專利名稱：壓力傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及壓力傳感器，特別地，詳細(xì)地說是涉及具有隔膜(diaphragm)的壓力傳感器。
背景技術(shù)：
利用半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)的壓力傳感器，由于小型、輕量、高靈敏度而廣泛應(yīng)用于工業(yè)測量、醫(yī)療等領(lǐng)域。在這樣的壓力傳感器中，在半導(dǎo)體基板上形成有隔膜。進(jìn)而，在隔膜上形成有應(yīng)變片。通過對隔膜施加的壓力，應(yīng)變片發(fā)生變形。檢測由壓阻效應(yīng)引起的應(yīng)變片的電阻變化而測定壓力。公開了一種在同一基板上具備差壓用隔膜和靜壓用隔膜的單芯片型的壓力傳感器(專利文獻(xiàn)1)。在該文獻(xiàn)中，在差壓用的應(yīng)變片和靜壓用的應(yīng)變片之間形成有應(yīng)變分離帶。通過形成應(yīng)變分離帶，防止施加靜壓時在靜壓用隔膜上產(chǎn)生的應(yīng)力波及到差壓用隔膜， 由此，防止因施加壓力而對差壓測量值造成影響。例如，在施加差壓時，由于差壓用隔膜的變化而在傳感器芯片上產(chǎn)生多余的應(yīng)力。靜壓用測定元件受到該應(yīng)力的影響。并且，在施加靜壓時，由于靜壓用隔膜的變化而在傳感器芯片上產(chǎn)生多余的應(yīng)力。差壓測定元件受到該應(yīng)力的影響。利用應(yīng)變分離帶減少上述影響。并且，公開了其他結(jié)構(gòu)的壓力傳感器(專利文獻(xiàn)2)。在該壓力傳感器中，采用在傳感器芯片和基座之間的接合面的角部設(shè)置適當(dāng)?shù)姆墙雍蠀^(qū)域的構(gòu)造。具體而言，在傳感器芯片的中央部形成差壓用的隔膜，并且，在傳感器芯片的角部形成非接合區(qū)域。由此，能夠使由溫度引起的零點漂移及其偏差最小化，具有良好的溫度特性。專利文獻(xiàn)1日本特開平5-72069號公報專利文獻(xiàn)2日本專利第3359493號公報但是，在專利文獻(xiàn)1中，在使傳感器芯片小型化的情況下，由于設(shè)置應(yīng)變分離帶而難以確保充分的空間。即，傳感器芯片增大應(yīng)變分離帶的量。并且，在將專利文獻(xiàn)2的結(jié)構(gòu)應(yīng)用于單芯片型的壓力傳感器的情況下，難以在傳感器芯片的角部確保用于形成非接合區(qū)域的空間。這樣，存在難以實現(xiàn)小型且高性能的壓力傳感器這樣的問題點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決這樣的問題點而完成的，其目的在于提供一種小型且高性能的壓力傳感器。本發(fā)明所涉及的壓力傳感器，具備基板；差壓用隔膜，該差壓用隔膜設(shè)置于該基板的中央部；第1差壓用測定元件，該第1差壓用測定元件設(shè)置在該差壓用隔膜的第1端邊上，且沿著相對于差壓用隔膜的中心的徑向形成；第2差壓用測定元件，該第2差壓用測定元件在差壓用隔膜的第1端邊上設(shè)置在第1差壓用測定元件的附近，且沿著與徑向垂直的周方向形成；以及靜壓用隔膜，該靜壓用隔膜設(shè)置在差壓用隔膜的外側(cè)，且配置在差壓用隔
3膜的除了第1端邊以外的其他端邊的任一個與基板的端部之間。如果采用這樣的結(jié)構(gòu)，則2種差壓用測定元件配置在差壓用隔膜的一個端邊(第 1端邊)上，靜壓用隔膜形成在差壓用隔膜的沒有形成差壓用測定元件的端邊(除了第1 端邊以外的其他端邊)的外側(cè)。因此，與將差壓用測定元件配置在差壓用隔膜的各端邊的結(jié)構(gòu)相比較，能夠使差壓用測定元件與靜壓用隔膜之間的距離長，因此能夠減少施加靜壓時對差壓用測定元件的影響。并且，與在差壓用隔膜的外側(cè)設(shè)置四個靜壓用隔膜的結(jié)構(gòu)相比較，在采用相同尺寸的基板的情況下，能夠使靜壓用隔膜與差壓用隔膜之間的距離長，因此，能夠減少施加差壓時對靜壓用測定元件的影響以及施加靜壓時對差壓用測定元件的影響。進(jìn)而，相反地，在使靜壓用隔膜和差壓用隔膜的距離相同的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)基板的小型化。結(jié)果，能夠得到可抑制因靜壓和差壓的干涉引起的串?dāng)_的小型且高性能的壓力傳感
