(57)【要約】【課題】優れた検出精度を有する圧力センサー、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】受圧により撓み変形するダイアフラムと、前記ダイアフラムに配置されている複数のピエゾ抵抗素子と、前記ダイアフラムに前記複数のピエゾ抵抗素子と対応して配置されている複数の感温素子と、を有し、対応する前記ピエゾ抵抗素子および前記感温素子の離間距離は、対応しない前記ピエゾ抵抗素子および前記感温素子の離間距離よりも短いことを特徴とする圧力センサー。また、各前記感温素子は、前記ダイアフラムの平面視で、対応する前記ピエゾ抵抗素子と重なって配置されている。【選択図】図１
2017181044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受圧により撓み変形するダイアフラムと、
前記ダイアフラムに配置されている複数のピエゾ抵抗素子と、
前記ダイアフラムに前記複数のピエゾ抵抗素子と対応して配置されている複数の感温素子と、を有し、
対応する前記ピエゾ抵抗素子および前記感温素子の離間距離は、対応しない前記ピエゾ抵抗素子および前記感温素子の離間距離よりも短いことを特徴とする圧力センサー。
【請求項２】
各前記感温素子は、前記ダイアフラムの平面視で、少なくとも一部が対応する前記ピエゾ抵抗素子と重なって配置されている請求項１に記載の圧力センサー。
【請求項３】
前記ピエゾ抵抗素子と、当該ピエゾ抵抗素子と重なって配置されている前記感温素子と、の間には絶縁膜が配置されている請求項２に記載の圧力センサー。
【請求項４】
各前記感温素子は、対応する前記ピエゾ抵抗素子と並設されている請求項１に記載の圧力センサー。
【請求項５】
各前記感温素子は、対応する前記ピエゾ抵抗素子を間に挟んで一対配置されている請求項４に記載の圧力センサー。
【請求項６】
各前記感温素子と前記ダイアフラムの外縁との離間距離がそれぞれ等しい請求項１ないし５のいずれか１項に記載の圧力センサー。
【請求項７】
各前記感温素子は、温度により電気抵抗が変化する酸化物半導体からなる感温部を有している請求項１ないし６のいずれか１項に記載の圧力センサー。
【請求項８】
各前記感温素子は、温度により電気抵抗が変化する不純物含有ポリシリコンからなる感温部を有している請求項１ないし６のいずれか１項に記載の圧力センサー。
【請求項９】
前記複数のピエゾ抵抗素子によりブリッジ回路が形成される請求項１ないし８のいずれか１項に記載の圧力センサー。
【請求項１０】
前記ブリッジ回路は、前記感温素子の検知結果に基づいて、対応する前記ピエゾ抵抗素子の抵抗値を補正する補正部を有している請求項９に記載の圧力センサー。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の圧力センサーを有していることを特徴とする高度計。
【請求項１２】
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の圧力センサーを有していることを特徴とする電子機器。
【請求項１３】
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の圧力センサーを有してい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、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、受圧によって撓み変形するダイアフラムと、ダイアフラムに設けられているピエゾ抵抗素子と、を有し、ダイアフラムの撓み変形に基づくピエゾ抵抗素子の抵抗値変化からダイアフラムが受けた圧力の大きさを検出する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１の圧力センサーでは、さらに、ピエゾ抵抗素子の温度補償（環境温度の変化に伴うピエゾ抵抗素子の抵抗値の変化の補正）を行うために、ピエゾ抵抗素子の近傍であってダイアフラムの外側に温度補償用センサーが設けられている。これにより、温度ドリフト（温度による出力の変化）を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２１３７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしなら、特許文献１では、温度補償用センサーがダイアフラムの外側に位置しているため、温度補償用センサーとピエゾ抵抗素子との距離が遠く、ピエゾ抵抗素子の正確な温度を検知することができない。また、各ピエゾ抵抗素子の温度を個別に検知することもできない。そのため、特許文献１の圧力センサーでは、各ピエゾ抵抗素子の温度ばらつきに起因する出力ドリフトをリアルタイムに補正できず、圧力を高精度に検知することができない。
【０００６】
本発明の目的は、優れた検出精度を有する圧力センサー、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】
【０００７】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の圧力センサーは、受圧により撓み変形するダイアフラムと、
前記ダイアフラムに配置されている複数のピエゾ抵抗素子と、
前記ダイアフラムに前記複数のピエゾ抵抗素子と対応して配置されている複数の感温素子と、を有し、
対応する前記ピエゾ抵抗素子および前記感温素子の離間距離は、対応しない前記ピエゾ抵抗素子および前記感温素子の離間距離よりも短いことを特徴とする。
