(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板（３ａ）にて構成され、該半導体基板（３ａ）の裏面が凹まされて薄肉化された第１ダイアフラム（３ｂ）を含み、前記第１ダイアフラム（３ｂ）にゲージ抵抗（３ｃ）が形成されたセンサチップ（３）と、
前記第１ダイアフラム（３ｂ）を覆うように、前記半導体基板（３ａ）の表面に接合された保護キャップ（５）と、
前記保護キャップ（５）および前記センサチップ（３）を収容する空間（９）および搭載する搭載面（２ａ）を有し、前記保護キャップ（５）の表面を受圧面として該受圧面に測定対象となる圧力媒体を導入すると共に、前記センサチップ（３）を構成する前記半導体基板（３ａ）の裏面側に大気を導くように構成されたケース（２）と、
前記ケース（２）の外部との電気的な接続を行うためのターミナル（２ｃ）と、
前記ゲージ抵抗（３ｃ）と前記ターミナル（２ｃ）との電気的接続を行うための配線部（４）とを備え、
前記受圧面に導入された前記圧力媒体の圧力に応じて前記保護キャップ（５）が歪むと、該歪みに応じた力が前記第１ダイアフラム（３ｂ）に伝わることで前記ゲージ抵抗（３ｃ）の抵抗値が変化し、該変化に応じた検出信号が前記配線部（４）および前記ターミナル（２ｃ）を通じて出力されるように構成され、
前記配線部（４）は、前記半導体基板（３ａ）のうち少なくとも裏面から設けられた穴内に内壁絶縁膜（１８）を介して埋め込まれていると共に前記ゲージ抵抗（３ｃ）に電気的に接続された埋込配線（４ｂ、４ｃ、４ｅ）と、前記埋込配線（４ｂ、４ｃ、４ｅ）のうち前記半導体基板（３ａ）の裏面から露出する部分と前記ケース（２）の前記搭載面（２ａ）から部分的に露出された前記ターミナル（２ｃ）の該露出部分との間に配置された電気的導通可能な接合部材（４ｄ、４ｆ）とを含み、前記埋込配線（４ｂ、４ｃ、４ｅ）が前記保護キャップ（５）にて覆われることで前記ケース（２）内における前記圧力媒体が導入される空間（９ａ）から分離されており、
前記ケース（２）の前記搭載面（２ａ）と前記半導体基板（３ａ）の裏面との間には、前記ケース（２）内における前記圧力媒体が導入される空間（９ａ）と前記大気が導入される空間（９ｂ）との差圧を保持し、かつ、前記圧力媒体と前記大気とから前記バンプ（４ｄ）を分離する環状部材（７ａ、７ｂ）にて構成された封止材（７）が備えられており、
前記半導体基板（３ａ）の表面に接続用中間層となる酸化膜（１６）を介して前記保護キャップ（５）が接合されていることを特徴とする圧力センサ。
【請求項２】
半導体基板（３ａ）にて構成され、該半導体基板（３ａ）の裏面が凹まされて薄肉化された第１ダイアフラム（３ｂ）を含み、前記第１ダイアフラム（３ｂ）にゲージ抵抗（３ｃ）が形成されたセンサチップ（３）と、
前記センサチップ（３）のうち前記半導体基板（３ａ）の裏面に貼り付けられた板状の台座（１５）と、
前記第１ダイアフラム（３ｂ）を覆うように、前記半導体基板（３ａ）の表面に接合された保護キャップ（５）と、
前記保護キャップ（５）と前記センサチップ（３）および前記台座（１５）を収容する空間（９）および搭載する搭載面（２ａ）を有し、前記保護キャップ（５）の表面を受圧面として該受圧面に測定対象となる圧力媒体を導入するように構成されたケース（２）と、
前記ケース（２）の外部との電気的な接続を行うためのターミナル（２ｃ）と、
前記ゲージ抵抗（３ｃ）と前記ターミナル（２ｃ）との電気的接続を行うための配線部（４）とを備え、
前記受圧面に導入された前記圧力媒体の圧力に応じて前記保護キャップ（５）が歪むと、該歪みに応じた力が前記第１ダイアフラム（３ｂ）に伝わることで前記ゲージ抵抗（３ｃ）の抵抗値が変化し、該変化に応じた検出信号が前記配線部（４）および前記ターミナル（２ｃ）を通じて出力されるように構成され、
前記配線部（４）は、前記半導体基板（３ａ）のうち少なくとも裏面から設けられた穴内および前記台座（１５）の表裏を貫通するように形成された穴内に内壁絶縁膜（１８）を介して埋め込まれていると共に前記ゲージ抵抗（３ｃ）に電気的に接続された埋込配線（４ｂ、４ｃ、４ｅ）と、前記埋込配線（４ｂ、４ｃ、４ｅ）のうち前記半導体基板（３ａ）の裏面から露出する部分と前記ケース（２）の前記搭載面（２ａ）に部分的に露出された前記ターミナル（２ｃ）の該露出部分との間に配置された接合部材（４ｄ、４ｆ）とを含み、前記埋込配線（４ｂ、４ｃ、４ｅ）が前記保護キャップ（５）にて覆われることで前記ケース（２）内における前記圧力媒体が導入される空間（９ａ）から分離されており、
前記ケース（２）の前記搭載面（２ａ）と前記台座（１５）の裏面との間には、前記ケース（２）内における前記圧力媒体が導入される空間（９ａ）から前記接合部材（４ｄ、４ｆ）を分離することで、前記圧力媒体から前記接合部材（４ｄ、４ｆ）を分離する環状部材（７ａ、７ｂ）にて構成された封止材（７）が備えられており、
前記半導体基板（３ａ）の表面に接続用中間層となる酸化膜（１６）を介して前記保護キャップ（５）が接合されていることを特徴とする圧力センサ。
【請求項３】
半導体基板（３ａ）にて構成され、該半導体基板（３ａ）の裏面が凹まされて薄肉化された第１ダイアフラム（３ｂ）を含み、前記第１ダイアフラム（３ｂ）にゲージ抵抗（３ｃ）が形成されたセンサチップ（３）と、
前記センサチップ（３）のうち前記半導体基板（３ａ）の裏面に貼り付けられた板状の台座（１５）と、
前記第１ダイアフラム（３ｂ）を覆うように、前記半導体基板（３ａ）の表面に接合された保護キャップ（５）と、
前記保護キャップ（５）と前記センサチップ（３）および前記台座（１５）を収容する空間（９）および搭載する搭載面（２ａ）を有し、前記保護キャップ（５）の表面を受圧面として該受圧面に測定対象となる圧力媒体を導入するように構成されたケース（２）と、
前記ケース（２）の外部との電気的な接続を行うためのターミナル（２ｃ）と、
前記ゲージ抵抗（３ｃ）と前記ターミナル（２ｃ）との電気的接続を行うための配線部（４）とを備え、
前記受圧面に導入された前記圧力媒体の圧力に応じて前記保護キャップ（５）が歪むと、該歪みに応じた力が前記第１ダイアフラム（３ｂ）に伝わることで前記ゲージ抵抗（３ｃ）の抵抗値が変化し、該変化に応じた検出信号が前記配線部（４）および前記ターミナル（２ｃ）を通じて出力されるように構成され、
前記配線部（４）は、前記半導体基板（３ａ）のうち少なくとも裏面から設けられた穴内および前記台座（１５）の表裏を貫通するように形成された穴内に内壁絶縁膜（１８）を介して埋め込まれていると共に前記ゲージ抵抗（３ｃ）に電気的に接続された埋込配線（４ｂ、４ｃ、４ｅ）を含み、前記埋込配線（４ｂ、４ｃ、４ｅ）が前記保護キャップ（５）にて覆われることで前記ケース（２）内における前記圧力媒体が導入される空間（９ａ）から分離されており、
前記ケース（２）の前記搭載面（２ａ）に対して前記台座（１５）が直接接触するように配置されることで、前記埋込配線（４ｂ、４ｃ、４ｅ）が直接前記ターミナル（２ｃ）に接続され、かつ、この接続箇所が前記圧力媒体が導入される空間（９ａ）から分離されており、
前記半導体基板（３ａ）の表面に接続用中間層となる酸化膜（１６）を介して前記保護キャップ（５）が接合されていることを特徴とする圧力センサ。
【請求項４】
前記埋込配線（４ｂ、４ｃ）は、前記半導体基板（３ａ）の表面に層間絶縁膜（１３）を介して形成された表面パターン（４ａ）と電気的に接続され、
前記表面パターン（４ａ）は、酸化膜（１６）と窒化膜（１７）の少なくとも１つによって覆われていると共に、前記層間絶縁膜（１３）に形成されたコンタクトホール（１３ａ）を通じて前記ゲージ抵抗（３ｃ）と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の圧力センサ。
【請求項５】
前記保護キャップ（５）は、基板（１０）の裏面側に凹部（５ａ）が形成されることで薄肉化された第２ダイアフラム（５ｂ）を含み、前記凹部（５ａ）側を前記センサチップ（３）側に向け、該凹部（５ａ）内に前記第１ダイアフラム（３ｂ）が入るようにして、前記半導体基板（３ａ）の表面に接合されており、
前記保護キャップ（５）における前記凹部（５ａ）と前記半導体基板（３ａ）の表面との間には、圧力伝達媒体（６）が充填され、前記受圧面に導入された前記圧力媒体の圧力に応じて前記保護キャップ（５）の前記第２ダイアフラム（５ｂ）が歪み、該歪みに応じた力が前記圧力伝達媒体（６）を介して前記第１ダイアフラム（３ｂ）に伝わるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の圧力センサ。
【請求項６】
半導体基板（３ａ）にて構成され、該半導体基板（３ａ）の裏面が凹まされて薄肉化された第１ダイアフラム（３ｂ）を含み、前記第１ダイアフラム（３ｂ）にゲージ抵抗（３ｃ）が形成されたセンサチップ（３）と、
前記第１ダイアフラム（３ｂ）と対応する部分が貫通孔（５ｃ）とされ、前記第１ダイアフラム（３ｂ）の周囲において、前記半導体基板（３ａ）の表面に接合された保護キャップ（５）と、
前記保護キャップ（５）および前記センサチップ（３）を収容する空間（９）および搭載する搭載面（２ａ）を有し、前記第１ダイアフラム（３ｂ）の表面を受圧面として該受圧面に測定対象となる圧力媒体を導入すると共に、前記センサチップ（３）を構成する前記半導体基板（３ａ）の裏面側に大気を導くように構成されたケース（２）と、
前記ケース（２）の外部との電気的な接続を行うためのターミナル（２ｃ）と、
前記ゲージ抵抗（３ｃ）と前記ターミナル（２ｃ）との電気的接続を行うための配線部（４）とを備え、
前記受圧面に導入された前記圧力媒体の圧力に応じて前記第１ダイアフラム（３ｂ）が歪むと前記ゲージ抵抗（３ｃ）の抵抗値が変化し、該変化に応じた検出信号が前記配線部（４）および前記ターミナル（２ｃ）を通じて出力されるように構成され、
