(57)【要約】【課題】スティッキングの発生を低減することのできる圧力センサー、この圧力センサーの製造方法、この圧力センサーを備えた信頼性の高い高度計、電子機器および移動体を提供する。【解決手段】圧力センサー１は、ダイアフラム２５を有する基板２と、ダイアフラム２５の一方側に位置する空洞部Ｓと、空洞部Ｓを介してダイアフラム２５と対向配置されている天井部４９と、を有し、基板２の空洞部Ｓに臨む面に凹凸２７が形成されている。また、凹凸２７は、複数の凹部２７１を有している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイアフラムを有する基板と、
前記ダイアフラムの一方側に位置する圧力基準室と、
前記圧力基準室を介して前記ダイアフラムと対向配置されている天井部と、を有し、
前記基板の前記圧力基準室に臨む面および前記天井部の前記圧力基準室に臨む面の少なくとも一方に凹凸が形成されていることを特徴とする圧力センサー。
【請求項２】
前記基板の前記圧力基準室に臨む面に前記凹凸が形成されている請求項１に記載の圧力センサー。
【請求項３】
前記凹凸は、複数の凹部を有し、
前記複数の凹部は、前記基板の前記圧力基準室に臨む面に開放している請求項２に記載の圧力センサー。
【請求項４】
前記天井部は、前記圧力基準室を被覆し、貫通孔を有する被覆層と、前記被覆層上に配置され、前記貫通孔を封止する封止層と、を有し、
前記凹凸は、前記基板の平面視で、前記貫通孔の配置に対応して形成されている請求項２または３に記載の圧力センサー。
【請求項５】
前記ダイアフラムには、ピエゾ抵抗素子が配置されている請求項２ないし４のいずれか１項に記載の圧力センサー。
【請求項６】
前記基板の前記圧力基準室に臨む面は、前記凹凸が形成されている第１領域と、前記第１領域よりも低い密度で前記凹凸が形成されている第２領域と、を有し、
前記第１領域と前記第２領域との境界部を跨いで前記ピエゾ抵抗素子が配置されている請求項５に記載の圧力センサー。
【請求項７】
前記基板の前記圧力基準室に臨む面は、前記凹凸が形成されている第１領域と、前記凹凸が形成されていない第２領域と、を有し、
前記第１領域と前記第２領域との境界部を跨いで前記ピエゾ抵抗素子が配置されている請求項５に記載の圧力センサー。
【請求項８】
基板上に犠牲層を配置する工程と、
前記犠牲層上に、貫通孔を有する被覆層を配置する工程と、
エッチングによって、前記貫通孔を介して前記犠牲層を除去することで圧力基準室を形成すると共に、前記基板の前記圧力基準室に臨む面に凹凸を形成する工程と、
前記被覆層上に封止層を配置して、前記貫通孔を封止する工程と、を有することを特徴とする圧力センサーの製造方法。
【請求項９】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の圧力センサーを備えることを特徴とする高度計。
【請求項１０】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の圧力センサーを備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１１】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の圧力センサーを備えることを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力センサー、圧力センサーの製造方法、高度計、電子機器および移動体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、圧力センサーとして、特許文献１に記載の構成が知られている。特許文献１の圧力センサーは、ダイアフラムを有する基板と、基板上に配置された周囲構造体と、を有し、これらの間に圧力基準室が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１８４２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような構成の圧力センサーでは、圧力基準室の大きさ、圧力基準室の天井部（圧力基準室を介してダイアフラムと対向している部分）の機械的強度等によっては、天井部が撓んでダイアフラムに接触し、そのままダイアフラムに付着して戻らなくなることがある。すなわち、天井部のスティッキングが発生するおそれがある。このようなスティッキングが生じると、圧力の検出精度が低下してしまう。
【０００５】
