專利名稱：壓力傳感器及半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
壓力傳感器及半導(dǎo)體裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及壓力傳感器及其制造方法。
技術(shù)背景[0002]利用MEMS(Micro Electro Mechanical Systems 微機(jī)電)技術(shù)制作的壓力傳感器例如用于工業(yè)機(jī)械等所具備的壓力傳感器、壓力開關(guān)等用途。[0003]此種壓力傳感器例如具備將硅晶片局部減薄加工而形成的隔板作為受壓部，并檢測隔板受到來自外部的壓力而變形時產(chǎn)生的應(yīng)力和變位。為了將隔板受到的壓力作為相對于基準(zhǔn)壓力的相對大小來進(jìn)行檢測，此種壓力傳感器上設(shè)有用于產(chǎn)生基準(zhǔn)壓力的空洞。[0004]例如已知有如下壓力傳感器利用蝕刻來局部減薄加工而形成隔板的硅基板與玻璃基板(例如派熱克斯(注冊商標(biāo))玻璃)陽極接合，由此設(shè)有由隔板及玻璃基板形成的空洞(基準(zhǔn)壓室)。[0005]但是，在現(xiàn)有的壓力傳感器中，除了硅基板以外還需要玻璃基板，因此成本升高。 此外，硅基板及玻璃基板的至少兩片基板貼合而成的立體構(gòu)造的體積大，因此壓力傳感器整體的體積變大。[0006]進(jìn)而，在形成空洞時，在蝕刻硅基板而形成隔板之后，為了將該隔板上的凹空間密閉而形成空洞，需要將玻璃基板與硅基板精密地對位并陽極接合。因此，傳感器的制造工序變得復(fù)雜。[0007]參照附圖，由如下記載的實(shí)施方式的說明來明確本實(shí)用新型的上述或其他的目的、特征及效果。實(shí)用新型內(nèi)容[0008]本實(shí)用新型的目的在于提供一種壓力傳感器，其通過將作為基準(zhǔn)壓室的空洞設(shè)置在基板的內(nèi)部，從而能夠?qū)崿F(xiàn)低成本化且小型化的壓力傳感器。[0009]此外，本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種壓力傳感器的制造方法，其將作為基準(zhǔn)壓室的空洞設(shè)置于基板的內(nèi)部，且能夠簡單地制造低成本且小型的壓力傳感器。[0010]本實(shí)用新型的一方面涉及的壓力傳感器，具備基板，其在內(nèi)部形成有基準(zhǔn)壓室； 閉塞體，其埋入形成于所述基板的貫通孔，并密閉所述基準(zhǔn)壓室，所述貫通孔將所述基板的表面與所述基準(zhǔn)壓室之間貫通；應(yīng)變計，其在所述基板的表面與所述基準(zhǔn)壓室之間設(shè)置于所述基板內(nèi)，并根據(jù)所述基板的應(yīng)變變形而使電阻變化。[0011]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在基板內(nèi)形成密閉的基準(zhǔn)壓力室。因而，不需要通過貼合兩片基板來形成基準(zhǔn)壓室，因此能夠降低成本。[0012]此外，由形成在基板內(nèi)的應(yīng)變計來檢測基板的表面和基準(zhǔn)壓室之間的部分(受壓部)所受到的壓力。因而，能夠使傳感器小型化。[0013]優(yōu)選所述基板由硅構(gòu)成。硅為低價的材料，因此能夠降低基板所需的成本。[0014]此外，在基板由硅構(gòu)成的情況下，優(yōu)選應(yīng)變計包括形成在所述基板的表層部的壓電電阻。由此，不會使應(yīng)變計(壓電電阻)向基板的表面的外側(cè)伸出，能夠在基板內(nèi)部形成雜質(zhì)擴(kuò)散的擴(kuò)散電阻。其結(jié)果，能夠使壓力傳感器的構(gòu)造簡單，實(shí)現(xiàn)更小型化。