前記配線部（４）は、前記半導体基板（３ａ）の表裏を貫通する貫通孔内に埋め込まれていると共に前記ゲージ抵抗（３ｃ）に電気的に接続された埋込配線（４ａ〜４ｃ）と、前記埋込配線（４ａ〜４ｃ）のうち前記半導体基板（３ａ）の裏面から露出する部分と前記ケース（２）の前記搭載面（２ａ）に部分的に露出された前記ターミナル（２ｃ）の該露出部分との間に配置された接合部材（４ｄ、４ｆ）とを含み、前記埋込配線（４ａ〜４ｃ）が前記保護キャップ（５）にて覆われることで前記ケース（２）内における前記圧力媒体が導入される空間（９ａ）から分離されており、
前記ケース（２）の前記搭載面（２ａ）と前記半導体基板（３ａ）の裏面との間には、前記ケース（２）内における前記圧力媒体が導入される空間（９ａ）と前記大気が導入される空間（９ｂ）との差圧を保持し、かつ、前記圧力媒体と前記大気とから前記バンプ（４ｄ）を分離する環状部材（７ａ、７ｂ）にて構成された封止材（７）が備えられており、
前記半導体基板（３ａ）の表面に接続用中間層となる酸化膜（１６）を介して前記保護キャップ（５）が接合されていることを特徴とする圧力センサ。
【請求項７】
半導体基板（３ａ）にて構成され、該半導体基板（３ａ）の裏面が凹まされて薄肉化された第１ダイアフラム（３ｂ）を含み、前記第１ダイアフラム（３ｂ）にゲージ抵抗（３ｃ）が形成されたセンサチップ（３）と、
前記センサチップ（３）のうち前記半導体基板（３ａ）の裏面に貼り付けられた板状の台座（１５）と、
前記第１ダイアフラム（３ｂ）と対応する部分が貫通孔（５ｃ）とされ、前記第１ダイアフラム（３ｂ）の周囲において、前記半導体基板（３ａ）の表面に接合された保護キャップ（５）と、
前記保護キャップ（５）、前記センサチップ（３）および前記台座（１５）を収容する空間（９）および搭載する搭載面（２ａ）を有し、前記第１ダイアフラム（３ｂ）の表面を受圧面として該受圧面に測定対象となる圧力媒体を導入するように構成されたケース（２）と、
前記ケース（２）の外部との電気的な接続を行うためのターミナル（２ｃ）と、
前記ゲージ抵抗（３ｃ）と前記ターミナル（２ｃ）との電気的接続を行うための配線部（４）とを備え、
前記受圧面に導入された前記圧力媒体の圧力に応じて前記第１ダイアフラム（３ｂ）が歪むと前記ゲージ抵抗（３ｃ）の抵抗値が変化し、該変化に応じた検出信号が前記配線部（４）および前記ターミナル（２ｃ）を通じて出力されるように構成され、
前記配線部（４）は、前記半導体基板（３ａ）の表裏を貫通する貫通孔内および前記台座（１５）の表裏を貫通するように形成された穴内に内壁絶縁膜（１８）を介して埋め込まれていると共に前記ゲージ抵抗（３ｃ）に電気的に接続された埋込配線（４ａ〜４ｃ）と、前記埋込配線（４ａ〜４ｃ）のうち前記半導体基板（３ａ）の裏面から露出する部分と前記ケース（２）の前記搭載面（２ａ）に部分的に露出された前記ターミナル（２ｃ）の該露出部分との間に配置された接合部材（４ｄ、４ｆ）とを含み、前記埋込配線（４ａ〜４ｃ）が前記保護キャップ（５）にて覆われることで前記ケース（２）内における前記圧力媒体が導入される空間（９ａ）から分離されており、
前記ケース（２）の前記搭載面（２ａ）と前記半導体基板（３ａ）の裏面との間には、前記ケース（２）内における前記圧力媒体が導入される空間（９ａ）と前記接合部材（４ｄ、４ｆ）を分離することで、前記接合部材（４ｄ、４ｆ）を前記圧力媒体から分離する環状部材（７ａ、７ｂ）にて構成された封止材（７）が備えられており、
前記半導体基板（３ａ）の表面に接続用中間層となる酸化膜（１６）を介して前記保護キャップ（５）が接合されていることを特徴とする圧力センサ。
【請求項８】
半導体基板（３ａ）にて構成され、該半導体基板（３ａ）の裏面が凹まされて薄肉化された第１ダイアフラム（３ｂ）を含み、前記第１ダイアフラム（３ｂ）にゲージ抵抗（３ｃ）が形成されたセンサチップ（３）と、
前記センサチップ（３）のうち前記半導体基板（３ａ）の裏面に貼り付けられた板状の台座（１５）と、
前記第１ダイアフラム（３ｂ）と対応する部分が貫通孔（５ｃ）とされ、前記第１ダイアフラム（３ｂ）の周囲において、前記半導体基板（３ａ）の表面に接合された保護キャップ（５）と、
前記保護キャップ（５）、前記センサチップ（３）および前記台座（１５）を収容する空間（９）および搭載する搭載面（２ａ）を有し、前記第１ダイアフラム（３ｂ）の表面を受圧面として該受圧面に測定対象となる圧力媒体を導入するように構成されたケース（２）と、
前記ケース（２）の外部との電気的な接続を行うためのターミナル（２ｃ）と、
前記ゲージ抵抗（３ｃ）と前記ターミナル（２ｃ）との電気的接続を行うための配線部（４）とを備え、
前記受圧面に導入された前記圧力媒体の圧力に応じて前記第１ダイアフラム（３ｂ）が歪むと前記ゲージ抵抗（３ｃ）の抵抗値が変化し、該変化に応じた検出信号が前記配線部（４）および前記ターミナル（２ｃ）を通じて出力されるように構成され、
前記配線部（４）は、前記半導体基板（３ａ）の表裏を貫通する貫通孔内および前記台座（１５）の表裏を貫通するように形成された穴内に内壁絶縁膜（１８）を介して埋め込まれていると共に前記ゲージ抵抗（３ｃ）に電気的に接続された埋込配線（４ａ〜４ｃ）を含み、前記埋込配線（４ａ〜４ｃ）が前記保護キャップ（５）にて覆われることで前記ケース（２）内における前記圧力媒体が導入される空間（９ａ）から分離されており、
前記ケース（２）の前記搭載面（２ａ）に対して前記台座（１５）が直接接触するように配置されることで、前記埋込配線（４ｃ〜４ｃ）が直接前記ターミナル（２ｃ）に接続され、かつ、この接続箇所が前記圧力媒体が導入される空間（９ａ）から分離されており、
前記半導体基板（３ａ）の表面に接続用中間層となる酸化膜（１６）を介して前記保護キャップ（５）が接合されていることを特徴とする圧力センサ。
【請求項９】
前記穴は前記ゲージ抵抗（３ａ）の表面の一部にも形成され、該ゲージ抵抗（３ａ）のうち前記穴が形成された部分にも前記内壁絶縁膜（１８）が形成されており、
前記埋込配線（４ａ）は、酸化膜（１６）と窒化膜（１７）の少なくとも１つによって覆われていると共に、前記ゲージ抵抗（３ａ）の表面の前記内壁絶縁膜（１８）に形成されたコンタクトホール（１８ａ）を通じて前記ゲージ抵抗（３ａ）と電気的に接続されていることを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１つに記載の圧力センサ。
【請求項１０】
前記封止材（７）を構成する前記環状部材（７ａ、７ｂ）は、第１環状部材（７ａ）と該第１環状部材（７ａ）を囲むように配置される第２環状部材（７ｂ）とを有して構成され、
前記接合部材（４ｄ、４ｆ）は、前記第１、第２環状部材（７ａ、７ｂ）の間に配置されていることを特徴とする請求項１、２、７、８のいずれか１つに記載の圧力センサ。
【請求項１１】
前記ケース（２）の搭載面（２ａ）には、前記大気が導入される空間（９ｂ）に大気を導入するための大気導入孔（２ｂ）が備えられ、
前記第１環状部材（７ａ）は、前記大気導入孔（２ｂ）を囲むように配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の圧力センサ。
【請求項１２】
前記封止材（７）は、１つの環状部材にて構成されており、該封止材（７）内に前記接合部材としてのバンプ（４ｄ）が埋め込まれていることを特徴とする請求項１、２、７、８のいずれか１つに記載の圧力センサ。
【請求項１３】
前記ケース（２）の搭載面（２ａ）には、前記大気が導入される空間（９ｂ）に大気を導入するための大気導入孔（２ｂ）が備えられ、
前記封止材（７）は前記バンプ（４ｄ）よりも前記大気導入孔（２ｂ）側および該大気導入孔（２ｂ）に対して外側にはみ出していることを特徴とする請求項１２に記載の圧力センサ。
【請求項１４】
前記ケース（２）は、前記空間（９）および前記搭載面（２ａ）を構成する上部ケース（２１）と、前記上部ケース（２１）の搭載面（２ａ）を挟んで前記センサチップ（３）とは反対側に配置され、前記ターミナル（２ｃ）が備えられた下部ケース（２２）とを有して構成され、
前記上部ケース（２１）には、前記埋込配線（４ｃ）と対応する位置に穴（２１ａ）が形成されており、該穴（２１ａ）を通じて前記ターミナル（２ｃ）が露出されていると共に、前記穴（２１ａ）内に前記接合部材（４ｆ）が配置されることで、前記埋込配線（４ｃ）と前記ターミナル（２ｃ）とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の圧力センサ。
【請求項１５】
前記配線部（４）は複数備えられていると共に、前記上部ケース（２１）に形成された前記穴（２１ａ）も前記配線部（４）の数と同数形成されており、
前記封止材（７）は、前記穴（２１ａ）をすべて囲むように構成された環状部材であることを特徴とする請求項１４に記載の圧力センサ。
【請求項１６】
前記配線部（４）は複数備えられていると共に、前記上部ケース（２１）に形成された前記穴（２１ａ）も前記配線部（４）の数と同数形成されており、
前記封止材（７）は、前記穴（２１ａ）と同数備えられ、該穴（２１ａ）の１つ１つが該封止材（７）の１つ１つによって囲まれていることを特徴とする請求項１４に記載の圧力センサ。
【請求項１７】
前記配線部（４）は複数備えられていると共に、前記上部ケース（２１）に形成された前記穴（２１ａ）も前記配線部（４）の数と同数形成されており、
前記封止材（７）は、前記穴（２１ａ）よりも少ない数備えられ、該穴（２１ａ）の複数が該封止材（７）のうちの１つによって囲まれていることを特徴とする請求項１４に記載の圧力センサ。
【請求項１８】
前記ケース内における前記圧力媒体が導入される空間（９ａ）のうち前記ケース（２）と前記センサチップ（３）と前記封止材（７）の間には、前記圧力媒体から前記封止材（７）を保護するための保護材（８）が充填されていることを特徴とする請求項１ないし１７のいずれか１つに記載の圧力センサ。
【請求項１９】
半導体基板（３ａ）を用意する工程と、
前記半導体基板（３ａ）にて構成され、前記半導体基板（３ａ）の裏面が凹まされて薄肉化されたダイアフラム（３ｂ）を含み、前記ダイアフラム（３ｂ）にゲージ抵抗（３ｃ）が備えられたセンサチップ（３）を形成する工程と、
