JP2000055759A - Manufacture of semiconductor pressure sensor - Google Patents

Manufacture of semiconductor pressure sensor

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JP2000055759A
JP2000055759A JP10224954A JP22495498A JP2000055759A JP 2000055759 A JP2000055759 A JP 2000055759A JP 10224954 A JP10224954 A JP 10224954A JP 22495498 A JP22495498 A JP 22495498A JP 2000055759 A JP2000055759 A JP 2000055759A
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impurity diffusion
trench
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silicon substrate
well region
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賢一 横山
Masakazu Terada
雅一 寺田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve practicality by using electrochemical stop etching for forming a cavity and at the same time for forming a cavity in closed structure by film formation. SOLUTION: A P well region 4 and an N well region 5 are formed on the surface-layer part of a silicon substrate 3 where the face orientation on the surface is (100), a trench 26 that is continuously or discontinuously extended in either the <110> or <100> direction of the silicon substrate and is fed through the N well region 5 is formed at the N well region 5, a potential difference is generated between the well regions 4 and 5 through aluminum wiring 20 and 21, at the same time a monocrystalline silicon substrate at the lower side of the N well region 5 is etched by injecting an anisotropic etching liquid through a trench 26, etching is stopped at the interface part of the well regions 4 and 5, and a cavity 7 with the N well region 5 as a diaphragm is formed. After aluminum wiring 20 and 21 is eliminated, a film for sealing is formed to block the trench 26.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体圧力セン
サの製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor pressure sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の半導体センサチップの小型化、高
精度化に伴い、センシング部であるダイヤフラムの小型
・薄肉化、高精度化が進んでいる。出願人は、特願平9
−295678号において基準圧力室を内蔵した小型・
薄肉ダイヤフラムを有するセンサの製造方法を提案して
いる。その一つとして、図27に示すように、シリコン
基板50の表面にX字状または十字状に配列した微小穴
51からのシリコン異方性エッチングを行うとともに、
シリコン基板50の表層部に形成した二重拡散領域の各
領域52,53間に電位差を生じさせて電気化学的なス
トップエッチングを行い、基準圧力室となる空洞54を
形成し、その後、微小穴51を真空封止してセンシング
部としている。
2. Description of the Related Art Along with the recent miniaturization and high accuracy of a semiconductor sensor chip, a diaphragm serving as a sensing unit has been reduced in size, thickness, and accuracy. The applicant is Japanese Patent Application No. Hei 9
-295678 No.
A method for manufacturing a sensor having a thin diaphragm is proposed. As one of them, as shown in FIG. 27, while performing anisotropic silicon etching from micro holes 51 arranged in an X-shape or cross on the surface of a silicon substrate 50,
A potential difference is generated between the respective regions 52 and 53 of the double diffusion region formed in the surface layer portion of the silicon substrate 50 to perform electrochemical stop etching to form a cavity 54 serving as a reference pressure chamber. 51 is vacuum-sealed to form a sensing unit.

【0003】微小穴51を真空封止する際に、減圧(L
P)CVD法にて封止用薄膜を成膜すると、埋め込み性
に優れ、高い信頼性が得られる。しかし、次に示すよう
な課題も残される。
When vacuuming the microhole 51, the pressure is reduced (L
P) When a thin film for sealing is formed by the CVD method, excellent embedding properties can be obtained and high reliability can be obtained. However, the following problems remain.

【0004】つまり、電気化学的なストップエッチング
を用いてダイヤフラム厚さを安定して制御する、また、
歩留まり良く成立させるためには、ウエハ全面に電位勾
配を持たせないことが重要である。そのため、ウエハ上
に配列した全チップに電位勾配が極力発生しないよう
に、アルミ金属の配線を張り巡らすという手段を取るこ
とが工程設計上、簡易である。
That is, the thickness of the diaphragm is stably controlled by using electrochemical stop etching.
In order to achieve a good yield, it is important not to have a potential gradient over the entire surface of the wafer. For this reason, it is simple in terms of process design to take a means of extending aluminum metal wiring so that a potential gradient is not generated as much as possible in all chips arranged on the wafer.

【0005】しかし、アルミ配線を用いた電気化学的な
ストップエッチング後に、前記減圧CVDによる封止を
行うことができない。なぜなら、溶融温度が600℃程
度のアルミを用いる配線と、600℃〜800℃程度に
て成膜する減圧CVD法とは整合がとれないからであ
る。
However, after electrochemical stop etching using aluminum wiring, sealing by the reduced pressure CVD cannot be performed. This is because there is no match between the wiring using aluminum whose melting temperature is about 600 ° C. and the low pressure CVD method for forming a film at about 600 ° C. to 800 ° C.

【0006】また、電気化学的なストップエッチング用
のアルミ配線の形成と、ゲージ抵抗やチップ内蔵の集積
回路部に対するアルミ配線の形成は、同時に同一アルミ
パターンマスクを用いて行うのが一般的であり、そのた
め、前記の減圧CVD法による封止といった製造方法を
用いることはできなかった。
In general, the formation of an aluminum wiring for electrochemical stop etching and the formation of an aluminum wiring for a gauge resistor and an integrated circuit portion with a built-in chip are generally performed simultaneously using the same aluminum pattern mask. For this reason, it has not been possible to use a manufacturing method such as the above-described sealing by the low pressure CVD method.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明の目
的は、電気化学ストップエッチングを用いて空洞を形成
するとともに成膜にて空洞を密閉構造とする技術として
実用性の高いものとすることができる半導体圧力センサ
の製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a technique which is highly practical as a technique for forming a cavity using electrochemical stop etching and for forming a closed structure in the cavity by film formation. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor pressure sensor that can be used.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の半導体
圧力センサの製造方法においては、表面の面方位が(1
00)面の単結晶シリコン基板の表層部に、周囲の導電
型とは逆導電型の不純物拡散領域を形成する。そして、
前記不純物拡散領域に単結晶シリコン基板の<110>
方向または<100>方向に連続的または断続的に延
び、かつ、不純物拡散領域を貫通するトレンチを形成す
る。さらに、前記単結晶シリコン基板の表面において前
記不純物拡散領域とその周囲領域の少なくともいずれか
一方と電気的に接続された配線を通して前記不純物拡散
領域とその周囲領域との間に電位差を生じさせながら、
前記トレンチを通した異方性エッチング液の注入により
前記不純物拡散領域より下側の単結晶シリコン基板のエ
ッチングを行うとともに前記不純物拡散領域の界面部で
エッチングをストップさせ、前記不純物拡散領域をダイ
ヤフラムとする空洞を形成する。その後、前記配線を除
去した後、封止用膜を成膜して前記トレンチを塞ぐ。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor pressure sensor, comprising:
An impurity diffusion region of a conductivity type opposite to that of the surrounding conductivity type is formed in the surface layer portion of the single crystal silicon substrate on the (00) plane. And
<110> of a single crystal silicon substrate in the impurity diffusion region
A trench extending continuously or intermittently in the direction or <100> direction and penetrating the impurity diffusion region is formed. Further, while generating a potential difference between the impurity diffusion region and the surrounding region through a wiring electrically connected to at least one of the impurity diffusion region and the surrounding region on the surface of the single crystal silicon substrate,
The single crystal silicon substrate below the impurity diffusion region is etched by injecting the anisotropic etchant through the trench, and the etching is stopped at the interface of the impurity diffusion region, and the impurity diffusion region is connected to the diaphragm. To form a cavity. Then, after removing the wiring, a sealing film is formed to close the trench.