ο在本發(fā)明所涉及的壓力傳感器中，優(yōu)選還具備與基板接合的基座，在從差壓用隔膜的第1端邊到基板的端部之間形成基座與基板之間不接合的非接合區(qū)域。如果采用這樣的結(jié)構(gòu)，則由于在非接合區(qū)域的周邊未配置靜壓用隔膜，所以能夠確保用于形成非接合區(qū)域的空間。進(jìn)而，通過調(diào)整非接合區(qū)域和接合區(qū)域的尺寸，能夠使因溫度引起的零點漂移及其偏差最小化，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的溫度特性。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)具有更高性能且小型的壓力傳感器。并且，在本發(fā)明所涉及的壓力傳感器中，能夠采用形成為在徑向配置的端邊比在周方向配置的端邊短的形狀的靜壓用隔膜。在這種情況下，優(yōu)選在靜壓用隔膜的中央部和在周方向配置的端部分別設(shè)置靜壓用測定元件。如果采用這樣的結(jié)構(gòu)，則一方的靜壓用測定元件形成在靜壓用隔膜的端部，另一方的靜壓用測定元件形成在靜壓用隔膜的中央部，由溫度變化時產(chǎn)生的應(yīng)力所引起的電阻變動在這兩個靜壓用測定元件的雙方中為相同的方向，因此，能夠抑制因溫度變化而引起的輸出變動。并且，在本發(fā)明所涉及的壓力傳感器中，能夠?qū)㈧o壓用隔膜形成為長方形狀。如果采用這樣的結(jié)構(gòu)，則能夠簡單地制作壓力傳感器。并且，在本發(fā)明所涉及的壓力傳感器中，也能夠?qū)㈧o壓用隔膜形成為正方形狀。在這種情況下，能夠在靜壓用隔膜的鄰接的兩個端邊上，分別以排列方向一致的方式設(shè)置靜壓用測定元件。如果采用這樣的結(jié)構(gòu)，則能夠提高溫度特性。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種小型且高性能的壓力傳感器。


圖1是表示本發(fā)明的第1實施方式所涉及的壓力傳感器的結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖2是圖1的II-II剖視圖。圖3是圖1的III-III剖視圖。圖4是表示壓力傳感器的傳感器芯片的制造工序的圖。圖5是表示壓力傳感器的傳感器芯片的制造工序的工序剖視圖，是圖4的VV剖視圖。
圖6是表示壓力傳感器的基座的制造工序的圖。圖7是表示壓力傳感器的基座的制造工序的工序剖視圖，是圖6的VII-VII剖視圖。圖8是表示本發(fā)明的第2實施方式所涉及的壓力傳感器的結(jié)構(gòu)的俯視圖。符號說明1...第1半導(dǎo)體層；2...絕緣層；3...第2半導(dǎo)體層；4...差壓用隔膜；5...差壓用測定元件；5a...差壓用測定元件(第2差壓用測定元件)；5c...差壓用測定元件(第 1差壓用測定元件)；9...抗蝕劑；10...傳感器芯片；11...基座；15(15b· 15d)...靜壓用測定元件；17. · ·靜壓用隔膜；18 貫通孔；19 抗蝕劑；29 掩膜。
具體實施例方式以下，參照附圖對應(yīng)用了本發(fā)明的具體的實施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。<第1實施方式>首先，對本發(fā)明的第1實施方式所涉及的壓力傳感器進(jìn)行說明。圖1是表示本實施方式所涉及的壓力傳感器所使用的傳感器芯片的結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖2是圖1的II-II剖視圖，圖3是III-III剖視圖。本實施方式所涉及的壓力傳感器，是利用半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)的半導(dǎo)體壓力傳感器。