(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
力学量の印加を検出する検出部を有した半導体チップが接合層を介して台座に接合された力学量検出装置において、
前記検出部と該検出部が検出した値を処理する処理回路部を有した前記半導体チップを準備する準備工程と、
前記台座上に前記接合層を配設し、前記接合層上に前記半導体チップを配設する配設工程と、
前記接合層に熱処理を施し、前記半導体チップを前記台座に接合する接合工程と、
前記接合工程を実行した後に、少なくとも水素を含む雰囲気中にて前記半導体チップに熱処理を施すアニール工程とを備えたことを特徴とする力学量検出装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、力学量の印加を検出する検出部を有した半導体チップが接合層を介して台座に接合された力学量検出装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
この種の力学量検出装置としては、特開２０００−２４１２７３号公報に記載の圧力検出装置が開示されている。図８は、この圧力検出装置を示している。
【０００３】
図８に示されるように、この圧力検出装置１００は、円形のダイヤフラム面１０を有する金属ステム２０を有し、他面３２側にゲージ（ピエゾ抵抗素子）５１〜５４が設けられた半導体チップ３０の一面３１側を、低融点ガラス等よりなるガラス層４０を介して、ダイヤフラム面１０の一面１１側に接合したものである。
【０００４】
そして、ダイヤフラム面１０の他面１２側に圧力媒体を導入したときに、ダイヤフラム面１０及び半導体チップ３０の変形に基づき、ゲージ５１〜５４の抵抗値変化を検出し、この検出した値をトランジスタやトリミング抵抗などから構成される処理回路部（図示せず）で所要の処理を行うことにより、圧力検出が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来技術では、ゲージ５１〜５４が検出した値を処理する処理回路部は半導体チップ３０とは別チップに設けられているため、装置が大型化してしまうという課題があった。
【０００６】
そこで、本発明者は、図９に示されるように、ゲージ５１〜５４が設けられた半導体チップ３０に処理回路部７０を設ければ、圧力検出装置１００を小型化できると考えた。
【０００７】
そして、この着眼点に基づき鋭意検討した結果、ゲージ５１〜５４が設けられた半導体チップ３０に処理回路部７０を設けたことにより、次のような問題が生じることがわかった。
【０００８】
まず、ガラス層４０に熱を加えて焼成させることにより半導体チップ３０を金属ステム２０に接合させているが、上述のように、ゲージ５１〜５４が設けられた半導体チップ３０に処理回路部７０を設けると、この工程の際に、ガラス層４０に加わる熱が半導体チップ３０に設けられた処理回路部７０に伝達されてしまい、例えば、処理回路部７０に設けられたトランジスタの特性が変動してしまう。
【０００９】
ここで、トランジスタの特性が変動してしまう原因としては、以下のようなことが考えられる。
【００１０】
まず、図示しないが、半導体ウェハ工程において、シリコン等から構成される半導体チップ３０の表面には、半導体チップ３０に形成された素子間を接続する配線とこの配線の絶縁を確保する酸化膜とこれら配線及び酸化膜を保護する保護膜が形成されるが、この酸化膜及び保護膜の形成方法としては、水素が含まれた雰囲気中にて形成する方法が用いられている。
【００１１】
それにより、雰囲気中に存在する水素は、半導体チップ３０の表面に形成された酸化膜や保護膜においては、各膜中に水素イオンとして含まれ、半導体チップ３０と酸化膜との界面においては、半導体チップ３０のシリコン原子にターミネイト（終端）される。
【００１２】
さらに、この半導体ウェハ工程では、酸化膜や保護膜を形成した後に、半導体ウェハに水素を含む高温熱処理を施すが、この工程の際に、酸化膜や保護膜に水素が取り込まれて各膜中の水素イオンが増加したり、半導体チップ３０と酸化膜との界面においては、高温熱処理によりシリコン原子とターミネイトされた水素の結合が切れる。
【００１３】
その後、半導体ウェハを分割切断して半導体チップ３０を形成するが、この工程の際には、半導体チップ３０に熱が加わることはないので、上記半導体ウェハ工程における水素を含む高温熱処理を施した後の水素イオンの量により、トランジスタの電流増幅率等の特性が決定される。
【００１４】