【0009】このように、配線を除去した後において、
封止用膜を成膜してトレンチを塞ぐので、成膜の際の配
線による不具合を回避できる。ここで、請求項2に記載
のように、ダイヤフラムに配置するゲージに対する配線
を、トレンチを塞いだ後に行うようにすると、実用上好
ましいものとなる。
As described above, after removing the wiring,
Since the sealing film is formed to close the trench, problems due to wiring at the time of film formation can be avoided. Here, as described in claim 2, it is practically preferable that the wiring for the gauge arranged on the diaphragm is performed after the trench is closed.

【0010】請求項3に記載の半導体圧力センサの製造
方法においては、表面の面方位が(100)面の単結晶
シリコン基板の表層部に、周囲の導電型とは逆導電型の
不純物拡散領域を形成する。そして、前記不純物拡散領
域に単結晶シリコン基板の<110>方向または<10
0>方向に連続的または断続的に延び、かつ、不純物拡
散領域を貫通するトレンチを形成する。さらに、前記単
結晶シリコン基板の表面において前記不純物拡散領域と
その周囲領域の少なくともいずれか一方と電気的に接続
され、かつ封止用膜の成膜温度よりも高い融点の金属よ
りなる配線を通して前記不純物拡散領域とその周囲領域
との間に電位差を生じさせながら、前記トレンチを通し
た異方性エッチング液の注入により前記不純物拡散領域
より下側の単結晶シリコン基板のエッチングを行うとと
もに前記不純物拡散領域の界面部でエッチングをストッ
プさせ、前記不純物拡散領域をダイヤフラムとする空洞
を形成する。その後、封止用膜を成膜して前記トレンチ
を塞ぐ。
According to a third aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor pressure sensor, the impurity diffusion region of the conductivity type opposite to the surrounding conductivity type is formed in the surface layer of the single crystal silicon substrate having the (100) plane orientation. To form The <110> direction or <10> direction of the single crystal silicon substrate is formed in the impurity diffusion region.
A trench extending continuously or intermittently in the 0> direction and penetrating the impurity diffusion region is formed. Further, the surface of the single crystal silicon substrate is electrically connected to at least one of the impurity diffusion region and its surrounding region, and the wiring is made of a metal having a melting point higher than the film forming temperature of the sealing film. While generating a potential difference between the impurity diffusion region and the surrounding region, the single crystal silicon substrate below the impurity diffusion region is etched by injecting an anisotropic etchant through the trench, and the impurity diffusion is performed. Etching is stopped at the interface between the regions to form a cavity having the impurity diffusion region as a diaphragm. Thereafter, a film for sealing is formed to close the trench.

【0011】このように、配線として封止用膜の成膜温
度よりも高い融点の金属(高融点金属)を用いて電気化
学ストップエッチングが行われ、その後に、封止用膜を
成膜してトレンチを塞ぐので、成膜の際の配線による不
具合を回避できる。
As described above, electrochemical stop etching is performed using a metal having a melting point higher than the film forming temperature of the sealing film (high melting point metal) as a wiring, and thereafter, the sealing film is formed. Therefore, the problem caused by wiring at the time of film formation can be avoided.

【0012】ここで、請求項4に記載のように、封止用
膜の成膜は減圧CVD法によるものとすると、実用上好
ましいものになる。
Here, it is practically preferable that the film for sealing is formed by a low pressure CVD method.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、この発明を具体化した実施
の形態を図面に従って説明する。図1は、本実施形態に
おける半導体圧力センサを示すものであり、上側には平
面を、下側にはそのA−A断面を示す。より詳しくは、
ウエハ状態から各チップにダイシングを行った後の状態
を示す。なお、上側の平面図は、説明を分かりやすくす
るためにA−A断面図でのトレンチエッチングマスク6
および封止部材10を削除した状態で示す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a semiconductor pressure sensor according to the present embodiment, in which an upper side shows a plane and a lower side shows an A-A cross section thereof. More specifically,
This shows a state after dicing is performed on each chip from a wafer state. In addition, the upper plan view shows the trench etching mask 6 in the AA sectional view for easy understanding.
And a state where the sealing member 10 is removed.

【0014】シリコン基板1の上には、埋込酸化膜(貼
合わせ酸化膜)2を介してN型シリコン基板3が貼り合
わされている。このシリコン基板3は厚さが15μm程
度に薄膜化され、SOI層を構成している。シリコン基
板3として、表面の面方位が(100)面のシリコン基
板を用いている。SOI層3の中央部において、表層部
には深いPウエル領域4と浅いNウエル領域5との二重
拡散領域が形成されている。この二重拡散領域4,5の
平面形状は四角形状をなしている。
On the silicon substrate 1, an N-type silicon substrate 3 is bonded via a buried oxide film (bonding oxide film) 2. This silicon substrate 3 is thinned to a thickness of about 15 μm to form an SOI layer. As the silicon substrate 3, a silicon substrate having a (100) plane orientation is used. In the center of the SOI layer 3, a double diffusion region of a deep P well region 4 and a shallow N well region 5 is formed in the surface layer. The planar shape of the double diffusion regions 4 and 5 is a quadrangle.

【0015】SOI層3の上にはトレンチエッチングマ
スク6が形成され、トレンチエッチングマスク6は多数
の透孔8を有する。SOI層3におけるNウエル領域5
には透孔8と同形同寸法の貫通孔9が形成されている。
SOI層3におけるNウエル領域5と埋込酸化膜2との
間には、空洞7が形成されている。この空洞7は前述の
透孔8および貫通孔9を通してエッチング液を導入する
ことによりシリコンの異方性エッチングにより形成した
ものであり、より詳しくはPウエル領域4とNウエル領
域5との界面でエッチングを停止する、いわゆる電気化
学的なストップエッチングにて形成したものである。透
孔8および貫通孔9の1箇の形状としては、四角形状を
なし、各透孔8および貫通孔9の全体の配置としては、
単結晶シリコン基板3の<110>方向または<100
>方向に所定の間隔をおいて並設されている。
A trench etching mask 6 is formed on SOI layer 3, and trench etching mask 6 has a number of through holes 8. N-well region 5 in SOI layer 3
Is formed with a through hole 9 having the same shape and the same size as the through hole 8.
Cavity 7 is formed between N well region 5 and buried oxide film 2 in SOI layer 3. The cavity 7 is formed by anisotropic etching of silicon by introducing an etching solution through the through holes 8 and the through holes 9. More specifically, the cavity 7 is formed at the interface between the P well region 4 and the N well region 5. This is formed by so-called electrochemical stop etching for stopping the etching. One shape of the through hole 8 and the through hole 9 is a square shape, and the entire arrangement of each through hole 8 and the through hole 9 is as follows.
<110> direction or <100> of single crystal silicon substrate 3
> Are arranged side by side at predetermined intervals in the direction.

【0016】空洞7は、平面形状として四角形状をな
し、縦断面形状としては、深さ方向における所定位置が
最も幅が広く、その上側と下側は徐々に狭くなってい
る。このように、空洞7は、その上面がPN界面部で形
成され、下面が埋込酸化膜2で形成され、側壁7aが
「く」の字状になっている。
The cavity 7 has a rectangular shape in plan view, and has a vertical cross-section that is widest at a predetermined position in the depth direction and gradually narrows on the upper and lower sides. As described above, the cavity 7 has the upper surface formed at the PN interface, the lower surface formed by the buried oxide film 2, and the side wall 7a having the shape of a square.