壓力傳感器具有由半導(dǎo)體基板構(gòu)成的傳感器芯片10。傳感器芯片10形成為正方形狀。如圖1所示，將正方形狀的傳感器芯片10的各頂點設(shè)為A、B、C、D。如圖1所示，將左上角設(shè)為角A，將右下角設(shè)為角B，將右上角設(shè)為角C，將左下角設(shè)為角D。將連結(jié)角A和角B的對角線設(shè)為對角線AB，將連結(jié)角C和角D的對角線設(shè)為對角線CD。由于傳感器芯片 10形成為正方形，所以對角線AB和對角線⑶正交。進(jìn)一步，將傳感器芯片10的中心設(shè)為中心0。中心0與對角線AB和對角線⑶的交點一致。如圖2所示，傳感器芯片10具有作為基臺的第1半導(dǎo)體層1、絕緣層2及第2半導(dǎo)體層3的3層構(gòu)造。例如，作為傳感器芯片10能夠使用SOI (Silicon On hsulator，絕緣體上硅)基板，該SOI基板由第1半導(dǎo)體層1、0. 5 μ m左右厚度的絕緣層2、和第2半導(dǎo)體層3構(gòu)成。第1半導(dǎo)體層1及第2半導(dǎo)體層3例如由η型單晶硅層構(gòu)成。絕緣層2例如由 SiO2層構(gòu)成。在第1半導(dǎo)體層1上形成有絕緣層2。并且，在絕緣層2上形成有第2半導(dǎo)體層3。因而，在第1半導(dǎo)體層1和第2半導(dǎo)體層3之間配設(shè)有絕緣層2。當(dāng)對第1半導(dǎo)體層1進(jìn)行蝕刻時，絕緣層2作為蝕刻停止層 (etching stopper)發(fā)揮功能。第2半導(dǎo)體層3構(gòu)成差壓用隔膜4。如圖2所示，差壓用隔膜4配設(shè)在芯片的中央部分。在傳感器芯片10的中央部，設(shè)置有用于檢測差壓的差壓用隔膜4。如圖2所示，通過除去第1半導(dǎo)體層1而形成差壓用隔膜4。即，在差壓用隔膜4處，傳感器芯片10變薄。 在此，如圖1所示，差壓用隔膜4形成為正方形狀。并且，差壓用隔膜4的中心與傳感器芯片10的中心0—致。即，差壓用隔膜4的中心點位于對角線AB和對角線⑶的交點上。進(jìn)而，差壓用隔膜4相對于正方形狀的傳感器芯片10傾斜45°配置。因而，對角線AB垂直地通過差壓用隔膜4的對置的2邊的中心。并且，對角線⑶垂直地通過差壓用隔膜4的對置的其他2邊的中心。
在差壓用隔膜4的表面設(shè)置有差壓用測定元件恥.5Co將這兩個差壓用測定元件恥· 5c統(tǒng)稱為差壓用測定元件5。差壓用測定元件5設(shè)置在差壓用隔膜4的端部。S卩，差壓用測定元件5形成在差壓用隔膜4的周緣部上。兩個差壓用測定元件形成在差壓用隔膜4的與對角線AB平行的一個端邊(第1 端邊)上。即，僅在差壓用隔膜4的1邊上形成有差壓用測定元件5，在余下的3邊上不形成差壓用測定元件。在此，在角C側(cè)的邊形成有差壓用測定元件恥*5(。這樣，在差壓用隔膜4的1邊形成有兩個差壓用測定元件5，在一方的差壓用測定元件恥的附近形成有另一方的差壓用測定元件5c。差壓用測定元件恥的長邊方向與對角線⑶垂直。即，差壓用測定元件恥形成為， 該差壓用測定元件恥與形成有該差壓用測定元件恥的差壓用隔膜4的1邊平行。另一方面，差壓用測定元件5c的長邊方向形成為與對角線⑶平行。即，差壓用測定元件5c形成為，與形成有該差壓用測定元件5c的差壓用隔膜4的1邊垂直。因而，接近配置的靜壓用測定元件恥和靜壓用測定元件5c設(shè)置在正交的方向。 差壓用測定元件5是具有壓阻效應(yīng)的應(yīng)變片。因而，當(dāng)傳感器芯片10產(chǎn)生應(yīng)變時， 各差壓用測定元件恥-5c的電阻發(fā)生變化。另外，在傳感器芯片的上表面形成有與各差壓用測定元件恥-5c連接的配線(未圖示)。例如，在各差壓用測定元件恥-5c的兩端連接有配線。兩個差壓用測定元件5利用該配線與電橋電路接線。借助由差壓用隔膜4隔開的空間的壓力差，差壓用隔膜4發(fā)生變形。對于差壓用測定元件5，根據(jù)差壓用隔膜4的變形量而電阻發(fā)生變化。通過檢測該電阻變化，能夠測定壓力。