JP3336236B2 - 圧力センサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧力を検出するの
に用いて好適な圧力センサに関し、特にエッチング処理
等の半導体製造技術を用いてシリコン基板等に形成され
る半導体式の圧力センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体式の圧力センサとして、
シリコン等の半導体材料からなる基板上にエッチング等
の半導体製造技術を用いて形成したものが例えば特開平
２−１３２３３７号公報によって知られている。

【０００３】そこで、図２０および図２１に基づき従来
技術によるダイヤフラム型の圧力センサをシリコン基板
に形成する場合について述べる。

【０００４】１０１は圧力センサを構成する基板として
のシリコン基板を示し、該シリコン基板１０１は、その
上，下面となる表面１０１Ａと裏面１０１Ｂとは、シリ
コン結晶の（１００）面とほぼ一致するように形成され
ている。

【０００５】１０２はシリコン基板１０１の裏面１０１
Ｂ側に凹設された凹溝で、該凹溝１０２によりシリコン
基板１０１の表面側に薄肉のダイヤフラム部１０３が形
成されている。また、ダイヤフラム部１０３上にはダイ
ヤフラム部１０３に生じる撓みを検出するピエゾ抵抗素
子が設けられ、該ピエゾ抵抗素子１０４にはリード端子
１０５，１０５が接続されている。

【０００６】ここで、凹溝１０２は、シリコン基板１０
１に対して異方性のエッチング処理を施すことにより横
断面が四角形状に形成され、シリコン結晶の（１１１）
面に沿って形成された４個の側壁１０２Ａ，１０２Ａ，
…を有している。

【０００７】そして、圧力センサの作動時には、流体圧
等がダイヤフラム部１０３に作用すると、この圧力に応
じてダイヤフラム部１０３が全体に亘って撓み変形す
る。このとき、ピエゾ抵抗素子１０４はダイヤフラム部
１０３に設けられているから、ピエゾ抵抗素子１０４に
歪が生じる。そして、ピエゾ抵抗素子１０４の抵抗値は
この歪み量に応じて変化するから、圧力センサは、ピエ
ゾ抵抗素子１０４の抵抗値を各リード端子１０５間の電
圧、電流等によって検出することによって、ダイヤフラ
ム部１０３に加わる圧力を検出している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術では、ピエゾ抵抗素子１０４に生じる歪み量は、
ダイヤフラム部１０３の撓み変形の大きさによって変化
する。このため、ダイヤフラム部１０３に作用する圧力
を正確に検出するためには、ダイヤフラム部１０３とピ
エゾ抵抗素子１０４とを正確に位置合せする必要があ
る。そして、ピエゾ抵抗素子１０４とダイヤフラム部１
０３（凹溝１０２）とをシリコン基板１０１の両面側で
位置合せするために、例えば両面型の露光設備等を用い
てシリコン基板１０１の表面１０１Ａ側にピエゾ抵抗素
子１０４用の露光マスクを配置すると共に、シリコン基
板１０１の裏面１０１Ｂ側に凹溝１０２用の露光マスク
を配置し、２つの露光マスクを表面１０１Ａ側と裏面１
０１Ｂ側とで正確に位置合わせしている。

【０００９】しかし、一般に、２つの露光マスクを表面
１０１Ａ側と裏面１０１Ｂ側とで位置合せするときに
は、例えば表面１０１Ａ側でのみ露光マスクの位置合せ
をするときに比して位置合せの精度が低下することが知
られている。即ち、２つの露光マスクの位置合せを行な
う赤外線アライナや反射式の両面アライナでは、光学系
の軸ずれ等によって２つの露光マスクに位置ずれが生じ
ることがある。このため、ピエゾ抵抗素子１０４′は、
例えば図２１中に一点鎖線で示すように、ダイヤフラム
部１０３に対して数μｍ程度の寸法ｄ0 だけ位置ずれす
ることがある。

【００１０】また、２つの露光マスクを正確に位置合せ
できたときでも、ダイヤフラム部１０３がピエゾ抵抗素
子１０４に対して位置ずれすることがある。即ち、シリ
コン基板１０１のカット面となる表面１０１Ａは、カッ
ト時におけるスライス加工、研摩加工の誤差等によって
（１００）面に対して例えば１〜３°程度のばらつきが
生じることがある。このとき、異方性のエッチング処理
によって凹溝１０２を形成すると、図２１中に二点鎖線
で示すように各側壁１０２Ａ′が本来の各側壁１０２Ａ
に対して傾斜した状態となる。このため、ダイヤフラム
部１０３はピエゾ抵抗素子１０４に対して１０μｍ程度
の寸法ｄ1 だけ位置ずれするものである。

【００１１】このように、ダイヤフラム部１０３とピエ
ゾ抵抗素子１０４とに位置ずれが生じた場合には、ピエ
ゾ抵抗素子１０４に生じる歪み量がピエゾ抵抗素子１０
４とダイヤフラム部１０３との相対位置によって異なる
から、ピエゾ抵抗素子１０４によってダイヤフラム部１
０３に作用する圧力を高精度で検出することが難しいと
いう問題がある。

【００１２】これに対し、ダイヤフラム部１０３とピエ
ゾ抵抗素子１０４とを大型化することによって、ダイヤ
フラム部１０３とピエゾ抵抗素子１０４との位置ずれに
よって生じるピエゾ抵抗素子１０４の歪み量の差を少な
くし、ピエゾ抵抗素子１０４による検出の精度を向上さ
せることができる。しかし、この場合にはダイヤフラム
部１０３の１辺の寸法ｄ2 が例えば数１００μｍ〜数ｍ
ｍ程度となってしまい、圧力センサを微細化することが
できないという問題がある。

【００１３】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明は高精度に圧力を検出できると共
に、ダイヤフラム部と撓み検出素子とを高精度に位置合
せすることができ、微細化が可能な圧力センサを提供す
ることにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、請求項１の発明に係る圧力センサの構成は、シリ
コン材料からなる基板と、該基板の表面側に形成され、
該基板の側面に開口した受圧溝と、前記基板の表面側に
形成され、該受圧溝に対し突壁を介して隔てられた凹陥
溝と、前記受圧溝と該凹陥溝とを覆って前記基板の表面
側に設けられ、前記受圧溝との間で外部からの圧力を受
圧する受圧室を形成すると共に、該凹陥溝との間に基準
圧室を画成する上板と、前記受圧溝と前記凹陥溝との間
に位置して前記突壁により形成され、前記受圧室と基準
圧室との間の圧力差によって変位するダイヤフラム部
と、少なくとも該ダイヤフラム部に設けられ、該ダイヤ
フラム部が変位したときに生じる撓みを検出する撓み検
出素子とからなる。

