JP2005091166A - Semiconductor pressure sensor - Google Patents

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Masahiro Yamamoto
政博 山本
Kazuyuki Tomii
和志 富井
Shigenari Takami
茂成 高見
Takuji Keno
拓治 毛野
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Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor pressure sensor capable of moderating a stress received by a sensor chip due to difference in linear expansion coefficients, and capable of reducing a size. <P>SOLUTION: This semiconductor pressure sensor is provided with the pressure sensor chip 200 having a semiconductor substrate having the first main face and the second main face, a diaphragm 210 provided recessedly on the first main face and having a thin wall part 212 in its bottom face, and a detecting part provided on the second main face to output an electric signal in response to a deflection amount of the diaphragm 210, the first pedestal 1 joined with the first main face; and a second pedestal 2 joined with the second main face, having a recessed part 21 in a position faced to the diaphragm 210, and having wiring 22 provided using a position faced to an electrode as a base end and a micro conductive protrusion 23 provided in a tip of the wiring 22. The semiconductor pressure sensor has a pressure introducing hole 11 communicated with the thin wall part 212 in at least one of the the first pedestal 1 and the second pedestal 2. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は半導体圧力センサに関し、特にフェースダウンボンディングを利用した半導体圧力センサに関するものである。   The present invention relates to a semiconductor pressure sensor, and more particularly to a semiconductor pressure sensor using face-down bonding.

この種の背景技術として、例えば、特開2002−082009号公報(特許文献1)に提案されている圧力センサがあり、これを図4に示す。このものは、基体100と、センサチップ200とを主要構成要素としている。   As this type of background art, for example, there is a pressure sensor proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-082009 (Patent Document 1), which is shown in FIG. This has a base 100 and a sensor chip 200 as main components.

基体100は、金属製のステム110と信号取り出し用のリード120とから構成されており、リード120は、ステム110の一方の面から他方の面に向かって貫通するように設けられている。また、リード120とステム110との間にはハーメチックガラス130が充填されており、両者は電気的に絶縁されている。   The base body 100 includes a metal stem 110 and a signal extraction lead 120, and the lead 120 is provided so as to penetrate from one surface of the stem 110 to the other surface. A hermetic glass 130 is filled between the lead 120 and the stem 110, and both are electrically insulated.

センサチップ200は、シリコン(Si)からなる半導体基板にて形成されている。半導体基板の一方の面側には圧力検出用のダイヤフラム210が形成されており、そのダイヤフラム210における半導体基板の他方の面側には圧力変化に応じてその抵抗値が変化するピエゾ抵抗(図示せず)が設けられており、検知部を構成している。また、このピエゾ抵抗は、同じく半導体基板の他方の面側に形成されたアルミニウム等からなる電極パッド(図示せず)と電気的に接続されている。さらに、センサチップ200は、例えば金からなるバンプ220を介して基体100にフェースダウンボンディングされている。このバンプ220は、電極パッド上に形成されており、さらにリード120の端部と電気的に接続されている。   The sensor chip 200 is formed of a semiconductor substrate made of silicon (Si). A diaphragm 210 for pressure detection is formed on one surface side of the semiconductor substrate, and a piezoresistor (not shown) whose resistance value changes according to the pressure change on the other surface side of the semiconductor substrate in the diaphragm 210. ) Is provided and constitutes a detector. The piezoresistor is also electrically connected to an electrode pad (not shown) made of aluminum or the like formed on the other surface side of the semiconductor substrate. Further, the sensor chip 200 is face-down bonded to the base body 100 via bumps 220 made of, for example, gold. The bump 220 is formed on the electrode pad, and is further electrically connected to the end of the lead 120.

また、センサチップ200のダイヤフラム210を形成した面側には、例えばガラスにて形成した台座230が陽極接合等により固着されており、ダイヤフラム210及び台座230にて囲まれた空間に、例えば真空にされた圧力基準室211を形成している。   Further, a pedestal 230 made of, for example, glass is fixed to the surface of the sensor chip 200 on which the diaphragm 210 is formed by anodic bonding or the like, and the space surrounded by the diaphragm 210 and the pedestal 230 is, for example, vacuumed. The pressure reference chamber 211 is formed.