如圖3所示，差壓用測定元件5 形成在傳感器芯片10的表面。進(jìn)而，在差壓用測定元件恥· 5c的長邊方向的兩端連接有配線(未圖示)。例如，差壓用測定元件恥形成為，與傳感器芯片10的晶面方位(100)中的壓阻系數(shù)最大的<110>晶向平行。進(jìn)一步，在傳感器芯片10設(shè)置有一個靜壓用隔膜17。如圖3所示，通過除去第1 半導(dǎo)體層1而形成靜壓用隔膜17。即，在靜壓用隔膜17處，傳感器芯片10變薄。靜壓用隔膜17配置在差壓用隔膜4的外周部。即，在差壓用隔膜4的外側(cè)配置有靜壓用隔膜17。 靜壓用隔膜17配置在對角線⑶上。靜壓用隔膜17比差壓用隔膜4小。靜壓用隔膜17配置在中心0和角D之間。即，在差壓用隔膜4的位于角D側(cè)的1 邊和角D之間配置有靜壓用隔膜17。在此，差壓用隔膜4的角D側(cè)的1邊是未形成差壓用測定元件5的邊。靜壓用隔膜17形成為長方形狀。因而，靜壓用隔膜17的長邊和短邊正交。即，在靜壓用隔膜17存在長邊方向和短邊方向。在此，將從傳感器芯片10的中心朝向外側(cè)延伸的方向設(shè)為徑向(r方向)。S卩，從傳感器芯片10的中心點朝向傳感器芯片10的端部的方向成為徑向。由于傳感器芯片10和差壓用隔膜4的中心一致，所以該徑向成為相對于差壓用隔膜4的中心的徑向。進(jìn)而，將與徑向正交的方向稱作周方向(Θ方向)。周方向與以傳感器芯片10的中心為中心的圓的切線方向?qū)?yīng)。靜壓用隔膜17的短邊與徑向平行。靜壓用隔膜17的短邊與對角線⑶平行。并且，在對角線⑶上，靜壓用隔膜17的長邊方向和周方向平行。在靜壓用隔膜17形成有靜壓用測定元件15b· 15d。靜壓用測定元件1 形成在靜壓用隔膜17的端部。靜壓用測定元件1 形成在靜壓用隔膜17的位于角D側(cè)的邊上，且在靜壓用隔膜17的長邊上沿著該長邊形成。另一方面，靜壓用測定元件15d形成在靜壓用隔膜17的中央部。即，靜壓用測定元件15d形成在靜壓用隔膜17的周緣的內(nèi)側(cè)。靜壓用測定元件15b ·15(1是與差壓用測定元件5同樣的應(yīng)變片。因而，當(dāng)傳感器芯片10產(chǎn)生應(yīng)變時，由于壓阻效應(yīng)，各靜壓用測定元件1 ·15(1的電阻發(fā)生變化。靜壓用測定元件15b ·15(1和差壓用測定元件5同樣地與電橋電路連接。由此，能夠測定靜壓。另外，如圖3所示，靜壓用測定元件15b ·15(1形成在傳感器芯片10的表面。在靜壓用測定元件15b ·15(1的長邊方向的兩端連接有配線(未圖示)。進(jìn)而，與差壓用測定元件5同樣，靜壓用測定元件15b · 15d與電橋電路接線。在此，靜壓用隔膜17形成在差壓用隔膜4的沒有形成差壓用測定元件5的邊的外側(cè)。即，在差壓用隔膜4中，由于差壓用測定元件5形成在位于角C側(cè)的邊，所以在角C和差壓用隔膜4之間未形成靜壓用隔膜17。從與形成有差壓用測定元件5的差壓用隔膜4的 1邊(位于角C側(cè)的邊)不同的邊(位于角D側(cè)的邊)到傳感器芯片10的端之間，配置有靜壓用隔膜17。由此，能夠減少施加靜壓時對差壓用測定元件5的影響。與將差壓用測定元件5配置在差壓用隔膜4的各邊的結(jié)構(gòu)相比，能夠使差壓用測定元件5和靜壓用隔膜17之間離開距離。因此，能夠更準(zhǔn)確地測定差壓。并且，與在差壓用隔膜4的外周部設(shè)置四個靜壓用隔膜17的結(jié)構(gòu)相比，能夠使靜壓用測定元件15和差壓用隔膜4之間離開距離。因此，能夠減少施加差壓時對靜壓用測定元件15b· 15d的影響。由此，能夠更準(zhǔn)確地測定靜壓。這樣， 能夠準(zhǔn)確地測定靜壓及差壓。能夠使差壓用隔膜4與靜壓用測定元件15b · 15d之間的間隔變寬。因此，能夠減小在鄰接的隔膜產(chǎn)生的應(yīng)力的影響。即，能夠抑制因靜壓與差壓之間的干涉而產(chǎn)生的串?dāng)_的影響。在差壓用隔膜4的1邊上形成有相當(dāng)于本發(fā)明中的第1差壓用測定元件的徑向的差壓用測定元件5c，和相當(dāng)于本發(fā)明中的第2差壓用測定元件的周方向的差壓用測定元件恥。