JP2000186933A - 表面マイクロマシン - Google Patents
表面マイクロマシンInfo
- Publication number
- JP2000186933A JP2000186933A JP10365799A JP36579998A JP2000186933A JP 2000186933 A JP2000186933 A JP 2000186933A JP 10365799 A JP10365799 A JP 10365799A JP 36579998 A JP36579998 A JP 36579998A JP 2000186933 A JP2000186933 A JP 2000186933A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- wiring
- layer
- oxide film
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P15/0802—Details
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
- B81C1/00015—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
- B81C1/00023—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems without movable or flexible elements
- B81C1/00095—Interconnects
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
- B81C1/00777—Preserve existing structures from alteration, e.g. temporary protection during manufacturing
- B81C1/00785—Avoid chemical alteration, e.g. contamination, oxidation or unwanted etching
- B81C1/00801—Avoid alteration of functional structures by etching, e.g. using a passivation layer or an etch stop layer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
- B81B2201/02—Sensors
- B81B2201/0228—Inertial sensors
- B81B2201/0235—Accelerometers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B2203/00—Basic microelectromechanical structures
- B81B2203/03—Static structures
- B81B2203/0307—Anchors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B2207/00—Microstructural systems or auxiliary parts thereof
- B81B2207/07—Interconnects
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C2201/00—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
- B81C2201/01—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate
- B81C2201/0101—Shaping material; Structuring the bulk substrate or layers on the substrate; Film patterning
- B81C2201/0102—Surface micromachining
