DE10331274A1

DE10331274A1 - Einen diffundierten Widerstand aufweisender Halbleitersensor und Verfahren zum Herstellen des gleichen

Info

Publication number: DE10331274A1
Application number: DE10331274A
Authority: DE
Inventors: Seiichiro Kariya Ishio; Eishi Kariya Kawasaki
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-07-22
Filing date: 2003-07-10
Publication date: 2004-02-05
Also published as: US6933582B2; JP2004109112A; US20040012059A1

Abstract

Ein Halbleitersensor beinhaltet ein Halbleitersubstrat (2) eines P-Typs, das eine Halbleiterschicht (3b) eines N-Typs, die auf einer Oberfläche des Substrats (2) angeordnet ist, und einen diffundierten Widerstand (5) des P-Typs aufweist, der in der Halbleiterschicht (3b) des N-Typs angeordnet ist. Eine erste elektrische Spannung wird in die Halbleiterschicht (3b) des N-Typs angelegt, eine zweite elektrische Spannung wird an das Substrat (2) angelegt und eine dritte elektrische Spannung wird an den diffundierten Widerstand (5) des P-Typs angelegt. Die erste elektrische Spannung ist höher als die zweite elektrische Spannung und die dritte elektrische Spannung. Der Sensor stellt einen stabilen Betrieb gegen elektrisches Lecken und einen hohen Rauschschutz sicher, da zwei Verarmungsschichten (10, 11) ausgebildet werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Halbleitersensor, der einen diffundierten Widerstand auf einem Halbleitersubstrat aufweist. Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung einen Halbleiterdrucksensor zum Erfassen eines Drucks unter Verwendung eines Piezowiderstandseffekts eines diffundierten Widerstands.
In letzter Zeit ist ein Halbleiterdrucksensor zum Beispiel in der JP-2871064 (Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. N04-162779) offenbart worden. Der Halbleiterdrucksensor 110 ist zum Erfassen eines Hydraulikdrucks aufgebaut, wie es in den 8A und 8B gezeigt ist. Er beinhaltet ein Gehäuse 16, eine aus Pyrexglas bestehende Dichtung 1a, ein Siliziumbzw. Si-Substrat 3a, das an der Dichtung 1a angebracht ist, vier Piezowiderstände 5a, die auf einer Oberfläche des Si-Substrats 3a ausgebildet sind, einen Isolationsfilm 6a, der auf dem Si-Substrat 3a ausgebildet ist, Signalelektroden 7a und eine Festpotentialelektrode 8a.
Jeder Piezowiderstand 5a ist durch Dotieren von Borpartikeln in das Si-Substrat 3a ausgebildet. Das Si-Substrat 3a beinhaltet einen Membranteil 80a, welches auf der Oberfläche der Dichtung 1a angeordnet ist, die dem Piezowiderstand 5a gegenüberliegt, so daß das Membranteil 80a Wasser als ein Meßobjekt kontaktiert. Das Wasser wird von außerhalb des Sensors 110 über einen Durchlaß (nicht gezeigt) eingeführt. Jede Signalelektrode 7a, die Festpotentialelektrode 7a und ein Elektrodenanschlußstift (nicht gezeigt) sind mit einer Aluminiumverdrahtungsschicht (nicht gezeigt) verbunden. Die Aluminiumverdrahtungsschicht ist auf dem Isolationsfilm 6a ausgebildet.
Vier Piezowiderstände 5a bilden eine Brückenschaltung, wie es in 8B gezeigt ist. Eine Vorspannung Vb wird zwischen der Festpotentialelektrode 8a und einem Maximalpotentialpunkt VL angelegt, der das höchste Potential in der Brückenschaltung aufweist. Aufgrund der Vorspannung Vb wird eine Sperr-Vorspannung an einen PN-Übergang in dem Sensor 110 angelegt, so daß eine Verarmungsschicht des PN-Übergangs ausgebildet wird. Diese Verarmungsschicht weist eine Kapazität 12 auf, so daß die Kapazität ein Wechselstromrauschen, das in den Halbleiterdrucksensor 110 gemischt wird, durch Leiten durch den Kondensator der Verarmungsschicht verhindert.
Jedoch ist es erforderlich, daß ein Halbleiterdrucksensor nicht nur einen Hydraulikdruck, sondern ebenso einen Öldruck, den Luftdruck und dergleichen erfaßt. Insbesondere ist es erforderlich, daß ein Halbleiterdrucksensor, der in ein Kraftfahrzeug eingebaut ist, Drücke von mehreren Fluiden erfaßt. Deshalb weist jeder Halbleiterdrucksensor einen unterschiedlichen Aufbau auf und ist an einer unterschiedlichen Stelle des Fahrzeugs eingebaut. Daher ist es erforderlich, daß der Halbleiterdrucksensor einen hohen Rauschschutz aufweist.
Im Hinblick auf die vorhergehenden Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Halbleitersensor zu schaffen, der einen stabilen Betrieb gegenüber einer elektrischen Ableitung und einen hohen Rauschschutz aufweist und ein Verfahren zum Herstellen des Halbleitersensors zu schaffen.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Halbleitervorrichtung mit dem in den Ansprüchen 1 und 13 angegebenen Maßnahmen und hinsichtlich des Verfahrens mit den in den Ansprüchen 33 und 35 angegebenen Maßnahmen gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Genauer gesagt weist ein Halbleitersensor ein Halbleitersubstrat eines P-Typs, das eine Halbleiterschicht eines N-Typs aufweist, die auf einer Oberfläche des Substrats angeordnet ist, und einen diffundierten Widerstand des P-Typs auf, der in der Halbleiterschicht des N-Typs angeordnet ist. Eine erste elektrische Spannung wird an die Halbleiterschicht des N-Typs angelegt und eine zweite elektrische Spannung wird an das Halbleitersubstrat des P-Typs angelegt. Die erste elektrische Spannung ist höher als die zweite elektrische Spannung.
Ein PN-Übergang ist an der Grenzfläche zwischen dem Halbleitersubstrat des P-Typs und der Halbleiterschicht des N-Typs aüsgebildet. Wenn die erste elektrische Spannung höher als die zweite elektrische Spannung ist, wird eine Sperr-Vorspannung an den PN-Übergang angelegt, so daß eine Verarmungsschicht an der Grenzfläche ausgebildet wird. Die Verarmungsschicht bildet einen Kondensator, so daß die Verarmungsschicht ein Mischen eines Rauschens in den Halbleitersensor verringert. Deshalb stellt der Halbleitersensor einen stabilen Betrieb gegenüber einer elektrischen Ableitung und einen hohen Rauschschutz sicher.