即，形成于正交的方向的兩個差壓用測定元件恥·5c形成在差壓用隔膜4的同一邊上。 進(jìn)而，利用設(shè)置于該1邊的兩個差壓用測定元件恥· 5c (及未圖示的兩個外部固定電阻) 形成電橋電路。進(jìn)一步，將靜壓用隔膜17配置在未設(shè)置差壓用測定元件5的方向。S卩，在未設(shè)置差壓用測定元件5的邊的外側(cè)形成靜壓用隔膜17。通過形成為這樣的結(jié)構(gòu)，能夠準(zhǔn)確地測定靜壓及差壓。即，能夠?qū)崿F(xiàn)小型且高性能的壓力傳感器。另外，在本實施方式中， 在差壓用隔膜4的邊上形成有差壓用測定元件恥· 5c，但只要形成在差壓用隔膜的端部附近的產(chǎn)生最大應(yīng)力的部位即可。并且，傳感器芯片10與基座11接合。將基座11和傳感器芯片10接合的區(qū)域設(shè)為接合區(qū)域13A。并且，將基座11和傳感器芯片10不接合的區(qū)域設(shè)為非接合區(qū)域13。艮口， 如圖3所示，在基座11的位于角C側(cè)的端部形成有薄壁部，在除此之外的部分形成有厚壁部。薄壁部處的厚度比厚壁部處的高度低。該厚壁部與傳感器芯片10接合。另一方面，在薄壁部處，基座11和傳感器芯片10不接合。在此，非接合區(qū)域13形成在角C側(cè)。進(jìn)而，非接合區(qū)域13形成為三角形狀。艮口， 非接合區(qū)域13形成為以角C為頂點的直角等邊三角形。除了非接合區(qū)域13以外的區(qū)域是接合區(qū)域13A，在該接合區(qū)域13A的中央形成有貫通孔18。設(shè)置于基座11的貫通孔18連通至差壓用隔膜4。由此，貫通孔18成為導(dǎo)入口，能夠?qū)怏w導(dǎo)入至差壓用隔膜4。接合區(qū)域13A和非接合區(qū)域13之間的邊界線與對角線AB平行。這樣，設(shè)置非接合區(qū)域13的方向與設(shè)置靜壓用隔膜17的方向不同。即，在中心0和角C之間的區(qū)域設(shè)置有非接合區(qū)域13， 在中心0和角D之間的區(qū)域設(shè)置有靜壓用隔膜17。以在對角線AB方向產(chǎn)生的應(yīng)力和在與對角線AB垂直的對角線⑶方向產(chǎn)生的應(yīng)力相等的方式，對非接合區(qū)域13及接合區(qū)域13A的尺寸進(jìn)行調(diào)整。通過形成為這樣的結(jié)構(gòu)， 能夠提高溫度特性。即，如日本專利第3359493號公報所示，能夠使因溫度引起的零點漂移及其偏差最小，具有良好的溫度特性。進(jìn)一步，能夠形成為在非接合區(qū)域13的周邊不配置靜壓用隔膜17的結(jié)構(gòu)。因此，能夠確保形成非接合區(qū)域13的空間。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)小型且高性能的壓力傳感器。接著，對本實施方式所涉及的壓力傳感器的制造方法進(jìn)行說明。首先，使用圖4及圖5對壓力傳感器所使用的傳感器芯片10的制造工序進(jìn)行說明。圖4是表示傳感器芯片 10的制造方法的圖，表示從上方觀察時的傳感器芯片10的結(jié)構(gòu)。圖5是表示傳感器芯片 10的制造工序的工序剖視圖，表示圖4的V-V截面的結(jié)構(gòu)。首先，準(zhǔn)備SOI (Silicon On hsulator)晶片，該SOI晶片由第1半導(dǎo)體層1、 0. 5 μ m左右厚度的絕緣層2、和第2半導(dǎo)體層3構(gòu)成。為了制作該SOI晶片，可以采用在Si 基板中注入氧而形成SiO2層的SIMOX (S印aration by IMplanted Oxygen，注氧隔離)技術(shù)，可以使用將兩個Si基板粘貼在一起的SDB(Silicon Direct Bonding，硅直接鍵合)技術(shù)，也可以使用其他方法。另外，也可以使第2半導(dǎo)體層3平坦化及薄膜化。例如，能夠利用被稱作CCP (Computer Controlled Polishing，數(shù)控拋光)的研磨法等將第2半導(dǎo)體層3 研磨至預(yù)定厚度。