本発明の目的は、スティッキングの発生を低減することのできる圧力センサー、この圧力センサーの製造方法、この圧力センサーを備えた信頼性の高い高度計、電子機器および移動体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
【０００７】
本発明の圧力センサーは、ダイアフラムを有する基板と、
前記ダイアフラムの一方側に位置する圧力基準室と、
前記圧力基準室を介して前記ダイアフラムと対向配置されている天井部と、を有し、
前記基板の前記圧力基準室に臨む面および前記天井部の前記圧力基準室に臨む面の少なくとも一方に凹凸が形成されていることを特徴とする。
これにより、スティッキングの発生を低減することのできる圧力センサーが得られる。
【０００８】
本発明の圧力センサーでは、前記基板の前記圧力基準室に臨む面に前記凹凸が形成されていることが好ましい。
これにより、凹凸を形成し易くなる。
【０００９】
本発明の圧力センサーでは、前記凹凸は、複数の凹部を有し、
前記複数の凹部は、前記基板の前記圧力基準室に臨む面に開放していることが好ましい。
これにより、凹凸を形成し易くなる。
【００１０】
本発明の圧力センサーでは、前記天井部は、前記圧力基準室を被覆し、貫通孔を有する被覆層と、前記被覆層上に配置され、前記貫通孔を封止する封止層と、を有し、
前記凹凸は、前記基板の平面視で、前記貫通孔の配置に対応して形成されていることが好ましい。
これにより、凹凸を形成し易くなる。
【００１１】
本発明の圧力センサーでは、前記ダイアフラムには、ピエゾ抵抗素子が配置されていることが好ましい。
これにより、圧力を容易に検出することができる。
【００１２】
本発明の圧力センサーでは、前記基板の前記圧力基準室に臨む面は、前記凹凸が形成されている第１領域と、前記第１領域よりも低い密度で前記凹凸が形成されている第２領域と、を有し、
前記第１領域と前記第２領域との境界部を跨いで前記ピエゾ抵抗素子が配置されていることが好ましい。
これにより、ピエゾ抵抗素子に応力が加わり易くなり、圧力検出精度が高まる。
【００１３】
本発明の圧力センサーでは、前記基板の前記圧力基準室に臨む面は、前記凹凸が形成されている第１領域と、前記凹凸が形成されていない第２領域と、を有し、
前記第１領域と前記第２領域との境界部を跨いで前記ピエゾ抵抗素子が配置されていることが好ましい。
これにより、ピエゾ抵抗素子に応力が加わり易くなり、圧力検出精度が高まる。
【００１４】
本発明の圧力センサーの製造方法は、基板上に犠牲層を配置する工程と、
前記犠牲層上に、貫通孔を有する被覆層を配置する工程と、
エッチングによって、前記貫通孔を介して前記犠牲層を除去することで圧力基準室を形成すると共に、前記基板の前記圧力基準室に臨む面に凹凸を形成する工程と、
前記被覆層上に封止層を配置して、前記貫通孔を封止する工程と、を有することを特徴とする。
これにより、スティッキングの発生を低減することのできる圧力センサーが得られる。
【００１５】
本発明の高度計は、本発明の圧力センサーを備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い高度計が得られる。
【００１６】
本発明の電子機器は、本発明の圧力センサーを備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
【００１７】
本発明の移動体は、本発明の圧力センサーを備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い移動体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る圧力センサーの断面図である。
【図２】図１に示す圧力センサーの部分拡大断面図である。
【図３】図１に示す圧力センサーが有する圧力センサー部を示す平面図である。
【図４】図３に示す圧力センサー部を含むブリッジ回路を示す図である。
【図５】従来の圧力センサーの問題点を説明するための部分拡大断面図である。
【図６】図１に示す圧力センサーの効果を説明するための部分拡大断面図である。
【図７】図１に示す圧力センサーの製造方法のフローチャートである。
【図８】図１に示す圧力センサーの製造方法を説明するための断面図である。
【図９】図１に示す圧力センサーの製造方法を説明するための断面図である。
【図１０】図１に示す圧力センサーの製造方法を説明するための断面図である。
【図１１】図１に示す圧力センサーの製造方法を説明するための断面図である。
【図１２】図１に示す圧力センサーの製造方法を説明するための断面図である。
【図１３】図１に示す圧力センサーの製造方法を説明するための断面図である。