この圧力センサによれば、基体100とセンサチップ200とをバンプ220を介してフェースダウンボンディングすることにより、リード120をステム110とセンサチップ200とが相対する領域内に設けることができ、ワイヤボンディング接続と比較してステム110を小型化することができる。   According to this pressure sensor, the base 120 and the sensor chip 200 are face-down bonded via the bumps 220, whereby the lead 120 can be provided in the region where the stem 110 and the sensor chip 200 are opposed to each other. The stem 110 can be reduced in size compared to the connection.

しかしながら、このような圧力センサは、基体100とセンサチップ200とがバンプ220により直接接合されているため、圧力センサの置かれている環境温度が変化すると、両者の線膨張係数の違いにより応力が発生して圧力検出特性に影響を及ぼしてしまう。   However, in such a pressure sensor, since the base body 100 and the sensor chip 200 are directly bonded by the bumps 220, when the environmental temperature where the pressure sensor is placed changes, the stress is caused by the difference between the linear expansion coefficients of the two. It will generate and affect the pressure detection characteristics.

この課題に対して特許文献1には図4とは別の圧力センサが提案されており、これを図5に示す。この圧力センサは、バンプ220の形成位置が上記圧力センサと異なっており、電極パッドをダイヤフラム210の一端側の外周部に形成してダイヤフラム210とバンプ220との間に距離を設けている。   In order to solve this problem, Patent Document 1 proposes a pressure sensor different from that shown in FIG. 4, which is shown in FIG. In this pressure sensor, the bump 220 is formed at a position different from that of the pressure sensor, and an electrode pad is formed on the outer peripheral portion on one end side of the diaphragm 210 to provide a distance between the diaphragm 210 and the bump 220.

線膨張係数の違いにより圧力センサチップが受ける応力は、その発生ポイントからの距離に反比例するため、上記構成をとることにより、応力の影響を緩和することができる。   Since the stress received by the pressure sensor chip due to the difference in linear expansion coefficient is inversely proportional to the distance from the generation point, the influence of the stress can be mitigated by adopting the above configuration.

しかしながら、このような圧力センサは、センサチップ200上に広い緩衝領域を必要としてしまい、小型化において制約が生じてしまう。
特開2002−082009号公報
However, such a pressure sensor requires a wide buffer area on the sensor chip 200, and there is a restriction on downsizing.
JP 2002-082009 A

本発明は、上記の点に鑑みてなしたものであり、その目的とするところは、線膨張係数の違いによりセンサチップが受ける応力を緩和し、かつ小型化が可能な半導体圧力センサを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a semiconductor pressure sensor that can relieve stress applied to a sensor chip due to a difference in linear expansion coefficient and can be miniaturized. There is.

上記目的を達成するために、請求項1に係る発明の半導体圧力センサは、第1主面と第2主面とを有する半導体基板と、前記第1主面に凹設されて底面に薄肉部を有するダイヤフラムと、前記第2主面に設けられて前記ダイヤフラムの撓み量に応じた電気信号を出力する検知部と、を有する圧力センサチップと、前記第1主面に接合された第1の台座と、前記第2主面に接合されて前記ダイヤフラムと相対する位置に凹部を有するとともに前記電極と相対する位置を基端として設けられた配線と前記配線の先端に設けられた微小導電突起とを有する第2の台座と、を備えてなり、前記第1の台座及び前記第2の台座の少なくともどちらか一方に前記薄肉部と連通する圧力導入孔を有したことを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, a semiconductor pressure sensor according to a first aspect of the present invention includes a semiconductor substrate having a first main surface and a second main surface, and a thin-walled portion formed on the bottom surface that is recessed in the first main surface. A pressure sensor chip, and a first sensor joined to the first main surface. The pressure sensor chip includes: a diaphragm provided on the second main surface; and a detection unit configured to output an electric signal corresponding to a deflection amount of the diaphragm. A pedestal, a wiring that is joined to the second main surface and has a recess at a position facing the diaphragm, and a wiring provided with a position facing the electrode as a base end; and a minute conductive protrusion provided at a tip of the wiring And at least one of the first pedestal and the second pedestal has a pressure introduction hole communicating with the thin portion. .

請求項2に係る発明の半導体圧力センサは、請求項1に記載の構成において、前記圧力導入孔の一方の開口部を前記台座の厚み方向と平行な面に設けているものである。   A semiconductor pressure sensor according to a second aspect of the present invention is the semiconductor pressure sensor according to the first aspect, wherein one opening of the pressure introducing hole is provided on a surface parallel to the thickness direction of the pedestal.

