(57)【要約】  半導体圧力センサは、シリコン支持基板（１）と、シリコン支持基板（１）上に形成された絶縁層（２）と、絶縁層（２）上に形成されたシリコン薄板（３）とを備えている。シリコン支持基板（１）にはその厚さ方向に延びる貫通孔（１ａ）が形成されている。貫通孔（１ａ）の延長線上に位置するシリコン薄板（３）は、外部からの圧力によって変形するダイヤフラム（２３）として機能する。絶縁層（２）は、ダイヤフラム（２３）の下面の全体にわたって残存している。絶縁層（２）の厚さは、ダイヤフラム（２３）の周縁部から中央部に向かって小さくなっている。これによれば、オフセット電圧および温度変化に起因した出力電圧の変動量の双方を低減し得る半導体圧力センサおよびその製造方法が得られる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さ方向に延びる貫通孔（１ａ）が形成された半導体支持基板（１）と、
前記半導体支持基板（１）の上方に位置付けられた半導体薄板（３）と、
前記半導体支持基板（１）と前記半導体薄板（３）とによって挟まれ、前記貫通孔（１ａ）に面する位置に凹部（２ａ）を有し、該凹部（２ａ）の位置における厚さが周縁部から中央部に向かって小さくなっている絶縁層（３）とを備えた、半導体圧力センサ。
【請求項２】
前記絶縁層（２）の厚さの最大値がＴｍａｘであり、かつ、前記絶縁層（２）の厚さの最小値がＴｍｉｎである場合に、前記絶縁層（２）の厚さがＴｍａｘである領域の端部から前記絶縁層（２）の厚さが(Ｔｍａｘ＋Ｔｍｉｎ)÷２になる位置までの距離をＡとすると、Ａ÷Ｔｍａｘが５以上である、請求の範囲１に記載の半導体圧力センサ。
【請求項３】
前記絶縁層（２）の厚さの最大値Ｔｍａｘが２μｍ以下である、請求の範囲２に記載の半導体圧力センサ。
【請求項４】
前記凹部（２ａ）の周縁部は、前記貫通孔（１ａ）の周縁部よりも外側に位置付けられている、請求の範囲１に記載の半導体圧力センサ。
【請求項５】
半導体支持基板（１）と、前記半導体支持基板（１）上に設けられた絶縁層（２）と、前記絶縁層（２）上に形成された半導体薄板（３）とを備えた中間構造体を準備するステップと、
前記半導体支持基板（１）にその厚さ方向に延びる貫通孔（１ａ）を形成するステップと、
前記貫通孔（１ａ）に面する位置における前記絶縁層（２）の厚さが周縁部から中央部に向かって小さくなるように、前記絶縁層（２）に凹部（２ａ）を形成するステップとを備えた、半導体圧力センサの製造方法。
【請求項６】
前記凹部（２ａ）は、前記絶縁層（２）のドライエッチングによって形成される、請求の範囲５に記載の半導体圧力センサの製造方法。
【請求項７】
前記絶縁層（２）に前記凹部（２ａ）を形成するステップにおいては、前記凹部（２ａ）の周縁部が前記貫通孔（１ａ）の周縁部よりも外側に位置付けられる、請求の範囲５に記載の半導体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】
従来から、ダイヤフラムを半導体薄板で形成した半導体圧力センサが製造されている。たとえば、特開平４−９７７０号公報には、シリコン薄板、絶縁層、およびシリコン支持基板の３層によって構成された半導体圧力センサが開示されている。この半導体圧力センサにおいては、シリコン支持基板に貫通孔が形成され、かつ、その貫通孔に連続する貫通孔が絶縁層に形成されている。一方、特開２００２−３５０２５９号公報においては、シリコン支持基板には貫通孔が形成されているが、絶縁層には貫通孔が形成されておらず、絶縁層がＳＯＩ（Silicon  On  Insulator）基板が形成されたときの状態で残存している半導体圧力センサが開示されている。【０００３】
前述の半導体圧力センサのいずれにおいても、シリコン支持基板に設けられた貫通孔の延長線上に位置するシリコン薄板が、圧力によって変形するダイヤフラムとして機能する。
