| 【発明の名称】 |
半導体圧力センサ |
| 【発明者】 |
【氏名】有井 康孝
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| 【要約】 |
【課題】ガラス台座と半導体基板との接合界面に生じるボイドを容易に検出することのできる半導体圧力センサを提供する。
【解決手段】凹部を形成することにより薄肉状に形成されたダイアフラム１ａを有する半導体基板１と、ダイアフラム１ａに形成されたピエゾ抵抗２と、ダイアフラム１ａに圧力を導入するための圧力導入孔７ａが形成されるとともに、半導体基板１に接合されるガラス台座７とを有してなる半導体圧力センサにおいて、ガラス台座７の半導体基板１との接合界面１０とは反対面の所定位置にのみ金属膜８を形成した。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 凹部を形成することにより薄肉状に形成されたダイアフラムを有する半導体基板と、前記ダイアフラムに形成されたピエゾ抵抗と、前記ダイアフラムに圧力を導入するための圧力導入孔が形成されるとともに、前記半導体基板に接合されるガラス台座とを有してなる半導体圧力センサにおいて、前記ガラス台座の前記半導体基板との接合界面とは反対面の所定位置にのみ金属膜を形成したことを特徴とする半導体圧力センサ。
【請求項２】 前記金属膜の形成位置を前記半導体基板との接合界面に対応する個所のみに形成したことを特徴とする請求項１記載の半導体圧力センサ。
【請求項３】 前記圧力導入孔をテーパ状に形成するとともに、隣接するチップの切断のためのチップ切断部をテーパ状に形成したことを特徴とする請求項１記載の半導体圧力センサ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板にダイアフラムを形成してなる半導体圧力センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】シリコン等の半導体からなるピエゾ抵抗を用いたダイアフラム型の半導体圧力センサは、量産性に優れ、小型化及び微細加工が容易で検出感度が高いという利点があり、また、特性の再現性が良く、信頼性も高いという理由から広く用いられている。
【０００３】従来の半導体圧力センサは、シリコン微細加工技術を用いて半導体基板上に形成されている。図４は従来例に係る半導体圧力センサの概略構成を示す断面図であり、シリコン等の半導体基板１の一主表面の略中央をエッチングすることにより凹部を形成し、薄肉部からなるダイアフラム１ａとダイアフラム１ａを支持する支持部１ｂとが形成されている、そして、半導体基板１の二主表面のダイアフラム１ａには複数のピエゾ抵抗２が形成され、複数のピエゾ抵抗２がホイートストンブリッジ構造となるように、配線３が形成されている。また、支持部１ｂには、ダイアフラム１ａに圧力を導入するための圧力導入孔７ａが形成されるとともに、片面に金属膜８がコーティングされたガラス台座７が陽極接合により接合されている。なお、ピエゾ抵抗２の形成方法の一例としては、低濃度のボロンをイオン注入及び熱拡散処理を行うことにより形成する方法があり、配線３の形成方法の一例としては、ボロン雰囲気中で熱拡散を行うことにより形成する方法がある。
【０００４】また、半導体基板１の二主表面上にはシリコン酸化膜４及びシリコン窒化膜５が形成されており、配線３上の所望の個所のシリコン酸化膜４及びシリコン窒化膜５にはコンタクトホールが形成され、コンタクトホールを埋め込むようにアルミニウム等からなる電極６が形成され、電極６と配線３とは電気的に接続される。
【０００５】この半導体圧力センサは、ダイアフラム１ａに圧力が加わると撓んだダイアフラム１ａに発生する応力を、ダイアフラム１ａに形成されたピエゾ抵抗２のピエゾ抵抗効果による抵抗値の変化として検出して圧力を検出するようになっている。
【０００６】ここで、ガラス台座７の裏面に形成された金属膜８は、半導体圧力センサをパッケージに実装する際に、半田により行うことを可能にするために施されているものである。半田による実装の場合には、接着剤等による実装と比較して、高温に耐え得るという効果を奏する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述のような半導体圧力センサにあっては、ガラス台座７の裏面に金属膜８がコーティングされているために、ガラス台座７と半導体基板１との陽極接合時に接合界面に生じるボイドが目視により発見することができなくなり、ボイドが発生している場合には、圧力印加時にそのボイドから圧力が漏洩し圧力センサとしての機能を果たさなくなることがあるという問題があった。
