JPH06302834A - Manufacture of thin-film structure - Google Patents
Manufacture of thin-film structureInfo
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- JPH06302834A JPH06302834A JP10756493A JP10756493A JPH06302834A JP H06302834 A JPH06302834 A JP H06302834A JP 10756493 A JP10756493 A JP 10756493A JP 10756493 A JP10756493 A JP 10756493A JP H06302834 A JPH06302834 A JP H06302834A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、微小機械やセンサの
製造を可能にするサーフェスマイクロマシーニングの分
野に関し、とくに半導体圧力センサなどにおいて基板か
ら部分的にあるいは全体的に分離した薄膜の可動部（ダ
イアフラム、ブリッジ等）を形成する方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the field of surface micromachining which enables the manufacture of micromachines and sensors, and more particularly, in a semiconductor pressure sensor or the like, a movable part of a thin film partially or wholly separated from a substrate. It relates to a method of forming (diaphragms, bridges, etc.).
【０００２】[0002]
【従来の技術】たとえば、半導体圧力センサでは圧力に
感応して変形するダイアフラムを設け、この上に歪みゲ
ージを形成する必要がある。このようなダイアフラム
や、あるいは他のブリッジ構造等の、基板から部分的に
あるいは全体的に分離した薄膜の可動部を製造する方法
として、従来より、犠牲層エッチング法が知られてい
る。この犠牲層エッチング法というのは、基板の上にあ
らかじめ薄膜層を形成しておいて、その上に、ダイアフ
ラム等となる薄膜層を形成した後、その最初の薄膜層の
みをエッチングによって除去することにより第２の薄膜
層を基板から分離させる、というものである。すなわ
ち、基板の上に形成した２種類の薄膜層のエッチングレ
ートの相違を利用している。第１の薄膜層は最終的に除
去・消滅させられるため、犠牲層と呼ばれ、代表的に
は、多結晶シリコンやＰＳＧ（Ｐ系シリカガラス）など
が知られている。2. Description of the Related Art For example, in a semiconductor pressure sensor, it is necessary to provide a diaphragm that deforms in response to pressure and to form a strain gauge on this diaphragm. A sacrifice layer etching method has been conventionally known as a method of manufacturing a movable portion of a thin film, which is partially or wholly separated from a substrate, such as such a diaphragm or another bridge structure. The sacrifice layer etching method is that a thin film layer is formed on a substrate in advance, a thin film layer such as a diaphragm is formed on the substrate, and then only the first thin film layer is removed by etching. Is used to separate the second thin film layer from the substrate. That is, the difference in the etching rates of the two types of thin film layers formed on the substrate is utilized. Since the first thin film layer is finally removed / erased, it is called a sacrificial layer, and typically, polycrystalline silicon, PSG (P-based silica glass) or the like is known.
【０００３】ダイアフラムを形成する場合を例として説
明すると、まず、図３のＡに示すように、ウェハ（シリ
コン基板）３１の上に犠牲層３２を形成し、その上に図
３のＢに示すように薄膜層３３を形成した後エッチ穴３
４を設ける。この薄膜層３３は後に構造材（ダイアフラ
ム）となるものである。このエッチ穴３４から、犠牲層
３２と薄膜層３３とのエッチングレートの相違を利用し
て、エッチングを行なうことにより、犠牲層３２のみを
エッチングする。こうして、犠牲層３２が除去されるの
で、図３のＣに示すように、犠牲層３２があった部分が
空洞部３５となり、その上の薄膜層３３が基板３１から
分離したダイアフラムとなる。The case of forming a diaphragm will be described as an example. First, as shown in FIG. 3A, a sacrificial layer 32 is formed on a wafer (silicon substrate) 31, and then a sacrificial layer 32 is formed thereon as shown in FIG. 3B. After forming the thin film layer 33 as shown in FIG.