Vorzugsweise wird eine dritte elektrische Spannung an den diffundierten Widerstand des P-Typs angelegt und ist die erste elektrische Spannung höher als die dritte elektrische Spannung. In diesem Fall wird ein anderer PN-Übergang an der Grenzfläche zwischen dem diffundierten Widerstand der P-Typs und der Halbleiterschicht des N-Typs ausgebildet. Wenn die erste elektrische Spannung höher als die dritte elektrische Spannung ist, wird eine Sperr-Vorspannung an den P-Übergang angelegt, so daß eine andere Verarmungsschicht an der Grenzfläche zwischen dem diffundierten Wider stand des P-Typs und der Halbleiterschicht des N-Typs ausgebildet wird. Diese Verarmungsschicht bildet einen Kondensator aus, so daß die Verarmungsschicht ein Mischen eines Rauschens in den Sensor verringert. Demgemäß wird der Halbleiterdsensor durch die Verarmungsschichten doppelt vor dem Rauschen geschützt.
Vorzugsweise weist der Halbleitersensor einen dicht dotierten Diffusionsbereich des N-Typs, der in der Halbleiterschicht des N-Typs angeordnet ist, derart auf, daß die erste elektrische Spannung durch den dicht dotierten Diffusionsbereich des N-Typs an die Halbleiterschicht des N-Typs angelegt wird. In diesem Fall ist der dicht dotierte Diffusionsbereich des N-Typs über einen ohmschen Kontakt mit der Halbleiterschicht des N-Typs verbunden. Deshalb kann die erste elektrische Spannung aufgrund des ohmschen Kontakts über den dicht dotierten Diffusionsbereich des N-Typs genau an die Halbleiterschicht des N-Typs angelegt werden.
Vorzugsweise weist der Halbleitersensor einen dicht dotierten Diffusionsbereich des P-Typs auf, der in der Halbleiterschicht des N-Typs und dem Substrat angeordnet ist. Der dicht dotierte Diffusionsbereich des P-Typs durchstößt die Epitaxieschicht des N-Typs und erreicht das Halbleitersubstrat des P-Typs derart, daß die zweite elektrische Spannung durch den dicht dotierten Diffusionsbereich des P-Typs an das Halbleitersubstrat des P-Typs angelegt wird. In diesem Fall ist der dicht dotierte Diffusionsbereich des P-Typs über einen ohmschen Kontakt mit dem Halbleitersubstrat des P-Typs verbunden. Deshalb kann die zweite elektrische Spannung aufgrund des ohmschen Kontakts über den dicht dotierten Diffusionsbereich des P-Typs genau an das Halbleitersubstrat des P-Typs angelegt werden.
Obgleich bei dem vorhergehenden Halbleitersensor die Halbleiterschicht des N-Typs in dem Halbleitersubstrat des P-Typs ausgebildet ist und der diffundierte Widerstand des P-Typs in der Halbleiterschicht des N-Typs ausgebildet ist, kann eine Halbleiterschicht des P-Typs in einem Halbleitersubstrat des N-Typs ausgebildet sein und kann ein diffundierter Widerstand des N-Typs in der Halbleiterschicht des P-Typs ausgebildet sein. Auf diese Weise wird die bevorzugte Größenordnung der ersten, zweiten und dritten elektrischen Spannungen umgekehrt, das heißt die erste elektrische Spannung ist vorzugsweise niedriger als die zweite elektrische Spannung und die erste elektrische Spannung ist ebenso vorzugsweise niedriger als die dritte elektrische Spannung.
Ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleitersensors, der einen diffundierten Widerstand eines P-Typs aufweist, weist die folgenden Schritte eines Ausbildens einer Halbleiterschicht eines N-Typs auf einer Oberfläche eines Halbleitersubstrats eines P-Typs, eines Ausbildens einer Mehrzahl von diffundierten Widerständen des P-Typs in der Halbleiterschicht des N-Typs und eines derartigen Ausbildens einer elektrischen Brückenschaltung auf, die aus einer Mehrzahl von diffundierten Widerständen des P-Typs besteht, daß die Brückenschaltung einen Druck erfaßt.
Der Halbleitersensor, der durch das vorhergehende Verfahren hergestellt wird, bringt einen stabilen Betrieb gegenüber einer elektrischen Ableitung und einen hohen Rauschschutz hervor.
Vorzugsweise weist das Verfahren weiterhin die folgenden Schritte eines derartigen Ausbildens eines dicht dotierten Diffusionsbereichs des N-Typs in der Halbleiterschicht des N-Typs, daß eine erste elektrische Spannung über den dicht dotierten Diffusionsbereich des N-Typs an die Halbleiterschicht des N-Typs angelegt wird, eines derartigen Ausbildens eines dicht dotierten Diffusionsbereich des P-Typs in der Halbleiterschicht des N-Typs und dem Halbleitersubstrat des P-Typs, daß eine zweite elektrische Spannung über den dicht dotierten Diffusionsbereich des P-Typs an das Substrat angelegt wird, und eines derartigen Ausbildens einer Elektrode, daß eine dritte elektrische Spannung an die Brückenschaltung angelegt wird. Hierbei durchstößt der dicht dotierte Diffusionsbereich des P-Typs die Halbleiterschicht des N-Typs und erreicht das Halbleitersubstrat des P-Typs. Die erste elektrische Spannung ist höher als die zweite elektrische Spannung und die dritte elektrische Spannung.
Obgleich bei dem vorhergehenden Herstellungsverfahren die Halbleiterschicht des N-Typs in dem Halbleitersubstrat des P-Typs ausgebildet ist, und der diffundierte Widerstand des P-Typs in der Halbleiterschicht des N-Typs ausgebildet ist, kann eine Halbleiterschicht des P-Typs in einem Halbleitersubstrat des N-Typs ausgebildet sein und kann ein diffundierter Widerstand des N-Typs in der Halbleiterschicht des P-Typs ausgebildet sein. In diesem Fall wird die bevorzugte Größenordnung der ersten, zweiten und dritten elektrischen Spannungen umgekehrt, das heißt die erste elektrische Spannung ist vorzugsweise niedriger als die zweite elektrische Spannung und die dritte elektrische Spannung.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt:
1A eine schematische Querschnittsansicht eines Halbleiterdrucksensors gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
1B eine Draufsicht des Halbleiterdrucksensors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
1C einen schematischen Stromlaufplan eines Ersatzschaltbilds des Halbleiterdrucksensors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2A eine schematische Ansicht einer Schaltung zum Testen einer elektrischen Ableitung des Halbleiterdrucksensors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2B einen Graph einer Beziehung zwischen einer Ableitungsspannung und einer Ausgangsspannung des Halbleiterdrucksensors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3A eine schematische Querschnittsansicht eines Halbleiterdrucksensors gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3B eine Draufsicht des Halbleiterdrucksensors gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4 eine schematische Querschnittsansicht eines Halbleiterdrucksensors gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5 eine schematische Querschnittsansicht eines Halbleiterdrucksensors gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
6A eine schematische Querschnittsansicht eines Halbleiterdrucksensors gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
6B einen schematischen Stromlaufplan eines Ersatzschaltbilds des Halbleiterdrucksensors gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
7 eine schematische Querschnittsansicht eines Halbleiterdrucksensors gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
8A eine schematische Querschnittsansicht eines Halbleiterdrucksensors im Stand der Technik; und
8B einen schematischen Stromlaufplan eines Ersatzschaltbilds des Halbleiterdrucksensors im Stand der Technik.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Ein Halbleiterdrucksensor 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist aufgebaut, wie es in den 1A bis 1C gezeigt ist. Der Halbleiterdrucksensor 100 erfaßt zum Beispiel den Luftdruck. Der Halbleiterdruckensor 100 weist einen Vakuumhohlraum 8 zwischen einem Si-Substrat 2 eines P-Typs und einer aus Glas bestehenden Dichtung 1 auf. Der Halbleiterdrucksensor 100 erfaßt den Luftdruck unter Verwendung des Vakuumhohlraums 8 als eine Referenz des Drucks. Der Halbleiterdrucksensor 100 beinhaltet das Si-Substrat 2 des P-Typs. Eine Epitaxieschicht 3b eines N-Typs ist auf der oberen Oberfläche des Si-Substrats 2 des P-Typs ausgebildet und vier Piezowiderstände R1 bis R4 sind in der Epitaxieschicht 3b des N-Typs ausgebildet.