【特許文献１】特開平４−９７７０号公報
【特許文献２】特開２００２−３５０２５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特開平４−９７７０号公報において開示されている半導体圧力センサは、絶縁層がダイヤフラムの下側の領域には存在していないが、それ以外の領域には存在する構造を有している。この構造によれば、絶縁層が存在する領域と絶縁層が存在しない領域とが混在しているため、ダイヤフラムに残留応力が生じるおそれがある。また、半導体圧力センサの周囲環境の温度が変化した場合に、絶縁層の熱膨張係数とシリコンの熱膨張係数との相違に起因した応力がダイヤフラムに生じてしまう。そのため、周囲環境の温度変化に起因した測定誤差が生じてしまう。【０００５】
一方、特開２００２−３５０２５９号公報において開示されている半導体圧力センサは、均一な厚さの絶縁層がダイヤフラムの下側の領域に残存している構造を有している。この構造によれば、絶縁層の熱膨張係数とシリコンの熱膨張係数との相違に起因した圧力測定の誤差は低減される。しかしながら、絶縁層に生じる応力によって、ダイヤフラムに歪が生じてしまう。つまり、外部からダイヤフラムへかかる圧力以外の要因によってダイヤフラムが変形してしまう。そのため、ダイヤフラムに圧力がかかっていない状態でも、半導体圧力センサから出力される電圧の値がゼロにならない。すなわち、出力電圧値にオフセットが生じてしまう。したがって、オフセット電圧に起因した測定誤差が生じてしまう。【０００６】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、オフセット電圧に起因した測定誤差および周囲環境の温度変化に起因した測定誤差の双方が低減された半導体体圧力センサおよびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の半導体圧力センサは、厚さ方向に延びる貫通孔が形成された半導体支持基板と、半導体支持基板の上方に位置付けられた半導体薄板と備えている。また、その圧力センサは、半導体支持基板と半導体薄板とによって挟まれた絶縁層を備えている。絶縁層は、貫通孔に面する位置に凹部を有し、その凹部の位置における厚さが周縁部から中央部に向かって小さくなっている。【０００８】
本発明の半導体圧力センサの製造方法においては、まず、半導体支持基板と、半導体支持基板上に設けられた絶縁層と、絶縁層上に形成された半導体薄板とを備えた中間構造体が準備される。次に、半導体支持基板にその厚さ方向に延びる貫通孔が形成される。その後、絶縁層に凹部が形成される。凹部は、貫通孔に面する位置における絶縁層の厚さが周縁部から中央部に向かって小さくなるように形成される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、オフセット電圧に起因した測定誤差および周囲環境の温度変化に起因する測定誤差の双方が低減された半導体圧力センサが得られる。【００１０】
この発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解されるこの発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態の半導体圧力センサの断面模式図である。
【図２】実施の形態の半導体圧力センサの特性と従来の半導体圧力センサの特性とを比較するためのグラフである。
【図３】実施の形態の半導体圧力センサの製造方法を説明するための断面模式図である。
【図４】実施の形態の半導体圧力センサの製造方法を説明するための断面模式図である。
【図５】実施の形態の半導体圧力センサの製造方法を説明するための断面模式図である。
【図６】実施の形態の半導体圧力センサの製造方法を説明するための断面模式図である。
