハを用いることができる。
【０１２９】
図３７は、本発明の第７の実施の形態に係る半導体圧力センサに設けられた熱酸化膜を説明するための図である。
【０１３０】
図３６及び図３７を参照するに、熱酸化膜１０２は、凹部１０５の底面１０５Ａと凹部１０５の側面１０５Ｂと境界に対応する部分（以下、「境界部分１０５Ｃ」とする）のダイアフラム１０１及び支持体１２に設けられている。熱酸化膜１０２は、平面視額縁形状とされている。熱酸化膜１０２は、境界部分１０５Ｃに対応するダイアフラム１０１及び支持体１２（具体的には、境界部分１０５Ｃに対応する半導体基板）を熱酸化することで形成する。熱酸化膜１０２は、ダイアフラム１０１及び支持体１２の母材となる半導体基板よりも機械的強度の弱い部材である。
【０１３１】
熱酸化膜１０２は、凹部１０５の底面１０５Ａ及び側面１０５Ｂよりも支持体１２側に設けられた熱酸化膜１０２−１と、凹部１０５の底面１０５Ａ及び側面１０５Ｂよりも凹部１０５側に設けられた熱酸化膜１０２−２とを有する。
【０１３２】
凹部１０５の角Ｐに設けられた熱酸化膜１０２の厚さＭ１６は、例えば、０．４μｍとすることができる。熱酸化膜１０２の幅Ｗ１１は、例えば、５μｍとすることができる。また、熱酸化膜１０２−１の厚さＭ１７は、例えば、０．２４μｍとすることができる。
【０１３３】
このように、凹部１０５の底面１０５Ａと側面１０５Ｂとの境界部分１０５Ｃに対応するダイアフラム１０１及び支持体１２に熱酸化膜１０２を設けることにより、ダイアフラム１０１と支持体１２との境界に対応する半導体基板の一部が機械的強度の弱い熱酸化膜１０２−１になるため、ダイアフラム１０１が圧力を受けた際、第２の抵抗体１５，１６が変形しやすくなるので、ダイアフラム１０１に印加された圧力を精度良く検出することができる。
【０１３４】
保護膜１０３は、支持体１２の下面に設けられている。保護膜１０３は、保護膜１８を形成する際に、支持体１２の下面に形成される膜である。保護膜１０３としては、例えば、ＣＶＤ法により形成された酸化膜を用いることができる。保護膜１０３の厚さは、保護膜１８の厚さＭ４と略等しい。保護膜１０３の厚さは、例えば、０．３μｍとすることができる。なお、保護膜１０３は設けても設けなくてもどちらでもよい。
【０１３５】
本実施の形態の半導体圧力センサによれば、凹部１０５の底面１０５Ａと側面１０５Ｂとの境界部分１０５Ｃに対応するダイアフラム１０１及び支持体１２に熱酸化膜１０２を設けることにより、ダイアフラム１０１と支持体１２との境界に対応する半導体基板の一部が機械的強度の弱い熱酸化膜１０２−１になるため、第２の抵抗体１５，１６が変形しやすくなるので、ダイアフラム１０１に印加された圧力を精度良く検出することができる。
【０１３６】
図３８〜図４８は、本発明の第７の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図であり、図４９は、図４６に示すダイアフラムと支持体との境界部分を拡大した図である。図３８〜図４９において、第７の実施の形態の半導体圧力センサ１００と同一構成部分には同一符号を付す。また、図３８〜図４８において、第１の抵抗体１４、配線パターン２２、開口部７３Ｂ、及び開口部２６Ｂの図示を省略する。
【０１３７】
図３８〜図４９を参照して、本発明の第７の実施の形態に係る半導体圧力センサ１００の製造方法について説明する。始めに、図３８に示す工程では、半導体基板３１の上面３１Ａ側に、第１及び第２の抵抗体１３，１４（図示せず），１５，１６を形成する。半導体基板３１としては、例えば、シリコンウエハを用いることができる。半導体基板３１がＰ型基板である場合、Ｎ型不純物を半導体基板３１に拡散させることで第１及び第２の抵抗体１３，１４（図示せず），１５，１６を形成する。半導体基板３１の厚さＭ５は、例えば、４００μｍとすることができる。
【０１３８】
次いで、図３９に示す工程では、半導体基板３１の上面３１Ａに保護膜１８を形成し、半導体基板３１の下面３１Ｂに保護膜１０３を形成する。保護膜１８，１０３は、同時に形成する。次いで、保護膜１８上にＳｉＮ膜１１１を形成し、保護膜１０３の下面にＳｉＮ膜１１２を形成する。ＳｉＮ膜１１１，１１２は、同時に形成する。
【０１３９】
保護膜１８，１０３としては、例えば、酸化膜を用いることができる。保護膜１８，１０３は、例えば、ＣＶＤ法により形成することができる。保護膜１８，１０３の厚さは、例えば、０．３μｍとすることができる。ＳｉＮ膜１１１，１１２は、例えば、ＣＶＤ法により形成することができる。また、ＳｉＮ膜１１１，１１２の厚さは、例えば、０．１４μｍとすることができる。
【０１４０】