Jeder Piezowiderstand R1 bis R4 besteht aus einem diffundierten Widerstand 5 des P-Typs. Dieser diffundierte Widerstand 5 des P-Typs bringt einen Piezowiderstandseffekt hervor. Der Halbleiterdrucksensor 100 erfaßt einen Druck unter Verwendung des Piezowiderstandseffekts des diffundier ten Widerstands 5. Der Halbleiterdrucksensor 100 beinhaltet einen Isolationsfilm 6, der auf der Epitaxieschicht 3b des N-Typs ausgebildet ist, und eine Elektrodenverdrahtung 7, die auf dem Isolationsfilm 6 ausgebildet ist.
Ein dicht dotierter Diffusionsbereich 3s des N-Typs ist derart in der Epitaxieschicht 3b des N-Typs ausgebildet, daß er über einen ohmschen Kontakt mit der Epitaxieschicht 3b des N-Typs verbunden ist. Eine vorbestimmte Spannung wird über den dicht dotierten Diffusionsbereich 3s des N-Typs an die Epitaxieschicht 3b des N-Typs angelegt. Deshalb kann die vorbestimmte Spannung aufgrund des ohmschen Kontakts genau an die Epitaxieschicht 3b des N-Typs angelegt werden. Ein dicht dotierter Diffusionsbereich 3s des P-Typs ist in der Epitaxieschicht 3b des N-Typs und dem Si-Substrat 2 des P-Typs ausgebildet. Der dicht dotierte Diffusionsbereich 2s des P-Typs durchstößt die Epitaxieschicht 3b des N-Typs und erreicht das Si-Substrat 2 des P-Typs. Dieser dicht dotierte Diffusionsbereich 2s des P-Typs ist ebenso derart über einen ohmschen Kontakt mit dem Si-Substrat 2 des P-Typs verbunden, daß eine andere vorbestimmte Spannung genau an das Si-Substrat 2 des P-Typs angelegt werden kann.
Ein Membranteil 80 ist derart in dem Si-Substrat 2 des P-Typs ausgebildet, daß es eine Sensorempfindlichkeit des Halbleiterdrucksensors 100 fördert. Zwei Piezowiderstände R1, R3 sind derart in der Mitte des Membranteils 80 angeordnet und zwei Piezowiderstände R2, R4 sind derart auf dem Umfang des Membranteils 80 angeordnet, daß der Halbleiterdrucksensor 100 die maximale Empfindlichkeit hervorbringt. Der Halbleiterdrucksensor 100 beinhaltet vier Anschlüsse 70 bis 73, welche vier Knoten 70 bis 73 entsprechen, die in 1C gezeigt sind.
Der Halbleiterdrucksensor 100 beinhaltet weiterhin zwei Anschlüsse 14 und 15. Der Anschluß 14 ist derart mit dem dicht dotierten Diffusionsbereich 3s des N-Typs verbunden, daß eine elektrische Spannung über den An schluß 14 und den dicht dotierten Diffusionsbereich 3s des N-Typs an die Epitaxieschicht 3b des N-Typs angelegt wird. Der Anschluß 15 ist derart mit dem dicht dotierten Diffusionsbereich 2s des P-Typs verbunden, daß eine andere elektrische Spannung über den Anschluß 15 und den dicht dotierten Diffusionsbereich 2s des P-Typs an das Si-Substrat 2 des P-Typs angelegt wird.
Wie es in 1C gezeigt ist, wird eine Eingangsspannung Vcc an den Anschluß 70 angelegt und wird eine Ausgangsspannung Vout aus den Anschlüssen 71, 73 ausgegeben. Hierbei ist der Anschluß 70 ein Maximalpotentialpunkt, der das höchste Potential in der Brückenschaltung aufweist. Eine erste Vorspannung Vcc1 wird an die Epitaxieschicht 3b des N-Typs angelegt und eine zweite Vorspannung Vcc2 wird an das Si-Substrat 2 des P-Typs angelegt. Die erste Vorspannung Vcc1 ist höher als die zweite Vorspannung Vcc2. Weiterhin ist die erste Vorspannung Vcc1 höher als die Eingangsspannung Vcc. Zum Beispiel wird die Eingangsspannung auf 1,8 V, die erste Vorspannung Vcc1 auf 2,0 V und die zweite Vorspannung Vcc2 auf zwischen 0 V und 1,8 V festgelegt.
Ein PN-Übergang ist an der Grenzfläche zwischen dem Si-Substrat 2 des P-Typs und der Epitaxieschicht 3b des N-Typs ausgebildet. Wenn die erste Vorspannung Vcc1 höher als die zweite Vorspannung Vcc2 ist, wird eine Sperr-Vorspannung an den PN-Übergang angelegt, so daß eine Verarmungsschicht 10 an der Grenzfläche zwischen dem Si-Substrat 1 des P-Typs und der Epitaxieschicht 3b des N-Typs ausgebildet wird. Die Verarmungsschicht 10 bildet einen Kondensator aus und wirkt mit einem Substratwiderstand und einem äußeren Widerstand derart, daß die Verarmungsschicht 10 ein Mischen eines Rauschens in den Halbleiterdrucksensor 100 verringert. Hierbei ist der Substratwiderstand ein Widerstand des Si-Substrats 2 des P-Typs oder der Epitaxieschicht 3b des N-Typs. Der äußere Widerstand ist auf dem Äußeren des Halbleiterdrucksensors 100 angeordnet.
Weiterhin besteht die Epitaxieschicht 3b des N-Typs aus einer derartigen Epitaxieschicht, daß sich die Grenzfläche zwischen dem Si-Substrat 2 des P-Typs und der Epitaxieschicht 3b zu dem gesamten Si-Substrat 2 des P-Typs ausdehnt. Deshalb dehnt sich die Verarmungsschicht 10 als ein Rauschschutzbereich ebenso derart zu dem gesamten Si-Substrat 2 des P-Typs aus, daß der Rauschschutz des Halbleiterdrucksensors 100 gefördert wird.
