JPH06203712A - 絶対圧型半導体圧力センサ - Google Patents
絶対圧型半導体圧力センサInfo
- Publication number
- JPH06203712A JPH06203712A JP201293A JP201293A JPH06203712A JP H06203712 A JPH06203712 A JP H06203712A JP 201293 A JP201293 A JP 201293A JP 201293 A JP201293 A JP 201293A JP H06203712 A JPH06203712 A JP H06203712A
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- Japan
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- pressure sensor
- pad
- electrode
- silicon substrate
- diaphragm
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- Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電極配線を金属材料により形成し、配線抵抗
を小さくする。 【構成】 凹部を形成してなるダイヤフラム５ａと、該
ダイヤフラム上に形成された下部電極２と、該下部電極
の外部端子としてパッド８ａを有するシリコン基板５
に、上部電極１ａ及び前記パッドに対向した穴９を形成
してなるガラス基板１を陽極接合して密閉空間を形成
し、前記ダイヤフラムで圧力を感知する絶対圧型の半導
体圧力センサにおいて、前記シリコン基板およびガラス
基板の電極を金属材料により形成すると共に、前記シリ
コン基板の凹部に隣接して前記金属電極の厚み以下の段
差を形成した。
を小さくする。 【構成】 凹部を形成してなるダイヤフラム５ａと、該
ダイヤフラム上に形成された下部電極２と、該下部電極
の外部端子としてパッド８ａを有するシリコン基板５
に、上部電極１ａ及び前記パッドに対向した穴９を形成
してなるガラス基板１を陽極接合して密閉空間を形成
し、前記ダイヤフラムで圧力を感知する絶対圧型の半導
体圧力センサにおいて、前記シリコン基板およびガラス
基板の電極を金属材料により形成すると共に、前記シリ
コン基板の凹部に隣接して前記金属電極の厚み以下の段
差を形成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、気圧、水圧などの絶
対圧を静電容量や接点スイッチで測定する半導体圧力セ
ンサ、圧力スイッチに関する。
対圧を静電容量や接点スイッチで測定する半導体圧力セ
ンサ、圧力スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、図２（ａ）、（ｂ）に示すように
絶対圧型の半導体圧力センサ、特に、静電容量型、スイ
ッチ型の圧力センサでは、上部電極１と下部電極２をキ
ャビティ３を密閉空間としながら外部配線と接続するた
めに、拡散抵抗４を介して配線するのが通常である。こ
れは、拡散条件を適正に設定すれば、拡散抵抗を形成し
てもシリコン基板の表面はほとんど変化しないのでシリ
コン基板５とガラス基板６の陽極接合により密閉空間を
容易に形成できるという利点があるためである。
絶対圧型の半導体圧力センサ、特に、静電容量型、スイ
ッチ型の圧力センサでは、上部電極１と下部電極２をキ
ャビティ３を密閉空間としながら外部配線と接続するた
めに、拡散抵抗４を介して配線するのが通常である。こ
れは、拡散条件を適正に設定すれば、拡散抵抗を形成し
てもシリコン基板の表面はほとんど変化しないのでシリ
コン基板５とガラス基板６の陽極接合により密閉空間を
容易に形成できるという利点があるためである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のこの構
造では、拡散抵抗を介在した配線構造をとるため、配線
抵抗はシリコン基板への不純物拡散の濃度に依存し、金
属単体の配線の場合と比べて抵抗が大きくなってしまう
という課題があった。
造では、拡散抵抗を介在した配線構造をとるため、配線
抵抗はシリコン基板への不純物拡散の濃度に依存し、金
属単体の配線の場合と比べて抵抗が大きくなってしまう
という課題があった。
【０００４】そこで、この発明の目的は、従来のこのよ
うな課題を解決するため、金属配線と同様な抵抗値を有
し、しかも、絶対圧型圧力センサとして機能するように
基準圧室の密閉構造を維持できる構造を得ることにあ
る。
うな課題を解決するため、金属配線と同様な抵抗値を有
し、しかも、絶対圧型圧力センサとして機能するように
基準圧室の密閉構造を維持できる構造を得ることにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は上部電極１と下部電極２を独立して取り
出す構造を有する絶対圧型の半導体圧力センサにおい
て、キャビティ３と隣接する一部に上部電極（ガラス側
電極）を中継するための配線金属の厚みより浅い窪みの
電極受け部７を形成し、上部電極と下部電極をそれぞれ
独立に配線し、リード線を接続するパッドの面積はガラ
ス基板にあけた穴９より大きい構造とした。
に、この発明は上部電極１と下部電極２を独立して取り
出す構造を有する絶対圧型の半導体圧力センサにおい
て、キャビティ３と隣接する一部に上部電極（ガラス側
電極）を中継するための配線金属の厚みより浅い窪みの
電極受け部７を形成し、上部電極と下部電極をそれぞれ
独立に配線し、リード線を接続するパッドの面積はガラ
ス基板にあけた穴９より大きい構造とした。
