JPS62291072A - 半導体圧センサ - Google Patents
半導体圧センサInfo
- Publication number
- JPS62291072A JPS62291072A JP13460386A JP13460386A JPS62291072A JP S62291072 A JPS62291072 A JP S62291072A JP 13460386 A JP13460386 A JP 13460386A JP 13460386 A JP13460386 A JP 13460386A JP S62291072 A JPS62291072 A JP S62291072A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- mosi2
- pressure sensor
- thermal expansion
- semiconductor pressure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims 5
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims 1
- 229910020968 MoSi2 Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
３、発明の詳細な説明
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は、一方表面に拡散抵抗層及びこれに接続される
電極配線層が形成され、前記拡散抵抗層の反対面にダイ
ヤフラムが形成された感圧半導体基板を有する半導体圧
力センサに関し、特に産業用プロセス計装の圧力、流量
測定などに利用される圧力伝送器の部品である半導体圧
力センサとして使用されるものである。
電極配線層が形成され、前記拡散抵抗層の反対面にダイ
ヤフラムが形成された感圧半導体基板を有する半導体圧
力センサに関し、特に産業用プロセス計装の圧力、流量
測定などに利用される圧力伝送器の部品である半導体圧
力センサとして使用されるものである。
（従来の技術）
この種の半導体圧力センサの従来例の断面図を第５図に
示し、その一部拡大図ｆ第６図に示す。
示し、その一部拡大図ｆ第６図に示す。
図中１は半導体感圧基板、２は基板台、３Ｖ」外囲器、
４はリードビン、５はデンディングワイヤ、６は拡散抵
抗、７．８は絶縁膜、９はＡｔ（アルミニウム）パター
ン配線層である。
４はリードビン、５はデンディングワイヤ、６は拡散抵
抗、７．８は絶縁膜、９はＡｔ（アルミニウム）パター
ン配線層である。
上記半導体圧力センサは、圧力に対し相反する抵抗値変
化をともなう拡散抵抗を第７図のようにブリ、ジ回路に
組み、オフセット電圧変化を利用するものであるが、温
度に対してもオフセット電圧変化（温度特性）を生じる
。高精度な圧力センサを提供する場合、温度特性が優れ
ていること（温度変化に対してのオフセラ） １４’ｉ
圧変化が少ないこと）が望まれている。温度特性１・１
、ｓｉ基板のみならず、感圧基板の外囲器へのアセンブ
リ法及び感圧基板上の酸化膜、 Ａｔ配線等に依存して
おり、温度特性の向上のため、この点に注目し技術的改
良を加えていた。
化をともなう拡散抵抗を第７図のようにブリ、ジ回路に
組み、オフセット電圧変化を利用するものであるが、温
度に対してもオフセット電圧変化（温度特性）を生じる
。高精度な圧力センサを提供する場合、温度特性が優れ
ていること（温度変化に対してのオフセラ） １４’ｉ
圧変化が少ないこと）が望まれている。温度特性１・１
、ｓｉ基板のみならず、感圧基板の外囲器へのアセンブ
リ法及び感圧基板上の酸化膜、 Ａｔ配線等に依存して
おり、温度特性の向上のため、この点に注目し技術的改
良を加えていた。
第３図に・９ターン配線厚に対する温度特性を示す。図
示される如く配線厚は、薄くするにしたがい温度特性が
向上する。しかし配線厚を薄くすることは・パターンの
