[发明专利]半导体压力传感器

说明书

提供无需用于应力控制的热处理、且可靠性高的半导体压力传感器。半导体压力传感器(100A)具有：固定电极(18)，其位于半导体基板(11)的主面；以及隔膜(61)，其在半导体基板(11)的厚度方向上经由空隙(51)而至少在与固定电极(18)相对的位置处在厚度方向上是可动的。隔膜(61)具有：可动电极(39)；第1绝缘膜(39d)，其位于可动电极(39)的空隙(51)侧；第2绝缘膜(58)，其位于可动电极(39)的与空隙(51)相反侧，膜种类与第1绝缘膜(39d)相同；以及屏蔽膜(59)，其与可动电极(39)一起夹着第2绝缘膜(58)。

技术领域

本发明涉及一种半导体压力传感器以及其制造方法。该半导体压力传感器适于向包含具有MOS构造的场效应晶体管(下面，简称为“MOS晶体管”)的电路(下面，简称为“MOS电路”)进行集成化。

此外，“MOS”这一用语以前用于金属/氧化物/半导体的层叠构造，采用了Metal-Oxide-Semiconductor的第一个字母。然而，特别是对于MOS晶体管，从近年来的集成化及制造工艺的改善等角度出发，对栅极绝缘膜、栅极电极的材料进行了改善。

例如，就MOS晶体管而言，主要从以自对准的方式形成源极及漏极的角度出发，取代金属而采用多晶硅作为栅极电极的材料。另外，从改善电气特性的角度出发，采用高介电常数的材料作为栅极绝缘膜的材料，但该材料并非必须限定于氧化物。

因此，“MOS”这一用语不是必须仅限定于金属/氧化物/半导体的层叠构造才被采用的用语，在本说明书中也不以上述限定为前提。即，鉴于技术常识，这里“MOS”不限定于因其词源而产生的缩略语，广义上具有还包含导电体/绝缘体/半导体的层叠构造的含义。

背景技术

近年来，在以汽车为首的各种领域中使用了半导体压力传感器。例如专利文献1所公开的那样，半导体压力传感器集成于MOS电路。

对于专利文献1所公开的半导体压力传感器，在半导体基板规定了形成MOS电路的区域即MOS区域和形成压力传感器的区域即压力传感器区域。

在MOS区域形成有MOS电路，该MOS电路包含n沟道型的MOS晶体管和p沟道型的MOS晶体管。在压力传感器区域形成有电容式的半导体压力传感器。

专利文献2、3所公开的半导体压力传感器也与专利文献1所公开的半导体压力传感器类似，形成的是电容式的压力传感器。

就这样的电容式的半导体压力传感器而言，形成有固定电极和可动电极，在固定电极和可动电极之间设置有真空室。真空室通过密封膜进行密封。可动电极和固定电极之间的距离由于其周围的压力而变动，该距离被作为固定电极和可动电极之间的静电电容的值而进行检测。压力是基于该静电电容的变动而进行测定的。

可动电极由于是使用半导体工艺对多晶硅等进行沉积而形成的，因此具有内部应力。为了降低成为可动电极的多晶硅的内部应力，想到进行高温的热处理的方法。对于集成于MOS电路的半导体压力传感器，不易于应用该方法。

因此，专利文献1提出了下述技术，即，同时进行可动电极即隔膜的热处理和将CMOS晶体管的源极及漏极激活的退火。

如专利文献2中也提及的那样，在该内部应力为压缩应力的情况下，有时可动电极屈曲成向与真空室相反侧凸出的形状。该可动电极的形状使得半导体压力传感器特性不稳定。

因此，在专利文献2中提出了下述技术，即，在可动电极的周缘部形成压缩应力的厚壁部、或者在可动电极的中央部形成内部应力为拉伸的膜而进行可动电极的应力控制，防止可动电极变为向与真空室相反侧凸出的形状。

像上述这样不采用用于对可动电极进行应力控制的高温的热处理这一作法对于与以微细工艺形成的MOS电路的单片集成化而言是适用的。