此外，優(yōu)選所述基準(zhǔn)壓室內(nèi)為真空。若基準(zhǔn)壓室內(nèi)為真空，則能夠防止外部環(huán)境的溫度變化導(dǎo)致基準(zhǔn)壓室內(nèi)的壓力變化。其結(jié)果，能夠使傳感器的壓力檢測精度提高。此外，優(yōu)選所述閉塞體由鋁構(gòu)成。鋁不是特別高價的材料，此外，能夠利用濺射法或CVD法等簡單的方法來簡單地被覆基板。因而，若閉塞體為鋁，則能夠抑制壓力傳感器的材料成本的上升，進(jìn)而，能夠使制造工序簡化并提高制造效率。此外，優(yōu)選所述貫通孔具有0. 2 μ m 0. 5 μ m的直徑。若貫通孔的尺寸在該范圍內(nèi)，則利用濺射法或CVD法，能夠?qū)X簡單地埋入貫通孔而形成閉塞體。此外，在所述貫通孔的側(cè)面與所述閉塞體之間也可設(shè)置保護(hù)膜，也可使該保護(hù)膜由氧化硅構(gòu)成。此外，也可形成有多個所述貫通孔。在該情況下，優(yōu)選多個所述貫通孔形成為相互大小相同的俯視圓形(即，貫通孔為圓柱狀)，且在俯視下以均等分布的方式來排列。由此， 能夠與貫通孔的形狀相對應(yīng)地將閉塞體形成為俯視圓形(圓柱狀)。因此，當(dāng)貫通孔在俯視下以均等分布的方式排列時，閉塞體的重心也必然均等地分布，因此能夠抑制受壓部的重心的不均勻。此外，在所述壓力傳感器中，也可使所述基準(zhǔn)壓室的面積比所述貫通孔所占的區(qū)域的總面積更大。此外，本實(shí)用新型的一方面涉及的壓力傳感器的制造方法包括通過選擇性地向由硅構(gòu)成的基板的表層部添加雜質(zhì)而形成壓電電阻的工序；在包括形成有所述壓電電阻的區(qū)域的規(guī)定區(qū)域中，形成從所述基板的表面深挖到厚度方向的中途部為止的多個凹部的工序；在所述多個凹部的各自的內(nèi)表面上形成由氧化硅構(gòu)成的保護(hù)膜的工序；從所述多個凹部的各自的底面上選擇性地除去所述保護(hù)膜的工序；利用各向異性蝕刻將所述多個凹部分別深挖之后，利用各向同性蝕刻將所述多個凹部的下方部相互連接而形成基準(zhǔn)壓室的工序；在所述多個凹部中，在所述基板的表面與所述基準(zhǔn)壓室之間埋入閉塞體，并密閉所述基準(zhǔn)壓室的工序。根據(jù)該方法，為了在基板內(nèi)形成基準(zhǔn)壓室，利用各向異性蝕刻及各向同性蝕刻而使硅基板的內(nèi)部空洞化，且用于密閉該空洞的閉塞體被埋入將基板表面與空洞之間貫通的貫通孔(凹部)內(nèi)。即，在基準(zhǔn)壓室的形成時，只需要對硅基板實(shí)施蝕刻或閉塞體的形成等加工即可。因而，不需要另外準(zhǔn)備用于與硅基板接合的玻璃基板并將該玻璃基板與硅基板接合。而且，利用該方法制造的壓力傳感器中，在一片基板的內(nèi)部具有基準(zhǔn)壓室，因此， 能夠防止使用其他的基板而導(dǎo)致成本上升，此外，基準(zhǔn)壓室及壓電電阻(應(yīng)變計)集成在一片基板上，因而小型。因而，根據(jù)該方法，能夠簡單地制造低成本且小型的壓力傳感器。優(yōu)選在真空中進(jìn)行所述閉塞體的埋入。若在真空中進(jìn)行閉塞體的埋入，則能夠防止閉塞體形成時硅的氧化。此外，優(yōu)選所述閉塞體是在利用濺射法使所述凹部的內(nèi)表面被覆鋁之后，通過進(jìn)行回流而形成的。根據(jù)該方法，利用濺射后的回流，使由濺射法被覆在貫通孔的內(nèi)面的鋁熱膨脹，從而可以利用鋁來閉塞凹部(貫通孔)。由此，能夠密閉基準(zhǔn)壓室。如此，能夠利用濺射法及回流這樣簡單的方法來密閉基準(zhǔn)壓室，因此能夠使壓力傳感器的制造工序更簡單，并能夠提高制造效率。此外，也可使所述閉塞體通過CVD法在所述凹部的內(nèi)表面填充鋁而形成的。