- B81C2201/0105—Sacrificial layer
- B81C2201/0109—Sacrificial layers not provided for in B81C2201/0107 - B81C2201/0108
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C2201/00—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
- B81C2201/01—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate
- B81C2201/0101—Shaping material; Structuring the bulk substrate or layers on the substrate; Film patterning
- B81C2201/0128—Processes for removing material
- B81C2201/013—Etching
- B81C2201/0135—Controlling etch progression
- B81C2201/014—Controlling etch progression by depositing an etch stop layer, e.g. silicon nitride, silicon oxide, metal
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C2201/00—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
- B81C2201/05—Temporary protection of devices or parts of the devices during manufacturing
- B81C2201/053—Depositing a protective layers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
- Micromachines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板表面のリークによる性能劣化を防止す
る。 【解決手段】 基板１と、基板上に不純物をイオン注入
して拡散形成されたｎ層またはｐ層から成る配線１０
と、配線１０を保護する酸化膜５と、酸化膜上に形成さ
れた窒化膜６と、配線１０と電気的につながる配線接続
部１１と、ポリシリコンより成り配線接続部１１上およ
び窒化膜６上に形成された構造体とを有し、基板上にお
いて、酸化膜５と配設接続部１１の間に窒化膜６が形成
されるようにした。
る。 【解決手段】 基板１と、基板上に不純物をイオン注入
して拡散形成されたｎ層またはｐ層から成る配線１０
と、配線１０を保護する酸化膜５と、酸化膜上に形成さ
れた窒化膜６と、配線１０と電気的につながる配線接続
部１１と、ポリシリコンより成り配線接続部１１上およ
び窒化膜６上に形成された構造体とを有し、基板上にお
いて、酸化膜５と配設接続部１１の間に窒化膜６が形成
されるようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、表面マイクロマシ
ンに関するものであり、特に、表面マイクロマシンにお
いて可動部と固定部を分離し、基板とポリＳｉから成る
層の間に形成された犠牲層をエッチングにより除去する
ことによって作られた構造体を有する表面マクロマシン
の構造に係わる。
ンに関するものであり、特に、表面マイクロマシンにお
いて可動部と固定部を分離し、基板とポリＳｉから成る
層の間に形成された犠牲層をエッチングにより除去する
ことによって作られた構造体を有する表面マクロマシン
の構造に係わる。
【０００２】
【従来の技術】従来、表面マイクロマシンにおいて、基
板上に不純物をイオン注入して拡散形成してｎ層または
ｐ層の配線と、この配線上に配線を保護する酸化膜と、
この酸化膜上に形成された窒化膜と、配線と電気的に接
続された配線接続部を備え、更に、ポリシリコン（ポリ
Ｓｉ）より成りアンカー部または基板配線に接続され、