【図７】実施の形態の半導体圧力センサの製造方法を説明するための断面模式図である。
【図８】実施の形態の半導体圧力センサの製造方法を説明するための断面模式図である。
【図９】ウェットエッチングによって形成されたシリコン酸化膜の断面模式図である。
【図１０】シリコン酸化膜のエッチング時間と半導体圧力センサの測定誤差との関係を示すグラフである。
【図１１】シリコン酸化膜の膜厚の分布を示す断面模式図である。
【図１２】シリコン酸化膜の膜厚の分布形状と半導体圧力センサの測定誤差との関係を示すグラフである。
【図１３】実施の形態の半導体圧力センサの他の例の断面模式図である。
【図１４】ダイヤフラムの破壊耐圧とアンダーカット量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００１２】
１  シリコン支持基板、１ａ  貫通孔、２  シリコン酸化膜、３  シリコン薄板、４  歪ゲージ、５  絶縁保護膜、５ａ  ホール、６  アルミニウム配線、７  シリコン窒化膜、７ａ  開口、２３  ダイヤフラム。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態の半導体圧力センサおよびその製造方法を説明する。【００１４】
図１は、実施の形態の半導体圧力センサの断面図である。半導体圧力センサは、密閉用基板としてのガラス基板８と、ガラス基板８上に形成された半導体支持基板としてのシリコン支持基板１と、シリコン支持基板１上に形成された絶縁層としてのシリコン酸化膜２と、シリコン酸化膜２上に形成された半導体薄板（活性層）としてのシリコン薄板３とを備えている。シリコン支持基板１、絶縁層２、およびシリコン薄板３からなる３層構造は、一般には、ＳＯＩ（Silicon  On  Insulator）と呼ばれる。【００１５】
半導体圧力センサに、前述のように、ガラス基板８が設けられている場合には、後述するように、ガラス基板８、シリコン支持基板１の貫通孔の内側面、およびシリコン薄板３によって密閉された空間が圧力基準室として機能するため、絶対圧を測定することが可能である。一方、半導体圧力センサは、ガラス基板８が設けられていない場合には、ダイヤフラム２３の両面の差圧を検出する差圧センサとして用いられる。【００１６】
なお、ＳＯＩ基板の代わりに、シリコン支持基板とシリコン薄板との間にサファイアが存在するＳＯＳ（Silicon  On  Sapphire）が用いられてもよい。この場合、絶縁層として、シリコン酸化膜の代わりにサファイアが用いられている。また、本発明の半導体薄板、絶縁層、および半導体支持基板として、シリコン薄板、シリコン酸化膜、およびシリコン支持基板が用いられているが、それらの代わりに、シリコンカーバイド薄板、シリコンカーバイト絶縁膜、およびシリコンカーバイド支持基板が用いられてもよい。つまり、半導体圧力センサを構成する半導体として、シリコン以外の半導体が用いられてもよい。【００１７】
また、図１に示すように、シリコン支持基板１には、シリコン酸化膜２まで到達した貫通孔１ａが形成されている。したがって、シリコン酸化膜２は貫通孔１ａ内の空間１０に面している。また、貫通孔１ａの延長線上に位置するシリコン薄板３およびシリコン酸化膜２は薄板状部になっている。この薄板状部は、シリコン薄板３の上側の空間の圧力と貫通孔１ａ内の空間１０の圧力との差に起因して歪むダイヤフラム２３として機能する。ダイヤフラム２３の歪を検出するために、シリコン薄板３には歪ゲージ４が形成されている。【００１８】
歪ゲージ４は、ダイヤフラム２３に圧力がかかり、ダイヤフラム２３が撓んだときに、ダイヤフラム２３の撓みに比例して歪む。歪ゲージ４が歪むと、その抵抗値が変化する。歪ゲージ４の抵抗値は、自身の歪量に比例して変化する。したがって、歪ゲージ４の両端に電圧が印加されていれば、歪ゲージ４の歪量に比例して歪ゲージ４の両端の電圧が変化する。したがって、歪ゲージ４の両端の電圧の変化量が検出されれば、ダイヤフラム２３にかかっている圧力が検出される。【００１９】