4 is provided. This thin film layer 33 will later become a structural material (diaphragm). Only the sacrifice layer 32 is etched through the etching hole 34 by utilizing the difference in etching rate between the sacrifice layer 32 and the thin film layer 33. Since the sacrificial layer 32 is removed in this manner, as shown in FIG. 3C, the portion where the sacrificial layer 32 was formed becomes a cavity 35, and the thin film layer 33 thereon becomes a diaphragm separated from the substrate 31.
【０００４】この犠牲層エッチング法では、第１に、犠
牲層と構造材となる薄膜層との間のエッチングレート比
がきわめて大きいこと、第２に、犠牲層をエッチングす
るエッチング液がプロセス全体に悪影響を与えないこ
と、つまりプロセス（多くの場合シリコンＩＣプロセ
ス）との整合性が良好であること、などが要求される。In this sacrificial layer etching method, firstly, the etching rate ratio between the sacrificial layer and the thin film layer as the structural material is extremely large, and secondly, the etching solution for etching the sacrificial layer is used throughout the process. It is required to have no adverse effect, that is, to have good compatibility with the process (often a silicon IC process).
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
犠牲層エッチング法ではつぎのような問題がある。すな
わち、犠牲層として多結晶シリコンを用いる場合には、
一般的には、構造材となる薄膜層を形成する材料として
シリコン窒化膜を用い、エッチング液としてＫＯＨエッ
チング液を用いるが、ＫＯＨは汚染の問題があるのでＩ
Ｃプロセスとの整合性はよくない。また、シリコン基板
がエッチングされないように、シリコン基板の表面にシ
リコン窒化膜３０を形成しておく必要があり、プロセス
が煩雑となる点も問題である。However, the conventional sacrificial layer etching method has the following problems. That is, when polycrystalline silicon is used as the sacrificial layer,
Generally, a silicon nitride film is used as a material for forming a thin film layer as a structural material, and a KOH etching liquid is used as an etching liquid. However, since KOH has a problem of contamination, I
The compatibility with the C process is not good. Further, it is necessary to form the silicon nitride film 30 on the surface of the silicon substrate so that the silicon substrate is not etched, which is a problem in that the process becomes complicated.
【０００６】さらに、犠牲層としてＰＳＧを用いる場
合、構造材となる薄膜層の材料として多結晶シリコンを
用い、エッチング液としてＨＦエッチング液を用いるの
が一般的である。この場合、エッチング速度が遅い点が
根本的に問題であるとともに、ＨＦにより、シリコン酸
化膜やシリコン窒化膜などの絶縁膜がエッチングされる
という問題などがある。Further, when PSG is used as the sacrificial layer, it is general to use polycrystalline silicon as the material of the thin film layer as the structural material and HF etching liquid as the etching liquid. In this case, there is a fundamental problem that the etching rate is slow, and there is a problem that HF etches an insulating film such as a silicon oxide film or a silicon nitride film.
【０００７】また、従来では、犠牲層を基板の表面上に
堆積し、その上に構造材となる薄膜層を形成して加工す
るため、犠牲層を厚くすると段差が大きくなり、ホトリ
ソグラフィ技術を使用することができなくなってしまう
等の問題がある。すなわち、基板から分離した薄膜の可
動部と、基板との間の間隔をあまり大きくすることがで
きない。Further, conventionally, a sacrificial layer is deposited on the surface of a substrate, and a thin film layer serving as a structural material is formed on the sacrificial layer and processed. There is a problem that it cannot be used. That is, the distance between the movable portion of the thin film separated from the substrate and the substrate cannot be increased so much.
【０００８】この発明は、上記に鑑み、シリコンＩＣ製
造プロセスとの整合性が良好で、しかもホトリソグラフ
ィ技術上の問題を生じる段差をなくして基板と可動部と
の間隔を大きくできるように改善した、薄膜構造の製造
方法を提供することを目的とする。In view of the above, the present invention has been improved so that the compatibility with the silicon IC manufacturing process is good, and that the gap between the substrate and the movable portion can be increased by eliminating the step which causes problems in the photolithography technique. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a thin film structure.