これにより、ピエゾ抵抗素子の環境温度による抵抗値変化を感温素子の検知結果に基づいて補正することができるため、環境温度の影響を受け難く、優れた検出精度を有す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、各前記感温素子は、前記ダイアフラムの平面視で、少なくとも一部が対応する前記ピエゾ抵抗素子と重なって配置されていることが好ましい。
これにより、感温素子を対応するピエゾ抵抗素子のより近くに配置することができる。そのため、ピエゾ抵抗素子の温度をより正確に検知することができる。
【０００９】
本発明の圧力センサーでは、前記ピエゾ抵抗素子と、当該ピエゾ抵抗素子と重なって配置されている前記感温素子と、の間には絶縁膜が配置されていることが好ましい。
これにより、感温素子とピエゾ抵抗素子との短絡の可能性を低減することができる。
【００１０】
本発明の圧力センサーでは、各前記感温素子は、対応する前記ピエゾ抵抗素子と並設されていることが好ましい。
これにより、感温素子を対応するピエゾ抵抗素子のより近くに配置することができる。そのため、ピエゾ抵抗素子の温度をより正確に検知することができる。
【００１１】
本発明の圧力センサーでは、各前記感温素子は、対応する前記ピエゾ抵抗素子を間に挟んで一対配置されていることが好ましい。
これにより、例えば、一対の感温素子が検出した温度の平均値を採用するなどし、ピエゾ抵抗素子の温度をより正確に検知することができる。
【００１２】
本発明の圧力センサーでは、各前記感温素子と前記ダイアフラムの外縁との離間距離がそれぞれ等しいことが好ましい。
これにより、ダイアフラムの撓みに起因して各感温素子が受ける応力を等しくすることができる。
【００１３】
本発明の圧力センサーでは、各前記感温素子は、温度により電気抵抗が変化する酸化物半導体からなる感温部を有していることが好ましい。
これにより、感温素子の構成が簡単なものとなる。
【００１４】
本発明の圧力センサーでは、各前記感温素子は、温度により電気抵抗が変化する不純物含有ポリシリコンからなる感温部を有していることが好ましい。
これにより、感温素子の構成が簡単なものとなる。
【００１５】
本発明の圧力センサーでは、前記複数のピエゾ抵抗素子によりブリッジ回路が形成されることが好ましい。
ブリッジ回路からの出力に基づくことで、精度よく圧力を検出することができる。
【００１６】
本発明の圧力センサーでは、前記ブリッジ回路は、前記感温素子の検知結果に基づいて、対応する前記ピエゾ抵抗素子の抵抗値を補正する補正部を有していることが好ましい。
これにより、より精度よく圧力を検出することができる。
【００１７】
本発明の高度計は、本発明の圧力センサーを有してい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。
【００１８】
本発明の電子機器は、本発明の圧力センサーを有してい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。
【００１９】
本発明の移動体は、本発明の圧力センサーを有してい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】
【００２０】
【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が有するダイアフラムの拡大断面図である。
【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】図１に示す圧力センサーが有する温度センサー部を示す平面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る圧力センサーの平面図である。
【図７】図６に示す圧力センサーの変形例を示す平面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る圧力センサーの断面図である。
【図９】本発明の高度計の一例を示す斜視図である。
【図１０】本発明の電子機器の一例を示す正面図である。
【図１１】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】
【００２１】
以下、本発明の圧力センサー、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。
【００２２】
＜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。
【００２３】
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が有するダイアフラムの拡大断面図である。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、図１に示す圧力センサーが有する温度センサー部を示す平面図である。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。また、基板２の平面視（図１中の上側から見た平面視）を単に「平面視」とも言う。
【００２４】