根據(jù)該方法，利用由CVD法形成的鋁的填充，能夠閉塞凹部(貫通孔)。由此，能夠密閉基準(zhǔn)壓室。如此，能夠利用由CVD法進(jìn)行的填充工序這一工序來密閉基準(zhǔn)壓室，因此能夠使壓力傳感器的制造工序更簡單，能夠提高制造效率。此外，本實(shí)用新型的另一方面涉及的半導(dǎo)體裝置，具備半導(dǎo)體基板，其在內(nèi)部形成有空間；貫通孔，其將所述半導(dǎo)體基板的表面與所述空間之間貫通，所述空間比所述貫通孔大。此外，優(yōu)選上述的半導(dǎo)體裝置還包括閉塞體，所述閉塞體埋入所述貫通孔，并將所述空間密閉。此外，優(yōu)選上述的半導(dǎo)體裝置形成有多個所述貫通孔，所述空間形成為使多個所述貫通孔的下端相連。此外，優(yōu)選上述的半導(dǎo)體裝置還包括應(yīng)變計，該應(yīng)變計在所述半導(dǎo)體基板的表面與所述空間之間設(shè)置在所述半導(dǎo)體基板內(nèi)，根據(jù)所述半導(dǎo)體基板的應(yīng)變變形而使電阻變化。此外，優(yōu)選所述應(yīng)變計包括形成在所述半導(dǎo)體基板的表層部的壓電電阻。此外，優(yōu)選所述閉塞體由鋁構(gòu)成。

圖1是本實(shí)用新型的一實(shí)施方式涉及的壓力傳感器的概略俯視圖。圖2是圖1所示的壓力傳感器的放大俯視圖。圖3是圖2所示的壓力傳感器的主要部分剖視圖，且為圖2的剖切線III-III處的剖視圖。圖4是利用金屬配線及壓電電阻構(gòu)成的橋式電路的電路圖。圖5A 圖5U是表示圖2及圖3所示的壓力傳感器的制造工序的示意剖視圖。
具體實(shí)施方式
以下，參照附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的說明。圖1是本實(shí)用新型的一實(shí)施方式涉及的壓力傳感器的概略俯視圖。圖2是圖1所示的壓力傳感器的放大俯視圖。圖3是圖2所示的壓力傳感器的主要部分剖視圖，且為沿圖2的剖切線III-III的剖視圖。圖4是利用金屬配線及壓電電阻構(gòu)成的橋式電路的電路圖。如圖1所示，在制造過程中，在一片硅晶片2上縱橫規(guī)則地排列形成多個壓力傳感器1。在該實(shí)施方式中，硅晶片2為P型硅基板(以下也稱為“硅基板2”)。每個壓力傳感器1包括P型硅基板2。硅基板2的表面21被由氧化硅(SiO2)構(gòu)成的表面絕緣膜3覆蓋。另一方面，硅基板2的背面22為露出面。在硅基板2的內(nèi)部，與各壓力傳感器1對應(yīng)地逐一在與硅基板2的主面平行的方向上形成有平的扁平空間4 (空洞)。在該實(shí)施方式中，扁平空間4形成為俯視正方形(立體為長方體狀)。利用該扁平空間4，硅基板2的表面21側(cè)中、與扁平空間4相對的部分被薄膜化而比其余部分薄。由此，硅基板2在相對于扁平空間4的表面21側(cè)具有能夠在與扁平空間4的相對方向(厚度方向)上變位的俯視正方形的隔板5。該隔板5 —體地支承于硅基板2的其余部分。另外，在圖3中，為了說明方便，將隔板5表示為比相對于硅基板2 的扁平空間4的背面22側(cè)的部分厚。在隔板5上形成有多個將硅基板2的表面21與扁平空間4之間貫通的俯視圓形的貫通孔6，且在隔板5的整體上排列成正方行列狀。即，在俯視下，在比隔板5的輪廓靠內(nèi)側(cè)的區(qū)域中，在沿隔板5的一邊的行方向及沿與該一邊正交的另一邊的列方向的各方向上，貫通孔6排列成空開相等間隔的行列狀。此外，全部的貫通孔6也貫通隔板5上的表面絕緣膜3。在該實(shí)施方式中，各貫通孔6的直徑例如為0. 2 μ m 0. 5 μ m(優(yōu)選0. 4 μ m)。此
