物理量傳感器、壓力傳感器、高度計、電子設備和移動體的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及物理量傳感器、壓力傳感器、高度計、電子設備和移動體。
【背景技術】
[0002]具有由于受壓而發生撓曲變形的隔膜的壓力傳感器被廣泛采用。在這樣的壓力傳感器中，在隔膜上配置有例如壓阻元件、振動元件等傳感器元件，通過由傳感器元件檢測隔膜的撓曲，能夠檢測施加到隔膜的壓力。
[0003]例如，在專利文獻I所記載的壓力傳感器中，在形成有隔膜的硅基板的一個面上，設置有壓阻元件；以及包含壓阻元件的驅動和檢測等的電路的集成電路(1C)，在該硅基板的另一個面上設置有腔體。能夠通過對該腔體進行密閉，實現絕對壓力傳感器。
[0004]但是，在專利文獻I所記載的壓力傳感器中，將腔體相對于硅基板設置于集成電路的相反側，因此具有在硅基板的厚度方向上尺寸變大的問題。此外，在專利文獻I所記載的壓力傳感器中，在形成密閉的腔體的情況下，需要在硅基板上貼合另一基板的工序，因此還存在導致成本增大的問題。
[0005]【專利文獻I】日本特開平8-97439號公報
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于提供一種能夠實現低高度化和低成本化的物理量傳感器，并且提供一種具有該物理量傳感器的壓力傳感器、高度計、電子設備和移動體。
[0007]利用下述的本發明來達成這種目的。
[0008][應用例I]
[0009]本發明的物理量傳感器的特征在于，該物理量傳感器具有:
[0010]半導體基板；
[0011]隔膜部，其配置在所述半導體基板上，由于受壓而發生撓曲變形；
[0012]傳感器元件，其配置在所述隔膜部上；
[0013]壁部，其配置于所述半導體基板的一個面側，與所述隔膜部一起構成了腔體；以及
[0014]電路部，其設置于所述半導體基板的與所述壁部同一面側。
[0015]根據這樣的物理量傳感器，將腔體(或壁部)和電路部設置于半導體基板的相同面側，因此形成有腔體的構造體不會從半導體基板的與電路部相反的一側伸出，從而能夠實現低高度化。此外，能夠利用CMOS工藝(特別是形成層間絕緣膜或布線層的工序)，與電路部一并形成壁部。因此，能夠簡化物理量傳感器的制造工序，其結果，能夠實現物理量傳感器的低成本化。此外，即使在將腔體密封的情況下，也能夠使用成膜法對腔體進行密封，從而不需要如以往那樣貼合基板來對腔體進行密封，在這點上，也能夠簡化物理量傳感器的制造工序，其結果，能夠實現物理量傳感器的低成本化。
[0016][應用例2]
[0017]在本發明的物理量傳感器中，優選的是，所述傳感器元件包含壓阻元件。
[0018]由此，在壓阻元件和電路部處于與半導體基板的相同面側的情況下，能夠利用CMOS工藝(特別是形成晶體管的工序)與電路部一并形成壓阻元件。因此，能夠進一步簡化物理量傳感器的制造工序。
[0019][應用例3]
[0020]在本發明的物理量傳感器中，優選的是，所述傳感器元件配置于所述隔膜部的與所述壁部同一面側。
[0021 ] 由此，能夠利用CMOS工藝(特別是形成晶體管的工序)，與電路部一并形成傳感器元件。因此，能夠進一步簡化物理量傳感器的制造工序。此外，能夠將傳感器元件收納到腔體內，因此能夠防止傳感器元件的劣化，并且減少傳感器元件的特性下降。
[0022][應用例4]
[0023]在本發明的物理量傳感器中，優選的是，所述電路部具有配置在所述半導體基板上的絕緣層、和貫通所述絕緣層的布線部，
[0024]所述壁部通過與所述絕緣層和所述布線部中的至少一方相同的成膜而形成。
[0025]由此，能夠利用CMOS工藝(特別是形成層間絕緣膜或布線層的工序)，與電路部一并形成壁部。
[0026][應用例5]
[0027]在本發明的物理量傳感器中，優選的是，所述隔膜部包含由相對于酸性蝕刻液的蝕刻速率比所述絕緣層低的材料構成的層。
[0028]由此，在通過酸性蝕刻液對與電路部具有的絕緣層一體形成的絕緣層進行蝕刻來形成腔體(壁部)時，能夠將上述層用作蝕刻阻擋層。因此，能夠有效地形成具有期望厚度的隔膜部。
[0029][應用例6]
[0030]在本發明的物理量傳感器中，優選的是，所述隔膜部包含由相對于堿性蝕刻液的蝕刻速率比所述半導體基板低的材料構成的層。
[0031]由此，在通過堿性蝕刻液從壁部的相反側對半導體基板進行蝕刻來形成隔膜部時，能夠將上述層用作蝕刻阻擋層。因此，能夠有效地形成具有期望厚度的隔膜部。
[0032][應用例7]
[0033]在本發明的物理量傳感器中，優選的是，所述隔膜部包含二氧化硅膜、氮化硅膜和金屬膜中的至少I種膜。