【０００９】さらに、この発明は、上記の薄膜構造の製
造方法を応用することにより、設計の自由度が大きく、
しかもプロセスが簡単で製造歩留りを向上させ、コスト
削減を図ることができる、半導体圧力センサを製造する
方法をも目的とする。Further, according to the present invention, by applying the above-described method for manufacturing a thin film structure, the degree of freedom in design is high,
Moreover, another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor pressure sensor, which has a simple process, can improve the manufacturing yield, and can reduce the cost.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明による薄膜構造の製造方法においては、表
面のシリコン反応物膜を部分的に除去することによりシ
リコン基板の該表面に凹部を設けてシリコン基板を露出
させ、該凹部内にのみゲルマニウムを選択的に堆積する
ことにより該凹部を埋め尽くして表面を平坦にし、該表
面上に構造材となる薄膜層を形成し、Ｈ2Ｏ2を用いて上
記ゲルマニウム層のみを選択的にエッチングして除去す
ることにより上記薄膜層を基板から分離させることが特
徴となっている。In order to achieve the above object, in the method of manufacturing a thin film structure according to the present invention, the silicon reactant film on the surface is partially removed to form a recess on the surface of the silicon substrate. to expose the silicon substrate is provided, and a flat surface completely fill the recess by selectively depositing germanium only in the recess, to form a thin film layer made of a structural material onto the surface, H 2 O It is characterized in that the thin film layer is separated from the substrate by selectively etching and removing only the germanium layer using 2 .
【００１１】また、この発明による半導体圧力センサの
製造方法では、表面のシリコン反応物膜を部分的に除去
することによりシリコン基板の該表面に凹部を設けてシ
リコン基板を露出させ、該凹部内にのみゲルマニウムを
選択的に堆積することにより該凹部を埋め尽くして表面
を平坦にし、該表面上にダイアフラムとなる薄膜層を形
成し、該薄膜層上に歪みゲージを形成し、Ｈ2Ｏ2を用い
て上記ゲルマニウム層のみを選択的にエッチングして除
去することにより上記薄膜層を基板から分離させてダイ
アフラムとすることが特徴となっている。Further, in the method for manufacturing a semiconductor pressure sensor according to the present invention, the silicon reactant film on the surface is partially removed to form a recess in the surface of the silicon substrate to expose the silicon substrate, and the silicon substrate is exposed in the recess. Only by selectively depositing germanium, the concave portion is filled up and the surface is flattened, a thin film layer serving as a diaphragm is formed on the surface, a strain gauge is formed on the thin film layer, and H 2 O 2 is formed. It is characterized in that the thin film layer is separated from the substrate into a diaphragm by selectively etching and removing only the germanium layer.