【0017】空洞7の上のNウエル領域5にてダイヤフ
ラム11が形成されている。また、透孔8および貫通孔
9は封止部材10にて塞がれ、空洞7の内部は真空とな
っている。このようにして、空洞7の内部が真空室とな
り、絶対圧センサにおける基準圧力室となっている。
A diaphragm 11 is formed in the N-well region 5 above the cavity 7. Further, the through hole 8 and the through hole 9 are closed by the sealing member 10, and the inside of the cavity 7 is evacuated. In this way, the inside of the cavity 7 becomes a vacuum chamber and serves as a reference pressure chamber in the absolute pressure sensor.

【0018】ダイヤフラム11を構成するNウエル領域
5には、ゲージ抵抗としての4つのP型不純物拡散領域
(ピエゾ抵抗素子)12a,12b,12c,12dが
形成されている。この4つのゲージ抵抗12a〜12d
にてホイートストーンブリッジが構成されている。
In the N-well region 5 constituting the diaphragm 11, four P-type impurity diffusion regions (piezoresistive elements) 12a, 12b, 12c and 12d as gauge resistors are formed. These four gauge resistors 12a to 12d
A Wheatstone bridge is configured.

【0019】図1に示すセンサチップにおいて、ダイヤ
フラム11よりも外周側には集積回路部13が形成さ
れ、集積回路部13において前記ホイートストーンブリ
ッジの出力信号の増幅等が行われる。また、センサチッ
プの周辺部には多数のボンディングパッド14が設けら
れ、このパッド14により所定の電位の印加や信号の取
り出し等が行われる。
In the sensor chip shown in FIG. 1, an integrated circuit portion 13 is formed on the outer peripheral side of the diaphragm 11, and the output signal of the Wheatstone bridge is amplified in the integrated circuit portion 13. Further, a large number of bonding pads 14 are provided in the peripheral portion of the sensor chip, and application of a predetermined potential, extraction of signals, and the like are performed by the pads 14.

【0020】次に、このように構成した半導体圧力セン
サの製造方法を、図2〜図10を用いて説明する。ま
ず、図2に示すように、シリコン基板1の上に、埋込酸
化膜(貼合わせ酸化膜)2を介して表面の面方位が(1
00)面のN型単結晶シリコン基板3を貼合わせる。さ
らに、シリコン基板3を研磨等により厚さ15μm程度
に薄膜化する。そして、このSOIウエハのSOI層3
に対しその表層部にPウエル領域4とNウエル領域5と
の二重拡散領域を形成する。Pウエル領域4とNウエル
領域5は、一般的な半導体製造方法であるホトリソグラ
フィー、イオン打ち込み、拡散等を用いて形成する。
Next, a method of manufacturing the semiconductor pressure sensor thus configured will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 2, the surface orientation of the surface is (1) on a silicon substrate 1 via a buried oxide film (bonded oxide film) 2.
The N-type single-crystal silicon substrate 3 of the (00) plane is bonded. Further, the silicon substrate 3 is thinned to a thickness of about 15 μm by polishing or the like. Then, the SOI layer 3 of this SOI wafer
On the other hand, a double diffusion region of P-well region 4 and N-well region 5 is formed in the surface layer. The P-well region 4 and the N-well region 5 are formed by using a general semiconductor manufacturing method such as photolithography, ion implantation, or diffusion.

【0021】そして、SOIウエハのSOI層3に対
し、ゲージ抵抗12a〜12dおよび集積回路部13
(図1参照)を一般的な半導体製造方法にて形成する。
但し、ゲージ抵抗12a〜12dおよび集積回路部13
に対する配線の形成はここでは行わず後工程とする。
Then, the gauge resistors 12a to 12d and the integrated circuit section 13 are applied to the SOI layer 3 of the SOI wafer.
(See FIG. 1) is formed by a general semiconductor manufacturing method.
However, the gauge resistors 12a to 12d and the integrated circuit unit 13
Is not performed here, but in a later step.

【0022】引き続き、図3に示すように、SOI層3
の上に、トレンチエッチングマスクとしての酸化膜6を
成膜するとともに必要箇所にコンタクトホールを形成
し、その上にアルミ配線20,21をパターニングす
る。アルミ配線20はNウエル領域5と電気的に接続さ
れ、アルミ配線21はPウエル領域4と電気的に接続さ
れる。このアルミ配線20,21は後工程の表面からの
電気化学的なストップエッチングを実施するために必要
となるものである。このように、アルミ配線20,21
にてPウエル領域4及びNウエル領域5にそれぞれに電
圧印加が可能となる。
Subsequently, as shown in FIG.
, An oxide film 6 is formed as a trench etching mask, and a contact hole is formed at a necessary portion, and aluminum wirings 20 and 21 are patterned thereon. Aluminum interconnection 20 is electrically connected to N well region 5 and aluminum interconnection 21 is electrically connected to P well region 4. These aluminum wirings 20 and 21 are necessary for performing electrochemical stop etching from the surface in a later process. Thus, the aluminum wirings 20, 21
Thus, a voltage can be applied to each of the P well region 4 and the N well region 5.

【0023】そして、図4に示すように、アルミ配線2
0,21の上に保護膜22を形成する。この膜22は、
後工程の表面からの電気化学的なストップエッチングを
実施する際、アルミ配線20,21がエッチングされな
いように保護するためのものである。表面保護膜22は
SiN系膜、SiO2 系膜を用いる。
Then, as shown in FIG.
A protective film 22 is formed on 0,21. This film 22
This is for protecting the aluminum wirings 20 and 21 from being etched when performing electrochemical stop etching from the surface in a later process. As the surface protection film 22, a SiN-based film or a SiO 2 -based film is used.

【0024】引き続き、図5に示すように、酸化膜(マ
スク材)6と保護膜22に対し、ドライエッチングにて
パターニングを行い、透孔(微小穴)23を形成する。
詳しくは、図11に示すように、四角形状の透孔23を
X字状(あるいは十字状)に並べる。つまり、透孔23
を、単結晶シリコン基板の<110>方向または<10
0>方向に所定の間隔をおいて並設する。なお、透孔
(微小穴)23の縦横寸法は数μm程度である。
Subsequently, as shown in FIG. 5, the oxide film (mask material) 6 and the protective film 22 are patterned by dry etching to form through holes (micro holes) 23.
Specifically, as shown in FIG. 11, the rectangular through holes 23 are arranged in an X shape (or a cross shape). That is, the through hole 23
In the <110> direction of the single crystal silicon substrate or <10>
They are arranged side by side at predetermined intervals in the 0> direction. The vertical and horizontal dimensions of the through holes (micro holes) 23 are about several μm.

【0025】そして、図6に示すように、一般的なホト
リソグラフィーを用いて保護膜22に対しパターニング
し、エッチングして保護膜22における所定領域24,
25を開口させる。これにより、後工程の表面からの電
気化学的なストップエッチングを実施する際、開口部2
4,25から露出するアルミ配線20,21に電圧を印
加することができるようになる。
Then, as shown in FIG. 6, the protective film 22 is patterned by using general photolithography and etched to form predetermined regions 24,
25 is opened. Accordingly, when performing electrochemical stop etching from the surface in the post-process, the opening 2
A voltage can be applied to the aluminum wirings 20, 21 exposed from the wirings 4, 25.