【００１５】上記構成により、受圧室に圧力が加わると
基準圧室との差圧によってダイヤフラム部が撓み変形す
る。このとき、圧力センサは、撓み検出素子によってダ
イヤフラム部の撓み変形を検出し、ダイヤフラム部に作
用する圧力を検出することができる。

【００１６】また、ダイヤフラム部と撓み検出素子とを
基板の表面側に形成するから、基板の表面側だけを加工
することによってダイヤフラム部と撓み検出素子とを形
成することができ、ダイヤフラム部と撓み検出素子を高
精度に位置合せすることができる。

【００１７】また、請求項２の発明は、ダイヤフラム部
を構成する突壁は、受圧溝と凹陥溝との間に変位可能と
なる厚みをもって形成している。

【００１８】この場合、受圧溝と上板との間から圧力が
加わったときに、ダイヤフラム部は基板と上板との間の
高さ方向の中間部が大きく変位し、全体的に撓み変形す
る。このため、ダイヤフラム部全体で圧力を受承するこ
とができる。

【００１９】また、請求項３の発明は、基板の表面側に
は凹陥溝を複数個形成し、受圧溝との間に複数のダイヤ
フラム部を形成している。

【００２０】上記構成により、受圧室に圧力が加わった
ときに、各ダイヤフラム部毎に圧力を検出することがで
きる。また、各ダイヤフラム部をそれぞれ異なる厚さ寸
法に形成することによって、各ダイヤフラム部毎に検出
可能な圧力の範囲を変えることができる。

【００２１】また、請求項４の発明は、撓み検出素子
は、ダイヤフラム部に設けたピエゾ抵抗素子によって構
成したことにある。

【００２２】これにより、受圧溝と上板との間に圧力が
加わり、ダイヤフラム部に撓み変形が生じたときに、ピ
エゾ抵抗素子に歪みが生じる。このとき、この歪み量に
応じてピエゾ抵抗素子の抵抗値が変化するから、ピエゾ
抵抗素子の抵抗値に応じてダイヤフラム部に加わる圧力
を検出することができる。

【００２３】また、請求項５の発明は、撓み検出素子
は、ダイヤフラム部に設けられた第１の電極と、該第１
の電極と対向し凹陥溝内に設けられた第２の電極とによ
り静電容量型素子として構成している。

【００２４】これにより、受圧溝と上板との間に圧力が
加わり、ダイヤフラム部に撓み変形が生じたときに、ダ
イヤフラム部側の第１の電極と凹陥溝内の第２の電極と
の間の距離が減少、増加するから、この距離に応じて第
１の電極と第２の電極との間の静電容量が変化する。こ
のため、第１の電極と第２の電極との間の静電容量に対
応してダイヤフラム部に加わる圧力を検出することがで
きる。

【００２５】また、請求項６の発明は、前記基板は不純
物を添加した半導体材料によって形成している。

【００２６】このため、基板をｎ形半導体またはｐ形半
導体として形成でき、イオン注入法等を用いることによ
って、撓み変形素子をダイヤフラム部に容易に形成する
ことができる。

【００２７】また、請求項７の発明は、前記基板は２つ
のシリコン基板間に酸化膜を介在させたＳＯＩ基板であ
る。

【００２８】ＳＯＩ基板を用いることにより、受圧凹溝
およびダイヤフラム部の形成を容易に行なうことができ
る。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
圧力センサを添付図面に従って詳細に説明する。

【００３０】まず、本発明による第１の実施例を、図１
ないし図１０に基づいて説明する。

【００３１】１は単結晶のシリコン材料からなる基板と
してのシリコン基板で、該シリコン基板１は例えば長辺
と短辺とを有する略長方形状に形成されている。ここ
で、本実施例ではシリコン基板１の長辺方向を前後方
向、短辺方向を左右方向とする。そして、シリコン基板
１は、例えばリン等の不純物を添加することにより半導
体材料としてのｎ形半導体となっている。

【００３２】２はシリコン基板１の前部側に位置して表
面側に凹設された受圧溝で、該受圧溝２はシリコン基板
１の表面側にドライエッチング処理等を施すことにより
形成され、例えば２０〜１００μｍ程度の深さ寸法を有
している。また、受圧溝２は、シリコン基板１の前端と
なる側面に開口し、シリコン基板１の前端から後部側へ
と略四角形状をなして形成されると共に、左右方向に向
けて長さ寸法Ｌ0 を有している。そして、受圧溝２は、
後述の上板１２によって覆われることにより、上板１２
との間に外部からの圧力を受圧する受圧室Ａを形成して
いる。

【００３３】３はシリコン基板１の表面側に凹設された
凹陥溝を示し、該凹陥溝３は、シリコン基板１の表面側
にドライエッチング処理等を施すことにより形成され、
受圧溝２から後述の突壁４を介して隔てられている。ま
た、凹陥溝３は、図２に示すように略四角形状に形成さ
れ、受圧溝２に対し前後方向で離間し、左右方向ではほ
ぼ並行となるように配設されている。

【００３４】そして、凹陥溝３は、例えば２０〜１００
μｍ程度の深さ寸法を有すると共に、左右方向に対して
は受圧溝２とほぼ同一の長さ寸法Ｌ0 を有している。ま
た、凹陥溝３は上板１２で閉塞されることにより、上板
１２との間に密閉された基準圧室Ｂを画成している。

【００３５】４は受圧溝２と凹陥溝３との間に形成され
た突壁で、該突壁４は凹陥溝３と受圧溝２との間に薄肉
の壁となって形成され、均一な厚さ寸法Ｌ1 をもって基
板１の左右方向に向けて長尺に延びている。そして、突
壁部４は、左右方向に対して受圧溝２、凹陥溝３とほぼ
同一の長さ寸法を有している。

【００３６】また、突壁４は上板１２が固着されること
より、受圧室Ａと基準圧室Ｂとの間を隔離するダイヤフ
ラム部Ｃを形成している。そして、ダイヤフラム部Ｃは
受圧室Ａと基準圧室Ｂとの間に圧力差が発生することに
よって撓み変形し、例えば高さ方向の中間部が基も大き
く変位するものである。

【００３７】５，５はダイヤフラム部４の受圧溝２側に
撓み検出素子として設けられた例えば２個のピエゾ抵抗
素子で、該各ピエゾ抵抗素子５は、ダイヤフラム部Ｃの
左右方向に離間し、高さ方向中間部に埋設状態で形成さ
れている。また、ピエゾ抵抗素子５は、例えばイオン注
入法等を用いてホウ素等の不純物をシリコン基板１の表
面側から注入して、拡散させ、その一部を略長方形状に
ピエゾ抵抗化させることによって形成されている。そし
て、各ピエゾ抵抗素子５は、ダイヤフラム部Ｃが撓み変
形するのに伴って歪むことにより、この歪み量をダイヤ
フラム部Ｃに加わる圧力として検出するものである。