固定電極またはアンカー部となる配線接続部および窒化
膜上に形成された構造体とを備えた表面マイクロマシン
が知られており、例えば、このような構造のセンサは米
国特許５，６６２，７７１号公報に開示されている。
板上に不純物をイオン注入して拡散形成してｎ層または
ｐ層の配線と、この配線上に配線を保護する酸化膜と、
この酸化膜上に形成された窒化膜と、配線と電気的に接
続された配線接続部を備え、更に、ポリシリコン（ポリ
Ｓｉ）より成りアンカー部または基板配線に接続され、
固定電極またはアンカー部となる配線接続部および窒化
膜上に形成された構造体とを備えた表面マイクロマシン
が知られており、例えば、このような構造のセンサは米
国特許５，６６２，７７１号公報に開示されている。
【０００３】この公報に示されるもの（図１３参照）
は、基板上にＮ＋電極が形成され、酸化膜、ポリＳｉ
膜、ＳｉＮ膜、犠牲層を設け、更にその上に構造体とな
るポリＳｉが形成されており、Ｎ＋の配線からポリＳｉ
から成る構造体は配線接続部を介して電気的に下部配線
と接続がなされる構成となっている。通常、このような
構造の表面マイクロマシンでは、上部の構造体となるポ
リＳｉの膜厚は、２μｍ程度である。
は、基板上にＮ＋電極が形成され、酸化膜、ポリＳｉ
膜、ＳｉＮ膜、犠牲層を設け、更にその上に構造体とな
るポリＳｉが形成されており、Ｎ＋の配線からポリＳｉ
から成る構造体は配線接続部を介して電気的に下部配線
と接続がなされる構成となっている。通常、このような
構造の表面マイクロマシンでは、上部の構造体となるポ
リＳｉの膜厚は、２μｍ程度である。
【０００４】このように、２μｍ程の膜圧の構造体では
配線とつながる固定部に対し、分離した可動部（図１３
において、上部のポリＳｉ層の右側）を形成するため
に、固定電極およびアンカー部と可動部とを分離し、分
離した部分からエッチング液を犠牲層が形成された構造
体内部に浸入させ、ポリＳｉと窒化膜との間の犠牲層を
エッチングにより除去して形成する方法がとられる。
配線とつながる固定部に対し、分離した可動部（図１３
において、上部のポリＳｉ層の右側）を形成するため
に、固定電極およびアンカー部と可動部とを分離し、分
離した部分からエッチング液を犠牲層が形成された構造
体内部に浸入させ、ポリＳｉと窒化膜との間の犠牲層を
エッチングにより除去して形成する方法がとられる。
【０００５】
【本発明が解決しようとする課題】しかしながら、この
ような方法により可動部を有するセンサ（加速度セン
サ、角速度センサ等）、特に、ポリシリコンから成るセ
ンサで可動部が厚膜（１０μｍ程）のセンサを作る場
合、配線接続部の幅をある程度大きくとればエッチング
による悪影響を発生しないが、基板の小型化に伴い配線
接続部の幅を小さくし、この配線接続部から数μｍ（２
〜３μｍ程）離れた位置で構造体の分離を行うようにす
ると、その過程においてポリＳｉをドライエッチングし
て構造体を分離し、その後、犠牲層をエッチングにより
リリースすると、以下のような問題点が出てくる。
ような方法により可動部を有するセンサ（加速度セン
サ、角速度センサ等）、特に、ポリシリコンから成るセ
ンサで可動部が厚膜（１０μｍ程）のセンサを作る場
合、配線接続部の幅をある程度大きくとればエッチング
による悪影響を発生しないが、基板の小型化に伴い配線
接続部の幅を小さくし、この配線接続部から数μｍ（２
〜３μｍ程）離れた位置で構造体の分離を行うようにす
ると、その過程においてポリＳｉをドライエッチングし
て構造体を分離し、その後、犠牲層をエッチングにより
リリースすると、以下のような問題点が出てくる。
【０００６】つまり、構造体を形成する上部のポリＳｉ
の膜を１０μｍ程に厚くした状態の基で、ドライエッチ
ング等により可動部を任意の形状で加工する場合、通常
では焦点深度の大きく異なるものにエッチング時間を合
わせる。また、エッチング時処理を促進させるために高
密度プラズマによりエッチング処理を行うと、基板の板
厚方向において時間の経過と共にエッチングガスあるい
はエッチング液が浸透してゆき、ポリＳｉ膜が除去され
てゆくが、これに伴いエッチングガスあるいはエッチン
グ液が犠牲層の面に沿って下部基板まで浸透し、配線接
続部のポリＳｉの膜がオーバーエッチングされる。
