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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022134503
(43)【公開日】2022-09-15
(54)【発明の名称】積層電極、電極付き歪抵抗膜および圧力センサ
(51)【国際特許分類】
G01L 9/04 20060101AFI20220908BHJP
【ＦＩ】
G01L9/04
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021033652
(22)【出願日】2021-03-03
(71)【出願人】
【識別番号】000003067
【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001494
【氏名又は名称】前田・鈴木国際特許弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】小林 正典
(72)【発明者】
【氏名】海野 健
(72)【発明者】
【氏名】笹原 哲也
(72)【発明者】
【氏名】縄岡 孝平
【テーマコード（参考）】
2F055
【Ｆターム（参考）】
2F055AA40
2F055BB20
2F055CC02
2F055DD01
2F055EE12
2F055FF38
2F055GG12
(57)【要約】
【課題】耐熱性および耐湿性に優れた積層電極、電極付き歪抵抗膜および圧力センサを提供すること。
【解決手段】歪抵抗膜３２の上に設けられる積層電極３６であって、歪抵抗膜３２は、ＣｒとＡｌとを含み、積層電極３６は、歪抵抗膜３２の上に重なるコンタクト層３６ａと、コンタクト層３６ａの上に重なる拡散防止層３６ｂと、拡散防止層３６ｂの上に重なる実装層３６ｃと、を有し、拡散防止層３６ｂまたは実装層３６ｃは、コンタクト層３６ａの端面３６ａ１が露出しないように、コンタクト層３６ａを覆っている。
【選択図】図４Ａ
【解決手段】歪抵抗膜３２の上に設けられる積層電極３６であって、歪抵抗膜３２は、ＣｒとＡｌとを含み、積層電極３６は、歪抵抗膜３２の上に重なるコンタクト層３６ａと、コンタクト層３６ａの上に重なる拡散防止層３６ｂと、拡散防止層３６ｂの上に重なる実装層３６ｃと、を有し、拡散防止層３６ｂまたは実装層３６ｃは、コンタクト層３６ａの端面３６ａ１が露出しないように、コンタクト層３６ａを覆っている。
【選択図】図４Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
歪抵抗膜の上に設けられる積層電極であって、
前記歪抵抗膜は、ＣｒとＡｌとを含み、
前記積層電極は、前記歪抵抗膜の上に重なるコンタクト層と、前記コンタクト層の上に重なる拡散防止層と、前記拡散防止層の上に重なる実装層と、を有し、
前記拡散防止層または前記実装層は、前記コンタクト層が露出しないように、前記コンタクト層を覆っている積層電極。
前記歪抵抗膜は、ＣｒとＡｌとを含み、
前記積層電極は、前記歪抵抗膜の上に重なるコンタクト層と、前記コンタクト層の上に重なる拡散防止層と、前記拡散防止層の上に重なる実装層と、を有し、
前記拡散防止層または前記実装層は、前記コンタクト層が露出しないように、前記コンタクト層を覆っている積層電極。
【請求項2】
前記実装層または前記拡散防止層は、前記コンタクト層の端面よりも外側の位置で、前記歪抵抗膜の上面と接触している請求項１に記載の積層電極。
【請求項3】
前記拡散防止層および前記実装層のうち、前記実装層が、前記コンタクト層の端面が露出しないように、前記コンタクト層を覆っている請求項１または２に記載の積層電極。
【請求項4】
前記拡散防止層は、前記コンタクト層の端面が露出しないように、前記コンタクト層を覆っており、
前記実装層は、前記拡散防止層の端面が露出しないように、前記拡散防止層を覆っている請求項１または２に記載の積層電極。
前記実装層は、前記拡散防止層の端面が露出しないように、前記拡散防止層を覆っている請求項１または２に記載の積層電極。
【請求項5】
前記拡散防止層の上に重なる前記実装層または前記コンタクト層の上に重なる前記拡散防止層は、前記コンタクト層の端面よりも外側に位置する前記歪抵抗膜の上面に向けて傾斜しつつ延在している請求項１～４のいずれかに記載の積層電極。
【請求項6】
前記実装層または前記拡散防止層と前記歪抵抗膜との界面には凹凸が形成されている請求項１～５のいずれかに記載の積層電極。
【請求項7】
前記コンタクト層は、Ｔｉを含み、
前記拡散防止層は、白金族元素を含み、
前記実装層は、Ａｕを含む請求項１～６のいずれかに記載の積層電極。
前記拡散防止層は、白金族元素を含み、
前記実装層は、Ａｕを含む請求項１～６のいずれかに記載の積層電極。
【請求項8】
請求項１～７のいずれかに記載の積層電極と、
前記積層電極が設けられる前記歪抵抗膜と、を有する電極付き歪抵抗膜。
前記積層電極が設けられる前記歪抵抗膜と、を有する電極付き歪抵抗膜。
【請求項9】
請求項１～７のいずれかに記載の積層電極と、
前記積層電極が設けられる前記歪抵抗膜と、
前記歪抵抗膜が設けられるメンブレンと、を有する圧力センサ。
前記積層電極が設けられる前記歪抵抗膜と、
前記歪抵抗膜が設けられるメンブレンと、を有する圧力センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、歪抵抗膜の上に設けられる積層電極、電極付き歪抵抗膜およびこれらを有する圧力センサに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、液体あるいは気体等の圧力を検出する圧力センサへの適用が可能なセンサ材として、歪抵抗膜が注目されている（特許文献１参照）。歪抵抗膜を用いた圧力センサでは、メンブレンとも呼ばれる基材の表面に歪抵抗膜が形成されており、基材に流体圧等が作用し変形が生じると、基材の表面に形成された歪抵抗膜に歪が生じ、その電気抵抗が変化する。この電気抵抗の変化を電気信号として検出することにより、その検出値に基づいて、基材に加わった圧力を算出することが可能となっている。
【0003】
ところで、歪抵抗膜の表面等には、上述した電気信号を外部回路へ取り出すために、電極が形成される。例えば、特許文献１には、歪抵抗膜の所定位置に、Ａｕ／Ｎｉ／Ｃｒからなる積層電極を形成する技術が記載されている。ここで、特許文献１に記載の積層電極において、Ｃｒからなる層はコンタクト層とも呼ばれ、歪抵抗膜との密着性に優れた材料で形成される。しかしながら、高温あるいは高湿環境下では、コンタクト層の劣化が進み、電極ひいては圧力センサの信頼性が低下するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１８－９１８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、このような課題に鑑みてなされ、その目的は、耐熱性および耐湿性に優れた積層電極、電極付き歪抵抗膜および圧力センサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するために、本発明に係る積層電極は、
歪抵抗膜の上に設けられる積層電極であって、
前記歪抵抗膜は、ＣｒとＡｌとを含み、
前記積層電極は、前記歪抵抗膜の上に重なるコンタクト層と、前記コンタクト層の上に重なる拡散防止層と、前記拡散防止層の上に重なる実装層と、を有し、
前記拡散防止層または前記実装層は、前記コンタクト層が露出しないように、前記コンタクト層を覆っている。
歪抵抗膜の上に設けられる積層電極であって、