また、シリコン薄板３上には絶縁保護膜５が形成されている。絶縁保護膜５にはホール５ａが形成されており、ホール５ａの底面は歪ゲージ４の上面からなっている。また、ホール５ａにはアルミニウム配線６が埋め込まれている。アルミニウム配線６は、絶縁保護膜５上に延びている。アルミニウム配線６の端部は、外部の電極との接続用のパッドとして機能する。【００２０】
図１に示すように、本実施の形態の半導体圧力センサは、ガラス基板８の上面、貫通孔１ａの内周面、および絶縁層２の下面によって囲まれた空間１０が圧力基準室として機能する。つまり、本実施の形態は、絶対圧センサであり、圧力基準室としての空間１０は密閉空間となっており、空間１０内の圧力は所定の基準圧力に維持されている。一方、半導体圧力センサは、ガラス基板８が設けられておらず、ダイヤフラム２３の両面の圧力差を検出する差圧センサとして用いられる場合であっても、次に述べるような効果を有している。【００２１】
一般に、前述のような半導体圧力センサにおいては、ダイヤフラム２３の外側の圧力とダイヤフラム２３の内側の空間１０の圧力との差に起因したダイヤフラム２３の歪量のみが、歪ゲージ４によって検出されることが理想的である。しかしながら、他の要因によってダイヤフラム２３に歪が発生する場合がある。他の要因による歪は、半導体圧力センサの測定誤差になる。従来の半導体圧力センサにおいては、シリコン酸化膜がシリコン薄板の下側に一様な厚さで残存しているか、または、ダイヤフラムの下側のシリコン酸化膜が完全に除去されていたために、前述の測定誤差が生じている。【００２２】
そこで、前述の圧力誤差を低減するために、本実施の形態の半導体圧力センサにおいては、ダイヤフラム２３の下側において、シリコン酸化膜２が貫通孔１ａの一方端の全面にわたって残存しており、かつ、シリコン酸化膜２の膜厚が周縁部から中央部に向かって徐々に小さくなるように、シリコン酸化膜２の下側部が除去されている。これによれば、オフセット電圧に起因した測定誤差と温度変化に起因した測定誤差の双方が低減される。以下、測定結果を用いて、前述の本実施の形態の半導体圧力センサによって得られる効果を説明する。【００２３】
図２には、前述の従来の２種類の半導体圧力センサのオフセット電圧および温度変化に起因した出力電圧の変動量のそれぞれと、本実施の形態の半導体圧力センサのオフセット電圧および温度変化に起因した出力電圧の変動量との関係が示されている。【００２４】
なお、図２に示される測定結果のオフセット電圧および温度変化に起因した出力電圧の変動量は、それぞれ、従来の半導体圧力センサのオフセット電圧および温度変化に起因した出力電圧の変動量によって規格化された値で示されている。また、従来の半導体圧力センサＡは、特開平４−９７７０号公報に開示された半導体圧力センサの構造を有し、従来の半導体圧力センサＢは、特開２００２−３５０２５９号公報に開示された半導体圧力センサの構造を有している。【００２５】
図２に示された測定結果から、本実施の形態の半導体圧力センサによれば、従来の半導体圧力センサＡおよびＢとの比較において、オフセット電圧および温度変化に起因した出力電圧の変動量の双方を低減できることが分かる。【００２６】
次に、図３〜図８を用いて、実施の形態の半導体圧力センサの製造方法を説明する。
まず、図３に示すように、シリコン薄板３／シリコン酸化膜２／シリコン支持基板１からなるＳＯＩ基板が準備される。次に、図４に示すように、ＳＯＩ基板のシリコン薄板３に歪ゲージ４が形成される。歪ゲージ４は、シリコン薄板３の主表面から所定の深さにかけて拡散された不純物領域からなる。歪ゲージ４を構成する不純物としては、たとえば、ボロンが用いられる。また、この不純物は、熱拡散法およびイオン注入法によって、シリコン薄板３内に形成される。【００２７】