次いで、図４０に示す工程では、ＳｉＮ膜１１２の下面に開口部１１４Ａを有したレジスト膜１１４を形成し、次いで、レジスト膜１１４をマスクとして開口部１１４Ａの形成領域に対応する部分のＳｉＮ膜１１２及び保護膜１０３をエッチングする。このエッチングにより、ＳｉＮ膜１１２及び保護膜１０３に半導体基板３１の下面３１Ｂを露出する開口部１１７が形成される。ＳｉＮ膜１１２及び保護膜１０３をエッチングする方法としては、例えば、ドライエッチング法を用いることができる。
【０１４１】
次いで、図４１に示す工程では、図４０に示すレジスト膜１１４を除去する。次いで、図４２に示す工程では、半導体基板３１の下面３１Ｂに形成されたＳｉＮ膜１１２及び保護膜１０３をマスクとして、開口部１１７に露出された部分の半導体基板３１をエッチングして凹部１０５を形成する（ダイアフラム及び支持体形成工程）。これにより、ダイアフラム１０１及び支持体１２が同時に形成される。凹部１０５は、ダイアフラム１０１が厚さＭ１５となるように形成する。ダイアフラム１０１の厚さＭ１５は、例えば、２０μｍとすることができる。支持体１２の厚さＭ３は、半導体基板３１の厚さＭ５と略等しい。支持体１２の厚さＭ３は、例えば、４００μｍとすることができる。
【０１４２】
次いで、図４３に示す工程では、凹部１０５の底面１０５Ａ及び側面１０５Ｂを覆うようにＳｉＮ膜１１６を形成する（絶縁膜形成工程）。このとき、ＣＶＤ法を用いてＳｉＮ膜１１６を形成する場合、図４３に示すように、図４２に示す構造体の上面側及び下面側を覆うようにＳｉＮ膜１１６が形成される。ＳｉＮ膜１１６の厚さＭ１８は、例えば、０．１４μｍとすることができる。
【０１４３】
次いで、図４４に示す工程では、図４３に示す構造体の下面側に開口部１１８Ａを有したレジスト膜１１８を形成し、次いで、レジスト膜１１８をマスクとして、開口部１１８Ａに露出された部分のＳｉＮ膜１１６をエッチングして、ＳｉＮ膜１１６に開口部１１６Ａを形成する（開口部形成工程）。開口部１１６Ａは、凹部１０５の底面１０５Ａと側面１０５Ｂとの境界部分１０５Ｃに対応するダイアフラム１０１及び支持体１２を露出するように形成する。開口部１１６Ａは、例えば、平面視した状態において、額縁状に形成することができる。
【０１４４】
次いで、図４５に示す工程では、図４４に示すレジスト膜１１８を除去する。次いで、図４６に示す工程では、熱酸化法により、凹部１０５の底面１０５Ａと側面１０５Ｂとの境界部分１０５Ｃに対応するダイアフラム１０１及び支持体１２を酸化して、熱酸化膜１０２−１，１０２−２よりなる熱酸化膜１０２を形成する（熱酸化膜形成工程）。
【０１４５】
このように、凹部１０５の底面１０５Ａと側面１０５Ｂとの境界部分１０５Ｃに対応するダイアフラム１０１及び支持体１２を熱酸化して熱酸化膜１０２を形成することにより、ダイアフラム１０１と支持体１２との境界に対応する半導体基板３１の一部を機械的強度の弱い熱酸化膜１０２−１にして、第２の抵抗体１５，１６を変形させやすくすることができる。
【０１４６】
熱酸化膜１０２の幅Ｗ１１は、例えば、５μｍとすることができる。また、図４９に示すように、熱酸化膜１０２の厚さＭ１６は、例えば、０．４μｍとすることができる。
【０１４７】
また、凹部１０５の角Ｐよりも支持体１２側に設けられた熱酸化膜１０２−１の厚さＭ１７は、例えば、０．２４μｍとすることができる。
【０１４８】
次いで、図４７に示す工程では、図４６に示すＳｉＮ膜１１１，１１２，１１６を除去する。次いで、図４８に示す工程では、周知の手法により、保護膜１８に開口部２６Ａ，２６Ｂ（図示せず），２７Ａ，２７Ｂを形成し、その後、配線パターン２１，２２（図示せず），２３，２４を形成する。これにより、半導体圧力センサ１００が製造される。
【０１４９】
本実施の形態の半導体圧力センサの製造方法によれば、凹部１０５の底面１０５Ａと側面１０５Ｂとの境界部分１０５Ｃに対応するダイアフラム１０１及び支持体１２を熱酸化して熱酸化膜１０２を形成することにより、ダイアフラム１０１と支持体１２との境界に対応する半導体基板３１の一部が機械的強度の弱い熱酸化膜１０２−１になるため、第２の抵抗体１５，１６を変形させやすくすることが可能となるので、ダイアフラム１０１に印加された圧力を精度良く検出することができる。
【０１５０】
図５０は、本発明の第７の実施の形態の変形例に係る半導体圧力センサを示す断面図である。図５０において、第７の実施の形態の半導体圧力センサ１００と同一構成部分には同一符号を付す。
【０１５１】
なお、本実施の形態では、第１の抵抗体１３，１４（図示せず）をダイアフラム１０１の略中央に設けた場合を例に挙げて説明したが、図５０に示すように、第１の抵抗体１３，１４（図示せず）を支持体１２に設けてもよい。
【０１５２】
また、本実施の形態の半導体圧力センサ１００に設けられた保護膜１８の代わりに、第４の実施の形態の半導体圧力センサ７０に設けられた保護膜７２を設けてもよい。
【０１５３】
（第８の実施の形態）
