压力传感器及半导体装置的制作方法

压力传感器及半导体装置的制作方法

压力传感器及半导体装置的制作方法专利名称:压力传感器及半导体装置的制作方法技术领域:压力传感器及半导体装置技术领域[0001]本有用新型涉及压力传感器及其制造方法。

技术背景[0002]利用微机电技术制作的压力传感器例如用于工业机械等所具备的压力传感器、压力开关等用途。

[0003]此种压力传感器例如具备将硅晶片局部减薄加工而形成的隔板作为受压部,并检测隔板受到来自外部的压力而变形时产生的应力和变位。

为了将隔板受到的压力作为相对于基准压力的相对大小来进行检测,此种压力传感器上设有用于产生基准压力的空洞。

[0004]例如已知有如下压力传感器利用蚀刻来局部减薄加工而形成隔板的硅基板与玻璃基板例如派热克斯注册商标玻璃阳极接合,由此设有由隔板及玻璃基板形成的空洞基准压室。

[0005]但是,在现有的压力传感器中,除了硅基板以外还需要玻璃基板,因此成本上升。

此外,硅基板及玻璃基板的至少两片基板贴合而成的立体构造的体积大,因此压力传感器整体的体积变大。

[0006]进而,在形成空洞时,在蚀刻硅基板而形成隔板之后,为了将该隔板上的凹空间密闭而形成空洞,需要将玻璃基板与硅基板精密地对位并阳极接合。

因此,传感器的制造工序变得简单。

[0007]参照附图,由如下记载的实施方式的说明来明确本有用新型的上述或其他的目的、特征及效果。

有用新型内容[0008]本有用新型的目的在于供应一种压力传感器,其通过将作为基准压室的空洞设置在基板的内部,从而能够实现低成本化且小型化的压力传感器。

[0009]此外,本有用新型的另一目的在于供应一种压力传感器的制造方法,其将作为基准压室的空洞设置于基板的内部,且能够简洁地制造低成本且小型的压力传感器。

[0010]本有用新型的一方面涉及的压力传感器,具备基板,其在内部形成有基准压室;闭塞体,其埋入形成于所述基板的贯穿孔,并密闭所述基准压室,所述贯穿孔将所述基板的表面与所述基准压室之间贯穿;应变计,其在所述基板的表面与所述基准压室之间设置于所述基板内,并依据所述基板的应变变形而使电阻变化。

[0011]依据该结构,在基板内形成密闭的基准压力室。

因而,不需要通过贴合两片基板来形成基准压室,因此能够降低成本。

[0012]此外,由形成在基板内的应变计来检测基板的表面和基准压室之间的部分受压部所受到的压力。

因而,能够使传感器小型化。

[0013]优选所述基板由硅构成。

硅为低价的材料,因此能够降低基板所需的成本。

[0014]此外,在基板由硅构成的状况下,优选应变计包括形成在所述基板的表层部的压电电阻。

由此,不会使应变计压电电阻向基板的表面的外侧伸出,能够在基板内部形成杂质集中的集中电阻。

其结果,能够使压力传感器的构造简洁,实现更小型化。

此外,优选所述基准压室内为真空。

若基准压室内为真空,则能够防止外部环境的温度变化导致基准压室内的压力变化。

其结果,能够使传感器的压力检测精度提高。

此外,优选所述闭塞体由铝构成。

铝不是特殊高价的材料,此外,能够利用溅射法或法等简洁的方法来简洁地被覆基板。

因而,若闭塞体为铝,则能够抑制压力传感器的材料成本的上升,进而,能够使制造工序简化并提高制造效率。

此外,。

若贯穿孔的尺寸在该范围内,则利用溅射法或法,能够将铝简洁地埋入贯穿孔而形成闭塞体。

此外,在所述贯穿孔的侧面与所述闭塞体之间也可设置爱护膜,也可使该爱护膜由氧化硅构成。

此外,也可形成有多个所述贯穿孔。

在该状况下,优选多个所述贯穿孔形成为相互大小相同的俯视圆形即,贯穿孔为圆柱状,且在俯视下以均等分布的方式来排列。

由此,能够与贯穿孔的外形相对应地将闭塞体形成为俯视圆形圆柱状。

因此,当贯穿孔在俯视下以均等分布的方式排列时,闭塞体的重心也必定均等地分布,因此能够抑制受压部的重心的不均勻。

此外,在所述压力传感器中,也可使所述基准压室的面积比所述贯穿孔所占的区域的总面积更大。

此外,本有用新型的一方面涉及的压力传感器的制造方法包括通过选择性地向由硅构成的基板的表层部添加杂质而形成压电电阻的工序;在包括形成有所述压电电阻的区域的规定区域中,形成从所述基板的表面深挖到厚度方向的中途部为止的多个凹部的工序;在所述多个凹部的各自的内表面上形成由氧化硅构成的爱护膜的工序;从所述多个凹部的各自的底面上选择性地除去所述爱护膜的工序;利用各向异性蚀刻将所述多个凹部分别深挖之后,利用各向同性蚀刻将所述多个凹部的下方部相互连接而形成基准压室的工序;在所述多个凹部中,在所述基板的表面与所述基准压室之间埋入闭塞体,并密闭所述基准压室的工序。

