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公開番号2025179889
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-11
出願番号2024086797
出願日2024-05-29
発明の名称圧力センサ素子およびその製造方法
出願人アズビル株式会社
代理人個人
主分類G01L 9/00 20060101AFI20251204BHJP(測定;試験)
要約【課題】ダイアフラムの底面に形成される金属の歪素子形成領域への拡散を抑制する。
【解決手段】第2半導体層103は、開口112を覆って第1半導体層102の上に形成されている。また、第2半導体層103は、開口112の領域を受圧部とするダイアフラム121が形成されている。さらに、第2半導体層103は、歪素子104が形成されている箇所より深い箇所に埋め込み絶縁層106が形成されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
貫通口を備える支持基板と、
開口を備えて前記支持基板の上に形成された第１半導体層と、
前記開口を覆って前記第１半導体層の上に形成されて前記開口の領域を受圧部とするダイアフラムが形成された第２半導体層と、
前記第２半導体層に形成されて前記ダイアフラムの歪を測定する歪素子と、
前記支持基板と前記第１半導体層とを接合するために、前記支持基板の前記第１半導体層との接合面、および前記第１半導体層の前記支持基板との接合面の各々に形成された金属層と、
前記第２半導体層の前記歪素子が形成されている箇所より深い箇所に形成された埋め込み絶縁層と
を備える圧力センサ素子。
続きを表示（約 600 文字）【請求項２】
請求項１記載の圧力センサ素子において、
前記埋め込み絶縁層は、前記第２半導体層の酸化物から構成されている圧力センサ素子。
【請求項３】
請求項１または２記載の圧力センサ素子において、
前記支持基板と前記第１半導体層とは、互いの接合面に形成された金属層を介して接合されている圧力センサ素子。
【請求項４】
開口を備える第１半導体層と、前記開口を覆って前記第１半導体層の上に形成されて前記開口の領域を受圧部とするダイアフラムが形成された第２半導体層と、前記第２半導体層に形成されて前記ダイアフラムの歪みを測定する歪素子と、前記第２半導体層の前記歪素子が形成されている箇所より深い箇所に形成された埋め込み絶縁層とを備える素子部を形成し、貫通口を備える支持基板を用意する第１工程と、
前記支持基板の前記第１半導体層との接合面に金属層を形成し、前記第１半導体層の前記支持基板との接合面の金属層を形成する第２工程と、
前記第１半導体層の金属層形成面と、前記支持基板の金属層形成面とを当接して両者を接合する第３工程と
を備える圧力センサ素子の製造方法。
【請求項５】
請求項４記載の圧力センサ素子の製造方法において、
前記第２工程は、金属を堆積することで金属層を形成する圧力センサ素子の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力センサ素子およびその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、圧力を受けたダイアフラムのたわみ量、すなわち変位より圧力値を出力する圧力センサは、半導体設備をはじめ、工業用途で広く使用されている。この種の圧力センサには、ピエゾ抵抗効果を利用してダイアフラムの変位を応力として検出し、検出した応力から圧力値を出力する歪素子を用いた圧力センサ素子がある。この種の圧力センサ素子では、ダイアフラムが形成される半導体層に歪素子が形成されている（特許文献１）。
【０００３】
この圧力センサ素子は、メータボディに搭載される。半導体から構成されている素子部をメータボディから絶縁分離するため、ガラスなどの絶縁体からなる支持基板と接合する。このように、半導体層をガラスなどの支持基板に固定するためには、接合強度を向上させるために互いの接合界面に金属層を形成し、金属層同士を接合させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０００－１７１３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した金属層の形成では、一般に、真空蒸着法やスパッタ法などの堆積法により、半導体層の底面の側から金属を堆積する。このため、半導体層の開口に露出しているダイアフラムの底面にも、金属が堆積して金属層が形成される。このようにダイアフラムの底面に形成された薄膜の金属は、後工程で熱が加わるとダイアフラム（半導体層）を拡散して歪素子まで到達し、電流リークパスを作り、歪素子の動作に影響を与える。
【０００６】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、ダイアフラムの底面に形成される金属の歪素子形成領域への拡散を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る圧力センサ素子は、貫通口を備える支持基板と、開口を備えて支持基板の上に形成された第１半導体層と、開口を覆って第１半導体層の上に形成されて開口の領域を受圧部とするダイアフラムが形成された第２半導体層と、第２半導体層に形成されてダイアフラムの歪を測定する歪素子と、支持基板と第１半導体層とを接合するために、支持基板の第１半導体層との接合面、および第１半導体層の支持基板との接合面の各々に形成された金属層と、第２半導体層の歪素子が形成されている箇所より深い箇所に形成された埋め込み絶縁層とを備える。
【０００８】
上記圧力センサ素子の一構成例において、埋め込み絶縁層は、第２半導体層の酸化物から構成されている。
【０００９】
上記圧力センサ素子の一構成例において、支持基板と第１半導体層とは、互いの接合面に形成された金属層を介して接合されている。
【００１０】
本発明に係る圧力センサ素子の製造方法は、開口を備える第１半導体層と、開口を覆って第１半導体層の上に形成されて開口の領域を受圧部とするダイアフラムが形成された第２半導体層と、第２半導体層に形成されてダイアフラムの歪みを測定する歪素子と、第２半導体層の歪素子が形成されている箇所より深い箇所に形成された埋め込み絶縁層とを備える素子部を形成し、貫通口を備える支持基板を用意する第１工程と、支持基板の第１半導体層との接合面に金属層を形成し、第１半導体層の支持基板との接合面の金属層を形成する第２工程と、第１半導体層の金属層形成面と、支持基板の金属層形成面とを当接して両者を接合する第３工程とを備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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