JP2000088686A - 半導体圧力センサ用台座及びその製造方法 - Google Patents

半導体圧力センサ用台座及びその製造方法

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JP2000088686A
JP2000088686A JP25435898A JP25435898A JP2000088686A JP 2000088686 A JP2000088686 A JP 2000088686A JP 25435898 A JP25435898 A JP 25435898A JP 25435898 A JP25435898 A JP 25435898A JP 2000088686 A JP2000088686 A JP 2000088686A
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JP
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concentration layer
pedestal
pressure sensor
groove
semiconductor pressure
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English (en)
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Kazuo Eda
和夫 江田
Takashi Saijo
隆司 西條
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 容易に台座に応力緩和のための溝部を形成す
ることのできる半導体圧力センサ用台座及びその製造方
法を提供する。 【解決手段】 先ず、低濃度層１ａ，高濃度層１ｂ，低
濃度層１ｃから成るシリコンウェハ１を用意し、シリコ
ンウェハ１の両面にシリコン窒化膜２を形成し、シリコ
ン窒化膜２のパターニングを行って、開口部２ａを形成
する。次に、開口部２ａが形成されたシリコン窒化膜２
をマスクとして、高濃度層１ｂに達するまで異方性エッ
チングを行うことにより高濃度層１ｂに達する切り込み
部３を形成し、切り込み部３からフッ硝酸溶液を導入し
て等方性エッチングにより圧力導入孔４及び溝部５を形
成し、シリコンウェハ１の両面のシリコン窒化膜２をエ
ッチングにより除去して台座を形成する。次に、シリコ
ンウェハ１の低濃度層１ｃ上に半導体圧力センサチップ
６を接合し、圧力導入孔４形成箇所以外の溝部５を通る
ように、半導体圧力センサチップ６及び台座のダイシン
グを行い、チップ毎に分割することにより、台座の外周
側面に溝部５を有する半導体圧力センサを作製する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体圧力センサ
用台座及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は、従来例に係る半導体圧力センサ
の製造工程を示す概略断面図である。先ず、単結晶シリ
コン等の半導体基板７の一主表面の所定の箇所に、イオ
ン注入等によりピエゾ抵抗８を形成し、半導体基板７の
両面にシリコン酸化膜９／シリコン窒化膜１０を形成す
る。
【０００３】続いて、半導体基板７の二主表面の略中央
のシリコン酸化膜９／シリコン窒化膜１０のエッチング
を行うことにより、開口部１１を形成する（図５
（ａ））。
【０００４】次に、開口部１１が形成されたシリコン酸
化膜９／シリコン窒化膜１０をマスクとして水酸化カリ
ウム（KOH）溶液等のアルカリ系のエッチャントを用い
て半導体基板７の異方性エッチングを行うことによりダ
イヤフラム７ａを形成し（図５（ｂ））、半導体基板７
の二主表面のシリコン酸化膜９／シリコン窒化膜１０を
エッチングにより除去する。
【０００５】次に、半導体基板７の一主表面上のシリコ
ン酸化膜９／シリコン窒化膜１０をエッチングにより除
去し、スパッタリング等によりアルミニウム（Al）等の
メタル層を形成し、フォトリソグラフィ技術及びエッチ
ング技術を用いて所定形状にパターニングすることによ
りメタル配線１２を形成する（図５（ｃ））。
【０００６】次に、半導体基板７の二主表面に、ダイヤ
フラム７ａに対応する箇所に圧力導入孔１３ａが形成さ