次に、シリコン薄板３の主表面上にプラズマＣＶＤ(Chemical  Vapor  Deposition）法によって絶縁保護膜５が形成される。絶縁保護膜５は、たとえば、シリコン窒化膜であることが望ましい。その後、歪ゲージ４の上方に位置する絶縁保護膜５がエッチングによって除去される。それにより、歪ゲージ４が絶縁保護膜５に形成されたホール５ａの底面に露出する。【００２８】
次に、ホール５ａを埋め込むとともに絶縁保護膜５の上表面の一部を覆うアルミニウム配線６が形成される。それにより、アルミニウム配線６と歪ゲージ４とが電気的に接続される。前述のプロセスによって得られた構造が図５に示されている。最後に、アルミニウム配線６が所定のパターンにエッチングされ、アルミニウム配線６の先端が電極パッド（図示せず）になる。したがって、半導体圧力センサは、電極パッドを介して外部の電圧印加手段と電気的に接続され得る状態になる。【００２９】
次に、シリコン支持基板１の主表面上にＣＶＤ法によってシリコン窒化膜７が形成される。その後、ＣＦ4またはＣＨＦ3等の反応性ガスを用いるプラズマエッチングによって、シリコン窒化膜７に開口７ａが形成される。それにより得られた構造が図６に示されている。【００３０】
次に、シリコン窒化膜７をマスクとして、シリコン支持基板１がエッチングされる。それにより、シリコン支持基板１に貫通孔１ａが形成され、シリコン酸化膜２の下側面が露出する。それにより得られた構造が図７に示されている。貫通孔１ａのシリコン支持基板１の主表面に平行な断面は、正方形および円形等のいずれの形状であってもよい。また、貫通孔１ａは、シリコン窒化膜７から絶縁層２に向かうにしたがって除々に細くなっている。【００３１】
なお、シリコン支持基板１をエッチングする方法としては、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）溶液を用いるウェットエッチング法およびＳＦ6ガスを主成分とするガスを用いたドライエッチング法が適している。いずれの方法においても、シリコン窒化膜７およびシリコン酸化膜２に対するシリコン支持基板１の選択比が大きいエッチャントが用いられる。つまり、シリコン窒化膜７およびシリコン酸化膜２のエッチング速度に対するシリコン支持基板１のエッチング速度が極めて大きなエチャントが用いられる。【００３２】
次に、図８に示すように、シリコン酸化膜２がドライエッチングされることによって、シリコン酸化膜２に凹部２ａが形成される。ドライエッチングの方法としては、ＣＦ4もしくはＣＨＦ3等の反応性ガスを利用した反応性イオンエッチング法またはアルゴンを用いたイオンミリング法が適している。【００３３】
また、ドライエッチングによって得られるシリコン酸化膜２の断面形状は、エッチング時のガス圧および基板バイアス電圧、ならびに基板傾斜角によって異なるが、一般には、シリコン酸化膜２は、図１に示されるような断面形状に形成される。つまり、シリコン酸化膜２に形成される凹部２ａがほぼ球面の一部になるように、シリコン酸化膜２は、ダイヤフラム２３の周縁部から中央部に向かって除々に薄くなっている。【００３４】
一方、フッ酸溶液を用いてウェットエッチングによってシリコン酸化膜２がエッチングされれば、シリコン酸化膜２は、図９に示される断面形状に形成される。つまり、シリコン酸化膜２の膜厚はシリコン薄板３にほぼ平行に一定の膜厚で延びている。この場合、ドライエッチングによって凹部２ａが形成される場合に比較して、本実施の形態の半導体圧力センサによって得られる効果、すなわち、オフセット電圧に起因した測定誤差および温度変化に起因した測定誤差が低減されるという効果が得られ難くなる。【００３５】