の膜を１０μｍ程に厚くした状態の基で、ドライエッチ
ング等により可動部を任意の形状で加工する場合、通常
では焦点深度の大きく異なるものにエッチング時間を合
わせる。また、エッチング時処理を促進させるために高
密度プラズマによりエッチング処理を行うと、基板の板
厚方向において時間の経過と共にエッチングガスあるい
はエッチング液が浸透してゆき、ポリＳｉ膜が除去され
てゆくが、これに伴いエッチングガスあるいはエッチン
グ液が犠牲層の面に沿って下部基板まで浸透し、配線接
続部のポリＳｉの膜がオーバーエッチングされる。
【０００７】つまり、これは犠牲層の下に下部配線等の
保護を目的としてシリコン窒化膜が形成されているが、
配線接続部も構造体と同じポリＳｉから成る膜のため、
犠牲層の下のシリコン窒化膜、ポリＳｉ膜、更にその下
の酸化膜の断面に沿ってエッチングガスあるいはエッチ
ング液が浸透することによりエッチングされ、配線接続
部の幅が細くなる。このため、オーバーエッチングによ
り配線接続部においてポリＳｉ膜の境界部で隙間が発生
する。
保護を目的としてシリコン窒化膜が形成されているが、
配線接続部も構造体と同じポリＳｉから成る膜のため、
犠牲層の下のシリコン窒化膜、ポリＳｉ膜、更にその下
の酸化膜の断面に沿ってエッチングガスあるいはエッチ
ング液が浸透することによりエッチングされ、配線接続
部の幅が細くなる。このため、オーバーエッチングによ
り配線接続部においてポリＳｉ膜の境界部で隙間が発生
する。
【０００８】このため、最終段階で犠牲層をウェットエ
ッチングによりリリースを行う場合、ドライエッチング
によりできた隙間（配線接続部と犠牲層、ポリＳｉ、酸
化膜との隙間）にエッチングガスあるいはエッチング液
が浸入し、シリコン窒化膜の下には下部基板に形成され
たＮ＋の配線層とＰ型基板とのリークを押さえる酸化膜
が形成されているが、この酸化膜が隙間から浸入したエ
ッチング液によりエッチングされて除去されてしまう。
その結果として、基板表面に発生するｎ層とｐ層間のリ
ークを保護していた酸化膜がなくなり、基板表面を電流
がリークしてしまうため、センサの性能が劣化する。
ッチングによりリリースを行う場合、ドライエッチング
によりできた隙間（配線接続部と犠牲層、ポリＳｉ、酸
化膜との隙間）にエッチングガスあるいはエッチング液
が浸入し、シリコン窒化膜の下には下部基板に形成され
たＮ＋の配線層とＰ型基板とのリークを押さえる酸化膜
が形成されているが、この酸化膜が隙間から浸入したエ
ッチング液によりエッチングされて除去されてしまう。
その結果として、基板表面に発生するｎ層とｐ層間のリ
ークを保護していた酸化膜がなくなり、基板表面を電流
がリークしてしまうため、センサの性能が劣化する。
【０００９】よって、本発明は上記の問題点に鑑みてな
されたものであり、基板表面のリークによる性能劣化を
防止することを技術的課題とする。
されたものであり、基板表面のリークによる性能劣化を
防止することを技術的課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに講じた技術的手段は、基板と、基板上に不純物をイ
オン注入して拡散形成されたｎ層またはｐ層から成る配
線と、配線を保護する酸化膜と、酸化膜上に形成された
窒化膜と、配線と電気的につながる配線接続部と、ポリ
シリコンより成り配線接続部上および窒化膜上に形成さ
れた構造体とを有する表面マイクロマシンにおいて、基
板上において、酸化膜と配設接続部の間に窒化膜が形成
されるようにしたことである。
めに講じた技術的手段は、基板と、基板上に不純物をイ
オン注入して拡散形成されたｎ層またはｐ層から成る配
線と、配線を保護する酸化膜と、酸化膜上に形成された
窒化膜と、配線と電気的につながる配線接続部と、ポリ
シリコンより成り配線接続部上および窒化膜上に形成さ
れた構造体とを有する表面マイクロマシンにおいて、基
板上において、酸化膜と配設接続部の間に窒化膜が形成
されるようにしたことである。
【００１１】上記の構成により、酸化膜と配設接続部の
間に窒化膜が形成されるようにしたので、配線接続部近
傍で構造体を分離した場合、ポリＳｉのオーバーエッチ
ングされても、エッチング液の浸入が従来のように簡単
