(57)【要約】【課題】低コスト、低消費電力、容易な加工、及び広い適用性の利点を有する多物理量の測定単一チップセンサチップを提供する。【解決手段】センサチップは、多物理量を測定するために用いられる。このセンサチップは、基板（２４）と、同一の基板（２４）上に集積されている、温度センサ、湿度センサ又は圧力センサのうち少なくとも２つのセンサとを備え、圧力センサは、電気的に相互接続された抵抗素子で構成される。湿度センサは、櫛型構造である。サーミスタ素子は、温度センサを形成するために、圧力センサと湿度センサとの周囲に位置している。温度センサは、抵抗調整回路（１４）を有する。マイクロキャビティは、圧力センサの場所の反対側の位置で基板の背面にエッチングされる。本明細書では、多物理量の測定に用いられるセンサチップの製造方法も開示される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に集積されている異なる箇所に置かれる温度センサ、湿度センサ及び圧力センサのうちの少なくとも２つのセンサと、前記圧力センサの場所の反対側の位置で前記基板の背面にさらに開口されたマイクロキャビティとを備える、多物理量測定に用いられるセンサチップであって、
前記圧力センサは、ホイートストンブリッジを備え、前記ブリッジは、偶数の第１の抵抗素子を電気的に接続することによって形成されていて、
前記温度センサは、複数の電気的に接続された第３の抵抗素子を備え、前記第３の抵抗素子の一部は、抵抗調整回路を形成していて、
前記湿度センサは、櫛形構造で形成している偶数の第２の抵抗素子を備え、前記櫛形構造は、吸湿性材料によって覆われている、又は、
前記湿度センサは、上部電極板と下部電極板とを備え、前記各電極板は、複数の孔が設けられ、かつ、前記上部電極板と前記下部電極板との間に感湿物質が充填されていて、
前記温度センサは、前記圧力センサ及び／又は前記湿度センサの周囲に置かれ、
前記第１の抵抗素子、前記第２の抵抗素子、前記第３の抵抗素子及び前記各電極板は、同じ材料から作製される、多物理量測定に用いられるセンサチップ。
【請求項２】
前記ホイートストンブリッジは、ハーフブリッジ又はフルブリッジである、請求項１記載の多物理量測定に用いられるセンサチップ。
【請求項３】
前記フルブリッジは、前記第１の抵抗素子を４つ備え、前記第１の抵抗素子のうち２つがマイクロキャビティの中心に対応して置かれ、かつ、前記第１の抵抗素子のうち他の２つがそれぞれ前記マイクロキャビティの２つの対側の端部に対応して置かれる、請求項２記載の多物理量測定に用いられるセンサチップ。
【請求項４】
前記ハーフブリッジは、前記第１の抵抗素子を２つ備え、前記第１の抵抗素子の２つは、それぞれ、前記マイクロキャビティの中心及び端部にそれぞれ対応して置かれる、請求項２記載の多物理量測定に用いられるセンサチップ。
【請求項５】
前記基板上にＡＳＩＣチップが集積され、前記温度センサが前記ＡＳＩＣチップ上に集積される、請求項１記載の多物理量測定に用いられるセンサチップ。
【請求項６】
前記第１の抵抗素子、前記第２の抵抗素子及び前記第３の抵抗素子は蛇行又は螺旋であり、又は、前記第１の抵抗素子及び前記第３の抵抗素子は蛇行又は螺旋であり、前記各電極板は正方形、長方形又は円形である、請求項１記載の多物理量測定に用いられるセンサチップ。
【請求項７】
前記第１の抵抗素子、前記第２の抵抗素子、前記第３の抵抗素子及び前記各電極板を製作する材料は感度抵抗材料薄膜を備え、前記感応抵抗材料薄膜は５００〜１００００Åの厚さである、請求項１記載の多物理量測定に用いられるセンサチップ。
【請求項８】
（１）基板の表面を洗浄し、かつ、前記基板上に弾性薄膜の層を堆積し、
（２）前記弾性薄膜上に感応抵抗材料薄膜の層をスパッタリングし、前記感圧抵抗薄膜に圧力センサの第１の抵抗素子、湿度センサの第２の抵抗素子、温度センサの第３の抵抗素子をパターニングし、
（３）前記第３の抵抗素子の抵抗値を指定値に調整してから、全ての前記抵抗素子の上方にパッシベーション層を堆積し、接続電極が構築され、かつ、吸湿材がコーティングされる被覆箇所を露出させるために前記パッシベーション膜に窓開けをし、