前記半導体基板（３ａ）の表裏を貫通する穴を形成したのち、該穴内に内壁絶縁膜（１８）を形成すると共に、前記内壁絶縁膜（１８）を介して前記穴内に導体を埋め込むことで、前記ゲージ抵抗（３ｃ）に電気的に接続される埋込配線（４ｂ、４ｃ）を形成する工程と、
前記ゲージ抵抗（３ｃ）の表面に層間絶縁膜（１３）を形成したのち、この層間絶縁膜（１３）にコンタクトホール（１３ａ）を形成し、このコンタクトホール（１３ａ）を通じてゲージ抵抗（３ｃ）および埋込配線（４ｂ、４ｃ）と電気的に接続される表面パターン（４ａ）を形成する工程と、
前記ゲージ抵抗（３ｃ）および前記表面パターン（４ａ）を含めて、前記半導体基板（３ａ）の表面に酸化膜（１６）と窒化膜（１７）の少なくとも一方を含む保護膜を形成する工程と、
基板（１０）の裏面側に凹部（５ａ）が形成されることで薄肉化された第２ダイアフラム（５ｂ）を含む保護キャップ（５）を形成する工程と、
前記保護キャップ（５）を、前記凹部（５ａ）側を前記センサチップ（３）側に向け、該凹部（５ａ）内に前記ダイアフラム（３ｂ）および前記埋込配線（４ｂ、４ｃ）が入るようにして、前記半導体基板（３ａ）の表面に接続用中間層となる酸化膜（１６）を介して接合する工程と、
前記保護キャップ（５）および前記センサチップ（３）を収容する空間（９）および搭載する搭載面（２ａ）を有し、該搭載面（２ａ）に大気導入孔（２ｂ）が形成されていると共に、前記搭載面（２ａ）から部分的に露出するターミナル（２ｃ）が備えられ、かつ、測定対象となる圧力媒体が導入される空間（９ａ）および前記大気導入孔（２ｂ）を通じて大気が導入される空間（９ｂ）を形成するケース（２）を用意する工程と、
前記大気導入孔（２ｂ）を囲む環状部材（７ａ、７ｂ）にて構成された封止材（７）および該封止材（７）中に配置される導体のバンプ（４ｄ）を前記搭載面（２ａ）と前記半導体基板（３ａ）の裏面との間に挟んだ状態で、前記保護キャップ（５）と共に前記センサチップ（３）を前記搭載面（２ａ）に搭載し、前記バンプ（４ｄ）にて、前記埋込配線（４ｂ、４ｃ）のうち前記半導体基板（３ａ）の裏面から露出する部分と前記ターミナル（２ｃ）のうち前記搭載面（２ａ）から露出した部分とを電気的に接続しつつ、前記封止材（７）にて、前記ケース（２）内における圧力媒体が導入される空間（９ａ）と前記大気が導入される空間（９ｂ）を区画する工程と、を含んでいることを特徴とする圧力センサの製造方法。
【請求項２０】
半導体基板（３ａ）を用意する工程と、
前記半導体基板（３ａ）にて構成され、前記半導体基板（３ａ）の裏面が凹まされて薄肉化されたダイアフラム（３ｂ）を含み、前記ダイアフラム（３ｂ）にゲージ抵抗（３ｃ）が備えられたセンサチップ（３）を形成する工程と、
前記半導体基板（３ａ）の表裏を貫通すると共に前記ゲージ抵抗（３ｃ）の一部を経こませる穴を形成したのち、該穴内に内壁絶縁膜（１８）を形成する工程と、
前記内壁絶縁膜（１８）のうち前記ゲージ抵抗（３ｃ）の上に形成された部分にコンタクトホール（１８ａ）を形成したのち、前記内壁絶縁膜（１８）を介して前記穴内に導体を埋め込むことで、前記コンタクトホール（１８ａ）を通じて前記ゲージ抵抗（３ｃ）に電気的に接続される埋込配線（４ａ〜４ｃ）を形成する工程と、
基板（１０）の表裏を貫通する貫通孔（５ｃ）が形成された保護キャップ（５）を形成する工程と、
前記貫通孔（５ｃ）内に前記ダイアフラム（３ｂ）が配置され、前記保護キャップ（５）にて前記埋込配線（４ｂ、４ｃ）が覆われるように、前記保護キャップ（５）を前記半導体基板（３ａ）の表面に接続用中間層となる酸化膜（１６）を介して接合する工程と、
前記保護キャップ（５）および前記センサチップ（３）を収容する空間（９）および搭載する搭載面（２ａ）を有し、該搭載面（２ａ）に大気導入孔（２ｂ）が形成されていると共に、前記搭載面（２ａ）から部分的に露出するターミナル（２ｃ）が備えられ、かつ、測定対象となる圧力媒体が導入される空間（９ａ）および前記大気導入孔（２ｂ）を通じて大気が導入される空間（９ｂ）を形成するケース（２）を用意する工程と、
前記大気導入孔（２ｂ）を囲む環状部材（７ａ、７ｂ）にて構成された封止材（７）および該封止材（７）中に配置される導体のバンプ（４ｄ）を前記搭載面（２ａ）と前記半導体基板（３ａ）の裏面との間に挟んだ状態で、前記保護キャップ（５）と共に前記センサチップ（３）を前記搭載面（２ａ）に搭載し、前記バンプ（４ｄ）にて、前記埋込配線（４ｂ、４ｃ）のうち前記半導体基板（３ａ）の裏面から露出する部分と前記ターミナル（２ｃ）のうち前記搭載面（２ａ）から露出した部分とを電気的に接続しつつ、前記封止材（７）にて、前記ケース（２）内における圧力媒体が導入される空間（９ａ）と前記大気が導入される空間（９ｂ）を分離する工程と、を含んでいることを特徴とする圧力センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ダイアフラム式のセンサチップに形成されたダイアフラムにて圧力を受け、ダイアフラムに形成されたピエゾ素子から出力される圧力に応じた検出信号に基づいて圧力の検出を行う圧力センサおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に示される圧力センサでは、ゴムやゲルによりボンディングワイヤを覆うことで、測定対象となる圧力媒体の流動性および腐食等の環境性からボンディングワイヤを保護し、信頼性を確保している。
【０００３】
また、例えば特許文献２に示される圧力センサでは、シリコンチップのうちゲージ抵抗（ピエゾ素子）が形成された領域をガラスにて覆う構造が提案されている。
【特許文献１】特開２００１−３４３２９８号公報
【特許文献２】特許第３０７３４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、車両制御の高精度化、多機能化が進む中で、圧力媒体の腐食性が格段に悪いものの圧力計測を行う必要性が生じている。しかしながら、特許文献１に示される圧力センサでは、ゴムやゲルによってボンディングワイヤおよび周辺の接続構造を覆っているだけであるため、このような腐食性の悪い圧力媒体の圧力測定を行う場合、ゴムやゲルの劣化などを引き起こし、結局ボンディングワイヤおよび周辺の接続構造を保護できなくなるという可能性がある。また、特許文献２に示される圧力センサでは、単にゲージ抵抗をガラスにて覆っているだけであり、結局配線が露出した構造となるため、圧力媒体による腐食を防止できない。
【０００５】
本発明は上記点に鑑みて、圧力媒体による配線の腐食を防止できる圧力センサおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明では、受圧面に導入された圧力媒体の圧力に応じて保護キャップ（５）が歪むと、該歪みに応じた力が第１ダイアフラム（３ｂ）に伝わることでゲージ抵抗（３ｃ）の抵抗値が変化し、該変化に応じた検出信号が配線部（４）およびターミナル（２ｃ）を通じて出力されるように圧力センサを構成し、配線部（４）は、半導体基板（３ａ）のうち少なくとも裏面から設けられた穴内に内壁絶縁膜（１８）を介して埋め込まれていると共にゲージ抵抗（３ｃ）に電気的に接続された埋込配線（４ｂ、４ｃ、４ｅ）と、埋込配線（４ｂ、４ｃ、４ｅ）のうち半導体基板（３ａ）の裏面から露出する部分とケース（２）の搭載面（２ａ）に部分的に露出されたターミナル（２ｃ）の該露出部分との間に配置された電気的導通可能な接合部材（４ｄ、４ｆ）とを含み、埋込配線（４ｂ、４ｃ、４ｅ）が保護キャップ（５）にて覆われることでケース（２）内における圧力媒体が導入される空間（９ａ）から分離されており、ケース（２）の搭載面（２ａ）と半導体基板（３ａ）の裏面との間には、ケース（２）内における圧力媒体が導入される空間（９ａ）と大気が導入される空間（９ｂ）との差圧を保持し、かつ、圧力媒体と大気とから接合部材（４ｄ、４ｆ）を分離する環状部材（７ａ、７ｂ）にて構成された封止材（７）が備えられており、半導体基板（３ａ）の表面に接続用中間層となる酸化膜（１６）を介して保護キャップ（５）が接合されていることを特徴としている。
【０００７】
このように、埋込配線（４ｂ、４ｃ、４ｅ）が保護キャップ（５）によって覆われ、かつ、封止材（７）にて接合部材（４ｄ、４ｆ）が圧力媒体と大気とから分離されるようにしている。このため、埋込配線（４ｂ、４ｃ、４ｅ）や接合部材（４ｄ、４ｆ）が圧力媒体と接触することを防止でき、埋込配線（４ｂ、４ｃ、４ｅ）や接合部材（４ｄ、４ｆ）が腐食されることを防止することが可能となる。
【０００８】
なお、ここではケース（２）内に大気が導入され、大気圧に対する圧力媒体の圧力の相対圧力測定用の圧力センサについて記載したが、センサチップ（３）のうち半導体基板（３ａ）の裏面に板状の台座（１５）を貼り付け、この台座（１５）を搭載面（２ａ）に配置する絶対圧測定用の圧力センサについても上記特徴を採用することができる。また、このような絶対圧測定用の圧力センサの場合、台座（１５）を搭載面（２ａ）と接触させるような構造とすることもできる。また、台座（１５）を用いる場合においても、台座（１５）に貫通穴（１５ａ）を形成し、この貫通穴（１５ａ）を通じて大気導入が為されるようにすれば、相対圧力測定用の圧力センサとすることもできる。
【０００９】
例えば、保護キャップ（５）を基板（１０）の裏面側に凹部（５ａ）が形成されることで薄肉化された第２ダイアフラム（５ｂ）を含む構成にすると共に、凹部（５ａ）側をセンサチップ（３）側に向け、該凹部（５ａ）内に第１ダイアフラム（３ｂ）が入るようにして、半導体基板（３ａ）の表面に接合し、保護キャップ（５）における凹部（５ａ）と半導体基板（３ａ）の表面との間に圧力伝達媒体（６）を充填し、受圧面に導入された圧力媒体の圧力に応じて保護キャップ（５）の第２ダイアフラム（５ｂ）が歪み、該歪みに応じた力が圧力伝達媒体（６）を介して第１ダイアフラム（３ｂ）に伝わるような構成にすることができる。
【００１２】