【図１４】図１に示す圧力センサーの製造方法を説明するための断面図である。
【図１５】本発明の第２実施形態に係る圧力センサーの部分拡大断面図である。
【図１６】本発明の第３実施形態に係る圧力センサーの部分拡大断面図である。
【図１７】本発明の第４実施形態に係る圧力センサーの部分拡大断面図である。
【図１８】本発明の第５実施形態に係る圧力センサーの断面図である。
【図１９】本発明の高度計の一例を示す斜視図である。
【図２０】本発明の電子機器の一例を示す正面図である。
【図２１】本発明の移動体の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の圧力センサー、圧力センサーの製造方法、高度計、電子機器および移動体を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
＜第１実施形態＞
まず、本発明の第１実施形態に係る圧力センサーについて説明する。
【００２１】
図１は、本発明の第１実施形態に係る圧力センサーの断面図である。図２は、図１に示す圧力センサーの部分拡大断面図である。図３は、図１に示す圧力センサーが有する圧力センサー部を示す平面図である。図４は、図３に示す圧力センサー部を含むブリッジ回路を示す図である。図５は、従来の圧力センサーの問題点を説明するための部分拡大断面図である。図６は、図１に示す圧力センサーの効果を説明するための部分拡大断面図である。図７は、図１に示す圧力センサーの製造方法のフローチャートである。図８ないし図１４は、それぞれ、図１に示す圧力センサーの製造方法を説明するための断面図である。なお、以下の説明では、図１中の上側を「上」、下側を「下」とも言う。
【００２２】
図１に示す圧力センサー１は、基板２と、圧力センサー部３と、周囲構造体４と、空洞部Ｓと、を有している。以下、これら各部について順に説明する。
【００２３】
［基板］
基板２は、図１に示すように、ＳＯＩ基板（第１シリコン層２１１、酸化シリコン層２１２、第２シリコン層２１３の積層基板）である半導体基板２１上に、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）で構成された第１絶縁膜２２と、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）で構成された第２絶縁膜２３と、ポリシリコン膜２４と、をこの順に積層（成膜）することで構成されている。ただし、半導体基板２１としては、ＳＯＩ基板に限定されず、例えば、シリコン基板を用いることもできる。また、第１絶縁膜２２や第２絶縁膜２３についても、エッチング耐性と絶縁性とを発揮することができれば、材料は特に限定されない。また、第１絶縁膜２２、第２絶縁膜２３、ポリシリコン膜２４は、必要に応じて設ければよく、省略してもよい。
【００２４】
また、半導体基板２１には、周囲の部分よりも薄肉であり、受圧によって撓み変形するダイアフラム２５が設けられている。このダイアフラム２５は、半導体基板２１の下面に開放する有底の凹部２６を設けることで凹部２６の底部に形成され、ダイアフラム２５の下面（凹部２６の底面）が受圧面２５１となっている。
【００２５】
また、半導体基板２１上およびその上方には圧力センサー部３と電気的に接続された図示しない半導体回路（回路）が作り込まれている。この半導体回路には、必要に応じて形成されたＭＯＳトランジスタ等の能動素子、キャパシタ、インダクタ、抵抗、ダイオードおよび配線等の回路要素が含まれている。ただし、このような半導体回路は、省略してもよい。
【００２６】
このような基板２の上面であって、空洞部Ｓに臨む領域には、図２に示すように、微小な凹凸２７が形成されている。このような凹凸２７を設けることで、後述するように、周囲構造体４の天井部４９のスティッキングを低減することができる。なお、本実施形態の凹凸２７は、第２絶縁膜２３に設けられ、第２絶縁膜２３の上面に開放する複数の凹部２７１を有している。このように、凹凸２７を基板２の上面に設け、さらに、凹凸２７を複数の凹部２７１で構成することにより、凹凸２７の構成が簡単となると共に、凹凸２７を形成し易くなる。
【００２７】
また、凹凸２７は、後述する被覆層４４４に形成された複数の貫通孔４４５に対応して形成されている。具体的には、基板２の平面視にて、貫通孔４４５と重なる位置に凹部２７１が形成されている。このような位置に凹部２７１を配置することで、後述する製造方法で説明するように、凹部２７１の形成がより容易となる。
【００２８】