【0026】さらに、図7に示すように、SOI層3に
対しトレンチエッチングを行い、埋込酸化膜2に達する
トレンチ26を形成する。エッチング方法は一般的なシ
リコンのドライエッチングを用いる。例えば、図12に
て実線で示すように基板表面に対し側壁の角度がほぼ垂
直となるRIE(reactive ion etching)を用いる。
Further, as shown in FIG. 7, trench etching is performed on the SOI layer 3 to form a trench 26 reaching the buried oxide film 2. As the etching method, dry etching of general silicon is used. For example, as shown by a solid line in FIG. 12, RIE (reactive ion etching) in which the angle of the side wall is substantially perpendicular to the substrate surface is used.

【0027】なお、図12にて一点鎖線で示すように、
トレンチ側壁が順テーパとなるエッチング等を行っても
よい。また、トレンチ26は必ずしも埋込酸化膜2まで
到達させなくてもよい。トレンチ26を埋込酸化膜2ま
で到達させるのは、隣り合うトレンチ26の間隔を最大
限に広げるためである。これについては後述する。
As shown by a dashed line in FIG.
Etching or the like may be performed so that the trench sidewall has a forward taper. The trench 26 does not necessarily have to reach the buried oxide film 2. The reason why the trench 26 reaches the buried oxide film 2 is to maximize the interval between the adjacent trenches 26. This will be described later.

【0028】引き続き、図8に示すように、ウェットエ
ッチング液に浸漬してトレンチ26を通してSOI層3
をエッチングし、基準圧力室となる空洞7を形成する。
このエッチングを行うに際し、電気化学的なストップエ
ッチングを用いる。これは、Nウエル領域5にプラスの
電位を与えておき、Pウエル領域4に任意の電位を与え
る(もしくはフローティングとしておく)。これによ
り、PN接合部近傍までエッチングが進むと、陽極酸化
膜が生成し出し、エッチングがストップする。この電気
化学的なストップエッチングを用いてNウエル領域5の
界面近傍でエッチングがストップし、これにより、Nウ
エル領域5よりなるダイヤフラム11が形成される。
Subsequently, as shown in FIG. 8, the SOI layer 3 is immersed in a wet etching solution and
Is etched to form a cavity 7 serving as a reference pressure chamber.
In performing this etching, electrochemical stop etching is used. This means that a positive potential is applied to the N well region 5 and an arbitrary potential is applied to the P well region 4 (or floating). Thus, when the etching proceeds to the vicinity of the PN junction, an anodic oxide film is generated, and the etching is stopped. Using this electrochemical stop etching, the etching is stopped near the interface of the N-well region 5, whereby the diaphragm 11 composed of the N-well region 5 is formed.

【0029】ここで、Nウエル領域5の界面近傍と記述
したのは、前記電気化学的なストップエッチングによる
方法では、Nウエル領域5とPウエル領域4のPN接合
部で両ウエル領域4,5にそれぞれ空乏層が拡がりエッ
チングストップさせるため、Pウエル領域4の空乏層が
拡がった部分が残るからである。残り量はウエル濃度や
電圧印加条件によって異なるが、0.2〜0.3μm程
度である。
Here, the reason that the vicinity of the interface between the N well regions 5 is described is that the two well regions 4 and 5 are formed at the PN junction between the N well region 5 and the P well region 4 in the method using the electrochemical stop etching. This is because the depletion layer is expanded and the etching is stopped, so that the portion of the P well region 4 where the depletion layer is expanded remains. The remaining amount varies depending on the well concentration and the voltage application condition, but is about 0.2 to 0.3 μm.

【0030】空洞7の側壁7aについてはシリコンの異
方性エッチング特性により(111)面でストップし
て、「く」の字状に形成される。また、空洞7の底面は
埋込酸化膜2があるので、酸化膜2でエッチングがスト
ップして形成される。
The side wall 7a of the cavity 7 is stopped at the (111) plane due to the anisotropic etching characteristic of silicon, and is formed in a "<" shape. In addition, since the bottom surface of the cavity 7 has the buried oxide film 2, the etching is stopped at the oxide film 2 and formed.

【0031】エッチング液は前記表面保護膜22との選
択性を持つアルカリ系エッチング液を用いる。具体的に
は、例えばKOHを用いたり、あるいは、表面回路や製
造装置の汚染を懸念する場合はTMAH(水酸化テトラ
メチルアンモニウム)等を用いる。
As an etchant, an alkaline etchant having selectivity with respect to the surface protective film 22 is used. Specifically, for example, KOH is used, or TMAH (tetramethylammonium hydroxide) or the like is used when there is a concern about contamination of a surface circuit or a manufacturing apparatus.

【0032】引き続き、図9に示すように、後工程の真
空封止前に電気化学的なストップエッチング用アルミ配
線20,21を除去する。詳しくは、まず、表面保護膜
22をドライエッチングにより除去し、次に、アルミ配
線20,21をドライ、もしくは、ウェットエッチング
にて除去する。
Subsequently, as shown in FIG. 9, the aluminum wires 20 and 21 for electrochemical stop etching are removed before vacuum sealing in a later step. Specifically, first, the surface protection film 22 is removed by dry etching, and then the aluminum wirings 20, 21 are removed by dry or wet etching.

【0033】そして、図10に示すように、封止部材1
0となる膜を減圧CVD法を用いて成膜し、パターニン
グを施して、各トレンチ26を塞いで真空封止し空洞7
の内部を基準圧力室とする。具体的には、封止膜10と
してはポリシリコン膜やSiO2 系膜等を用いる。ま
た、封止膜10のデポジション厚さはトレンチ26の穴
径の半分強以上である。例えば、穴径が2μmであれば
封止膜10のデポジション厚さは1μm強以上である。
また、埋め込み性に優れた減圧CVDを用いてトレンチ
26を塞ぐことにより、空洞7の内壁面にも封止膜10
が付着する。
Then, as shown in FIG.
A film which becomes 0 is formed by using a low pressure CVD method, patterning is performed, each trench 26 is closed, and vacuum sealing is performed.
Is the reference pressure chamber. Specifically, a polysilicon film, a SiO 2 -based film, or the like is used as the sealing film 10. The deposition thickness of the sealing film 10 is more than half of the hole diameter of the trench 26. For example, if the hole diameter is 2 μm, the deposition thickness of the sealing film 10 is slightly more than 1 μm.
Further, by closing the trench 26 by using low pressure CVD excellent in embedding property, the sealing film 10 is formed on the inner wall surface of the cavity 7.
Adheres.

【0034】その後、ゲージ抵抗12a〜12dと集積
回路部13に対するアルミ配線(図示せず)を形成す
る。最後に、表面保護膜(図示せず)を形成する。この
ようにして、図1に示すセンサが製造される。
Thereafter, aluminum wires (not shown) for the gauge resistors 12a to 12d and the integrated circuit portion 13 are formed. Finally, a surface protection film (not shown) is formed. Thus, the sensor shown in FIG. 1 is manufactured.