しかしながら、その後、上述のように、半導体チップ３０を金属ステム２０に接合させるためにガラス層４０に熱を加えるが、この工程の際に、処理回路部７０に熱が伝達されることで、半導体チップ３０と酸化膜との界面においてシリコン原子と結合していた水素がシリコン原子から脱離してしまい、酸化膜に含まれる水素イオンは保護膜や外気中へ移動してしまう。
【００１５】
それによって、処理回路部７０に設けられたトランジスタの表面領域において、酸化膜に含まれる水素によって拘束されていた電子が開放されるため、トランジスタの注入効率が大きくなる。
【００１６】
その結果、トランジスタのベース・エミッタ・コレクタ間を流れる電流におけるベース電流が大きくなることよりコレクタ電流が大きくなるため、トランジスタの電流増幅率が大きくなり、トランジスタの特性が変動してしまう。
【００１７】
そこで、本発明の目的は、上記問題点に鑑み、力学量の印加を検出する検出部を有した半導体チップが接合層を介して台座に接合された力学量検出装置の製造方法において、検出部が検出した値を処理する処理回路部を半導体チップに設けたとしても、処理回路部に形成された素子の特性が変動してしまうのを抑制することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の力学量検出装置の製造方法は、力学量の印加を検出する検出部を有した半導体チップが接合層を介して台座に接合された力学量検出装置において、検出部と検出部が検出した値を処理する処理回路部を有した半導体チップを準備する準備工程と、台座上に接合層を配設し接合層上に半導体チップを配設する配設工程と、接合層に熱処理を施し半導体チップを台座に接合する接合工程とを備え、接合工程を実行した後に少なくとも水素を含む雰囲気中にて半導体チップに熱処理を施すアニール工程とを備えたことを特徴としている。
【００１９】
請求項１に記載の発明によれば、接合層に熱処理を施し半導体チップを台座に接合する接合工程を実行した後に、少なくとも水素を含む雰囲気中にて半導体チップに熱処理を施すアニール工程を実行しているため、接合工程の際に、半導体チップの表面に存在する水素が外気中等に移動したとしても、その後に実行するアニール工程により、半導体チップの表面に水素を補充することができる。
【００２０】
その結果、半導体チップの表面における水素量の変動を抑制することができるため、処理回路部に形成されたトランジスタの注入効率の変動を抑制することができ、トランジスタのベース電流の変動、電流増幅率の変動を抑制することができる。
【００２１】
よって、検出部が設けられた半導体チップに検出部が検出した値を処理する処理回路部を設けたとしても、処理回路部に形成された素子の特性が変動してしまうのを抑制することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の力学量検出装置を圧力検出装置に適用した実施形態を、図面に従って説明する。
【００２７】
（第１実施形態）
尚、本実施形態の圧力検出装置１００は、例えば車輌におけるエンジンの燃料噴射圧制御やブレーキ圧制御等に用いられる。
【００２８】
図１（ａ）には、本実施形態の圧力検出装置１００における半導体チップ３０の平面方向から見た図を示し、図１（ｂ）には、図１（ａ）におけるＡ−Ａ断面図を示す。
【００２９】
まず、図１（ｂ）に示されるように、圧力検出装置１００は、円形のダイヤフラム面１０を有する金属ステム２０と、一面３１側がダイヤフラム面１０の一面１１側に接着された半導体チップ３０とを備え、ダイヤフラム面１０の他面１２側に、例えばエンジンの燃料噴射圧力等に応じた圧力媒体（気体、液体等）を導入し、ダイヤフラム面１０及び半導体チップ３０の変形に基づき圧力検出を行うようにしたものである。
【００３０】
金属ステム２０は切削等により形成された中空円筒形状を成し、例えば、ガラスと熱膨張率が同程度であるＦｉ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金であるコバール等により構成されている。
【００３１】
この金属ステム２０においては、一端側にダイヤフラム面１０が形成され、図示しない他端側から、図１（ｂ）中の白抜き矢印に示す様に、圧力媒体が導入され、ダイヤフラム面１０の他面１２に圧力が印加されるようになっている。
【００３２】
ここで、金属ステム２０の寸法の一例を示すと、円筒の外径は６．５ｍｍ、円筒の内径は２．５ｍｍ、ダイヤフラム面１０の肉厚は、例えば２０ＭＰａの測定に際しては０．６５ｍｍ、２００ＭＰａの測定に際しては１．４０ｍｍである。
【００３３】