請求項3に係る発明の半導体圧力センサは、請求項2に記載の構成において、前記圧力導入孔を前記凹部と同一平面上に設け、前記凹部を介して前記薄肉部と連通させているものである。   A semiconductor pressure sensor according to a third aspect of the present invention is the semiconductor pressure sensor according to the second aspect, wherein the pressure introducing hole is provided on the same plane as the concave portion and communicates with the thin portion via the concave portion. is there.

請求項4に係る発明の半導体圧力センサは、請求項1乃至3のいずれかに記載の構成において、前記第1の台座及び前記第2の台座の少なくともどちらか一方は半導体基板からなり、かつその表面に電気回路を備えているものである。   A semiconductor pressure sensor according to a fourth aspect of the present invention is the structure according to any one of the first to third aspects, wherein at least one of the first pedestal and the second pedestal comprises a semiconductor substrate, and An electric circuit is provided on the surface.

本発明の半導体圧力センサによれば、圧力センサチップに第2の台座を設けることにより微小導電突起と圧力センサチップとの距離を長くして応力の伝達距離を長くしているので、圧力センサチップでの応力の影響、すなわち、ダイヤフラムが応力を受けることによる圧力検知特性の劣化を抑制して圧力感度を向上することができる。また、第2の台座に圧力センサチップの電極と電気的に接合された微小導電突起を設けているので、被実装体、例えば回路基板に形成された回路パターンにフェイスダウンボンディングすることが可能となり、かつ半導体圧力センサが回路基板を占有する面積は、圧力センサチップと略同等の面積となり小型化することができる。   According to the semiconductor pressure sensor of the present invention, since the second pedestal is provided on the pressure sensor chip, the distance between the fine conductive protrusion and the pressure sensor chip is increased to increase the stress transmission distance. It is possible to improve the pressure sensitivity by suppressing the influence of the stress on the surface, that is, the deterioration of the pressure detection characteristic due to the stress of the diaphragm. In addition, since the second pedestal is provided with minute conductive protrusions that are electrically bonded to the electrodes of the pressure sensor chip, it is possible to perform face-down bonding to a circuit pattern formed on a mounted body, for example, a circuit board. And the area which a semiconductor pressure sensor occupies a circuit board becomes an area substantially equivalent to a pressure sensor chip, and can be reduced in size.

また、圧力導入孔の一方の開口部を台座の厚み方向と平行な面に設けることにより、ダイヤフラムへの異物の進入を抑制することができるので、ダイヤフラムの薄肉部が異物と接触することによる圧力検知特性の劣化や薄肉部の破損を低減することができる。   In addition, by providing one opening of the pressure introduction hole in a plane parallel to the thickness direction of the pedestal, it is possible to suppress the entry of foreign matter into the diaphragm, so that the pressure caused by the thin portion of the diaphragm coming into contact with the foreign matter It is possible to reduce the deterioration of the detection characteristics and the breakage of the thin wall portion.

また、圧力導入孔を凹部と同一平面上に設けることにより、圧力センサチップと台座との接合領域を小さくして応力の伝達経路を少なくすることができるので、より圧力検知特性の劣化を抑制して圧力感度を向上することができる。   In addition, by providing the pressure introduction hole on the same plane as the recess, it is possible to reduce the stress transmission path by reducing the joint area between the pressure sensor chip and the pedestal, thereby further suppressing the deterioration of the pressure detection characteristics. Pressure sensitivity can be improved.

また、第1の台座及び第2の台座の少なくともどちらか一方を半導体基板にて構成することにより、台座の表面に通常の半導体プロセスを用いて抵抗、コンデンサ及びトランジスタ等の回路素子を形成することが可能となり、例えば制御回路や信号処理回路等を一体形成した半導体圧力センサが圧力センサチップと略同等の面積で実現できる。   Also, by forming at least one of the first pedestal and the second pedestal with a semiconductor substrate, circuit elements such as resistors, capacitors, and transistors are formed on the surface of the pedestal using a normal semiconductor process. For example, a semiconductor pressure sensor in which a control circuit, a signal processing circuit, and the like are integrally formed can be realized with an area substantially equal to that of the pressure sensor chip.