なお、上記した本発明の圧力センサでは、保護キャップ（５）の表面を受圧面として保護キャップ（５）が歪むと、該歪みに応じた力が第１ダイアフラム（３ｂ）に伝わるような構造としているが、保護キャップ（５）のうち第１ダイアフラム（３ｂ）と対応する部分に貫通孔（５ｃ）を設け、貫通孔（５ｃ）を通じて直接第１ダイアフラム（３ｂ）に圧力媒体の圧力が印加される構造としても良い。この場合にも、埋込配線（４ｂ、４ｃ、４ｅ）が保護キャップ（５）にて覆われることでケース（２）内における圧力媒体が導入される空間（９ａ）から分離されるようにすれば、上記と同様の効果を得ることができる。
【００１３】
なお、半導体基板（３ａ）と保護キャップ（５）とを接続用中間層となる酸化膜（１６）を介して接合する場合、保護キャップ（５）と半導体基板（３）との接続用中間層となる酸化膜もしくは金属膜の高さより、埋込配線（４）の高さが低いことが条件となる。
【００１４】
また、このような構造に関しても、相対圧力測定用の圧力センサに限らず、絶対圧測定用の圧力センサに対して上記特徴を採用することができる。そして、このような絶対圧測定用の圧力センサの場合、台座（１５）を搭載面（２ａ）と接触させるような構造とすることもできる。
【００１５】
また、封止材（７）に関しては、環状部材（７ａ、７ｂ）を第１環状部材（７ａ）と該第１環状部材（７ａ）を囲むように配置される第２環状部材（７ｂ）とを有した構成とし、電気的導通可能な接合部材（４ｄ、４ｆ）が第１、第２環状部材（７ａ、７ｂ）の間に配置されるようにすることができる。例えば、ケース（２）の搭載面（２ａ）に大気が導入される空間（９ｂ）に大気を導入するための大気導入孔（２ｂ）が備えられている場合、第１環状部材（７ａ）が大気導入孔（２ｂ）を囲むように配置される構造にできる。
【００１６】
一方、封止材（７）を１つの環状部材にて構成し、該封止材（７）内に接合部材としてのバンプ（４ｄ）が埋め込まれるようにしても良い。この場合、封止材（７）がバンプ（４ｄ）よりも大気導入孔（２ｂ）側および大気導入孔（２ｂ）に対して外側にはみ出すように配置されれば良い。
【００１７】
なお、接合部材としてバンプ（４ｄ）を用いる場合には、接合前の状態において、バンプ（４ｄ）をセンサチップ（３）側とケース（２）側の双方それぞれに配置しておき、接合後にそれらが接合されることで一体化されるような構成としても良い。
【００１８】
また、ケース（２）を空間（９）および搭載面（２ａ）を構成する上部ケース（２１）と、上部ケース（２１）の搭載面（２ａ）を挟んでセンサチップ（３）とは反対側に配置され、ターミナル（２ｃ）が備えられた下部ケース（２２）とを有した構成とし、上部ケース（２１）に、埋込配線（４ｃ）と対応する位置に穴（２１ａ）を形成し、該穴（２１ａ）を通じてターミナル（２ｃ）を露出させると共に、穴（２１ａ）内に接合部材（４ｆ）を配置することで、埋込配線（４ｃ）とターミナル（２ｃ）とを電気的に接続する構造とすることもできる。
【００１９】
この場合、上部ケース（２１）に対して複数備えられた配線部（４）と同数の穴（２１ａ）を形成し、封止材（７）にて、穴（２１ａ）をすべて囲むように構成することができる。また、上部ケース（２１）に対して複数備えられた配線部（４）と同数の穴（２１ａ）を形成し、封止材（７）を穴（２１ａ）と同数備え、該穴（２１ａ）の１つ１つが該封止材（７）の１つ１つによって囲まれた構成とすることもできる。さらに、上部ケース（２１）に対して複数備えられた配線部（４）と同数の穴（２１ａ）を形成し、封止材（７）を穴（２１ａ）よりも少ない数備え、該穴（２１ａ）の複数が該封止材（７）のうちの１つによって囲まれるように構成することもできる。
【００２０】
また、ケース内における圧力媒体が導入される空間（９ａ）のうちケース（２）とセンサチップ（３）と封止材（７）の間に圧力媒体から封止材（７）を保護するための保護材（８）を充填すれば、より封止材（７）を排ガスなどの腐食性の高い圧力媒体から保護することが可能となる。
【００２１】
さらに、本発明の圧力センサは、例えば、以下の製造方法により製造することが可能である。
【００２２】
具体的には、半導体基板（３ａ）を用意する工程と、半導体基板（３ａ）に第１ダイアフラム（３ｂ）およびゲージ抵抗（３ｃ）を備えるセンサチップ（３）を形成する工程と、半導体基板（３ａ）の表裏を貫通する穴を形成したのち、該穴内に内壁絶縁膜（１８）を形成すると共に、内壁絶縁膜（１８）を介して穴内に導体を埋め込むことで、ゲージ抵抗（３ｃ）に電気的に接続される埋込配線（４ｂ、４ｃ）を形成する工程を持つ。センサチップ（３）を形成する工程と、埋込配線（４ａ〜４ｃ）を形成する工程の順序はどちらが先であっても構わない。
【００２３】
さらに、ゲージ抵抗（３ｃ）の表面に層間絶縁膜（１３）を酸化もしくはデポジション等により形成したのち、この層間絶縁膜（１３）にコンタクトホール（１３ａ）を形成し、このコンタクトホール（１３ａ）を通じてゲージ抵抗（３ｃ）および埋込配線（４ｂ、４ｃ）と電気的に接続される表面パターン（４ａ）を形成する工程を行い、その後、ゲージ抵抗（３ｃ）および表面パターン（４ａ）を含めて、半導体基板（３ａ）の表面に酸化膜（１６）と窒化膜（１７）の少なくとも一方を含む保護膜を形成する工程を行う。その後、必要に応じて半導体基板（３ａ）の表面に形成された保護膜のうちの窒化膜（１７）の外縁部、つまり保護キャップ（５）との接合部分に形成された部分を除去する工程を行う様にしても良い。
【００２４】
続いて、基板（１０）の裏面側に凹部（５ａ）が形成されることで薄肉化された第２ダイアフラム（５ｂ）を含む保護キャップ（５）を形成する工程を行った後、保護キャップ（５）を、凹部（５ａ）側をセンサチップ（３）側に向け、該凹部（５ａ）内に第１ダイアフラム（３ｂ）および埋込配線（４ｂ、４ｃ）が入るようにして、半導体基板（３ａ）の表面に接続用中間層となる酸化膜（１６）を介して接合する工程を行う。さらに、保護キャップ（５）およびセンサチップ（３）を収容する空間（９）および搭載する搭載面（２ａ）を有し、該搭載面（２ａ）に大気導入孔（２ｂ）が形成されていると共に、搭載面（２ａ）から部分的に露出するターミナル（２ｃ）が備えられたケース（２）を用意する工程を行った後、大気導入孔（２ｂ）を囲む環状部材（７ａ、７ｂ）にて構成された封止材（７）および該封止材（７）中に配置される導体のバンプ（４ｄ）を搭載面（２ａ）と半導体基板（３ａ）の裏面との間に挟んだ状態で、保護キャップ（５）と共にセンサチップ（３）を搭載面（２ａ）に搭載し、バンプ（４ｄ）にて、埋込配線（４ｂ、４ｃ）のうち半導体基板（３ａ）の裏面から露出する部分とターミナル（２ｃ）のうち搭載面（２ａ）から露出した部分とを電気的に接続しつつ、封止材（７）にて、ケース（２）内における圧力媒体が導入される空間（９ａ）と大気が導入される空間（９ｂ）を分離する工程を行う。このような各工程を含んだ製造方法により、上記圧力センサを製造できる。
【００２５】
また、半導体基板（３ａ）を用意する工程と、半導体基板（３ａ）に第１ダイアフラム（３ｂ）およびゲージ抵抗（３ｃ）を備えるセンサチップ（３）を形成する工程と、半導体基板（３ａ）の表裏を貫通すると共にゲージ抵抗（３ｃ）の一部を経こませる穴を形成したのち、該穴内に内壁絶縁膜（１８）を形成する工程と、内壁絶縁膜（１８）のうちゲージ抵抗（３ｃ）の上に形成された部分にコンタクトホール（１８ａ）を形成したのち、内壁絶縁膜（１８）を介して穴内に導体を埋め込むことで、コンタクトホール（１８ａ）を通じてゲージ抵抗（３ｃ）に電気的に接続される埋込配線（４ａ〜４ｃ）を形成する工程とを行う。センサチップ（３）を形成する工程と、埋込配線（４ａ〜４ｃ）を形成する工程の順序はどちらが先であっても構わない。
【００２６】
続いて、基板（１０）の表裏を貫通する貫通孔（５ｃ）が形成された保護キャップ（５）を形成する工程を行った後、貫通孔（５ｃ）内に第１ダイアフラム（３ｂ）が配置され、保護キャップ（５）にて埋込配線（４ｂ、４ｃ）が覆われるように、保護キャップ（５）を半導体基板（３ａ）の表面に接続用中間層となる酸化膜（１６）を介して接合する工程を行う。さらに、保護キャップ（５）およびセンサチップ（３）を収容する空間（９）および搭載する搭載面（２ａ）を有し、該搭載面（２ａ）に大気導入孔（２ｂ）が形成されていると共に、搭載面（２ａ）から部分的に露出するターミナル（２ｃ）が備えられ、かつ、測定対象となる圧力媒体が導入される空間（９ａ）および大気導入孔（２ｂ）を通じて大気が導入される空間（９ｂ）を形成するケース（２）を用意する工程を行った後、大気導入孔（２ｂ）を囲む環状部材（７ａ、７ｂ）にて構成された封止材（７）および該封止材（７）中に配置される導体のバンプ（４ｄ）を搭載面（２ａ）と半導体基板（３ａ）の裏面との間に挟んだ状態で、保護キャップ（５）と共にセンサチップ（３）を搭載面（２ａ）に搭載し、バンプ（４ｄ）にて、埋込配線（４ｂ、４ｃ）のうち半導体基板（３ａ）の裏面から露出する部分とターミナル（２ｃ）のうち搭載面（２ａ）から露出した部分とを電気的に接続しつつ、封止材（７）にて、ケース（２）内における圧力媒体が導入される空間（９ａ）と大気が導入される空間（９ｂ）を分離する工程を行う。このような各工程を含んだ製造方法により、上記圧力センサを製造できる。
【００３０】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００３２】
（第１実施形態）
本発明の一実施形態を適用した圧力センサについて説明する。本実施形態で説明する圧力センサは、例えば車両における排圧センサとして使用される。
【００３３】
図１は、本実施形態の圧力センサ１の概略構成を示した図であり、図１（ａ）は圧力センサ１の断面図（図１（ｂ）のＡ−Ａ断面に相当）、図１（ｂ）は、圧力センサ１のレイアウト構成を示した正面図である。以下、この図を参照して、本実施形態の圧力センサ１について説明する。
【００３４】
図１（ａ）に示されるように、圧力センサ１は、ケース２、センサチップ３、配線部４、保護キャップ５、圧力伝達媒体６、封止材７、保護材８等を有した構成とされている。
【００３５】
ケース２は、圧力センサ１の外形を形成すると共に、内部に空間９を構成するものであり、このケース２の空間９内にセンサチップ３等が収容される。ケース２の空間９を構成する壁面の一面（紙面下方側の面）はセンサチップ３の搭載面２ａとされる。この搭載面２ａの例えば中央位置には、大気導入孔２ｂが形成され、この大気導入孔２ｂと対応する位置にセンサチップ３の裏面が位置合わせして搭載される。