前記歪抵抗膜は、ＣｒとＡｌとを含み、
前記積層電極は、前記歪抵抗膜の上に重なるコンタクト層と、前記コンタクト層の上に重なる拡散防止層と、前記拡散防止層の上に重なる実装層と、を有し、
前記拡散防止層または前記実装層は、前記コンタクト層が露出しないように、前記コンタクト層を覆っている。
【0007】
本発明に係る積層電極では、拡散防止層または実装層が、コンタクト層が露出しないように、コンタクト層を覆っている。そのため、拡散防止層または実装層によって、コンタクト層を空気等の外部環境から隔離することが可能となり、コンタクト層が外部環境に曝されることを回避することができる。したがって、高温あるいは高湿環境下でも、劣化しやすいコンタクト層を保護し、耐熱性および耐湿性に優れた積層電極を実現することができる。
【0008】
好ましくは、前記実装層または前記拡散防止層は、前記コンタクト層の端面よりも外側の位置で、前記歪抵抗膜の上面と接触している。この場合、実装層または拡散防止層は、コンタクト層の端面を跨ぎつつ、コンタクト層の端面よりも外側の位置まで延在することになる。その結果、実装層または拡散防止層によって、コンタクト層の端面の周辺一帯を覆うことが可能となり、コンタクト層の端面を外部環境から効果的に隔離し、上述した効果を良好に得ることができる。
【0009】
好ましくは、前記拡散防止層および前記実装層のうち、前記実装層が、前記コンタクト層の端面が露出しないように、前記コンタクト層を覆っている。実装層は、一般に、高温に対して安定した材質で構成される場合が多く、この場合、上記のような構成とすることにより、特に高温環境下においてコンタクト層の劣化を有効に防止することができる。
【0010】
好ましくは、前記拡散防止層は、前記コンタクト層の端面が露出しないように、前記コンタクト層を覆っており、前記実装層は、前記拡散防止層の端面が露出しないように、前記拡散防止層を覆っている。このような構成とすることにより、コンタクト層の端面を拡散防止層と実装層の二層で外部環境から隔離することが可能となり、上述した効果を良好に得ることができる。また、拡散防止層でコンタクト層の端面を覆うことにより、コンタクト層あるいは歪抵抗膜に含まれる元素がコンタクト層の端面から実装層へ相互拡散することを効果的に防止することができる。
【0011】
好ましくは、前記拡散防止層の上に重なる前記実装層または前記コンタクト層の上に重なる前記拡散防止層は、前記コンタクト層の端面よりも外側に位置する前記歪抵抗膜の上面に向けて傾斜しつつ延在している。このような構成とすることにより、実装層または拡散防止層をコンタクト層の端面から十分に離間した位置まで形成し、コンタクト層の端面と外部環境との間の距離を十分に確保することが可能となる。これにより、コンタクト層の端面を外部環境から効果的に隔離し、上述した効果を良好に得ることができる。
【0012】
好ましくは、前記実装層または前記拡散防止層と前記歪抵抗膜との界面には凹凸が形成されている。このような構成とすることにより、凹凸を形成した分だけ、実装層または拡散防止層と歪抵抗膜との界面に沿った沿面距離を延長することが可能となり、コンタクト層の端面を外部環境から効果的に隔離し、上述した効果を良好に得ることができる。また、実装層または拡散防止層と歪抵抗膜との間の接合面積が大きくなり、これらの間の密着力（接合強度）を高めることができる。
【0013】
好ましくは、コンタクト層は、Ｔｉを含み、拡散防止層は、白金族元素を含み、実装層は、Ａｕを含む。Ｔｉは、他の金属元素と合金を形成しやすいため、コンタクト層にＴｉを含有させることにより、膜間および層間の密着強度を確保し、膜の剥離不良を効果的に防止することができる。また、Ｔｉは、ＣｒとＡｌとを含む歪抵抗膜に対して比較的拡散しにくい性質を有するため、コンタクト層にＴｉを含有させることにより、歪抵抗膜への相互拡散を効果的に防止することができる。また、Ｔｉは、Ａｕを含む実装層へも拡散しにくい性質を有するため、コンタクト層にＴｉを含有させることにより、実装層上面への析出が生じにくい。
【0014】
また、白金族元素は化学的に安定な元素であるため、拡散防止層に白金族元素を含有させることにより、コンタクト層あるいは歪抵抗膜に含まれる元素が実装層へ相互拡散することを効果的に防止することができる。また、相互拡散した元素の実装層界面での反応についても、効果的に抑制することができる。
【0015】
また、実装層は配線を介して外部回路に接続されるが、このような配線として耐熱性に優れたＡｕ配線が好ましく用いられる。この場合、実装層にＡｕを含有させることにより、実装層に対する配線の密着性が良好になる。
【0016】
また、上記目的を達成するために、本発明に係る電極付き歪抵抗膜は、上述したいずれかの積層電極と、前記積層電極が設けられる歪抵抗膜とを有する。上述したように耐熱性および耐湿性に優れた積層電極を歪抵抗膜に設けることにより、耐熱性および耐湿性に優れた電極付き歪抵抗膜を実現することができる。
【0017】
また、上記目的を達成するために、本発明に係る圧力センサは、上述したいずれかの積層電極と、前記積層電極が設けられる歪抵抗膜と、歪抵抗膜が設けられるメンブレンとを有する。上述したように耐熱性および耐湿性に優れた積層電極を歪抵抗膜に設け、さらに当該歪抵抗膜をメンブレンに設けることにより、耐熱性および耐湿性に優れた圧力センサを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。
【0020】
第１実施形態
図１に示すように、圧力センサ１０は、本発明の第１実施形態に係る積層電極３６（図２参照）と、積層電極３６が設けられる電極付き歪抵抗膜３０と、電極付き歪抵抗膜３０が設けられるメンブレン２２と、を有する。圧力センサ１０は、高温・高圧環境下において使用される。以下において、電極付き歪抵抗膜３０の表面に沿う方向を面内方向と呼び、電極付き歪抵抗膜３０の厚み方向を面直方向と呼ぶ。
図１に示すように、圧力センサ１０は、本発明の第１実施形態に係る積層電極３６（図２参照）と、積層電極３６が設けられる電極付き歪抵抗膜３０と、電極付き歪抵抗膜３０が設けられるメンブレン２２と、を有する。圧力センサ１０は、高温・高圧環境下において使用される。以下において、電極付き歪抵抗膜３０の表面に沿う方向を面内方向と呼び、電極付き歪抵抗膜３０の厚み方向を面直方向と呼ぶ。
【0021】
圧力センサ１０は、ステム２０と、接続部材１２と、抑え部材１４と、回路基板１６とをさらに有する。ステム２０は、例えばステンレス等の金属で構成され、中空筒形状を有する。ステム２０の一端は端壁で閉塞された閉塞端となっており、ステム２０の他端は開放端となっている。メンブレン２２は、ステム２０の一端を形成する端壁で構成されており、圧力に応じて変形可能に構成されている。
【0022】
ステム２０は、接続部材１２の上面に配置されている。ステム２０の内部に形成された中空部は、ステム２０の他端において、接続部１２の流路１２ｂに連通している。圧力センサ１０では、流路１２ｂに導入される流体が、ステム２０の中空部からメンブレン２２の内面２２ａに導かれて、流体圧をメンブレン２２に作用するようになっている。メンブレン２２に流体圧が作用し変形が生じると、メンブレン２２の表面に形成された歪抵抗膜３０に歪が生じ、その電気抵抗が変化する。圧力センサ１０では、この電気抵抗の変化を電気信号として検出することにより、その検出値に基づいて、メンブレン２２に加わった圧力を測定することが可能となっている。
【0023】
ステム２０は、フランジ部２１を有する。フランジ部２１は、ステム２０の開放端の周囲に形成されており、ステム２０の軸芯から外方に突出している。フランジ部２１は、接続部材１２と抑え部材１４との間に挟まれており、メンブレン２２の内面２２ａへと至る流路１２ｂが密封されるようになっている。