（４）前記基板の裏面を研削し、前記圧力センサの場所の反対側の位置で前記基板の裏
面にマイクロキャビティをエッチングし、
（５）前記湿度センサに対応する位置で前記基板上に吸湿材をコーティングし、
（６）接続電極を構築し、かつ、素子間を配線する、
ことを備える、多物理量測定に用いられるセンサチップの製造方法。
【請求項９】
前記基板の裏面は、前記マイクロキャビティをシールするために、ガラスシートに結合される、請求項８記載の多物理量測定に用いられるセンサチップの製造方法。
【請求項１０】
外部測定対象電圧と通じるように前記マイクロキャビティに対応する位置で前記ガラスシート上に穴が開口される、請求項９記載の多物理量測定に用いられるセンサチップの製造方法。
【請求項１１】
前記マイクロキャビティは、真空シールされ、又は、前記シールされたマイクロキャビティは、大気圧の乾燥空気が充填される、請求項９記載の多物理量測定に用いられるセンサチップの製造方法。
【請求項１２】
前記基板の材料は、シリコン、ガリウムヒ素、リン化インジウム、酸化アルミニウム、サファイア、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、１７−４ＰＨ、ニッケルスパン、ニッケル−スパンＣ合金９０２、又は、Ｘ１７Ｕ４鋼である、請求項８〜１０のいずれか記載の多物理量測定に用いられるセンサチップの製造方法。
【請求項１３】
前記弾性薄膜の材料は、ＳｉＮ、ＳｉＯｘ、ＳｉＯｘＮｙ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ、１７−４ＰＨ、ニッケル−スパンＣ合金９０２、Ｘ１７Ｕ４鋼、又は、ポリイミドを備える、請求項８〜１０のいずれか記載の多物理量測定に用いられるセンサチップの製造方法。
【請求項１４】
前記感応抵抗材料薄膜は、ＡＭＲ、ＧＭＲ、ＴＭＲ、白金、金、マンガン、ニッケル、ニッケル−クロム合金、ニッケル−金合金、ニッケル−クロム−シリコン合金、鉛−クロム合金、白金−イリジウム合金、ドープシリコン、多結晶シリコン、又は、ドープ多結晶シリコンを備える、請求項８〜１０のいずれか記載の多物理量測定に用いられるセンサチップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサチップ及びその製造方法に関し、特に、多物理量の測定に用いられるセンサチップ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
温度、湿度、圧力は、環境大気モニタリングに重要な物理量であり、一般的に、これらの物理量を測定するために、分離型センサが用いられる。分離型センサは、大容量かつ大消費電力の点で不利であり、小容量、低消費電力、集積レベルの点でセンサが急速に発展した現在のマイクロシステムの要求を満たすことができない。したがって、この要求を満たすことが可能な集積センサが必要とされている。
【０００３】
現在、主として、以下の３つ手法の集積センサがある。すなわち、（１）１次元又は２次元センサレイに同一又は類似の機能を有する複数のセンサを集積する集積センサ、（２）同一チップ上にセンサと集積回路とを集積する集積センサ、（３）例えば、圧力、温度、湿度及び感湿ユニット等が集積されたセンサなどの異なるタイプのセンサを集積する集積センサがある。現在、温度、湿度、圧力の測定用に用いられるセンサを集積するために、中国国内で徐々に方法（３）が採用されている。例えば、中国特許第１２１７１５７号明細書（ＣＮ１２１７１５７Ｃ）は、温度／湿度センサ及び大気圧センサを集積するチップを開示する。３つの抵抗と圧力測定容量の下部電極として作用する平板電極とが、センサチップの基板上に形成されており、ここでは、２つの抵抗が絶対湿度を測定するためにブリッジの２つのブリッジアームを形成するように直列に接続され、他の抵抗が温度を測定するために個別に配線されている。