Ein anderer PN-Übergang ist an der Grenzfläche zwischen den diffundierten Widerständen des P-Typs und der Epitaxieschicht 3b des N-Typs ausgebildet. Wenn die erste Vorspannung Vcc1 höher als die Eingangsspannung Vcc ist, wird eine Sperr-Vorspannung an den PN-Übergang angelegt, so daß eine Verarmungsschicht 11 an der Grenzfläche zwischen den diffundierten Widerständen 5 des P-Typs und der Epitaxieschicht 3b des N-Typs ausgebildet wird. Die Verarmungsschicht 11 bildet einen Kondensator aus, so daß die Verarmungsschicht 11 ein Mischen eines Rauschens in den Sensor 100 verringert. Demgemäß sind die vier Piezowiderstände R1 bis R4 durch die Verarmungsschichten 10, 11 doppelt vor dem Rauschen geschützt.
Der Halbleiterdrucksensor 100 wird wie folgt hergestellt. Zuerst wird die Epitaxieschicht 3b des N-Typs auf der oberen Oberfläche des Si-Substrats 2 des P-Typs ausgebildet. Hierbei beträgt der spezifische Widerstand der Epitaxieschicht 3b des N-Typs ungefähr 10 Ωcm und beträgt die Dicke der Epitaxieschicht 3b des N-Typs ungefähr 10 μm. Die Ausrichtung des Si-Substrats 2 des P-Typs ist (110) und die Dicke des Si-Substrats 2 des P-Typs beträgt ungefähr 0,5 mm bis 0,6 mm. Vorzugsweise wird ein Teil des dicht dotierten Diffusionsbereichs 2s des P-Typs in das Si-Substrat 2 des P-Typs eingebettet, bevor die Epitaxieschicht 3b des N-Typs auf dem Si-Substrat 2 des P-Typs ausgebildet wird, so daß es einfach wird, den Diffusionsbereich 2s des P-Typs auszubilden.
Als nächstes wird der Diffusionsbereich 2s auf eine derartige Weise ausgebildet, daß der Diffusionsbereich 2s die Epitaxieschicht 3b des N-Typs durchstößt und das Si-Substrat 2 des P-Typs erreicht. Borpartikel werden unter Verwendung eines Ionenimplantationsverfahrens mit einem Oxidfilm als eine Maske in die Epitaxieschicht 3b des N-Typs und das Si-Substrat 2 des P-Typs 2 implantiert. Dann wird das Si-Substrat 2 des P-Typs derart erwärmt, daß die Borpartikel diffundiert werden. Daher wird der Diffusionsbereich 2s des P-Typs ausgebildet. Weiterhin wird der Diffusionsbereich 2s des P-Typs, wenn der Teil des Diffusionsbereichs 2s des P-Typs vorab in dem Si-Substrat 2 des P-Typs eingebettet wird, auf eine derartige Weise ausgebildet, daß der eingebettete Diffusionsbereich 2s des P-Typs und der mit Bor implantierte Bereich nach einer thermischen Diffusion kombiniert werden.
Als nächstes wird ein dünner Oxidfilm auf dem Epitaxiefilm 3b des N-Typs ausgebildet. Die Dicke des Oxidfilms beträgt ungefähr 100 mm. Danach werden Borpartikel unter Verwendung eines Ionenimplantationsverfahrens mit einem Photoresist als eine Maske derart in die Epitaxieschicht 3b des N-Typs implantiert, daß der diffundierte Widerstand 5 des P-Typs ausgebildet wird. Dann werden Phosphorpartikel unter Verwendung eines Ionenimplantationsverfahrens mit einem Photoresist als eine Maske derart in die Epitaxieschicht 3b des N-Typs implantiert, daß der dicht dotierte Diffusionsbereich 3s des N-Typs ausgebildet wird.
Als nächstes wird ein Siliziumoxidfilm oder ein Siliziumnitridfilm als ein Isolationsfilm 6 unter Verwendung eines chemischen Dampfphasenabscheidungsverfahrens ausgebildet. Dann wird eine Mehrzahl von Kontaktlöchern derart in dem Isolationsfilm 6 ausgebildet, daß die Elektrodenverdrahtung 7 den diffundierten Widerstand 5, den Diffusionsbereich 3s und den Diffusionsbereich 2s durch die Kontaktlöcher kontaktiert. Die Elektrodenverdrahtung 7 wird durch Abscheiden von Aluminium und dergleichen ausgebildet. Dann wird die Elektrodenverdrahtung 7 derart gemustert, daß die An schlüsse 14, 15 und dergleichen ausgebildet werden. Ein Passivierungsfilm (nicht gezeigt) wird über der gesamten oberen Oberfläche des Si-Substrats 2 des P-Typs ausgebildet.
Danach wird die untere Oberfläche des Si-Substrats 2 des P-Typs, welche der oberen Oberfläche gegenüberliegt, verarbeitet. Zuerst wird die untere Oberfläche des Si-Substrats 2 des P-Typs derart poliert, daß die Dicke des Si-Substrats 2 des P-Typs ungefähr 0,3 mm wird. Dann wird die untere Oberfläche des Si-Substrats 2 des P-Typs mit einer Maske aus einem Nitridfilm derart geätzt, daß das Membranteil 80 ausgebildet wird. Hierbei wird das Si-Substrat 2 des P-Typs unter Verwendung eines alkalischen Ätzmittels, wie zum Beispiel Tetramethylammoniumhydroxid, das heißt TMAH, und Kaliumhydroxid, das heißt KOH, welches anisotrope Ätzcharakteristiken hervorbringt, geätzt.
Als nächstes wird die Dichtung 1 auf die untere Oberfläche des Si-Substrats 2 des P-Typs aufgebracht. Hierbei ist ein thermischer Expansionskoeffizient der Dichtung 1 weitestgehend gleich zu dem von Silizium. Dieses Aufbringen wird durch ein anodisches Kontaktierungsverfahren bei ungefähr 380°C in Vakuum unter wenigen kPa durchgeführt.
Daher ist der Halbleiterdurcksensor 100 fertiggestellt.
Der Sensor 100 wird getestet, wie es in den 2A und 2B gezeigt ist. Die Eingangsspannung Vcc, welche 1,8 V beträgt, wird an den Anschluß 70 angelegt. Die erste Vorspannung Vcc1, welche 2,0 V beträgt, wird über den Diffusionsbereich 3s an die Epitaxieschicht 3b des N-Typs angelegt. Eine Ableitungsspannung Vn, welche zwischen 0 V und 2,0 V beträgt, wird an das Si-Substrat 2 des P-Typs angelegt. Dann wird die Sensorausgangsspannung Vout gemessen. Hierbei beträgt die Sensorempfindlichkeit 136 μ V/kPa und wird die Messung bei Luftdruck, das heißt bei 100 kPa, durchge führt. Jeder Widerstandswert von vier Piezowiderständen wird auf eine derartige Weise festgelegt, daß die Sensorausgangsspannung Vout 6,8 mV wird, wenn die Ableitungsspannung Vn 0 V beträgt.