在第2半導(dǎo)體層3的上表面，利用雜質(zhì)擴(kuò)散或者離子注入法形成由ρ型Si構(gòu)成的靜壓用測定元件15b · 15d。由此，成為圖4(a)及圖5(a)所示的結(jié)構(gòu)。當(dāng)然能夠在該工序中形成差壓用測定元件恥· 5c。如圖1等所示，各測定元件形成在成為各隔膜的部位的預(yù)定的位置。另外，也可以在下述的隔膜的形成工序之后形成差壓用測定元件恥· 5c、靜壓用測定元件15b · 15d。當(dāng)然，也可以使差壓用測定元件5具有與靜壓用測定元件15b · 15d 不同的特性。在以這種方式構(gòu)成的SOI晶片的下表面形成抗蝕劑9。利用公知的光刻工序在第 1半導(dǎo)體層1上形成抗蝕劑9的圖案。即，通過涂敷感光性樹脂膜并進(jìn)行曝光、顯影，來形成抗蝕劑9的圖案?？刮g劑9在與壓敏區(qū)域(形成隔膜的區(qū)域)相當(dāng)?shù)牟糠志哂虚_口部。 即，在形成隔膜的部分處，第1半導(dǎo)體層1露出。由此，成為圖5(b)所示的結(jié)構(gòu)。進(jìn)而，將抗蝕劑9作為掩膜，對第1半導(dǎo)體層1進(jìn)行蝕刻。由此，成為圖5(c)所示的結(jié)構(gòu)。例如，能夠使用公知的ICP蝕刻等的干法蝕刻對第1半導(dǎo)體層1進(jìn)行蝕刻。當(dāng)然也可以利用使用KOH或TMAH等溶液的濕法蝕刻對第1半導(dǎo)體層1進(jìn)行蝕刻。在對第1半導(dǎo)體層1進(jìn)行蝕刻后形成差壓用隔膜4及靜壓用隔膜17。在此，絕緣層2作為蝕刻停止層發(fā)揮功能。因而，絕緣層2從抗蝕劑9的開口部露出。進(jìn)而，在除去抗蝕劑9后，成為圖4(b)及圖5(d)所示的結(jié)構(gòu)。之后，形成用于與靜壓用測定元件15b· 15d及差壓用測定元件5獲得電連接的配線(未圖示)。由此，形成電橋電路，完成傳感器芯片10。另外，也可以在圖5(d)之前進(jìn)行形成配線的工序。例如，可以在圖5(a)之前制作配線，也可以在圖5(a) 圖5(c)之間制作配線。并且，如上所述，可
8以在圖5(d)之后進(jìn)行靜壓用測定元件15b· 15d及差壓用測定元件5的形成，也可以在圖 5(a) 圖5(d)之間進(jìn)行靜壓用測定元件15b · 15d及差壓用測定元件5的形成。S卩，配線的形成工序和應(yīng)變片的形成工序的順序并沒有特別的限定。并且，也可以分開進(jìn)行差壓用隔膜4和靜壓用隔膜17的蝕刻工序。例如，使用不同的兩種抗蝕劑圖案，分別實施差壓用隔膜4和靜壓用隔膜17的蝕刻。S卩，在形成用于設(shè)置差壓用隔膜4的抗蝕劑圖案之后，進(jìn)行蝕刻。在形成差壓用隔膜4之后，除去抗蝕劑。其后，形成用于設(shè)置靜壓用隔膜17的抗蝕劑圖案。在將該抗蝕劑圖案用作掩膜進(jìn)行蝕刻后， 形成靜壓用隔膜17。這樣，通過在不同的蝕刻工序中設(shè)置差壓用隔膜4和靜壓用隔膜17， 能夠使差壓用隔膜4和靜壓用隔膜17具有不同的厚度。當(dāng)然，也可以在形成靜壓用隔膜17 之后形成差壓用隔膜4。接著，使用圖6及圖7對基座11的制造工序進(jìn)行說明。圖6是表示基座11的制造方法的圖，表示從上方觀察時的基座11的結(jié)構(gòu)。圖7是表示基座11的制造工序的工序剖視圖，表示圖6的VII-VII截面的結(jié)構(gòu)。首先，如圖6(a)及圖7(a)所示，準(zhǔn)備作為基座11的基板。作為基板，使用派熱克斯(注冊商標(biāo))玻璃或陶瓷等平坦的基板。進(jìn)而，在基座11上形成作為掩膜的抗蝕劑19。 由此，成為圖7(b)所示的結(jié)構(gòu)?？刮g劑19利用公知的曝光、顯影處理對抗蝕劑19進(jìn)行圖案形成。該抗蝕劑19在形成非接合區(qū)域13的部分被除去。即，形成非接合區(qū)域13的部分從基座11露出，在形成接合區(qū)域13A的部分處，基座11由抗蝕劑19覆蓋。進(jìn)而，在將抗蝕劑19作為掩膜進(jìn)行蝕刻后，成為圖6(b)及圖7(c)所示的結(jié)構(gòu)。在與基座11的角C相當(dāng)?shù)亩瞬啃纬捎邪疾?