【００１２】[0012]
【作用】ゲルマニウムは、シリコン基板の表面露出部に
のみ堆積し、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜などの表
面を覆うシリコン化合物膜上には堆積しない性質を持
つ。そこで、表面の膜を除いた部分に凹部を設ければ、
上記の性質を利用してその凹部内にのみゲルマニウムを
選択的に堆積することにより該凹部を埋め尽くして表面
を平坦にすることができる。この平坦な表面上に構造材
となる薄膜層を形成し、後にＨ2Ｏ2を用いてゲルマニウ
ム層のみを選択的にエッチングして除去すれば、上記薄
膜層を基板から分離させて、ダイアフラムやブリッジと
することができる。この場合ゲルマニウムの堆積によっ
て表面が平坦になるので、段差を原因とするホトリソグ
ラフィ技術上の問題は解決され、基板とダイアフラム等
との間隔を大きくすることが可能となる。ゲルマニウム
とＨ2Ｏ2との組み合わせは、シリコンＩＣ製造プロセス
と完全に整合性がとれ、今までのシリコンＩＣ製造プロ
セスをそのまま使用することができる。また、エッチン
グ液としてＨ2Ｏ2を用いており、このＨ2Ｏ2はほとんど
の物質をエッチングすることがなく、しかも安価で安全
であるから、構造材となる薄膜層の材料として種々のも
のを使用することができ、設計の自由度が高まる。OPERATION Germanium has the property of being deposited only on the exposed surface of the silicon substrate and not on the silicon compound film covering the surface such as the silicon oxide film or the silicon nitride film. Therefore, if a recess is provided in the part excluding the surface film,
By utilizing the above properties and selectively depositing germanium only in the concave portions, the concave portions can be filled up and the surface can be made flat. By forming a thin film layer as a structural material on this flat surface and then selectively etching and removing only the germanium layer using H 2 O 2 , the thin film layer is separated from the substrate, and the diaphragm and diaphragm are separated. It can be a bridge. In this case, since the surface is flattened by the deposition of germanium, the problem in the photolithography technology caused by the step difference is solved, and the distance between the substrate and the diaphragm or the like can be increased. The combination of germanium and H 2 O 2 is completely compatible with the silicon IC manufacturing process, and the conventional silicon IC manufacturing process can be used as it is. Further, since H 2 O 2 is used as an etching solution, this H 2 O 2 does not etch most substances, and is inexpensive and safe. Therefore, various materials can be used as the material of the thin film layer as the structural material. Can be used, and the degree of freedom in design is increased.
【００１３】さらに、この薄膜構造の製造方法を利用し
て半導体圧力センサを製造することにすれば、ダイアフ
ラムとなる薄膜層の材料として種々のものを使用できる
とともに、ダイアフラムと基板との間の間隔の制限もな
くなるため、任意形状で任意間隔のダイアフラムを得る
ことができ、半導体圧力センサの設計の自由度が大きく
なる。また、半導体圧力センサの製造プロセスが簡単に
なり、製造歩留りが向上してコスト削減を図ることがで
きる。Furthermore, if a semiconductor pressure sensor is manufactured by using this method of manufacturing a thin film structure, various materials can be used as the material of the thin film layer to be the diaphragm, and the distance between the diaphragm and the substrate can be increased. Since there is no limitation, it is possible to obtain diaphragms with arbitrary shapes and at arbitrary intervals, which increases the degree of freedom in designing the semiconductor pressure sensor. Further, the manufacturing process of the semiconductor pressure sensor is simplified, the manufacturing yield is improved, and the cost can be reduced.
【００１４】[0014]
【実施例】以下、この発明の好ましい一実施例について
図面を参照しながら詳細に説明する。まず、図１のＡに
示すように、シリコン基板１１に対して熱酸化やＣＶＤ
法などの処理を施すことにより、その表面にシリコン酸
化膜１２を形成し、その後、ホトリソグラフィ技術によ
って酸化膜１２を部分的に除去し、その除去部分からシ
リコン基板１１をエッチングすることにより、所定深さ
の凹部１３を形成する。凹部１３の深さがあまり大きく
なくてシリコン基板１１までエッチングする必要のない
ときはシリコン酸化膜１２のみをエッチングするだけに
とどめる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. First, as shown in FIG. 1A, the silicon substrate 11 is subjected to thermal oxidation or CVD.
The silicon oxide film 12 is formed on the surface of the silicon oxide film 12 by a method such as a photolithography method, and then the oxide film 12 is partially removed by a photolithography technique. A recess 13 having a depth is formed. When the depth of the recess 13 is not so large that the silicon substrate 11 need not be etched, only the silicon oxide film 12 is etched.
【００１５】つぎに、ＧｅＨ4ガスを用いて減圧ＣＶＤ
法により、４００℃程度の低温でゲルマニウムを酸化膜
１２のない領域、つまり凹部１３内に選択的に成長させ
る。ゲルマニウムは酸化膜１２がなくてシリコン基板１
１が露出している部分にのみ選択的に堆積する性質があ
るので、これを利用することにより上記のように凹部１
３内にのみゲルマニウムの堆積ができる。こうして、図
１のＢに示すように凹部１３内にゲルマニウム層１４を
堆積してシリコン酸化膜１２と同じ高さとし、表面を平
坦にすることができる。Next, low pressure CVD is performed using GeH 4 gas.