Wie es in 2B gezeigt ist, ist die Sensorausgangsspannung Vout auch dann im wesentlichen gleich einer festgelegten Spannung, das heißt 6,8 mV, wenn sich die Ableitungsspannung Vn ändert. Anders ausgedrückt ist die Sensorausgangsspannung Vout auch dann im wesentlichen stabilisiert, wenn das Potential des Si-Substrats 2 des P-Typs durch die Ableitungsspannung Vn geändert wird. Deshalb ist der Betrieb des Halbleiterdrucksensors 100 gegenüber einer elektrischen Ableitung stabilisiert. Deshalb stellt der Halbleiterdrucksensor 100 auch dann, wenn ein Rauschen durch das Si-Substrat 2 des P-Typs in den Halbleiterdrucksensor 100 gemischt wird, einen stabilen Betrieb gegenüber einer elektrischen Ableitung und einen hohen Rauschschutz sicher.
Nachfolgend erfolgt die Beschreibung eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist ein Halbleiterdrucksensor 101 einen dicht dotierten Diffusionsbereich 20s des P-Typs auf, der vier diffundierte Widerstände 5 des P-Typs als die Piezowiderstände R1 bis R4 umgibt, wie es in den 3A und 3B gezeigt ist.
Der Diffusionsbereich 20s des P-Typs wirkt nicht nur als ein ohmscher Kontaktpfad, der mit dem Si-Substrat 2 des P-Typs verbunden ist, sondern ebenso als eine Abschirmung, die ein Mischen eines Rauschens in den Halbleiterdrucksensor 101 einschränkt. Weiterhin ist ein Teil der Epitaxieschicht 3b des N-Typs, in welchem die vier diffundierten Widerstände 5 und der dicht dotierte Diffusionsbereich 3s des N-Typs ausgebildet sind, durch den Diffusionsbereich 20s des P-Typs und das Si-Substrat 2 des P-Typs isoliert. Deshalb ist jedes elektrische Potential der vier diffundierten Widerstände 5 auch dann stabilisiert, wenn eine elektrische Ableitung an dem Umfang des Si-Substrats 2 des P-Typs auftritt. Daher stellt der Halbleiterdrucksensor 100 einen stabilen Betrieb gegen eine elektrische Ableitung sicher und kann der Einfluß des Rauschens in dem Halbleiterdrucksensor 101 verringert werden.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
In dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist ein Halbleiterdrucksensor 102 einen Diffusionsbereich 30s des P-Typs auf, wie es in 4 gezeigt ist. Der Diffusionsbereich 30s des P-Typs ist in der Epitaxieschicht 3b des N-Typs ausgebildet. Der Diffusionsbereich 30s des P-Typs wirkt als ein einen niedrigen Widerstandswert ausweisender Kontaktpfad, der mit der Epitaxieschicht 3b des N-Typs verbunden ist. Jedoch kann der Diffusionsbereich 30s des P-Typs gleichzeitig zu einem Ausbilden der vier diffundierten Widerstände 5 des P-Typs ausgebildet werden. Deshalb können Herstellungskosten des Halbleiterdrucksensors 102 verringert werden.
In dem Halbleiterdrucksensor 102 wird eine Grenzfläche zwischen dem Diffusionsbereich 30s des P-Typs und der Epitaxieschicht 3b des N-Typs ein PN-Übergang. Demgemäß wird die erste Vorspannung Vcc1, die an die Epitaxieschicht 3b des N-Typs angelegt wird, unter Berücksichtigung eines Spannungsabfalls dieses PN-Übergangs bestimmt.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines vierten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
In dem vierten Ausführungsbeispiel beinhaltet ein Halbleiterdrucksensor 103 einen Diffusionsbereich 30b des N-Typs, der in dem Si-Substrat 2 des P-Typs ausgebildet ist, wie es in 5 gezeigt ist. Die vier diffundierten Widerstände 5 des P-Typs sind in dem Diffusionsbereich 30b des N-Typs ausgebildet. Ein dicht dotierter Diffusionsbereich 21s des P-Typs ist in dem Si-Substrat 2 des P-Typs ausgebildet und die zweite Vorspannung Vcc2 wird durch den Diffusionsbereich 21s des P-Typs an das Si-Substrat 2 des P-Typs angelegt.
In dem Halbleiterdrucksensor 103 wird die Grenzfläche zwischen dem Si-Substrat 2 des P-Typs und dem Diffusionsbereich 30b des N-Typs ein PN-Übergang. Die erste Vorspannung Vcc1, die an den Diffusionsbereich 30b des N-Typs angelegt wird, ist höher als die zweite Vorspannung Vcc2, die an das Si-Substrat 2 des P-Typs angelegt wird. Weiterhin ist die erste Vorspannung Vcc1 höher als die Eingangsspannung Vcc, die an die diffundierten Widerstände 5 des P-Typs angelegt wird. Deshalb wird eine Sperr-Vorspannung an den PN-Übergang zwischen dem Si-Substrat 2 des P-Typs und dem Diffusionsbereich 30b des N-Typs angelegt, so daß eine Verarmungsschicht 13 an der Grenzfläche zwischen dem Si-Substrat 2 des P-Typs und dem Diffusionsbereich 30b des N-Typs ausgebildet wird. Die Verarmungsschicht 13 bildet einen Kondensator aus und umgibt die diffundierten Widerstände 5 des P-Typs derart, daß die Verarmungsschicht 13 ein Mischen eines Rauschens in den Sensor 100 zusammen mit der Verarmungsschicht 11 an der Grenzfläche zwischen den diffundierten Widerständen 5 des P-Typs und dem Diffusionsbereich 30b des N-Typs verringert. Daher stellt der Halbleiterdrucksensor 103 einen stabilen Betrieb und einen hohen Rauschschutz sicher.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines fünften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Obgleich die Epitaxieschicht 3b des N-Typs oder der Diffusionsbereich 30b des N-Typs in dem Si-Substrat 2 des P-Typs ausgebildet ist und der diffundierte Widerstand 5 des P-Typs in der Epitaxieschicht 3b des N-Typs oder dem Diffusionsbereich 30b des N-Typs ausgebildet ist, kann eine Epitaxieschicht eines P-Typs oder ein Diffusionsbereich eines P-Typs in einem Si-Substrat des N-Typs ausgebildet sein und kann ein diffundierter Widerstand eines N-Typs in der Epitaxieschicht des P-Typs oder dem Diffusionsbereich des P-Typs ausgebildet sein.
Zum Beispiel weist, wie es in den 6A und 6B gezeigt ist, ein Halbleiterdrucksensor 104 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein Si-Substrat 2r des N-Typs auf. Eine Epitaxieschicht 3br des P-Typs ist auf der oberen Oberfläche des Si-Substrats 2r des N-Typs ausgebildet. Vier diffundierte Widerstände 5r des N-Typs als Piezowiderstände R1 bis R4 sind in der Epitaxieschicht 3br des P-Typs ausgebildet. Ein dicht dotierter Diffusionsbereich 3sr des P-Typs ist in der Epitaxieschicht 3br des P-Typs ausgebildet. Der Diffusionsbereich 3sr des P-Typs wirkt als eine Anschlußfläche mit einem ohmschen Kontakt, die mit der Epitaxieschicht 3br des P-Typs verbunden ist. Ein dicht dotierter Diffusionsbereich 2sr des N-Typs ist in der Epitaxieschicht 3br des P-Typs und dem Si-Substrat 2r des N-Typs ausgebildet. Der Diffusionsbereich 2sr des N-Typs durchstößt die Epitaxieschicht 3br des P-Typs und erreicht das Si-Substrat 2r des N-Typs.