断切れ及びボンディング性等の問題があり、約１μ以下
にすることは困難であった。温度特性の向上が望まれる
場合、Ａｔ配線でかつｈｔｙｉを可能な限り薄くしても
、高精度の半導体圧カセンザを提供するにはいたらなか
った。
示される如く配線厚は、薄くするにしたがい温度特性が
向上する。しかし配線厚を薄くすることは・パターンの
断切れ及びボンディング性等の問題があり、約１μ以下
にすることは困難であった。温度特性の向上が望まれる
場合、Ａｔ配線でかつｈｔｙｉを可能な限り薄くしても
、高精度の半導体圧カセンザを提供するにはいたらなか
った。
（発明が解決しようとする問題点）
所で・リーン配線の材料の熱膨張係数を８１に近づける
ことにより、温度特性を向上することが考えられる。熱
膨張係数がＳｔに近い材料としてＭｏ、Ｗ等があげられ
るが、Ｓｌとの密着性不良及びデンディング性不良で、
パターン配線として使用することは不可能であり、 Ａ
ｔとの積層構造を行ないメンディング性の向上を図って
も、Ａｔ厚を約１μ以上形成しなければならなく、温度
特性の向上が図れなかった。
ことにより、温度特性を向上することが考えられる。熱
膨張係数がＳｔに近い材料としてＭｏ、Ｗ等があげられ
るが、Ｓｌとの密着性不良及びデンディング性不良で、
パターン配線として使用することは不可能であり、 Ａ
ｔとの積層構造を行ないメンディング性の向上を図って
も、Ａｔ厚を約１μ以上形成しなければならなく、温度
特性の向上が図れなかった。
本発明は高精度な半導体圧力センサを提供するために、
温度特性を向上（つまり温度変化におけるオフセット電
圧変化を低減）させることを目的としている。
温度特性を向上（つまり温度変化におけるオフセット電
圧変化を低減）させることを目的としている。
（問題点を解決するための手段と作用）本発明は、一方
表面に拡散抵抗層及びこれに接続される電極配線層が形
成され前記拡散抵抗層の反対面にダイヤフラムが形成さ
れた感圧半導体基板を有する半導体圧力センサにおいて
、前記電極配線層の材料の熱膨張係数がシリコンの１．
５〜５倍であることを特徴とする。即ち電極配線層の材
料の熱膨張係数をシリコンに近づけ、温度変化により発
生するシリコン中の内部歪全減少させ、温度変化による
オフセット電圧変化を低減させるようにしたものである
。
表面に拡散抵抗層及びこれに接続される電極配線層が形
成され前記拡散抵抗層の反対面にダイヤフラムが形成さ
れた感圧半導体基板を有する半導体圧力センサにおいて
、前記電極配線層の材料の熱膨張係数がシリコンの１．
５〜５倍であることを特徴とする。即ち電極配線層の材
料の熱膨張係数をシリコンに近づけ、温度変化により発
生するシリコン中の内部歪全減少させ、温度変化による
オフセット電圧変化を低減させるようにしたものである
。
（実施例）
以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。第１図は
同実施例の断面図であるが、これは第６図に対応させた
場合の例であるから、対応個所には同一符号を付してお
く。即ち拡散抵抗６が形成された８１基板１に酸化膜７
１に介して・母ターン配線層が形成される。この配線層
は、ノ臂ターンの断切れの問題があるため、基板とのコ
ンタクト部はプラズマエツチング等の手法によりテーノ
４を形成し、断切れ問題を防止している。上記配線層は
Ｍｏ Ｓ ｌ ２／ Ｍｏ ／ＭｏＳ ｉ 、、、の積
層構造により形成される。
同実施例の断面図であるが、これは第６図に対応させた
場合の例であるから、対応個所には同一符号を付してお
く。即ち拡散抵抗６が形成された８１基板１に酸化膜７
１に介して・母ターン配線層が形成される。この配線層
は、ノ臂ターンの断切れの問題があるため、基板とのコ
ンタクト部はプラズマエツチング等の手法によりテーノ
４を形成し、断切れ問題を防止している。上記配線層は
Ｍｏ Ｓ ｌ ２／ Ｍｏ ／ＭｏＳ ｉ 、、、の積
層構造により形成される。
即ち第１図に示すように％ Ｍｏ５１２層１１ｈは約ｘ