Method, germanium is selectively grown in a region without the oxide film 12, that is, in the recess 13 at a low temperature of about 400 ° C. Germanium has no oxide film 12 and silicon substrate 1
1 has a property of selectively depositing only on the exposed portion, and by utilizing this, the concave portion 1 can be formed as described above.
Germanium can be deposited only in 3. Thus, as shown in FIG. 1B, the germanium layer 14 is deposited in the recess 13 so as to have the same height as the silicon oxide film 12 and the surface can be flattened.
【００１６】その後、図１のＣに示すように、さらにＣ
ＶＤ法により表面にシリコン酸化膜１５を形成し、ホト
リソグラフィ技術によって酸化膜１５を部分的に除去し
て、エッチング用の穴１６を設ける。Thereafter, as shown in C of FIG.
A silicon oxide film 15 is formed on the surface by the VD method, the oxide film 15 is partially removed by the photolithography technique, and a hole 16 for etching is provided.
【００１７】最後に、このエッチ穴１６からゲルマニウ
ム層１４のみをエッチングする。エッチング液としてＨ
2Ｏ2を用いることにより、ゲルマニウム層１４のみを選
択的にエッチングし、その上のシリコン酸化膜１５を残
すことができる。こうして、図１のＤに示すように、シ
リコン酸化膜１５の一部１８をシリコン基板１１から分
離させることができ、この部分１８がダイアフラムとな
る。Finally, only the germanium layer 14 is etched through the etching hole 16. H as etching liquid
By using 2 O 2 , it is possible to selectively etch only the germanium layer 14 and leave the silicon oxide film 15 thereon. Thus, as shown in FIG. 1D, a part 18 of the silicon oxide film 15 can be separated from the silicon substrate 11, and this part 18 becomes a diaphragm.
【００１８】なお、シリコン酸化膜１２の代わりにシリ
コン窒化膜など、図１のＢで示したゲルマニウム層１４
の成長をシリコン基板１１の露出面についてのみ選択的
に行なわせるような材質のシリコン反応物膜を用いるこ
とができる。また、ダイアフラム１８となるシリコン酸
化膜１５も、これに限られない。この膜１５は、Ｈ2Ｏ2
液によりゲルマニウム層１４をエッチングする際に、エ
ッチングレートがゲルマニウム層１４に比較して小さい
材質なら何でもよく、その形成方法もＣＶＤ法に限ら
ず、たとえば真空蒸着法により形成されたアルミニウム
膜でもよい。It should be noted that instead of the silicon oxide film 12, a silicon nitride film or the like is used to form the germanium layer 14 shown in FIG. 1B.
It is possible to use a silicon reactant film made of a material that allows selective growth of only the exposed surface of the silicon substrate 11. Further, the silicon oxide film 15 that becomes the diaphragm 18 is not limited to this. This film 15 is made of H 2 O 2
When etching the germanium layer 14 with a liquid, any material may be used as long as the etching rate is smaller than that of the germanium layer 14, and the forming method is not limited to the CVD method, and may be an aluminum film formed by, for example, a vacuum deposition method.