Die erste Vorspannung Vcc1, die über den Diffusionsbereich 3sr des P-Typs an die Epitaxieschicht 3br des P-Typs angelegt wird, ist niedriger als die zweite Vorspannung Vcc2, die über den Diffusionsbereich 2sr des N-Typs an das Si-Substrat 2r des N-Typs angelegt wird. Deshalb wird die Verarmungsschicht 10 an der Grenzfläche zwischen dem Si-Substrat 2r des N-Typs und der Epitaxieschicht 3br des P-Typs ausgebildet. Weiterhin ist die erste Vorspannung Vcc1 niedriger als die Eingangsspannung Vcc, die an die diffundierten Widerstände 5r des N-Typs angelegt wird. Deshalb wird die Verarmungsschicht 11 an der Grenzfläche zwischen den diffundierten Widerständen 5r des N-Typs und der Epitaxieschicht 3br des P-Typs ausgebildet.
Die Verarmungsschichten 10, 11 verringern ein Mischen eines Rauschens in den Halbleiterdrucksensor 104. Demgemäß werden die vier Piezowiderstände R1 bis R4 durch die Verarmungsschichten 10, 11 doppelt vor dem Rauschen geschützt. Daher stellt der Halbleiterdrucksensor 104 einen stabilen Betrieb und einen hohen Rauschschutz sicher.
Obgleich ein Leitfähigkeitstyp, das heißt ein P-Typ oder N-Typ, in dem Halbleiterdrucksensor 100 derart umgekehrt ist, daß der Halbleiterdrucksensor 104 ausgebildet ist, können auch bei den Halbleiterdrucksensoren 101 bis 103 die Leitfähigkeitstypen umgekehrt werden. In diesen Fällen wird die Größenordnung der Eingangsspannung Vcc und der ersten und zweiten Vorspannungen Vcc1, Vcc2 ebenso umgekehrt, das heißt die erste Vorspannung Vcc1 wird niedriger als die Eingangsspannung Vcc und die erste Vorspannung Vcc1 wird ebenso niedriger als die zweite Vorspannung Vcc2.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines sechsten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Jeder Halbleiterdrucksensor 100 bis 104 in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann mit einer elektrischen Schaltung, wie einer Steuereinrichtung des Halbleiterdrucksensors 100 bis 104, integriert werden. Zum Beispiel weist ein Halbleiterdrucksensor 105 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Dichtung 1, das Si-Substrat 2 des P-Typs und die Epitaxieschicht 3b des N-Typs auf, wie sie in 7 gezeigt sind. Der Halbleiterdrucksensor 105 weist vier diffundierte Widerstände 5, die in der Epitaxieschicht 3b des N-Typs ausgebildet sind, den dicht dotierten Diffusionsbereich 3s des N-Typs, der in der Epitaxieschicht 3b des N-Typs ausgebildet ist, und den dicht dotierten Diffusionsbereich 2s des P-Typs auf, der die diffundierten Widerstände 5 des P-Typs und den Diffusionsbereich 3s des N-Typs umgibt.
Eine elektrische Schaltung 100c zum Steuern des Halbleiterdrucksensors 105 ist in der Epitaxieschicht 3b des N-Typs und dem Si-Substrat 2 des P-Typs ausgebildet. Die elektrische Schaltung 100c ist von dem Diffusionsbereich 2s des P-Typs isoliert. Daher können die elektrische Schaltung 100c und der Halbleiterdrucksensor 105 integriert werden. Deshalb können Herstellungskosten verringert werden und kann der integrierte Halbleiterdrucksensor 105 minimiert werden.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung von Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung.
Obgleich die Halbleiterdrucksensoren 100 bis 105 Luftdruck erfassen, können sie einen Hydraulikdruck, Öldruck, und dergleichen erfassen.
Obgleich die Sensoren 100 bis 105 gemäß den vorhergehenden Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung als Halbleiterdrucksensoren aufgebaut sind, können sie als andere Halbleitersensoren aufgebaut sein, welche einen diffundierten Widerstand eines P-Typs oder einen diffundierten Widerstand eines N-Typs aufweisen.
Ein zuvor beschriebener erfindungsgemäßer Halbleitersensor beinhaltet ein Halbleitersubstrat eines P-Typs, das eine Halbleiterschicht eines N-Typs, die auf einer Oberfläche des Substrats angeordnet ist, und einen diffundierten Widerstand des P-Typs aufweist, der in der Halbleiterschicht des N-Typs angeordnet ist. Eine erste elektrische Spannung wird an die Halbleiterschicht des N-Typs angelegt, eine zweite elektrische Spannung wird an das Substrat angelegt und eine dritte elektrische Spannung wird an den diffundierten Widerstand des P-Typs angelegt. Die erste elektrische Spannung ist höher als die zweite elektrische Spannung und die dritte elektrische Spannung. Der Sensor stellt einen stabilen Betrieb gegen elektrisches Lecken und einen hohen Rauschschutz sicher, da zwei Verarmungsschichten ausgebildet werden.

Claims

Halbleitersensor, der aufweist: ein Halbleitersubstrat (2) eines P-Typs, das eine Halbleiterschicht (3b, 30b) eines N-Typs aufweist, die auf einer Oberfläche des Halbleitersubstrats (2) des P-Typs angeordnet ist; und einen diffundierten Widerstand (5) des P-Typs, der in der Halbleiterschicht (3b, 30b) des N-Typs angeordnet ist, wobei an die Halbleiterschicht (3b, 30b) des N-Typs eine erste elektrische Spannung (Vcc1) angelegt wird, an das Halbleitersubstrat (2) des P-Typs eine zweite elektrische Spannung (Vcc2) angelegt wird, und die erste elektrische Spannung (Vcc1) höher als die zweite elektrische Spannung (Vcc2) ist.
Halbleitersensor nach Anspruch 1, wobei an den diffundierten Widerstand (5) eine dritte elektrische Spannung (Vcc) angelegt wird, und die erste elektrische Spannung (Vcc1) höher als die dritte elektrische Spannung (Vcc) ist.
Halbleitersensor nach Anspruch 1, der weiterhin aufweist: einen dicht dotierten Diffusionsbereich (3s) des N-Typs, der in der Halbleiterschicht (3b, 30b) des N-Typs angeordnet ist, wobei die erste elektrische Spannung (Vcc1) über den dicht dotierten Diffusionsbereich (3s) des N-Typs an die Halbleiterschicht (3b, 30b) des N-Typs angelegt wird.
