[发明专利]传感器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于检测加速度等的物理量的传感器及其制造方法， 尤其涉及采用压阻电阻元件作为检测元件的传感器及其制造方法。

背景技术

近年，对采用MEMS(微机电系统：MicroElectromechanical Systems)技术的小型传感器进行开发，使检测加速度等物理量的传感 器以各种用途用于便携电话或游戏机等，此外，对于应用进行研究。 这种传感器例如采用具有硅层/氧化硅层/硅层的3层结构的SOI晶片来 制作，例如具备：框架，该框架具有以挖通SOI晶片的方式形成的开 口；可变位的重锤，通过多个梁被支撑在该框架上；以及压阻电阻元 件，配置在梁上。然后，一旦对重锤施加外力而引起变位，梁就会响 应该变位而挠曲，检测梁上配置的压阻电阻元件的电阻因梁的挠曲量 而发生的变化，从而检测出加速度等的物理量。

为了这种传感器的高灵敏化，优选将长度短的压阻电阻元件配置 在应力集中部。但是，由于在驱动时对压阻电阻元件施加电压，如果 只缩短压阻电阻元件，就有耗电增大的问题。因此，开发出将较短的 多个压阻电阻元件在高浓度扩散层中串联连接的传感器(日本特开 2006-98321号公报)。

但是，日本特开2006-98321号公报中公开的传感器中，对硅基 板以低浓度扩散杂质而形成压阻电阻元件，此外，将多个压阻电阻元 件串联连接的高浓度扩散层也是对硅基板以高浓度扩散杂质而形成 的，由于在驱动时施加到压阻电阻元件的电压而从压阻电阻元件和高 浓度扩散层发生焦耳(Joule)热。而且，在日本特开2006-98321号 公报中公开的传感器中，压阻电阻元件和高浓度扩散层被绝缘层所覆 盖，成为难以向外部排出热的结构。因此，因发生的焦耳热而梁或梁 上配置的布线、氧化硅层或硅层热膨胀，使得传感器的输出值随时间 发生变动，存在传感器的可靠性降低的问题。

此外，在日本特开2006-98321号公报中公开的传感器通过以下 工序制造：(1)使杂质在硅基板中以低浓度扩散而形成压阻电阻元 件的工序；(2)使杂质在硅基板中以高浓度扩散而形成高浓度扩散 层的工序；(3)以被覆压阻电阻元件和高浓度扩散层的方式形成绝 缘层，并设置接触孔的工序；以及(4)形成布线的工序。该制造方 法需要4次的光刻(photolithography)工序，存在生产性低的问题。 而且，将多个压阻电阻元件电性串联连接的布线只是高浓度扩散层， 因此还存在一旦在该部位发生缺陷就导致直接耦合到传感器本身的 不良部位的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供稳定地表现高灵敏的传感器功能的传感 器和简便地制造这种传感器的制造方法。

为了达成这种目的，本发明的传感器具备：框部；多个梁部，从 该框部向内侧方向突出；重锤部，通过该梁来支撑；压阻电阻元件， 配置在所述梁部；以及绝缘层，被覆该压阻电阻元件，并且所述传感 器构成为：所述压阻电阻元件具有1个以上的折叠部，在位于该折叠 部的所述绝缘层上配置金属布线，该金属布线经由形成在所述绝缘层 的2个以上的接触孔连接到折叠部，在位于所述压阻电阻元件的两端 部的所述绝缘层中形成接触孔，电桥电路布线经由该接触孔连接到压 阻电阻元件。

作为本发明的其它形态，作成在所述接触孔正下方的压阻电阻元 件配置扩散电阻层的结构。

这种本发明的传感器，在位于压阻电阻元件的折叠部的绝缘层上 配置并连接金属布线，因此能够抑制压阻电阻元件的折叠部上发生的 焦耳热，并且能够对被绝缘层被覆的压阻电阻元件中发生的焦耳热有 效地进行散热，且传感器的输出值随时间的变动得到抑制，能够稳定 地表现高灵敏的传感器功能。此外，在接触孔正下方的压阻电阻元件 配置扩散电阻层的场合，能够减小压阻电阻元件与金属布线或电桥电 路布线的连接电阻，能够抑制焦耳热的发生。