その後、シリコン窒化膜７が除去され、絶対圧センサを作成するために、シリコン支持基板１の下面上にガラス基板８が陽極接合される。それにより、図１に示す構造が得られる。なお、シリコン窒化膜７は、必ずしも除去されていなくてもよいが、シリコン支持基板１とガラス基板８とを陽極接合するときに、シリコン窒化膜７が除去されていれば、シリコン支持基板１とガラス基板８との間の接合の信頼性が向上する。なお、シリコン窒化膜７の除去方法としては、熱リン酸溶液を用いるウェットエッチングが適している。【００３６】
また、オフセット電圧と温度変化に起因する出力電圧の変動量との和とシリコン酸化膜のエッチング時間との関係が、図１０に示すようにプロットされた。なお、図１０に示すグラフにおいては、従来のシリコン酸化膜が全くエッチングされていない構造の半導体圧力センサ、すなわち特開２００２−３５０２５９号公報に開示されている半導体圧力センサが基準として用いられている。より具体的には、特開２００２−３５０２５９号公報に開示されている半導体圧力センサのオフセット電圧によって規格化されたオフセット電圧、および、特開２００２−３５０２５９号公報に開示されている半導体圧力センサの温度変化に起因した出力電圧の変動量によって規格化された温度変化に起因した出力電圧の変動量が用いられている。【００３７】
前述のように、オフセット電圧および温度変化に起因した出力電圧の変動量のそれぞれが小さいほど、半導体圧力センサの測定誤差が小さい。したがって、前述の図１０に示されるグラフを用いた評価においては、規格化されたオフセット電圧と規格化された温度変化に起因した出力電圧の変動量との和が小さいほど、半導体圧力センサの測定誤差が小さい。【００３８】
図１０から、シリコン酸化膜２のエッチング時間をあまり長くし過ぎると、半導体圧力センサの測定誤差が大きくなる傾向があることが分かる。このような傾向が表れる理由は、エッチング時間が長過ぎると、ダイヤフラム２３の中央領域においてシリコン酸化膜２が完全に除去され、シリコン薄板３の下面が露出してしまうためである。なお、図１０に示される評価を行うために用いられたシリコン酸化膜２は、エッチングされる前の厚さが０．５μｍである。【００３９】
また、図１０から、ダイヤフラム２３の中央領域におけるシリコン酸化膜２の厚さが変更された場合には、シリコン薄板３が露出するまでのシリコン酸化膜２のエッチング時間が異なるが、シリコン酸化膜２がダイヤフラム２３の下面に沿って残存していれば、半導体圧力センサの測定誤差が低減されるという効果が得られることが分かる。したがって、前述の効果を得るためには、ダイヤフラム２３の下面の全体にわたってシリコン酸化膜２が残存していればよい。【００４０】
また、図１０から、エッチング時間がゼロに近づけば、すなわち、シリコン酸化膜２のエッチングがほとんど行われずに、シリコン酸化膜２がＳＯＩ基板の構成要素として形成されたときの状態で残存している場合には、半導体圧力センサの測定誤差が低減される効果は得られないことも分かる。【００４１】
次に、シリコン酸化膜２の膜厚分布に関する定量的な評価がなされた。シリコン酸化膜２の厚さに関しては、最大膜厚がＴｍａｘであり、最小膜厚がＴｍｉｎであるとする。【００４２】
また、図１１に示すように、シリコン酸化膜２の膜厚が最大値Ｔｍａｘである領域の端部２ｂからシリコン酸化膜２の膜厚が(Ｔｍａｘ＋Ｔｍｉｎ)÷２になる位置２ｃまでの距離がＡであると規定される。【００４３】
図１２には、最大値Ｔｍａｘに対する距離Ａの比Ａ÷Ｔｍａｘと、オフセット電圧と温度変化に起因する出力電圧の変動量との和との関係が示されている。なお、図１２に示す結果を得るための測定おいては、シリコン酸化膜２の除去量が図１０におけるエッチング時間４分に相当するシリコン酸化膜除去量に固定され、かつ、シリコン酸化膜２の膜厚分布の形状のみが変更される。【００４４】