【0024】
接続部材１２は、ねじ溝１２ａを有する。圧力センサ１０は、測定対象となる流体が封入されている圧力室等に対して、ねじ溝１２ａを介して固定される。これにより、接続部材１２の内部に形成されている流路１２ｂおよびステム２０におけるメンブレン２２の内面２２ａを、測定対象となる流体が内部に存在する圧力室に対して、気密に連通することが可能となっている。
【0025】
回路基板１６は、抑え部材１４の上面に取り付けられている。回路基板１６は、ステム２０の周囲を囲むリング状の形状を有しているが、回路基板１６の形状としてはこれに限定されない。回路基板１６には、例えば、電極付き歪抵抗膜３０からの検出信号が伝えられる回路等が内蔵されている。
【0026】
電極付き歪抵抗膜３０は、メンブレン２２の外面２２ｂに設けられている。電極付き歪抵抗膜３０と回路基板１６とは、ワイヤボンディング等による中間配線７２により接続されている。
【0027】
図２に示すように、電極付き歪抵抗膜３０は、歪抵抗膜３２と、歪抵抗膜用積層電極（以下、積層電極）３６と、を有する。歪抵抗膜３２は、メンブレン２２の外面２２ｂに、下地絶縁層５２を介して設けられている。下地絶縁層５２は、メンブレン２２の外面２２ｂのほぼ全体を覆うように形成されており、例えばシリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン酸窒化物等で構成される。下地絶縁層５２の厚みは、好ましくは１０μｍ以下、さらに好ましくは１～５μｍである。下地絶縁層５２は、例えばＣＶＤ等の蒸着法によりメンブレン２２の外面２２ｂに形成することができる。
【0028】
なお、メンブレン２２の外面２２ｂが絶縁性を有する場合には、下地絶縁層５２を形成することなく、メンブレン２２の外面２２ｂに直接に歪抵抗膜３２を形成してもよい。例えば、メンブレン２２がアルミナ等の絶縁材料からなる場合には、歪抵抗膜３２をメンブレン２２の外面２２ｂに直接設けてもよい。
【0029】
図３に示すように、歪抵抗膜３２には、第１抵抗体Ｒ１、第２抵抗体Ｒ２、第３抵抗体Ｒ３および第４抵抗体Ｒ４が、所定パターンで形成されている。第１抵抗体Ｒ１～第４抵抗体Ｒ４は、メンブレン２２の変形に応じた歪を生じ、第１抵抗体Ｒ１～第４抵抗体Ｒ４の抵抗値はメンブレン２２の変形に応じて変化する。第１抵抗体Ｒ１～第４抵抗体Ｒ４は、電気配線３４によりホイートストーンブリッジ回路を構成するように接続されている。
【0030】
圧力センサ１０では、第１抵抗体Ｒ１～第４抵抗体Ｒ４によるホイートストーンブリッジ回路の出力から、メンブレン２２に作用する流体圧を検出する。第１抵抗体Ｒ１～第４抵抗体Ｒ４は、図１および図２に示すメンブレン２２が流体圧により変形して歪む位置に設けられており、その歪み量に応じて抵抗値が変化するように構成されている。
【0031】
第１抵抗体Ｒ１～第４抵抗体Ｒ４を有する歪抵抗膜３２は、例えば、所定の材料の導電性の薄膜を、パターニングすることにより作製することができる。歪抵抗膜３２は、ＣｒとＡｌとを含み、好ましくは、５０～９９ａｔ％のＣｒと、１～５０ａｔ％のＡｌとを含み、さらに好ましくは７０～９０ａｔ％のＣｒと、５～３０ａｔ％のＡｌとを含む。歪抵抗膜３２がＣｒとＡｌとを含むことにより、高温環境下におけるＴＣＲ（Temperature coefficient of Resistance、抵抗値温度係数）やＴＣＳ（Temperature coefficient of sensitivity、抵抗温度係数）が安定し、精度の高い圧力検出が可能となる。また、ＣｒとＡｌの含有量を所定の範囲とすることにより、高いゲージ率と良好な温度安定性を、より高いレベルで両立できる。
【0032】
歪抵抗膜３２は、ＣｒおよびＡｌ以外の元素を含んでいてもよく、例えば、歪抵抗膜３２は、ОやＮを含んでいてもよい。歪抵抗膜３２に含まれるＯやＮは、歪抵抗膜３２を成膜する際に反応室から除去しきれずに残留したものが、歪抵抗膜３２に取り込まれたものであってもよい。また、歪抵抗膜３２に含まれるＯやＮは、成膜時またはアニール時に雰囲気ガスとして使用される等して、意図的に歪抵抗膜３２に導入されたものであってもよい。
【0033】
また、歪抵抗膜３２は、ＣｒおよびＡｌ以外の金属元素を含んでいてもよい。歪抵抗膜３２は、ＣｒおよびＡｌ以外の金属や非金属元素を微量に含み、アニール等の熱処理が行われることにより、ゲージ率や温度特性が向上する場合がある。歪抵抗膜３２に含まれるＣｒおよびＡｌ以外の金属および非金属元素としては、例えば、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃ、Ｐ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｂｉ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｓ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｂ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｏ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｍｎおよび希土類元素が挙げられる。
【0034】
歪抵抗膜３２は、スパッタリングや蒸着等の薄膜法により形成することができる。第１抵抗体Ｒ１～第４抵抗体Ｒ４は、例えば薄膜をミアンダ形状にパターニングすることで形成することができる。歪抵抗膜３２の厚みは、特に限定されないが、好ましくは１０μｍ以下、さらに好ましくは０．１～１μｍである。なお、電気配線３４は、図３に示すように、歪抵抗膜３２をパターニングすることにより形成されたものであってもよく、歪抵抗膜３２とは異なる導電性の膜または層によって形成されたものであってもよい。
【0035】
図２に示すように、積層電極３６は、歪抵抗膜３２の上に重ねて設けられる。より詳細には、積層電極３６は、歪抵抗膜３２の上表面の一部に形成されている。
【0036】
図３に示すように、積層電極３６は、歪抵抗膜３２上の４か所に、それぞれ独立して形成されている。図示の例では、４つの積層電極３６の各々は、仮想的な長方形の４つの頂点の各々に対応する位置に配置されている。また、仮想的な長方形の４つの辺の各々に対応する位置に、第１抵抗体Ｒ１～第４抵抗体Ｒ４の各々が配置されている。各積層電極３６は、電気配線３４を介して、第１抵抗体Ｒ１～第４抵抗体Ｒ４のいずれか２つに、電気的に接続されている。
【0037】
より詳細には、第１抵抗体Ｒ１と第２抵抗体Ｒ２とは、第１の積層電極３６を介して、電気的に接続されている。第２抵抗体Ｒ２と第３抵抗体Ｒ３とは、第２の積層電極３６を介して、電気的に接続されている。第３抵抗体Ｒ３と第４抵抗体Ｒ４とは、第３の積層電極３６を介して、電気的に接続されている。第４抵抗体Ｒ４と第１抵抗体Ｒ１とは、第４の積層電極３６を介して、電気的に接続されている。
【0038】
詳細な図示は省略するが、図１および図２に示す中間配線７２の一方の端部が、図３に示すそれぞれの積層電極３６に接続される。すなわち、第１抵抗体Ｒ１～第４抵抗体Ｒ４によるホイートストーンブリッジ回路の出力は、積層電極３６および中間配線７２（図１および図２参照）を介して、図１に示す回路基板１６へ伝えられる。
【0039】