，余下的部分形成為凸部。S卩，基座11局部變薄， 在基座11形成有厚壁部和薄壁部。薄壁部形成得比厚壁部薄。該薄壁部形成于非接合區(qū)域13。在此，利用使用HF等的濕法蝕刻在基座11形成薄壁部?；蛘?，也可以利用噴砂等形成薄壁部。進(jìn)而，除去抗蝕劑19，形成貫通孔18。S卩，在基座11的中央形成圓形的貫通孔18。 由此，成為圖6(c)所示的結(jié)構(gòu)。例如如圖7(d)上側(cè)所示，能夠通過鉆孔加工而形成貫通孔 18。或者，如圖7(d)的下側(cè)所示，也可以通過兩面噴砂加工而形成貫通孔18。另外，在通過兩面噴砂加工形成貫通孔18的情況下，在基座11的兩面形成掩膜四。這樣完成基座11。進(jìn)而，將傳感器芯片10和基座11接合。例如，通過陽極接合將基座11接合于傳感器芯片10的第1半導(dǎo)體層1。在基座11的中心形成有到達(dá)差壓用隔膜4的貫通孔18。 貫通孔18與差壓用隔膜4連通。并且，在角C的周邊形成有非接合區(qū)域13。這樣結(jié)束壓力傳感器的制作。這樣制作的壓力傳感器小型且具有高性能。另外，在上述說明中，將傳感器芯片10和差壓用隔膜4的形狀形成為傾斜45°的正方形，但它們的形狀并不限于正方形。例如，也可以將傳感器芯片10和差壓用隔膜4的形狀形成為多邊形狀。在差壓用隔膜4的1邊上配置差壓用測定元件恥· 5c，在與該1邊對置的1邊的外側(cè)配置靜壓用隔膜17及靜壓用測定元件15b · 15d。由此，溫度特性變高， 能夠容易地實現(xiàn)減少了串?dāng)_的壓力傳感器。或者，也可以將傳感器芯片10和差壓用隔膜4 形成為圓形。在該情況下，也將差壓用測定元件恥配置在差壓用測定元件5c的附近。這樣一來，能夠容易地實現(xiàn)減少了串?dāng)_的壓力傳感器。并且，在上述說明中，將靜壓用隔膜17形成為長方形并予以說明，但靜壓用隔膜17的形狀并不限于長方形。例如，也可以將靜壓用隔膜形成為橢圓形等。換言之，只要靜壓用隔膜17是具有長邊方向和短邊方向的形狀即可。進(jìn)而，只要將與長邊方向正交的短邊方向沿著徑向配置即可。將靜壓用測定元件15b · 15d的長邊方向沿著靜壓用隔膜的長邊方向配置。即，靜壓用測定元件15b· 15d的長邊方向沿著周方向配置。并且，將靜壓用測定元件15b · 15d形成在靜壓用隔膜17的基板端側(cè)的端部，但也可以形成在基板中心側(cè)的端部。進(jìn)一步，將靜壓用測定元件15b ·15(1形成在靜壓用隔膜17的邊上，但只要形成在靜壓用隔膜的端部附近的產(chǎn)生最大應(yīng)力的部位即可。<第2實施方式>接著，使用圖8對本發(fā)明的第2實施方式所涉及的壓力傳感器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。 圖8是表示壓力傳感器所使用的傳感器芯片的結(jié)構(gòu)的俯視圖。在本實施方式中，靜壓用測定元件15b · 15d的配置與第1實施方式不同。并且，具有靜壓用隔膜17為正方形狀的結(jié)構(gòu)。對于上述配置以外的結(jié)構(gòu)，由于與第1實施方式同樣，所以省略說明。并且，在圖8(a) 及圖8(b)中，靜壓用測定元件15b· 15d分別配置在不同的位置。首先，對圖8(a)所示的傳感器芯片的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。形成有一個正方形狀的靜壓用隔膜17。在圖8(a)中，兩個靜壓用測定元件15b ·15(1與對角線CD平行。在本實施方式中，兩個靜壓用測定元件15b · 15d配置在靜壓用隔膜17的端部。進(jìn)而，在靜壓用隔膜17 的鄰接的2邊配置有靜壓用測定元件15b · 15d。靜壓用測定元件1 配置在靜壓用隔膜 17的與對角線AB平行的邊上，且與配置該靜壓用測定元件15b的靜壓用隔膜17的1邊垂直。另一方面，靜壓用測定元件15d配置在靜壓用隔膜17的與對角線⑶平行的邊上，且與配置該靜壓用測定元件15d的靜壓用隔膜17的1邊平行。即便是這樣的結(jié)構(gòu)，也能夠得到與第1實施方式同樣的效果。