なお、凹部２７１の深さとしては、特に限定されないが、例えば、０．０１μｍ以上、０．３μｍ以下程度であることが好ましい。このような深さとすることで、天井部４９のスティッキングをより効果的に低減することができる。
【００２９】
また、凹凸２７の構成としては特に限定されず、例えば、凹部２７１が第２絶縁膜２３と第１絶縁膜２２に跨って形成されていてもよい。また、凹凸２７が第２絶縁膜２３の表面に設けられた複数の凸部（突起）を有していてもよい。
【００３０】
［圧力センサー部］
圧力センサー部３は、図３に示すように、ダイアフラム２５に設けられている４つのピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４を有する。また、ピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４は、配線等を介して、互いに電気的に接続され、図４に示すブリッジ回路３０（ホイートストンブリッジ回路）を構成して半導体回路と接続されている。
【００３１】
ブリッジ回路３０には駆動電圧ＡＶＤＣを供給する駆動回路（図示せず）が接続されている。そして、ブリッジ回路３０は、ダイアフラム２５の撓みに基づくピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４の抵抗値変化に応じた信号（電圧）を出力する。そのため、この出力された信号に基づいてダイアフラム２５が受けた圧力を検出することができる。
【００３２】
ピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４は、それぞれ、例えば、半導体基板２１にリン、ボロン等の不純物をドープ（拡散または注入）することで構成されている。また、これらピエゾ抵抗素子３１〜３４を接続する配線は、例えば、半導体基板２１に、ピエゾ抵抗素子３１〜３４よりも高濃度でリン、ボロン等の不純物をドープ（拡散または注入）することで構成されている。
【００３３】
［空洞部］
空洞部Ｓは、図１に示すように、基板２と周囲構造体４とに囲まれることで画成されている。このような空洞部Ｓは、密閉された空間であり、圧力センサー１が検出する圧力の基準値となる圧力基準室として機能する。また、空洞部Ｓは、ダイアフラム２５の受圧面２５１とは反対側に位置し、ダイアフラム２５と重なって配置されている。なお、空洞部Ｓは、真空状態（例えば、１０Ｐａ以下程度）であることが好ましい。これにより、圧力センサー１を、真空を基準として圧力を検出する所謂「絶対圧センサー」として用いることができ、利便性の高い圧力センサー１となる。ただし、空洞部Ｓは、一定の圧力に保たれていれば、真空状態でなくてもよい。
【００３４】
［周囲構造体］
基板２と共に空洞部Ｓを画成する周囲構造体４は、図１に示すように、層間絶縁膜４１と、層間絶縁膜４１上に配置された配線層４２と、配線層４２および層間絶縁膜４１上に配置された層間絶縁膜４３と、層間絶縁膜４３上に配置された配線層４４と、配線層４４および層間絶縁膜４３上に配置された表面保護膜４５と、配線層４４および表面保護膜４５上に配置された封止層４６と、を有している。
【００３５】
配線層４２は、空洞部Ｓを囲んで配置された枠状の配線部４２１と、前記半導体回路の配線を構成する回路用配線部４２９と、を有している。同様に、配線層４４は、空洞部Ｓを囲んで配置された枠状の配線部４４１と、前記半導体回路の配線を構成する回路用配線部４４９と、を有している。そして、前記半導体回路は、回路用配線部４２９、４４９によって周囲構造体４の上面に引き出されている。
【００３６】
また、配線層４４は、図１に示すように、空洞部Ｓの天井に位置する被覆層４４４を有している。そして、被覆層４４４には空洞部Ｓの内外を連通する複数の貫通孔（細孔）４４５が設けられている。このような被覆層４４４は、配線部４４１から空洞部Ｓの天井に向けて延出して設けられ、空洞部Ｓを挟んでダイアフラム２５と対向配置されている。複数の貫通孔４４５は、後述する製造方法で説明するように、空洞部Ｓにエッチング液を侵入させるリリースエッチング用の孔である。また、被覆層４４４上には封止層４６が配置されており、この封止層４６によって貫通孔４４５が封止されている。なお、以下では、被覆層４４４および封止層４６の積層体を「天井部４９」とも言う。
【００３７】
ここで、空洞部Ｓの大きさ（平面積）、天井部４９の厚さ（機械的強度）、周囲の圧力等によっては、天井部４９が一時的に撓んで、ダイアフラム２５に接触してしまう可能性がある。また、従来の圧力センサー１Ａでは、図５に示すように、ダイアフラム２５の上面が平坦であるため、天井部４９がダイアフラム２５に接触すると、その接触面積の大きさが一因となってスティッキングが生じ、天井部４９がそのままダイアフラムに貼り付いてしまう可能性もある。このように、ステッィキングが発生してしまうと、受けた圧力に応じてダイアフラム２５が正常に撓み変形できなくなるため、圧力検出精度が著しく低下してしまう。