外，在該實(shí)施方式中，各貫通孔6的深度例如5000A 10000 A。此外，在俯視中，貫通孔 6在比隔板5的輪廓靠內(nèi)側(cè)的區(qū)域中形成為行列狀，因此在俯視中，扁平空間4的平面面積比貫通孔6所占的區(qū)域的總面積(全部的貫通孔6的平面面積的和)大。貫通孔6的側(cè)面被由氧化硅(SiO2)構(gòu)成的保護(hù)薄膜7覆蓋。對于全部的貫通孔 6來說，在保護(hù)薄膜7的內(nèi)側(cè)填充埋入有鋁(Al)。由此，全部的貫通孔6由鋁填充體8來閉塞，貫通孔6的下方的扁平空間4被密閉為其內(nèi)部壓力作為壓力檢測時的基準(zhǔn)的基準(zhǔn)壓室。 在該實(shí)施方式中，扁平空間4保持為真空或負(fù)壓狀態(tài)(例如，l(T5T0rr)。此外，在形成扁平空間4的硅基板2的多個內(nèi)壁中、與隔板5相對的底壁9上，在與貫通孔6相對的部分散布有鋁(Al)膜片10。各個壓力傳感器1還包括作為應(yīng)變計的壓電電阻Rl R4、金屬端子11 14、金屬配線15 18。壓電電阻Rl R4是通過向硅基板2導(dǎo)入N型雜質(zhì)而形成的擴(kuò)散電阻，且在硅基板2的表層部以俯視下跨隔板5內(nèi)外的方式而形成的。在該實(shí)施方式中，壓電電阻Rl R4 形成為俯視長方形，在隔板5的各邊的中央位置分別設(shè)置一個，總計四個。金屬端子11 14包括接地端子11 (GND)、負(fù)側(cè)電壓輸出端子12 (VoutO、電壓施加用端子13(Vdd)、正側(cè)電壓輸出端子H(Vout+)。上述四個金屬端子11 14形成在表面絕緣膜3上，且在俯視下沿隔板5的一邊排列配置。此外，在該實(shí)施方式中，金屬端子11 14由鋁(Al)構(gòu)成。金屬配線15 18是用于將壓電電阻Rl R4配置成橋狀而形成橋式電路(惠斯登橋)的配線。具體來說，包括接地用配線15，其將壓電電阻Rl與壓電電阻R4在隔板5 外連接且其與接地端子11連接；負(fù)側(cè)輸出配線16，其將壓電電阻R2與壓電電阻R4在隔板 5外連接且其與負(fù)側(cè)電壓輸出端子12連接；電壓施加用配線17，其將壓電電阻R2與壓電電阻R3在隔板5外連接且其與電壓施加用端子13連接；正側(cè)輸出配線18，其將壓電電阻Rl 與壓電電阻R3在隔板5外連接且其與正側(cè)電壓輸出端子14連接。在該實(shí)施方式中，上述金屬配線15 18由鋁(Al)構(gòu)成，并形成在表面絕緣膜3上。如此，在利用金屬配線15 18及壓電電阻Rl R4構(gòu)成的橋式電路(參照圖4) 中，壓電電阻Rl與壓電電阻R2成對并在電路上相對配置，壓電電阻R3與壓電電阻R4成對并在電路上相對配置。金屬端子11 14及金屬配線15 18被由氮化硅(SiN)構(gòu)成的鈍化膜19覆蓋。在鈍化膜19上形成有將金屬端子分別作為焊盤露出的開口 23 沈(圖3中，使負(fù)側(cè)電壓輸出端子12露出的開口 M)。在該壓力傳感器1中，當(dāng)隔板5受到來自硅基板2的表面21側(cè)的壓力(例如氣體壓力)時，在扁平空間4的內(nèi)部與外部之間產(chǎn)生差壓，從而隔板5在硅基板2的厚度方向上變位，由于該變位，構(gòu)成壓電電阻Rl R4的硅結(jié)晶應(yīng)變，從而電阻值變化。當(dāng)對電壓施加用端子13施加一定的偏置電壓時，根據(jù)壓電電阻Rl R4的電阻值的變化，輸出端子12、14 間的電壓變化。因而，根據(jù)該電壓變化，能夠檢測壓力傳感器1所產(chǎn)生的壓力的大小。圖5A 圖5U是表示圖2及圖3所示的壓力傳感器的制造工序的示意剖視圖。為了制造壓力傳感器1，首先，例如如圖5A所示，準(zhǔn)備硅基板2 (晶片)。接著，如圖5B所示，在硅基板2的表層部隔著規(guī)定圖案的掩模(未圖示)而注入(implantation)N 型雜質(zhì)(例如、P(磷))。然后，進(jìn)行驅(qū)入擴(kuò)散處理。