【００１９】このような方法によれば、凹部１３にゲル
マニウム層１４を形成して表面を平坦としているため、
表面の段差を原因とするホトリソグラフィ技術上の問題
は生じることがなく、シリコン基板１１とダイアフラム
１８との間隔を大きくすることが可能となる。また、ゲ
ルマニウムとＨ2Ｏ2との組み合わせは、シリコンＩＣ製
造プロセスと完全に整合性がとれ、今までのシリコンＩ
Ｃ製造プロセスをそのまま使用することができる。Ｈ2
Ｏ2はシリコン基板１１をエッチングしないため、従来
のエッチング液としてＫＯＨを用いた場合のあらかじめ
基板上にシリコン窒化膜を形成しておくという煩雑さが
なくなる。さらに、エッチング液としてＨ2Ｏ2を用いて
おり、このＨ2Ｏ2はＨＦなどと異なりほとんどの物質を
エッチングすることがなく、しかも安価で安全であるか
ら、ダイアフラム１８となる膜１５の材料として種々の
ものを使用することができ、設計の自由度が高まる。According to such a method, since the germanium layer 14 is formed in the recess 13 to make the surface flat,
A problem in the photolithography technology due to the step on the surface does not occur, and the distance between the silicon substrate 11 and the diaphragm 18 can be increased. In addition, the combination of germanium and H 2 O 2 is completely compatible with the silicon IC manufacturing process, and the combination of conventional silicon I
The C manufacturing process can be used as is. H 2
Since O 2 does not etch the silicon substrate 11, the complexity of previously forming a silicon nitride film on the substrate when KOH is used as an etching solution is eliminated. Further, since H 2 O 2 is used as an etching solution, unlike H and the like, this H 2 O 2 does not etch most substances, and is inexpensive and safe. Therefore, the material of the film 15 to be the diaphragm 18 is a material. It is possible to use various types as, and the degree of freedom in design is increased.
【００２０】つぎに、第２の実施例について説明する。
この実施例は、この発明を半導体圧力センサを製造する
ことに適用したものである。まず図２のＡに示すよう
に、シリコン基板２１の表面に形成したシリコン酸化膜
２２を部分的に除去して、その除去した部分からシリコ
ン基板２１を所定の深さにエッチングして凹部２３を形
成する。凹部２３の深さがシリコン酸化膜２２の厚さに
等しいときはシリコン酸化膜２２のみをエッチングによ
って除去するだけでよい。Next, a second embodiment will be described.
This embodiment applies the present invention to manufacture of a semiconductor pressure sensor. First, as shown in FIG. 2A, the silicon oxide film 22 formed on the surface of the silicon substrate 21 is partially removed, and the silicon substrate 21 is etched to a predetermined depth from the removed portion to form the recess 23. Form. When the depth of the recess 23 is equal to the thickness of the silicon oxide film 22, only the silicon oxide film 22 need be removed by etching.
【００２１】その後、４００℃程度の低温においてＧｅ
Ｈ4ガスを用いた減圧ＣＶＤ法により、図２のＢで示す
ようにゲルマニウム層２４を凹部２３内に選択的に成長
させる。こうしてゲルマニウム層２４とシリコン酸化膜
２２の表面を平坦とし、その平坦な表面上に図２のＣで
示すように第２のシリコン酸化膜２５を形成する。つぎ
にこのシリコン酸化膜２５の上の所定位置に多結晶シリ
コンの歪みゲージ２７を形成し、さらにエッチ穴２６を
ゲルマニウム層２４に到達するように設ける。Then, at a low temperature of about 400 ° C., Ge
As shown in FIG. 2B, the germanium layer 24 is selectively grown in the recess 23 by the low pressure CVD method using H 4 gas. Thus, the surfaces of the germanium layer 24 and the silicon oxide film 22 are made flat, and the second silicon oxide film 25 is formed on the flat surface as shown by C in FIG. Next, a strain gauge 27 of polycrystalline silicon is formed at a predetermined position on the silicon oxide film 25, and an etching hole 26 is provided so as to reach the germanium layer 24.
【００２２】つぎにエッチ穴２６よりＨ2Ｏ2液を用いて
ゲルマニウム層２４のみを選択的にエッチングする。こ
うして、図２のＤに示すように第２のシリコン酸化膜２
５の一部２９の下に空洞部２８が形成されて、この部分
２９がシリコン基板２１より分離される。この部分２９
がダイアフラムとなり、上記の歪みゲージ２７はこのダ
イアフラム２９の上に位置することになる。Next, only the germanium layer 24 is selectively etched from the etching hole 26 using a H 2 O 2 solution. Thus, as shown in FIG. 2D, the second silicon oxide film 2 is formed.