図４Ａに示すように、積層電極３６は、歪抵抗膜３２の上に重なるコンタクト層３６ａと、コンタクト層３６ａの上に重なる拡散防止層３６ｂと、拡散防止層３６ｂの上に重なる実装層３６ｃとを有する。積層電極３６は、異なる材料で形成される３層以上の多層膜構造を有する。ただし、積層電極３６としては、図４Ａに示すような３層構造のもののみには限定されず、積層電極３６は、４層以上の積層構造を有していてもよい。
【0040】
コンタクト層３６ａは、積層電極３６のうち最も下層に位置し、歪抵抗膜３２に直接接触する。コンタクト層３６ａは、歪抵抗膜３２とのオーミック接続を確保して、電極付き歪抵抗膜３０の電気的特性を向上させる。また、コンタクト層３６ａは、歪抵抗膜３２と積層電極３６との密着強度を確保して、膜および層の剥離不良を防止する。
【0041】
コンタクト層３６ａは、スパッタリングや蒸着等の薄膜法により形成することができる。コンタクト層３６ａの厚みは、特に限定されないが、例えば１～５０ｎｍであり、好ましくは５～２０ｎｍである。コンタクト層３６ａは、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｍｏのうち少なくともいずれか１つを含むことが好ましい。これらの元素は、他金属と合金を作り易いため、このような元素を含むコンタクト層３６ａは、歪抵抗膜３２および拡散防止層３６ｂとの密着強度を確保して、膜および層間の剥離不良を防止できる。
【0042】
また、コンタクト層３６ａは、Ｔｉを含むことが、特に好ましい。Ｔｉは、Ａｕ等を含む実装層３６ｃに拡散しづらく、実装層３６ｃの上表面への析出を生じにくい傾向がある。そのため、Ｔｉを含むコンタクト層３６ａを有する積層電極３６は、積層電極３６が高温環境に曝された後も、中間配線７２に対して好適な密着性を奏する。
【0043】
さらに、ＴｉはＣｒ中へも拡散しづらいため、コンタクト層３６ａを構成するＴｉは、高温環境下においても、ＣｒおよびＡｌを含む歪抵抗膜３２中へ拡散しにくい特性を有する。したがって、Ｔｉを含むコンタクト層３６ａを有する電極付き歪抵抗膜３０は、高温環境下における使用においても、積層電極３６中の元素の歪抵抗膜３２中への拡散を防止することができ、組成変化による歪抵抗膜３２の性能低下を防止することができる。
【0044】
また、コンタクト層３６ａは、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｍｏのうち複数の元素を含むことも好ましい。また、コンタクト層３６ａは、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｍｏのうち少なくともいずれか１つからなることも好ましい。さらに、コンタクト層３６ａは、Ｔｉからなることも、特に好ましい。また、コンタクト層３６ａは、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｍｏのうち複数の元素からなることも好ましい。
【0045】
なお、コンタクト層３６ａ、拡散防止層３６ｂおよび実装層３６ｃが、１または複数の指定する元素からなるという場合、指定する元素以外の他元素が、不可避的または意図的にこれらの層に含まれることを排除しない。その場合、他元素の含有率は、例えば１０ａｔ％未満、好ましくは３ａｔ％未満、さらに好ましくは１ａｔ％未満である。
【0046】
拡散防止層３６ｂは、積層電極３６において、コンタクト層３６ａと実装層３６ｃの間に配置されており、上下方向を実装層３６ｃとコンタクト層３６ａによって挟まれている。拡散防止層３６ｂは、歪抵抗膜３２やコンタクト層３６ａ等、拡散防止層３６ｂより下に配置されている膜および層に含まれる元素が、拡散防止層３６ｂより上に配置されている実装層３６ｃへ拡散することを防止し、また、実装層３６ｃの上表面へ析出することを防止する。なお、拡散防止層３６ｂは、歪抵抗膜３２や積層電極３６が４層以上の多層構造である場合にも、実装層３６ｃの直下に配置されることが好ましい。
【0047】
拡散防止層３６ｂは、スパッタリングや蒸着等の薄膜法により形成することができる。拡散防止層３６ｂの厚みは、特に限定されないが、例えば１～５００ｎｍであり、好ましくは５～５０ｎｍである。拡散防止層３６ｂの厚みが薄すぎると連続膜を形成することが難しくなり、拡散防止機能が弱められる場合があり、厚みが厚すぎると、膜剥がれの問題が生じたり、成膜時間の増加による生産性（スループット）低下の問題が生じたりする場合がある。
【0048】
拡散防止層３６ｂは、第５または６周期に属する遷移元素を含むことが、歪抵抗膜３２やコンタクト層３６ａ等に含まれる元素の上層への拡散を防止する観点から好ましい。具体的には、拡散防止層３６ｂは、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕから選ばれる１または複数の元素を含むことが好ましい。
【0049】
また、拡散防止層３６ｂは、白金族元素を含むことがさらに好ましい。具体的には、拡散防止層３６ｂは、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔから選ばれる１または複数の元素を含むことが好ましい。白金族元素は、反応性が小さく化学的に安定であるため、白金族元素を含む拡散防止層３６ｂは、高温環境においても、特に好適な拡散防止効果を奏する。なお、白金族元素の中でも特にＰｔは、他の電極分野でも使用されている実績があり、他の白金族元素より技術的蓄積がある。
【0050】
拡散防止層３６ｂは、第５または６周期に属する遷移元素からなることも好ましい。また、拡散防止層３６ｂは、白金族元素からなることも好ましい。
【0051】
実装層３６ｃは、積層電極３６のうち最も上層に位置し、電極付き歪抵抗膜３０の上表面に露出する。実装層３６ｃには、ＡｕやＡｌ等の細線で構成される中間配線７２が、ワイヤボンディング等により接合される。なお、ＡｕやＡｌの細線による中間配線７２を用いる圧力センサ１０は、はんだの融点以上となる高温環境でも使用可能であり、耐熱性が良好である。また、Ａｕの細線による中間配線７２を用いる圧力センサ１０は、Ａｌの細線による中間配線７２を用いる圧力センサより耐熱性を向上させることができる。
【0052】
実装層３６ｃは、スパッタリングや蒸着等の薄膜法により形成することができる。実装層３６ｃの厚みは、特に限定されないが、例えば１０～４００ｎｍであり、好ましくは１００～３００ｎｍである。実装層３６ｃの厚みが薄すぎると連続膜を形成することが
難しくなり、中間配線７２との密着性が低下するおそれがある。実装層３６ｃの厚みが厚すぎると、膜剥がれの問題が生じたり、成膜時間の増加による生産性（スループット）低下の問題が生じたりする場合がある。
難しくなり、中間配線７２との密着性が低下するおそれがある。実装層３６ｃの厚みが厚すぎると、膜剥がれの問題が生じたり、成膜時間の増加による生産性（スループット）低下の問題が生じたりする場合がある。
【0053】
実装層３６ｃは、Ａｕ、Ａｌ、Ｎｉのすくなくともいずれかを含むことが、耐熱性および中間配線７２との接合性の観点から好ましい。また、耐熱性を高めてさらに高温環境への対応性を高める観点から、実装層３６ｃは、高温環境においても低抵抗かつ融点の高いＡｕを含むことがさらに好ましい。また、中間配線７２の材料としてＡｕの細線を用いる場合、実装層３６ｃがＡｕを含むことにより、中間配線７２と実装層３６ｃの材料が、いずれもＡｕとなる。これにより、中間配線７２と実装層３６ｃとの接合部分の密着性が向上する。
【0054】
また、実装層３６ｃは、Ａｕ、Ａｌ、Ｎｉの少なくともいずれかからなることも好ましく、Ａｕからなることも、特に好ましい。
【0055】