利用該驅(qū)入擴(kuò)散處理，注入到硅基板2 的N型雜質(zhì)的離子擴(kuò)散，在硅基板2上形成壓電電阻Rl R4(圖5B 圖5U中僅表示壓電電阻R2)。接著，如圖 5C 所示，利用 PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition 等離子化學(xué)氣相成長)法，在硅基板2的表面21上形成由氧化硅(SiO2)構(gòu)成的表面絕緣膜3。接著，如圖5D所示，利用光刻，在表面絕緣膜3上形成抗蝕劑圖案27?？刮g劑圖案27具有與多個貫通孔6對應(yīng)的多個開口。形成有該開口的區(qū)域與壓電電阻Rl R4的各形成區(qū)域局部重合。接著，如圖5E所示，利用將抗蝕劑圖案27作為掩模的等離子蝕刻，選擇性地除去表面絕緣膜3。接著，如圖5F所示，利用將抗蝕劑圖案27作為掩模的各向異性的De印RIE(Deep Reactive Ion Kching 深反應(yīng)性離子蝕刻)，具體來說，利用博施法深挖硅基板2。由此， 在硅基板2上形成俯視排列成正方行列狀的多個圓柱凹部觀。在博施法中，交替重復(fù)進(jìn)行使用SF6 (六氟化硫)來蝕刻硅基板2的工序、和使用C4F8(八氟環(huán)丁烷)而在蝕刻面上形成保護(hù)膜的工序。由此，能夠以高的縱橫尺寸比來蝕刻硅基板2，但在蝕刻面(圓柱凹部觀的內(nèi)周面)形成被稱為扇貝的波狀的凹凸。在圓柱凹部觀的形成后，如圖5G所示，剝離抗蝕劑圖案27。接著，如圖5H所示，利用熱氧化法或PECVD法，在圓柱凹部觀的內(nèi)面全部區(qū)域 (即，圓柱凹部觀的內(nèi)周面及底面)上形成由氧化硅(SiO2)構(gòu)成的保護(hù)薄膜7。接著，如圖51所示，利用背蝕刻，除去保護(hù)薄膜7中圓柱凹部觀的底面上的部分。 由此，圓柱凹部28的底面呈露出的狀態(tài)。接著，如圖5J所示，利用將表面絕緣膜3作為掩模的各向異性的Deep RIE，圓柱凹部觀的底面被進(jìn)一步深挖。由此，在圓柱凹部觀的底部形成硅基板2的結(jié)晶面露出的露出空間四。在該各向異性的Deep RIE之后，如圖漲所示，利用各向同性的RIE，向圓柱凹部觀的露出空間四供給反應(yīng)性離子及蝕刻氣體。而且，利用該反應(yīng)性離子等的作用，以各露出空間四為起點(diǎn)，硅基板2在硅基板2的厚度方向上被蝕刻，并且在與硅基板2平行的方向上被蝕刻。由此，相互相鄰的全部的露出空間四被一體化，在硅基板2的內(nèi)部形成扁平空間4，并且在相對于該扁平空間4的表面21側(cè)形成隔板5。此外，各圓柱凹部28作為貫通孔6。 接著，如圖5L所示，利用濺射法，在表面絕緣膜3上覆蓋作為鋁填充體8的材料的鋁。由此，形成通過貫通孔6來保持扁平空間4的內(nèi)外的連通狀態(tài)且覆蓋表面絕緣膜3及保護(hù)薄膜7的表面全部區(qū)域的鋁被覆膜30。此外，此時，鋁的一部分進(jìn)入扁平空間4，從而在扁平空間4的底壁9上散布鋁膜片10。接著，如圖5M所示，通過在真空中進(jìn)行回流(例如，350°C 450°C)，使各貫通孔6 內(nèi)的鋁被覆膜30熱膨脹，由鋁填滿并閉塞貫通孔6。由此，在貫通孔6中形成鋁填充體8， 并且將扁平空間4閉塞而作為真空狀態(tài)的基準(zhǔn)壓室。接著，如圖5N所示，在表面絕緣膜3上的鋁被覆膜30的全部區(qū)域上涂敷光致抗蝕劑31。接著，如圖50所示，利用背蝕刻，將光致抗蝕劑31及鋁被覆膜30中表面絕緣膜3 上的部分一并除去。由此，表面絕緣膜3成為露出的狀態(tài)。接著，如圖5P所示，利用光刻，在表面絕緣膜3上形成抗蝕劑圖案32。接著，如圖5Q所示，利用將抗蝕劑圖案32作為掩模的等離子蝕刻，選擇性地除去表面絕緣膜3。然后，剝離抗蝕劑圖案32。接著，如圖5R所示，利用濺射法，在表面絕緣膜3上堆積鋁。