また、ダイヤフラム面１０の一面１１側に接着された半導体チップ３０は、面方位が（１００）面であり且つ全体が均一な肉厚の平面形状を成す単結晶シリコン基板よりなり、その一面３１が低融点ガラス等よりなるガラス層４０により、ダイヤフラム面１０の一面１１に固定されている。
【００３４】
ここで、半導体チップ３０の寸法の一例を示すと、４．０ｍｍ×４．０ｍｍの正方形状で、肉厚は０．２ｍｍである。また、ガラス層４０の厚さは０．０６ｍｍである。
【００３５】
また、半導体チップ３０の他面３２側には、図１（ａ）に示されるように、ダイヤフラム面１０と対応する領域には、４個のピエゾ抵抗素子である長方形状のゲージ５１〜５４が配設されている。尚、（１００）面方位を有する半導体チップ３０には、その構造上、＜１１０＞結晶軸が相直交して存在する。ここで、図１（ａ）に示されるように、一方（Ａ―Ａ断面線と一致する方）の＜１１０＞結晶軸方向をＸ方向、他方の＜１１０＞結晶軸方向をＹ方向とする。
【００３６】
そして、一対のゲージ５１、５２はその長辺方向をＸ方向に沿って位置されており、一対のゲージ５３、５４がその短辺方向をＹ方向に沿って位置されている。さらに、これら４個のゲージ５１〜５４はそれぞれ配線（図示せず）で接続されてブリッジ回路を構成している。
【００３７】
さらに、本実施形態では、半導体チップ３０の他面３２側の周縁部には、トランジスタやトリミング抵抗などから構成される処理回路部７０が設けられている。この処理回路部７０は、図示しないが、配線を介してゲージ５１〜５４と接続されており、ゲージ５１〜５４が検出した値を処理している。
【００３８】
ここで、半導体チップ３０におけるゲージ５１〜５４と処理回路部７０の配置領域の詳細図を示す図２を参照して、本実施形態の半導体チップ３０の構造を説明する。
【００３９】
この図２に示されるように、半導体チップ３０はＰ型の半導体基板８０を有し、この半導体基板８０の表面部には、Ｐ+分離領域８１により互いに絶縁分離された複数のＮ-エピタキシャル層領域８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄ、８２ｅが形成されている。
【００４０】
エピタキシャル層領域８２ａの表面部には、上記した２対のゲージ５１〜５４が形成されている。
【００４１】
エピタキシャル層領域８２ｂ、８２ｃの表面部には、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２が形成されており、これらトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２によりオペアンプが構成されている。
【００４２】
エピタキシャル層領域８２ｄの表面部には、特性調整用のトリミング抵抗８３が形成されている。尚、このトリミング抵抗８３は、例えばクロムシリコン（ＣｒＳｉ）により形成されている。
【００４３】
エピタキシャル層領域８２ｅの表面部には、半導体チップ３０を外部と電気的に接続するための電極パッド８４が形成されている。尚、この電極パッド８４は、例えばアルミにより形成されている。
【００４４】
これらエピタキシャル層領域８２ｂ、８２ｃ、８２ｄ、８２ｅに形成されたトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、トリミング抵抗８３、電極パッド８４によって、上記処理回路部７０を構成している。
【００４５】
尚、半導体基板８０の表面部には、Ｐ+分離領域８１により互いに絶縁分離されたその他のエピタキシャル層領域（図示せず）が形成されており、これらのエピタキシャル層領域に抵抗やその他のトランジスタなどが形成されている。
【００４６】
また、半導体基板８０の表面には、上記ゲージ５１〜５４、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、トリミング抵抗８３、電極パッド８４を接続するアルミ配線８５とこのアルミ配線８５の絶縁を確保するシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）８６が形成されている。
【００４７】
さらに、これらアルミ配線８５及びシリコン酸化膜８６の上には保護膜であるパッシベーション膜８７が形成されており、このパッシベーション膜８７には、ワイヤボンド用の開口部８７ａが設けられている。尚、このパッシベーション膜８７は、例えばプラズマ窒化シリコン膜（Ｐ−ＳｉＮ）により構成されている。
【００４８】
ここで、本実施形態の圧力検出装置１００の製造方法を、図３を用いて説明する。
【００４９】
まず、上述のように、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２等で構成された処理回路部７０とゲージ５１〜５４とが設けられた半導体チップ３０と金属ステム２０を準備する（準備工程）。