[第1の実施形態]
第1の実施形態に係る半導体圧力センサを図1に基づいて説明する。図1は、その中央付近を切断したときの断面斜視図である。
[First Embodiment]
The semiconductor pressure sensor according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional perspective view when the vicinity of the center is cut.

この半導体圧力センサは、圧力センサチップ200と、第1の台座1と、第2の台座2と、を主要構成要素としている。   This semiconductor pressure sensor includes a pressure sensor chip 200, a first pedestal 1, and a second pedestal 2 as main components.

このうち、圧力センサチップ200は、背景技術のものと実質的に同一であるので、同一部材には同一の番号を付して説明を省略する。   Among these, since the pressure sensor chip 200 is substantially the same as that of the background art, the same members are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

第1の台座1は、例えば耐熱ガラスにて形成しており、その大きさは圧力センサチップ200と略同等である。また、このものは、圧力センサチップ200のダイヤフラム210を形成した面に固着している。   The 1st base 1 is formed, for example with heat-resistant glass, The magnitude | size is substantially equivalent to the pressure sensor chip 200. FIG. Further, this is fixed to the surface of the pressure sensor chip 200 where the diaphragm 210 is formed.

また、第1の台座1には圧力導入孔11を設けている。この圧力導入孔11は、被測定圧力をダイヤフラム210に導入するためのものであり、第1の台座1の他方の面(図1の上側)からダイヤフラム210に向かって台座の厚み方向に沿うように形成している。   The first pedestal 1 is provided with a pressure introducing hole 11. The pressure introducing hole 11 is for introducing the pressure to be measured into the diaphragm 210, and extends from the other surface (the upper side in FIG. 1) of the first pedestal 1 toward the diaphragm 210 along the thickness direction of the pedestal. Is formed.

第2の台座2は、第1の台座1と同じく圧力センサチップ200と略同等の大きさに形成されており、例えば、耐熱ガラスにて形成している。また、その一方の面には凹部21を設けている。このものは、第2の台座2を圧力センサチップ200の第1の台座1を接合した面とは反対側の面に固着したときにダイヤフラム210の薄肉部212と相対する位置に形成しており、その平面視における大きさは、ダイヤフラム210の薄肉部212と略同等又はそれ以上の大きさであり、その深さは薄肉部212の撓み量と略同等又はそれ以上に設定している。また、本実施形態において、この凹部21は閉空間であって圧力測定の際には圧力基準室となる。また、凹部21の内圧は、接合の時点で任意の圧力に設定可能であり、例えば、減圧の状況下で接合して略真空の状態にしている。   The 2nd base 2 is formed in the magnitude | size substantially equivalent to the pressure sensor chip 200 similarly to the 1st base 1, for example, is formed with the heat resistant glass. Moreover, the recessed part 21 is provided in the one surface. This is formed at a position facing the thin portion 212 of the diaphragm 210 when the second pedestal 2 is fixed to the surface of the pressure sensor chip 200 opposite to the surface where the first pedestal 1 is joined. The size in plan view is approximately equal to or greater than that of the thin portion 212 of the diaphragm 210, and the depth is set to be approximately equal to or greater than the amount of deflection of the thin portion 212. In the present embodiment, the recess 21 is a closed space and serves as a pressure reference chamber when measuring pressure. Moreover, the internal pressure of the recessed part 21 can be set to arbitrary pressure at the time of joining, for example, it joins under the condition of pressure reduction, and is made into the state of a substantially vacuum.

ここにおいて、凹部21及び前述の圧力導入孔11は、例えば、サンドブラスト加工、レーザー加工及びエッチング加工等のいずれかを用いて形成している。   Here, the recess 21 and the pressure introducing hole 11 are formed by using, for example, sandblasting, laser processing, etching processing, or the like.

また、第2の台座2には圧力センサチップ200の電極パッド(図示せず)と電気的に接続する配線22を設けている。この配線22は、第2の台座2における圧力センサチップ200の電極パッドと当接する位置からその厚み方向に貫通孔22aを形成し、その内部に、例えば、アルミニウム(Al)からなる導電性材料を充填させることにより形成している。   The second pedestal 2 is provided with wiring 22 that is electrically connected to an electrode pad (not shown) of the pressure sensor chip 200. The wiring 22 is formed with a through hole 22a in the thickness direction from a position in contact with the electrode pad of the pressure sensor chip 200 in the second pedestal 2, and a conductive material made of, for example, aluminum (Al) is formed therein. It is formed by filling.