【0035】このようにして、電気化学ストップエッチ
ングによる厚さ精度の良いダイヤフラムを備え、かつ、
センシング部の基準圧力室は埋め込み性の良い減圧(L
P)CVD法を用いた薄膜にて真空封止可能となるた
め、高い信頼性を得ることができる。
In this way, a diaphragm having a high thickness accuracy by electrochemical stop etching is provided, and
The reference pressure chamber of the sensing part has a low pressure (L
P) Since vacuum sealing can be performed with a thin film using a CVD method, high reliability can be obtained.

【0036】次に、図13,14に示すように、Nウエ
ル領域5の下におけるシリコン層4,3にトレンチ26
を形成する製造方法と、図15,16に示すようにトレ
ンチ26を形成しない製造方法とを比較して、トレンチ
26を形成することの優位性について述べる。ここで、
図13,14の図面スケールと図15,16の図面スケ
ールは等しくなっている。
Next, as shown in FIGS. 13 and 14, trenches 26 are formed in the silicon layers 4 and 3 under the N well region 5.
The advantage of forming the trench 26 will be described by comparing the manufacturing method of forming the trench 26 with the manufacturing method of not forming the trench 26 as shown in FIGS. here,
The drawing scale of FIGS. 13 and 14 is equal to the drawing scale of FIGS.

【0037】比較例である図15においてSOI層(貼
り合わせ基板)3のNウエル領域5をパターン化し、図
16に示すようにPウエル領域4およびその下のSOI
層3をエッチングする。このとき、Nウエル領域5での
貫通孔9の間隔Wは所定の値とする。この場合には、
(111)面よりなる逆四角錐17が形成された状態で
エッチングが停止してしまう。即ち、貫通孔9の間隔W
については、単純にマスクパターンのみの場合は角形の
貫通孔9の角にて形成される菱形での対角線の長さa’
よりもW値が小さくないと、隣接する逆四角錐17がつ
ながらずエッチングが進行しない。
In FIG. 15, which is a comparative example, the N well region 5 of the SOI layer (bonded substrate) 3 is patterned, and as shown in FIG.
Layer 3 is etched. At this time, the interval W between the through holes 9 in the N-well region 5 is set to a predetermined value. In this case,
Etching stops in a state where the inverted quadrangular pyramid 17 composed of the (111) plane is formed. That is, the interval W between the through holes 9
Is simply the length a 'of a diagonal line of a rhombus formed at the corners of the rectangular through-hole 9 when only a mask pattern is used.
If the W value is not smaller than the above, the adjacent inverted quadrangular pyramid 17 does not connect and the etching does not proceed.

【0038】これに対し、図13においてPウエル領域
4を貫通し埋込酸化膜2に達するトレンチ26を形成す
る。このとき、トレンチ26の間隔Wは、図16の場合
と等しい値とする。この状態から、図14に示すように
シリコンの異方性エッチングを行う。このエッチングの
進行に伴い断面形状として菱形の空洞16が形成され、
隣接する菱形の空洞16同士が所定の深さにおいて先端
面同士が連通する(繋がる)。以後、エッチングが継続
して行われ、基準圧力室となる空洞7を形成することが
できる。
On the other hand, in FIG. 13, a trench 26 penetrating through the P well region 4 and reaching the buried oxide film 2 is formed. At this time, the interval W between the trenches 26 is set to a value equal to that of FIG. From this state, anisotropic etching of silicon is performed as shown in FIG. As the etching progresses, a rhombic cavity 16 is formed as a cross-sectional shape,
Adjacent rhombic cavities 16 communicate with each other at a predetermined depth. Thereafter, the etching is continuously performed, and the cavity 7 serving as the reference pressure chamber can be formed.

【0039】この場合、図13のトレンチ26の深さ、
トレンチ26の径および間隔について言及すると、トレ
ンチ26の径を「a」とし、トレンチ26の間隔(ピッ
チ)を「W」とし、トレンチ26の深さを「D」とする
と、 W=a+2D を満足させると、図14のように、菱形の空洞16の先
端部同士を連通させることができることとなる。例え
ば、D=10μmとし、a=5μmならば、W=25μ
mとすればよい。
In this case, the depth of the trench 26 shown in FIG.
If the diameter and the interval of the trench 26 are referred to, assuming that the diameter of the trench 26 is “a”, the interval (pitch) of the trench 26 is “W”, and the depth of the trench 26 is “D”, W = a + 2D is satisfied. Then, as shown in FIG. 14, the distal ends of the rhombic cavities 16 can communicate with each other. For example, if D = 10 μm and a = 5 μm, W = 25 μm
m.

【0040】換言すれば、図17に示す本方式と図18
に示す比較例から分かるように、シリコンエッチングの
初期において図16の逆四角錐17同士が連通する、ま
た、図14の空洞16同士が連通するように図11のマ
スク6の透孔23の位置を決めると、比較例では透孔2
3のピッチWを狭くする必要があり、同じ面積の基準圧
力室を製作するための透孔23の個数は多くなってしま
う。これに対し、本実施形態のように図13のトレンチ
形成を行うことにより、同じ面積の基準圧力室を製作す
るためのマスク6の透孔23の個数を少なくできる。
In other words, the method shown in FIG.
As can be seen from the comparative example shown in FIG. 11, the positions of the through holes 23 of the mask 6 in FIG. 11 are changed so that the inverted quadrangular pyramids 17 in FIG. Is determined, in the comparative example, the through hole 2
It is necessary to narrow the pitch W of No. 3 and the number of the through holes 23 for manufacturing a reference pressure chamber having the same area increases. On the other hand, by forming the trench of FIG. 13 as in the present embodiment, the number of the through holes 23 of the mask 6 for manufacturing the reference pressure chamber having the same area can be reduced.

【0041】また、トレンチ加工を埋込酸化膜2まで到
達させたことでトレンチ26の間隔を最大限に広げるこ
とができ、そして、図17に示すように、図14の如く
空洞16の先端部同士を連通させた後においては(31
1)面の角落ちが進み、最終的にはエッチングストップ
して前述した空洞(基準圧力室)7が形成される。
Further, since the trench processing reaches the buried oxide film 2, the interval between the trenches 26 can be maximized, and as shown in FIG. 17, as shown in FIG. (31)
1) The angle of the surface is reduced, and the etching is finally stopped to form the above-described cavity (reference pressure chamber) 7.

【0042】このように半導体圧力センサを製造すれ
ば、隣接する透孔8の間隔を広く取ることが可能とな
り、センシング特性に悪影響を及ぼす封止部材10を削
減できる。その結果、封止形状の不安定要素も減少して
センシング特性をより向上させることが可能となる。
If the semiconductor pressure sensor is manufactured as described above, the distance between the adjacent through holes 8 can be widened, and the sealing member 10 which adversely affects the sensing characteristics can be reduced. As a result, unstable elements of the sealing shape are reduced, and the sensing characteristics can be further improved.

【0043】なお、これまでの説明においては図1,1
1に示す如くトレンチ(9,23)は四角をなすものを
所定の間隔をおいて並設したが、連続的に延びるものと
してもよい。即ち、図7でのトレンチ26として、シリ
コン基板3の<110>方向または<100>方向に断
続的に延びるトレンチとしたが、連続的に延びるトレン
チ26としてもよい。
In the above description, FIGS.
As shown in FIG. 1, the trenches (9, 23) are square in shape and are arranged side by side at predetermined intervals, but may be continuous. That is, the trench 26 in FIG. 7 is a trench that extends intermittently in the <110> direction or the <100> direction of the silicon substrate 3, but may be a trench 26 that extends continuously.