図５１は、本発明の第８の実施の形態に係る半導体圧力センサの断面図であり、図５２は、図５１に示す半導体圧力センサに設けられたダイアフラムと支持体との境界部分を拡大した図である。図５１及び図５２において、底面１０５Ａは熱酸化膜１３１が形成される前の凹部１０５の底面、側面１０５Ｂは熱酸化膜１３１が形成される前の凹部１０５の側面、底面１０５Ａ−１は熱酸化膜１３１形成後の凹部１０５の底面、側面１０５Ｂ−１は熱酸化膜１３１形成後の凹部１０５の側面をそれぞれ示している。
【０１５４】
図５１及び図５２を参照するに、第８の実施の形態の半導体圧力センサ１３０は、第７の実施の形態の半導体圧力センサ１００に設けられた熱酸化膜１０２の代わりに、熱酸化膜１３１を設けた以外は半導体圧力センサ１００と同様に構成される。
【０１５５】
熱酸化膜１３１は、凹部１０５の底面１０５Ａ及び側面１０５Ｂに対応する部分のダイアフラム１０１及び支持体１２を覆うように設けられている。熱酸化膜１３１は、凹部１０５の底面１０５Ａ及び側面１０５Ｂに対応する部分のダイアフラム１０１及び支持体１２を熱酸化することで形成される膜である。
【０１５６】
熱酸化膜１３１は、熱酸化膜１３１−１と、熱酸化膜１３１−２とを有する。熱酸化膜１３１−１は、凹部１０５の底面１０５Ａよりもダイアフラム１０１側に設けられている。また、熱酸化膜１３１−１は、凹部１０５の側面１０５Ｂよりも支持体１２側にも設けられている。熱酸化膜１３１−２は、凹部１０５の底面１０５Ａ及び側面１０５Ｂよりも凹部１０５側に設けられている。
【０１５７】
このように、凹部１０５の底面１０５Ａ及び側面１０５Ｂに対応する部分のダイアフラム１０１及び支持体１２を覆う熱酸化膜１３１を設けることにより、ダイアフラム１０１と支持体１２との境界に対応する半導体基板の一部が機械的強度の弱い熱酸化膜１３１−１になるため、第２の抵抗体１５，１６が変形しやすくなるので、ダイアフラム１０１に印加された圧力を精度良く検出することができる。
【０１５８】
凹部１０５の角Ｐに対応する部分に設けられた熱酸化膜１０２の厚さＭ１９は、例えば、０．４μｍとすることができる。また、凹部１０５の角Ｐに対応する部分に設けられた熱酸化膜１３１−１の厚さＭ２０は、例えば、０．２４μｍとすることができる。
【０１５９】
本実施の形態の半導体圧力センサによれば、凹部１０５の底面１０５Ａ及び側面１０５Ｂに対応する部分のダイアフラム１０１及び支持体１２を覆う熱酸化膜１３１を設けることにより、ダイアフラム１０１と支持体１２との境界に対応する半導体基板の一部が機械的強度の弱い熱酸化膜１３１−１になるため、第２の抵抗体１５，１６が変形しやすくなるので、ダイアフラム１０１に印加された圧力を精度良く検出することができる。
【０１６０】
図５３〜図５５は、本発明の第８の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図であり、図５６は、図５３に示すダイアフラムと支持体との境界部分を拡大した図である。図５３〜図５６において、本実施の形態の半導体圧力センサ１３０と同一構成部分には同一符号を付す。
【０１６１】
図５３〜図５６を参照して、本発明の第８の実施の形態の半導体圧力センサ１３０の製造方法について説明する。
【０１６２】
始めに、第７の実施の形態で説明した図３８〜図４２に示す工程と同様な処理を行って、図４２に示す構造体を形成する。次いで、図５３に示す工程では、凹部１０５の底面１０５Ａ及び側面１０５Ｂに対応する部分のダイアフラム１０１及び支持体１２を熱酸化して、凹部１０５の底面１０５Ａ及び側面１０５Ｂを覆うように、熱酸化膜１３１−１，１３１−２からなる熱酸化膜１３１を形成する（熱酸化膜形成工程）。
【０１６３】
このように、凹部１０５の底面１０５Ａ及び側面１０５Ｂに対応する部分のダイアフラム１０１及び支持体１２を熱酸化して、凹部１０５の底面１０５Ａ及び側面１０５Ｂを覆うように熱酸化膜１３１を形成することにより、ダイアフラム１０１と支持体１２との境界に対応する半導体基板の一部が機械的強度の弱い熱酸化膜１３１−１になるため、第２の抵抗体１５，１６が変形しやすくなるので、ダイアフラム１０１に印加された圧力を精度良く検出することができる。
【０１６４】
また、凹部１０５の底面１０５Ａ及び側面１０５Ｂに対応する部分のダイアフラム１０１及び支持体１２を覆うように熱酸化膜１３１を形成することにより、第７の実施の形態の半導体圧力センサ１００の製造方法において必要であった図４３〜図４５に示す工程が不要となるため、製造工程を簡略化して、半導体圧力センサ１３０の製造コストを低減することができる。
【０１６５】
凹部１０５の角Ｐに対応する部分に設けられた熱酸化膜１０２の厚さＭ１９は、例えば、０．４μｍとすることができる（図５６参照）。また、熱酸化膜１３１−１の厚さＭ２０は、例えば、０．２４μｍとすることができる（図５６参照）。