【００３８】６は各ピエゾ抵抗素子５間を接続するため
の拡散層配線で、該拡散層配線６は、ピエゾ抵抗素子５
と同様に、例えばイオン注入法等の手段を用いることに
よってダイヤフラム部Ｃ内に埋設状態で形成されてい
る。そして、拡散層配線６は、その両端側が各ピエゾ抵
抗素子５に接続されている。また、拡散層配線６の導電
率は、ピエゾ抵抗素子５の導電率と同じ、もしくは高く
なっている。

【００３９】７，７は各ピエゾ抵抗素子５を後述の金属
配線１０に電気的に接続するための拡散層配線で、該各
拡散層配線７は、拡散層配線６と同様にイオン注入法等
の手段を用いることによってシリコン基板１内に埋設状
態で形成されている。ここで、各拡散層配線７は、図２
に示すようにその一端側がダイヤフラム部Ｃ内に達し、
他端側が凹陥溝３の側面に沿って前後方向に延びてい
る。そして、各拡散層配線７は、一端側が各ピエゾ抵抗
素子５に接続され、他端側が後述する各接続部８に接続
されている。

【００４０】８，８は各拡散層配線７の他端側に設けら
れ、各拡散層配線７と金属配線１０とを電気的に接続す
る接続部で、該各接続部８は、拡散層配線７と同様にイ
オン注入法等の手段を用いることによってシリコン基板
１の表面側に形成されている。そして、接続部８はシリ
コン基板１の表面から高さ方向に向けて延び各拡散層配
線７の他端側に接続されている。

【００４１】９はシリコン基板１の表面側に形成されシ
リコン基板１を全体に亘って覆う絶縁膜で、該絶縁膜９
は、例えば酸化シリコン等によって形成され、０．３〜
０．９μｍ程度の厚さ寸法となっている。また、絶縁膜
９には、図１に示す如く、各接続部８に対応する部位に
各コンタクトホール９Ａが形成されている。

【００４２】１０，１０はシリコン基板１上に絶縁膜９
を介して設けられた金属配線で、該各金属配線１０は、
図１に示す如く、例えばアルミニウム等の金属膜により
形成されている。

【００４３】また、前記各金属配線１０は、一端側が絶
縁膜９の各コンタクトホール９Ａを介して各接続部８に
接続され、他端側がシリコン基板１の後部側に向けて延
びている。そして、各金属配線１０の他端側には電極部
１０Ａ，１０Ａが形成されると共に、各電極部１０Ａが
外部の検出回路（図示せず）等に接続されている。これ
により、各金属配線１０は各ピエゾ抵抗素子５から出力
される圧力の検出信号をこの検出回路等に導出してい
る。

【００４４】１１は金属配線１０を保護するための絶縁
性の保護膜で、該保護膜１１は金属配線１０を覆ってシ
リコン基板１の表面側に設けられている。また、保護膜
１１には、各電極部１０Ａに対応する部位に各コンタク
トホール１１Ａが形成されている。

【００４５】１２は受圧溝２を覆いかつ凹陥溝３を閉塞
する上板を示し、該上板１２は、例えばパイレックスガ
ラス等からなり、陽極接合法等を用いることによって絶
縁膜９を介してシリコン基板１の表面側に固着されてい
る。

【００４６】また、上板１２は、その前部側が受圧溝２
を覆うことにより、上板１２と受圧溝２との間に受圧室
Ａを形成している。そして、上板１２の前端の位置はシ
リコン基板１の前端の位置とほぼ等しく、上板１２の前
端面とシリコン基板１の前端面とが面合せされている。
このため、シリコン基板１、上板１２の前部側を検出対
象に向けて取付けることにより、受圧室Ａに検出対象の
圧力を導くことができる。一方、上板１２は、凹陥溝３
を閉塞することによって、上板１２と凹陥溝３との間に
基準の圧力状態に保持される基準圧室Ｂを形成してい
る。

【００４７】さらに、上板１２の後部側には、切欠段部
１２Ａが設けられ、該切欠段部１２Ａとシリコン基板１
との間には、金属配線１０を収容するための隙間が形成
されている。

【００４８】本発明による圧力センサは上述の如き構成
を有するもので、次に図３ないし図１０を参照しつつそ
の製造工程について説明する。

【００４９】まず、図３に示すシリコン基板１を圧力セ
ンサの製造装置内（図示せず）に配設する。そして、シ
リコン基板１の表面側に酸化膜１３を形成し、図４に示
す状態となる。

【００５０】次に、図５に示すように、露光工程、エッ
チング工程を施すことによって、受圧溝２、凹陥溝３が
形成される部分の酸化膜１３を除去する。そして、図５
に示す状態では酸化膜１３がマスクとしての役割を果た
すから、ドライエッチング法を用いることによって、図
６に示す如くシリコン基板１に受圧溝２、凹陥溝３が形
成されると共に、受圧溝２と凹陥溝３との間に突壁４が
形成される。

【００５１】次に、酸化膜１３を除去すると共に、イオ
ン注入法等を用いてシリコン基板１に表面側からホウ素
等の不純物を注入して、拡散させ、図７に示すように、
突壁４に各ピエゾ抵抗素子５を形成する。また、突壁４
には拡散層配線６を形成すると共に、シリコン基板１に
各拡散層配線７を形成する。

【００５２】そして、各ピエゾ抵抗素子５等を形成した
後、シリコン基板１の表面側に酸化膜等の絶縁膜９を形
成する。また、図８に示すように、拡散層配線７と金属
配線１０とを接続するためのコンタクトホール９Ａを形
成する。

【００５３】次に、図９に示すように、コンタクトホー
ル９Ａを介してシリコン基板１に表面側からホウ素等の
不純物を注入して、拡散させ、接続部８を形成する。そ
して、図１０に示すように、真空蒸着等により金属配線
１０を絶縁膜９の表面側に形成すると共に、シリコン基
板１の表面側に金属配線１０を覆う保護膜１１を形成す
る。そして、保護膜１１には電極部１０Ａに対応した位
置にボンディングパット領域としてのコンタクトホール
１１Ａを設ける。

【００５４】最後に、絶縁膜９を介して上板１２をシリ
コン基板１の表面側に載置すると共に、陽極接合法等に
よって上板１２をシリコン基板１に接合する。

【００５５】かくして、本実施例では、シリコン基板１
上に上板１２を固着し、受圧溝２、凹陥溝３との間にダ
イヤフラム部Ｃとなる突壁４を形成したから、ダイヤフ
ラム部Ｃをシリコン基板１の表面側からの加工によって
製造することができる。このため、ダイヤフラム部Ｃと
ピエゾ抵抗素子５とを高精度に位置合せすることが可能
となり、ダイヤフラム部Ｃ、ピエゾ抵抗素子５を従来技
術によるものに比してより小さくすることができ、当該
圧力センサを微細化しコンパクトに形成することができ
る。また、ピエゾ抵抗素子５によってダイヤフラム部Ｃ
に作用する圧力を正確に検出することができる。