【0044】このように本実施の形態は、下記の特徴を
有する。 (イ)図2に示すように、表面の面方位が(100)面
の単結晶シリコン基板3の表層部に、深いPウエル領域
4と浅いNウエル領域5との二重拡散領域を形成し、周
囲の導電型とは逆導電型のNウエル領域5を形成する。
そして、図7に示すように、Nウエル領域5に単結晶シ
リコン基板の<110>方向または<100>方向に連
続的または断続的に延び、かつ、Nウエル領域5を貫通
するトレンチ26を形成する。さらに、図8に示すよう
に、単結晶シリコン基板3の表面においてNウエル領域
5とその周囲領域であるPウエル領域4の少なくともい
ずれか一方と電気的に接続されたアルミ配線20,21
を通してNウエル領域5とPウエル領域4との間に電位
差を生じさせながら、トレンチ26を通した異方性エッ
チング液の注入によりNウエル領域5より下側の単結晶
シリコン基板3のエッチングを行うとともにNウエル領
域5の界面部でエッチングをストップさせ、Nウエル領
域5をダイヤフラムとする空洞7を形成する。さらに、
図9に示すように、アルミ配線20,21を除去した
後、図10に示すように、封止用膜10を減圧CVD法
により成膜してトレンチ26を塞ぐ。
As described above, this embodiment has the following features. (A) As shown in FIG. 2, a double diffusion region of a deep P well region 4 and a shallow N well region 5 is formed in the surface layer of a single crystal silicon substrate 3 having a (100) plane orientation. Then, an N-well region 5 of a conductivity type opposite to the surrounding conductivity type is formed.
Then, as shown in FIG. 7, a trench 26 is formed in the N well region 5 continuously or intermittently in the <110> direction or <100> direction of the single crystal silicon substrate and penetrates the N well region 5. I do. Further, as shown in FIG. 8, on the surface of single crystal silicon substrate 3, aluminum wirings 20, 21 electrically connected to at least one of N well region 5 and P well region 4, which is the surrounding region.
The lower portion of the single crystal silicon substrate 3 below the N well region 5 is etched by injecting an anisotropic etchant through the trench 26 while generating a potential difference between the N well region 5 and the P well region 4 through the trench. At the same time, the etching is stopped at the interface of the N-well region 5 to form a cavity 7 having the N-well region 5 as a diaphragm. further,
After the aluminum wirings 20 and 21 are removed as shown in FIG. 9, a sealing film 10 is formed by a low-pressure CVD method to close the trench 26 as shown in FIG.

【0045】このように、アルミ配線20,21を除去
した後において、封止用膜10を成膜してトレンチ26
を塞ぐので、成膜の際のアルミ配線20,21による不
具合を回避できる。 (ロ)ダイヤフラムに配置するゲージ12a〜12dに
対する配線を、トレンチ26を塞いだ後に行うようにし
たので、実用上好ましいものとなる。 (第2の実施の形態)次に、第2の実施の形態を、第1
の実施の形態との相違点を中心に説明する。
As described above, after the aluminum wirings 20 and 21 are removed, the sealing film 10 is formed and the trench 26 is formed.
Therefore, problems due to the aluminum wirings 20 and 21 at the time of film formation can be avoided. (B) Wiring for the gauges 12a to 12d arranged on the diaphragm is performed after the trench 26 is closed, which is practically preferable. (Second Embodiment) Next, a second embodiment will be described with reference to the first embodiment.
The following description focuses on the differences from this embodiment.

【0046】図19〜図26には、本実施形態における
半導体圧力センサの製造工程を示す。本実施形態は、ト
レンチを塞ぐ前に、電気化学的なストップエッチング用
金属配線を形成し、第1の実施実施とは異なり、除去し
ない製造方法の例である。
19 to 26 show the steps of manufacturing the semiconductor pressure sensor according to the present embodiment. This embodiment is an example of a manufacturing method in which a metal wiring for electrochemical stop etching is formed before closing a trench, and is not removed unlike the first embodiment.

【0047】以下、詳しく説明する。まず、図19に示
すように、シリコン基板1の上に酸化膜2を介してシリ
コン基板3を貼合わせ、シリコン基板3を研磨等により
薄膜化する。そして、SOIウエハのSOI層3の表層
部にPウエル領域4とNウエル領域5を形成する。そし
て、ゲージ抵抗12a〜12dおよび集積回路部13を
形成する。
The details will be described below. First, as shown in FIG. 19, a silicon substrate 3 is bonded on a silicon substrate 1 via an oxide film 2, and the silicon substrate 3 is thinned by polishing or the like. Then, a P-well region 4 and an N-well region 5 are formed in the surface layer of the SOI layer 3 of the SOI wafer. Then, the gauge resistors 12a to 12d and the integrated circuit unit 13 are formed.

【0048】引き続き、図20に示すように、SOI層
3の上に酸化膜6を成膜するとともに必要箇所にコンタ
クトホールを形成し、その上に電気化学的なストップエ
ッチング用金属配線30,31をパターニングする。こ
のとき、電気化学的なストップエッチング用金属配線3
0,31は第1の実施形態ではアルミを用いたが、ここ
では、封止用膜10の成膜温度(デポ温度)よりも高い
融点の金属よりなる配線を使用する。具体的には、例え
ば一般的な半導体にて用いられる種々のバリアメタル、
例えばTiW等である。このように、封止膜10のデポ
温度より融点の高い金属配線とすることにより第1の実
施形態のように電気化学ストップエッチングを行うため
の配線を除去する必要はなくなる。
Subsequently, as shown in FIG. 20, an oxide film 6 is formed on the SOI layer 3 and a contact hole is formed at a necessary portion, on which metal electrodes 30 and 31 for electrochemical stop etching are formed. Is patterned. At this time, the metal wiring 3 for electrochemical stop etching is used.
Aluminum is used for 0 and 31 in the first embodiment, but here, wiring made of a metal having a melting point higher than the deposition temperature (deposition temperature) of the sealing film 10 is used. Specifically, for example, various barrier metals used in general semiconductors,
For example, TiW or the like. As described above, by using a metal wiring having a melting point higher than the deposition temperature of the sealing film 10, it is not necessary to remove the wiring for performing the electrochemical stop etching as in the first embodiment.

【0049】そして、図21に示すように、高融点金属
配線30,31の上に保護膜22を形成する。具体的に
は保護膜22としてSiN系膜やSiO2 系膜を用い
る。引き続き、図22に示すように、マスク材6と保護
膜22に対しドライエッチングにてパターニングして透
孔23を形成する。そして、図23に示すように、一般
的なホトリソグラフィーを用いて保護膜22に対しエッ
チングを行い保護膜22における所定領域24,25を
開口させる。さらに、図24に示すように、SOI層3
に対しトレンチエッチングを行い埋込酸化膜2に達する
トレンチ26を形成する。
Then, as shown in FIG. 21, a protective film 22 is formed on the high melting point metal wirings 30 and 31. Specifically, a SiN-based film or a SiO 2 -based film is used as the protective film 22. Subsequently, as shown in FIG. 22, the mask material 6 and the protective film 22 are patterned by dry etching to form through holes 23. Then, as shown in FIG. 23, the protective film 22 is etched using general photolithography to open predetermined regions 24 and 25 in the protective film 22. Further, as shown in FIG.
Is etched to form a trench 26 reaching the buried oxide film 2.

