Mems器件、压力传感器、高度计、电子设备和移动体的制作方法_3

文档序号:8495214阅读:来源:国知局
进行设计,成为了能够减少覆盖层87向空腔部5侧下垂而与传感器元件7接触这一情况的结构。下面,对此详述。
[0099]如前述那样,元件周围结构体8具备基板侧包围壁88、覆盖层侧包围壁89和覆盖层87。
[0100]如图1所示,基板侧包围壁88由层间绝缘膜81和布线层82构成。
[0101]层间绝缘膜81在俯视时形成为四边形的框状,并以包围传感器元件7的方式设置(参照图2)。并且,层间绝缘膜81的下侧开口被基板6封闭。
[0102]在这样的层间绝缘膜81上设置有布线层82。该布线层82封闭层间绝缘膜81的上侧开口,并具有被设置成横跨空腔部5的加强层821。
[0103]如图2所示,加强层821的俯视形状呈四边形形状,加强层821在中央部具备多个(本实施方式中为25个)贯穿孔822。另外,在图2中,用斜线表示该贯穿孔822。
[0104]该贯穿孔822沿厚度方向贯穿加强层821。贯穿孔822的俯视形状为四边形,并且贯穿孔822与加强层821的外缘平行地设置成5X5的行列状。而且,贯穿孔822彼此隔开规定的距离进行设置,贯穿孔822以与最相邻的贯穿孔822的分离距离成为相等的间隔的方式进行配置。另外,贯穿孔822的配置、数量、形状等不限定于上述情况。
[0105]在比这样的结构的基板侧包围壁88靠覆盖层87侧的位置设置有覆盖层侧包围壁
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[0106]覆盖层侧包围壁89由层间绝缘膜83和布线层84 (但是,是除遮蔽层841以外的侧壁部843)构成。
[0107]层间绝缘膜83被设置在层间绝缘膜81上。该层间绝缘膜83在俯视时形成为四边形的框状,并以包围传感器元件7的方式设置。
[0108]并且,该层间绝缘膜83被设置成其内壁面的整个面在俯视时内包于层间绝缘膜81的内壁面中。并且,除遮蔽层841以外的侧壁部843在俯视时形成为环状,并位于层间绝缘膜83的内侧。因此,关于这样的结构的覆盖层侧包围壁89,在俯视时,其内壁面891的整个面内包于基板侧包围壁88的内壁面881中。
[0109]并且,覆盖层侧包围壁89被配置成在其俯视时从上方覆盖压阻部71a、71b、71c、71do即,传感器元件7在俯视时与覆盖层侧包围壁89重叠。
[0110]并且,覆盖层侧包围壁89的内壁面891的俯视形状为四边形,是与内壁面881相似的形状。并且,关于内壁面891,构成内壁面891的4个壁面分别与构成内壁面881的各个壁面平行,并且以相等的间隔与构成内壁面881的各个壁面分离。因此,在俯视时将内壁面891的相对的角连接起来的对角线的交点与将内壁面881的相对的角连接起来的对角线的交点重合。
[0111]另外,内壁面891和内壁面881的俯视形状以及它们的配置关系等不限于上述情况。例如,内壁面891和内壁面881的俯视形状在本实施方式中为四边形,但它们的俯视形状不限定于四边形,例如也可以是四边形以外的多边形、圆形等。
[0112]在这样的结构的覆盖层侧包围壁89上设置有覆盖层87。
[0113]覆盖层87由布线层84所具备的遮蔽层841和密封层86构成。
[0114]如图1所示,遮蔽层841以封闭层间绝缘膜83的上侧开口的方式设置。该遮蔽层841被配置成在俯视时内包于加强层821中(参照图2)。并且,遮蔽层841的俯视形状为四边形形状,遮蔽层841是与前述的加强层821相似的形状。并且,遮蔽层841的外缘与加强层821的外缘平行,并以相等的间隔与加强层821的构成外缘的各边缘(4个边缘)分离。
[0115]并且,遮蔽层841在其中央部具备多个(本实施方式中为9个)贯穿孔842。另夕卜,在图2中,用网状线表示该贯穿孔842。
[0116]该贯穿孔842沿遮蔽层841的厚度方向贯穿。贯穿孔842的俯视形状为四边形,该贯穿孔842与遮蔽层841的外缘平行地设置成3X3的行列状。而且,贯穿孔842彼此隔开规定的距离进行设置,贯穿孔842以与最相邻的贯穿孔842的分离距离成为相等的间隔的方式进行配置。
[0117]并且,在俯视时,贯穿孔842与前述的加强层821所具备的25个贯穿孔822中的位于遮蔽层841的中央部的9个贯穿孔822重叠。
[0118]以覆盖具备这样的贯穿孔842的遮蔽层841的方式在遮蔽层841上设置有密封层
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[0119]通过具备上述这样的结构的元件周围结构体8,由此,在压力传感器100中,能够减少覆盖层87与传感器元件7接触的情况,并且能够确保膜片部64 (基板6的配置有传感器元件7的区域)较大从而增大变形量。