シリコンシートは、基板に結合され、マイクロキャビティは、平板電極と湿度測定抵抗とに対応する位置でシリコンシートにエッチングされ、圧力測定容量の上部電極は、平板電極に対応する位置でマイクロキャビティ内に膜をコーティングすることによって形成される。温度／湿度測定抵抗及び圧力測定容量の下部電極は、白金の薄膜である。圧力測定容量の上部電極は、２４０ナノメートルの厚さの金薄膜であるか、又は、マイクロキャビティ内にシリコン窒化物薄膜を堆積することにより形成される。中国特許第２４４２００２１号明細書（ＣＮ２４４２００２１Ｃ）も、ポリマー材料に基づく、温度センサ、湿度センサ、及び、圧力センサを集積する単一チップを開示する。このセンサチップでは、平行極板及び３つの抵抗が基板上に形成されており、ここでは、平行極板は湿度を測定するための容量の電極を構成し、抵抗は圧力を測定するための歪み抵抗及び温度を測定するためのサーミスタであり、ポリマーの層はそれぞれ容量性感湿誘電体及び感圧弾性フィルムとして作用するように平行極板及び抵抗上に形成される。格子極板は、容量の他方の電極として作用するように、容量性感湿誘電体上に堆積される。抵抗は、白金薄膜である。電極板は、金又は白金の薄膜である。ポリマー材料は、ポリイミド薄膜である。上記２つの特許文献に開示されたセンサチップは、温度、湿度、及び圧力の同時測定を実現することができるが、製造プロセスが相対的に複雑であり、湿度及び圧力の測定素子が異なる薄膜を用いて形成されているが、これらの薄膜は十分な薄さとはなっていない。これらの金属薄膜型抵抗センサの場合には、フィルムは、一般的に、薄膜プロセスなどの制限に起因する欠陥を低減させる厚さ（＞１ミクロン）であるので、他の種類のセンサに比べて、抵抗変化率ΔＲ／Ｒが低く、感度が相対的に低く、したがって、その用途が限定される。
【発明の開示】
【０００４】
従来技術の欠陥を解消するために、改良された薄膜プロセスは、堆積された金属膜の不純物量及び欠陥量を大幅に減少することを導入し、これによって、センサに超薄型感応金属薄膜を適用することを実現して、高抵抗、低消費電力、迅速応答などの利点を享受する
。
【０００５】
上記の目的を実現するために、本発明は、基板と、前記基板上に集積されている異なる箇所に置かれる温度センサ、湿度センサ及び圧力センサのうちの少なくとも２つのセンサと、前記圧力センサの場所の反対側の位置で前記基板の背面にさらに開口されたマイクロキャビティとを含む、多物理量測定に用いられるセンサチップであって、
前記圧力センサは、ホイートストンブリッジを含み、前記ブリッジは、偶数の第１の抵抗素子を電気的に接続することによって形成されていて、
前記温度センサは、複数の電気的に接続された第３の抵抗素子を含み、前記第３の抵抗素子の一部は、抵抗調整回路を形成していて、
前記湿度センサは、櫛形構造で形成している偶数の第２の抵抗素子を含み、前記櫛形構造は、吸湿性材料によって覆われている、又は、
前記湿度センサは、上部電極板と下部電極板とを含み、前記各電極板は、複数の孔が設けられ、かつ、前記上部電極板と前記下部電極板との間に、感湿物質が充填されていて、
前記温度センサは、前記圧力センサ及び／又は前記湿度センサの周囲に置かれ、
前記第１の抵抗素子、前記第２の抵抗素子、前記第３の抵抗素子及び前記各電極板は、同じ材料から作製される。
【０００６】
好ましくは、前記ホイートストンブリッジは、ハーフブリッジ又はフルブリッジである。
【０００７】
好ましくは、前記フルブリッジは、前記第１の抵抗素子を４つ含み、前記第１の抵抗素子のうち２つがマイクロキャビティの中心に対応して置かれ、かつ、前記第１の抵抗素子のうち他の２つがそれぞれ前記マイクロキャビティの２つの対側の端部に対応して置かれる。
【０００８】
好ましくは、前記ハーフブリッジは、前記第１の抵抗素子を２つ含み、前記第１の抵抗素子の２つは、それぞれ、前記マイクロキャビティの中心及び端部にそれぞれ対応して置かれる。
【０００９】
好ましくは、前記基板上にＡＳＩＣチップが集積され、前記温度センサが前記ＡＳＩＣチップ上に集積される。
【００１０】