【００３６】
ケース２の搭載面２ａには、配線部４との電気的接続が行われるターミナル２ｃの一端が露出させられている。また、ケース２にはコネクタ部２ｄが形成されており、このコネクタ部２ｄからターミナル２ｃの他端が突き出すように露出されることで、圧力センサ１と外部との電気的な接続が可能となっている。また、ケース２のうち大気導入孔２ｂと対向する位置には、圧力導入孔２ｅが形成され、この圧力導入孔２ｅを通じて圧力媒体が導入される。この搭載面２ａにセンサチップ３等が収容されると、空間９は、圧力導入孔２ｅを通じて圧力媒体が導入される空間９ａと大気導入孔２ｂを通じて大気が導入される空間９ｂとに区画される。
【００３７】
センサチップ３は、例えばｎ型シリコンからなる半導体基板３ａにて構成され、半導体基板３ａの裏面がエッチングなどにより凹まされた薄肉のダイアフラム３ｂと、このダイアフラム３ｂに形成されたｐ型のゲージ抵抗３ｃを含む電気回路を備えた構成とされている。ゲージ抵抗３ｃの表面は、酸化膜１３に加えて酸化膜１６や窒化膜１７などの絶縁膜からなる保護膜にて覆われることで保護されている。そして、センサチップ３の裏面側がケース２の搭載面２ａと対向配置され、大気導入孔２ｂを通じて、センサチップ３の裏面側からダイアフラム３ｂに対して大気が導入されることで、圧力基準となる大気圧がダイアフラム３ｂに加えられるように構成されている。これにより、大気圧に対する圧力媒体の圧力の測定、つまり相対圧力測定が行えるようになっている。
【００３８】
配線部４は、層間絶縁膜としても機能するシリコン酸化膜１３に形成されたコンタクトホール１３ａを通じてゲージ抵抗３ｃと電気的に接続された（ゲージ抵抗３ｃを含む電気回路に接続された場合を含む）ものであり、ターミナル２ｃを介してゲージ抵抗３ｃを含む電気回路と外部との電気的に接続を行う。具体的には、配線部４は、半導体基板３ａの表面にシリコン酸化膜１３を介してパターニングされた表面パターン４ａと、半導体基板３ａの表面側から空けられた第１孔に内壁絶縁膜１８を介して埋め込まれた第１埋込配線４ｂと、半導体基板３ａの裏面側から空けられた第２孔に内壁絶縁膜１８を介して埋め込まれた第２埋込配線４ｃと、半導体基板３ａの裏面とケース２の搭載面２ａとの間に配置された電気的導通可能な接合部材としてのバンプ４ｄとにより構成されている。
【００３９】
半導体基板３ａは第１孔と第２孔とを貫通孔として表裏面が貫通しており、これら第１孔および第２孔に内壁絶縁膜１８を介して形成された第１埋込配線４ｂおよび第２埋込配線４ｃが半導体基板３ａの内部で接続されている。バンプ４ｄは、第２埋込配線４ｃおよびケース２の搭載面２ａから露出するターミナル２ｃに接触させられている。このため、表面パターン４ａと第１、第２埋込配線４ｂ、４ｃおよびバンプ４ｄを介して、ゲージ抵抗３ｃを含む電気回路とターミナル２ｃとが電気的に接続された構造となる。
【００４０】
保護キャップ５は、センサチップ３を覆うことで配線部４などを保護すると共に、圧力媒体を受圧するためのものである。保護キャップ５のうち、センサチップ３の表面側と対向する裏面には凹部５ａが形成されており、この凹部５ａが形成された部分が薄肉のダイアフラム５ｂとされていると共に、保護キャップ５のうちの凹部５ａよりも外側の部分がセンサチップ３における表面側の外縁部に接合されている。そして、保護キャップ５の凹部５ａ内にゲージ抵抗３ｃや配線部４が含まれることで、保護キャップ５にてゲージ抵抗３ｃや配線部４が圧力媒体と接触しない構造になっている。この保護キャップ５は、例えば、Ｓｉ等の半導体材料やセラミックス等により構成され、半導体材料の場合には、エッチングにて凹部５ａを形成することができ、セラミックス等の場合には成形型の形状により凹部５ａを形成することができる。なお、センサチップ３と保護キャップ５との接合は何も介さないで直接行われていても良いが、これらの間に接続用中間層となる酸化膜もしくは金属膜等を挟むこともできる。そして、このような接続用中間層を用いる場合には、センサチップ３の表面の保護膜（酸化膜１６、窒化膜１７）を省略することも可能であるため、保護膜を省略すればセンサチップ３側の製造工程を低減することも可能になる。
【００４１】
圧力伝達媒体６は、センサチップ３と保護キャップ５との間、つまり保護キャップ５における凹部５ａ内に充填された圧力伝達用として機能するものである。保護キャップ５のダイアフラム５ｂで圧力媒体を受圧すると、ダイアフラム５ｂの歪みが圧力伝達媒体６に伝わるため、圧力伝達媒体６を介してセンサチップ３側のダイアフラム３ｂに圧力媒体の圧力に応じた力が加えられる。このような圧力伝達媒体６としては、例えばオイル、水等の液体、水素、希ガスなどの気体、樹脂にて構成されたゲル等を用いることができる。
【００４２】
封止材７は、圧力媒体が導入される空間９ａと大気が導入される空間９ｂとを区画し、これらの圧力差を保持するためのものである。本実施形態の場合、封止材７は、ダイアフラム３ｂを囲む２つの環状部材７ａ、７ｂで構成されており、一方の環状部材７ａがバンプ４ｄよりも内側に配置され、他方の環状部材７ｂがバンプ４ｄよりも外側において一方の環状部材７ａの外周を囲むように配置されている。このため、一方の環状部材７ａにて大気がバンプ４ｄ側に浸入することを防止し、他方の環状部材７ｂにてにて圧力媒体や保護材８がバンプ４ｄ側に浸入することを防止している。この封止材７としては、例えば封止用非導電フィルム（ＮＣＦ）などを用いることができる。
【００４３】
保護材８は、封止材７を排ガスなどの腐食性の高い圧力媒体から保護するためのものである。保護材８は、ケース２とセンサチップ３および封止材７の間に充填される。この保護材８としては、例えばシリコーンゲルやクロロシリコーンゲル等を用いることが可能となるが、本実施形態の圧力センサ１では、配線部４がボンディングワイヤで構成されていないため、単なる樹脂を用いることもできる。
【００４４】
このように構成された圧力センサ１では、配線部４が保護キャップ５によって覆われ、かつ、封止材７にて圧力媒体と大気とから分離されるようにしている。これにより、配線部４が圧力媒体と接触するような場所に露出しない構造となり、配線部４が腐食されることを防止することが可能となる。なお、本実施形態では、図１（ａ）に示すように、ターミナル２ｃの一部が環状部材７ｂよりも外側、つまり保護材８と接触する側に配置される構造となっているが、ターミナル２ｃはボンディングワイヤのように細い部材とは異なり、腐食することで接触不良が発生することはあまりないため問題はないが、ターミナル２ｃの露出部分がすべて環状部材７ｂよりも内側になるようにすれば、より腐食の問題を無くすことが可能となる。
【００４５】
次に、本実施形態の圧力センサ１の製造方法について説明する。図２、図３は、本実施形態の圧力センサ１の製造工程を示した断面図である。
【００４６】
まず、図２（ａ）に示す工程では、保護キャップ５を形成するための基板として、シリコン基板１０を用意する。次に、図２（ｂ）に示す工程では、シリコン基板１０の裏面側にシリコン窒化膜などのマスク１１を配置したのち、マスク１１の表面にレジスト１２を配置し、さらに、図２（ｃ）に示す工程では、フォトリソグラフィにてレジスト１２をパターニングして凹部５ａの形成予定位置においてレジスト１２を除去する。
【００４７】
続いて、図２（ｄ）に示す工程では、レジスト１２をマスクとして、マスク１１を開口させたのち、図２（ｅ）に示す工程では、マスク１１を用いたエッチングにより、シリコン基板１０の裏面に凹部５ａを形成する。これにより、凹部５ａにて薄肉化された部分がダイアフラム５ｂとなり、図２（ｆ）に示すようにマスク１１を除去すると保護キャップ５が完成する。
【００４８】
次に、図３（ａ）に示す工程では、半導体基板３ａとしてｎ型のシリコン基板を用意し、図３（ｂ）に示す工程では、半導体基板３ａの表面を酸化することでシリコン酸化膜１３を形成する。さらに、シリコン酸化膜１３の上に図示しないレジスト等を配置して、ｐ型不純物をイオン注入したのち、それを活性化することでゲージ抵抗３ｃを形成する。
【００４９】
続いて、図３（ｃ）に示す工程では、半導体基板３ａの裏面にマスク１４を形成したのち、フォト・エッチング工程により、マスク１４のうちのダイアフラム３ｂの形成予定位置を開口させる。その後、マスク１４を用いたエッチングにより、半導体基板３ａの裏面を凹ませ、ダイアフラム３ｂを形成する。その後、マスク１４を除去する。これにより、センサチップ３が完成する。
【００５０】
さらに、図３（ｄ）に示す工程では、半導体基板３ａの表面をマスク（図示せず）で覆った後、マスクのうち第１孔と対応する場所を開口させる。そして、マスクを用いたエッチングにより半導体基板３ａの表面から第１孔を形成する。続いて、マスクを除去したのち、第１孔内に熱酸化もしくはデポジションにて内壁絶縁膜１８を形成し、この内壁絶縁膜１８を介して第１孔を埋め込むように例えばＡｌをデポジションしたのち、このＡｌをパターニングする。また、ゲージ抵抗３ｃ上の所定位置が開口するマスク（図示せず）を配置し、このマスクを用いたエッチングによりシリコン酸化膜１３にコンタクトホール１３ａを形成する。そして、シリコン酸化膜１３上に例えばＡｌをデポジションしたのち、このＡｌをパターニングする。これにより、配線部４のうちの表面パターン４ａおよび第１埋込配線４ｂが配置される。
【００５１】
さらに、半導体基板３ａの裏面をマスク（図示せず）で覆った後、マスクのうち第２孔と対応する場所を開口させる。そして、マスクを用いたエッチングにより半導体基板３ａの裏面から第２孔を形成する。続いて、マスクを除去したのち、第１孔内に熱酸化もしくはデポジションにて内壁絶縁膜１８を形成し、この内壁絶縁膜１８を介して第２孔を埋め込むように例えばＡｌをデポジションし、エッチバックしてＡｌを第２孔にのみ残す。これにより、配線部４のうちの第２埋込配線４ｃが配置される。
【００５２】