以下において、拡散防止層３６ｂおよび実装層３６ｃの詳細構造について説明する。拡散防止層３６ｂは、第１積層部３６０ｂと、第１周縁部３６１ｂとを有する。第１積層部３６０ｂは、コンタクト層３６ａの上面に積層されている部分であり、面内方向に関して、コンタクト層３６ａの端面３６ａ１よりも内側に位置する。第１周縁部３６１ｂは、面内方向に関して、コンタクト層３６ａの端面３６ａ１よりも外側（側方）に位置する部分であり、第１積層部３６０ｂに対してその側方に連続的に接続されている。第１周縁部３６１ｂの面内方向に沿う幅Ｗ１は、特に限定されないが、好ましくは０．１～１０μｍである。第１周縁部３６１ｂの面内方向に沿う幅Ｗ１と、拡散防止層３６ｂ（第１積層部３６０ｂおよび第１周縁部３６１ｂ）の面内方向に沿う幅Ｗ２との比Ｗ１／Ｗ２は、好ましくは１０－５～１であり、さらに好ましくは１０－４～１０－２である。
【0056】
第１周縁部３６１ｂの底面は、歪抵抗膜３２の上面と当接している。すなわち、拡散防止層３６ｂは、面内方向に関して、コンタクト層３６ａの端面３６ａ１よりも外側の位置で、歪抵抗膜３２の上面と接触している。第１周縁部３６１ｂの上面は、第１積層部３６０ｂの上面に対して略面一となっており、歪抵抗膜３２の上面と略平行となっている。第１周縁部３６１ｂの厚みは、第１積層部３６０ｂの厚みよりも大きく、コンタクト層３６ａの厚みと第１積層部３６０ｂの厚みの和に略等しくなっている。
【0057】
第１周縁部３６１ｂは、面内方向に関して、コンタクト層３６ａの端面３６ａ１と当接（密着）しており、コンタクト層３６ａの端面３６ａ１は、第１周縁部３６１ｂの内側側面によって、空気等の外部環境に対して露出することなく全方位的に覆われている。すなわち、本実施形態では、拡散防止層３６ｂは、コンタクト層３６ａの端面３６ａ１が露出しないように、コンタクト層３６ａを覆っている。結果として、本実施形態では、拡散防止層３６ｂによって、コンタクト層３６ａの上面および端面３６ａ１を含む全体が露出しないように覆われる。
【0058】
実装層３６ｃは、第２積層部３６０ｃと、第２周縁部３６１ｃとを有する。第２積層部３６０ｃは、拡散防止層３６ｂ（第１積層部３６０ｂおよび第１周縁部３６１ｂ）の上面に積層されている部分であり、拡散防止層３６ｂの端面３６ｂ１よりも内側に位置する。第２周縁部３６１ｃは、面内方向に関して、拡散防止層３６ｂの端面３６ｂ１よりも外側（側方）に位置しており、第２積層部３６０ｃに対してその側方に連続的に接続されている。第２周縁部３６１ｃの面内方向に沿う幅Ｗ３は、特に限定されないが、好ましくは０．１～１０μｍである。図示の例では、第２周縁部３６１ｃの面内方向に沿う幅Ｗ３は、第１周縁部３６１ｂの面内方向に沿う幅Ｗ１よりも小さくなっている。
【0059】
第２周縁部３６１ｃの面内方向に沿う幅Ｗ３と、実装層３６ｃ（第２積層部３６０ｃおよび第２周縁部３６１ｃ）の面内方向に沿う幅Ｗ４との比Ｗ３／Ｗ４は、好ましくは１０－５～１であり、さらに好ましくは１０－４～１０－２である。また、第２周縁部３６１ｃの面内方向に沿う幅Ｗ３と、第１周縁部３６１ｂの面内方向に沿う幅Ｗ１との比Ｗ３／Ｗ１は、好ましくは１～８０であり、さらに好ましくは５～１７である。
【0060】
第２周縁部３６１ｃの底面は、拡散防止層３６ｂの第１周縁部３６１ｂの底面よりも側方において、歪抵抗膜３２の上面と当接している。すなわち、実装層３６ｃは、面内方向に関して、拡散防止層３６の端面３６ｂ１よりも外側の位置で、歪抵抗膜３２の上面と接触している。第２周縁部３６１ｃの上面は、第２積層部３６０ｃの上面に対して略面一となっており、歪抵抗膜３２の上面と略平行となっている。第２周縁部３６１ｃの厚みは、第２積層部３６０ｃの厚みより大きく、かつ、拡散防止層３６ｂの第１周縁部３６１ｂの厚みよりも大きくなっており、第１周縁部３６１ｂの厚みと実装層３６ｃの第２積層部３６０ｃの厚みの和に略等しくなっている。
【0061】
第２周縁部３６１ｃは、面内方向に関して、拡散防止層３６ｂの端面３６ｂ１と当接（密着）しており、拡散防止層３６ｂの端面３６ｂ１は、第２周縁部３６１ｃの内側側面によって、空気等の外部環境に対して露出することなく全方位的に覆われている。すなわち、本実施形態では、実装層３６ｃは、拡散防止層３６ｂの端面３６ｂ１が露出しないように、拡散防止層３６ｂを覆っている。結果として、本実施形態では、実装層３６ｃによって、拡散防止層３６ｂの上面および端面３６ｂ１を含む全体が露出しないように覆われるとともに、拡散防止層３６ｂおよび実装層３６ｃの二層によって、コンタクト層３６ａの上面および端面３６ａ１を含む全体が露出しないように覆われる。
【0062】
積層電極３６の周縁部では、歪抵抗膜３２の上面に沿って、面内方向に関して、コンタクト層３６ａと、拡散防止層３６ｂの第１周縁部３６１ｂと、実装層３６ｃの第２周縁部３６１ｃとが、この順番に配置されており、３つの層が配列されている。また、コンタクト層３６ａの端面３６ａ１の側方では、面直方向に関して、拡散防止層３６ｂの第２周縁部３６１ｃと、実装層３６ｃの第２周縁部３６１ｃとが、この順番に配置されており、２つの層が配列されている。
【0063】
拡散防止層３６ｂは、コンタクト層３６ａの端面３６ａ１を跨ぎつつ、面内方向に関して、コンタクト層３６の端面３６ａ１よりも外側の位置まで延在している。また、実装層３６ｃは、コンタクト層３６ａの端面３６ａ１および拡散防止層３６ｂの端面３６ｂ１を跨ぎつつ、面内方向に関して、拡散防止層３６ｂの端面３６ｂ１よりも外側の位置まで延在している。そのため、実装層３６ｃおよび拡散防止層３６ｂによって、コンタクト層３６ａの端面３６ａ１の周辺一帯を覆い、コンタクト層３６ａの端面３６ａ１を空気等の外部環境から隔離することが可能となっている。
【0064】
次に、図１に示す圧力センサ１０の製造方法について説明する。圧力センサ１０を製造するには、まず、ステム２０を準備する。ステム２０の材質は、例えばＳＵＳ３１６等である。次に、図２に示すように、ステム２０のメンブレン２２の外面２２ｂに、電極付き歪抵抗膜３０を形成する。
【0065】
電極付き歪抵抗膜３０を形成するために、まず、メンブレン２２の外面２２ｂに、メンブレン２２を覆うように、下地絶縁層５２を所定厚みでＣＶＤまたはスパッタリング等の薄膜法により形成する。下地絶縁層５２としては、シリコン酸化膜またはシリコン窒化膜等が例示される。
【0066】
次に、下地絶縁層５２の表面に、歪抵抗膜３２を形成する。歪抵抗膜３２は、例えば蒸着またはスパッタリング等の薄膜法により成膜される。第１抵抗体Ｒ１～第４抵抗体Ｒ４および電気配線３４等を有する歪抵抗膜３２の形状は、フォトリソグラフィ等によりパターニングを行い形成する。
【0067】
次に、歪抵抗膜３２の上に、積層電極３６を形成する。積層電極３６を形成する場合、歪抵抗膜３２の上に、コンタクト層３６ａ、拡散防止層３６ｂ、実装層３６ｃの順に、導電性の薄膜を形成する。積層電極３６のコンタクト層３６ａ、拡散防止層３６ｂおよび実装層３６ｃは、スパッタリングや蒸着等の薄膜法により形成する。
【0068】
図４Ａに示すように、拡散防止層３６ｂの形成時には、コンタクト層３６ａの端面３６ａ１が露出しないよう、コンタクト層３６ａの上面部分だけでなく、コンタクト層３６ａの端面３６ａ１よりも側方の領域についても全方位的に覆う。また、実装層３６ｃの形成時には、拡散防止層３６ｂの端面３６ｂ１が露出しないよう、拡散防止層３６ｂの上面部分だけでなく、拡散防止層３６ｂの端面３６ｂ１よりも側方の領域についても全方位的に覆う。
【0069】
コンタクト層３６ａ、拡散防止層３６ｂおよび実装層３６ｃは、図３に示すように、歪抵抗膜３２上の所定の位置にのみ形成される。積層電極３６に含まれる各層のパターニングは、歪抵抗膜３２と同様にフォトリソグラフィ（リフトオフ）等により行うことができるが、他の方法を用いてもよい。