ここにおいて、圧力センサチップ200の電極パッドと配線22との接続は、第2の台座2を圧力センサチップ200に固着する際に行われる。その固着方法として、例えば、表面活性常温接合法、半田溶融接合法及び陽極接合法の周知技術を用いることが可能である。このうち、表面活性常温接合法及び半田溶融接合法を用いる場合は、凹部21の周縁部と圧力センサチップ200との間及び電極パッドと配線22との間に金属層(図示せず)を介在させており、表面活性常温接合法において金からなる金属層、半田溶融接合法においてはクロムからなる金属層を形成している。この金属層は圧力センサチップ200と第2の台座2との接合面を全てに形成しておくのが好ましい。ただし、この場合は金属膜と電極パッド及び配線22が電気的に絶縁された状態にしておく必要がある。   Here, the connection between the electrode pad of the pressure sensor chip 200 and the wiring 22 is performed when the second pedestal 2 is fixed to the pressure sensor chip 200. As the fixing method, for example, well-known techniques such as a surface active room temperature bonding method, a solder melting bonding method, and an anodic bonding method can be used. Among these, when the surface active room temperature bonding method and the solder melting bonding method are used, a metal layer (not shown) is interposed between the peripheral portion of the recess 21 and the pressure sensor chip 200 and between the electrode pad and the wiring 22. In the surface active room temperature bonding method, a metal layer made of gold is formed, and in the solder melt bonding method, a metal layer made of chromium is formed. This metal layer is preferably formed on the entire joint surface between the pressure sensor chip 200 and the second pedestal 2. However, in this case, it is necessary to keep the metal film, the electrode pad, and the wiring 22 electrically insulated.

一方、配線22の他端には、微小導電突起23を形成している。このものは、例えば、金又は半田により構成している。そして、この微小導電突起23を介して半導体圧力センサを回路基板(図示せず)の回路パターン(図示せず)に電気的及び物理的に接続している。   On the other hand, a minute conductive protrusion 23 is formed on the other end of the wiring 22. This is made of, for example, gold or solder. A semiconductor pressure sensor is electrically and physically connected to a circuit pattern (not shown) of a circuit board (not shown) through the minute conductive protrusions 23.

以上説明した本実施形態の半導体圧力センサによれば、圧力センサチップ200と回路基板との線膨張係数の違いで発生する応力の伝達距離を第2の台座2を介在させて長くしているので、ダイヤフラム210が応力を受けることによる圧力検知特性の劣化を抑制して圧力感度を向上することができる。   According to the semiconductor pressure sensor of the present embodiment described above, the transmission distance of the stress generated due to the difference in the linear expansion coefficient between the pressure sensor chip 200 and the circuit board is lengthened with the second pedestal 2 interposed. The pressure sensitivity can be improved by suppressing the deterioration of the pressure detection characteristics due to the diaphragm 210 receiving stress.

そして、第2の台座2の大きさを圧力センサチップ200と略同等の大きさとし、かつ圧力センサチップ200の電極パッドと相対する位置にアルミニウムを充填した貫通孔22aからなる配線22を形成し、その他端側に微小導電突起23を形成しているので、回路基板に形成された回路パターンにフェイスダウンボンディングすることが可能となり、かつ半導体圧力センサが回路基板を占有する面積は、圧力センサチップ200と略同等の面積となり、結果的に、低背化及び低面積化を実現した小型化の半導体圧力センサを提供することができる。   Then, the size of the second pedestal 2 is made substantially the same size as the pressure sensor chip 200, and the wiring 22 including the through hole 22a filled with aluminum is formed at a position facing the electrode pad of the pressure sensor chip 200, Since the minute conductive protrusions 23 are formed on the other end side, it is possible to perform face-down bonding to the circuit pattern formed on the circuit board, and the area occupied by the semiconductor pressure sensor is the pressure sensor chip 200. As a result, it is possible to provide a miniaturized semiconductor pressure sensor that realizes a reduction in height and area.