に酸化膜に到達することがなくなり、窒化膜で確実に保
護される。よって、リリース時においても犠牲層のエッ
チングによる保護が、酸化膜と配線接続部の間に形成さ
れた窒化膜により確実に保護される。
間に窒化膜が形成されるようにしたので、配線接続部近
傍で構造体を分離した場合、ポリＳｉのオーバーエッチ
ングされても、エッチング液の浸入が従来のように簡単
に酸化膜に到達することがなくなり、窒化膜で確実に保
護される。よって、リリース時においても犠牲層のエッ
チングによる保護が、酸化膜と配線接続部の間に形成さ
れた窒化膜により確実に保護される。
【００１２】この場合、窒化膜によりｎ層の配線とｐ層
の基板とのリーク電流を抑えることが可能となるので、
センサの歩留まりやＳ／Ｎが向上し性能劣化が防止され
る。
の基板とのリーク電流を抑えることが可能となるので、
センサの歩留まりやＳ／Ｎが向上し性能劣化が防止され
る。
【００１３】また、このような構成を加速度センサや角
速度センサ等に適用すると、基板に設けられた配線に電
気的につながるアンカー部や固定電極の大きさを小さく
でき、単一面積内でその電極の数を多くすることが可能
となり、センサの小型化が可能となる。
速度センサ等に適用すると、基板に設けられた配線に電
気的につながるアンカー部や固定電極の大きさを小さく
でき、単一面積内でその電極の数を多くすることが可能
となり、センサの小型化が可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。
参照して説明する。
【００１５】図１は、本発明の表面マイクロマシンの構
造を説明する説明図であり、この図においてＰ型のシリ
コン基板（Ｓｉ基板）１上には、砒素等の不純物をイオ
ン注入し、熱を加えて拡散させることにより、ｎ＋層の
下部配線または電極１０が形成されている。また、基板
１のｎ＋層およびｐ層の上にはセンサ駆動時の基板上の
表面リークを防止するため、酸化膜５がｐ層の上および
ｎ＋層にかかるように形成され、この酸化膜５上にはエ
ッチングストッパと成る窒化膜６が形成されている。こ
の窒化膜６は基板表面のリークを防止する酸化膜の表面
および膜厚方向において側部を覆っており、ｎ＋層に接
するよう形成されている。
造を説明する説明図であり、この図においてＰ型のシリ
コン基板（Ｓｉ基板）１上には、砒素等の不純物をイオ
ン注入し、熱を加えて拡散させることにより、ｎ＋層の
下部配線または電極１０が形成されている。また、基板
１のｎ＋層およびｐ層の上にはセンサ駆動時の基板上の
表面リークを防止するため、酸化膜５がｐ層の上および
ｎ＋層にかかるように形成され、この酸化膜５上にはエ
ッチングストッパと成る窒化膜６が形成されている。こ
の窒化膜６は基板表面のリークを防止する酸化膜の表面
および膜厚方向において側部を覆っており、ｎ＋層に接
するよう形成されている。
【００１６】更に、窒化膜６上には犠牲層７が形成さ
れ、犠牲層７の上にはポリＳｉから成る構造体８の膜が
形成されている。この場合、配線接続部１１により電極
１０と構造体８のアンカー部または固定電極となる部位
は電気的に接続がなされ、構造体はアンカー部または固
定電極となる固定部と、外力が作用した場合に動く可動
部がエッチングにより分離されれいる。
れ、犠牲層７の上にはポリＳｉから成る構造体８の膜が
形成されている。この場合、配線接続部１１により電極
１０と構造体８のアンカー部または固定電極となる部位
は電気的に接続がなされ、構造体はアンカー部または固
定電極となる固定部と、外力が作用した場合に動く可動
部がエッチングにより分離されれいる。
【００１７】図１の構成では、基板上のｎ＋層とｐ層の
表面リークを抑えるため、保護膜として酸化膜５が形成
され、この酸化膜を保護するために窒化膜６が酸化膜５
を被うように形成されている。従来の構成とは窒化膜６
が酸化膜５を完全に上方から覆うように形成されている
点が異なっている。この場合、ｎ＋層へ直接接続してい
る部分があるため１０μｍ程の厚膜のポリシリコンをデ
ィープエッチングする場合であっても、オーバーエッチ
ングされて配線接続部１１の側部において、図１のよう
にｎ＋層まで削られても、窒化膜６とｎ＋層の接続部分
がしっかり残る。このため、犠牲層エッチングの際のエ
ッチング液が保護膜である酸化膜６をエッチングするこ