そして、図３（ｅ）に示す工程では、ゲージ抵抗３ｃおよび表面パターン４ａを含む半導体基板３ａの表面全面に酸化膜１６を熱酸化もしくはデポジション等で形成すると共に、その上に窒化膜１７をデポジション等で形成し、窒化膜１７のうちの外縁部、つまり半導体基板３ａ上における保護キャップ５と接合される領域を除去する。このとき、保護膜１７の外縁部に改めて酸化膜もしくは金属膜からなる接続用中間層を形成するのであれば、窒化膜１７の外縁部を除去する必要は無い。
【００５３】
ここまでの工程を経たセンサチップ３と図２（ａ）〜（ｅ）の工程を経て形成された保護キャップ５を水素や希ガス等で満たされた図示しないチャンバ内に入れた状態で、保護キャップ５を半導体基板３ａの表面に接合することで、これらの間に水素や希ガスからなる圧力伝達媒体６を充填する。なお、圧力伝達媒体６を液体により構成する場合には、保護キャップ５を裏面が上に向くようにした状態でその液体を凹部５ａ内に充填し、半導体基板３ａを保護キャップ５の上方から保護キャップ５側に下ろすようにした状態で接合すれば良い。
【００５４】
この後、ターミナル２ｃがインサート成形されたケース２を用意し、ケース２における搭載面２ａにバンプ４ｄおよび封止材７を配置したのち、搭載面２ａに保護キャップ５を接合したセンサチップ３を配置する。そして、保護キャップ５およびセンサチップ３を搭載面２ａ側に押し付けることで、バンプ４ｄがターミナル２ｃおよび第２埋込配線４ｃと接合され、かつ、封止材７が搭載面２ａと半導体基板３ａの裏面とに密着した状態となる。この後、ケース２とセンサチップ３および封止材７の間の隙間に保護材８を充填することで、図１に示す圧力センサ１が完成する。
【００５５】
なお、図１では、ケース２を一部材のように記載してあるが、２部材で構成し、保護キャップ５で覆われたセンサチップ３を収容した後に２部材を一体化しても良いし、保護キャップ５で覆われたセンサチップ３を挿入できる程度に圧力導入孔２ｅを大きく形成しても良い。
【００５６】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して保護キャップ５の構成を変更したものであり、他の構造に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００５７】
図４は、本実施形態の圧力センサ１の断面図である。この図に示すように、本実施形態では、半導体基板３ａの表面に凹部３ｄを形成すると共に、この凹部３ｄ内に配線部４における表面パターン４ａを埋め込み、さらに、保護キャップ５を半導体基板３ａの表面に密着させ、保護キャップ５に形成された貫通孔５ｃを通じて直接センサチップ３のダイアフラム３ｂに圧力媒体が接触する構造としている。そして、表面パターン４ａの表面は保護キャップ５にて完全に覆われ、表面パターン４ａが圧力媒体に接しないような構造とされている。
【００５８】
このような構造とされていても、表面パターン４ａが圧力媒体によって腐食することを防止できるため、第１実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。
【００５９】
次に、本実施形態の圧力センサ１の製造方法について説明する。図５、図６は、本実施形態の圧力センサ１の製造工程を示した断面図である。
【００６０】
まず、図５（ａ）〜図５（ｄ）に示す工程では、図２（ａ）〜（ｄ）と同様の工程を行う。ただし、保護キャップ５を形成するための基板として用いるシリコン基板１０を図２（ａ）のものと比べて薄いものにすると良い。そして、図５（ｅ）に示す工程では、マスク１１を用いたエッチングにより、シリコン基板１０の裏面から表面に貫通する貫通孔５ｃを形成する。そして、図５（ｆ）に示す工程でマスク１１を除去する。これにより、保護キャップ５が完成する。
【００６１】
次に、図６（ａ）〜（ｃ）に示す工程では、図３（ａ）〜（ｃ）と同様の工程を行う。そして、図６（ｄ）に示す工程では、半導体基板３ａの表面をマスク（図示せず）で覆った後、表面パターン４ａと対応する場所、具体的にはダイアフラム３ｂの外側の所望場所を開口させる。そして、マスクを用いたエッチングにより、凹部３ｄを形成する。
【００６２】
その後、図６（ｅ）に示す工程では、図３（ｄ）と同様の工程を行うことで第１孔および第２孔を形成し、内壁絶縁膜１８を形成するが、内壁絶縁膜１８を凹部３ｄ内にも形成する。そして、内壁絶縁膜１８のうちゲージ抵抗３ｃ上の所定位置を開口させるマスク（図示せず）を配置したのち、そのマスクを用いたエッチングにてコンタクトホール１８ａを形成する。さらに、その上からデポジションしたＡｌにより凹部３ｄ内を埋め込むようにし、その後のパターニングにより、表面パターン４ａの上面と半導体基板３ａの表面とが面一となるようにする。
【００６３】
この後、図６（ｆ）に示す工程において、表面パターン４ａおよびゲージ抵抗３ｃを含めた半導体基板３ａの表面に酸化膜１６および窒化膜１７を含む保護膜を形成したのち、窒化膜１７のうちの外縁部を除去する。そして、表面パターン４ａが覆われるように保護キャップ５をセンサチップ３に接合する。そして、ケース２とセンサチップ３および封止材７の間の隙間に保護材８を充填することで、図４に示す圧力センサ１が完成する。
【００６４】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態も、第１実施形態に対して保護キャップ５および配線部４の構造を変えたものであり、他の構造に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００６５】
図７は、本実施形態の圧力センサ１の断面図である。この図に示すように、本実施形態では、配線部４を半導体基板３ａの裏面から設けた埋込配線４ｅとバンプ４ｄのみにより構成し、埋込配線４ｅがゲージ抵抗３ｃまで届くような構造にすると共に、半導体基板３ａの表面にエピタキシャル成長層２０を形成し、これを保護キャップ５としている。つまり、埋込配線４ｅが半導体基板３ａの表面まで達しない状態でゲージ抵抗３ｃと接触する構造とし、ゲージ抵抗３ｃを含む半導体基板３ａの表面にゲージ抵抗３ｃとは導電型が異なるエピタキシャル成長層２０（すなわちゲージ抵抗３ｃがｐ型であればエピタキシャル成長層２０はｎ型、ゲージ抵抗３ｃがｎ型であればエピタキシャル成長層２０はｐ型）を設けることで、ゲージ抵抗３ｃを含む電気回路も圧力媒体の影響を受けないような構造となるようにしている。また、埋込配線４ｅが形成される穴内には内壁絶縁膜１８が形成されており、この内壁絶縁膜１８を介して埋込配線４ｅが穴内に埋め込まれている。このため、埋込配線４ｅと半導体基板３ａにおけるゲージ抵抗３ｃ以外の部分とが絶縁されている。
【００６６】
このような構造とされていても、表面パターン４ａが圧力媒体によって腐食することを防止できるため、第１実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。なお、本実施形態の構造の場合、エピタキシャル成長層２０の厚み分もダイアフラム３ｂの厚みとして加算されることになるが、エピタキシャル成長層２０の厚みを考慮に入れて半導体基板３ａの裏面側のエッチング量を制御すれば良い。
【００６７】
なお、ここでは、半導体基板３ａの表面を被覆するための被覆膜としてエピタキシャル成長層２０を用いたが、エピタキシャル成長層２０の代わりにシリコン窒化膜のような膜を被覆膜として用いても良い。また、貼合せ用のシリコンを被覆膜として用いることもできる。貼合せ用のシリコンを用いる場合には、半導体基板３ａの表面にセンサチップ３全体を保護するための酸化膜を形成しておき、この酸化膜を介して貼合せ用のシリコンを貼り合わせることができる。これらを被覆膜として用いる場合にも、窒化膜や貼合せ用のシリコン、さらには貼合せ用のシリコンを貼り合せる際に酸化膜を用いる場合には、その酸化膜もダイアフラム３ｂの厚みとして加算されることになるため、それを考慮して半導体基板３ａの裏面側のエッチング量を制御する必要がある。
【００６８】
次に、本実施形態の圧力センサ１の製造方法について説明する。図８は、本実施形態の圧力センサ１の製造工程を示した断面図である。
【００６９】
まず、図８（ａ）に示す工程では、図３（ａ）、（ｂ）と同様の工程を行う。ただし、ゲージ抵抗３ｃをダイアフラム３ｂの外側まで延設しておく。続く、図８（ｃ）に示す工程では、半導体基板３ａの裏面をマスク（図示せず）で覆った後、マスクのうち埋込配線４ｅと対応する場所を開口させる。そして、マスクを用いたエッチングにより半導体基板３ａの裏面からゲージ抵抗３ｃに達する穴を形成する。続いて、マスクを除去したのち、この孔内に熱酸化もしくはデポジションにて内壁絶縁膜１８を形成する。さらに、この内壁絶縁膜１８を介して、孔内に半導体基板３ａの裏面の孔を埋め込むように例えばＡｌをデポジションし、エッチバックしてＡｌを孔にのみ残す。これにより、配線部４のうちの埋込配線４ｅが配置される。埋込配線を形成した後、５００℃以上の高温に曝される場合は埋込配線としてタングステン（Ｗ）等の高融点金属を使うことができる。また裏面には裏面のコンタクト穴以外の場所にＳｉＯ2等の絶縁膜を形成すると電気絶縁性が向上する。この実施形態ではエピタキシャル成長前に孔の形成、内壁絶縁膜１８、埋込配線４ｅを形成したが、孔の形成、内壁絶縁膜１８、埋込配線４ｅの形成前にエピタキシャル成長層２０を形成してもよい。この場合、低融点のＡｌ等を問題なく形成できる。
【００７０】
この後は、図８（ｃ）に示す工程において、図３（ｃ）と同様の工程を行い、図示しないが、必要に応じてゲージ抵抗３ｃの上に酸化膜１６や窒化膜１７と同様の構造の保護膜を形成したのち、図８（ｄ）に示す工程において、半導体基板３ａの表面にシリコンをエピタキシャル成長させることで、エピタキシャル成長層２０を形成する。そして、ケース２とセンサチップ３および封止材７の間の隙間に保護材８を充填し、バンプ４ｄを介してターミナル２ｃに接続すると共にアニール等を施すことで導通を確保することで、図７に示す圧力センサ１が完成する。