なお、圧力導入孔11は、第1の台座1のみに形成されるものではなく、例えば、第2の台座2に形成し、凹部21を介してダイヤフラム210の薄肉部212と連通させてもよいし、第1の台座1及び第2の台座2の両方に形成してもよい。   Note that the pressure introducing hole 11 is not formed only in the first pedestal 1 but may be formed in the second pedestal 2 and communicated with the thin portion 212 of the diaphragm 210 via the recess 21, for example. However, it may be formed on both the first base 1 and the second base 2.

ここにおいて、圧力導入孔11を第2の台座2にのみ形成した場合は、ダイヤフラム210及び第1の台座1で形成された空間が圧力基準室となる。圧力導入孔11を第1の台座1及び第2の台座2の両方に形成した場合は、ダイヤフラム210の薄肉部212と第1の台座1及び第2の台座2で囲まれた2つの領域のどちらか一方が圧力基準室となり、そのそれぞれの領域に導入された圧力の差を検知することができる。   Here, when the pressure introduction hole 11 is formed only in the second pedestal 2, the space formed by the diaphragm 210 and the first pedestal 1 becomes the pressure reference chamber. When the pressure introduction hole 11 is formed in both the first pedestal 1 and the second pedestal 2, two regions surrounded by the thin portion 212 of the diaphragm 210 and the first pedestal 1 and the second pedestal 2 are provided. Either one becomes a pressure reference chamber, and a difference in pressure introduced into each region can be detected.

また、配線22の内方に充填する導電性材料は、アルミニウム(Al)の他に導電性材料を混入させた樹脂(例えば、銀ペースト)を用いてもよい。   Further, as the conductive material filling the inside of the wiring 22, a resin (for example, silver paste) mixed with a conductive material in addition to aluminum (Al) may be used.

[第2の実施形態]
第2の実施形態に係る半導体圧力センサを図2に基づいて説明する。図2は、その中央付近を切断したときの断面斜視図である。
[Second Embodiment]
A semiconductor pressure sensor according to a second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional perspective view when the vicinity of the center is cut.

この実施形態の半導体圧力センサは、圧力導入孔12が第1の実施形態と異なるものであり、他の構成要素は第1の実施形態のものと実質的に同一であるので、同一部材には同一の番号を付して説明を省略する。   In the semiconductor pressure sensor of this embodiment, the pressure introduction hole 12 is different from that of the first embodiment, and other components are substantially the same as those of the first embodiment. The same numbers are assigned and explanations are omitted.

本実施形態の圧力導入孔12は、その一端の開口部を側面(図2の左右方向の面)に形成したことが第1の実施形態と異なっている。この圧力導入孔12は、ダイヤフラム210から第1の台座1の厚み方向に沿って形成した第1導入孔12aと、その端部から第1の台座1の平面方向に沿って形成した第2導入孔12bとの2つの導入孔にて形成しており、その断面視における形状はL字状型としている。   The pressure introducing hole 12 of this embodiment is different from that of the first embodiment in that an opening at one end is formed on a side surface (a surface in the left-right direction in FIG. 2). The pressure introduction hole 12 includes a first introduction hole 12a formed along the thickness direction of the first pedestal 1 from the diaphragm 210, and a second introduction formed along the planar direction of the first pedestal 1 from an end thereof. It is formed by two introduction holes with the hole 12b, and the shape in cross-sectional view is an L-shape.

以上説明した本実施形態の半導体圧力センサによれば、圧力導入孔12をL字状に形成してダイヤフラム210の薄肉部212と外部との間に折曲部を設けているので、薄肉部212への異物の直接の進入を抑制することができ、薄肉部212が異物と接触することによる圧力検知特性の劣化や薄肉部212の破損を低減することができる。   According to the semiconductor pressure sensor of the present embodiment described above, the pressure introducing hole 12 is formed in an L shape and the bent portion is provided between the thin portion 212 of the diaphragm 210 and the outside. It is possible to suppress the direct entry of foreign matter into the body, and it is possible to reduce deterioration of pressure detection characteristics and damage to the thin portion 212 due to the thin portion 212 coming into contact with the foreign matter.

なお、本実施形態においても第1の実施形態と同様に圧力導入孔12を第1の台座1及び第2の台座2のどちらに設けてもよいし、両方に設けてもよい。   Also in this embodiment, the pressure introduction hole 12 may be provided on either the first pedestal 1 or the second pedestal 2 as in the first embodiment, or may be provided on both.