とがなくなり、基板上の表面リークが防止できるものと
なる。
表面リークを抑えるため、保護膜として酸化膜５が形成
され、この酸化膜を保護するために窒化膜６が酸化膜５
を被うように形成されている。従来の構成とは窒化膜６
が酸化膜５を完全に上方から覆うように形成されている
点が異なっている。この場合、ｎ＋層へ直接接続してい
る部分があるため１０μｍ程の厚膜のポリシリコンをデ
ィープエッチングする場合であっても、オーバーエッチ
ングされて配線接続部１１の側部において、図１のよう
にｎ＋層まで削られても、窒化膜６とｎ＋層の接続部分
がしっかり残る。このため、犠牲層エッチングの際のエ
ッチング液が保護膜である酸化膜６をエッチングするこ
とがなくなり、基板上の表面リークが防止できるものと
なる。
【００１８】次に、この製造方法について、図２〜図１
１を参照して説明する。
１を参照して説明する。
【００１９】最初に、シリコンウエハから成るｐ型の基
板１上に酸化膜２を熱酸化により成膜し、電極を分離さ
せる場所にレジスト３を形成する。その後、フッ酸系の
ガス（ＣＨＦ３ガス等）でドライエッチングを行うと基
板上の電極分離部（酸化膜２およびレジスト３が形成さ
れたところ）が残る（図２参照）。その後、酸化膜上に
形成されたレジスト３を剥離し、基板１に９００℃程の
温度をかけながら、基板表面に砒素等のイオン注入を行
う。この場合、温度をかけると砒素イオンは基板１の下
方へと拡散してゆき、下部電極となるｎ型の拡散層が形
成され、電極（配線）４ａ，４ｂの上に熱の影響を受け
て酸化膜５が成膜される（図３参照）。尚、この場合、
ｎ型基板に対して電極４ａ，４ｂをｐ層で形成したい場
合には、砒素に代わってボロン等をイオン注入すること
によって、ｐ層の電極を作ることができる。
板１上に酸化膜２を熱酸化により成膜し、電極を分離さ
せる場所にレジスト３を形成する。その後、フッ酸系の
ガス（ＣＨＦ３ガス等）でドライエッチングを行うと基
板上の電極分離部（酸化膜２およびレジスト３が形成さ
れたところ）が残る（図２参照）。その後、酸化膜上に
形成されたレジスト３を剥離し、基板１に９００℃程の
温度をかけながら、基板表面に砒素等のイオン注入を行
う。この場合、温度をかけると砒素イオンは基板１の下
方へと拡散してゆき、下部電極となるｎ型の拡散層が形
成され、電極（配線）４ａ，４ｂの上に熱の影響を受け
て酸化膜５が成膜される（図３参照）。尚、この場合、
ｎ型基板に対して電極４ａ，４ｂをｐ層で形成したい場
合には、砒素に代わってボロン等をイオン注入すること
によって、ｐ層の電極を作ることができる。
【００２０】酸化膜５の下部配線とつながる配線接続部
ＡＮを除いた場所にレジストを形成し、ドライエッチン
グにより酸化膜５を分離し、アッシングによりレジスト
を剥離すると、酸化膜５が分離される（図４参照）。そ
の後、上方から表面に対して窒化膜６をＬＰＣＶＤ法
（低圧ＣＶＤ法）により一面に形成し（図５参照）、下
部の配線４ａ，４ｂとつながる配線接続部ＡＨ以外の場
所にレジストを形成し、下部配線との配線接続部ＡＨの
窒化膜６をドライエッチングにより除去し、レジストを
アッシングにより剥離する（図６参照）。この場合、窒
化膜６により酸化膜５の表面５ａおよび端部５ｂを完全
に覆い、端部５ｂを覆うため、重ねしろ６ａを形成し、
電極４上に隙間がないように密着して形成されるように
する。
ＡＮを除いた場所にレジストを形成し、ドライエッチン
グにより酸化膜５を分離し、アッシングによりレジスト
を剥離すると、酸化膜５が分離される（図４参照）。そ
の後、上方から表面に対して窒化膜６をＬＰＣＶＤ法
（低圧ＣＶＤ法）により一面に形成し（図５参照）、下
部の配線４ａ，４ｂとつながる配線接続部ＡＨ以外の場
所にレジストを形成し、下部配線との配線接続部ＡＨの
窒化膜６をドライエッチングにより除去し、レジストを
アッシングにより剥離する（図６参照）。この場合、窒
化膜６により酸化膜５の表面５ａおよび端部５ｂを完全
に覆い、端部５ｂを覆うため、重ねしろ６ａを形成し、
電極４上に隙間がないように密着して形成されるように
する。
【００２１】その後、ＣＶＤ法によりリンシリケートガ
ラスで犠牲層７の成膜を一面に行う（図７参照）。この
場合、リンを含ませることによりエッチング速度を速め