【００５６】また、ダイヤフラム部Ｃにはピエゾ抵抗素
子５を設けたから、ダイヤフラム部Ｃに圧力が作用し、
撓み変形が生じたときに、ピエゾ抵抗素子５に歪みが生
じる。このとき、この歪み量に応じてピエゾ抵抗素子５
の抵抗値が変化するから、ピエゾ抵抗素子５の抵抗値に
対応してダイヤフラム部Ｃに加わる圧力を検出すること
ができる。

【００５７】また、ピエゾ抵抗素子５は、ダイヤフラム
部Ｃの左右方向に離間し、高さ方向の中間部に形成した
から、各ピエゾ抵抗素子５に、より大きな歪み変形を生
じさせることができる。即ち、受圧室Ａと基準圧室Ｂと
の間に圧力差が生じたときに、ダイヤフラム部Ｃの高さ
方向中間部がより大きく変位すると共に、左右方向の中
間部も変位する。このため、各ピエゾ抵抗素子５はより
大きな歪み変形するから、ピエゾ抵抗素子５によってダ
イヤフラム部Ｃに作用する圧力を正確に検出することが
できる。

【００５８】また、ｎ形半導体からなるシリコン基板１
を用いたから、ホウ素等の不純物を添加、拡散すること
によって容易にピエゾ抵抗素子５等を形成することがで
きる。

【００５９】次に、本発明の第２の実施例による圧力セ
ンサを図１１に基づいて説明するに、本実施例の特徴
は、圧力センサの基板として２つのシリコン基板部間に
酸化膜を介在させたＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉ
ｎｓｕｌａｔｏｒ）基板を用いたことにある。

【００６０】図において、２１は圧力センサの基板をな
す四角形状のＳＯＩ基板で、該ＳＯＩ基板２１は、シリ
コン単結晶からなる一のシリコン基板としての基底部２
１Ａと、該基底部２１Ａの表面側に形成された他のシリ
コン基板としての表層部２１Ｂと、該表層部２１Ｂと前
記基底部２１Ａとの間に介在した酸化膜としての絶縁層
部２１Ｃとから構成されている。そして、表層部２１Ｂ
は、例えば５〜２０μｍ程度の厚さ寸法を有し、リン等
の不純物が添加されることによりｎ形半導体となってい
る。

【００６１】２２はＳＯＩ基板２１の表面側に凹設され
た受圧溝で、該受圧溝２２はＳＯＩ基板２１の表面側に
ドライエッチング処理、ウエットエッチング処理等を施
すことにより略四角形状をなして形成され、ＳＯＩ基板
２１の表面側から高さ方向に向けて延び絶縁層部２１Ｃ
に達している。

【００６２】２３は受圧溝２２から後述の突壁２４を介
して隔てられ、ＳＯＩ基板２１の表層部２１Ｂに凹設さ
れた凹陥溝を示し、該凹陥溝２３は、受圧溝２２と同様
にＳＯＩ基板２１の表面側にエッチング処理等を施すこ
とにより形成されている。また、凹陥溝２３は、略四角
形状をなして形成され、ＳＯＩ基板２１の表面側から高
さ方向に向けて延び絶縁層部２１Ｃに達している。

【００６３】２４は凹陥溝２３と受圧溝２２との間に細
長い隔壁として形成された突壁で、該突壁２４はＳＯＩ
基板２１の左右方向に向って延びている。

【００６４】２５は突壁２４に設けられたピエゾ抵抗素
子、２６は各ピエゾ抵抗素子２５間を接続するための拡
散層配線、２７は各ピエゾ抵抗素子２５を後述の金属配
線３０に電気的に接続するための拡散層配線をそれぞれ
示し、各ピエゾ抵抗素子２５、各拡散層配線２６，２７
は第１の実施例による各ピエゾ抵抗素子５、各拡散層配
線６，７とほぼ同様にシリコン基板１内に埋設状態で形
成されている。

【００６５】２８，２８は各拡散層配線２７の他端側に
設けられ、各拡散層配線２７と金属配線３０とを電気的
に接続する接続部で、該接続部２８はＳＯＩ基板２１の
表面からシリコン基板２１の裏面側に向けて高さ方向に
延び各拡散層配線２７の他端側に接続されている。

【００６６】２９はＳＯＩ基板２１の表面側に形成され
ＳＯＩ基板２１を全体に亘って覆う絶縁膜で、該絶縁膜
２９には、各接続部２８に対応する部位にそれぞれコン
タクトホール２９Ａ，２９Ａが形成されている。

【００６７】３０，３０はＳＯＩ基板２１上に絶縁膜２
９を介して設けられた金属配線で、該各金属配線３０
は、一端側が絶縁膜２９の各コンタクトホール２９Ａを
介して各接続部２８に接続され、他端側には電極部３０
Ａ，３０Ａが形成されている。

【００６８】３１は金属配線３０を覆ってＳＯＩ基板２
１の表面側に設けらた保護膜で、該保護膜３１には、各
電極部３０Ａに対応する部位にそれぞれコンタクトホー
ル３１Ａ，３１Ａが形成されている。

【００６９】３２は受圧溝２２を覆いかつ凹陥溝２３を
閉塞する上板を示し、該上板３２は、第１の実施例によ
る上板１２と同様に、その前部側が受圧溝２２を覆うこ
とにより、上板３２と受圧溝２２との間に受圧室Ａを形
成している。また、上板３２は、凹陥溝２３を閉塞する
ことによって、上板３２と凹陥溝２３との間に基準の圧
力となった基準圧室Ｂを形成している。そして、上板３
２は、突壁２４上に固着されることによって、受圧室Ａ
と基準圧室Ｂとの間に作用する差圧によって変位するダ
イヤフラム部Ｃを形成している。

【００７０】さらに、上板３２の後部側には、切欠段部
３２Ａが設けられ、該切欠段部３２ＡとＳＯＩ基板２１
との間には、金属配線３０を収容するための隙間が形成
されている。

【００７１】かくして、このように構成される本実施例
でも、前記第１の実施例とほぼ同様の作用効果を得るこ
とができるが、特に本実施例では、表層部２１Ｂと基底
部２１Ａとの間に絶縁層部２１Ｃが設けられたＳＯＩ基
板２１を用いたから、受圧溝２２、凹陥溝２３を形成す
るときに、ＳＯＩ基板２１のエッチングを絶縁層部２１
Ｃによって停止することができ、例えば１枚にＳＯＩ基
板２１から多数の圧力センサを製造したときに、各圧力
センサの受圧溝２２、凹陥溝２３の深さ寸法を均一化
し、同一の圧力に対してほぼ同一の値となる圧力の検出
信号を出力することができる。