[0120]具体地说,如前述那样,由于覆盖层侧包围壁89位于基板侧包围壁88的内侧,因此,能够在可保持膜片部64的机械强度的范围内增大膜片部64的平面面积,并且能够减小覆盖层87的覆盖空腔部5的部分的平面面积。因此,与覆盖层侧包围壁89的内壁面891和基板侧包围壁88的内壁面881形成为在俯视时大致重叠的情况(图16所示那样的结构)相比,能够在确保膜片部64的平面面积的状态下减小密封层86的面积。由此,能够使膜片部64通过受压而大幅变形,并且能够更有效地防止覆盖层87向空腔部5侧下垂。其结果是,压力传感器100在灵敏度方面特别优异,并且在传感器元件7的特性的稳定化方面也变得优异。
[0121]另外,只要覆盖层侧包围壁89的至少一部分在俯视时位于基板侧包围壁88的内侧就能够得到前述那样的效果,而特别像本实施方式那样,通过以将覆盖层侧包围壁89的内壁面891的整个面内包于基板侧包围壁88的内壁面881中的方式设置覆盖层侧包围壁89,能够显著发挥前述的效果。
[0122]而且,如前述那样,加强层821被设置成位于覆盖层87和传感器元件7之间。通过具备这样的加强层821,能够提高元件周围结构体8的机械强度,由此能够进一步减少覆盖层87向空腔部5下垂的情况。特别是能够提高元件周围结构体8在与基板6的厚度方向垂直的方向(图1中的左右方向)上的强度。因此,能够特别有效地减少覆盖层侧包围壁89的覆盖层87侧向空腔部5侧挠曲而使得覆盖层87随之向空腔部5侧下垂的情况。
[0123]并且,即使在覆盖层87万一向空腔部5侧下垂的情况下,也能够利用加强层821阻挡该下垂。其结果是,能够更可靠地减少覆盖层87与传感器元件7接触的情况。
[0124]并且,如前述那样,覆盖层侧包围壁89被设置成在俯视时覆盖传感器元件7。因此,即使万一发生了不仅覆盖层87下垂而且加强层821也下垂的情况,也能够进一步可靠地防止加强层821与传感器元件7接触。
[0125]特别地,如本实施方式这样,在使用压阻元件作为传感器元件7的情况下,能够形成为将传感器元件7配置在膜片部64的缘部侧(基板侧包围壁88的内壁面881附近)的结构。因此,如上述那样,若使用压阻元件,则容易形成为在俯视时利用覆盖层侧包围壁89覆盖传感器元件7的结构。
[0126]并且,如前述那样,加强层821和遮蔽层841分别具有贯穿孔822、842。由于加强层821具有贯穿孔822,从而能够降低加强层821的质量。因此,能够特别有效地防止加强层821由于自重而下垂的情况。
[0127]并且,由于具有贯穿孔822、842,因此,通过贯穿孔822、842利用蚀刻等除去位于传感器元件7上的层间绝缘膜81、83,由此能够容易地形成空腔部5。由此,能够实现压力传感器100的制造工序的简化。其结果是还能够提高压力传感器100的生产率。
[0128]并且,加强层821和遮蔽层841的贯穿孔822、842分别呈行列状设置。由于加强层821所具备的贯穿孔822呈行列状设置,从而遍及加强层821的整个区域都不会在其厚度方向上的机械强度中产生不均。
[0129]并且,由于贯穿孔822、842呈行列状设置,因此,在形成空腔部5时,当利用蚀刻等通过贯穿孔822、842除去位于传感器元件7上的层间绝缘膜81、83时,能够防止蚀刻的不均,从而能够更加容易且可靠地得到期望的形状的空腔部5。特别地,如前述那样,贯穿孔842与贯穿孔822在俯视时重叠,因此能够更显著地发挥可防止上述的蚀刻不均这样的效果O
[0130]并且,加强层821是布线层82的一部分。因此,能够与布线层82 —起形成加强层821,即,能够在同一个工序中形成加强层821和布线层82中的除加强层821以外的部分即侧壁部823。因此,能够省略下述工作:另行设置仅形成加强层821的工序。由此,能够实现压力传感器100的制造工序的简化。其结果是,还能够提高压力传感器100的生产率。
[0131]接下来,简单说明压力传感器100的制造方法。图5?图9是示出图1所示的压力传感器的制造工序的图。下面,根据这些图进行说明。
[0132][传感器元件形成工序]
[0133]首先,如图6的(a)所示,准备由单晶硅等构成的半导体基板61。这里,单晶硅膜的厚度没有特别限定,例如设定为400nm以上且SOOnm以下的程度。
[0134]接下来,如图6的(b)所示,以使半导体基板61的一部分露出的方式在半导体基板61上形成光致抗蚀膜20。然后,向半导体基板61的露出的部分(能够形成压阻元件7a、7b、7c、7d的部位)掺杂(离子注入)硼等杂质,由此如图6的(c)所示那样形成传感器元件7。
[0135]在该离子注入中,调整光致抗蚀膜20的形状或离子注入条件等,使得连接部73c、73d和布线41a、41b、41c、41d中的杂质掺杂量比压阻部71a、71b、71c、71d中的杂质掺杂量多。
[0136]例如,在以17keV对硼进行离子注入的情况下,将针对压阻部71a、71b、71c、71d的离子注入浓度设定为I
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