図１に示すように、圧力センサー１は、受圧により撓み変形するダイアフラム２５と、ダイアフラム２５に配置されている複数のピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４（図３参照）と、ダイアフラム２５に複数のピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４と対応して配置されている複数の感温素子４１、４２、４３、４４（図５参照）と、を有している。そして、対応するピエゾ抵抗素子および感温素子の離間距離が対応しないピエゾ抵抗素子および感温素子の離間距離よりも短くなっている。このような構成によれば、ピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４の環境温度による抵抗値変化を感温素子４１、４２、４３、４４の検知結果に基づいて補正することができるため、環境温度の影響を受け難く、優れた検出精度を有する圧力センサー１となる。すなわち、個別のピエゾ抵抗素子を個別の感温素子の検出データにより温度特性を補正することにより、より優れた検出精度の高い圧力センサー１となる。以下、このような圧力センサー１について、詳細に説明する。
【００２５】
このような圧力センサー１は、基板２と、基板２に配置されている圧力センサー部３および温度センサー部４と、基板２に接合されているベース基板５と、基板２とベース基板５との間に形成されている圧力基準室Ｓ（空洞部）と、を有している。
【００２６】
［基板］
図１に示すように、基板２は、ＳＯＩ基板２１（すなわち、第１シリコン層２１１、酸化シリコン層２１２および第２シリコン層２１３がこの順で積層されている基板）と、ＳＯＩ基板２１の上面に配置され、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）で構成されている第１絶縁膜２２と、第１絶縁膜２２の上面に配置され、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）で構成されている第２絶縁膜２３と、を有している。第１絶縁膜２２は、ピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４の界面順位を安定化し、第２絶縁膜２３は、圧力センサー部３を水分や埃から保護する。また、第１、第２絶縁膜２２、２３は、圧力センサー部３と温度センサー部４とを絶縁する機能も有している。
【００２７】
なお、ＳＯＩ基板２１に替えて、例えば、シリコン基板を用いてもよい。また、第１絶縁膜２２や第２絶縁膜２３は、同様の効果を発揮することができれば、異なる材料で構成されていてもよい。また、第１、第２絶縁膜２２、２３に替えて、例えば、シリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ）の１層としてもよい。また、第１絶縁膜２２および第２絶縁膜２３は、必要に応じて設ければよく、省略してもよい。
【００２８】
また、図１に示すように、基板２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。ＳＯＩ基板２１には、その下面に開放する有底の凹部２６が形成されており、この凹部２６の底部にダイアフラム２５が形成されている。そして、ダイアフラム２５の上面が受圧面２５１となる。なお、本実施形態では、ダイアフラム２５の平面視形状が略正方形であるが、ダイアフラム２５の平面視形状としては、特に限定されず、例えば、円形であってもよい。
【００２９】
本実施形態では、凹部２６は、シリコンディープエッチング装置を用いたドライエッチングで形成されている。具体的には、ＳＯＩ基板２１の下面側から等方性エッチング、保護膜成膜および異方向性エッチングという工程を繰り返して、第１シリコン層２１１を掘ることで凹部２６を形成する。この工程を繰り返し、エッチングが酸化シリコン層２１２まで達すると酸化シリコン層２１２がエッチングストッパーとなってエッチングが終了し、凹部２６が得られる。前述した工程の繰り返しによって、図２に示すように、凹部２６の内壁側面には掘り方向に周期的な凹凸が形成される。
【００３０】
なお、ダイアフラム２５の形成方法としては、上記の方法に限定されず、例えば、ウェットエッチングによって形成してもよい。また、ダイアフラム２５の下面から酸化シリコン層２１２を除去してもよい。
【００３１】
例えば、一辺の大きさが１２５μｍの正方形のダイアフラム２５の場合、ダイアフラム２５の厚さ（平均厚さ）としては、特に限定されないが、１μｍ以上、１０μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上、５μｍ以下であることがより好ましく、１μｍ以上、３μｍ以下であることがさらに好ましい。このような範囲を満足することで、感度が十分に高く、かつ、かつ脆性破壊し難いダイアフラム２５が得られる。
【００３２】
［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を有している（なお、図中の斜線で示す部分がピエゾ抵抗部である）。また、４つ（複数）のピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４は、配線３５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）を形成している。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検出信号（電圧）を出力する。そのため、この出力された検出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。このように、ブリッジ回路３０からの出力に基づくことで、精度よく圧力を検出することができる。
【００３３】