The cavity 28 is formed under the part 29 of the semiconductor chip 5, and the part 29 is separated from the silicon substrate 21. This part 29
Serves as a diaphragm, and the strain gauge 27 is located on the diaphragm 29.
【００２３】その後、適当なマスクを用いてアルミニウ
ム電極（図示しない）を設け、たとえばプラズマＣＶＤ
法によりシリコン基板２１の表面全体にシリコン窒化膜
３０を形成する。これにより図２のＥに示すようにシリ
コン窒化膜３０で表面全体が保護されるとともに、エッ
チ穴２６が封止されることになる。After that, an aluminum electrode (not shown) is provided using a suitable mask, and plasma CVD is performed, for example.
A silicon nitride film 30 is formed on the entire surface of the silicon substrate 21 by the method. As a result, as shown in FIG. 2E, the entire surface is protected by the silicon nitride film 30 and the etch hole 26 is sealed.
【００２４】この場合も、上記と第１の実施例と同様に
ダイアフラム２９の基板２１からの間隔を大きくするこ
とができる。また、ゲルマニウムとＨ2Ｏ2との組み合わ
せにより、シリコンＩＣ製造プロセスと完全に整合性が
とれ、今までのシリコンＩＣ製造プロセスをそのまま使
用することができる。犠牲層エッチング用のエッチング
液として、ほとんどの物質をエッチングしない安価で安
全なＨ2Ｏ2を用いているため、ダイアフラム２９となる
膜２５の材料に種々のものが使用できるようになり、プ
ロセス上の制限が小さくなり、任意形状のダイアフラム
２９を作ることができ、半導体圧力センサの設計の自由
度が高まる。さらに、従来のＫＯＨ液を用いた異方性エ
ッチングによる犠牲層エッチング法に比較してマスクの
数が少なくなり、プロセスが簡単となり製造歩留りを向
上させて製造コストを削減できる。Also in this case, the distance between the diaphragm 29 and the substrate 21 can be increased as in the first and second embodiments. Further, by combining germanium and H 2 O 2 , the silicon IC manufacturing process is completely compatible with the conventional silicon IC manufacturing process. Since an inexpensive and safe H 2 O 2 that does not etch most substances is used as an etching solution for etching the sacrificial layer, various materials can be used as the material of the film 25 that will be the diaphragm 29, and the process can be performed. Is reduced, the diaphragm 29 having an arbitrary shape can be formed, and the degree of freedom in designing the semiconductor pressure sensor is increased. Further, the number of masks is reduced as compared with the conventional sacrificial layer etching method using anisotropic etching using KOH liquid, the process is simplified, the manufacturing yield is improved, and the manufacturing cost can be reduced.
【００２５】[0025]
【発明の効果】以上、実施例について説明したように、
この発明の薄膜構造の製造方法によれば、ダイアフラム
やブリッジなどの薄膜が基板から分離した構造を、シリ
コンＩＣ製造プロセスとの整合性をとりながら、安価・
安全に、かつ設計の自由度を高めつつ、製造することが
可能となる。さらにこの薄膜構造の製造方法を応用した
半導体圧力センサの製造方法によれば、任意形状で任意
間隔のダイアフラムを得ることができ、半導体圧力セン
サの設計の自由度が大きくなるとともに、その製造プロ
セスを簡単にし、製造歩留りを向上させてコスト削減を
図ることができる。As described above with reference to the embodiments,
According to the method of manufacturing a thin film structure of the present invention, a structure in which a thin film such as a diaphragm or a bridge is separated from a substrate is provided at a low cost while maintaining consistency with a silicon IC manufacturing process.