【００３８】
このような問題に対して、本実施形態の圧力センサー１では、ダイアフラム２５の上面に凹凸２７を設けているため、図６に示すように、天井部４９がダイアフラム２５に接触したとしても、ダイアフラム２５との接触面積を小さく抑えることができる。そのため、天井部４９のスティッキングを低減することができ、圧力検出精度の低下を低減することができる。なお、本実施形態では、凹凸２７が基板２の上面（空洞部Ｓに臨む領域）の全域にわたって配置されているが、凹凸２７の配置は、これに限定されない。例えば、凹凸２７は、ダイアフラム２５の中央部にのみ配置してもよい。これは、天井部４９の中央部が最も基板２に接触し易いためである。
【００３９】
表面保護膜４５は、周囲構造体４を水分、ゴミ、傷などから保護する機能を有している。このような表面保護膜は、被覆層４４４の貫通孔４４５を塞がないように、層間絶縁膜４３および配線層４４上に配置されている。
【００４０】
このような周囲構造体４のうち、層間絶縁膜４１、４３としては、例えば、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）等の絶縁膜を用いることができる。また、配線層４２、４４としては、例えば、アルミニウム膜等の金属膜を用いることができる。また、封止層４６としては、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ｗ、Ｔｉ、ＴｉＮ等の金属膜、シリコン酸化膜等を用いることができる。また、表面保護膜４５としては、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、ポリイミド膜、エポキシ樹脂膜などを用いることができる。
【００４１】
次に、圧力センサー１の製造方法について説明する。圧力センサー１の製造方法は、図７に示すように、基板２上に犠牲層４８を配置する犠牲層配置工程と、犠牲層４８上に被覆層４４４を配置する被覆層配置工程と、エッチングによって、貫通孔４４５を介して犠牲層４８を除去することで空洞部Ｓを形成すると共に凹凸２７を形成する凹凸形成工程と、被覆層４４４上に封止層４６を配置して、貫通孔４４５を封止する封止工程と、を有する。
【００４２】
［犠牲層配置工程、被覆層配置工程］
まず、図８に示すように、ＳＯＩ基板である半導体基板２１を用意し、半導体基板２１の上面にリン、ボロン等の不純物を注入することで、圧力センサー部３を形成する。次に、図９に示すように、半導体基板２１上に第１絶縁膜２２、第２絶縁膜２３、ポリシリコン膜２４をスパッタリング法、ＣＶＤ法等を用いて成膜する。
【００４３】
次に、図１０に示すように、半導体基板２１上に、層間絶縁膜４１、配線層４２、層間絶縁膜４３および配線層４４、表面保護膜４５をスパッタリング法、ＣＶＤ法等を用いて順に形成する。これにより、基板２および配線部４２１、４４１で囲まれた犠牲層４８と、犠牲層４８を上方から被覆する被覆層４４４と、が形成される。
【００４４】
［凹凸形成工程］
次に、図１１に示すように、図示しないレジストマスクで表面保護膜４５を保護した上で、基板２を例えばバッファードフッ酸等のエッチング液に晒す。これにより、貫通孔４４５を介して犠牲層４８がリリースエッチングされ、空洞部Ｓが形成される。また、犠牲層４８が除去されて、空洞部Ｓに臨むこととなった基板２の上面がエッチング液に触れることでエッチングされ、凹凸２７が形成される。
【００４５】
凹凸２７の形成について詳しく説明すると、ウェットエッチング（等方性エッチング）によれば、図１２に示すように、犠牲層４８の貫通孔４４５の直下に位置する部分４８ａが他の部分４８ｂよりも先に除去されるため、その分、基板２の上面の貫通孔４４５の直下に位置する部分２ａが他の部分２ｂよりも長い時間エッチング液に曝される。そのため、部分２ａが部分２ｂよりも深くエッチングされ、これにより、貫通孔４４５の配置に対応した複数の凹部２７１が形成され、凹凸２７が得られる（図２参照）。このような方法によれば、凹凸２７の形成が容易となる。また、凹凸２７を犠牲層４８の除去と共に形成することができるため、圧力センサー１の製造工程を少なくすることができる。また、貫通孔４４５の直下に凹部２７１を形成することができるため、貫通孔４４５の配置によって凹凸２７の形状（凹部２７１の位置）を簡単に制御することができる。