【００７２】さらに、ＳＯＩ基板２１の表層部２１Ｂに
図１１中に仮想線で示す如く高さ方向に向って延びる酸
化シリコン等の絶縁部３３，３３を形成することによっ
て、該各絶縁部３３によって取囲まれた領域と、他の領
域とを電気的に絶縁することができる。このため、他の
素子との絶縁が必要となるＭＯＳトランジスタ等の能動
素子をＳＯＩ基板２１に容易に形成することができ、ピ
エゾ抵抗素子２５からの検出信号を増幅し、波形整形す
る処理回路等の能動素子を当該圧力センサと一体に形成
することができる。

【００７３】なお、前記第２の実施例では、ＳＯＩ基板
２１の表層部２１Ｂに受圧溝２２、凹陥溝２３を形成す
ることによってダイヤフラム部Ｃを設ける構成とした
が、ダイヤフラム部Ｃの高さ寸法を増加させるために、
表層部２１Ｂをエピタキシャル成長させてもよい。この
場合、表層部２１Ｂの表面側にピエゾ抵抗素子２５、拡
散層配線２６，２７を形成し、その後に表層部２１Ｂを
エピタキシャル成長させ、次に受圧溝２２、凹陥溝２３
を形成するのが好ましい。

【００７４】次に、本発明の第３の実施例による圧力セ
ンサを図１２および図１３に基づいて説明するに、本実
施例の特徴は、基板の表面側には複数の凹陥溝を形成
し、各凹陥溝と受圧溝との間に複数のダイヤフラム部を
形成したことにある。

【００７５】４１は圧力センサの基板となる略四角形状
のシリコン基板で、該シリコン基板４１は、不純物を添
加することによりｎ形半導体となっている。

【００７６】４２はシリコン基板４１の表面側に凹設さ
れた受圧溝で、該受圧溝４２は、シリコン基板４１の表
面側にドライエッチング処理等を施すことにより略四角
形状をなして形成されている。そして、受圧溝４２は後
述する凹陥溝４３，４４の合計寸法（Ｌ2 ＋Ｌ3 ）より
も長い寸法を有し、凹陥溝４３，４４は受圧溝４２の長
さ方向（左右方向）に沿って並べるように配設されてい
る。

【００７７】４３は受圧溝４２の後部側に位置してシリ
コン基板４１の表面側に凹設された第１の凹陥溝を示
し、該凹陥溝４３は、例えば２０〜１００μｍ程度の高
さ寸法を有している。また、該凹陥溝４３は、図１３に
示すように長辺と短辺とを有する略長方形状をなして形
成されている。

【００７８】４４は受圧溝４２の後部側に位置してシリ
コン基板４１の表面側に凹設された第２の凹陥溝で、該
凹陥溝４４は第１の凹陥溝４３とほぼ同一の深さ寸法を
有し、第１の凹陥溝４３から左右方向に離間して配設さ
れている。

【００７９】そして、凹陥溝４４は、長辺と短辺とを有
する略長方形状をなして形成され、凹陥溝４４の長辺側
の長さ寸法Ｌ3 は第１の凹陥溝４３の長辺側の長さ寸法
Ｌ2とほぼ等しくなっている。

【００８０】４５，４６は凹陥溝４３，４４と受圧溝４
２との間に細長い隔壁として形成された第１，第２の突
壁で、該突壁４５，４６はシリコン基板４１の左右方向
に向って延びている。また、突壁４５の厚さ寸法Ｌ4 は
突壁４６の厚さ寸法Ｌ5 よりも厚くなっている。

【００８１】４７，４８は突壁４５，４６に設けられた
ピエゾ抵抗素子で、該各ピエゾ抵抗素子４７，４８は、
第１の実施例による突壁４と同様に、突壁４５，４６の
左右方向で離間し、高さ方向中間部に埋設状態で形成さ
れている。

【００８２】４９は各ピエゾ抵抗素子４７間を接続する
ための拡散層配線、５０は各ピエゾ抵抗素子４７を後述
の金属配線５６に電気的に接続するための拡散層配線を
それぞれ示し、各拡散層配線４９，５０は第１の実施例
による拡散層配線６，７と同様にシリコン基板４１内に
埋設状態で形成されている。

【００８３】５１は各ピエゾ抵抗素子４８間を接続する
ための拡散層配線、５２は各ピエゾ抵抗素子４８を後述
の金属配線５７に電気的に接続するための拡散層配線を
それぞれ示し、各拡散層配線５１，５２は第１の実施例
による拡散層配線６，７と同様にシリコン基板４１内に
埋設状態で形成されている。

【００８４】５３，５３は各拡散層配線５０の他端側に
設けられ、各拡散層配線５０と金属配線５６とを電気的
に接続する接続部で、該接続部５３はシリコン基板４１
の表面から高さ方向に向けて延び各拡散層配線５０の他
端側に接続されている。

【００８５】５４，５４は各拡散層配線５２の他端側に
設けられ、各拡散層配線５２と金属配線５７とを電気的
に接続する接続部で、該接続部５４はシリコン基板４１
の表面から裏面側に向けて高さ方向に延び各拡散層配線
５２の他端側に接続されている。

【００８６】５５はシリコン基板４１の表面側に形成さ
れシリコン基板４１を全体に亘って覆う絶縁膜で、該絶
縁膜５５には、図１２に示すように各接続部５３，５４
に対応する部位にそれぞれコンタクトホール５５Ａ，５
５Ｂが形成されている。

【００８７】５６，５７はシリコン基板４１上に絶縁膜
５５を介して設けられた金属配線で、該各金属配線５
６，５７は、一端側が絶縁膜５５の各コンタクトホール
５５Ａ，５５Ｂを介して各接続部５３，５４に接続さ
れ、他端側には各電極部５６Ａ，５７Ａが形成されてい
る。

【００８８】５８，５９は金属配線５６，５７を覆って
シリコン基板４１の表面側に設けられた保護膜で、該保
護膜５８，５９には、各電極部５６Ａ，５７Ａに対応す
る部位にそれぞれコンタクトホール５８Ａ，５９Ａが形
成されている。

【００８９】６０は受圧溝４２を覆いかつ凹陥溝４３，
４４を閉塞する上板を示し、該上板６０は、その前部側
が受圧溝４２を覆うことにより、上板６０と受圧溝４２
との間に受圧室Ａを形成している。また、上板６０は、
凹陥溝４３，４４を閉塞することによって、上板６０と
凹陥溝４３，４４との間に基準の圧力となった基準圧室
Ｂ1 ，Ｂ2 を形成している。そして、上板６０は、突壁
４５，４６上に固着されることにより、ダイヤフラム部
Ｃ1 ，Ｃ2 を構成している。