【００７１】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して封止材７の構成を変更したものであり、他の構造に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００７２】
図９は、本実施形態の圧力センサ１の断面図である。この図に示すように、本実施形態では、封止材７が１部材にて構成されており、この封止材７内にバンプ４ｄが埋め込まれている。そして、保護キャップ５にて覆われたセンサチップ３をケース２の搭載面に搭載する際に、封止材７を押し潰してバンプ４ｄと第２埋込配線４ｃおよびターミナル２ｃとが接触するようになっている。このように、封止材７を一部材とすることも可能である。
【００７３】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態の構造を絶対圧測定用の圧力センサに適用したものであり、他の構造に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００７４】
図１０は、本実施形態の圧力センサの断面図である。この図に示されるように、半導体基板３ａの裏面側にガラス若しくはＳｉなどで構成された台座１５が貼り付けられいる。この台座１５に対して当該台座１５を貫通するように第２孔が備えられ、この第２孔に内壁絶縁膜１８を介して第２埋込配線４ｃが備えられている。そして、台座１５によって半導体基板３ａの裏面側に形成された凹み、つまりダイアフラム３ｂを形成するための凹みが密閉されることで基準圧室３ｅが形成されている。なお、本実施形態の場合、圧力センサ１が絶対圧測定用とされるため、第１実施形態と異なり大気導入孔２ｂ（図１参照）は形成されていない。
【００７５】
以上のような構造により、本実施形態の圧力センサ１が構成されている。このように、圧力センサ１を絶対圧測定用としても良く、第１実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。なお、図１０については、台座１５をＳｉで構成し、かつ、内壁絶縁膜１８を熱酸化にて形成した場合の図として記載してあるが、台座１５をガラスで構成した場合、もしくは、内壁絶縁膜１８を熱酸化ではなくデポジションにて形成した場合には、第１孔と第２孔の側面が熱酸化によって食われないため、第１孔と第２孔の内壁面上に内壁絶縁膜１８が形成された形状となる。
【００７６】
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態について説明する。本実施形態は、第２実施形態の構造の圧力センサ１を第５実施形態と同様に絶対圧測定用とし、さらに、封止構造および外部との電気的な接続構造を変更したものであり、他の構造に関しては第２、第５実施形態と同様であるため、第２、第５実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００７７】
図１１は、本実施形態の圧力センサ１の概略構成を示した図であり、図１１（ａ）は圧力センサ１の断面図（図１１（ｂ）のＢ−Ｂ断面に相当）、図１１（ｂ）は、圧力センサ１のレイアウト構成を示した正面図である。
【００７８】
図１１（ａ）に示すように、ケース２がセンサチップ３および台座１５を収容する空間９を構成する上部ケース２１とターミナル２ｃが備えられた下部ケース２２とを備えた構成とされている。センサチップ３および台座１５の構造に関しては、第２実施形態に示したセンサチップ３の裏面に第５実施形態で示した台座１５を貼り合わせた構造とされているだけであるため、特に異なる点は無いが、上部ケース２１の搭載面２ａに各第２埋込配線４ｃに対応した穴２１ａが形成してあり、この穴２１ａによってターミナル２ｃの一部が露出させられることで第２埋込配線４ｃとターミナル２ｃとの電気的接続が行われていること、および、台座１５の裏面と上部ケース２１の搭載面２ａとの間に配置された１つの封止材７にてすべての第２埋込配線４ｃを囲むようにしていることが異なる。
【００７９】
穴２１ａは、図１１（ｂ）に示されるように複数個形成されており、外部との接続に必要な数形成されている。本図では、電源供給用と接地用およびセンサ出力用に３つの穴２１ａを備えた構造としているが、これらの数に関しては単なる例示であり、３つ未満もしくは３つを超える数であっても構わない。
【００８０】
ターミナル２ｃは、少なくとも第２埋込配線４ｃと電気的に接続される部位が下部ケース２２の表面から露出させられた構造とされており、上部ケース２１と下部ケース２２とを接合すると、ターミナル２ｃのうち第２埋込配線４ｃと接合される各部が上部ケース２１に空けられた各穴２１ａに位置するように構成されている。ターミナル２ｃと各第２埋込配線４ｃとの電気的な接続は、ボンディングワイヤや樹脂コーティングされた配線もしくは導電性バネ部材などで構成された配線部４の一部を構成する接合部材４ｆにて行われている。接合部材４ｆがボンディングワイヤにて構成される場合には、上部ケース２１と下部ケース２２とを貼り合わせる前に第２埋込配線４ｃとターミナル２ｃに対するボンディングを行い、接合部材４ｆが樹脂コーティングされた配線にて構成される場合には、上部ケース２１と下部ケース２２とを貼り合わせる前に第２埋込配線４ｃとターミナル２ｃに対してバンプ又ははんだ等を用いて配線を接合し、接合部材４ｆが導電性バネ部材で構成される場合には、第２埋込配線４ｃとターミナル２ｃとの間で導電性バネ部材を弾性変形させた状態で上部ケース２１と下部ケース２２とを接合すれば良い。なお、上部ケース２１と下部ケース２２とは、例えば接着剤等を介して接合すれば良い。
【００８１】
このように、上部ケース２１の搭載面２ａに外部接続用の穴２１ａを形成しておき、この穴２１ａを通じて各第２埋込配線４ｃとターミナル２ｃとの電気的接続を行うようにしても構わない。このような構造としても、第１実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。
【００８２】
（第７実施形態）
本発明の第７実施形態について説明する。本実施形態は、第６実施形態に対して封止材７の構造を変更したものであり、他の構造に関しては第６実施形態と同様であるため、第２、第６実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００８３】
図１２は、本実施形態の圧力センサ１の概略構成を示した図であり、図１２（ａ）は圧力センサ１の断面図（図１２（ｂ）のＣ−Ｃ断面に相当）、図１２（ｂ）は、圧力センサ１のレイアウト構成を示した正面図である。
【００８４】
図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態では、封止材７を穴２１ａの数と同じ数用意し、各穴２１ａを封止材７で１つずつ囲み、各穴２１ａ毎に封止される構造としている。
【００８５】
このように、１つの封止材７につき１つの穴２１ａを封止するような構造としても第６実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８６】
（第８実施形態）
本発明の第８実施形態について説明する。本実施形態は、第６実施形態に対して封止材７の構造を変更したものであり、他の構造に関しては第６実施形態と同様であるため、第２、第６実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００８７】
図１３は、本実施形態の圧力センサ１の概略構成を示した図であり、図１３（ａ）は圧力センサ１の断面図（図１３（ｂ）のＤ−Ｄ断面に相当）、図１３（ｂ）は、圧力センサ１のレイアウト構成を示した正面図である。
【００８８】
図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態では、封止材７を複数にしているが、穴２１ａの数よりも少ない数とし、各封止材７にて１つもしくは複数の穴２１ａを囲むようにしている。
【００８９】
このように、１つの封止材７につき１つもしくは複数の穴２１ａを封止するような構造としても第６実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９０】
（第９実施形態）
本発明の第９実施形態について説明する。本実施形態は、第６実施形態に対して封止材７を用いないようにした点が異なるが、他の構造に関しては第６実施形態と同様であるため、第２、第６実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００９１】
図１４は、本実施形態の圧力センサ１の断面図である。この図に示したように、台座１５の裏面が直接上部ケース２１の搭載面２ａと接する構造としている。台座１５の裏面は平坦とされているため、台座１５を上部ケース２１の搭載面２ａに配置すると密着するが、台座１５をＳｉで構成する場合には密着性を高めるために絶縁膜などをコーティングすると好ましい。このような構造の圧力センサ１は、センサチップ３に対して台座１５を接合したのち、台座１５の裏面を上部ケース２１の搭載面２ａに密着させた状態で保護材８を上部ケース２１の空間９に充填することで製造される。例えば、穴２１ａを通じてセンサチップ３および台座１５を吸引した状態で保護材８を充填する。このような吸引は、相対圧測定を行う構造の場合にはダイアフラムに直接吸引力がかかるため好ましくないが、絶対圧測定を行う構造の場合にはダイアフラムに直接吸引力がかからないため、問題なく吸引を行うことができる。
【００９２】
このように、台座１５の裏面が直接上部ケース２１の搭載面２ａと接する構造としても、第６実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９３】
（第１０実施形態）
本発明の第１０実施形態について説明する。本実施形態は、第１、第２実施形態等に対してセンサチップ３の製造方法を異ならせたものである。ただし、他の製造方法に関しては第１第２実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【００９４】