好ましくは、前記第１の抵抗素子、前記第２の抵抗素子及び前記第３の抵抗素子は蛇行又は螺旋であり、又は、前記第１の抵抗素子及び前記第３の抵抗素子は蛇行又は螺旋であり、前記各電極板は正方形、長方形又は円形である。
【００１１】
好ましくは、前記第１の抵抗素子、前記第２の抵抗素子、前記第３の抵抗素子及び前記各電極板を製作する材料は感度抵抗材料薄膜を含み、前記感応抵抗材料薄膜は５００〜１００００Åの厚さである。
【００１２】
また、本発明の他の実施形態は、
（１）基板の表面を洗浄し、かつ、前記基板上に弾性薄膜の層を堆積し、
（２）前記弾性薄膜上に感応抵抗材料薄膜の層をスパッタリングし、前記感圧抵抗薄膜に圧力センサの第１の抵抗素子、湿度センサの第２の抵抗素子、温度センサの第３の抵抗素子をパターニングし、
（３）前記第３の抵抗素子の抵抗値を指定値に調整してから、全ての前記抵抗素子の上方にパッシベーション層を堆積し、接続電極が構築され、かつ、吸湿材がコーティングされる被覆箇所を露出させるために前記パッシベーション膜に窓開けをし、
（４）前記基板の裏面を研削し、前記圧力センサの場所の反対側の位置で前記基板の裏
面にマイクロキャビティをエッチングし、
（５）前記湿度センサに対応する位置で前記基板上に吸湿材をコーティングし、
（６）接続電極を構築し、かつ、素子間を配線する、
多物理量測定に用いられるセンサチップの製造方法を提供する。
【００１３】
好ましくは、前記基板の裏面は、前記マイクロキャビティをシールするために、ガラスシートに結合される。
【００１４】
好ましくは、外部測定対象電圧と通じるように前記マイクロキャビティに対応する位置で前記ガラスシート上に穴が開口される。
【００１５】
好ましくは、前記マイクロキャビティは、真空シールされ、又は、前記シールされたマイクロキャビティは、大気圧の乾燥空気が充填される。
【００１６】
好ましくは、前記基板の材料は、シリコン、ガリウムヒ素、リン化インジウム、酸化アルミニウム、サファイア、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、マルテンサイト系析出硬化型ステンレス鋼（モデル１７−４ＰＨ）、ニッケルスパン、ニッケル−鉄−クロム合金（モデルニッケル−スパンＣ合金９０２）、又は、高温ステンレス鋼（モデルＸ１７Ｕ４）である。
【００１７】
好ましくは、前記弾性薄膜の材料は、ＳｉＮ（窒化シリコン）、ＳｉＯｘ（酸化シリコン）、ＳｉＯｘＮｙ（酸窒化ケイ素）、Ａｌ２Ｏ３（酸化アルミニウム）、ＳｉＣ（炭化ケイ素）、マルテンサイト系析出硬化型ステンレス鋼（モデル１７−４ＰＨ）、ニッケルスパン、ニッケル−鉄−クロム合金（モデルニッケル−スパンＣ合金９０２）、高温ステンレス鋼（モデルＸ１７Ｕ４）、又は、ポリイミドを含む。
【００１８】
好ましくは、前記感応抵抗材料薄膜は、ＡＭＲ、ＧＭＲ、ＴＭＲ、白金、金、マンガン、ニッケル、ニッケル−クロム合金、ニッケル−金合金、ニッケル−クロム−シリコン合金、鉛−クロム合金、白金−イリジウム合金、ドープシリコン、多結晶シリコン、又は、ドープ多結晶シリコンを含む。
【００１９】
従来技術と比較して、本発明は、以下の技術的効果を有する。
【００２０】
（１）膜が一度に形成され、製造プロセスが簡単であるので、多物理量の測定に用いられる単一チップを実現することができる。
【００２１】
（２）本発明は、用途が広く、様々なシナリオで適用することができ、ユーザによってカスタマイズすることができる。
【００２２】
（３）超薄型の金属感応材料を用いており、温度特性が優れているので、センサチップは、大抵抗、低消費電力、かつ、低コストである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
より明確に、本発明の実施形態の技術における技術的な解決法を説明するために、本実施形態の技術を描写するために用いられるべき図面の概説が以下になされる。明らかに、以下に描写される図面は、単に本発明のいくつかの実施形態に過ぎず、他の図面は、当業者であれば、創造的労働することなく、これらの図面に従って取得することができる。