【００５０】
続いて、金属ステム２０上の所定領域に低融点ガラス等からなるガラス層４０を配設し、このガラス層４０上に上記半導体チップ３０を配設する（配設工程）。
【００５１】
続いて、これら一体物を焼成炉（図示せず）に搬送して、ガラス層４０に約４００℃の熱を加えて焼成させることにより、半導体チップ３０を金属ステム２０に接合する（接合工程）。
【００５２】
その後、図４に示されるように、圧力検出装置１００をチャンバー９０内に搬送しヒーターパネル９１上に載置して、このチャンバー９０内に水素を含むガスを導入しつつ、ヒーターパネル９１により圧力検出装置１００に熱処理を施す（アニール工程）。これにより、図１に示す圧力検出装置１００が出来上がる。
【００５３】
ここで、本実施形態の圧力検出装置１００の検出原理を説明する。
【００５４】
まず、図１（ｂ）に示す白抜き矢印方向に圧力が印加されると、ダイヤフラム面１０及び半導体チップ３０がひずみ変形し、半導体チップ３０に応力が発生する。それに伴い、各ゲージ５１〜５４には、＜１１０＞結晶軸に応じて図１（ａ）に示す矢印Ｘ方向と矢印Ｙ方向とに応力が発生する。ここで、Ｘ方向の発生応力をσXX、Ｙ方向の発生応力をσYY、とする。
【００５５】
半導体チップ３０におけるダイヤフラム面１０に位置する領域での発生応力の分布を図５に示す。図５は、発生応力σXX（実線図示）とσYY（破線図示）の大きさを、半導体チップ３０の前記領域におけるダイヤフラム面１０の中心Ｋからの距離に応じて示したものである。
【００５６】
この図５に示されるように、発生応力σXX及びσYYは、共に該中心Ｋから離れるに従って小さくなっているが、発生応力σYYの方が減少度合が大きい。
【００５７】
そのため、各＜１１０＞結晶軸方向Ｘ、Ｙに沿って配置された各ゲージ５１〜５４における出力ｅは、両発生応力σXXとσYYの差Ｄを検出して出力することができる。即ち、該出力ｅは、σXXとσYYの差の絶対値に比例（ｅ｜σXX−σYY｜）し、上記ブリッジ回路により圧力検出が成される。
【００５８】
つまり、（１００）面方位を有する半導体チップ３０においては、その構造上、高い応力感度を有する結晶軸＜１１０＞が相直交して存在し、ゲージ１個に対して２種類の応力σXX及びσYYが発生するため、上記の検出原理によって圧力検出ができる。
【００５９】
ところで、本実施形態では、図１（ａ）に示されるように、ゲージ５１〜５４が設けられた半導体チップ３０に処理回路部７０を設けているが、このような構成にしたことにより、圧力検出装置１００を小型化することができるが、それに伴い以下のような問題が発生する。
【００６０】
まず、ガラス層４０に熱を加えて焼成させることにより半導体チップ３０を金属ステム２０に接合させているが、本実施形態のように、ゲージ５１〜５４が設けられた半導体チップ３０に処理回路部７０を設けると、この工程の際に、ガラス層４０に加わる熱が半導体チップ３０に設けられた処理回路部７０に伝達されてしまい、例えば、処理回路部７０の内部に設けられたトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２の特性が変動してしまう。
【００６１】
ここで、トランジスタの特性が変動してしまう原因としては、以下のようなことが考えられる。
【００６２】
まず、半導体ウェハ工程において、単結晶シリコンで構成される半導体チップ３０の表面には、上述のように、アルミ配線８５及びシリコン酸化膜８６及びパッシベーション膜８７が形成されるが、このシリコン酸化膜８６及びパッシベーション膜８７の形成方法としては、水素が含まれた雰囲気中にて形成する方法が用いられている。
【００６３】
それにより、雰囲気中に存在する水素は、半導体チップ３０の表面に形成されたシリコン酸化膜８６やパッシベーション膜８７においては、各膜中に水素イオンとして含まれて、半導体チップ３０とシリコン酸化膜８６との界面においては、半導体チップ３０のシリコン原子にターミネイト（終端）される。
【００６４】
さらに、この半導体ウェハ工程では、シリコン酸化膜８６やパッシベーション膜８７を形成した後に、半導体ウェハに水素を含む高温熱処理を施すが、この工程の際に、シリコン酸化膜８６やパッシベーション膜８７に水素が取り込まれて各膜中の水素イオンが増加したり、半導体チップ３０とシリコン酸化膜８６との界面においては、高温熱処理によりシリコン原子とターミネイトされた水素の結合が切れる。
【００６５】