【０１６６】
次いで、図５４に示す工程では、図５３に示すＳｉＮ膜１１１，１１２を除去する。次いで、図５５に示す工程では、周知の手法により、保護膜１８に開口部２６Ａ，２６Ｂ（図示せず），２７Ａ，２７Ｂを形成し、その後、配線パターン２１，２２（図示せず），２３，２４を形成する。これにより、半導体圧力センサ１３０が製造される。
【０１６７】
本実施の形態の半導体圧力センサの製造方法によれば、凹部１０５の底面１０５Ａ及び側面１０５Ｂに対応する部分のダイアフラム１０１及び支持体１２を熱酸化して、凹部１０５の底面１０５Ａ及び側面１０５Ｂを覆うように熱酸化膜１３１を形成することにより、ダイアフラム１０１と支持体１２との境界に対応する半導体基板の一部が機械的強度の弱い熱酸化膜１３１−１になるため、第２の抵抗体１５，１６が変形しやすくなるので、ダイアフラム１０１に印加された圧力を精度良く検出することができる。
【０１６８】
また、凹部１０５の底面１０５Ａ及び側面１０５Ｂに対応する部分のダイアフラム１０１及び支持体１２を覆うように熱酸化膜１３１を形成することにより、第７の実施の形態の半導体圧力センサ１００の製造方法において必要であった図４３〜図４５に示す工程が不要となるため、製造工程を簡略化して、半導体圧力センサ１３０の製造コストを低減することができる。
【０１６９】
図５７は、本発明の第８の実施の形態の変形例に係る半導体圧力センサを示す断面図である。図５７において、第８の実施の形態の半導体圧力センサ１３０と同一構成部分には同一符号を付す。
【０１７０】
なお、本実施の形態では、第１の抵抗体１３，１４（図示せず）をダイアフラム１０１の略中央に設けた場合を例に挙げて説明したが、図５７に示すように、第１の抵抗体１３，１４（図示せず）を支持体１２に設けてもよい。
【０１７１】
また、本実施の形態の半導体圧力センサ１３０に設けられた保護膜１８の代わりに、第４の実施の形態の半導体圧力センサ７０に設けられた保護膜７２を設けてもよい。
【０１７２】
（第９の実施の形態）
図５８は、本発明の第９の実施の形態に係る半導体圧力センサ装置の概略構成図である。
【０１７３】
図５８を参照するに、半導体圧力センサ装置１５０は、筐体１５１と、第１の実施の形態の半導体圧力センサ１０と、配線１５２，１５４と、圧力数値化処理装置１５３と、表示装置１６１とを有する。
【０１７４】
筐体１５１は、半導体圧力センサ１０、配線１５２，１５４、及び圧力数値化処理装置１５３を収容するためのものである。筐体１５１は、半導体圧力センサ１０が検出する圧力を導入するための圧力導入部１６２と、配線１５４を筐体１５１の外部に引き出すための配線引き出し部１６３を有する。
【０１７５】
半導体圧力センサ１０は、筐体１５１内に設けられている。半導体圧力センサ１０は、ダイアフラム１１が圧力導入部１６２と対向するように配置されている。半導体圧力センサ１０は、ワイヤ１５６を介して、配線１５２と電気的に接続されている。半導体圧力センサ１０は、圧力導入部１６２から導入された圧力を検出した際、圧力検出信号を出力する。この圧力検出信号は、ワイヤ１５６，１５７及び配線１５２を介して、圧力数値化処理装置１５３に送信される。
【０１７６】
配線１５２は、筐体１５１内に設けられている。配線１５２は、ワイヤ１５６を介して、半導体圧力センサ１０と電気的に接続されている。また、配線１５２は、ワイヤ１５７を介して、圧力数値化処理装置１５３と電気的に接続されている。配線１５２は、半導体圧力センサ１０と圧力数値化処理装置１５３とを電気的に接続するためのものである。
【０１７７】
圧力数値化処理装置１５３は、筐体１５１内に設けられている。圧力数値化処理装置１５３は、ワイヤ１５６，１５７及び配線１５２を介して、半導体圧力センサ１０と電気的に接続されている。また、圧力数値化処理装置１５３は、ワイヤ１５８及び配線１５４を介して、表示装置１６１と電気的に接続されている。圧力数値化処理装置１５３は、半導体圧力センサ１０の制御全般を行う機能を奏する。また、圧力数値化処理装置１５３は、半導体圧力センサ１０が検出した圧力検出信号に基づき、ダイアフラム１１に印加された圧力を数値化し、この数値化したデータをワイヤ１５８及び配線１５４を介して、表示装置１６１に送信する。
【０１７８】
表示装置１６１は、筐体１５１の外部に設けられており、配線１５４と接続されている。表示装置１６１は、配線１５４及びワイヤ１５８を介して、圧力数値化処理装置１５３と電気的に接続されている。表示装置１６１は、数値化された圧力を表示する表示部１６５を有する。表示装置１６１は、圧力数値化処理装置１５３により数値化された圧力を表示部１６５に表示する。
【０１７９】
本実施の形態の半導体圧力センサ装置によれば、第１の実施の形態の半導体圧力センサ１０を備えることにより、ダイアフラム１１に印加された圧力を精度良く検出することができる。