【0070】
このように、メンブレン２２の外面２２ｂに形成された下地絶縁層５２の上に、歪抵抗膜３２および積層電極３６を薄膜形成することにより、図３に示す電極付き歪抵抗膜３０を形成する。電極付き歪抵抗膜３０の製造においては、歪抵抗膜３２および積層電極３６の形成後において、アニール等の熱処理（例えば３５０～８００℃）を施してもよい。
【0071】
歪抵抗膜３２および積層電極３６の形成後において適切な温度で熱処理することにより、歪抵抗膜３２のゲージ率等の特性を高めることができる。また、積層電極３６の形成後に熱処理することにより、歪抵抗膜３２と積層電極３６および積層電極３６内部の各層の接合性を高めることができる。
【0072】
なお、電気配線３４については、積層電極３６またはその一部と同じ材質を用いて、積層電極３６または積層電極３６に含まれる一部の層の形成と同時に、歪抵抗膜３２の上に作製してもよい。この場合、電気配線３４を下地絶縁層５２上に形成してもよい。電気配線３４を積層電極３６またはその一部と同様の材質とすることにより、歪抵抗膜３２の一部が電気配線３４を構成しているものに比べて（図３参照）、電気配線３４の抵抗値が歪の影響を受ける問題を防止できる。また、積層電極３６と同じ材質および構造の電気配線３４は、歪抵抗膜３２に対する結合性が良好であり、剥離不良等を防止することができる。
【0073】
最後に、図１に示すように、回路基板１６を、電極付き歪抵抗膜３０が形成されたステム２０に対して固定し、回路基板１６と電極付き歪抵抗膜３０とを接続する中間配線７２を形成することにより、圧力センサ１０を得る。中間配線７２は、Ａｕの細線を用いたワイヤボンディング等により形成する。
【0074】
以上、本実施形態では、図４Ａに示すように、拡散防止層３６ｂおよび実装層３６ｃが、コンタクト層３６ａが露出しないように、コンタクト層３６ａを覆っている。特に、本実施形態では、拡散防止層３６ｂの第１周縁部３６１ｂおよび実装層３６ｃの第２周縁部３６１ｃが、コンタクト層３６ａの端面３６ａ１が露出しないように、コンタクト層３６ａを覆っている。そのため、第１周縁部３６１ｂおよび第２周縁部３６１ｃによって、コンタクト層３６ａの端面３６ａ１を空気等の外部環境から隔離することが可能となり、コンタクト層３６ａの端面３６ａ１が外部環境に曝されることを回避することができる。したがって、高温あるいは高湿環境下でも、劣化しやすいコンタクト層３６ａを保護し、耐熱性および耐湿性に優れた積層電極３６、電極付き歪抵抗膜３０および圧力センサ１０を実現することができる。
【0075】
特に、本実施形態では、コンタクト層３６ａの端面３６ａ１を拡散防止層３６ｂの第１周縁部３６１ｂと実装層３６ｃの第２周縁部３６１ｃの二層で外部環境から隔離することが可能となっているため、上述した効果を良好に得ることができる。
【0076】
また、本実施形態では、高温あるいは高湿環境下でも、コンタクト層３６ａと歪抵抗膜３２との間の密着性や、コンタクト層３６ａと歪抵抗膜３２との間のオーミック接続を十分に確保することが可能であり、積層電極３６が歪抵抗膜３２から剥離することを防止することができるとともに、良好な電気的特性を有する圧力センサ１０を実現することができる。
【0077】
また、コンタクト層３６ａの端面３６ａ１を覆う拡散防止層３６ｂによって、コンタクト層３６ａあるいは歪抵抗膜３２に含まれる元素がコンタクト層３６ａの端面３６ａ１から実装層３６ｃへ相互拡散することを効果的に防止することができる。
【0078】
第２実施形態
図５Ａに示す本発明の第２実施形態に係る圧力センサは、以下に示す点を除いて、第１実施形態に係る圧力センサ１０と同様な構成を有し、同様な作用効果を奏する。図面において、第１実施形態の圧力センサ１０における各部材と共通する部材には、共通の符号を付し、その説明については省略する。
図５Ａに示す本発明の第２実施形態に係る圧力センサは、以下に示す点を除いて、第１実施形態に係る圧力センサ１０と同様な構成を有し、同様な作用効果を奏する。図面において、第１実施形態の圧力センサ１０における各部材と共通する部材には、共通の符号を付し、その説明については省略する。
【0079】
本実施形態における圧力センサは、積層電極１３６を有する。積層電極１３６は、拡散防止層１３６ｂと、実装層１３６ｃとを有する。拡散防止層１３６ｂは、第１周縁部３６１ｂの表面（拡散防止層１３６ｂの端面３６ｂ１）にテーパ面を有する第１傾斜部１３６ｂ２が形成されているという点において、第１実施形態における拡散防止層３６ｂとは異なる。実装層１３６ｃは、第２周縁部３６１ｃの表面にテーパ面を有する第２傾斜部１３６ｃ２が形成されているという点において、第１実施形態における実装層３６ｃとは異なる。
【0080】
第１傾斜部１３６ｂ２は、コンタクト層３６ａの端面３６ａ１よりも側方（外側）の位置で、第１周縁部３６１ｂの上面から歪抵抗膜３２の上面に向かって下方に傾斜するように形成されている。第２傾斜部１３６ｃ２は、コンタクト層３６ａの端面３６ａ１よりも側方（外側）の位置で、第１周縁部３６１ｃの上面から歪抵抗膜３２の上面に向かって下方に傾斜するように形成されている。なお、第１傾斜部１３６ｂ２は、コンタクト層３６ａの端面３６ａ１よりも内側の位置で、第１積層部３６０ｂの上面から歪抵抗膜３２の上面に向かって下方に傾斜していてもよい。第２傾斜部１３６ｃ２についても同様である。
【0081】
歪抵抗膜３２の上面に対する第２傾斜部１３６ｃ２の傾斜角度は、歪抵抗膜３２の上面に対する第１傾斜部１３６ｂ２の傾斜角度よりも大きくなっているが、これらは等しくてもよく、あるいは第２傾斜部１３６ｃ２の傾斜角度が、第１傾斜部１３６ｂ２の傾斜角度よりも小さくなっていてもよい。また、第１傾斜部１３６ｂ２および第２傾斜部１３６ｃ２の表面には、外方に向けて膨出する形状が具備されていてもよい。
【0082】
拡散防止層１３６ｂの表面形状は、断面で見たときに、略台形となっている。すなわち、本実施形態では、拡散防止層１３６ｂは、その周縁部３６１ｂにおいて、裾野を有するように形成されている。そのため、拡散防止層１３６ｂの周縁部３６１ｂは、図４Ａに示す拡散防止層３６ｂの周縁部３６１ｂとは異なり、歪抵抗膜３２の上面に対して直角に接続されるのではなく、所定の角度で滑らかに接続されることとなる。
【0083】
同様に、実装層１３６ｃの表面形状は、断面で見たときに、略台形となっている。すなわち、本実施形態では、実装層１３６ｃは、その周縁部３６１ｃにおいて、裾野を有するように形成されている。そのため、実装層１３６ｃの周縁部３６１ｃは、図４Ａに示す拡実装層３６ｃの周縁部３６１ｃとは異なり、歪抵抗膜３２の上面に対して直角に接続されるのではなく、所定の角度で滑らかに接続されることとなる。
【0084】
このような第１傾斜部１３６ｂ２を有する拡散防止層１３６ｂは、例えば傾斜状のアンダーカットを有するレジストパターンをマスクにして、リフトオフ法により形成することができる。また、第２傾斜部１３６ｃ２を有する実装層１３６ｃについても同様の方法により形成することができる。
【0085】
本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。加えて、本実施形態では、拡散防止層１３６ｂの上に重なる実装層１３６ｃおよびコンタクト層３６ａの上に重なる拡散防止層１３６ｃが、コンタクト層３６ａの端面３６ａ１よりも外側に位置する歪抵抗膜３２の上面に向けて傾斜しつつ延在している。そのため、実装層１３６ｃおよび拡散防止層１３６ｂをコンタクト層３６ａの端面３６ａ１から十分に離間した位置まで形成し、コンタクト層３６の端面３６ａ１と外部環境との間の距離を十分に確保することが可能となる。これにより、コンタクト層３６ａの端面３６ａ１を外部環境から効果的に隔離し、上述した効果を良好に得ることができる。