【0050】その後、図25に示すように、ウェットエ
ッチング液に浸漬してトレンチ26を通してSOI層3
をエッチングし、基準圧力室となる空洞7を形成する。
このとき、電気化学的なストップエッチングを用いる。
つまり、Nウエル領域5にプラスの電位を、また、Pウ
エル領域4に任意の電位を与える(もしくはフローティ
ングとしておく)ことにより、PN接合部近傍でエッチ
ングをストップさせる。
After that, as shown in FIG. 25, the SOI layer
Is etched to form a cavity 7 serving as a reference pressure chamber.
At this time, electrochemical stop etching is used.
That is, by applying a positive potential to the N-well region 5 and an arbitrary potential to the P-well region 4 (or leaving it floating), the etching is stopped near the PN junction.

【0051】引き続き、図26に示すように、封止部材
10となる膜を減圧CVD法を用いて成膜し、パターン
ニングを施して各トレンチ26を塞ぎ、真空封止する。
さらに、ゲージ抵抗12a〜12dと集積回路部13に
対するアルミ配線(図示せず)を形成する。最後に、表
面保護膜(図示せず)を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 26, a film serving as the sealing member 10 is formed by using a low-pressure CVD method, patterning is performed to close each trench 26, and vacuum sealing is performed.
Further, aluminum wires (not shown) for the gauge resistors 12a to 12d and the integrated circuit portion 13 are formed. Finally, a surface protection film (not shown) is formed.

【0052】このようにして半導体センサを製造すれ
ば、電気化学的なストップエッチングによる厚さ精度の
良いダイヤフラム11を備え、かつ、基準圧力室となる
空洞7は埋め込み性の良い減圧(LP)CVD法を用い
た薄膜にて真空封止可能となる。
When the semiconductor sensor is manufactured in this manner, the diaphragm 11 having a high-accuracy thickness by electrochemical stop etching is provided, and the cavity 7 serving as a reference pressure chamber is formed by a low pressure (LP) CVD having a good embedding property. Vacuum sealing is possible with a thin film using the method.

【0053】このように本実施の形態は、下記の特徴を
有する。 (イ)図19に示すように、表面の面方位が(100)
面の単結晶シリコン基板3の表層部に、深いPウエル領
域4と浅いNウエル領域5との二重拡散領域を形成し、
周囲の導電型とは逆導電型のNウエル領域5を形成す
る。そして、図24に示すように、Nウエル領域5に単
結晶シリコン基板の<110>方向または<100>方
向に連続的または断続的に延び、かつ、Nウエル領域5
を貫通するトレンチ26を形成する。さらに、図25に
示すように、単結晶シリコン基板3の表面においてNウ
エル領域5とPウエル領域4の少なくともいずれか一方
と電気的に接続され、かつ封止用膜10の成膜温度より
も高い融点の金属よりなる配線30,31を通してNウ
エル領域5とPウエル領域4との間に電位差を生じさせ
ながら、トレンチ26を通した異方性エッチング液の注
入によりNウエル領域5より下側の単結晶シリコン基板
3のエッチングを行うとともにNウエル領域5の界面部
でエッチングをストップさせ、Nウエル領域5をダイヤ
フラムとする空洞7を形成する。そして、図26に示す
ように、封止用膜10を減圧CVD法により成膜してト
レンチ26を塞ぐ。
As described above, this embodiment has the following features. (A) As shown in FIG. 19, the plane orientation of the surface is (100)
Forming a double diffusion region of a deep P-well region 4 and a shallow N-well region 5 in the surface layer portion of the single-crystal silicon substrate 3 on the surface;
An N well region 5 of a conductivity type opposite to that of the surrounding conductivity type is formed. As shown in FIG. 24, the N-well region 5 extends continuously or intermittently in the <110> direction or the <100> direction of the single-crystal silicon substrate, and the N-well region 5
Is formed. Further, as shown in FIG. 25, on the surface of single crystal silicon substrate 3, at least one of N well region 5 and P well region 4 is electrically connected, and the temperature is lower than the film forming temperature of sealing film 10. The lower side of the N-well region 5 is injected by injecting an anisotropic etching solution through the trench 26 while generating a potential difference between the N-well region 5 and the P-well region 4 through the wirings 30 and 31 made of a metal having a high melting point. Is etched at the interface between the N-well region 5 and the cavity 7 having the N-well region 5 as a diaphragm is formed. Then, as shown in FIG. 26, the sealing film 10 is formed by the low pressure CVD method to close the trench 26.

【0054】よって、配線30,31として封止用膜の
成膜温度よりも高い融点の金属(高融点金属)を用いて
電気化学ストップエッチングが行われ、その後に、封止
用膜10を成膜してトレンチ26を塞ぐので、成膜の際
の配線による不具合を回避できる。
Therefore, electrochemical stop etching is performed using a metal (melting point metal) having a melting point higher than the film forming temperature of the sealing film as the wirings 30 and 31, and thereafter, the sealing film 10 is formed. Since the film is formed to cover the trench 26, it is possible to avoid problems due to wiring at the time of film formation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 実施の形態における半導体圧力センサを示す
図。
FIG. 1 is a diagram showing a semiconductor pressure sensor according to an embodiment.

【図2】 半導体圧力センサの製造工程を説明するため
の断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the semiconductor pressure sensor.

【図3】 半導体圧力センサの製造工程を説明するため
の断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the semiconductor pressure sensor.

【図4】 半導体圧力センサの製造工程を説明するため
の断面図。
FIG. 4 is a sectional view for explaining a manufacturing process of the semiconductor pressure sensor.

【図5】 半導体圧力センサの製造工程を説明するため
の断面図。
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the semiconductor pressure sensor.

【図6】 半導体圧力センサの製造工程を説明するため
の断面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the semiconductor pressure sensor.

【図7】 半導体圧力センサの製造工程を説明するため
の断面図。
FIG. 7 is a sectional view for explaining a manufacturing process of the semiconductor pressure sensor.

【図8】 半導体圧力センサの製造工程を説明するため
の断面図。
FIG. 8 is a sectional view for explaining a manufacturing process of the semiconductor pressure sensor.

【図9】 半導体圧力センサの製造工程を説明するため
の断面図。
FIG. 9 is a sectional view for explaining a manufacturing process of the semiconductor pressure sensor.

【図10】 半導体圧力センサの製造工程を説明するた
めの断面図。
FIG. 10 is a sectional view for explaining a manufacturing process of the semiconductor pressure sensor.

【図11】 マスクパターンを示す平面図。FIG. 11 is a plan view showing a mask pattern.

【図12】 製造工程を説明するための断面図FIG. 12 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process.

【図13】 製造工程を説明するための断面図。FIG. 13 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process.

【図14】 製造工程を説明するための説明図。FIG. 14 is an explanatory diagram for explaining a manufacturing process.

【図15】 比較例での製造工程を説明するための断面
図。
FIG. 15 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process in a comparative example.

【図16】 比較例での製造工程を説明するための説明
図。
FIG. 16 is an explanatory diagram for explaining a manufacturing process in a comparative example.

【図17】 製造工程を説明するための説明図。FIG. 17 is an explanatory diagram for explaining a manufacturing process.