【０１８０】
なお、本実施の形態の半導体圧力センサ装置１５０では、第１の実施の形態の半導体圧力センサ１０を設けた場合を例に挙げて説明したが、第１の実施の形態の半導体圧力センサ１０の代わりに、第２〜第８の実施の形態において説明した半導体圧力センサ４０，６０，７０，８０，９０，１００，１３０，１７０，１８０のいずれかを設けた場合についても同様な効果を得ることができる。
【０１８１】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１８２】
本発明は、第１及び第２の抵抗体の抵抗値の差分に基づいて、ダイアフラムに印加された圧力を検出する半導体圧力センサ及びその製造方法、及び半導体圧力センサ装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１８３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る半導体圧力センサの断面図である。
【図２】第１及び第２の抵抗体の配設位置を説明するための図である。
【図３】異なる厚さを有する他のダイアフラムを説明するための図（その１）である。
【図４】異なる厚さを有する他のダイアフラムを説明するための図（その２）である。
【図５】異なる厚さを有する他のダイアフラムを説明するための図（その３）である。
【図６】異なる厚さを有する他のダイアフラムを説明するための図（その４）である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図（その１）である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図（その２）である。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図（その３）である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図（その４）である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図（その５）である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図（その６）である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図（その７）である。
【図１４】本発明の第１の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図（その８）である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態に係る半導体圧力センサの断面図である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態に係る半導体圧力センサに設けられたダイアフラムを説明するための図である。
【図１７】本発明の第２の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図（その１）である。
【図１８】本発明の第２の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図（その２）である。
【図１９】本発明の第２の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図（その３）である。
【図２０】本発明の第２の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図（その４）である。
【図２１】本発明の第２の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図（その５）である。
【図２２】本発明の第２の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図（その６）である。
【図２３】本発明の第２の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図（その７）である。
【図２４】本発明の第３の実施の形態に係る半導体圧力センサの断面図である。
【図２５】本発明の第４の実施の形態に係る半導体圧力センサの断面図である。
【図２６】本発明の第４の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図（その１）である。
【図２７】本発明の第４の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図（その２）である。
