JPH0394475A - Semiconductor pressure sensor - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To control the thickness of a diaphragm easily and accurately by pasting a plate-shaped first semiconductor wafer, to which a pattern is formed, and a second semiconductor wafer, to which a through-hole is shaped, and forming a recessed section. CONSTITUTION:The rear 112 of a first silicon wafer 11 is removed up to a position in aimed thickness as a diaphragm 4 through polishing. On the other hand, an etching mask 7 is shaped onto the surface 121 of a second silicon wafer 12 with the exception of a position, where a through-hole 5 must be formed, in the second silicon wafer 12, and the wafer 12 is removed through etching from an upper section, thus shaping the through-hole 5. The first and second silicon wafers 11, 12 are pasted mutually, and a recessed section 3 is formed by the first silicon wafer 11 and the through-hole 5. The upper section of the recessed section 3 in the first silicon wafer 11 polished functions as the diaphragm 4, and diffused resistors 2 are formed at locations corresponding to the peripheral section of the recessed section 3 in the surface 111 of the first silicon wafer 11. Accordingly, the thickness of the diaphragm is controlled easily and accurately.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は大気圧等を測定する半導体圧力センサに関す
るものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor pressure sensor for measuring atmospheric pressure and the like.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第４図は従来の半導体圧力センサを示す断面図であり、
図において、（１）は半導体ウェハであるシリコンウェ
ハ、（２ｌはシリコンウェハ（１）の表面（１０１）に
パターンとして形成された拡散抵抗、ｅ）は拡散抵抗（
２）の位置に合せてシリコンウェハ（１）の裏面（１０
２）に形成された凹部、（４）はダイヤフラムで、シリ
コンウェハ（１）に形成された凹部（３）により、厚さ
が薄くなった部分で構戒されている．このような半導体
圧力センサの製造方法を第５図．第６図のシリコンウェ
ハの断面図を用いて説明する．先ず、第５図に示すよう
にシリコンウェハｆｉｌの表面（１０１）の所定の位置
に拡散抵抗（２）を形成する．次に第６図のようにシリ
コンウェハ（１）の裏面（１０２１に、拡散抵抗（２）
に対応した所を除いてエッチングマスク（７）を形成し
、図において下方からエッチングを行なって凹部Ｇ）を
形戒する．このとき、エッチング残部分の厚さがダイヤ
プラム（４）としての目標の厚さになるように制御して
行なう．次に動作について説明する．第４図においてダ
イヤフラム（４）の上方と凹部（３１内とは図示しない
手段により気密的に仕切られていて、その各々に異なる
気圧がかかるとその気圧の差によりダイヤフラム（４）
が撓み、拡散抵抗（２）の抵抗値が変化する．拡散抵抗
（２）は複数個形威されてブリッジに組まれており、図
示しない電子回路につながれて上記抵抗値の変化が測定
され、気圧差が検知される．例えば、凹部（３）の図に
お４）て下方が閉じられて真空室になっている場合は、
ダイヤフラム（４）上方の気圧を知ることができる．こ
のようにして測定が行なわれるので、半導体圧力センサ
の精度はダイヤプラム（４）の厚さに大きく影響される
。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a conventional semiconductor pressure sensor.
In the figure, (1) is a silicon wafer which is a semiconductor wafer, (2l is a diffused resistor formed as a pattern on the surface (101) of silicon wafer (1), and e) is a diffused resistor (
2), align the back side (10) of the silicon wafer (1) with
The recess formed in the silicon wafer (2) and the diaphragm (4) are held in place by the thinner part of the recess (3) formed in the silicon wafer (1). The manufacturing method of such a semiconductor pressure sensor is shown in Fig. 5. This will be explained using the cross-sectional view of a silicon wafer in Figure 6. First, as shown in FIG. 5, a diffused resistor (2) is formed at a predetermined position on the surface (101) of a silicon wafer fil. Next, as shown in Figure 6, a diffused resistor (2) is placed on the back side (1021) of the silicon wafer (1)
An etching mask (7) is formed except for the area corresponding to , and etching is performed from below as shown in the figure to form the recess G). At this time, the thickness of the etched remaining portion is controlled so that it becomes the target thickness for the diaphragm (4). Next, we will explain the operation. In Fig. 4, the upper part of the diaphragm (4) and the inside of the recess (31) are airtightly partitioned by means not shown, and when different atmospheric pressures are applied to each of them, the difference in the atmospheric pressure causes the diaphragm (4) to
is deflected, and the resistance value of the diffused resistor (2) changes. A plurality of diffused resistors (2) are assembled into a bridge, and are connected to an electronic circuit (not shown) to measure changes in the resistance value and detect air pressure differences. For example, if the concave part (3) in the diagram 4) is closed at the bottom to form a vacuum chamber,
You can know the air pressure above the diaphragm (4). Since measurements are carried out in this manner, the accuracy of the semiconductor pressure sensor is greatly influenced by the thickness of the diaphragm (4).