れて成るガラス台座１３を陽極接合等により接合する。
この時、ガラス台座１３の半導体基板７との接合面と異
なる面側には、パッケージ本体（図示せず）にダイボン
ドするためにメタライズ層１４が形成されている（図５
（ｄ））。
【０００７】最後に、ガラス台座１３の側面に、研磨を
行うことにより応力を緩和するための溝部１５を形成す
る（図５（ｅ））。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述の半導体圧力セン
サの製造工程においては、ガラス台座１３を接合し、ダ
イシングを行ってチップ毎に分割した後、１チップずつ
研磨を行って溝部１５を形成していたため、非常に時間
がかかって製造コストアップの要因となっていた。
【０００９】本発明は、上記の点に鑑みて成されたもの
であり、その目的とするところは、容易に台座に応力緩
和のための溝部を形成することのできる半導体圧力セン
サ用台座及びその製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
高濃度層が第一低濃度層及び第二低濃度層に挟まれて成
る半導体基板と、該高濃度層が部分的に除去されて形成
された溝部とを有し、該溝部が側面に位置するものであ
る。
【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の半
導体圧力センサ用台座の製造方法であって、前記第一低
濃度層及び第二低濃度層の所望の箇所をエッチング除去
して前記高濃度層に達する切り込み部を形成し、該切り
込み部からエッチャントを導入して前記高濃度層をエッ
チング除去して前記溝部を形成し、該溝部形成箇所に対
応する前記半導体基板をダイシングすることにより、側
面に前記溝部を形成したことを特徴とするものである。
【００１２】請求項３記載の発明は、請求項２記載の半
導体圧力センサ用台座の製造方法において、前記切り込
み部形成のエッチングを、RIEにより行ったことを特徴
とするものである。
【００１３】請求項４記載の発明は、請求項２または請
求項３記載の半導体圧力センサ用台座の製造方法におい
て、前記切り込み部到達箇所及びその近傍にのみ、前記
高濃度層を形成したことを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づき説明する。
【００１５】＝実施の形態１＝ 図１は、本発明の一実施の形態に係る半導体圧力センサ
用台座の製造工程を示す概略断面図である。先ず、低濃
度層１ａ（＜1017cm-3），高濃度層１ｂ（＞1017c
m-3），低濃度層１ｃ（＜1017cm-3）の順で形成された
シリコンウェハ１を用意する（図１（ａ））。
【００１６】なお、低濃度層１ａ，１ｃの不純物濃度と
しては1016cm-3が望ましく、高濃度層１ｂの不純物濃度
としては1018cm-3が望ましい。また、低濃度層１ａ，高
濃度層１ｂ，低濃度層１ｃの３層から成るシリコンウェ
ハ１の形成方法としては、例えば低濃度のシリコンウェ
ハの一主表面にイオン注入及びアニール処理により高濃
度層を形成し、高濃度層上に低濃度のシリコンをエピタ
キシャル成長させる方法があげられる。
【００１７】続いて、シリコンウェハ１の両面にLPCVD
等によりシリコン窒化膜２を形成し、フォトリソグラフ
ィ工程及びエッチング工程により、シリコンウェハ１の
両面に形成されたシリコン窒化膜２のパターニングを行
って、開口部２ａを形成する（図１（ｂ））。
【００１８】なお、本実施の形態においては、シリコン
ウェハ１の両面にシリコン窒化膜２を形成するようにし
たが、これに限定されるものではなく、例えばシリコン
酸化膜やレジストマスクを用いても良い。
【００１９】次に、開口部２ａが形成されたシリコン窒
化膜２をマスクとして、水酸化カリウム（KOH）溶液等
のアルカリ系のエッチャントを用いて高濃度層１ｂに達
するまで低濃度層１ａ，１ｃの異方性エッチングを行う
ことにより高濃度層１ｂに達する切り込み部３を形成す
る（図１（ｃ））。
【００２０】次に、切り込み部３からフッ硝酸（HF＋HN
O3）溶液を導入して等方性エッチングにより高濃度層１
ｂの部分的なエッチングを行うことにより、シリコンウ
ェハ１の一面側から他面側に貫通する圧力導入孔４を形
成するとともに、シリコンウェハ１の厚み方向の略中央