ｏｏｏｌはどの厚さで形成し、８１との密着性の向ヒを
図る。Ｍｏ）＠ｌｌｂはＭｏ Ｓ ’ｒ ２層１１瓢の
上に形成し、約８０００１はどの厚さとする。オだＭｏ
層１１ｂの上に、Ｍｏ層の酸化防止のためＭｏ８１２層
１１ｃを約１０００Ｘはど形成する。従ってこのＭｏ
Ｓ ｌ ２ ／ Ｍｏ ／ Ｍｏ Ｓ １２層は合計的
１００００Ｘである。
ｏｏｏｌはどの厚さで形成し、８１との密着性の向ヒを
図る。Ｍｏ）＠ｌｌｂはＭｏ Ｓ ’ｒ ２層１１瓢の
上に形成し、約８０００１はどの厚さとする。オだＭｏ
層１１ｂの上に、Ｍｏ層の酸化防止のためＭｏ８１２層
１１ｃを約１０００Ｘはど形成する。従ってこのＭｏ
Ｓ ｌ ２ ／ Ｍｏ ／ Ｍｏ Ｓ １２層は合計的
１００００Ｘである。
上記Ｍｏ Ｓ ｌ □／Ｍｏ ／ Ｍｏ Ｓ １２層の
形成は、真空中での蒸着等の手法により行なわれる。ま
た第２図よりＭｏ５ｔ 、 Ｍｏの熱膨張係数は、Ａ
ｔに比較しＳｔに近い値となっている。形成されたＭｏ
Ｓ ｌ ２ ／Ｍｏ ／Ｍｏ ８ ｌ ２層は、約１
０００℃、３０分程度のアニールによりＳｌとの密着性
及び電気的接触状態の向上を図る。
形成は、真空中での蒸着等の手法により行なわれる。ま
た第２図よりＭｏ５ｔ 、 Ｍｏの熱膨張係数は、Ａ
ｔに比較しＳｔに近い値となっている。形成されたＭｏ
Ｓ ｌ ２ ／Ｍｏ ／Ｍｏ ８ ｌ ２層は、約１
０００℃、３０分程度のアニールによりＳｌとの密着性
及び電気的接触状態の向上を図る。
Ｍｏ Ｓ ｉ ／Ｍｏ ／ Ｍｏ Ｓ ｉ ２のノ千
ターン配線層の上面は、酸化膜８を積層し、外部との電
気的絶縁を形成する。
ターン配線層の上面は、酸化膜８を積層し、外部との電
気的絶縁を形成する。
第２図に熱膨張係数を示す。ｋｔは、ＭＯ８１２１ＭＯ
に比較し熱膨張係数がかなり太き（、Ｓｌの９倍程度で
あり、Ｍｏ Ｓ ｉ ２ ｅ ＭｏはＳｌの２〜３倍程
度である。
に比較し熱膨張係数がかなり太き（、Ｓｌの９倍程度で
あり、Ｍｏ Ｓ ｉ ２ ｅ ＭｏはＳｌの２〜３倍程
度である。
第３図に７９タ一ン配線層厚に対する温度特性を示す。
Ｍｏ Ｓ ｉ ２ ／Ｍｏ ／Ｍｏ Ｓ ｉ ２層は、
Ａｔ層に比較し、同一層厚において約ＩＡ程度のオフセ
ット電圧変化となる。よってＭｏ５ｔ ／Ｍｏ／Ｍｏ５
ｉ２ｊ−等の熱膨張係数がＳｌに近い材料でパターン配
線層を形成することで・温度特性の向上が図れる。
Ａｔ層に比較し、同一層厚において約ＩＡ程度のオフセ
ット電圧変化となる。よってＭｏ５ｔ ／Ｍｏ／Ｍｏ５
ｉ２ｊ−等の熱膨張係数がＳｌに近い材料でパターン配
線層を形成することで・温度特性の向上が図れる。
Ｍｏ Ｓ ｉ ２ ／Ｍｏ ／Ｍｏ Ｓ １２層で可能
なかぎりパターン層厚を薄くすることで、従来達成する
ことができなかった良好な温度特性が得られる（第３図
参照）。
なかぎりパターン層厚を薄くすることで、従来達成する
ことができなかった良好な温度特性が得られる（第３図
参照）。
また同一の温度特性を得ることに対しても、ＭｏＳｉ２
／Ｍｏ ／Ｍｏ Ｓ １２層においては層厚を厚くする
ことが可能であり、パターン段切れ等に対してマージン
がもてる。
／Ｍｏ ／Ｍｏ Ｓ １２層においては層厚を厚くする
ことが可能であり、パターン段切れ等に対してマージン
がもてる。
第４図に静圧誤差特性を示す。静圧誤差特性は、静圧が
印加された場合のオフセット電圧の変化で６一 あり、この変化が少ないことが圧力センサの高精度化に
関し望１れる。パターン配線層をＡｔからＭｏ５Ｉ２
／Ｍｏ ／Ｍｏ５１２にすることにより静圧誤差が減少
している。よってパターン配線ノーをＡｔからＭｏＳ
ｉ ２ ／Ｍｏ ／ＭｏＳ ｌ□にすることで、温度特
性の向上のみならず、静圧誤差特性の向上も図れた。
印加された場合のオフセット電圧の変化で６一 あり、この変化が少ないことが圧力センサの高精度化に
関し望１れる。パターン配線層をＡｔからＭｏ５Ｉ２
／Ｍｏ ／Ｍｏ５１２にすることにより静圧誤差が減少
している。よってパターン配線ノーをＡｔからＭｏＳ
ｉ ２ ／Ｍｏ ／ＭｏＳ ｌ□にすることで、温度特