しかしながら、その後、上述のように、半導体チップ３０を金属ステム２０に接合させるためにガラス層４０に熱を加えるが、この工程の際に、処理回路部７０に熱が伝達されることで、半導体チップ３０とシリコン酸化膜８６との界面においてシリコン原子と結合していた水素イオンがシリコン原子から脱離しまい、シリコン酸化膜８６に含まれる水素イオンはパッシベーション膜８７や外気中へ移動してしまう。
【００６６】
それによって、処理回路部７０に設けられたトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２の表面領域において、シリコン酸化膜８６に含まれる水素イオンによって拘束されていた電子が開放されるため、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２の注入効率が大きくなる。
【００６７】
その結果、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２のベース・エミッタ・コレクタ間を流れる電流においてベース電流が大きくなることによりコレクタ電流が大きくなり、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２の電流増幅率が大きくなり、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２の特性が変動してしまう。
【００６８】
このようにトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２の特性が変動してしまうことにより、例えば、トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２との配置位置が離れていた場合等には、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２の特性がそれぞれ異なってしまうため、これらトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２により構成されるオペアンプのペア性が崩れ、オペアンプの特性が悪化してしまう。
【００６９】
そこで、本実施形態では、図３及び図４に示されるように、ガラス層４０に熱を加えて焼成させることにより半導体チップ３０を金属ステム２０に接合する接合工程を実行した後に、水素を含むガスが導入されたチャンバー９０及びヒーターパネル９１を用いて圧力検出装置１００に熱処理を施すアニール工程を実行したことを特徴としている。
【００７０】
それによって、接合工程の際に、処理回路部７０に熱が伝達されることで、半導体チップ３０とシリコン酸化膜８６との界面においてシリコン原子と結合していた水素イオンがシリコン原子から脱離しまい、シリコン酸化膜８６に含まれる水素イオンがパッシベーション膜８７や外気中へ移動してたとしても、その後に実行するアニール工程により、シリコン酸化膜８６に水素イオンを補充することができる。
【００７１】
その結果、接合工程前後において、シリコン酸化膜８６に含まれる水素量の変動を抑制することができるため、処理回路部７０に形成されたトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２の注入効率の変動を抑制することができ、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２のベース電流の変動、電流増幅率の変動を抑制することができる。
【００７２】
よって、ゲージ５１〜５４が設けられた半導体チップ３０にゲージ５１〜５４が検出した値を処理する処理回路部７０を設けたとしても、処理回路部７０に形成されたトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２等の素子の特性が変動してしまうのを抑制することができる。
【００７３】
また、本実施形態のように、ゲージ５１〜５４が設けられた半導体チップ３０に処理回路部７０を設けると、半導体チップ３０に圧力が印加された際には、この印加圧力がゲージ５１〜５４だけでなく処理回路部７０にも伝達してしまう。
【００７４】
それによって、例えば、処理回路部７０に形成されたトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２の電界が局所的に大きくなってしまい、この電界によって加速されたキャリアが半導体チップ３０の表面に形成されたシリコン酸化膜８６に飛び込んでトラップされることにより、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２のしきい値電圧が変動するホットキャリア現象が発生してしまう。