【００４６】
ここで、ウェットエッチングが終了し、空洞部Ｓ内のエッチング液を乾燥等によって除去する際に、被覆層４４４の基板２へのスティッキングが発生し易い。これは、被覆層４４４に封止層４６が積層されておらず、被覆層４４４が比較的撓み易い状態となっており、空洞部Ｓ内に残ったエッチング液の表面張力によって被覆層４４４が基板２側へ引き付けられ、エッチング液が乾燥によって蒸発するのとほぼ同時に、被覆層４４４が基板２に貼り付いてしまうことによる。そこで、本実施形態のように、空洞部Ｓを形成するために用いたエッチング液を空洞部Ｓから除去する前に、凹凸２７を形成しておくことで、本工程内でのスティッキングの発生を効果的に低減することができる。
【００４７】
［封止工程］
次に、図１３に示すように、空洞部Ｓを真空状態とし、封止層４６で空洞部Ｓを封止する。次に、図１４に示すように、半導体基板２１の下面に、ドライエッチング（シリコンディープエッチング）によって凹部２６を形成してダイアフラム２５を形成する。ただし、凹部２６は、ウェットエッチングにより形成してもよい。以上により、圧力センサー１が得られる。
【００４８】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る圧力センサーについて説明する。
図１５は、本発明の第２実施形態に係る圧力センサーの部分拡大断面図である。
【００４９】
以下、第２実施形態の圧力センサーについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００５０】
本発明の第２実施形態に係る圧力センサーは、凹凸の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。
【００５１】
図１５に示すように、本実施形態の圧力センサー１では、被覆層４４４の下面（空洞部Ｓに臨む面）に凹凸４７が形成されている。また、凹凸４７は、被覆層４４４の下面から下方へ突出する複数の凸部４７１を有している。このような凸部４７１は、被覆層４４４と一体的に形成されている。
【００５２】
このような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００５３】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る圧力センサーについて説明する。
図１６は、本発明の第３実施形態に係る圧力センサーの部分拡大断面図である。
【００５４】
以下、第３実施形態の圧力センサーについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００５５】
本発明の第３実施形態に係る圧力センサーは、凹凸の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。
【００５６】
図１６に示すように、本実施形態の圧力センサー１では、基板２の上面の空洞部Ｓに臨む面が、凹凸２７（凹部２７１）が形成されている第１領域Ｓ１と、第１領域Ｓ１よりも低い密度で凹凸２７（凹部２７１）が形成されている第２領域Ｓ２と、を有している。言い換えると、被覆層４４４が、貫通孔４４５が形成されている第１領域Ｓ１と、第１領域Ｓ１よりも低い密度で貫通孔４４５が形成されている第２領域Ｓ２と、を有している。
【００５７】
そして、第１領域Ｓ１と第２領域Ｓ２との境界部を跨いでピエゾ抵抗素子３１〜３４が配置されている。第１領域Ｓ１は、第２領域Ｓ２よりも凹凸２７の形成密度が高く、その分、ダイアフラム２５の実質的な厚みが薄くなっており、第２領域Ｓ２よりも変形し易い。このように、変形のし易さが異なる領域Ｓ１、Ｓ２の境界部には、ダイアフラム２５が撓んだ際に応力が集中し易いため、当該部分にピエゾ抵抗素子３１〜３４を配置することで、ブリッジ回路３０から出力される信号をより大きくすることができる。そのため、圧力検出精度をより高めることができる。
【００５８】
なお、第２領域Ｓ２の凹部２７１の形成密度としては、特に限定されないが、例えば、第１領域Ｓ１の凹部２７１の形成密度の１０％以上、７０％以下程度であることが好ましく、３０％以上、５０％以下程度であることがより好ましい。これにより、ダイアフラム２５が撓んだ際に領域Ｓ１、Ｓ２の境界部に応力がより集中し易くなる。さらには、第２領域Ｓ２上にも貫通孔４４５を比較的多く配置することができるため、ウェットエッチングによる犠牲層４８の除去をより短時間で行うことができる。
【００５９】