また、図１２に示すグラフを用いた評価においては、本実施の形態の半導体圧力センサのシリコン酸化膜２がエッチングされる前の構造、すなわち特開２００２−３５０２５９号公報に開示されている構造を有する半導体圧力センサが基準として用いられている。より具体的には、特開２００２−３５０２５９号公報に開示されている構造を有する半導体圧力センサのオフセット電圧によって規格化されたオフセット電圧と、特開２００２−３５０２５９号公報に開示されている構造を有する半導体圧力センサの温度変化に起因した出力電圧の変動量によって規格化された温度変化に起因した出力電圧の変動量との和が、半導体圧力センサの特性を示す指標として用いられる。【００４５】
図１２から、シリコン酸化膜２がダイヤフラム２３の下側の全了領域に沿って残存しており、かつ、Ａ÷Ｔｍａｘが５以上であるという条件が具備されていれば、前述の測定誤差が低減されるという効果が十分に得られることが分かる。また、図１２から、Ａ÷Ｔｍａｘが５より小さければ、ほぼ線形的に前述の測定誤差の低減効果が低下していることも分かる。【００４６】
また、前述の図９に示される断面形状のシリコン酸化膜２を有する半導体圧力センサ、すなわち、ウェットエッチングによってシリコン酸化膜２に凹部２ａが形成された半導体圧力センサによれば、Ａ÷Ｔｍａｘが５よりも小さくなってしまう。そのため、前述の半導体圧力センサの測定誤差が低減されるという効果が得られ難い。【００４７】
以上のように、本実施の形態の半導体圧力センサによれば、ダイヤフラム２３の周縁部から中央部に向かって連続的に小さくなるような膜厚分布を有するシリコン酸化膜２がダイヤフラム２３に沿って形成され、かつ、ダイヤフラム２３の下側の領域の全てにわたってシリコン酸化膜２が残存しているため、オフセット電圧および温度変化に起因する出力電圧の変動量の双方を低減することが可能になる。【００４８】
また、前述のシリコン酸化膜２の膜厚の最大値Ｔｍａｘが２μｍより大きくい場合においても、半導体圧力センサの測定誤差は低減されるが、シリコン酸化膜２の膜厚の最大値Ｔｍａｘが２μｍ以下である場合に比較して、シリコン酸化膜２のエッチング前のオフセット電圧の絶対値が大きくなる。この場合、オフセット電圧の絶対値をシリコン酸化膜２の膜厚が小さい半導体圧力センサのオフセット電圧の絶対値と同等にすることが困難になる。したがって、シリコン酸化膜２の膜厚の最大値Ｔｍａｘは、２μｍ以下であるがことが望ましい。【００４９】
また、図１３に図示されるように、断面形状において、凹部２ａの幅は、貫通孔（１ａ）の幅よりも大きいことが望ましい。つまり、凹部２ａの周縁部は、貫通孔１ａの周縁部よりも外側に位置付けられていることが望ましい。より具体的には、図１３に示されるように、半導体圧力センサが、シリコン支持基板１と絶縁層２との間に貫通孔１ａの周縁から外側に延びるアンダーカット部ＵＣを有していることが望ましい。なお、図１３に示されるアンダーカット量ＵＣＡは、貫通孔１ａの周縁から凹部２ａの周縁までの距離である。これによれば、図１４に示されるように、ダイヤフラムの破壊耐圧が向上するという結果が得られる。このような結果が得られる理由は、現段階では明らかではないが、シリコン酸化膜２に生じる応力集中が緩和されるためであると推測される。【００５０】
また、現段階でシリコン酸化膜のエッチングのために用いられているウェットエッチングまたはドライエッチングを考慮すると、アンダーカット量ＵＣＡの最大値は、１０μｍ程度であることが望ましい。図１４に示されるように、アンダーカット量ＵＣＡが１０μｍ以下であれば、破壊耐圧が向上することが確認されている。
【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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【国際調査報告】
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