特に、ピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４は、ダイアフラム２５の外縁に沿って配置されている。前述したように、受圧によりダイアフラム２５が撓み変形すると、ダイアフラム２５の端部に大きな応力が加わるため、当該端部にピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４を配置することで、前述した検出信号を大きくすることができ、圧力検出感度が向上する。なお、ピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４の配置としては、特に限定されず、例えば、ピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４がダイアフラム２５の外縁を跨いで配置されていてもよい。
【００３４】
ピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４は、それぞれ、例えば、ＳＯＩ基板２１の第２シリコン層２１３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、配線３５は、例えば、ＳＯＩ基板２１の第２シリコン層２１３に、ピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、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。
【００３５】
なお、ブリッジ回路３０は、圧力センサー１内で形成されていてもよいし、ＩＣ等の外部装置と接続することで形成されるようになっていてもよい。
【００３６】
［温度センサー部］
図５に示すように、温度センサー部４は、ピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４と対応して配置されている４つの感温素子４１、４２、４３、４４を有している。感温素子４１は、ピエゾ抵抗素子３１に対応してその近傍に配置され、ピエゾ抵抗素子３１の温度を検知する。感温素子４２は、ピエゾ抵抗素子３２に対応してその近傍に配置され、ピエゾ抵抗素子３２の温度を検知する。感温素子４３は、ピエゾ抵抗素子３３に対応してその近傍に配置され、ピエゾ抵抗素子３３の温度を検知する。感温素子４４は、ピエゾ抵抗素子３４に対応してその近傍に配置され、ピエゾ抵抗素子３４の温度を検知する。
【００３７】
そして、感温素子４１とピエゾ抵抗素子３１との離間距離は、感温素子４１とピエゾ抵抗素子３２、３３、３４（すなわち、対応しないピエゾ抵抗素子）との離間距離よりも短く、感温素子４２とピエゾ抵抗素子３２との離間距離は、感温素子４２とピエゾ抵抗素子３１、３３、３４との離間距離よりも短く、感温素子４３とピエゾ抵抗素子３３との離間距離は、感温素子４３とピエゾ抵抗素子３１、３２、３４との離間距離よりも短く、感温素子４４とピエゾ抵抗素子３４との離間距離は、感温素子４４とピエゾ抵抗素子３１、３２、３３との離間距離よりも短い。このような構成によれば、感温素子４１、４２、４３、４４によってピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４の温度を個別にかつ精度よく検知することができる。そのため、前述したように、ピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４の環境温度による抵抗値変化をより高精度に補正（補償）することができ、環境温度の影響を受け難く、優れた検出精度を有する圧力センサー１となる。
【００３８】
感温素子４１、４２、４３、４４の配置についてより詳細に説明すると、図５に示すように、ダイアフラム２５の平面視で、感温素子４１は、少なくとも一部がピエゾ抵抗素子３１と重なって配置され、感温素子４２は、少なくとも一部がピエゾ抵抗素子３２と重なって配置され、感温素子４３は、少なくとも一部がピエゾ抵抗素子３３と重なって配置され、感温素子４４は、少なくとも一部がピエゾ抵抗素子３４と重なって配置されている。言い換えると、感温素子４１は、ピエゾ抵抗素子３１と対向して配置され、感温素子４２は、ピエゾ抵抗素子３２と対向して配置され、感温素子４３は、ピエゾ抵抗素子３３と対向して配置され、感温素子４４は、ピエゾ抵抗素子３４と対向して配置されている。すなわち、各ピエゾ抵抗素子と各々に対応する感温素子は、例えば第１絶縁膜２２と第２絶縁膜２３を介して対向している。このように、感温素子４１、４２、４３、４４を対応するピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４と重ねて配置（対向して配置）することで、感温素子４１、４２、４３、４４と対応するピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４との離間距離をより短くすることができる。そのため、各ピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４の温度をより精度よく検知することができる。
【００３９】
また、感温素子４１、４２、４３、４４は、第１、第２絶縁膜２２、２３からなる絶縁膜２４上に配置されている。言い換えると、ピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４と、これらピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４と重なって配置されている感温素子４１、４２、４３、４４と、の間には絶縁膜２４が配置されている。そのため、ピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４と、感温素子４１、４２、４３、４４と、の短絡の可能性を低減することができる。なお、絶縁膜２４の構成としては、ピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４と感温素子４１、４２、４３、４４とを絶縁することができれば、特に限定されない。