【００９０】さらに、上板６０の後部側には、薄肉とな
った切欠段部６０Ａが設けられ、該切欠段部６０Ａとシ
リコン基板４１との間には、金属配線５６，５７を収容
するための隙間が形成されている。

【００９１】かくして、このように構成される本実施例
でも、前記第１の実施例とほぼ同様の作用効果を得るこ
とができるが、特に本実施例では、受圧溝４２と突壁４
５，４６を介して２つの凹陥溝４３，４４を設けたか
ら、２つのダイヤフラム部Ｃ1，Ｃ2 を形成することが
できる。このため、受圧室Ａに圧力が加わったときに、
２つのダイヤフラム部Ｃ1 ，Ｃ2 をそれぞれ撓み変形さ
せることができ、ダイヤフラム部Ｃ1 ，Ｃ2 に設けたピ
エゾ抵抗素子４７，４８によって、圧力を検出すること
ができる。また、複数のピエゾ抵抗素子４７，４８を用
いることによって、複数の圧力の検出値を得ることがで
きるから、より正確に圧力を検出することができる。

【００９２】さらに、各ダイヤフラム部Ｃ1 ，Ｃ2 の厚
さ寸法Ｌ4 ，Ｌ5 をそれぞれ相違させることによって、
各ダイヤフラム部Ｃ1 ，Ｃ2 毎に検出可能となる圧力の
範囲を変えることができる。即ち、厚さ寸法Ｌ4 の厚い
ダイヤフラム部Ｃ1 ではより高い圧力の検出を行なうこ
とができ、厚さ寸法Ｌ5 の薄いダイヤフラム部Ｃ2 では
より低い圧力の検出を行なうことができる。このため、
２つのダイヤフラム部Ｃ1 ，Ｃ2 を用いて圧力センサを
構成することによって、より広い範囲の圧力を検出する
ことができる。

【００９３】次に、本発明の第４の実施例による圧力セ
ンサを図１４に基づいて説明するに、本実施例の特徴
は、基板の表面側には複数の凹陥溝を形成し、各凹陥溝
と受圧溝との間に長さ寸法の異なる複数のダイヤフラム
部を形成したことにある。なお、本実施例では前記第３
の実施例と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説
明を省略するものとする。

【００９４】６１は受圧溝４２の後部側に位置してシリ
コン基板４１の表面側に凹設された第１の凹陥溝を示
し、該凹陥溝６１は、第３の実施例による凹陥溝４３と
ほぼ同様に長辺と短辺とを有する略長方形状をなしてシ
リコン基板４１に形成されている。

【００９５】６２は受圧溝４２の後部側に位置してシリ
コン基板４１の表面側に凹設された第２の凹陥溝で、該
凹陥溝６２は第１の凹陥溝６１とほぼ同一の深さ寸法を
有し、第１の凹陥溝６１から左右方向に離間して配設さ
れている。

【００９６】そして、凹陥溝６２は、長辺と短辺とを有
する略長方形状をなして形成され、凹陥溝６２の長辺側
の長さ寸法Ｌ7 は第１の凹陥溝６１の長辺側の長さ寸法
Ｌ6よりも短くなっている。

【００９７】６３，６４は凹陥溝６１，６２と受圧溝４
２との間に細長い隔壁として形成された第１，第２の突
壁で、該突壁６３，６４はシリコン基板４１の左右方向
に向って延びている。また、突壁６３の厚さ寸法Ｌ8 は
突壁６４の厚さ寸法Ｌ9 とほぼ等しくなっている。

【００９８】かくして、このように構成される本実施例
でも、前記第３の実施例とほぼ同様の作用効果を得るこ
とができる。

【００９９】次に、本発明の第５の実施例による圧力セ
ンサを図１５および図１６に基づいて説明するに、本実
施例の特徴は、圧力センサの撓み検出素子を静電容量型
素子としたことにある。

【０１００】図において、７１は圧力センサの基板をな
す四角形状のＳＯＩ基板で、該ＳＯＩ基板７１は、第２
の実施例によるＳＯＩ基板２１と同様に基底部７１Ａ、
表層部７１Ｂと、絶縁層部７１Ｃとから構成されてい
る。

【０１０１】７２はＳＯＩ基板７１の表面側に凹設され
た受圧溝で、該受圧溝７２は、図１６に示すように略四
角形状をもって形成され、ＳＯＩ基板７１の表面側から
絶縁層部７１Ｃに達している。

【０１０２】７３は受圧溝７２の周囲に位置してＳＯＩ
基板７１の表層部７１Ｂに凹設された凹陥溝を示し、該
凹陥溝７３は細長い溝状に形成され、ＳＯＩ基板７１の
左右方向に向けて延びている。また、凹陥溝７３はＳＯ
Ｉ基板７１の表面側から高さ方向に向けて延び絶縁層部
７１Ｃに達している。

【０１０３】７４は受圧溝７２と凹陥溝７３との間に細
長い隔壁として形成された突壁で、該突壁７４は受圧溝
７２と凹陥溝７３との間の厚さ寸法がほぼ一定となるよ
うに形成されている。

【０１０４】７５は突壁７４と凹陥溝７３との間に設け
られた静電容量型素子を示し、該静電容量型素子７５
は、後述する第１，第２の電極７６，７７によって構成
されている。

【０１０５】７６は突壁７４に設けられた第１の電極
で、該電極７６は、例えばイオン注入法等を用いてホウ
素等の不純物をＳＯＩ基板７１の表層部７１Ｂに注入、
拡散することによって略Ｌ字形状に形成され、その一部
が凹陥溝７３内に露出している。そして、電極７６は、
その一端側がＳＯＩ基板７１の左右方向に向って延びる
と共に、他端側がＳＯＩ基板７１の後部側に向って延び
ている。また、電極７６の他端側には後述の金属配線８
０が接続されている。

【０１０６】７７は第１の電極７６から離間してＳＯＩ
基板７１の表層部７１Ｂに形成された第２の電極で、該
電極７７は凹陥溝７３を介して第１の電極７６と対向し
ている。また、電極７７は、第１の電極７６と同様にイ
オン注入法等を用いて形成され、略四角形状となってい
る。そして、電極７７には後述の金属配線８１が接続さ
れている。

【０１０７】７８は第１，第２の電極７６，７７を電気
的に絶縁するための絶縁壁部で、該絶縁壁部７８は電極
７７とＳＯＩ基板７１の表層部７１Ｂとの間に位置して
略コ字状に形成されている。そして、絶縁壁部７８は、
電極７７と表層部７１Ｂとを電気的に絶縁すると共に、
凹陥溝７３と共に電極７７を取囲んでいる。

【０１０８】７９はＳＯＩ基板７１の表層部７１Ｂ上に
形成された酸化膜等からなる絶縁膜で、該絶縁膜７９
は、図１５に示すように絶縁壁部７８の後部側に位置し
て表層部７１Ｂを覆い、各金属配線８０と表層部７１Ｂ
との間を絶縁している。