【0086】
第３実施形態
図６Ａに示す本発明の第２実施形態に係る圧力センサは、以下に示す点を除いて、第１実施形態に係る圧力センサ１０と同様な構成を有し、同様な作用効果を奏する。図面において、第１実施形態の圧力センサ１０における各部材と共通する部材には、共通の符号を付し、その説明については省略する。
図６Ａに示す本発明の第２実施形態に係る圧力センサは、以下に示す点を除いて、第１実施形態に係る圧力センサ１０と同様な構成を有し、同様な作用効果を奏する。図面において、第１実施形態の圧力センサ１０における各部材と共通する部材には、共通の符号を付し、その説明については省略する。
【0087】
本実施形態における圧力センサは、積層電極２３６と、歪抵抗膜２３２とを有する。積層電極２３６は、拡散防止層２３６ｂと、実装層２３６ｃとを有する。本実施形態では、拡散防止層２３６ｂと歪抵抗膜２３２との界面（接合面）には凹凸８０が形成されている。同様に、実装層２３６ｃと歪抵抗膜２３２との界面（接合面）には凹凸８０が形成されている。すなわち、拡散防止層２３６ｂおよび実装層２３６ｃは、それぞれその底面に凹凸８０が形成されているという点において、第１実施形態における拡散防止層３６ｂおよび実装層３６ｃとは異なる。また、歪抵抗膜２３２は、その上面に凹凸８０が形成されているという点において、第１実施形態における歪抵抗膜３２とは異なる。
【0088】
凹凸８０は、面内方向に関して、コンタクト層３６ａの端面３６ａ１よりも側方に形成されている。拡散防止層２３６ｂの第１周縁部３６１ｂに形成された凹凸８０は、実装層２３６ｃの第２周縁部３６１ｃに形成された凹凸８０と連続しており、これらの凹凸８０の度合は同程度となっている。歪抵抗膜２３２に形成される凹凸８０の算術平均粗さＲａは、好ましくは１～３０ｎｍである。
【0089】
凹凸８０は、例えば、歪抵抗膜２３２に積層電極２３６を形成する前に、歪抵抗膜２３２の電極形成予定部分に対して逆スパッタを行うことにより形成することができる。より詳細には、歪抵抗膜２３２の表面のうち、拡散防止層２３６ｂおよび実装層２３６ｃの各々の底面が配置される部分に対して逆スパッタを行う。その結果、歪抵抗膜２３２の表面のうち、拡散防止層２３６ｂおよび実装層２３６ｃの各々の底面が配置される部分は、コンタクト層３６ａの底面が配置される部分に比べて荒れた状態となる。このように表面が荒れた状態の歪抵抗膜２３２の電極形成予定部分に積層電極２３６を形成することにより、積層電極２３６の形成時において、歪抵抗膜２３２の上面に形成された凹凸８０に、拡散防止層２３６ｂおよび実装層２３６ｃの各々の下面が食い込み、拡散防止層２３６ｂおよび実装層２３６ｃの各々の下面に凹凸８０を形成することができる。
【0090】
本実施形態においても第１実施形態と同様の効果が得られる。加えて、本実施形態では、実装層２３６ｃおよび拡散防止層２３６ｂと歪抵抗膜２３２との界面に凹凸８０を形成した分だけ、実装層２３２ｃおよび拡散防止層２３２ｂと歪抵抗膜２３２との界面に沿った沿面距離を延長することが可能となり、コンタクト層３６ａの端面３６ａ１を外部環境から効果的に隔離し、第１実施形態における効果を良好に得ることができる。また、本実施形態では、実装層２３２ｃおよび拡散防止層２３２ｂと歪抵抗膜２３２との間の接合面積が大きくなり、これらの間の密着力（接合強度）を高めることができる。
【0091】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
【0092】
（１）上記第１実施形態では、図４Ａに示すように、コンタクト層３６ａの端面３６ａ１は、拡散防止層３６ｂおよび実装層３６ｃの２層で覆われていたが、図４Ｂに示すように、拡散防止層３６ｂのみで覆われていてもよい。図示の例では、実装層３６ｃは、第２積層部３６０ｃのみで構成され、第２周縁部３６１ｃについては具備してはいない。それ故、拡散防止層３６ｂの端面３６ｂ１は、実装層３６ｃによって覆われることはなく、外部環境に対して露出している。
【0093】
実装層３６ｃの面内方向に沿う長さは、コンタクト層３６ａの面内方向に沿う長さと略等しくなっており、実装層３６ｃの形状は、厚みが異なる点を除いて、コンタクト層３６ａの形状と略等しくなっている。ただし、実装層３６ｃの面内方向に沿う長さは、コンタクト層３６ａの面内方向に沿う長さよりも大きくてもよく、あるいは小さくてもよい。実装層３６ｃは、拡散防止層３６ｂの第１周縁部３６１ｂの上面には配置されておらず、拡散防止層３６ｂの第１積層部３６０ｂの上面にのみ配置されている。すなわち、実装層３６ｃは、面直方向に関して、コンタクト層３６ａに対応する位置（上方）に配置されている。本変形例においても、上記第１実施形態と同様に、コンタクト層３６ａの端面３６ａ１が空気等の外部環境に露出することを防止することができる。
【0094】
（２）上記変形例（１）において、図４Ｃに示すように、実装層３６ｃの面内方向に沿う長さを拡散防止層３６ｂ（第１積層部３６０ｂおよび第１周縁部３６１ｂ）の面内方向に沿う長さと略等しくしてもよい。図示の例では、実装層３６ｃは、拡散防止層３６ｂの上面全体を覆うように形成されている。このような構成とした場合も、上記変形例（１）と同様の効果が得られる。また、本変形例における実装層３６ｃは、上記変形例（１）における実装層３６ｃに比べて、拡散防止層３６ｂの上面を広範囲にわたって覆っているため、コンタクト層３６ａあるいは歪抵抗膜３２に含まれる元素がコンタクト層３６ａの上面から実装層３６ｃへ相互拡散することを効果的に防止することができる。
【0095】
（３）上記第１実施形態において、図４Ｄに示すように、コンタクト層３６ａの端面３６ａ１は、実装層３６ｃのみで覆われていてもよい。図示の例では、実装層３６ｃの第２周縁部３６１ｃは、面内方向に関して、図４Ａに示す拡散防止層３６ｂの第１周縁部３６１ｂと同程度の長さを有している。実装層３６ｃの第２周縁部３６１ｃの厚みは、コンタクト層３６ａの厚みと、拡散防止層３６ｂの厚みと、実装層３６ｃの第２積層部３６０ｃの厚みの和と略等しくなっている。
【0096】
第２周縁部３６１ｃは、面内方向に関して、コンタクト層３６の端面３６ａ１および拡散防止層３６ｂの端面３６ｂ１に当接（密着）しており、コンタクト層３６ａの端面３６ａ１および拡散防止層３６ｂの端面３６ｂ１は、第２周縁部３６１ｃの内側側面によって、空気等の外部環境に対して露出することなく全方位的に覆われている。すなわち、本変形例では、拡散防止層３６ｂおよび実装層３６ｃのうち、実装層３６ｃが、コンタクト層３６ａの端面３６ａ１が露出しないように、コンタクト層３６ａを覆っている。実装層３６ｃは、Ａｕ等の高温に対して安定した材質（不活性な材質）で構成されるため、図示のような構成とすることにより、特に高温環境下においてコンタクト層３６ａの劣化を有効に防止することができる。
【0097】
また、実装層３６ｃは、比較的厚みが大きくなるように形成することが可能である。そのため、コンタクト層３６ａの端面３６ａ１を実装層３６ｃ（第２周縁部３６１ｃ）の厚い層壁で外部環境から隔離することが可能となり、上述した効果を良好に得ることができる。
【0098】
（４）上記第２実施形態では、図５Ａに示すように、コンタクト層３６ａの端面３６ａ１は、拡散防止層１３６ｂおよび実装層１３６ｃの２層で覆われていたが、図５Ｂに示すように、拡散防止層１３６ｂのみで覆われていてもよい。図示の例では、実装層３６ｃは、第２積層部３６０ｃのみで構成され、第２周縁部３６１ｃについては具備してはいない。それ故、拡散防止層１３６ｂの端面１３６ｂ１は、実装層３６ｃによって覆われることはなく、外部環境に対して露出している。