【００４０】
ここで、ブリッジ回路３０の説明に戻ると、図４に示すように、ブリッジ回路３０は、感温素子４１、４２、４３、４４の検知結果に基づいて、対応するピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４の電流値を検知することにより抵抗値を補正する補正回路部３６１、３６２、３６３、３６４（補正部）を有している。補正回路部３６１は、ピエゾ抵抗素子３１と直列接続されており、ピエゾ抵抗素子３１と中点端子Ｖ１の間に位置している。また、補正回路部３６２は、ピエゾ抵抗素子３２と直列接続されており、ピエゾ抵抗素子３２と中点端子Ｖ２の間に位置している。また、補正回路部３６３は、ピエゾ抵抗素子３３と直列接続されており、ピエゾ抵抗素子３３と中点端子Ｖ２の間に位置している。また、補正回路部３６４は、ピエゾ抵抗素子３４と直列接続されており、ピエゾ抵抗素子３４と中点端子Ｖ１の間に位置している。このような構成によれば、補正された各ピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４の抵抗値に基づいた出力がブリッジ回路３０から出力されるため、各ピエゾ抵抗素子４１、４２、４３、４４の温度バラツキに起因する出力ドリフトをリアルタイムに補正することが可能で、より精度の高い出力が得られる。
【００４１】
なお、比較のために説明すると、従来の温度補正（温度補償）では、ブリッジ回路３０内でピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４の温度補正を行うのではなく、ブリッジ回路３０からの出力を、温度補償センサーで検知した温度（便宜上「検知温度」と言う。）に基づいて補正している（所謂「テーブル型温度補正」）。そのため、仮に、ピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４の温度が互いにバラついていたり、ピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４の温度が前記検知温度からずれていたりすると、正確な温度補正を行うことができないおそれがある。これに対して、本実施形態のブリッジ回路３０では、ブリッジ回路３０内でピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４の温度補正を行うため、正確な温度補正が可能となる。したがって、優れた検出精度を有する圧力センサー１となる。
【００４２】
特に、本実施形態では、各感温素子４１、４２、４３、４４とダイアフラム２５の外縁との離間距離がそれぞれ等しくなっている。具体的には、感温素子４１、４２、４３、４４は、それぞれ、ダイアフラム２５の外縁に沿って配置されているため、各感温素子４１、４２、４３、４４とダイアフラム２５の外縁との離間距離は０（零）である。このような構成とすることで、ダイアフラム２５の撓みに起因して各感温素子４１、４２、４３、４４が受ける応力をほぼ等しくすることができる。感温素子４１、４２、４３、４４の構成によっては、応力の影響を受けて出力が変化するおそれがある。そこで、各感温素子４１、４２、４３、４４とダイアフラム２５の外縁との離間距離をそれぞれ等しくすることで、各感温素子４１、４２、４３、４４が受ける応力の影響を等しくすることができる。そのため、圧力検知精度の低下が低減される。
【００４３】
このような感温素子４１、４２、４３、４４の構成としては、温度を検知することができれば特に限定されない。例えば、感温素子４１、４２、４３、４４は、それぞれ、温度により電気抵抗が変化する酸化物半導体（例えば、チタン酸バリウム系酸化物半導体）からなる感温部を有するサーミスタ素子で構成することができる。なお、サーミスタ素子としては、ＰＴＣ型、ＮＴＣ型のいずれを用いてもよい。また、感温素子４１、４２、４３、４４は、それぞれ、温度により電気抵抗が変化する不純物含有ポリシリコン（例えば、リン、ボロン等の不純物を高濃度でドープ（拡散または注入）したポリシリコン）からなる感温部を有する構成とすることもできる。これにより、感温素子４１、４２、４３、４４の構成が簡単なものとなる。また、サーミスタや不純物含有ポリシリコンは、温度に対する抵抗値変化が比較的大きいため、精度よく、ピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４の温度を検知することができる。また、サーミスタや不純物含有ポリシリコンは、応力の影響を受け難いため、ダイアフラム２５上に配置しても、精度よく、ピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４の温度を検知することができる。
【００４４】
なお、本実施形態では、温度センサー部４が圧力センサー１の外部に露出しているが、例えば、温度センサー部４を覆うように絶縁膜を配置してもよい。
【００４５】
［ベース基板］
図１に示すように、ベース基板５は、ダイアフラム２５との間に圧力基準室Ｓを形成するように、凹部２６の開口を塞いで基板２の下面（第１シリコン層２１１の表面）に接合されている。このように、ベース基板５によって凹部２６を気密的に封止することで、圧力基準室Ｓが形成される。圧力基準室Ｓは、真空（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る。そのため、利便性の高い圧力センサー１となる。ただし、圧力基準室Ｓは、一定の圧力（ただし、温度変化による圧力変動は考慮しない。）に保たれていれば、真空状態でなくてもよい。