【０１０９】８０，８１はＳＯＩ基板７１上に設けられ
た金属配線で、該金属配線８０，８１は、一端側が第
１，第２の電極７６，７７上に達すると共に、他端側が
絶縁膜７９上に向けて延びている。そして、各金属配線
８０，８１は第１，第２の電極７６，７７を外部の検出
回路（図示せず）等に接続している。

【０１１０】８２は受圧溝７２を覆いかつ凹陥溝７３を
閉塞する上板を示し、該上板８２は、その前部側が受圧
溝７２を覆うことにより、上板８２と受圧溝７２との間
に受圧室Ａを形成している。また、上板８２は凹陥溝７
３を閉塞することによって、上板８２と凹陥溝７３との
間に基準の圧力となった基準圧室Ｂを形成している。そ
して、上板８２は、突壁７４上に固着されることによっ
て、ダイヤフラム部Ｃを形成している。

【０１１１】さらに、上板８２の後部側には、薄肉とな
った切欠段部８２Ａが設けられ、該切欠段部８２ＡとＳ
ＯＩ基板７１との間には、金属配線８０，８１を収容す
るための隙間が形成されている。

【０１１２】次に、本実施例による圧力センサの作動に
ついて説明するに、受圧室Ａに圧力が加わり、ダイヤフ
ラム部Ｃに撓み変形が生じたときに、第１の電極７６と
第２の電極７７との間の距離が減少、増加する。このた
め、第１，第２の電極７６，７７間の離間距離に応じて
第１，第２の電極７６，７７間の静電容量が変化するか
ら、第１，第２の電極７６，７７との間の静電容量に対
応してダイヤフラム部Ｃに加わる圧力を検出するもので
ある。

【０１１３】かくして、このように構成される本実施例
でも、前記第１，第２の実施例とほぼ同様の作用効果を
得ることができる。

【０１１４】次に、本発明の第６の実施例による圧力セ
ンサを図１７ないし図１９に基づいて説明するに、本実
施例の特徴は、圧力センサに第１，第２の電極からなる
静電容量型素子を設けると共に、第２の電極の外側にコ
字状の凹陥溝を設けたことにある。なお、本実施例では
第５の実施例と同一の構成要素に同一の符号を付し、そ
の説明を省略するものとする。

【０１１５】９１はＳＯＩ基板７１の内側部分に位置し
て表層部７１Ｂに凹設された凹陥溝を示し、該凹陥溝９
１は、図１８に示す如く略コ字状に形成され、ＳＯＩ基
板７１の表面側から絶縁層部７１Ｃに達している。

【０１１６】９２は第１，第２の電極７６，７７を電気
的に絶縁するための絶縁壁部で、該絶縁壁部９２は電極
７７の後部側に位置して左右方向に延びる細長い壁状に
形成されている。そして、絶縁壁部９２は、電極７７と
表層部７１Ｂとの間を電気的に絶縁すると共に、凹陥溝
９１と共に電極７７を取囲んでいる。

【０１１７】９３は受圧溝７２を覆いかつ凹陥溝９１を
閉塞する上板を示し、該上板９３は、図１７および図１
９に示すように、その前部側が受圧溝７２を覆うことに
より、上板９３と受圧溝７２との間に受圧室Ａを形成し
ている。また、上板９３は凹陥溝９１を閉塞することに
よって、上板９３と凹陥溝９１との間に基準の圧力とな
った基準圧室Ｂを形成している。そして、上板９３は、
突壁７４上に固着されることによって、ダイヤフラム部
Ｃを形成している。

【０１１８】さらに、上板９３の後部側には、２つの切
欠溝部９３Ａ，９３Ｂが設けられ、該切欠溝部９３Ａ，
９３ＢとＳＯＩ基板７１との間には、金属配線８０，８
１を収容するための隙間が形成されている。

【０１１９】かくして、このように構成される本実施例
でも、前記第４の実施例とほぼ同様の作用効果を得るこ
とができる。

【０１２０】なお、前記各実施例ではシリコン基板、Ｓ
ＯＩ基板の表層部をｎ形半導体として形成するものとし
たが、本発明はこれに限らずｐ形半導体として形成して
もよい。

【０１２１】また、前記第１，第２，第３の実施例で
は、各ピエゾ抵抗素子をイオン注入によりシリコン基
板、ＳＯＩ基板に形成したｐ型半導体によって構成した
が、本発明はこれに限らず、例えば多結晶シリコンや金
属膜等によりピエゾ抵抗素子を形成してもよい。

【０１２２】また、前記各実施例では、撓み検出素子と
して各ピエゾ抵抗素子や静電容量型素子を用いる構成と
したが、本発明はこれに限らず、例えば圧電素子等を用
いて圧力を検出する構成としてもよい。

【０１２３】また、前記各実施例では、シリコン基板、
ＳＯＩ基板の表面側に絶縁膜等を介して上板を固着する
ものとしたが、絶縁膜上にアモルファス状態、多結晶状
態のシリコン膜を形成し、このシリコン膜上に上板を陽
極接合する構成としてもよい。

【０１２４】また、前記各実施例では、凹陥溝を閉塞し
て密閉空間となった基準圧室を形成するものとしたが、
相対圧力を測定するセンサとして用いる場合には、必ず
しも凹陥溝を閉塞し、基準圧室を密閉する必要はなく、
例えば２つの異なる圧力となった圧力室のうち、一方の
圧力室を基準圧室に連通させると共に、他方の圧力室を
受圧室に連通させる構成としてもよい。

【０１２５】

【発明の効果】以上詳述した通り、請求項１の発明によ
れば、基板の表面側に受圧溝と凹陥溝とを突壁を介して
設け、これらの受圧溝、凹陥溝上に上板を固着すること
により、突壁からなるダイヤフラム部により互いに隔て
られた受圧室と基準圧室とを形成する構成としたから、
外部からの圧力が受圧室内に作用して、ダイヤフラム部
が撓み変形したときに、ダイヤフラム部に設けた撓み検
出素子によってダイヤフラム部に作用する圧力を検出す
ることができる。そして、ダイヤフラム部、撓み検出素
子を基板の表面側から形成できるから、ダイヤフラム部
と撓み検出素子とを高精度に位置合せすることができ
る。これにより、ダイヤフラム部に作用する圧力を正確
に検出することができると共に、撓み検出素子とダイヤ
フラム部とをより小さくすることができ、当該圧力セン
サを微細化してコンパクトに形成できる。

【０１２６】また、請求項２の発明によれば、ダイヤフ
ラム部を構成する突壁を変位可能な厚みをもって形成し
たから、該ダイヤフラム部に圧力が作用したときにダイ
ヤフラム部を全体に亘って撓み変形させることができ、
撓み検出素子によって圧力を正確に検出することができ
る。また、ダイヤフラム部に部分的に圧力が作用するの
を防止し、ダイヤフラム部の損傷を防止し、耐久性を向
上させることができる。