Halbleitersensor nach Anspruch 1, der weiterhin aufweist: einen Diffusionsbereich (30s) des P-Typs, der in der Halbleiterschicht (3b) des N-Typs angeordnet ist, wobei die erste elektrische Spannung (Vcc1) über den Diffusionsbereich (30s) des P-Typs an die Halbleiterschicht (3b) des N-Typs angelegt wird.
Halbleitersensor nach Anspruch 1, wobei die Halbleiterschicht (3b) des N-Typs eine Epitaxieschicht (3b) des N-Typs ist.
Halbleitersensor nach Anspruch 5, der weiterhin aufweist: einen dicht dotierten Diffusionsbereich (2s, 20s) des P-Typs, der in der Epitaxieschicht (3b) des N-Typs und dem Halbleitersubstrat (2) des P-Typs angeordnet ist, wobei der dicht dotierte Diffusionsbereich (2s, 30s) des P-Typs die Epitaxieschicht (3b) des N-Typs durchstößt und das Halbleitersubstrat (2) des P-Typs erreicht, und die zweite elektrische Spannung (Vcc2) über den dicht dotierten Diffusionsbereich (2s, 20s) an das Halbleitersubstrat (2) des P-Typs angelegt wird.
Halbleitersensor nach Anspruch 6, wobei der dicht dotierte Diffusionsbereich (20s) des P-Typs den diffundierten Widerstand (5) des P-Typs umgibt.
Halbleitersensor nach Anspruch 1, wobei die Halbleiterschicht des N-Typs ein Diffusionsbereich (30b) des N-Typs ist.
Halbleitersensor nach Anspruch 8, der weiterhin aufweist: einen dicht dotierten Diffusionsbereich (21s) des P-Typs, der in dem Halbleitersubstrat (2) des N-Typs angeordnet ist, wobei die zweite elektrische Spannung (Vcc2) über den dicht dotierten Diffusionsbereich (21s) des P-Typs an das Halbleitersubstrat (2) des P-Typs angelegt wird.
Halbleitersensor nach Anspruch ,1, wobei der diffundierte Widerstand (5) des P-Typs ein Piezowiderstand (5) zum Erfassen eines auf das Halbleitersubstrat (2) des P-Typs und die Halbleiterschicht (3b, 30b) des N-Typs ausgeübten Drucks ist.
Halbleitersensor nach Anspruch 1, wobei das Halbleitersubstrat (2) des N-Typs ein Membranteil (80) aufweist, das auf einer anderen Oberfläche des Halbleitersubstrats (2) des P-Typs angeordnet ist, welche der Halbleiterschicht (3b, 30b) des N-Typs gegenüberliegt, und das Membranteil (80) durch ein anisotropes Ätzverfahren ausgebildet ist.
Halbleitersensor nach Anspruch 1, der weiterhin eine elektrische Schaltung (100c) aufweist, die mit dem diffundierten Widerstand (5) des P-Typs integriert ist.
Halbleitersensor, der aufweist: ein Halbleitersubstrat (2r) eines N-Typs, das eine Halbleiterschicht (3br) eines P-Typs aufweist, die auf einer Oberfläche des Halbleitersubstrats (2r) des N-Typs angeordnet ist; und einen diffundierten Widerstand (5r) des N-Typs, der in der Halbleiterschicht (3br) des P-Typs angeordnet ist, wobei an die Halbleiterschicht (3br) des P-Typs eine erste elektrische Spannung (Vcc1) angelegt wird, an das Halbleitersubstrat (2r) des N-Typs eine zweite elektrische Spannung (Vcc2) angelegt wird, und die erste elektrische Spannung (Vcc1) niedriger als die zweite elektrische Spannung (Vcc2) ist.
Halbleitersensor nach Anspruch 13, wobei an den diffundierten Widerstand (5r) des N-Typs eine dritte elektrische Spannung (Vcc) angelegt wird und die erste elektrische Spannung (Vcc1) niedriger als die dritte elektrische Spannung (Vcc) ist.
Halbleitersensor nach Anspruch 13, der weiterhin aufweist: einen dicht dotierten Diffusionsbereich (3sr) des P-Typs, der in der Halbleiterschicht (3br) des P-Typs angeordnet ist, wobei die erste elektrische Spannung (Vcc1) über den dicht dotierten Diffusionsbereich (3sr) des P-Typs an die Halbleiterschicht (3br) des P-Typs angelegt wird.
Halbleitersensor nach Anspruch 13, der weiterhin aufweist: einen Diffusionsbereich des N-Typs, der in der Halbleiterschicht (3br) des P-Typs angeordnet ist, wobei die erste elektrische Spannung (Vcc1) über den Diffusionsbereich des N-Typs an die Halbleiterschicht (3br) des P-Typs angelegt wird.
Halbleitersensor nach Anspruch 13, wobei die Halbleiterschicht des P-Typs eine Epitaxieschicht (3br) des P-Typs ist.
Halbleitersensor nach Anspruch 17, der weiterhin aufweist: einen dicht dotierten Diffusionsbereich (2sr) des N-Typs, der in der Epitaxieschicht (3br) des P-Typs und dem Halbleitersubstrat (2r) des N-Typs angeordnet ist, wobei der dicht dotierte Diffusionsbereich (2sr) des N-Typs die Epitaxieschicht (3br) des P-Typs durchstößt und das Halbleitersubstrat (2r) des N-Typs erreicht, und die zweite elektrische Spannung (Vcc2) über den dicht dotierten Diffusionsbereich (2sr) des N-Typs an das Halbleitersubstrat (2r) des N-Typs angelegt wird.
Halbleitersensor nach Anspruch 18, wobei der dicht dotierte Diffusionsbereich des N-Typs den diffundierten Widerstand (5r) des N-Typs umgibt.
Halbleitersensor nach Anspruch 13, wobei die Halbleiterschicht des P-Typs ein Diffusionsbereich des P-Typs ist.
Halbleitersensor nach Anspruch 20, der weiterhin aufweist: einen dicht dotierten Diffusionsbereich des N-Typs, der in dem Halbleitersubstrat (2r) des N-Typs ausgebildet ist, wobei die zweite elektrische Spannung (Vcc2) über den dicht dotierten Diffusionsbereich des N-Typs an das Halbleitersubstrat (2r) des N-Typs angelegt wird.
Halbleitersensor nach Anspruch 13, wobei der diffundierte Widerstand (5r) des N-Typs ein Piezowiderstand (5r) zum Erfassen eines auf das Halbleitersubstrat (2r) des N-Typs und die Halbleiterschicht (3br) des P-Typs ausgeübten Drucks ist.
Halbleitersensor nach Anspruch 13, wobei das Halbleitersubstrat (2r) des N-Typs ein Membranteil (80) aufweist, das auf einer anderen Oberfläche des Halbleitersubstrats (2r) des N-Typs angeordnet ist, welche der Halbleiterschicht (3br) des P-Typs gegenüberliegt, und das Membranteil (80) durch ein anisotropes Ätzverfahren ausgebildet ist.