【００４６】
なお、ベース基板５としては、例えば、シリコン基板、ガラス基板、セラミックス基板等を用いることができる。なお、ベース基板５は、圧力基準室Ｓを介してダイアフラム２５と対向している部分が差圧（圧力基準室Ｓの圧力と環境圧力の差）で変形しないように、ダイアフラム２５に対して十分に厚くなっている。
【００４７】
＜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。
【００４８】
図６は、本発明の第２実施形態に係る圧力センサーの平面図である。図７は、図６に示す圧力センサーの変形例を示す平面図である。
【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】
第２実施形態の圧力センサーは、温度センサー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６に示すように、ダイアフラム２５の平面視で、感温素子４１は、ピエゾ抵抗素子３１と並設され、感温素子４２は、ピエゾ抵抗素子３２と並設され、感温素子４３は、ピエゾ抵抗素子３３と並設され、感温素子４４は、ピエゾ抵抗素子３４と並設されている。より具体的には、感温素子４１は、ピエゾ抵抗素子３１と、ダイアフラム２５の外縁に沿った方向に並んで配置され、感温素子４２は、ピエゾ抵抗素子３２と、ダイアフラム２５の外縁に沿った方向に並んで配置され、感温素子４３は、ピエゾ抵抗素子３３と、ダイアフラム２５の外縁に沿った方向に並んで配置され、感温素子４４は、ピエゾ抵抗素子３４と、ダイアフラム２５の外縁に沿った方向に並んで配置されている。このように、感温素子４１、４２、４３、４４を対応するピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４と並設することで、感温素子４１、４２、４３、４４と、対応するピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４と、の離間距離をより短くすることができる。そのため、各ピエゾ抵抗素子３１、３２、３３、３４の温度をより精度よく検知することができる。
【００５２】
また、感温素子４１は、対応するピエゾ抵抗素子３１を間に挟んで一対配置されており、感温素子４２は、対応するピエゾ抵抗素子３２を間に挟んで一対配置されており、感温素子４３は、対応するピエゾ抵抗素子３３を間に挟んで一対配置されており、感温素子４４は、対応するピエゾ抵抗素子３４を間に挟んで一対配置されている。そして、例えば、一対の感温素子４１が検出した温度の平均値をピエゾ抵抗素子３１の温度とすることで、ピエゾ抵抗素子３１の温度をより正確に検知することができる。感温素子４２、４３、４４についても同様である。
【００５３】
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。なお、本実施形態では、感温素子４１、４２、４３、４４を絶縁膜２４上に配置しているが、感温素子４１、４２、４３、４４の配置としては、これに限定されず、例えば、図７に示すように、第２シリコン層２１３上に配置してもよい。この場合は、感温素子４１、４２、４３、４４と接続される配線を、配線３５と同様にして第２シリコン層２１３に作り込むことができる。
【００５４】
＜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８は、本発明の第３実施形態に係る圧力センサーの断面図である。
【００５５】
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。
【００５６】
図８に示す圧力センサー１Ａは、基板２と、圧力センサー部３と、温度センサー部４と、周囲構造体６と、圧力基準室Ｓ（空洞部）と、を有している。基板２、圧力センサー部３および圧力基準室Ｓの構成は、それぞれ、前述した第１実施形態と同様であるため、以下では、主に、周囲構造体６について説明する。
【００５７】
［周囲構造体］
周囲構造体６は、基板２との間に圧力基準室Ｓを形成している。このような周囲構造体６は、基板２上に配置されている層間絶縁膜６１と、層間絶縁膜６１上に配置されている配線層６２と、配線層６２および層間絶縁膜６１上に配置されている層間絶縁膜６３と、層間絶縁膜６３上に配置されている配線層６４と、配線層６４および層間絶縁膜６３上に配置されている表面保護膜６５と、配線層６４および表面保護膜６５上に配置されている封止層６６と、を有している。
【００５８】
配線層６２は、圧力基準室Ｓを囲んで配置されている枠状の配線部６２１と、圧力センサー部３や温度センサー部４と電気的に接続されている配線部６２９と、を有している。同様に、配線層６４は、圧力基準室Ｓを囲んで配置されている枠状の配線部６４１と、圧力センサー部３や温度センサー部４と電気的に接続されている配線部６４９と、を有している。そして、圧力センサー部３および温度センサー部４は、配線部６２９、６４９によって周囲構造体６の上面に引き出されている。
【００５９】
また、配線層６４は、圧力基準室Ｓの天井に位置する被覆層６４４を有している。また、被覆層６４４には圧力基準室Ｓの内外を連通する複数の貫通孔６４５が配置されている。このような被覆層６４４は、配線部６４１と一体形成されており、圧力基準室Ｓを挟んでダイアフラム２５と対向配置されている。なお、複数の貫通孔６４５は、製造途中まで圧力基準室Ｓを埋めている犠牲層を除去する際のリリースエッチング用の孔である。また、被覆層６４４上には封止層６６が配置されており、この封止層６６によって貫通孔６４５が封止されている。