【０１２７】また、請求項３の発明によれば、基板の表
面側に受圧溝の周囲に複数の凹陥溝を形成し、受圧溝と
の間に複数のダイヤフラム部を形成したから、受圧室に
圧力が加わったときに、各ダイヤフラム部毎に圧力を検
出することができる。また、各ダイヤフラム部をそれぞ
れ異なる厚さ寸法をもって形成することにより、各ダイ
ヤフラム部毎に検出可能な圧力の範囲を変えることがで
き、より広い範囲の圧力を検出することができる。

【０１２８】また、請求項４の発明によれば、撓み検出
素子としてピエゾ抵抗素子を用いたから、ダイヤフラム
部に圧力が作用したときに、ピエゾ抵抗素子の抵抗値に
対応してダイヤフラム部に加わる圧力を検出することが
できる。

【０１２９】また、請求項５の発明によれば、撓み検出
素子として静電容量型素子を用いたから、ダイヤフラム
部に圧力が作用したときに、第１，第２の電極間の静電
容量に対応してダイヤフラム部に加わる圧力を検出する
ことができる。

【０１３０】また、請求項６の発明によれば、基板を不
純物を添加した半導体材料によって形成したから、該基
板をｎ形半導体またはｐ形半導体として形成でき、イオ
ン注入法等を用いることによって、この基板に撓み変形
素子を容易に形成することができる。

【０１３１】また、請求項７の発明によれば、基板とし
て２つのシリコン基板と酸化膜とからなるＳＯＩ基板を
用いたから、凹陥溝、受圧溝を形成するときに、ＳＯＩ
基板のエッチングを酸化膜によって自動的に停止させ、
ダイヤフラム部の形成を容易に行なうことができる。ま
た、ＳＯＩ基板の表面側のシリコン基板に電気的に絶縁
した領域を容易に形成することができ、撓み検出素子か
らの信号を増幅等するための能動素子を圧力センサと共
にＳＯＩ基板に容易に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例による圧力センサを示す断面図で
ある。

【図２】図１中の矢示II−II方向から見た断面図であ
る。

【図３】第１の実施例に用いるシリコン基板を示す断面
図である。

【図４】図３に示すシリコン基板に酸化膜を形成した状
態を示す断面図である。

【図５】図４に示すシリコン基板から酸化膜を受圧溝、
凹陥溝に対応した部分を除去した状態を示す断面図であ
る。

【図６】図５に示すシリコン基板に受圧溝、凹陥溝を形
成した状態を示す断面図である。

【図７】図６に示すシリコン基板にピエゾ抵抗素子、拡
散層配線を形成すると共に、絶縁膜を形成した状態を示
す断面図である。

【図８】図７に示すシリコン基板に形成された絶縁層に
コンタクトホールを形成した状態を示す断面図である。

【図９】図８に示すシリコン基板に接続部を形成した状
態を示す断面図である。

【図１０】図９に示すシリコン基板に金属配線と保護膜
とを形成した状態を示す断面図である。

【図１１】第２の実施例による圧力センサを示す断面図
である。

【図１２】第３の実施例による圧力センサを示す断面図
である。

【図１３】図１２中の矢示XIII−XIII方向から見た断面
図である。

【図１４】第４の実施例による圧力センサを示す図１３
と同様の方向からみた断面図である。

【図１５】第５の実施例による圧力センサを示す断面図
である。

【図１６】図１５中の矢示 XVI−XVI 方向から見た断面
図である。

【図１７】第６の実施例による圧力センサを示す断面図
である。

【図１８】図１７中の矢示 XVIII−XVIII 方向から見た
断面図である。

【図１９】図１７中の矢示 XIX−XIX 方向から見た断面
図である。

【図２０】従来技術による圧力センサを示す斜視図であ
る。

【図２１】従来技術による圧力センサを示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１，４１ シリコン基板（基板） ２，２２，４２，７２ 受圧溝 ３，２３，４３，４４，６１，６２，７３，９１ 凹陥
溝 ４，２４，４５，４６，６３，６４，７４ 突壁 ５，２５，４７，４８ ピエゾ抵抗素子（撓み検出素
子） １２，３２，６０，８２，９３ 上板 ２１，７１ ＳＯＩ基板 ７５ 静電容量型素子（撓み検出素子） ７６ 第１の電極 ７７ 第２の電極 Ａ 受圧室 Ｂ，Ｂ1 ，Ｂ2 基準圧室 Ｃ，Ｃ1 ，Ｃ2 ダイヤフラム部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01L 9/04 101 H01L 29/84

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリコン材料からなる基板と、該基板の
   表面側に形成され、該基板の側面に開口した受圧溝と、
   前記基板の表面側に形成され、該受圧溝に対し突壁を介
   して隔てられた凹陥溝と、前記受圧溝と該凹陥溝とを覆
   って前記基板の表面側に設けられ、前記受圧溝との間で
   外部からの圧力を受圧する受圧室を形成すると共に、該
   凹陥溝との間に基準圧室を画成する上板と、前記受圧溝
   と前記凹陥溝との間に位置して前記突壁により形成さ
   れ、前記受圧室と基準圧室との間の圧力差によって変位
   するダイヤフラム部と、少なくとも該ダイヤフラム部に
   設けられ、該ダイヤフラム部が変位したときに生じる撓
   みを検出する撓み検出素子とから構成してなる圧力セン
   サ。
2. 【請求項２】 前記ダイヤフラム部を構成する突壁は、
   前記受圧溝と前記凹陥溝との間に変位可能となる厚みを
   もって形成してなる請求項１に記載の圧力センサ。
3. 【請求項３】 前記基板の表面側には前記凹陥溝を複数
   個形成し、前記受圧溝との間に複数のダイヤフラム部を
   形成してなる請求項１または２に記載の圧力センサ。
4. 【請求項４】 前記撓み検出素子は、前記ダイヤフラム
   部に設けたピエゾ抵抗素子である請求項１，２または３
   に記載の圧力センサ。
5. 【請求項５】 前記撓み検出素子は、前記ダイヤフラム
   部に設けられた第１の電極と、該第１の電極と対向して
   前記凹陥溝内に設けられた第２の電極とにより静電容量
   型素子として構成してなる請求項１，２または３に記載
   の圧力センサ。
6. 【請求項６】 前記基板は不純物を添加した半導体材料
   によって形成してなる請求項１，２，３，４または５に
   記載の圧力センサ。
7. 【請求項７】 前記基板は２つのシリコン基板間に酸化
   膜を介在させたＳＯＩ基板である請求項１，２，３，４
   または５に記載の圧力センサ。