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

従来の半導体圧力センサは以上のように構成されている
ので、ダイヤプラムの厚さが正確になるようにエッチン
グを抑制しなければならず、エッチング加工が難しい。Since the conventional semiconductor pressure sensor is constructed as described above, etching must be suppressed so that the thickness of the diaphragm is accurate, which makes etching processing difficult.

一旦エッチングした後、ダイヤプラム厚を測定して規格
内のものにはマスクで被い、厚すぎるものをエッチング
してこれを何度か繰り返す方法もあるが、手間がかかる
などの問題点があった． この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、ダイヤフラムの厚さを容易に正確に制御でき
、従って、精度の良い半導体圧力センサを得ることを目
的とする． 〔課題を解決するための手段〕 この発明に係る半導体圧力センサは、パターンが形成さ
れた平板状の第１の半導体ウェハと、貫通穴が形成され
た第２の半導体ウェハとを貼り合せて凹部を形成したも
のである。After etching, there is a method of measuring the thickness of the diaphragm, covering those that are within the standard with a mask, etching those that are too thick, and repeating this several times, but this method is time-consuming and other problems. Ta. This invention was made in order to solve the above-mentioned problems, and the object is to easily and accurately control the thickness of the diaphragm, and therefore to obtain a highly accurate semiconductor pressure sensor. [Means for Solving the Problems] A semiconductor pressure sensor according to the present invention has a recess formed by bonding a flat first semiconductor wafer on which a pattern is formed and a second semiconductor wafer on which a through hole is formed. was formed.

〔作　　用〕[For production]

平板状の第１の半導体ウェハの、貫通穴対応部分がダイ
ヤフラムとなるので、第ｌの半導体ウェハを研磨するこ
とにより、容易に正確な厚さのダイヤプラムが得られる
． 〔発明の実施例〕 以下、この発明の一実施例を図について説明する．第１
図はこの発明の一実施例による半導体圧力センサを示す
断面図であり、図において、（１１）は平板状の第１の
半導体ウェハである第１のシリコンウェハ、（２）は第
１のシリコンウェハ（１ｌ）の表面（１１１）にパター
ンとして形成された拡敗抵抗、〈ｌ２）は第２の半導体
ウェハである第２のシリコンウェハ、（句は第２のシリ
コンウェハ（ｌ２）に形成された貫通穴で、一方の開口
が第１のシリコンウェハ（１１）で気密に塞がれて、凹
部（３）が形成されている。拡散抵抗（２）は凹部（３
）の周辺部に対応した所に形成されている．（４）はダ
イヤフラムで第１のシリコンウェハ（１ｌ）の、凹部（
３）対応部分で楕戒されている． 次にその製造方法を第２図，第３図により説明する．第
２図は第１のシリコンウェハ（１１）の断面図であり、
先ず、その裏面（１１２）から研磨により一点鎖線で示
す、ダイヤフラム（４）としての目標の厚さの所まで除
去する．一方、第２のシリコンウェハ（ｌ２〉は第３図
の断面図に示すように貫通穴｛勺を形威すべき所を除い
てその表面（１２１）にエッチングマスク（７）を形戒
し、図において上方からエッチングを行なって一点鎖線
で示す所を除去し、貫通穴（５］を形戒する．その後、
第１図に示すように第１，第２のシリコンウェハ（ＩＩ
Ｌ　（１２）を互いに貼り合せ、第ｌのシリコンウェハ
（１ｌ）と貫通穴（勺で凹部（３）を形戒する．研磨さ
れた第１のシリコンウェハ（ｌｌ〉の、凹部（３）の図
において上方がダイヤフラム（４）となる．続いて、第
１のシリコンウェハ（１１）の表面（１１１）の、凹部
（３）の周辺部に対応した所に拡散抵抗を形戒する． この半導体圧力センサは第４図の従来例と同様に動作し
て圧力測定が行なわれる．この実施例では第１のシリコ
ンウェハ（１１）の研磨を拡散抵抗（２）が未だ形威さ
れていないベアウェハで行なうので、ダイヤフラム（４
）の厚さを容易に正確に制御できる効果が大きい。Since the portion of the flat first semiconductor wafer corresponding to the through hole becomes a diaphragm, a diaphragm with an accurate thickness can be easily obtained by polishing the first semiconductor wafer. [Embodiment of the Invention] An embodiment of the invention will be described below with reference to the drawings. 1st
The figure is a sectional view showing a semiconductor pressure sensor according to an embodiment of the present invention. In the figure, (11) is a first silicon wafer which is a flat first semiconductor wafer, and (2) is a first silicon wafer. A spreading resistor formed as a pattern on the surface (111) of the wafer (1l), <l2) is a second semiconductor wafer, a second silicon wafer, (the phrase is formed on the second silicon wafer (l2) One of the openings is hermetically closed with a first silicon wafer (11) to form a recess (3).The diffused resistor (2) is connected to the recess (3).
) is formed at a location corresponding to the periphery of the area. (4) is the diaphragm and the recess (
3) The corresponding part is omitted. Next, the manufacturing method will be explained with reference to Figures 2 and 3. FIG. 2 is a cross-sectional view of the first silicon wafer (11),
First, the back surface (112) is polished to a desired thickness for the diaphragm (4), as shown by the dashed line. On the other hand, as shown in the cross-sectional view of FIG. 3, the second silicon wafer (12) has an etching mask (7) formed on its surface (121) except where through holes are to be formed. In the figure, etching is performed from above to remove the area indicated by the dashed line and form the through hole (5).After that,
As shown in FIG. 1, the first and second silicon wafers (II
Attach the L (12) to each other, and form the recess (3) with the through hole (with a plier). In the figure, the upper part is the diaphragm (4).Next, a diffused resistor is formed on the surface (111) of the first silicon wafer (11) at a location corresponding to the periphery of the recess (3).This semiconductor The pressure sensor operates and measures pressure in the same manner as the conventional example shown in Fig. 4. In this example, the first silicon wafer (11) is polished using a bare wafer in which the diffusion resistor (2) has not yet been formed. diaphragm (4).
) can be easily and accurately controlled.