【００６０】
表面保護膜６５は、周囲構造体６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６５は、被覆層６４４の貫通孔６４５を塞がないように、層間絶縁膜６３および配線層６４上に配置されている。
【００６１】
このような周囲構造体６のうち、層間絶縁膜６１、６３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６２、６４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６６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６５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。
【００６２】
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。
【００６３】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態に係る高度計について説明する。
図９は、本発明の高度計の一例を示す斜視図である。
【００６４】
図９に示す高度計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、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、他にも現在時刻、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、検出精度に優れる圧力センサー１を有しているため、高い信頼性を発揮することができる。
【００６５】
なお、このような高度計２００は、防水性を備えていれば、例えば、ダイビング、フリーダイビング用の水深計としても利用可能となる。
【００６６】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態に係る電子機器について説明する。
図１０は、本発明の電子機器の一例を示す正面図である。
【００６７】
図１０に示す電子機器は、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。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。
【００６８】
このナビゲーションシステム３００によれば、取得した位置情報に加えて、圧力センサー１によって高度情報を取得することができる。そのため、一般道路から高架道路へ進入する（またはこの逆）ことによる高度変化を検出することで、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を判断でき、実際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。このようなナビゲーションシステム３００は、検出精度に優れる圧力センサー１を有しているため、高い信頼性を発揮することができる。
【００６９】
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、ＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）等のウェアラブル端末、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）、フライトシミュレーター等に適用することができる。
【００７０】
＜第６実施形態＞
次に、本発明の第６実施形態に係る移動体について説明する。
図１１は、本発明の移動体の一例を示す斜視図である。
【００７１】
図１１に示す移動体は、圧力センサー１を備えた自動車４００である。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は、検出精度に優れる圧力センサー１を有しているため、高い信頼性を発揮することができる。
【００７２】
以上、本発明の圧力センサー、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。
【符号の説明】
【００７３】
１、１Ａ…圧力センサー、２…基板、２１…ＳＯＩ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…絶縁膜、２５…ダイアフラム、２６…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、３５…配線、３６１、３６２、３６３、３６４…補正回路部、４…温度センサー部、４１、４２、４３、４４…感温素子、５…ベース基板、６…周囲構造体、６１…層間絶縁膜、６２…配線層、６２１…配線部、６２９…配線部、６３…層間絶縁膜、６４…配線層、６４１…配線部、６４４…被覆層、６４５…貫通孔、６４９…配線部、６５…表面保護膜、６６…封止層、２００…高度計、２０１…表示部、２５１…受圧面、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、ＡＶＤＣ…駆動電圧、Ｓ…圧力基準室、Ｖ１、Ｖ２…中点端子
【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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