具体的には、上記第１、第２実施形態では、センサチップ３を形成する際に、ダイアフラム３ｂを形成した後で配線部４における第１、第２埋込配線４ｂ、４ｃを形成する工程等を行うようにしたが、本実施形態では、ダイアフラム３ｂの形成前に第１、第２埋込配線４ｂ、４ｃの形成工程を行う。この製造方法について、第１実施形態の構造を例に挙げて説明する。図１５および図１６は、第１実施形態の圧力センサを本実施形態の製造方法にて製造する場合の断面図である。
【００９５】
まず、図１５（ａ）に示す工程では、図３（ａ）、（ｂ）に示した工程を行うことにより、半導体基板３ａの表面にシリコン酸化膜１３を形成する工程、およびゲージ抵抗３ｃを形成する工程を行う。次に、図１５（ｂ）に示す工程では、シリコン酸化膜１３の表面をマスク（図示せず）で覆った後、マスクのうち第１孔と対応する場所を開口させる。そして、マスクを用いたエッチングにより半導体基板３ａおよびシリコン酸化膜１３の表面から第１孔を形成する。これにより、第１孔および第２孔にて半導体基板３ａの表裏を貫通する貫通孔が構成される。
【００９６】
続いて、図１５（ｃ）に示す工程では、第１孔および第２孔を形成する際に用いたマスクを除去したのち、第１孔および第２孔を含む貫通孔内を熱酸化もしくはデポジションにより内壁絶縁膜１８にて覆う。その後、図１５（ｄ）に示す工程では、シリコン酸化膜１３のうちゲージ抵抗３ｃを部分的に露出させるように、マスク（図示せず）を用いてシリコン酸化膜１３を部分的に除去してコンタクトホール１３ａを形成する。そして、半導体基板３ａの表面側および裏面側から例えばＡｌからなる金属層を部分的に注入することにより、内壁絶縁膜１８を介して貫通孔内を第１、第２埋込配線４ｂ、４ｃで埋込み、さらに半導体基板３ａの表面側に例えばＡｌからなる金属層を成膜したのちパターニングすることで表面パターン４ａを形成する。これにより、表面パターン４ａがコンタクトホール１３ａを通じてゲージ抵抗３ｃに電気的に接続され、表面パターン４ａを通じて第１、第２埋込配線４ｂ、４ｃがゲージ抵抗３ｃと電気的に接続される。
【００９７】
次に、図１５（ｅ）に示す工程では、ゲージ抵抗３ｃおよび表面パターン４ａを含む半導体基板３ａの表面全体を覆うように、酸化膜１６および窒化膜１７を含む保護膜を形成する。このとき形成する保護膜としては、酸化膜１６と窒化膜１７の少なくとも一方であれば良く、必ずしも２つとも形成する必要はない。
【００９８】
続く、図１６（ａ）に示す工程では、半導体基板３ａの裏面にマスク（図示せず）を形成したのち、フォト・エッチング工程により、マスクのうちのダイアフラム３ｂの形成予定位置を開口させる。そして、マスクを用いたエッチングにより、半導体基板３ａの裏面を凹ませ、ダイアフラム３ｂを形成したのち、マスクを除去する。これにより、センサチップ３が完成する。
【００９９】
さらに、図１６（ｂ）に示す工程では、保護膜のうち窒化膜１７の外縁部、つまりこの後の工程において保護キャップ５と接合される領域を除去する。そして、図１６（ｃ）に示す工程では、露出させられた酸化膜１６の表面に保護キャップ５を接合する。このとき、酸化膜１６が接合用中間層として機能するため、用意に保護キャップ５を半導体基板３ａに接合することが可能となる。また、このとき、水素や希ガス等で満たされた図示しないチャンバ内に入れた状態で、保護キャップ５を半導体基板３ａに接合すれば、これらの間に水素や希ガスからなる圧力伝達媒体６を充填することができるし、保護キャップ５を裏面が上に向くようにした状態で液体を凹部５ａ内に充填すれば、圧力伝達媒体６を液体にて構成することもできる。
【０１００】
このように、ダイアフラム３ｂの形成前に第１、第２埋込配線４ｂ、４ｃの形成工程を行うことも可能である。そして、このような順番にすると、第１、第２埋込配線４ｂ、４ｃの形成工程を薄肉のダイアフラム３ｂが存在していない状態で行えるため、第１、第２埋込配線４ｂ、４ｃの形成工程中にダイアフラム３ｂが破損したりすることを防止できるという効果も得られる。
【０１０１】
なお、ここでは第１実施形態の構造を例に挙げて説明したが、勿論、第２実施形態の構造に関しても同様の順番の製造方法を採用することができる。また、第１、第２実施形態と同様の構造を有する各実施形態に関しても同様に、本実施形態で説明した順番の製造方法を採用することができる。
【０１０２】
（他の実施形態）
上記実施形態では、センサチップ３の裏面から露出した第２埋込配線４ｃや埋込配線４ｅとケース２の搭載面２ａから露出したターミナル２ｃとの電気的接続をバンプ４ｄにて行ったが、他の導電性接合部材、たとえば導電性接着剤などにより行っても良い。
【０１０３】
さらに、第４実施形態では、第１実施形態に対して封止材７を変更したものと説明したが、第２、第３実施形態に対して封止材７を変更した構成としても良い。
【０１０４】
また、上記第６〜第８実施形態では、第２埋込配線４ｃとターミナル２ｃとの電気的接続が接合部材４ｆを介して行われる例を示したが、ターミナル２ｃを曲げ加工しておき、その曲げ加工した部分にて接合部材を構成することで、上部ケース２１と下部ケース２２とを接合したときに、ターミナル２ｃのうちの曲げ加工しておいた部分が第２埋込配線４ｃと電気的に接続されるような構造としても構わない。
【０１０５】
また、上記第６〜第９実施形態では、第２実施形態の構造のセンサチップ３に対して圧力センサ１を絶対圧測定用とする場合に、各実施形態の構造を採用する例を説明したが、勿論、第１実施形態の構造（つまり第５実施形態の構造）や第３実施形態の構造に対して第６〜第９実施形態の構造を採用することもできる。
【０１０６】
さらに、上記第６〜第９実施形態では、ターミナル２ｃと各第２埋込配線４ｃとの電気的な接続が接合部材４ｆにて行われている場合について説明したが、接合部材４ｆをボンディングワイヤとする場合には、ボンディングがし易い形態とするのが望ましい。このため、例えば、図１７に示す圧力センサの断面図のように、上部ケース２１側の下面にターミナル２ｃが露出するように構成しておき、各第２埋込配線４ｃの表面とターミナル２ｃの表面に対して同方向からボンディングが行えるようにすると良い。これにより、ボンディングによる電気的な接続も容易に行うことが可能となる。
【０１０７】
また、上記第６〜第９実施形態では、台座１５を用いる構造を絶対圧測定用の圧力センサに適用した場合について説明したが、これら各実施形態と同様の構造を第１実施形態等で説明した相対圧測定用の圧力センサに適用することも可能である。図１８は、第６実施形態に示した構造を相対圧測定用の圧力センサとした場合の断面図である。この図に示されるように、台座１５の表裏を貫通するように大気穴１５ａが形成されていると共に、ケース２に対しても大気導入孔２ｂが形成され、これら大気穴１５ａおよび大気導入孔２ｂを通じてダイアフラム３ｂの裏面に大気を導入できるようになっている。このような構造とすれば、相対圧測定用の圧力センサとすることが可能となる。なお、ここでは第６実施形態に示した構造を相対圧測定用の圧力センサとする場合について説明したが、第７〜第９実施形態に関しても同様の構造とすることで相対圧測定用の圧力センサとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる圧力センサの概略構成を示した図であり、（ａ）は断面図（（ｂ）のＡ−Ａ断面に相当）、（ｂ）は、レイアウト構成を示した正面図である。
【図２】図１に示す圧力センサの製造工程を示した断面図である。
【図３】図２に続く圧力センサの製造工程を示した断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態にかかる圧力センサの断面図である。
【図５】図４に示す圧力センサの製造工程を示した断面図である。
【図６】図５に続く圧力センサの製造工程を示した断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態にかかる圧力センサの断面図である。
【図８】図７に示す圧力センサの製造工程を示した断面図である。
【図９】本発明の第４実施形態にかかる圧力センサの断面図である。
【図１０】本発明の第５実施形態にかかる圧力センサの断面図である。
【図１１】本発明の第６実施形態にかかる圧力センサの概略構成を示した図であり、（ａ）は断面図（（ｂ）のＢ−Ｂ断面に相当）、（ｂ）は、レイアウト構成を示した正面図である。
【図１２】本発明の第７実施形態にかかる圧力センサの概略構成を示した図であり、（ａ）は断面図（（ｂ）のＣ−Ｃ断面に相当）、（ｂ）は、レイアウト構成を示した正面図である。
【図１３】本発明の第８実施形態にかかる圧力センサの概略構成を示した図であり、（ａ）は断面図（（ｂ）のＤ−Ｄ断面に相当）、（ｂ）は、レイアウト構成を示した正面図である。
【図１４】本発明の第９実施形態にかかる圧力センサの断面図である。
【図１５】本発明の第１０実施形態にかかる圧力センサにおけるセンサチップの製造工程を示した断面図である。
【図１６】図１５に続くセンサチップの製造工程を示す断面図である。
【図１７】他の実施形態にかかる圧力センサの断面図である。
【図１８】他の実施形態にかかる圧力センサの断面図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１…圧力センサ、２…ケース、２ａ…搭載面、２ｂ…大気導入孔、２ｃ…ターミナル、２ｄ…コネクタ部、２ｅ…圧力導入孔、３…センサチップ、３ａ…半導体基板、３ｂ…ダイアフラム、３ｃ…ゲージ抵抗、３ｄ…凹部、４…配線部、４ａ…表面パターン、４ｂ、４ｃ…第１、第２埋込配線、４ｄ…バンプ、４ｅ…埋込配線、５…保護キャップ、５ａ…凹部、５ｂ…ダイアフラム、５ｃ…貫通孔、６…圧力伝達媒体、７…封止材、７ａ、７ｂ…環状部材、８…保護材、１０…シリコン基板、１１…マスク、１２…レジスト、１３…シリコン酸化膜、１４…マスク、１５…台座、２０…エピタキシャル成長層
【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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