このような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００６０】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態に係る圧力センサーについて説明する。
図１７は、本発明の第４実施形態に係る圧力センサーの部分拡大断面図である。
【００６１】
以下、第４実施形態の圧力センサーについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００６２】
本発明の第４実施形態に係る圧力センサーは、凹凸の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。
【００６３】
図１７に示すように、本実施形態の圧力センサー１では、基板２の上面の空洞部Ｓに臨む面が、凹凸２７（凹部２７１）が形成されている第１領域Ｓ１と、凹凸２７（凹部２７１）が形成されていない第２領域Ｓ２と、を有している。言い換えると、被覆層４４４が、貫通孔４４５が形成されている第１領域Ｓ１と、貫通孔４４５が形成されていない第２領域Ｓ２と、を有している。
【００６４】
そして、第１領域Ｓ１と第２領域Ｓ２との境界部を跨いでピエゾ抵抗素子３１〜３４が配置されている。前述した第３実施形態でも述べたように、第１領域Ｓ１、Ｓ２の境界部には応力が集中するため、当該部分にピエゾ抵抗素子３１〜３４を配置することで、ブリッジ回路３０から出力される信号をより大きくすることができる。そのため、圧力検出精度をより高めることができる。
【００６５】
特に、本実施形態のように、第１領域Ｓ１をダイアフラム２５の中央部に配置し、その周囲に第２領域Ｓ２を配置することが好ましい。前述したように、天井部４９は、その中央部において最もダイアフラム２５と接触し易いため、ダイアフラム２５の中央部に第１領域Ｓ１を配置しておくことで、天井部４９のスティッキングを効果的に低減しつつ、上述した効果を発揮することができる。
【００６６】
このような第４実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００６７】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態に係る圧力センサーについて説明する。
図１８は、本発明の第５実施形態に係る圧力センサーの断面図である。
【００６８】
以下、第５実施形態の圧力センサーについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。
【００６９】
図１８に示すように、本実施形態の圧力センサー１では、前述した実施形態では有していた周囲構造体４を省略する替りに、基板２の下面に板状の蓋部５が接合されており、基板２と蓋部５との間に空洞部（圧力基準室）Ｓが形成されている。このような構成の圧力センサー１では、基板２の上面の空洞部Ｓと重なる領域が受圧面２５１となる。なお、蓋部５は、例えば、シリコン基板で構成することができる。
【００７０】
このような圧力センサー１では、ダイアフラム２５の下面（空洞部Ｓに臨む面）に凹凸２７が形成されている。なお、ダイアフラム２５の下面にはＳＯＩ基板の酸化シリコン層２１２が残されており、この酸化シリコン層２１２にエッチング等によって凹凸２７が形成されている。また、このような凹凸２７は、酸化シリコン層２１２の下面に開放する複数の凹部２７１を有している。このように、ダイアフラム２５の下面に凹凸２７を配置することで、凹凸２７を容易に形成することができ、合わせて、ダイアフラム２５の蓋部５へのスティッキング（若しくは、蓋部５のダイアフラム２５へのスティッキング）を低減することができる。ただし、凹凸の配置としては、これに限定されず、蓋部５の上面の空洞部Ｓに臨む部分に凹凸を形成してもよい。
【００７１】
このような第５実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００７２】
＜第６実施形態＞
次に、本発明の第６実施形態に係る高度計について説明する。
図１９は、本発明の高度計の一例を示す斜視図である。
【００７３】
図１９に示すように、高度計２００は、腕時計のように、手首に装着することができる。また、高度計２００の内部には、圧力センサー１が搭載されており、表示部２０１に現在地の海抜からの高度、または、現在地の気圧等を表示することができる。なお、この表示部２０１には、現在時刻、使用者の心拍数、天候等、様々な情報を表示することができる。このような高度計２００は、圧力センサー１を備えているため、高い信頼性を発揮することができる。
【００７４】
＜第７実施形態＞