[第3の実施形態]
第3の実施形態に係る半導体圧力センサを図3に基づいて説明する。図3は、その中央付近を切断したときの断面斜視図である。
[Third Embodiment]
A semiconductor pressure sensor according to a third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional perspective view when the vicinity of the center is cut.

この実施形態の半導体圧力センサは、圧力導入孔13が上述した実施形態と異なるものであり、他の構成要素は実質的に同一であるので、同一部材には同一の番号を付して説明を省略する。   In the semiconductor pressure sensor of this embodiment, the pressure introducing hole 13 is different from that of the above-described embodiment, and other components are substantially the same. Omitted.

本実施形態の圧力導入孔13は、その形成位置を第2の台座2の圧力センサチップ200との接合面上に形成していることが第1及び第2の実施形態と異なっている。   The pressure introducing hole 13 of this embodiment is different from the first and second embodiments in that the formation position thereof is formed on the joint surface of the second pedestal 2 with the pressure sensor chip 200.

この圧力導入孔13は、第2の台座2の凹部21を形成した面と同一平面上に形成しており、凹部21から第2の台座2の周縁(図3の左右方向の面)に向かって延設している。このとき、圧力導入孔13は配線22と干渉しない位置に形成している。また、その長手方向と直交する方向の断面形状は略四角形状である。   The pressure introducing hole 13 is formed on the same plane as the surface on which the concave portion 21 of the second pedestal 2 is formed, and extends from the concave portion 21 toward the periphery of the second pedestal 2 (the lateral surface in FIG. 3). It is extended. At this time, the pressure introducing hole 13 is formed at a position where it does not interfere with the wiring 22. Moreover, the cross-sectional shape in the direction orthogonal to the longitudinal direction is substantially rectangular.

以上説明した本実施形態の半導体圧力センサによれば、圧力センサチップ200と第2の台座2との接合面積が第1及び第2の実施形態の半導体圧力センサより小さくなり、これにより応力の伝達経路を少なくすることができるので、より圧力検知特性の劣化を抑制することができる。   According to the semiconductor pressure sensor of the present embodiment described above, the bonding area between the pressure sensor chip 200 and the second pedestal 2 is smaller than that of the semiconductor pressure sensor of the first and second embodiments, thereby transmitting stress. Since the number of paths can be reduced, it is possible to further suppress the deterioration of pressure detection characteristics.

なお、圧力導入孔13は、その個数が1つに限定されるものではなく、可能な範囲で複数個形成するのが好ましい。また、複数個形成する場合は圧力センサチップ200の中央を基準として点対称となる位置に形成するのが好ましい。このようにすると、応力伝達が均等に行われ、例えば、圧力センサチップ200に形成されたピエゾ抵抗(図示せず)がホイートストンブリッジを構成している場合、応力による抵抗値変動は打ち消し合う方向に働くため好ましい。   Note that the number of the pressure introducing holes 13 is not limited to one, and a plurality of pressure introducing holes 13 are preferably formed within a possible range. Moreover, when forming in multiple numbers, it is preferable to form in the point-symmetrical position on the basis of the center of the pressure sensor chip 200. In this way, stress transmission is performed uniformly. For example, when a piezoresistor (not shown) formed in the pressure sensor chip 200 forms a Wheatstone bridge, resistance value fluctuations due to stress cancel each other out. It is preferable because it works.

以上、本発明の半導体圧力センサを3つの実施形態にて説明した。ここにおいて、第1の台座1及び第2の台座2の少なくともどちらか一方を、例えば、シリコンからなる半導体基板を用いることにより、その一方の面に周知の半導体プロセスを利用してトランジスタ(図示せず)や抵抗(図示せず)等の回路素子(図示せず)を形成することも可能である。回路素子としては、例えば、圧力センサチップ200からの信号を処理する回路やその動作を制御する回路等を構成することが可能である。また、この場合、圧力センサチップ200や回路素子には配線22を介して電気信号を授受する。   As described above, the semiconductor pressure sensor of the present invention has been described in the three embodiments. Here, at least one of the first pedestal 1 and the second pedestal 2 is a transistor (not shown) using a semiconductor substrate made of silicon, for example, by using a known semiconductor process. It is also possible to form circuit elements (not shown) such as a resistor and a resistor (not shown). As the circuit element, for example, a circuit for processing a signal from the pressure sensor chip 200, a circuit for controlling the operation, and the like can be configured. In this case, an electrical signal is transmitted to the pressure sensor chip 200 and the circuit element via the wiring 22.