【０００６】
【作用】上記のように構成された絶対圧型半導体圧力セ
ンサにおいては、上部電極１、下部電極２ともに、拡散
抵抗４を用いずに配線することができるので、配線抵抗
は金属なみに小さくできる。しかも、パッド配線部分の
金属とガラスとは陽極接合により、気密的に接合される
ので、キャビティ３の密閉空間は維持され、絶対圧型圧
力センサの機能を損なうことはない。したがって、絶対
圧型でありながら配線抵抗が金属配線なみに低い圧力セ
ンサ、圧力スイッチを得ることができる。
ンサにおいては、上部電極１、下部電極２ともに、拡散
抵抗４を用いずに配線することができるので、配線抵抗
は金属なみに小さくできる。しかも、パッド配線部分の
金属とガラスとは陽極接合により、気密的に接合される
ので、キャビティ３の密閉空間は維持され、絶対圧型圧
力センサの機能を損なうことはない。したがって、絶対
圧型でありながら配線抵抗が金属配線なみに低い圧力セ
ンサ、圧力スイッチを得ることができる。
【０００７】
【実施例】以下に、この発明の実施例を図面に基づいて
説明する。図１は本発明の圧力センサの断面及び平面説
明図であり、ガラス基板１の一平面に形成された上部電
極１ａはキャビティ３に隣接してシリコン基板５に設け
られた電極受け部７を介してパッド側金属配線８ａとコ
ンタクトしている。また、前記パッド側金属配線８ａ上
に設けられ、リード線接続部となるパッド８は、ガラス
基板１に形成した穴９より大きい平面を有しており、該
穴９の周囲はパッド側金属配線８ａ上で前記ガラス基板
１はシリコン基板５と陽極接合されている。
説明する。図１は本発明の圧力センサの断面及び平面説
明図であり、ガラス基板１の一平面に形成された上部電
極１ａはキャビティ３に隣接してシリコン基板５に設け
られた電極受け部７を介してパッド側金属配線８ａとコ
ンタクトしている。また、前記パッド側金属配線８ａ上
に設けられ、リード線接続部となるパッド８は、ガラス
基板１に形成した穴９より大きい平面を有しており、該
穴９の周囲はパッド側金属配線８ａ上で前記ガラス基板
１はシリコン基板５と陽極接合されている。
【０００８】次に、本発明による圧力センサの構造を実
現するための製造プロセスの概要を図３に示す。先ず、
ｎ型（１００）のシリコン基板５に酸化珪素膜を熱酸化
により形成し、フォトリソグラフィの手法によりキャビ
ティ３の部分のパターンと位置合わせマークをパターニ
ングする。次に、ＫＯＨで異方性エッチングによりキャ
ビティ３部分を形成し、同様に電極受け部７を形成する
（図３（ａ））。次に、シリコンダイヤフラム形成のた
めの窒化珪素膜１０を形成し、これをパターニングして
キャビティ部分にアルミニウムからなる下部電極２を形
成する（図３（ｂ））。一方、ガラス基板１には、同じ
くフォトリソグラフィによるパターニングとフッ酸溶液
によりリード線接続穴９となる部分に訳５０μｍのエッ
チング加工を施し、これにアルミニウムからなる上部電
極１ａを形成し、パターニングする（図３（ｃ））。
現するための製造プロセスの概要を図３に示す。先ず、
ｎ型（１００）のシリコン基板５に酸化珪素膜を熱酸化
により形成し、フォトリソグラフィの手法によりキャビ
ティ３の部分のパターンと位置合わせマークをパターニ
ングする。次に、ＫＯＨで異方性エッチングによりキャ
ビティ３部分を形成し、同様に電極受け部７を形成する
（図３（ａ））。次に、シリコンダイヤフラム形成のた
めの窒化珪素膜１０を形成し、これをパターニングして
キャビティ部分にアルミニウムからなる下部電極２を形
成する（図３（ｂ））。一方、ガラス基板１には、同じ
くフォトリソグラフィによるパターニングとフッ酸溶液
によりリード線接続穴９となる部分に訳５０μｍのエッ
チング加工を施し、これにアルミニウムからなる上部電
極１ａを形成し、パターニングする（図３（ｃ））。
【０００９】その後、前記上部電極１ａと前記下部電極
２とを相対させて、前記ガラス基板１とシリコン基板５
とを陽極接合させ、次にＫＯＨ溶液によりダイヤフラム
５ａを形成したあと、ガラス基板１のパッド対応部分を
ダイヤフラムにより訳４０μｍ薄くした状態で溝入れす
る（図３（ｄ））。最後に、所望の圧力センサの外形で
タイミングし、図示しないリード線を接続する。なお、
本例では配線金属としてアルミニウムを用いたが、陽極
接合が可能であれば配線金属としてアルミニウム以外の
金属を用いていても良いことは言うまでもない。
２とを相対させて、前記ガラス基板１とシリコン基板５
とを陽極接合させ、次にＫＯＨ溶液によりダイヤフラム
５ａを形成したあと、ガラス基板１のパッド対応部分を
ダイヤフラムにより訳４０μｍ薄くした状態で溝入れす
る（図３（ｄ））。最後に、所望の圧力センサの外形で
タイミングし、図示しないリード線を接続する。なお、
本例では配線金属としてアルミニウムを用いたが、陽極
接合が可能であれば配線金属としてアルミニウム以外の
金属を用いていても良いことは言うまでもない。
【００１０】このようにして製作された圧力スイッチの
スイッチ短絡時の抵抗を測定したところ、約３０Ωであ
った。また配線金属の厚み、パターンを変えることによ
り、抵抗を数Ω以下にすることも可能である。
スイッチ短絡時の抵抗を測定したところ、約３０Ωであ
った。また配線金属の厚み、パターンを変えることによ
り、抵抗を数Ω以下にすることも可能である。
【００１１】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように、絶対
圧型でありながら配線をすべて金属で構成したので、配
線抵抗を極端に下げることができ、高感度な圧力セン
サ、圧力スイッチが提供できるという効果がある。
圧型でありながら配線をすべて金属で構成したので、配