【図18】 比較例での製造工程を説明するための説明
図。
FIG. 18 is an explanatory diagram for explaining a manufacturing process in a comparative example.

【図19】 第2の実施形態での半導体圧力センサの製
造工程を説明するための断面図。
FIG. 19 is a sectional view for explaining a manufacturing process of the semiconductor pressure sensor according to the second embodiment.

【図20】 半導体圧力センサの製造工程を説明するた
めの断面図。
FIG. 20 is a sectional view for explaining the manufacturing process of the semiconductor pressure sensor.

【図21】 半導体圧力センサの製造工程を説明するた
めの断面図。
FIG. 21 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the semiconductor pressure sensor.

【図22】 半導体圧力センサの製造工程を説明するた
めの断面図。
FIG. 22 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the semiconductor pressure sensor.

【図23】 半導体圧力センサの製造工程を説明するた
めの断面図。
FIG. 23 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the semiconductor pressure sensor.

【図24】 半導体圧力センサの製造工程を説明するた
めの断面図。
FIG. 24 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the semiconductor pressure sensor.

【図25】 半導体圧力センサの製造工程を説明するた
めの断面図。
FIG. 25 is a sectional view for explaining the manufacturing process of the semiconductor pressure sensor.

【図26】 半導体圧力センサの製造工程を説明するた
めの断面図。
FIG. 26 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the semiconductor pressure sensor.

【図27】 先行技術での半導体圧力センサの製造工程
を説明するための断面図。
FIG. 27 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of a semiconductor pressure sensor according to the prior art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…シリコン基板、2…埋込酸化膜、3…SOI層、4
…Pウエル領域、5…Nウエル領域、7…空洞、9…貫
通孔、10…封止部材、11…ダイヤフラム、12a〜
12d…ゲージ抵抗、20…アルミ配線、21…アルミ
配線、26…トレンチ、30…高融点金属配線、31…
高融点金属配線。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Silicon substrate, 2 ... Buried oxide film, 3 ... SOI layer, 4
... P well region, 5 ... N well region, 7 ... hollow, 9 ... through hole, 10 ... sealing member, 11 ... diaphragm, 12a-
12d: gauge resistance, 20: aluminum wiring, 21: aluminum wiring, 26: trench, 30: high melting point metal wiring, 31 ...
High melting point metal wiring.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F055 AA40 BB20 CC02 DD05 EE14 FF49 GG01 4M112 AA01 BA01 CA03 CA05 CA16 DA03 DA04 DA12 EA03 FA11 5F043 AA02 DD16 FF01 FF02 FF07 FF10 GG02 GG05 GG06 GG10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page F term (reference) 2F055 AA40 BB20 CC02 DD05 EE14 FF49 GG01 4M112 AA01 BA01 CA03 CA05 CA16 DA03 DA04 DA12 EA03 FA11 5F043 AA02 DD16 FF01 FF02 FF07 FF10 GG02 GG05 GG06 GG10

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 表面の面方位が(100)面の単結晶シ
リコン基板の表層部に、周囲の導電型とは逆導電型の不
純物拡散領域を形成する工程と、 前記不純物拡散領域に単結晶シリコン基板の<110>
方向または<100>方向に連続的または断続的に延
び、かつ、不純物拡散領域を貫通するトレンチを形成す
る工程と、 前記単結晶シリコン基板の表面において前記不純物拡散
領域とその周囲領域の少なくともいずれか一方と電気的
に接続された配線を通して前記不純物拡散領域とその周
囲領域との間に電位差を生じさせながら、前記トレンチ
を通した異方性エッチング液の注入により前記不純物拡
散領域より下側の単結晶シリコン基板のエッチングを行
うとともに前記不純物拡散領域の界面部でエッチングを
ストップさせ、前記不純物拡散領域をダイヤフラムとす
る空洞を形成する工程と、 前記配線を除去した後、封止用膜を成膜して前記トレン
チを塞ぐ工程と、を備えたことを特徴とする半導体圧力
センサの製造方法。
1. A step of forming an impurity diffusion region of a conductivity type opposite to a surrounding conductivity type in a surface layer portion of a single crystal silicon substrate having a surface orientation of a (100) plane; <110> of silicon substrate
Forming a trench extending continuously or intermittently in the direction or the <100> direction and penetrating the impurity diffusion region; and at least one of the impurity diffusion region and its peripheral region on the surface of the single crystal silicon substrate. An anisotropic etchant is injected through the trench to generate a potential difference between the impurity diffusion region and the surrounding region through a wiring electrically connected to one of the impurity diffusion regions, thereby forming a single region below the impurity diffusion region. Etching the crystalline silicon substrate and stopping the etching at the interface of the impurity diffusion region to form a cavity having the impurity diffusion region as a diaphragm; and forming a sealing film after removing the wiring. And clogging the trench.
【請求項2】 ダイヤフラムに配置するゲージに対する
配線を、トレンチを塞いだ後に行うようにした請求項1
に記載の半導体圧力センサの製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the wiring for the gauge arranged on the diaphragm is performed after the trench is closed.
3. The method for manufacturing a semiconductor pressure sensor according to claim 1.
【請求項3】 表面の面方位が(100)面の単結晶シ
リコン基板の表層部に、周囲の導電型とは逆導電型の不
純物拡散領域を形成する工程と、 前記不純物拡散領域に単結晶シリコン基板の<110>
方向または<100>方向に連続的または断続的に延
び、かつ、不純物拡散領域を貫通するトレンチを形成す
る工程と、 前記単結晶シリコン基板の表面において前記不純物拡散
領域とその周囲領域の少なくともいずれか一方と電気的
に接続され、かつ封止用膜の成膜温度よりも高い融点の
金属よりなる配線を通して前記不純物拡散領域とその周
囲領域との間に電位差を生じさせながら、前記トレンチ
を通した異方性エッチング液の注入により前記不純物拡
散領域より下側の単結晶シリコン基板のエッチングを行
うとともに前記不純物拡散領域の界面部でエッチングを
ストップさせ、前記不純物拡散領域をダイヤフラムとす
る空洞を形成する工程と、 封止用膜を成膜して前記トレンチを塞ぐ工程と、を備え
たことを特徴とする半導体圧力センサの製造方法。
3. A step of forming an impurity diffusion region of a conductivity type opposite to a surrounding conductivity type in a surface layer portion of a single crystal silicon substrate having a surface orientation of a (100) plane; <110> of silicon substrate
Forming a trench extending continuously or intermittently in the direction or the <100> direction and penetrating the impurity diffusion region; and at least one of the impurity diffusion region and its peripheral region on the surface of the single crystal silicon substrate. While being electrically connected to one side, and passing through the trench while generating a potential difference between the impurity diffusion region and the surrounding region through a wiring made of metal having a melting point higher than the film forming temperature of the sealing film. The single crystal silicon substrate below the impurity diffusion region is etched by injecting an anisotropic etchant, and the etching is stopped at the interface of the impurity diffusion region to form a cavity having the impurity diffusion region as a diaphragm. And a step of forming a sealing film to close the trench. The method of production.
【請求項4】 封止用膜の成膜は減圧CVD法によるも
のである請求項1〜3のいずれか1項に記載の半導体圧
力センサの製造方法。
4. The method for manufacturing a semiconductor pressure sensor according to claim 1, wherein the film for sealing is formed by a low pressure CVD method.
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