性の向上のみならず、静圧誤差特性の向上も図れた。
なお本発明Ｖま一ヒ記実施例に限られず種々の応用が可
能である０例えばパターン配線層電気抵抗が大きくても
さしつかえない場合、パターン配線層ｊｚＭｏｓｉ□の
みにより形成することもできる６また本発明は、パター
ン配線層（電極配線層）の材料の熱膨張係数がＳＬに近
いもので形成することが目的であり、電極配線層の材料
の熱膨張係数がＳｌの１．５〜５倍であることが特徴で
ある。ここで１．５倍としたのは、これ以下で配線に使
える材料はなきに等しいからであり、５倍としたのは、
これ以上だと温度特性が使用に耐えなくなるからである
。
能である０例えばパターン配線層電気抵抗が大きくても
さしつかえない場合、パターン配線層ｊｚＭｏｓｉ□の
みにより形成することもできる６また本発明は、パター
ン配線層（電極配線層）の材料の熱膨張係数がＳＬに近
いもので形成することが目的であり、電極配線層の材料
の熱膨張係数がＳｌの１．５〜５倍であることが特徴で
ある。ここで１．５倍としたのは、これ以下で配線に使
える材料はなきに等しいからであり、５倍としたのは、
これ以上だと温度特性が使用に耐えなくなるからである
。
［発明の効果］
以上説明した如く本発明によれば、電極配線層の材料の
熱膨張係数をＳＩに近づけ、温度変化により発生するＳ
ｔ中の内部歪を減少させ、温度変化によるオフセット電
圧変化を減少させるようにしたため、高精度の半導体圧
力センサが提供できるものである。
熱膨張係数をＳＩに近づけ、温度変化により発生するＳ
ｔ中の内部歪を減少させ、温度変化によるオフセット電
圧変化を減少させるようにしたため、高精度の半導体圧
力センサが提供できるものである。
第１図は本発明の一実施例の要ｆｔ、５を２ドす断面図
、第２図は各材料の熱膨張係ｊｌ−示す図表、第３図、
第４図は本発明の詳細な説明する特性図、第５図は半導
体圧力センサの全体内断１１１１図、第６図は同センサ
の要部の断面図（従来例）、第７図は同センサの出力測
定回路図である。 １・・・半導体感圧基板、６・・・拡散抵抗、ＩＩ＆。 １１ ｃ ・” Ｍｏ８１２層、１ ｌ ｂ ・−Ｍｏ
ｌｌ。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦！ 第 １１図 第２１図 １ ２ 喰１厚（〃） 第３ｊ図 財斤款差 第４．苫
、第２図は各材料の熱膨張係ｊｌ−示す図表、第３図、
第４図は本発明の詳細な説明する特性図、第５図は半導
体圧力センサの全体内断１１１１図、第６図は同センサ
の要部の断面図（従来例）、第７図は同センサの出力測
定回路図である。 １・・・半導体感圧基板、６・・・拡散抵抗、ＩＩ＆。 １１ ｃ ・” Ｍｏ８１２層、１ ｌ ｂ ・−Ｍｏ
ｌｌ。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦！ 第 １１図 第２１図 １ ２ 喰１厚（〃） 第３ｊ図 財斤款差 第４．苫
Claims (2)
- （１）一方表面に拡散抵抗層及びこれに接続される電極
配線層が形成され前記拡散抵抗層の反対面にダイヤフラ
ムが形成された感圧半導体基板を有する半導体圧力セン
サにおいて、前記電極配線層の材料の熱膨張係数がシリ
コンの１．５〜５倍であることを特徴とする半導体圧力
センサ。 - （２）前記電極配線層が、ＭｏＳｉ＿２／Ｍｏ／ＭｏＳ
ｉ＿２の積層構造もしくはＭｏＳｉ＿２の単層構造であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体
圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13460386A JPS62291072A (ja) | 1986-06-10 | 1986-06-10 | 半導体圧センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13460386A JPS62291072A (ja) | 1986-06-10 | 1986-06-10 | 半導体圧センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62291072A true JPS62291072A (ja) | 1987-12-17 |