It is possible to manufacture safely while increasing the degree of freedom in design. Furthermore, according to the method for manufacturing a semiconductor pressure sensor to which this method for manufacturing a thin film structure is applied, it is possible to obtain diaphragms with arbitrary shapes and at arbitrary intervals, which increases the degree of freedom in designing the semiconductor pressure sensor and improves the manufacturing process. The cost can be reduced by simplifying the manufacturing yield.
【図１】この発明の一実施例にかかる製造方法の各プロ
セスを示す断面図。FIG. 1 is a sectional view showing each process of a manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
【図２】他の実施例にかかる製造方法の各プロセスを示
す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view showing each process of a manufacturing method according to another embodiment.
【図３】従来例の製造方法の各プロセスを示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view showing each process of a conventional manufacturing method.
１１、２１、３１ シリコン基板 １２、１５、２２、２５ シリコン酸化膜 １３、２３ 凹部 １４、２４ ゲルマニウム層 １６、２６、３４ エッチ穴 １７、２８、３５ 空洞部 １８、２９、３６ ダイアフラム ３０ シリコン窒化膜 ３２ 犠牲層 ３３ 構造材となる薄膜
層11, 21, 31 Silicon substrate 12, 15, 22, 25 Silicon oxide film 13, 23 Recess 14, 24 Germanium layer 16, 26, 34 Etch hole 17, 28, 35 Cavity 18, 29, 36 Diaphragm 30 Silicon nitride film 32 sacrificial layer 33 thin film layer as structural material
Claims (2)
することによりシリコン基板の該表面に凹部を設けてシ
リコン基板を露出させる工程と、該凹部内にのみゲルマ
ニウムを選択的に堆積することにより該凹部を埋め尽く
して表面を平坦にする工程と、該表面上に構造材となる
薄膜層を形成する工程と、Ｈ2Ｏ2を用いて上記ゲルマニ
ウム層のみを選択的にエッチングして除去することによ
り上記薄膜層を基板から分離させる工程とを有すること
を特徴とする薄膜構造の製造方法。1. A step of exposing a silicon substrate by forming a recess in the surface of a silicon substrate by partially removing a silicon reactant film on the surface, and selectively depositing germanium only in the recess. The step of filling the recesses to flatten the surface, the step of forming a thin film layer serving as a structural material on the surface, and the selective removal of only the germanium layer using H 2 O 2. And a step of separating the thin film layer from the substrate, thereby manufacturing a thin film structure.
することによりシリコン基板の該表面に凹部を設けてシ
リコン基板を露出させる工程と、該凹部内にのみゲルマ
ニウムを選択的に堆積することにより該凹部を埋め尽く
して表面を平坦にする工程と、該表面上にダイアフラム
となる薄膜層を形成する工程と、該薄膜層上に歪みゲー
ジを形成する工程と、Ｈ2Ｏ2を用いて上記ゲルマニウム
層のみを選択的にエッチングして除去することにより上
記薄膜層を基板から分離させてダイアフラムとする工程
とを有することを特徴とする半導体圧力センサの製造方
法。2. A step of exposing a silicon substrate by forming a recess in the surface of the silicon substrate by partially removing the silicon reactant film on the surface, and selectively depositing germanium only in the recess. By using the steps of filling the recesses to flatten the surface, forming a thin film layer to be a diaphragm on the surface, forming a strain gauge on the thin film layer, and using H 2 O 2. And a step of separating the thin film layer from the substrate to form a diaphragm by selectively etching and removing only the germanium layer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10756493A JPH06302834A (en) | 1993-04-09 | 1993-04-09 | Manufacture of thin-film structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10756493A JPH06302834A (en) | 1993-04-09 | 1993-04-09 | Manufacture of thin-film structure |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06302834A true JPH06302834A (en) | 1994-10-28 |
Family
ID=14462373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10756493A Pending JPH06302834A (en) | 1993-04-09 | 1993-04-09 | Manufacture of thin-film structure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06302834A (en) |
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- 1993-04-09 JP JP10756493A patent/JPH06302834A/en active Pending
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