【0099】
実装層３６ｃの面内方向に沿う長さは、コンタクト層３６ａの面内方向に沿う長さよりも大きくなっているが、当該長さ以下でもよく、あるいは拡散防止層１３６ｂの面内方向に沿う長さと略等しくてもよい。実装部３６ｃは、拡散防止層３６ｂの第１積層部３６０ｂおよび第１周縁部３６１ｂの各々の上面に跨るように形成されている。本変形例においても、上記第２実施形態と同様に、コンタクト層３６ａの端面３６ａ１が空気等の外部環境に露出することを防止することができる。
【0100】
（５）上記第２実施形態において、図５Ｃに示すように、コンタクト層３６ａの端面３６ａ１は、実装層１３６ｃのみで覆われていてもよい。図示の例では、拡散防止層３６ｂには、図５Ａに示す第１傾斜部１３６ｂ２は具備されておらず、実装層１３６ｃにのみ、第２傾斜部１３６ｃ２が具備されている。コンタクト層３６ａの端面３６ａ１よりも側方では、歪抵抗膜３２の上面は、拡散防止層３６ｂとは接触してはおらず、実装層１３６ｃ（第２周縁部３６１ｃ）のみと接触している。実装部１３６ｃの第２周縁部３６１ｃの最大厚みは、コンタクト層３６ａの厚みと、拡散防止層３６ｂの厚みと、実装部１３６ｃの第２積層部３６０ｃの厚みの和と略等しくなっている。
【0101】
第２周縁部３６１ｃは、面内方向に関して、コンタクト層３６の端面３６ａ１および拡散防止層３６ｂの端面３６ｂ１に当接（密着）しており、コンタクト層３６ａの端面３６ａ１および拡散防止層３６ｂの端面３６ｂ１は、第２周縁部３６１ｃの内側側面によって、空気等の外部環境に対して露出することなく全方位的に覆われている。すなわち、本変形例では、拡散防止層３６ｂおよび実装層１３６ｃのうち、実装層１３６ｃが、コンタクト層３６ａの端面３６ａ１が露出しないように、コンタクト層３６ａを覆っている。したがって、本変形例においても、変形例（３）と同様の効果が得られる。
【0102】
（６）上記第２実施形態において、図５Ｄに示すように、拡散防止層１３６ｂの第１周縁部３６１ｂに段差部１３６ｂ３を設けるとともに、実装層１３６ｃの第２周縁部３６１ｃに段差部１３６ｃ３を設けてもよい。段差部１３６ｂ３では、第１周縁部３６１ｂの表面（外面）には、階段状の段差が１個だけ設けられている。また、段差部１３６ｃ３では、第２周縁部３６１ｃの表面（外面）には、階段状の段差が１個だけ設けられている。ただし、第１周縁部３６１ｂおよび第２周縁部３６１ｃの各々の表面には、複数個の段差が設けられていてもよい。
【0103】
図示の例では、第１段差部１３６ｂ３の段差高さは、拡散防止層１３６ｂの第１積層部３６０ｂの厚みよりも小さくなっている。また、第１段差部１３６ｂ３は、コンタクト層３６ａの端面３６ａ１の位置に形成されている。なお、第１段差部１３６ｂ３の位置は、コンタクト層３６ａの端面３６ａ１よりも内側に位置ずれして形成されていてもよく、あるいはコンタクト層３６ａの端面３６ａ１よりも外側に位置ずれして形成されていてもよい。
【0104】
第２段差部１３６ｃ３の位置は、拡散防止層１３６の端面３６ｂ１よりも外側に位置ずれ形成されている。なお、第２段差部１３６ｃ３は、拡散防止層１３６ｂの端面３６ｂ１と同位置、あるいは拡散防止層１３６ｂの端面１３６ｂ１よりも内側に位置ずれして形成されていてもよい。
【0105】
段差部１３６ｂ３を有する拡散防止層１３６ｂは、例えば段差状のアンダーカットを有するレジストパターンをマスクにして、リフトオフ法により形成することができる。段差部１３６ｃ３を有する実装層１３６ｃについても同様の方法により形成することができる。本変形例においても、上記第２実施形態と同様の効果が得られる。なお、図５Ｂに示す拡散防止層１３６ｂの第１周縁部３６１ｂに第１段差部１３６ｂ３を具備させてもよく、あるいは図５Ｃに示す実装層１３６ｃの第２周縁部３６１ｃに第２段差部１３６ｃ３を具備させてもよい。
【0106】
（７）上記第３実施形態において、図６Ｂに示すように、コンタクト層２３６ａの底面に凹凸８０を具備させてもよい。図６Ｂに示すコンタクト層２３６ａでは、その底面全体に、凹凸８０が形成されている。凹凸８０は、コンタクト層２３６ａの底面から拡散防止層２３６ｂの底面にかけて連続して形成されている。図示の例では、コンタクト層２３６ａの底面に形成された凹凸８０は、拡散防止層２３６ｂの第１周縁部３６１ｂおよび実装層２３６ｃの第２周縁部３６１ｃの各々の底面に形成された凹凸８０よりも小さくなっているが、これと同等以上の大きさであってもよい。本変形例では、積層電極２３６の底面に広範囲にわたって凹凸８０を形成することが可能であり、第３実施形態と同様の効果を良好に得ることができる。
【0107】
なお、凹凸８０は、コンタクト層２３６ａの底面のみ、あるいは拡散防止層２３６ｂの第１周縁部３６１ｂの底面のみ、あるいは実装層２３６ｃの第２周縁部３６１ｃの底面のみに形成されていてもよい。また、凹凸８０は、コンタクト層２３６ａおよび拡散防止層２３６ｂの第１周縁部３６１ｂの各々の底面のみ、あるいはコンタクト層２３６ａおよび実装層２３６ｃの第２周縁部３６１ｃの各々の底面のみに形成されていてもよい。
【0108】
（８）上記各実施形態において、例えば、圧力センサ１０としては、図１のようなステム２０を有するもののみには限定されず、平板状の基板に電極付き歪抵抗膜３０を形成したものであってもよい。基板の材質としては、例えばＳｉやアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等が挙げられる。
【0109】
（９）図５Ｄに示す段差部１３６ｂ３あるいは段差部１３６ｃ３を、図４Ｂ～４Ｄに示す拡散防止層３６ｂあるいは実装層３６ｃに具備させてもよい。また、図６Ａ，図６Ｂに示す凹凸８０を、図４Ｂ～図４Ｄに示す積層電極３６と歪抵抗膜３２との界面に具備させてもよい。また、図６Ａ，図６Ｂに示す凹凸８０を、図５Ａ～図５Ｄに示す積層電極１３６と歪抵抗膜３２との界面に具備させてもよい。
【符号の説明】
【0110】
１０…圧力センサ
１２…接続部材
１２ａ…ねじ溝
１２ｂ…流路
１４…抑え部材
１６…回路基板
２０…ステム
２１…フランジ部
２２…メンブレン
２２ａ…内面
２２ｂ…外面
３０…電極付き歪抵抗膜
３２，２３２…歪抵抗膜
Ｒ１…第１抵抗体
Ｒ２…第２抵抗体
Ｒ３…第３抵抗体
Ｒ４…第４抵抗体
３４…電気配線
３６，１３６，２３６…歪抵抗膜用積層電極（積層電極）
３６ａ，２３６ａ…コンタクト層
３６ｂ，１３６ｂ，２３６ｂ…拡散防止層
３６０ｂ…第１積層部
３６１ｂ…第１周縁部
３６ｃ，１３６ｃ，２３６ｃ…実装層
３６０ｃ…第２積層部
３６１ｃ…第２周縁部
１３６ｂ２，１３６ｃ２…傾斜部
１３６ｂ３，１３６ｃ３…段差部
５２…下地絶縁層
７２…中間配線
８０…凹凸
１２…接続部材
１２ａ…ねじ溝
１２ｂ…流路
１４…抑え部材
１６…回路基板
２０…ステム
２１…フランジ部
２２…メンブレン
２２ａ…内面
２２ｂ…外面
３０…電極付き歪抵抗膜
３２，２３２…歪抵抗膜
Ｒ１…第１抵抗体
Ｒ２…第２抵抗体
Ｒ３…第３抵抗体
Ｒ４…第４抵抗体
３４…電気配線
３６，１３６，２３６…歪抵抗膜用積層電極（積層電極）
３６ａ，２３６ａ…コンタクト層
３６ｂ，１３６ｂ，２３６ｂ…拡散防止層
３６０ｂ…第１積層部
３６１ｂ…第１周縁部
３６ｃ，１３６ｃ，２３６ｃ…実装層
３６０ｃ…第２積層部
３６１ｃ…第２周縁部
１３６ｂ２，１３６ｃ２…傾斜部
１３６ｂ３，１３６ｃ３…段差部
５２…下地絶縁層
７２…中間配線
８０…凹凸
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図6A】
【図6B】