Family
ID=15132259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13460386A Pending JPS62291072A (ja) | 1986-06-10 | 1986-06-10 | 半導体圧センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62291072A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015129643A (ja) * | 2014-01-06 | 2015-07-16 | アルプス電気株式会社 | Ｍｅｍｓセンサ |
-
1986
- 1986-06-10 JP JP13460386A patent/JPS62291072A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015129643A (ja) * | 2014-01-06 | 2015-07-16 | アルプス電気株式会社 | Ｍｅｍｓセンサ |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4462018A (en) | Semiconductor strain gauge with integral compensation resistors | |
| JPH02132866A (ja) | 高温環境のための機械的センサ | |
| JPH02150754A (ja) | 感応素子の製造方法 | |
| JPS61100956A (ja) | モノブリツド集積回路 | |
| US20060164204A1 (en) | Magnetoresistance effect element and production method and application method therefor same | |
| JPS62291072A (ja) | 半導体圧センサ | |
| JPH05281251A (ja) | 加速度センサおよびその製造方法 | |
| JPH01183165A (ja) | 半導体圧力センサ | |
| US5375034A (en) | Silicon capacitive pressure sensor having a glass dielectric deposited using ion milling | |
| JP2000315805A (ja) | 歪み検出素子及び歪み検出素子製造方法 | |
| JPS6155263B2 (ja) | ||
| JPH03208375A (ja) | 半導体圧力センサ | |
| JPH05343705A (ja) | Ｓｏｉ基板を用いた圧力センサ | |
| JPS6239927B2 (ja) | ||
| JPS6124836B2 (ja) | ||
| JPH04251985A (ja) | 半導体圧力センサ | |
| JP2748077B2 (ja) | 圧力センサ | |
| JPS63298128A (ja) | 圧力センサ | |
| JPS63226073A (ja) | 力検出装置 | |
| JPH0961270A (ja) | 半導体圧力センサ | |
| JPH0234971A (ja) | 半導体圧力センサ | |
| JPS6154267B2 (ja) | ||
| JPH10221144A (ja) | マイクロヒータ及びその製造方法 | |
| WO2007052800A1 (ja) | 半導体圧力センサ | |
| JPH06347354A (ja) | 半導体圧力センサの製造方法 |