【図２８】本発明の第４の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図（その３）である。
【図２９】本発明の第４の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図（その４）である。
【図３０】本発明の第４の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図（その５）である。
【図３１】本発明の第５の実施の形態に係る半導体圧力センサの断面図である。
【図３２】第１及び第２の抵抗体が形成されたダイアフラム及び支持体の平面図である。
【図３３】ダイアフラムに形成する貫通部の他の例を示す図である。
【図３４】本発明の第６の実施の形態に係る半導体圧力センサの断面図である。
【図３５】第１及び第２の抵抗体が形成されたダイアフラム及び支持体の平面図である。
【図３６】本発明の第７の実施の形態に係る半導体圧力センサの断面図である。
【図３７】本発明の第７の実施の形態に係る半導体圧力センサに設けられた熱酸化膜を説明するための図である。
【図３８】本発明の第７の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図（その１）である。
【図３９】本発明の第７の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図（その２）である。
【図４０】本発明の第７の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図（その３）である。
【図４１】本発明の第７の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図（その４）である。
【図４２】本発明の第７の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図（その５）である。
【図４３】本発明の第７の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図（その６）である。
【図４４】本発明の第７の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図（その７）である。
【図４５】本発明の第７の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図（その８）である。
【図４６】本発明の第７の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図（その９）である。
【図４７】本発明の第７の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図（その１０）である。
【図４８】本発明の第７の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図（その１１）である。
【図４９】図４６に示すダイアフラムと支持体との境界部分を拡大した図である。
【図５０】本発明の第７の実施の形態の変形例に係る半導体圧力センサを示す断面図である。
【図５１】本発明の第８の実施の形態に係る半導体圧力センサの断面図である。
【図５２】図５１に示す半導体圧力センサに設けられたダイアフラムと支持体との境界部分を拡大した図である。
【図５３】本発明の第８の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図（その１）である。
【図５４】本発明の第８の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図（その２）である。
【図５５】本発明の第８の実施の形態に係る半導体圧力センサの製造工程を示す図（その３）である。
【図５６】図５３に示すダイアフラムと支持体との境界部分を拡大した図である。
【図５７】本発明の第８の実施の形態の変形例に係る半導体圧力センサを示す断面図である。
【図５８】本発明の第９の実施の形態に係る半導体圧力センサ装置の概略構成図である。
【図５９】従来の半導体圧力センサの断面図である。
【符号の説明】
【０１８４】
１０，４０，６０，７０，８０，９０，１００，１３０，１７０，１８０  半導体圧力センサ
１１，４１，６１，７１，８１，１０１  ダイアフラム
１２  支持体
１３，１４  第１の抵抗体
１５，１６  第２の抵抗体
１８，７２，７２−１，７２−２，７６，１０３  保護膜
２１，２２，２３，２４  配線パターン
２５，４２  凸部
２５Ａ  面
２５Ｂ，３５Ｂ，４２Ｂ，１０５Ｂ，１０５Ｂ−１  側面
２６Ａ，２６Ｂ，２７Ａ，２７Ｂ，３３Ａ，４７Ａ，７３Ａ，７３Ｂ，７４Ａ，７４Ｂ，１１４Ａ，１１７，１１６Ａ，１１８Ａ  開口部