如此，形成在表面絕緣膜3上的鋁堆積膜33隔著表面絕緣膜3而與壓電電阻Rl R4連接。接著，如圖5S所示，利用光刻，在鋁堆積膜33上形成抗蝕劑圖案34。接著，如圖5T所示，利用將抗蝕劑圖案34作為掩模的等離子蝕刻，選擇性地除去鋁堆積膜33。由此，同時形成金屬端子11 14及金屬配線15 18。然后，剝離抗蝕劑圖案34。接著，如圖5U所示，利用CVD法，在表面絕緣膜3上形成鈍化膜19。然后，利用光刻及蝕刻，在鈍化膜19上形成使金屬端子11 14分別作為焊盤露出的開口 23 沈(圖 5U中，使負(fù)側(cè)電壓輸出端子12露出的開口 ，從而得到圖2及圖3所示的壓力傳感器1。根據(jù)以上的方法，在利用各向異性的De印RIE而在硅基板2上形成圓柱凹部觀之后(圖51)，連續(xù)進(jìn)行各向異性的De印RIE及各向同性的RIE (圖5J 圖漲)，從而能夠在硅基板2內(nèi)部形成扁平空間4，并形成隔板5。而且，在利用各向同性的RIE形成的貫通孔6的內(nèi)側(cè)被覆鋁被覆膜30，進(jìn)而，將鋁被覆膜30回流而使其熱膨脹，由此能夠閉塞全部的貫通孔6。其結(jié)果，能夠以保持為對壓力進(jìn)行檢測時的基準(zhǔn)壓力(真空)的狀態(tài)來密閉扁平空間4。S卩，根據(jù)該實(shí)施方式的制造方法，在形成作為基準(zhǔn)壓室的扁平空間4時，僅對硅基板2實(shí)施Deep RIE、Al濺射及回流等各種處理即可，不需要另外準(zhǔn)備用于與硅基板2接合的玻璃基板并將該玻璃基板與硅基板2接合等工序。而且，對于利用該方法制造的壓力傳感器1，由于在一片硅基板2的內(nèi)部具有基準(zhǔn)壓室，因此能夠防止使用其他的基板(例如玻璃基板)而導(dǎo)致成本上升。除此以外，基準(zhǔn)壓室及壓電電阻Rl R4集成在一片硅基板2上，故而小型。因而，在該實(shí)施方式中，能夠簡單地制造低成本且小型的壓力傳感器1。并且，使用的基板為稱為硅基板2的低價的材料，因此能夠進(jìn)一步降低基板所需的成本。此外，用于密閉扁平空間4的鋁也不是特別高價的材料，因此能夠進(jìn)一步抑制壓力傳感器1的材料成本的上升。[0074]此外，利用博施法(Bosch process)來形成圓柱凹部觀(貫通孔6)，在圓柱凹部 28的內(nèi)周面形成被稱作扇貝的波狀的凹凸，因此能夠使保護(hù)薄膜7及鋁被覆膜30覆蓋良好地被覆于圓柱凹部觀(貫通孔6)的內(nèi)周面。此外，用于使鋁被覆膜30熱膨脹的回流在真空中進(jìn)行，因此能夠防止回流時硅的氧化。即，能夠抑制形成扁平空間4的硅基板2的內(nèi)壁上氧化膜的形成。而且，如此形成的基準(zhǔn)壓室(扁平空間4)內(nèi)保持為真空，因此能夠防止外部環(huán)境的溫度變化導(dǎo)致的扁平空間 4內(nèi)的壓力變化。其結(jié)果，能夠使壓力傳感器1的壓力檢測精度提高。此外，根據(jù)該壓力傳感器1，用于檢測壓力的應(yīng)變計為向硅基板2的表層部擴(kuò)散的壓電電阻(擴(kuò)散電阻)Rl R4。因此，能夠不使應(yīng)變計向硅基板2的表面21的外側(cè)伸出， 而是形成在硅基板2的內(nèi)部。其結(jié)果，能夠使壓力傳感器1的構(gòu)造簡單，實(shí)現(xiàn)更小型化。此外，多個貫通孔6形成為相互相同大小的俯視圓形(即，貫通孔為圓柱狀)，且排列成在隔板5的全體上規(guī)則且均等地分布成正方行列狀。因此，即使在貫通孔6內(nèi)填充與隔板5的材料(硅)不同的鋁填充體8，鋁填充體8的重心也必然均等地分布，因此由鋁填充體8產(chǎn)生的重量均等地施加于隔板5整體。因而，能夠?qū)⒏舭?的重心維持在俯視下隔板5的中心(對角線的交點(diǎn))。其結(jié)果，當(dāng)壓力作用于隔板5時，能夠使隔板5整體均等地變位。