なお、上記実施例では、第１のシリコンウェハ（１１〉
と第２のシリコンウェハとの貼り合せを行なった後で、
拡散抵抗（■等のパターンを形或したが、第ｌのシリコ
ンウェハ（１１）の研磨前、あるいは第１のシリコンウ
ェハ（１ｌ）と第２のシリコンウェハ（ｌ２）の貼り合
せ前に拡散抵抗（２１を形或してもよい。Note that in the above embodiment, the first silicon wafer (11)
After bonding with the second silicon wafer,
A pattern such as a diffused resistor (■) was formed, but the diffused resistor was formed before polishing the first silicon wafer (11) or bonding the first silicon wafer (1l) and the second silicon wafer (l2). (21 may also be in the form.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、この発明によれば、平板状の第ｌの半導
体−ウェハの、凹部対応部分がダイヤフラムとなるので
、第１の半導体ウェハの研磨により、ダイヤフラムの厚
さを容易に正確に制御でき、従って、精度の良い半導体
圧力センサを得ることができる。As described above, according to the present invention, the portion corresponding to the recess of the flat plate-shaped first semiconductor wafer becomes the diaphragm, so the thickness of the diaphragm can be easily and accurately controlled by polishing the first semiconductor wafer. Therefore, a highly accurate semiconductor pressure sensor can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図はこの発明の一実施例による半導体圧力センサの
断面図、第２図，第３図は第１図の半導体圧力センサの
製造方法を示すためのそれぞれ第１，第２のシリコンウ
ェハの断面図、第４図は従来の半導体圧力センサを示す
断面図、第５図，第６図は第４図の半導体圧力センサの
製造方法を示すためのシリコンウェハの断面図である。 図において、（２）は拡散抵抗、（３）は凹部、（５］
は貫通穴、（Ｉｔ），　（＋２＞はそれぞれ第１，第２
のシリコンウェハである。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor pressure sensor according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are cross-sectional views of first and second silicon wafers, respectively, showing a method of manufacturing the semiconductor pressure sensor of FIG. 4 is a cross-sectional view showing a conventional semiconductor pressure sensor, and FIGS. 5 and 6 are cross-sectional views of a silicon wafer showing a method of manufacturing the semiconductor pressure sensor shown in FIG. 4. In the figure, (2) is the diffused resistance, (3) is the recess, (5)
are the through holes, (It) and (+2> are the first and second holes, respectively)
silicon wafer. Note that the same reference numerals in each figure indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] パターンが形成された平板状の第１の半導体ウェハ、お
よび、貫通穴が形成されると共に上記第１の半導体ウェ
ハと貼り合わされて、上記貫通穴と第１の半導体ウェハ
とで凹部を形成する第２の半導体ウェハから成る半導体
圧力センサ。a flat first semiconductor wafer on which a pattern is formed; and a first semiconductor wafer on which a through hole is formed and which is bonded to the first semiconductor wafer to form a recess between the through hole and the first semiconductor wafer. A semiconductor pressure sensor consisting of two semiconductor wafers.