【図１】本発明に従う、温度、湿度、圧力の測定値を集積するセンサチップの概略構成図である。
【図２】温度及び圧力の測定値を集積するセンサチップと温度及び湿度の測定値を集積するセンサチップの概略構成図である。
【図３】圧力センサの概略構成図である。
【図４】湿度センサの２つ概略構成図である。
【図５】温度センサの概略構成図である。
【図６】温度、湿度、圧力の測定値を集積するセンサチップの概略断面図である。
【発明の実施の形態】
【００２４】
本発明は、添付の図面を参照し、かつ、本実施形態と組み合わせて、以下に詳細に述べられるであろう。
【００２５】
図１は、本発明に従う、温度、湿度、圧力の測定値を集積するセンサチップの概略構成図である。センサチップは、基板２４と、基板２４上で異なる箇所に集積されている、圧力センサ、湿度センサ、及び、温度センサとを含む。マイクロキャビティ１２は、圧力センサの場所の反対側の位置で、基板２４の裏面にエッチングされている。マイクロキャビティ１２は、真空シールされてもよく、この時点で、絶対圧を測定するために用いることができる。また、ゲージ圧は、マイクロキャビティ内に大気圧の乾燥空気を充填することによって測定することができる。さらにまた、マイクロキャビティ１２は、異なる圧力を測定するために、シールされなくてもよい。圧力センサの構造は、図３に示されているように、ホイートストンブリッジを含む。この例では、ホイートストンブリッジは、フルブリッジ構造のものであり、４つの第１の抵抗素子４〜７を電気的に接続することによって形成され、ここでは、第１の抵抗素子５，６は、マイクロキャビティ１２の中心に対応して置かれ、第１の抵抗素子４，７は、マイクロキャビティ１２の上端部及び下端部に置かれている。好ましい実施形態では、マイクロキャビティ１２は、楕円形である。さらに、フルブリッジは、第１の抵抗素子４〜７に接続されている４つの入出力電極８〜１１を含む。さらにまた、ホイートストンブリッジは、ハーフブリッジ構成のものであってもよく、この場合には、２つの第１の抵抗素子及び３つの電極のみが必要となる。２つの第１の抵抗素子は、それぞれ、マイクロキャビティ１２の中心と端部とに対応して置かれる。
【００２６】
湿度センサは、図４Ａに示すように、２つの第２の抵抗素子１８及び１９からなる櫛型構造である。さらに、吸湿材１７の層は、上記の２つの抵抗素子を覆っている。さらにまた、湿度センサは、図４Ｂに示すように、上部電極板２０及び下部電極板２１からなる容量構造としてもよく、吸湿材１７は、２つの電極板との間に充填され、電極２２及び２３は、それぞれ、上部電極板２０及び下部電極板２１に接続されている。
【００２７】
温度センサは、図５に示すように、複数の電気的に接続された第３の抵抗素子１３からなり、ここでは、第３の抵抗素子１３の一部は、抵抗調整回路１４を形成し、電極１５及び１６は、両端で第３の抵抗素子１３に接続されている。さらにまた、温度センサは、基板２４上に集積されるＡＳＩＣチップ上に置かれてもよい。
【００２８】
第１の抵抗素子４〜７、第２の抵抗素子１８〜１９、第３の抵抗素子１３、及び、電極板２０〜２１は、全て、同じ材料から作製することができ、これらは、磁気感応材料、金属、金属合金、半導体材料、又は、圧電材料とすることができ、一般的には、本実施形態では白金である。第１の抵抗素子は４〜７、第２の抵抗素子１８〜１９、及び、第３の抵抗素子１３は、蛇行又は螺旋であり、かつ、電極板２０〜２１は、正方形、長方形、又は円形であるが、本発明は、上記の材料及び形状に限定されるものではない。基板は、シリコン、ガリウムヒ素、リン化インジウム、酸化アルミニウム、サファイア、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、１７−４ＰＨ、ニッケルスパン、ニッケルスパンＣ合金９０２又はＸ１７Ｕ４鋼などの材料から作製することができる。この例では、基板は、シリコン基板である。
【００２９】