此夕卜，由于各貫通孔6的尺寸為0. 2 μ m 0. 5 μ m (優(yōu)選0. 4 μ m)，因此利用濺射及回流，能夠?qū)X簡單地埋入貫通孔6而形成鋁填充體8。此外，可以在請求保護(hù)的范圍所記載的特征的范圍內(nèi)實(shí)施各種設(shè)計變更。例如，在上述實(shí)施方式中，以在一片硅基板2 (硅晶片2)上制作壓力傳感器1為例，但作為用于制作壓力傳感器1的基材的基板例如也可是SOI (Silicon On Insulator 絕緣體上硅結(jié)構(gòu))基板等。在該情況下，壓力傳感器1可以形成在SOI基板的活性層。此外，作為基準(zhǔn)壓室密閉的空間不需要在與硅基板2的主面平行的方向上為平的扁平狀。此外，為了密閉扁平空間4而填充到貫通孔6中的填充體并不限于鋁填充體8，例如也可是鎢(W)填充體、氧化硅(SiO2)填充體。此外，在上述的實(shí)施方式中，利用各向同性的RIE使相互相鄰的全部的露出空間 29 一體化，但例如也可通過向圓柱凹部28的露出空間四供給蝕刻液，利用該蝕刻液的作用來一體化。此外，在上述的實(shí)施方式中，在利用濺射法形成覆蓋保護(hù)薄膜7的表面全部區(qū)域的鋁被覆膜30之后(參照圖5L)，利用回流，使該鋁被覆膜30熱膨脹而形成鋁填充體8 (參照圖5M)，但例如也可利用CVD法在貫通孔6內(nèi)填充鋁來形成。在該情況下，能夠利用CVD 法進(jìn)行的填充工序這一個工序來密閉扁平空間4，因此能夠使壓力傳感器1的制造工序更簡單，并能夠提高制造效率。對本實(shí)用新型的實(shí)施方式詳細(xì)地進(jìn)行了說明，但這些只不過是用于理解本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容的具體例子，本實(shí)用新型并不限定解釋為這些具體例子，本實(shí)用新型的思想及范圍僅由權(quán)利要求來限定。本申請與2010年3月11日向日本國專利廳提出的特愿2010-54496號對應(yīng)，且該申請全部公開的內(nèi)容通過引用而引入于此。
權(quán)利要求1.一種壓力傳感器，其特征在于，具備 基板，其在內(nèi)部形成有基準(zhǔn)壓室；閉塞體，其埋入形成于所述基板的貫通孔，并密閉所述基準(zhǔn)壓室，所述貫通孔將所述基板的表面與所述基準(zhǔn)壓室之間貫通；應(yīng)變計，其在所述基板的表面與所述基準(zhǔn)壓室之間設(shè)置于所述基板內(nèi)，并根據(jù)所述基板的應(yīng)變變形而使電阻變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力傳感器，其特征在于， 所述基板由硅構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓力傳感器，其特征在于， 所述應(yīng)變計包括形成在所述基板的表層部的壓電電阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項所述的壓力傳感器，其特征在于， 所述基準(zhǔn)壓室內(nèi)為真空。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項所述的壓力傳感器，其特征在于， 所述閉塞體由鋁構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項所述的壓力傳感器，其特征在于， 所述貫通孔具有0. 2 μ m 0. 