[发明专利]压力传感器装置以及电子设备

说明书

本申请是申请日为2010年7月12日、申请号为201080035964.X、发明名称为“半导体压力传感器、压力传感器装置、电子设备以及半导体压力传感器的制造方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及基于压力施加造成的可变形的隔膜的变形（strain），将压力变换为电信号的半导体压力传感器、包括该半导体压力传感器的压力传感器装置、包含压力传感器装置的电子设备、以及半导体压力传感器的制造方法。

背景技术

以往，在遍及汽车的内燃机构、民用设备、测量设备、医疗设备等多分支的领域中，使用半导体压力传感器作为将压力变换为电信号的小型的装置。在民用设备的领域中，半导体压力传感器例如用于硬盘驱动器、电热水器、空调、洗衣机、洗碗机和吸尘器等。在测量设备的领域中，半导体压力传感器例如用于空气压力计、水压计和油压计等。在医疗设备的领域中，半导体压力传感器例如用于血压计等。

利用在半导体集成电路的制造上使用的微细加工技术来制作半导体压力传感器。一般地，半导体压力传感器具备通过将硅基板的一部分加工为薄膜状所形成的隔膜。

通过隔膜上施加的压力，在隔膜上产生变形。为了检测在隔膜中产生的变形，使其电阻值根据压力而变化的电阻元件（例如压电元件）被配置在硅基板的表面。半导体压力传感器根据电阻元件的电阻值的变化检测压力。

例如，专利文献1（特开2009-49026号公报）公开了各自具有电阻元件功能的包括四个肖特基势垒二极管（Schottky barrier diode）的半导体压力传感器。四个肖特基势垒二极管构成惠斯登电桥。肖特基势垒二极管的内部电阻因肖特基接合部产生的变形而变化。

图47是表示一例以往的半导体压力传感器的图。参照图47，半导体压力传感器100具有薄壁部102和厚壁部104产生的隔膜结构。在图47中，薄壁部102表示为虚线包围的区域。厚壁部104位于薄壁部102周围。在薄壁部102的一主面中，形成变形计电阻106、108、110、以及112。

图48是图47所示的半导体压力传感器100的XLVIII-XLVIII剖面图。参照图48，玻璃基板116被设置在厚壁部104的底面。

根据上述结构，在薄壁部102和玻璃基板116之间，形成其外周被厚壁部104包围的基准压力室114。在将半导体压力传感器100用作绝对气压的测量的情况下，基准压力室114通常为真空状态。

根据半导体压力传感器100的周围的气压，在薄壁部102中产生变形。根据该变形，变形计电阻106、108、110、以及112的电阻值产生变化。变形计电阻106、108、110、以及112通过未图示的布线构成桥式电路（bridgecircuit）。

图49是表示由图47所示的变形计电阻106、108、110、以及112构成的桥式电路150的图。参照图49，在输入端子122A、122B之间被施加规定电压。在输出端子120A、120B之间产生与薄壁部102的变形对应的电压。

为了提高具有图47～图49所示的结构的半导体压力传感器的灵敏度，需要使薄壁部薄。但是，在半导体压力传感器的制造中或半导体压力传感器的使用中，有时在薄壁部中产生损坏。

一般地，难以通过目视来确认薄壁部的损坏。因此，在以往的可靠性试验中，例如采用一边使配置了半导体压力传感器的密闭腔内的气压变化，一边确认该压力传感器的输出的方法。

但是，在上述方法中，为了可靠性试验而需要大规模的装置和较长的试验时间。而且，在将半导体压力传感器装入在电子设备内部后，难以对该传感器进行试验。

专利文献2（特开昭60-29627号公报（特公平4-26051号公报））公开了可检测隔膜的破损的半导体压力传感器。图50是用于说明专利文献2的图1所示的半导体压力传感器的图。参照图50，半导体压力传感器200包括：变形计电阻202、204；布线206；以及晶体管208。变形计电阻202、204、布线206、以及晶体管208被配置在隔膜201的一主面中。

布线206形成在与隔膜201的裂开方向A、B两方交叉的方向上。在布线206因隔膜201的破损而断线的情况下，通过晶体管208检测隔膜201的破损。