ることができる。犠牲層７が形成されたら、犠牲層７の
上に４ａ，４ｂとつながる配線接続部ＡＫ以外の場所に
レジストを形成し、アンカー部または固定電極となる配
線接続部ＡＫの孔あけをドライエッチングにより行う。
この場合、ドライエッチンングを行う際、膜厚方向にテ
ーパ面をつけてもつけなくても良い。また、配線接続部
ＡＫにおいては、基板表面まで犠牲層７が除去される時
間、エッチングを行うが、この場合、窒化膜６により酸
化膜５が保護される。
ラスで犠牲層７の成膜を一面に行う（図７参照）。この
場合、リンを含ませることによりエッチング速度を速め
ることができる。犠牲層７が形成されたら、犠牲層７の
上に４ａ，４ｂとつながる配線接続部ＡＫ以外の場所に
レジストを形成し、アンカー部または固定電極となる配
線接続部ＡＫの孔あけをドライエッチングにより行う。
この場合、ドライエッチンングを行う際、膜厚方向にテ
ーパ面をつけてもつけなくても良い。また、配線接続部
ＡＫにおいては、基板表面まで犠牲層７が除去される時
間、エッチングを行うが、この場合、窒化膜６により酸
化膜５が保護される。
【００２２】その後、常圧エピタキシャルによるポリＳ
ｉの成膜を一面に行った（図９参照）後、可動部（角速
度センサのように、振動を行う場合には振動部となる）
８ａ、固定部（固定電極またはアンカー部）８ｂ，８ｃ
として残す部分にレジストを形成し、例えば、ＣＦ４Ｏ
２等によるドライエッチングによりポリＳｉから成る構
造体８の加工を行った（図１０参照）後、アッシングに
よりレジストを剥離し、可動部８ａ，固定部８ｂ，８ｃ
が分離された場所ＷＨからバッファドフッ酸等を用いて
ウェットエッチングを行い、ウェットエッチングによる
犠牲層７の除去による構造体のリリースを行うことによ
り、センサが完成する。
ｉの成膜を一面に行った（図９参照）後、可動部（角速
度センサのように、振動を行う場合には振動部となる）
８ａ、固定部（固定電極またはアンカー部）８ｂ，８ｃ
として残す部分にレジストを形成し、例えば、ＣＦ４Ｏ
２等によるドライエッチングによりポリＳｉから成る構
造体８の加工を行った（図１０参照）後、アッシングに
よりレジストを剥離し、可動部８ａ，固定部８ｂ，８ｃ
が分離された場所ＷＨからバッファドフッ酸等を用いて
ウェットエッチングを行い、ウェットエッチングによる
犠牲層７の除去による構造体のリリースを行うことによ
り、センサが完成する。
【００２３】ここでは、酸化膜５と配設接続部１１の間
に窒化膜６が形成されるようにしたので、配線接続部近
傍で構造体８を可動部８ａおよび固定部８ｂ，８ｃに分
離した場合であっても、ポリＳｉのオーバーエッチング
によるスティッキングが防止され、構造体８の分離され
た場所ＷＨからのエッチング液の浸入が重ねしろ６ａが
形成された窒化膜６で確実に保護される。また、リリー
ス時においても犠牲層７のエッチングによる保護が、酸
化膜５と配線接続部１１の間に形成された窒化膜６によ
る確実な保護が可能となる。
に窒化膜６が形成されるようにしたので、配線接続部近
傍で構造体８を可動部８ａおよび固定部８ｂ，８ｃに分
離した場合であっても、ポリＳｉのオーバーエッチング
によるスティッキングが防止され、構造体８の分離され
た場所ＷＨからのエッチング液の浸入が重ねしろ６ａが
形成された窒化膜６で確実に保護される。また、リリー
ス時においても犠牲層７のエッチングによる保護が、酸
化膜５と配線接続部１１の間に形成された窒化膜６によ
る確実な保護が可能となる。
【００２４】尚、一例として基板の板厚を５００μｍと
した場合、各層の膜厚において拡散されて形成された電
極または配線４を０．５〜１μｍ、酸化膜５を０．５μ
ｍ、窒化膜６を０．５〜１μｍ、犠牲層７を３〜４μ
ｍ、犠牲層７の上のポリＳｉから成る構造体８を１０μ
ｍ以上とし、配線接続部１１の幅を２〜３μｍ、配線接
続部上の構造体の幅を５μｍ程としているが、リリース
時にエッチング液を流す場合、ＷＨを任意の場所にもっ
てくることが可能となり、ＷＨがどのような位置にあっ
ても、酸化膜５と配線接続部１１との間に形成された窒
化膜６により、ｎ＋配線とｐ型基板とのリーク電流が低
減され、Ｓ／Ｎが向上し、性能が向上する。また、リリ
ースに関しては、上記においてエッチング液を使用した