5 μ m的直徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項所述的壓力傳感器，其特征在于， 在所述貫通孔的側(cè)面和所述閉塞體之間設(shè)有保護(hù)膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的壓力傳感器，其特征在于， 所述保護(hù)膜由氧化硅構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項所述的壓力傳感器，其特征在于， 所述壓力傳感器中形成有多個所述貫通孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的壓力傳感器，其特征在于，多個所述貫通孔形成為相互大小相同的俯視圓形，且在俯視下以均等分布的方式來排列多個所述貫通孔。
11.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項所述的壓力傳感器，其特征在于， 在俯視下，所述基準(zhǔn)壓室的面積比所述貫通孔所占的區(qū)域的總面積更大。
12.—種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，具備 半導(dǎo)體基板，其在內(nèi)部形成有空間；貫通孔，其將所述半導(dǎo)體基板的表面與所述空間之間貫通， 所述空間比所述貫通孔大。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，還包括閉塞體，所述閉塞體埋入所述貫通孔，并將所述空間密閉。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 形成有多個所述貫通孔，所述空間形成為使多個所述貫通孔的下端相連。
15.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述半導(dǎo)體裝置還包括應(yīng)變計，該應(yīng)變計在所述半導(dǎo)體基板的表面與所述空間之間設(shè)置在所述半導(dǎo)體基板內(nèi)，根據(jù)所述半導(dǎo)體基板的應(yīng)變變形而使電阻變化。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述應(yīng)變計包括形成在所述半導(dǎo)體基板的表層部的壓電電阻。
17.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述閉塞體由鋁構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種壓力傳感器和半導(dǎo)體裝置，其用于由微機(jī)電技術(shù)制作的壓力傳感器，所述壓力傳感器具備內(nèi)部形成有基準(zhǔn)壓室的基板；埋入以貫通所述基板的表面與所述基準(zhǔn)壓室之間的方式而形成于所述基板的貫通孔，且密閉所述基準(zhǔn)壓室的閉塞體；在所述基板的表面與所述基準(zhǔn)壓室之間設(shè)置于所述基板內(nèi)，且根據(jù)所述基板的應(yīng)變變形而電阻變化的應(yīng)變計。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在基板內(nèi)形成密閉的基準(zhǔn)壓力室。因而，不需要通過貼合兩片基板來形成基準(zhǔn)壓室，因此能夠降低成本。此外，由形成在基板內(nèi)的應(yīng)變計來檢測基板的表面和基準(zhǔn)壓室之間的部分(受壓部)所受到的壓力。因而，能夠使傳感器小型化。
文檔編號B81B7/02GK202274956SQ20112006685
公開日2012年6月13日 申請日期2011年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月11日
發(fā)明者仲谷吾郎 申請人:羅姆股份有限公司