[0034]電路部具有的絕緣層通常由二氧化硅膜構成，而氮化硅膜的相對于酸性蝕刻液的蝕刻速率比二氧化硅膜低。因此，在通過酸性蝕刻液對與電路部具有的絕緣層一體形成的絕緣層進行蝕刻來形成腔體(壁部)時，能夠將氮化硅膜用作蝕刻停止層。
[0035]此外，二氧化硅膜、氮化硅膜和金屬膜的相對于堿性蝕刻液的蝕刻速率均比硅低。因此，在通過堿性蝕刻液從壁部的相反側對硅基板(半導體基板)進行蝕刻來形成隔膜部時，能夠將這些膜用作蝕刻阻擋層。
[0036]此外，二氧化硅膜和氮化硅膜具有比較高的絕緣性。因此，通過在這些膜上配置傳感器元件，能夠防止傳感器元件的各部件和從傳感器元件引出的布線發生短路。
[0037][應用例8]
[0038]在本發明的物理量傳感器中，優選的是，所述腔體內被減壓至低于大氣壓。
[0039]由此，能夠將物理量傳感器用作所謂的絕對壓力傳感器。
[0040][應用例9]
[0041]本發明的壓力傳感器的特征在于，該壓力傳感器具有本發明的物理量傳感器。
[0042]由此，能夠提供具有實現了低高度化和低成本化的物理量傳感器的壓力傳感器。
[0043][應用例10]
[0044]本發明的高度計的特征在于，該高度計具有本發明的物理量傳感器。
[0045]由此，能夠提供具有實現了低高度化和低成本化的物理量傳感器的高度計。
[0046][應用例11]
[0047]本發明的電子設備的特征在于，該電子設備具有本發明的物理量傳感器。
[0048]由此，能夠提供具有實現了低高度化和低成本化的物理量傳感器的電子設備。
[0049][應用例12]
[0050]本發明的移動體的特征在于，該移動體具有本發明的物理量傳感器。
[0051]由此，能夠提供具有實現了低高度化和低成本化的物理量傳感器的移動體。
【附圖說明】
[0052]圖1是示出本發明的物理量傳感器的第I實施方式的剖視圖。
[0053]圖2是圖1所示的物理量傳感器的隔膜部及其附近部分的放大俯視圖。
[0054]圖3是示出圖1所示的物理量傳感器具有的包含傳感器元件(壓阻元件)的橋式電路的圖。
[0055]圖4是用于說明圖1所示的物理量傳感器的作用的圖，(a)是示出加壓狀態的剖視圖，(b)是示出加壓狀態的俯視圖。
[0056]圖5是示出圖1所示的物理量傳感器的制造工序的圖。
[0057]圖6是示出圖1所示的物理量傳感器的制造工序的圖。
[0058]圖7是示出本發明的物理量傳感器的第2實施方式的剖視圖。
[0059]圖8是示出本發明的物理量傳感器的第3實施方式的剖視圖。
[0060]圖9是示出本發明的壓力傳感器的一例的剖視圖。
[0061]圖10是示出本發明的高度計的一例的立體圖。
[0062]圖11是示出本發明的電子設備的一例的主視圖。
[0063]圖12是示出本發明的移動體的一例的立體圖。
[0064]標號說明
[0065]1:物理量傳感器；1A:物理量傳感器；1B:物理量傳感器；5:空腔部；6:基板；6B:基板；7:傳感器元件；7A:元件形成用膜；7a:壓阻元件；7b:壓阻元件；7c:壓阻元件；7d:壓阻元件；8:元件周圍構造體；9:半導體電路；10:構造體；10A:構造體；10B:構造體；1C:構造體；10D:構造體；10E:構造體；20:光抗蝕劑膜；41a:布線；41b:布線；41c:布線；41d:布線；42:層；61:半導體基板；61A:半導體基板；61B:半導體基板；62:二氧化娃膜；63:氮化硅膜；64:隔膜部；64A:隔膜部；64B:隔膜部；65:凹部；65A:凹部；65B:凹部；67:金屬膜；70:橋式電路；71a:壓阻部；71b:壓阻部；71c:壓阻部；71d:壓阻部；73c:連接部；73d:連接部；81:層間絕緣膜；81A:層間絕緣膜；82:布線層；82a:布線層；82b:布線層;83:層間絕緣膜；83A:層間絕緣膜；84:布線層；84a:布線層；84b:布線層；85:表面保護膜；86:密封層；87:晶體管；100:壓力傳感器；101:殼體；102:運算部；103:布線；104:貫通孔；200:高度計；201:顯示部；300:導航系統；301:顯示部；400:移動體；401:車體；402:車輪；641:受壓面；641A:受壓面；641B:受壓面；841:覆蓋層；842:細孔；871:柵電極。
【具體實施方式】
[0066]下面，根據附圖所示的各實施方式，對本發明的物理量傳感器、壓力傳感器、高度計、電子設備和移動體進行詳細說明。
[0067]<第I實施方式>
[0068]1.物理量傳感器
[0069]圖1是示出本發明的物理量傳感器的第I實施方式的剖視圖，圖2是圖1所示的物理量傳感器的隔膜部及其附近部分的放大俯視圖。此外，圖3是示出圖1所示的物理量傳感器具有的包含傳感器元件(壓阻元件)的橋式電路的圖。此外，圖4是用于說明圖1所示的物理量傳感器的作用的圖，圖4的(a)是示出加壓狀態的剖視圖，