に溝部５を形成し（図１（ｄ））、シリコンウェハ１の
両面のシリコン窒化膜２をエッチングにより除去して台
座を形成する。
【００２１】次に、シリコンウェハ１の低濃度層１ｃ上
に、圧力導入孔４に対応する箇所に薄肉状のダイヤフラ
ム６ａが形成された半導体圧力センサチップ６を陽極接
合により接合する（図１（ｅ））。
【００２２】最後に、圧力導入孔４形成箇所以外の溝部
５を通るように、半導体圧力センサチップ６及び台座の
ダイシングを行い、チップ毎に分割することにより、台
座の外周側面に溝部５を有する半導体圧力センサを作製
する（図１（ｆ））。
【００２３】従って、本実施の形態においては、ダイシ
ングを行った後に個々に台座の外周側面に溝部５を形成
する必要がなく、溝部５を有する台座を容易に大量生産
することができる。
【００２４】＝実施の形態２＝ 図２は、本発明の他の実施の形態に係る半導体圧力セン
サ用台座の製造工程を示す概略断面図である。本実施の
形態に係る半導体圧力センサ用台座の製造工程は、実施
の形態１として図１に示す半導体圧力センサ用台座の製
造工程において、切り込み部３の形成をウェットの異方
性エッチングの代わりに、反応性イオンエッチング（RI
E：Reactive Ion Etching）を用いたものである。な
お、本実施の形態においては、予めシリコンウェハ１の
一面側から他面側にかけて貫通する圧力導入孔４をRIE
により形成している。
【００２５】従って、本実施の形態においては、ダイシ
ングを行った後に個々に台座の外周側面に溝部５を形成
する必要がなく、溝部５を有する台座を容易に大量生産
することができる。
【００２６】また、RIEにより切り込み部３を形成する
ようにしたので、さらに精度良く切り込み部３を形成す
ることができる。
【００２７】＝実施の形態３＝ 図３は、本発明の他の実施の形態に係る半導体圧力セン
サ用台座の製造工程を示す概略断面図である。本実施の
形態に係る半導体圧力センサ用台座の製造工程は、実施
の形態１として図１に示す半導体圧力センサ用台座の製
造工程において、溝部５形成箇所及び圧力導入孔４形成
箇所にのみ高濃度層１ｂを形成したものである。
【００２８】従って、本実施の形態においては、ダイシ
ングを行った後に個々に台座の外周側面に溝部５を形成
する必要がなく、溝部５を有する台座を容易に大量生産
することができる。
【００２９】また、溝部５形成箇所及び圧力導入孔４形
成箇所にのみ高濃度層１ｂが形成されているので、高濃
度層１ｂのみが選択的にエッチングされ、エッチングの
停止を精度良く制御する必要がない。
【００３０】＝実施の形態４＝ 図４は、本発明の他の実施の形態に係る半導体圧力セン
サ用台座の製造工程を示す概略断面図である。本実施の
形態に係る半導体圧力センサ用台座の製造工程は、実施
の形態２として図２に示す半導体圧力センサ用台座の製
造工程において、溝部５形成箇所及び圧力導入孔４形成
箇所にのみ高濃度層１ｂを形成したものである。
【００３１】従って、本実施の形態においては、ダイシ
ングを行った後に個々に台座の外周側面に溝部５を形成
する必要がなく、溝部５を有する台座を容易に大量生産
することができる。
【００３２】また、RIEにより切り込み部３を形成する
ようにしたので、さらに精度良く切り込み部３を形成す
ることができる。
【００３３】また、溝部５形成箇所及び圧力導入孔４形
成箇所にのみ高濃度層１ｂが形成されているので、高濃
度層１ｂのみが選択的にエッチングされ、エッチングの
停止を精度良く制御する必要がない。
【００３４】
【発明の効果】請求項１記載の発明は、高濃度層が第一
低濃度層及び第二低濃度層に挟まれて成る半導体基板
と、該高濃度層が部分的に除去されて形成された溝部と
を有し、該溝部が側面に位置するので、チップ毎に分割
した後に溝部形成のためのエッチングを個々に行う必要
がなく、容易に台座に応力緩和のための溝部を形成する
ことのできる半導体圧力センサ用台座を提供することが
できた。
【００３５】請求項２記載の発明は、請求項１記載の半
導体圧力センサ用台座の製造方法であって、前記第一低
濃度層及び第二低濃度層の所望の箇所をエッチング除去
して前記高濃度層に達する切り込み部を形成し、該切り
込み部からエッチャントを導入して前記高濃度層をエッ
チング除去して前記溝部を形成し、該溝部形成箇所に対
応する前記半導体基板をダイシングすることにより、側