線抵抗を極端に下げることができ、高感度な圧力セン
サ、圧力スイッチが提供できるという効果がある。
【図１】本発明の圧力センサの構造を示した説明図であ
る。
る。
【図２】従来の圧力センサの構造を示した説明図であ
る。
る。
【図３】本発明圧力センサの製造方法を示した説明図で
ある。
ある。
１ 上部電極 ２ 下部電極 ３ キャビティ ４ 拡散抵抗 ５ シリコン基板 ６ ガラス基板 ７ 電極受け部 ８ パッド部 ９ リード線接続穴 10 窒化珪素
Claims (2)
- 【請求項１】 凹部を形成してなるダイヤフラムと、該
ダイヤフラム上に形成された下部電極と、該下部電極の
外部端子としてパッドを有するシリコン基板に、上部電
極及び前記パッドに対向した穴を形成してなるガラス基
板を陽極接合して密閉空間を形成し、前記ダイヤフラム
で圧力を感知する絶対圧型の半導体圧力センサにおい
て、前記シリコン基板及びガラス基板の電極を金属材料
により形成すると共に、前記シリコン基板の凹部に隣接
して前記金属電極の厚み以下の段差を形成したことを特
徴とする絶対圧型圧力センサ。 - 【請求項２】 前記ガラス基板に形成した穴は、前記シ
リコン基板のパッドに対向して該パッドの大きさよりも
小さな開口を有することを特徴とする請求項１記載の絶
対圧型圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP201293A JPH06203712A (ja) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | 絶対圧型半導体圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP201293A JPH06203712A (ja) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | 絶対圧型半導体圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06203712A true JPH06203712A (ja) | 1994-07-22 |
Family
ID=11517461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP201293A Pending JPH06203712A (ja) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | 絶対圧型半導体圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06203712A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001267588A (ja) * | 2000-01-11 | 2001-09-28 | Fuji Electric Co Ltd | 静電容量型半導体センサおよびその製造方法 |
| JP2007292658A (ja) * | 2006-04-26 | 2007-11-08 | Oki Electric Ind Co Ltd | 圧力センサ及びこの製造方法 |
| JP2008534306A (ja) * | 2005-04-05 | 2008-08-28 | リテフ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | マイクロ機械部品およびマイクロ機械部品の製造方法 |
| TWI471955B (zh) * | 2011-12-13 | 2015-02-01 | Xintec Inc | 半導體封裝件及其製法 |
-
1993
- 1993-01-08 JP JP201293A patent/JPH06203712A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001267588A (ja) * | 2000-01-11 | 2001-09-28 | Fuji Electric Co Ltd | 静電容量型半導体センサおよびその製造方法 |
| JP4586239B2 (ja) * | 2000-01-11 | 2010-11-24 | 富士電機ホールディングス株式会社 | 静電容量型半導体センサおよびその製造方法 |
| JP2008534306A (ja) * | 2005-04-05 | 2008-08-28 | リテフ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | マイクロ機械部品およびマイクロ機械部品の製造方法 |
| US7964428B2 (en) | 2005-04-05 | 2011-06-21 | Litef Gmbh | Micromechanical component and method for fabricating a micromechanical component |
| JP2012020397A (ja) * | 2005-04-05 | 2012-02-02 | Northrop Grumman Litef Gmbh | マイクロ機械部品およびマイクロ機械部品の製造方法 |
| JP2007292658A (ja) * | 2006-04-26 | 2007-11-08 | Oki Electric Ind Co Ltd | 圧力センサ及びこの製造方法 |
| TWI471955B (zh) * | 2011-12-13 | 2015-02-01 | Xintec Inc | 半導體封裝件及其製法 |
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