【００７５】
そこで、本実施形態では、図１（ａ）に示されるように、半導体チップ３０に配設された処理回路部７０は、半導体チップ３０の周縁部に配置したことを特徴としている。具体的には、半導体チップ３０における金属ステム２０に形成されたダイヤフラム面１０に対応する領域を除く領域に処理回路部７０を配置している。
【００７６】
それによって、半導体チップ３０に圧力が印加された際には、ダイヤフラム面１０に対応する領域に配置されたゲージ５１〜５４に印加される圧力よりも、処理回路部７０に印加される圧力を小さくすることができるため、処理回路部７０に発生するホットキャリア現象を抑制することができる。
【００７７】
よって、ゲージ５１〜５４が設けられた半導体チップ３０にゲージ５１〜５４が検出した値を処理する処理回路部７０を設けたとしても、処理回路部７０に形成されたトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２等の素子の特性が変動してしまうのを抑制することができる。
【００７８】
また、図５に示されるように、処理回路部７０の配置位置は、半導体チップ３０に圧力が印加された際に伝達される応力が０．０１ｋｇｆ／ｍｍ2以下になるように規定すると好ましい。
【００７９】
また、本実施形態では、相直交する＜１１０＞結晶軸が存在する（１００）面方位を有する半導体チップ３０を用いているが、＜１１０＞結晶軸方向に発生する圧力の感度は非常に大きいため、図６に示されるように、処理回路部７０を＜１１０＞結晶軸から略４５°傾いた状態で配置するとよい。
【００８０】
その結果、処理回路部７０に印加される圧力を小さくすることができるため、処理回路部７０に発生するホットキャリア現象をより抑制することができる。
【００８１】
また、本実施形態では、半導体チップ３０を金属ステム２０に接合させるための接合層としてガラス層４０を用いているため、例えば樹脂からなる接着剤を用いた場合と比較して、クリープ現象の発生を抑制することができ、装置の特性変動を抑制することができる。
【００８２】
（第２実施形態）
第２実施形態の圧力検出装置の構成は、上記第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である製造方法についてのみ説明する。尚、図７には第２実施形態の圧力検出装置１００の製造方法を示す。以下、この図７を用いて本実施形態の製造方法を説明する。
【００８３】
まず、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２等で構成された処理回路部７０とゲージ５１〜５４とが設けられた半導体チップ３０と金属ステム２０を準備する（準備工程）。
【００８４】
続いて、金属ステム２０上の所定領域に低融点ガラス等からなるガラス層４０を配設し、このガラス層４０上に上記半導体チップ３０を配設する（配設工程）。
【００８５】
続いて、これら一体物を焼成炉（図示せず）に搬送して、ガラス層４０に約４００℃の熱を加えて焼成させることにより、半導体チップ３０を金属ステム２０に接合する（接合工程）。
【００８６】
これまでの製造方法は、上記第１実施形態の製造方法と同様であるが、この接合工程の後、本実施形態では、例えば、処理回路部７０に形成されたトリミング抵抗８３をパターニングしてトリミング抵抗８３の抵抗値を可変させることにより、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２の特性を調整している（トリミング工程）。これにより、圧力検出装置１００が出来上がる。
【００８７】
このように、本実施形態では、ガラス層４０に熱を加えて焼成させることにより半導体チップ３０を金属ステム２０に接合する接合工程を実行した後に、処理回路部７０に形成されたトリミング抵抗８３をパターニングしてトリミング抵抗８３の抵抗値を可変させることにより、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２の特性を調整したことを特徴としている。
【００８８】
それによって、接合工程の際に、処理回路部７０に熱が伝達されることで、半導体チップ３０とシリコン酸化膜８６との界面においてシリコン原子と結合していた水素イオンがシリコン原子から脱離しまい、シリコン酸化膜８６に含まれる水素イオンがパッシベーション膜８７や外気中へ移動して、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２の特性が変動したとしても、その後に実行するトリミング工程により、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２の特性を調整することができる。