この実施形態では、圧力センサ、湿度センサ、温度センサは、同一基板上に集積される。実際の用途での要求に従えば、同一の基板は、例えば、図２（ａ）〜図２（ｂ）に示す、例えば、温度及び圧力の測定値を集積するセンサチップと、温度及び湿度の測定値を集積するセンサチップといった、基板上に集積される２つの素子又は３つの素子のうちいずれかの素子を有していてもよい。
【００３０】
図１に示す温度、湿度、圧力の測定値を集積するセンサチップの製造方法は、以下のステップを含む。
【００３１】
（１）まず、基板２４の表面が洗浄され、約２０００Åの厚さの弾性薄膜２７の層が基板２４上に堆積される。弾性薄膜２７は、ＳｉＮ、ＳｉＯｘ、ＳｉＯｘＮｙ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ、１７−４ＰＨ、ニッケルスパンＣ合金９０２、Ｘ１７Ｕ４鋼などの金属又はポリイミドからなる。この実施形態では、弾性薄膜２７は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）であり、酸化アルミニウム薄膜は、以下の２つの機能、すなわち、一方ではマイクロキャビティが背面にエッチングされる場合にバリア層として作用する機能と、他方では圧力測定センサに対する感圧フィルムを提供する機能とを有する。
【００３２】
（２）５００〜１００００Åの厚さの感応抵抗材料薄膜の層が、マグネトロンスパッタリング法を用いて、弾性薄膜２７上にスパッタリングされる。そして、感応抵抗材料薄膜は、温度、圧力、及び湿度を測定するための抵抗素子２６を形成するようにパターン化される。ここで、抵抗素子を形成するためのパターニングは、フォトリソグラフィ、粒子ビームエッチングプロセスを用いることによって機能デバイスを規定することと同義である。ここで、感応抵抗材料薄膜は、磁気感応材料とすることができ、ＡＭＲ、ＧＭＲ又はＴＭＲは、例えば、金属である、白金、金、マンガン、ニッケルなど、及び、これらの合金である、ニッケル−クロム合金、ニッケル−金合金、ニッケル−クロム−シリコン合金、鉛−クロム合金及び白金−イリジウム合金などとすることもでき、また、半導体材料、例えば、ドープシリコン、多結晶シリコン、又は、ドープ多結晶シリコンなどとすることもできる。この実施形態では、感応抵抗材料薄膜は、白金である。
【００３３】
（３）温度センサにおける抵抗素子の抵抗値は、レーザ抵抗調整法を用いることによって指定値に調整され、フォトリソグラフィは、リフトオフ法を用いて実行され、それから、パッシベーション層２９が全ての抵抗素子の上方に堆積される。そして、パッシベーション層２９は、接続電極が構築され、かつ、吸湿材がコーティングされる被覆箇所を露出するために窓開けされ、パッシベーション層は、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、又は窒化ケイ素などの材料から作製することができる。
【００３４】
（４）基板２４の裏面は、適切な厚さに研磨され、それから、マイクロキャビティ２８が、フォトリソグラフィ又はウェットエッチングプロセスを用いて、圧力センサの場所の反対側の位置で基板２４の裏面にエッチングされ、圧力センサの酸化アルミニウム感応膜がマイクロキャビティ２８の上方に適切に堆積される。マイクロキャビティ２８がシールされる必要がある場合には、ガラス板２５が基板２４の裏面に結合されてもよく、差圧の測定が必要である場合には、外部の測定されるべき電圧と通じるように、マイクロキャビティ２８に対応する位置でガラスシート２５に穴が開口されてもよい。
【００３５】
（５）吸湿材は、湿度センサの抵抗素子に対応する位置で基板２４の前面にコートされ、パターニングはリフトオフ法を用いて実現される。
【００３６】
（６）接続電極が構築され、配線が素子間で実行されることによって、全処理が実現される。
【００３７】
圧力センサ、湿度センサ、及び温度センサの動作原理を以下に紹介する。
【００３８】