次に、本発明の第７実施形態に係る電子機器について説明する。
図２０は、本発明の電子機器の一例を示す正面図である。
【００７５】
本実施形態の電子機器は、圧力センサー１を備えたナビゲーションシステム３００である。図２０に示すように、ナビゲーションシステム３００は、図示しない地図情報と、ＧＰＳ（全地球測位システム：Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）からの位置情報取得手段と、ジャイロセンサーおよび加速度センサーと車速データとによる自立航法手段と、圧力センサー１と、所定の位置情報または進路情報を表示する表示部３０１とを備えている。
【００７６】
このナビゲーションシステムによれば、取得した位置情報に加えて高度情報を取得することができる。例えば、一般道路と位置情報上は略同一の位置を示す高架道路を走行する場合、高度情報を持たない場合には、一般道路を走行しているのか高架道路を走行しているのかナビゲーションシステムでは判断できず、優先情報として一般道路の情報を使用者に提供してしまっていた。
【００７７】
そこで、ナビゲーションシステム３００に圧力センサー１を搭載し、高度情報を圧力センサー１によって取得することで、一般道路から高架道路へ進入することによる高度変化を検出することができ、高架道路の走行状態におけるナビゲーション情報を使用者に提供することができる。
【００７８】
なお、本発明の圧力センサーを備える電子機器は、上記のナビゲーションシステムに限定されず、例えば、パーソナルコンピューター、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、時計（スマートウォッチを含む）、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレーター等に適用することができる。
【００７９】
＜第８実施形態＞
次に、本発明の第８実施形態に係る移動体について説明する。
図２１は、本発明の移動体の一例を示す斜視図である。
【００８０】
本実施形態の移動体は、圧力センサー１を備えた自動車４００である。図２１に示すように、自動車４００は、車体４０１と、４つの車輪４０２とを有しており、車体４０１に設けられた図示しない動力源（エンジン）によって車輪４０２を回転させるように構成されている。このような自動車４００には、ナビゲーションシステム３００（圧力センサー１）が内蔵されている。
【００８１】
以上、本発明の圧力センサー、圧力センサーの製造方法、高度計、電子機器および移動体を図示の各実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物や、工程が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【００８２】
また、前述した実施形態では、圧力センサー部としてピエゾ抵抗素子を用いたものについて説明したが、圧力センサーとしては、これに限定されず、例えば、フラップ型の振動子を用いた構成や、櫛歯電極等の他のＭＥＭＳ振動子や、水晶振動子等の振動素子を用いることもできる。
【００８３】
また、前述した実施形態では、周囲構造体が２段の配線層を有している構成について説明したが、配線層の数としては、３段以上であってもよい。なお、この場合、例えば、最上層の配線層によって被覆層を形成すればよい。
【符号の説明】
【００８４】
１、１Ａ…圧力センサー、２…基板、２ａ、２ｂ…部分、２１…半導体基板、２１１…第１シリコン層、２１２…酸化シリコン層、２１３…第２シリコン層、２２…第１絶縁膜、２３…第２絶縁膜、２４…ポリシリコン膜、２５…ダイアフラム、２５１…受圧面、２６…凹部、２７…凹凸、２７１…凹部、３…圧力センサー部、３０…ブリッジ回路、３１、３２、３３、３４…ピエゾ抵抗素子、４…周囲構造体、４１…層間絶縁膜、４２…配線層、４２１…配線部、４２９…回路用配線部、４３…層間絶縁膜、４４…配線層、４４１…配線部、４４４…被覆層、４４５…貫通孔、４４９…回路用配線部、４５…表面保護膜、４６…封止層、４７…凹凸、４７１…凸部、４８…犠牲層、４８ａ、４８ｂ…部分、４９…天井部、５…蓋部、２００…高度計、２０１…表示部、３００…ナビゲーションシステム、３０１…表示部、４００…自動車、４０１…車体、４０２…車輪、Ｓ…空洞部、Ｓ１…第１領域、Ｓ２…第２領域
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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