【００８９】
よって、ゲージ５１〜５４が設けられた半導体チップ３０にゲージ５１〜５４が検出した値を処理する処理回路部７０を設けたとしても、処理回路部７０に形成されたトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２等の素子の特性が変動してしまうのを抑制することができる。
【００９０】
尚、本発明は、上記各実施形態に限られるものではなく、様々な態様に適用可能である。
【００９１】
例えば、上記各実施形態では、力学量検出装置として圧力検出装置について説明したが、これに限られるものではなく、加速度センサなどのような他の力学量検出装置にも適用可能である。
【００９２】
また、図６に示されるように、半導体チップ３０の＜１１０＞結晶軸から略４５°傾いた状態で処理回路部７０を形成する方法としては、処理回路部７０のパターンが記憶されたデータ自体を略４５°回転させて形成してもよいが、例えば、半導体チップ３０が複数形成されたウェハ状態において、ウェハのオリフラ面を＜１１０＞結晶軸から略４５°傾けて処理回路部７０を形成してもよい。この場合、処理回路部７０のパターンが記憶されたデータ自体を回転させる必要がないため、工程の簡略化を図ることができる。
【００９３】
また、上記各実施形態では、半導体チップ３０の面方位は、相直交する＜１１０＞結晶軸を有した（１００）面であり、図６に示されるように、処理回路部７０は＜１１０＞結晶軸から略４５°傾いた状態で配置されているが、これに限られるものではなく、例えば、半導体チップ３０の面方位は、互いに直交する＜１１０＞結晶軸と＜１００＞結晶軸とを有した（１００）面であってもよい。この場合、処理回路部７０は、＜１１０＞結晶軸と比較して感度の小さい＜１００＞結晶軸と略平行した状態で配置するとよい。
【００９４】
また、上記第１実施形態では、シリコン酸化膜８６に水素イオンの補充する方法として、チャンバー９０内に水素のみを導入する方法について説明したが、これに限られるものではなく、例えば、水素を含んだガスを熱分解する方法やプラズマ処理、紫外線照射（ＵＶ）処理等により水素を含んだガスを分解する方法を用いることにより、シリコン酸化膜８６に水素イオンの補充してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の一実施形態に係る圧力検出装置における半導体チップの平面方向から見た図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ―Ａ断面図である。
【図２】図１に示す半導体チップの詳細図である。
【図３】図１に示す圧力検出装置の製造方法を示す図である。
【図４】アニール工程を示す図である。
【図５】図１に示す圧力検出装置の半導体チップの発生応力分布を示す図である。
【図６】処理回路部を＜１１０＞結晶軸から４５°傾けて配置した状態を示す図である。
【図７】第２実施形態の圧力検出装置の製造方法を示す図である。
【図８】従来技術の圧力検出装置の断面構造を示す図である。
【図９】半導体チップに処理回路部を設けた状態の圧力検出装置の断面構造を示す図である。
【符号の説明】
１０…ダイヤフラム面、
１１…ダイヤフラム面の一面、
１２…ダイヤフラム面の他面、
２０…金属ステム、
３０…半導体チップ、
３１…半導体チップの一面、
３２…半導体チップの他面、
４０…ガラス層、
５１〜５４…ゲージ（ピエゾ抵抗素子）、
７０…処理回路部、
８０…Ｐ型半導体基板、
８１…Ｐ+分離領域、
８２ａ〜８２ｅ…Ｎ-エピタキシャル層領域、
８３…トリミング抵抗、
８４…電極パッド、
８５…アルミ配線、
８６…シリコン酸化膜、
８７…パッシベーション膜、
９０…チャンバー、
９１…ヒータパネル、
１００…圧力検出装置、
σXX、σYY…応力、
Ｔｒ１、Ｔｒ２…トランジスタ、
Ｋ…ダイヤフラム面の中心。
【図１】
0003915586.tif 000002
【図２】
0003915586.tif 000003
【図３】
0003915586.tif 000004
【図４】
0003915586.tif 000005
【図５】
0003915586.tif 000006
【図６】
0003915586.tif 000007
【図７】
0003915586.tif 000008
【図８】
0003915586.tif 000009
【図９】
0003915586.tif 000010