依据该方法,为了在基板内形成基准压室,利用各向异性蚀刻及各向同性蚀刻而使硅基板的内部空洞化,且用于密闭该空洞的闭塞体被埋入将基板表面与空洞之间贯穿的贯穿孔凹部内。

即,在基准压室的形成时,只需要对硅基板实施蚀刻或闭塞体的形成等加工即可。

因而,不需要另外预备用于与硅基板接合的玻璃基板并将该玻璃基板与硅基板接合。

而且,利用该方法制造的压力传感器中,在一片基板的内部具有基准压室,因此,能够防止使用其他的基板而导致成本上升,此外,基准压室及压电电阻应变计集成在一片基板上,因而小型。

因而,依据该方法,能够简洁地制造低成本且小型的压力传感器。

优选在真空中进行所述闭塞体的埋入。

若在真空中进行闭塞体的埋入,则能够防止闭塞体形成时硅的氧化。

此外,优选所述闭塞体是在利用溅射法使所述凹部的内表面被覆铝之后,通过进行回流而形成的。

依据该方法,利用溅射后的回流,使由溅射法被覆在贯穿孔的内面的铝热膨胀,从而可以利用铝来闭塞凹部贯穿孔。

由此,能够密闭基准压室。

如此,能够利用溅射法及回流这样简洁的方法来密闭基准压室,因此能够使压力传感器的制造工序更简洁,并能够提高制造效率。

此外,也可使所述闭塞体通过法在所述凹部的内表面填充铝而形成的。

依据该方法,利用由法形成的铝的填充,能够闭塞凹部贯穿孔。

由此,能够密闭基准压室。

如此,能够利用由法进行的填充工序这一工序来密闭基准压室,因此能够使压力传感器的制造工序更简洁,能够提高制造效率。

此外,本有用新型的另一方面涉及的半导体装置,具备半导体基板,其在内部形成有空间;贯穿孔,其将所述半导体基板的表面与所述空间之间贯穿,所述空间比所述贯穿孔大。

此外,优选上述的半导体装置还包括闭塞体,所述闭塞体埋入所述贯穿孔,并将所述空间密闭。

此外,优选上述的半导体装置形成有多个所述贯穿孔,所述空间形成为使多个所述贯穿孔的下端相连。

此外,优选上述的半导体装置还包括应变计,该应变计在所述半导体基板的表面与所述空间之间设置在所述半导体基板内,依据所述半导体基板的应变变形而使电阻变化。

此外,优选所述应变计包括形成在所述半导体基板的表层部的压电电阻。

此外,优选所述闭塞体由铝构成。

图1是本有用新型的一实施方式涉及的压力传感器的概略俯视图。

图2是图1所示的压力传感器的放大俯视图。

图3是图2所示的压力传感器的主要部分剖视图,且为图2的剖切线-处的剖视图。

图4是利用金属配线及压电电阻构成的桥式电路的电路图。

图5图5是表示图2及图3所示的压力传感器的制造工序的示意剖视图。

详细实施方式以下,参照附图对本有用新型的实施方式进行具体的说明。

图1是本有用新型的一实施方式涉及的压力传感器的概略俯视图。

图2是图1所示的压力传感器的放大俯视图。

图3是图2所示的压力传感器的主要部分剖视图,且为沿图2的剖切线-的剖视图。

图4是利用金属配线及压电电阻构成的桥式电路的电路图。

如图1所示,在制造过程中,在一片硅晶片2上纵横规章地排列形成多个压力传感器1。

在该实施方式中,硅晶片2为型硅基板以下也称为“硅基板2”。

每个压力传感器1包括型硅基板2。

硅基板2的表面21被由氧化硅2构成的表面绝缘膜3掩盖。

另一方面,硅基板2的背面22为露出面。

在硅基板2的内部,与各压力传感器1对应地逐一在与硅基板2的主面平行的方向上形成有平的扁平空间4空洞。

在该实施方式中,扁平空间4形成为俯视正方形立体为长方体状。

利用该扁平空间4,硅基板2的表面21侧中、与扁平空间4相对的部分被薄膜化而比其余部分薄。

由此,硅基板2在相对于扁平空间4的表面21侧具有能够在与扁平空间4的相对方向厚度方向上变位的俯视正方形的隔板5。

该隔板5—体地支承于硅基板2的其余部分。

另外,在图3中,为了说明便利,将隔板5表示为比相对于硅基板2的扁平空间4的背面22