３１  半導体基板
３１Ａ，３１Ｃ，４２Ａ  上面
３１Ｂ  下面
３３，３７，４５，４７，７８，１１４，１１８  レジスト膜
３５，４９，１０５  凹部
３５Ａ，１０５Ａ，１０５Ａ−１  底面
８２，８５  貫通部
１０２，１０２−１，１０２−２，１３１，１３１−１，１３１−２  熱酸化膜
１０５Ｃ  境界部分
１１１，１１２，１１６  ＳｉＮ膜
１５０  半導体圧力センサ装置
１５１  筐体
１５２，１５４  配線
１５３  圧力数値化処理装置
１５６〜１５８  ワイヤ
１６１  表示装置
１６２  圧力導入部
１６３  配線引き出し部
１６５  表示部
Ａ  第１の抵抗体形成領域
Ｂ  外周縁
Ｄ１，Ｄ２  深さ
Ｅ  高さ
Ｇ，Ｉ，Ｎ，Ｐ  厚さの薄いダイアフラム部分
Ｋ１〜Ｋ５，Ｗ１〜Ｗ１１  幅
Ｌ１〜Ｌ４，Ｊ１，Ｊ２  長さ
Ｍ１〜Ｍ２０  厚さ
Ｐ  角
【図１】
2008107303.tif 000004
【図２】
2008107303.tif 000005
【図３】
2008107303.tif 000006
【図４】
2008107303.tif 000007
【図５】
2008107303.tif 000008
【図６】
2008107303.tif 000009
【図７】
2008107303.tif 000010
【図８】
2008107303.tif 000011
【図９】
2008107303.tif 000012
【図１０】
2008107303.tif 000013
【図１１】
2008107303.tif 000014
【図１２】
2008107303.tif 000015
【図１３】
2008107303.tif 000016
【図１４】
2008107303.tif 000017
【図１５】
2008107303.tif 000018
【図１６】
2008107303.tif 000019
【図１７】
2008107303.tif 000020
【図１８】
2008107303.tif 000021
【図１９】
2008107303.tif 000022
【図２０】
2008107303.tif 000023
【図２１】
2008107303.tif 000024
【図２２】
2008107303.tif 000025
【図２３】
2008107303.tif 000026
【図２４】
2008107303.tif 000027
【図２５】
2008107303.tif 000028
【図２６】
2008107303.tif 000029
【図２７】
2008107303.tif 000030
【図２８】
2008107303.tif 000031
【図２９】
2008107303.tif 000032
【図３０】
2008107303.tif 000033
【図３１】
2008107303.tif 000034
【図３２】
2008107303.tif 000035
【図３３】
2008107303.tif 000036
【図３４】
2008107303.tif 000037
【図３５】
2008107303.tif 000038
【図３６】
2008107303.tif 000039
【図３７】
2008107303.tif 000040
【図３８】
2008107303.tif 000041
【図３９】
2008107303.tif 000042
【図４０】
2008107303.tif 000043
【図４１】
2008107303.tif 000044
【図４２】
2008107303.tif 000045
【図４３】
2008107303.tif 000046
【図４４】
2008107303.tif 000047
【図４５】
2008107303.tif 000048
【図４６】
2008107303.tif 000049
【図４７】
2008107303.tif 000050
【図４８】
2008107303.tif 000051
【図４９】
2008107303.tif 000052
【図５０】
2008107303.tif 000053
【図５１】
2008107303.tif 000054
【図５２】
2008107303.tif 000055
【図５３】
2008107303.tif 000056
【図５４】
2008107303.tif 000057
【図５５】
2008107303.tif 000058
【図５６】
2008107303.tif 000059
【図５７】
2008107303.tif 000060
【図５８】
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【図５９】
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