【０００８】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、ガラス台座と半導体基板との接合界面に生じるボイドを容易に検出することのできる半導体圧力センサを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の半導体圧力センサは、凹部を形成することにより薄肉状に形成されたダイアフラムを有する半導体基板と、前記ダイアフラムに形成されたピエゾ抵抗と、前記ダイアフラムに圧力を導入するための圧力導入孔が形成されるとともに、前記半導体基板に接合されるガラス台座とを有してなる半導体圧力センサにおいて、前記ガラス台座の前記半導体基板との接合界面とは反対面の所定位置にのみ金属膜を形成したことを特徴とするものである。
【００１０】請求項２記載の半導体圧力センサは、請求項１記載の半導体圧力センサにおいて、前記金属膜の形成位置を前記半導体基板との接合界面に対応する個所のみに形成したことを特徴とするものである。
【００１１】請求項３記載の半導体圧力センサは、請求項１記載の半導体圧力センサにおいて、前記圧力導入孔をテーパ状に形成するとともに、隣接するチップの切断のためのチップ切断部をテーパ状に形成したことを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例を図面に基づき説明する。図１は本発明の実施の形態の一例に係る半導体圧力センサを示す模式図であり、ウエハ状態での断面の概略を示す。本実施形態の半導体圧力センサの基本的構成は図４により従来の技術として説明したものと同等であるので、同一個所には同一符号を付して説明を省略する。
【００１３】本実施形態の半導体圧力センサは、図４で示した半導体圧力センサにおいて、ガラス台座７の裏面（半導体基板１との接合界面１０の反対面）に金属膜８を形成するに際して、半導体基板１とガラス台座７との接合界面１０が目視で観察できるように、接合界面１０と同等の大きさの部分をレジストによりマスクした上で蒸着により形成する。蒸着が完了した後、レジストを剥離することにより、接合界面１０の観察窓９が形成される。つまり、観察窓９の部分には金属膜８が形成されないのである。
【００１４】本実施形態の半導体圧力センサによれば、金属膜８が部分的に形成されないようにし、この金属膜８が形成されていない観察窓９から接合界面１０を観察することが可能となるので、接合界面１０に発生しているボイドを目視にて検出可能となる。ガラス台座７の金属膜８の形成されている部分を用いて半田によりパッケージへの実装がなされるのである。
【００１５】図２は、本発明の他の実施形態に係る半導体圧力センサを示す模式図であり、図１と同様にウエハ状態での断面の概略を示す。本実施形態の半導体圧力センサは、ガラス台座７の裏面に金属膜８を形成した後、金属膜８を形成した面側から圧力導入孔７ｂ及び隣接する半導体圧力センサを切断するためのチップ切断部１１を各々テーパ状に形成する。圧力導入孔７ｂの方は、ダイアフラム１ａに圧力を導入するためにガラス台座７を貫通する孔としている。
【００１６】本実施形態の半導体圧力センサにおいては、図３に示すように、圧力導入孔７ｂのテーパ部から光を照射し、接合界面１０で反射された光をチップ切断部１１のテーパ部を介して観察することにより、接合界面１０に発生しているボイドを目視にて検出可能となる。
【００１７】
【発明の効果】以上のように、請求項１乃至請求項３記載の発明によれば、凹部を形成することにより薄肉状に形成されたダイアフラムを有する半導体基板と、前記ダイアフラムに形成されたピエゾ抵抗と、前記ダイアフラムに圧力を導入するための圧力導入孔が形成されるとともに、前記半導体基板に接合されるガラス台座とを有してなる半導体圧力センサにおいて、前記ガラス台座の前記半導体基板との接合界面とは反対面の所定位置、つまり、接合界面を観察するのに妨げにならない個所にのみ金属膜を形成するようにしたので、ガラス台座と半導体基板との接合界面に生じるボイドを容易に検出することのできる半導体圧力センサが提供できた。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５８３２
【氏名又は名称】松下電工株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１１月２８日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】安藤 淳二 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１６０１７７ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）６月１８日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−３２７５８７ |
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