図３に示す圧力センサは、一般的に、抵抗ひずみ効果を用いることによって動作する。抵抗ひずみ効果とは、外力が金属又は半導体材料に印加されて機械的な変形が生じる場合に、この時点で、金属又は半導体材料の抵抗値がこれに応じて変化すること意味する。例えば、金属抵抗線の抵抗率がρ、長さがＬ、断面積がＳで、かつ、力が印加されていない場合に、金属抵抗線の元の抵抗が、Ｒ＝ρＬ／Ｓになると仮定する。金属抵抗線が張力下にある場合に、引き起こされる抵抗変化はｄＲとなる。
【００３９】
ｄＲ／Ｒ＝ｄｌ／ｌ−ｄｓ／ｓ＋ｄρ／ρ＝ｄｌ／ｌ−２ｄＲ／Ｒ＋ｄρ／ρ≒（ｌ＋２μ）ｄｌ／ｌ＝（１＋２μ）ε
【００４０】
ここで、μは材料のポアソン比であり、εは歪みであり、ｒは断面の半径である。金属配線の抵抗が直線からひずみに変化することは、上記数式から分かるであろう。この実施形態では、感圧膜がマイクロキャビティの上方に堆積され、４つの歪み抵抗素子がフルブリッジを構築するために感圧膜の上方に配置され、ここでは、２つの抵抗素子はマイクロキャビティの中央に置かれ、他の２つはマイクロキャビティの端部に配置される。マイクロキャビティの内外圧が不整合である状況下では、感圧フィルムは曲がるので抵抗の規模が変化する。マイクロキャビティの端部に置かれた抵抗素子は、大きな変形に起因して抵抗が大きく変化し、マイクロキャビティの中心箇所に置かれた抵抗素子は、小さな変形に起因して抵抗が小さく変化する。このように、ブリッジバランスが壊れるとアンバランスな電圧が生成されるので、アンバランスな電圧の規模を測定することによって、圧力の規模を決定することができる。さらにまた、温度の変化は抵抗の変化を生じさせるが、４つの抵抗素子は同一であり、上部ブリッジアームと下部ブリッジアームとが対称的に配置されているため、温度変化によって生じる抵抗の変化は相殺され、最終的な測定結果には影響しない。
【００４１】
図４Ａに示す湿度センサは、一般的に、外部の湿度が変化する場合に吸湿材によって吸収された水分量の差によって生じる導電率の変化に従って湿度を測定する。空気中の水蒸気が吸湿材に吸着される場合には、吸湿材の内部イオン移動度が水分子の影響下で対応して変化するので、吸湿材に接続された櫛型抵抗の導電率が変化し、外部環境の湿度は、導電率の変化に応じて測定することができる。櫛型構造を構築する抵抗素子は同一であるので、温度変化によって生じる抵抗変化も相殺されるので、測定結果に影響を与えないであろう。
【００４２】
図４Ｂに示す湿度センサは、一般的に、「環境の湿度が変化した場合に、感湿容量の誘電率が変化し、かつ、その静電容量も変化する」という特性を用いることによって湿度を測定する。温度変化によって上電極板と下電極板の効果は相殺されるので、測定結果は影響を受けない。
【００４３】
図５に示す温度センサは、一般的に、抵抗温度センサの理論的な原理、すなわち、デバイ温度付近で、金属の抵抗率が温度に正比例するという原理を用いて温度を測定する。白金抵抗の場合、常温付近では、ＲＴ＝Ｒ０［１＋ＡＴ＋ＢＴ２］であり（ここでは、Ｒ０及びＲＴはそれぞれ０℃及びＴ℃における白金抵抗の抵抗値、Ａ及びＢは定数）、温度値はＲＴを測定することによって取得することができる。
【００４４】
ＡＭＲ、ＧＭＲ又はＴＭＲ材料から作製された圧力センサ、湿度センサ、温度センサは、主として、材料の金属材料特性を用いることによって、圧力、湿度及び温度の変化を測定する。
【００４５】
温度、湿度、及び圧力は、本発明のセンサチップによって測定される物理量である。
【００４６】
上記の説明は、単に本発明の好ましい実施形態であり、本発明を限定するものではない。当業者であれば、本発明に様々な修正及び変形をもたらすことができる。本発明の精神及び原理から逸脱しない、いかなる修正、同等置換、改良等も、本発明の保護範囲内に入るべきである。
【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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【国際調査報告】
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