このように、台座に通常の半導体プロセスを用いて抵抗、コンデンサ及びトランジスタ等の回路素子を形成しているので、例えば制御回路や信号処理回路等を一体形成した半導体圧力センサが圧力センサチップ200と略同等の面積で実現できる。   In this way, circuit elements such as resistors, capacitors, and transistors are formed on the pedestal using a normal semiconductor process. For example, a semiconductor pressure sensor integrally formed with a control circuit, a signal processing circuit, etc. It can be realized with substantially the same area.

本発明の第1の実施形態に係る半導体圧力センサを示すものであり、その中央付近を切断したときの概略断面斜視図である。1 shows a semiconductor pressure sensor according to a first embodiment of the present invention, and is a schematic cross-sectional perspective view when the vicinity of the center is cut. FIG. 本発明の第2の実施形態に係る半導体圧力センサを示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the semiconductor pressure sensor which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る半導体圧力センサを示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the semiconductor pressure sensor which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 従来の半導体圧力センサを示す全体概略断面図である。It is a whole schematic sectional drawing which shows the conventional semiconductor pressure sensor. 従来の別の半導体圧力センサを示す全体概略断面図である。It is a whole schematic sectional drawing which shows another conventional semiconductor pressure sensor.

符号の説明Explanation of symbols

1 第1の台座
11 圧力導入孔
2 第2の台座
21 凹部
22 配線
23 微小導電突起
200 圧力センサチップ
210 ダイヤフラム
212 薄肉部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st base 11 Pressure introduction hole 2 2nd base 21 Recessed part 22 Wiring 23 Micro conductive protrusion 200 Pressure sensor chip 210 Diaphragm 212 Thin part

Claims (4)

第1主面と第2主面とを有する半導体基板と、前記第1主面に凹設されて底面に薄肉部を有するダイヤフラムと、前記第2主面に設けられて前記ダイヤフラムの撓み量に応じた電気信号を出力する検知部と、を有する圧力センサチップと、
前記第1主面に接合された第1の台座と、
前記第2主面に接合され、前記ダイヤフラムと相対する位置に凹部を有するとともに前記電極と相対する位置を基端として設けられた配線と前記配線の先端に設けられた微小導電突起とを有する第2の台座と、を備えてなり、
前記第1の台座及び前記第2の台座の少なくともどちらか一方に前記薄肉部と連通する圧力導入孔を有したことを特徴とする半導体圧力センサ。
A semiconductor substrate having a first main surface and a second main surface, a diaphragm recessed in the first main surface and having a thin portion on the bottom surface, and a deflection amount of the diaphragm provided in the second main surface A pressure sensor chip having a detection unit that outputs an electrical signal in response, and
A first pedestal joined to the first main surface;
A first portion having a recess bonded to the second main surface and having a concave portion at a position facing the diaphragm, and having a wiring provided with a position facing the electrode as a base end and a minute conductive protrusion provided at a distal end of the wiring. Two pedestals, and
A semiconductor pressure sensor comprising a pressure introduction hole communicating with the thin portion in at least one of the first pedestal and the second pedestal.
前記圧力導入孔は、その一方の開口部を前記台座の厚み方向と平行な面に設けている請求項1に記載の半導体圧力センサ。   The semiconductor pressure sensor according to claim 1, wherein the pressure introducing hole has one opening provided on a surface parallel to a thickness direction of the pedestal. 前記圧力導入孔は、前記凹部と同一平面上に設けてなり、前記凹部を介して前記薄肉部と連通する請求項2に記載の半導体圧力センサ。   The semiconductor pressure sensor according to claim 2, wherein the pressure introducing hole is provided on the same plane as the concave portion, and communicates with the thin portion through the concave portion. 前記第1の台座及び前記第2の台座の少なくともどちらか一方は半導体基板からなり、かつその表面に電気回路を備えている請求項1乃至3のいずれかに記載の半導体圧力センサ。   4. The semiconductor pressure sensor according to claim 1, wherein at least one of the first pedestal and the second pedestal is made of a semiconductor substrate and has an electric circuit on a surface thereof. 5.
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