接著，對圖8(b)所示的傳感器芯片的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。在圖8(b)所示的結(jié)構(gòu)中，相對于圖8(a)的結(jié)構(gòu)，靜壓用測定元件15b ·15(1的方向不同。對于除此之外的結(jié)構(gòu)，由于與第1實施方式及圖8(a)所示的結(jié)構(gòu)同樣，因此省略說明。如圖8(b)所示，靜壓用測定元件 15b ·15(1與對角線AB平行。進(jìn)而，兩個靜壓用測定元件15b ·15(1配置在靜壓用隔膜17的端部，在靜壓用隔膜17的鄰接的2邊配置有靜壓用測定元件15b · 15d。靜壓用測定元件 15b配置在靜壓用隔膜17的位于角D側(cè)的1邊，且與該1邊平行。另一方面，靜壓用測定元件15d與配置該靜壓用測定元件15d的靜壓用隔膜17的1邊垂直。即便是這樣的結(jié)構(gòu)，也能夠得到與第1實施方式同樣的效果。這樣，在本實施方式中，在靜壓用隔膜17的鄰接的2邊上分別配置有靜壓用測定元件。進(jìn)而，在一方的邊上，靜壓用測定元件與該一方的邊垂直，在另一方的邊上，靜壓測定元件與該另一方的邊平行。當(dāng)然，也可以形成為圖8(a) 圖8(c)以外的結(jié)構(gòu)。
10
權(quán)利要求
1.一種壓力傳感器，其特征在于，具備 基板；差壓用隔膜，該差壓用隔膜設(shè)置于所述基板的中央部；第1差壓用測定元件，該第1差壓用測定元件設(shè)置在所述差壓用隔膜的第1端邊上，且沿著相對于所述差壓用隔膜的中心的徑向形成；第2差壓用測定元件，該第2差壓用測定元件設(shè)置在所述差壓用隔膜的所述第1端邊上的所述第1差壓用測定元件的附近，且沿著與所述徑向垂直的周方向形成；以及靜壓用隔膜，該靜壓用隔膜設(shè)置在所述差壓用隔膜的外側(cè)，且配置在所述差壓用隔膜的除了所述第1端邊以外的其他端邊的任一個與所述基板的端部之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力傳感器，其特征在于， 所述壓力傳感器還具備與所述基板接合的基座，在從所述差壓用隔膜的所述第1端邊到所述基板的端部之間，形成有所述基座與所述基板之間不接合的非接合區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓力傳感器，其特征在于，所述靜壓用隔膜的形狀是在所述徑向配置的端邊比在所述周方向配置的端邊短， 在所述靜壓用隔膜的中央部和在所述周方向配置的端部分別設(shè)置有靜壓用測定元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓力傳感器，其特征在于， 所述靜壓用隔膜形成為長方形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓力傳感器，其特征在于， 所述靜壓用隔膜形成為正方形狀，在所述靜壓用隔膜的鄰接的兩個端邊上，分別以排列方向一致的方式設(shè)置有靜壓用測定元件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種小型且高性能的壓力傳感器。該壓力傳感器具備傳感器芯片(10)；設(shè)置于傳感器芯片(10)的中央部的差壓用隔膜(4)；設(shè)置在差壓用隔膜(4)的第1端邊上且沿著相對于差壓用隔膜(4)的中心的徑向形成的第1差壓用測定元件(5c)；設(shè)置在差壓用隔膜(4)的第1端邊上的第1差壓用測定元件(5c)的附近、沿著與徑向垂直的周方向形成的第2差壓用測定元件(5a)；設(shè)置在差壓用隔膜(4)的外側(cè)、且配置在差壓用隔膜(4)的除了第1端邊以外的其他端邊的任一個與傳感器芯片(10)的端部之間的靜壓用隔膜(17)。
文檔編號G01L1/22GK102252789SQ20111009755
公開日2011年11月23日 申請日期2011年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月13日
發(fā)明者東條博史, 德田智久, 木田希 申請人:株式會社山武