Halbleitersensor nach Anspruch 13, der weiterhin eine elektrische Schaltung (100c) aufweist, die mit dem diffundierten Widerstand (5r) des N-Typs integriert ist.
Halbleitersensor nach Anspruch 1, der weiterhin aufweist: drei weitere diffundierte Widerstände (5) des P-Typs, die in der Halbleiterschicht (3b, 30b) des N-Typs angeordnet sind, wobei vier diffundierte Widerstände (5) des P-Typs derart eine elektrische Brückenschaltung ausbilden, daß die Brückenschaltung einen auf den Halbleitersensor ausgeübten Druck erfaßt.
Halbleitersensor nach Anspruch 25, wobei das Halbleitersubstrat (2) des P-Typs ein Membranteil (80) aufweist, das auf einer anderen Oberfläche des Halbleitersubstrats (2) des P-Typs angeordnet ist, welche der Halbleiterschicht (3b, 30b) des N-Typs gegenüberliegt, und die Brückenschaltung auf einer Mitte des Membranteils (80) angeordnet ist.
Halbleitersensor nach Anspruch 26, wobei die Brückenschaltung einen Maximalpotentialpunkt (VL) aufweist, der das höchste Potential in der Brückenschaltung aufweist, an den Maximalpotentialpunkt (VL) eine dritte elektrische Spannung (Vcc) angelegt wird, und die erste elektrische Spannung (Vcc1) höher als die dritte elektrische Spannung (Vcc) ist.
Halbleitersensor nach Anspruch 11, wobei das Membranteil (80) einen Vakuumhohlraum (8) aufweist.
Halbleitersensor nach Anspruch 13, der weiterhin aufweist: drei weitere diffundierte Widerstände (5r) des N-Typs, die in der Halbleiterschicht (3br) des P-Typs angeordnet sind, wobei vier diffundierte Widerstände (5r) des N-Typs derart eine elektrische Brückenschaltung ausbilden, daß die Brückenschaltung einen auf den Halbleitersensor ausgeübten Druck erfaßt.
Halbleitersensor nach Anspruch 29, wobei das Halbleitersubstrat (2r) des N-Typs ein Membranteil (80) aufweist, das auf einer anderen Oberfläche des Halbleitersubstrats (2r) des N-Typs angeordnet ist, welche der Halbleiterschicht (3br) des P-Typs gegenüberliegt, und die Brückenschaltung auf einer Mitte des Membranteils (80) angeordnet ist.
Halbleitersensor nach Anspruch 30, wobei die Brückenschaltung einen Maximalpotentialpunkt (VL) aufweist, der das höchste Potential in der Brückenschaltung aufweist, an den Maximalpotentialpunkt (VL) eine dritte elektrische Spannung (Vcc) angelegt wird, und die erste elektrische Spannung (Vcc1) niedriger als die dritte elektrische Spannung (Vcc) ist.
Halbleitersensor nach Anspruch 23, wobei das Membranteil (80) einen Vakuumhohlraum (8) aufweist.
Verfahren zum Herstellen eines Halbleitersensors, der einen diffundierten Widerstand (5) eines P-Typs aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Ausbilden einer Halbleiterschicht (3b, 30b) eines N-Typs auf einer Oberfläche eines Halbleitersubstrats (2) des P-Typs; Ausbilden einer Mehrzahl von diffundierten Widerständen (5) des P-Typs in der Halbleiterschicht (3b, 30b) des N-Typs; und derartiges Ausbilden einer elektrischen Brückenschaltung , die aus einer Mehrzahl von diffundierten Widerständen (5) des P-Typs besteht, daß die Brückenschaltung einen Druck erfaßt.
Verfahren nach Anspruch 33, das weiterhin die folgenden Schritte aufweist: derartiges Ausbilden eines dicht dotierten Diffusionsbereichs (3s) des N-Typs in der Halbleiterschicht (3b, 30b) des N-Typs, daß eine erste elektrische Spannung (Vcc1) über den dicht dotierten Diffusionsbereich (3s) des N-Typs an die Halbleiterschicht (3b, 30b) des N-Typs angelegt wird; derartiges Ausbilden eines dicht dotierten Diffusionsbereichs (2s, 20s) des P-Typs in der Halbleiterschicht (3b, 30b) des N-Typs und dem Halbleitersubstrat (2) des P-Typs, daß eine zweite elektrische Spannung (Vcc2) über den dicht dotierten Diffusionsbereich (2s, 20s) des P-Typs an das Halbleitersubstrat (2) des P-Typs angelegt wird; und derartiges Ausbilden einer Elektrode (7), daß eine dritte elektrische Spannung (Vcc) an die Brückenschaltung angelegt wird, wobei der dicht dotierte Diffusionsbereich (2s, 20s) des P-Typs die Halbleiterschicht (3b, 30b) des N-Typs durchstößt und das Halbleitersubstrat (2) des P-Typs erreicht, und die erste elektrische Spannung (Vcc1) höher als die zweite elektrische Spannung (Vcc2) und die dritte elektrische Spannung (Vcc) ist.
Verfahren zum Herstellen eines Halbleitersensors, der einen diffundierten Widerstand (5r) eines N-Typs aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Ausbilden einer Halbleiterschicht (3br) eines P-Typs auf einer Oberfläche eines Halbleitersubstrats (2r) des N-Typs; Ausbilden einer Mehrzahl von diffundierten Widerständen (5r) des N-Typs in der Halbleiterschicht (3br) des P-Typs; und derartiges Ausbilden einer elektrischen Brückenschaltung, die aus einer Mehrzahl von diffundierten Widerständen (5r) des N-Typs besteht, daß die Brückenschaltung einen Druck erfaßt.
Verfahren nach Anspruch 35, das weiterhin die folgenden Schritte aufweist: derartiges Ausbilden eines dicht dotierten Diffusionsbereichs (3sr) des P-Typs in der Halbleiterschicht (3br) des P-Typs, daß eine erste elektrische Spannung (Vcc1) über den dicht dotierten Diffusionsbereich (3sr) des P-Typs an die Halbleiterschicht (3br) des P-Typs angelegt wird; derartiges Ausbilden eines dicht dotierten Diffusionsbereichs (2sr) des N-Typs in der Halbleiterschicht (3br) des P-Typs und dem Halbleitersubstrat (2r) des N-Typs, daß eine zweite elektrische Spannung (Vcc2) über den dicht dotierten Diffusionsbereich (2sr) des N-Typs an das Halbleitersubstrat (2r) des N-Typs angelegt wird; und derartiges Ausbilden einer Elektrode (7), daß eine dritte elektrische Spannung (Vcc) an die Brückenschaltung angelegt wird, wobei der dicht dotierte Diffusionsbereich (2sr) des N-Typs die Halbleiterschicht (3br) des P-Typs durchstößt und das Halbleitersubstrat (2r) des N-Typs erreicht, und die erste elektrische Spannung (Vcc1) niedriger als die zweite elektrische Spannung (Vcc2) und die dritte elektrische Spannung (Vcc) ist.