面に前記溝部を形成したので、チップ毎に分割した後に
溝部形成のためのエッチングを個々に行う必要がなく、
容易に台座に応力緩和のための溝部を形成することので
きる半導体圧力センサ用台座の製造方法を提供すること
ができた。
【００３６】請求項３記載の発明は、請求項２記載の半
導体圧力センサ用台座の製造方法において、前記切り込
み部形成のエッチングを、RIEにより行ったので、請求
項２記載の発明の効果に加えて、さらに精度良く切り込
み部を形成することができる。
【００３７】請求項４記載の発明は、請求項２または請
求項３記載の半導体圧力センサ用台座の製造方法におい
て、前記切り込み部到達箇所及びその近傍にのみ、前記
高濃度層を形成したので、高濃度層のみを選択的にエッ
チングすることができ、請求項２または請求項３記載の
発明の効果に加えて、溝部の形状を精密に設計すること
ができ、エッチングの停止をコントロールする必要がな
い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る半導体圧力センサ
用台座の製造工程を示す概略断面図である。
【図２】本発明の他の実施の形態に係る半導体圧力セン
サ用台座の製造工程を示す概略断面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態に係る半導体圧力セン
サ用台座の製造工程を示す概略断面図である。
【図４】本発明の他の実施の形態に係る半導体圧力セン
サ用台座の製造工程を示す概略断面図である。
【図５】従来例に係る半導体圧力センサの製造工程を示
す概略断面図である。
【符号の説明】
１ シリコンウェハ １ａ 低濃度層 １ｂ 高濃度層 １ｃ 低濃度層 ２ シリコン窒化膜 ２ａ 開口部 ３ 切り込み部 ４ 圧力導入孔 ５ 溝部 ６ 半導体圧力センサチップ ６ａ ダイヤフラム ７ 半導体基板 ７ａ ダイヤフラム ８ ピエゾ抵抗 ９ シリコン酸化膜 １０ シリコン窒化膜 １１ 開口部 １２ メタル配線 １３ ガラス台座 １３ａ 圧力導入孔 １４ メタライズ層 １５ 溝部
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F055 AA40 BB20 CC02 DD05 EE14 FF23 FF43 GG01 GG11 4M112 AA01 BA01 CA15 CA16 DA16 DA18 DA20

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 高濃度層が第一低濃度層及び第二低濃度
    層に挟まれて成る半導体基板と、該高濃度層が部分的に
    除去されて形成された溝部とを有し、該溝部が側面に位
    置する半導体圧力センサ用台座。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の半導体圧力センサ用台座
    の製造方法であって、前記第一低濃度層及び第二低濃度
    層の所望の箇所をエッチング除去して前記高濃度層に達
    する切り込み部を形成し、該切り込み部からエッチャン
    トを導入して前記高濃度層をエッチング除去して前記溝
    部を形成し、該溝部形成箇所に対応する前記半導体基板
    をダイシングすることにより、側面に前記溝部を形成し
    たことを特徴とする半導体圧力センサ用台座の製造方
    法。
  3. 【請求項３】 前記切り込み部形成のエッチングを、RI
    Eにより行ったことを特徴とする請求項２記載の半導体
    圧力センサ用台座の製造方法。
  4. 【請求項４】 前記切り込み部到達箇所及びその近傍に
    のみ、前記高濃度層を形成したことを特徴とする請求項
    ２または請求項３記載の半導体圧力センサ用台座の製造
    方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7367234B2 (en) 2005-08-24 2008-05-06 Seiko Epson Corporation Pressure sensor
CN100463119C (zh) * 2003-02-10 2009-02-18 雅马哈株式会社 硅的各向异性湿式蚀刻
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