場合について説明を行ったが、エッチングガスを使用す
ることも可能である。
した場合、各層の膜厚において拡散されて形成された電
極または配線４を０．５〜１μｍ、酸化膜５を０．５μ
ｍ、窒化膜６を０．５〜１μｍ、犠牲層７を３〜４μ
ｍ、犠牲層７の上のポリＳｉから成る構造体８を１０μ
ｍ以上とし、配線接続部１１の幅を２〜３μｍ、配線接
続部上の構造体の幅を５μｍ程としているが、リリース
時にエッチング液を流す場合、ＷＨを任意の場所にもっ
てくることが可能となり、ＷＨがどのような位置にあっ
ても、酸化膜５と配線接続部１１との間に形成された窒
化膜６により、ｎ＋配線とｐ型基板とのリーク電流が低
減され、Ｓ／Ｎが向上し、性能が向上する。また、リリ
ースに関しては、上記においてエッチング液を使用した
場合について説明を行ったが、エッチングガスを使用す
ることも可能である。
【００２５】図１２では、このような構造をもつ角速度
センサＳＥＮを示している。このセンサＳＥＮを簡単に
説明すると、シリコンから成る基板１００上には、アン
カー部ａ１１〜ａ１６，ａ２１〜ａ２６を介して、ｘ方
向に延び互いに平行な対の連結梁ｂｂ１，ｂｂ２が浮動
支持され、この連結梁ｂｂ１，ｂｂ２の間にｘ方向に撓
み性が高いばね梁４１〜４４／２１〜２４に浮動支持さ
れた状態で、ｘ方向に並んだ第１駆動枠４５および第２
駆動枠２５が浮動支持されている。
センサＳＥＮを示している。このセンサＳＥＮを簡単に
説明すると、シリコンから成る基板１００上には、アン
カー部ａ１１〜ａ１６，ａ２１〜ａ２６を介して、ｘ方
向に延び互いに平行な対の連結梁ｂｂ１，ｂｂ２が浮動
支持され、この連結梁ｂｂ１，ｂｂ２の間にｘ方向に撓
み性が高いばね梁４１〜４４／２１〜２４に浮動支持さ
れた状態で、ｘ方向に並んだ第１駆動枠４５および第２
駆動枠２５が浮動支持されている。
【００２６】第１駆動枠４５の内側には、ｘ方向に延
び、第１駆動梁４５につながるｙ方向に撓み性が高いば
ね梁４７〜５０により第１振動体５１が浮動支持されて
おり、第２駆動枠２５の内側には、同じくｘ方向に延
び、第２駆動枠２５に連続するｙ方向に撓み性が高いば
ね梁２７〜３０により第２振動体３１が浮動支持されて
いる。
び、第１駆動梁４５につながるｙ方向に撓み性が高いば
ね梁４７〜５０により第１振動体５１が浮動支持されて
おり、第２駆動枠２５の内側には、同じくｘ方向に延
び、第２駆動枠２５に連続するｙ方向に撓み性が高いば
ね梁２７〜３０により第２振動体３１が浮動支持されて
いる。
【００２７】また、第１駆動枠４５および第２駆動枠２
５をｘ方向において音叉共振させ駆動させる励振電極１
５，１６／３５，３６、および、第１振動体５１のｚ軸
まわりの角速度がセンサＳＥＮに作用した場合にコリオ
リ力の力を受けたｙ振動を検出する第１変位検出電極１
３，１４と、第２振動体３１のｙ振動を検出する第２変
位検出電極３３，３４を備えている。
５をｘ方向において音叉共振させ駆動させる励振電極１
５，１６／３５，３６、および、第１振動体５１のｚ軸
まわりの角速度がセンサＳＥＮに作用した場合にコリオ
リ力の力を受けたｙ振動を検出する第１変位検出電極１
３，１４と、第２振動体３１のｙ振動を検出する第２変
位検出電極３３，３４を備えている。
【００２８】上記の構成において、本発明の可動部８ａ
の構造は第１および第２振動体５１，３１に適用でき、
また、固定部８ｂ，８ｃの構造は第１および第２変位検
出電極１３，１４／３３，３４に適用することができる
ことから、固定電極となる第１および第２変位検出電極
１３，１４／３３，３４の大きさを小さくでき、単一面
積内で固定電極の数を多くすることができるため、セン
サを小型化することができる。また、変位検出電極の数
が多くなれば、その分、検出出力を大きくすることがで
き、Ｓ／Ｎを向上させることができる。
の構造は第１および第２振動体５１，３１に適用でき、
また、固定部８ｂ，８ｃの構造は第１および第２変位検
出電極１３，１４／３３，３４に適用することができる
ことから、固定電極となる第１および第２変位検出電極
１３，１４／３３，３４の大きさを小さくでき、単一面
積内で固定電極の数を多くすることができるため、セン
サを小型化することができる。また、変位検出電極の数
が多くなれば、その分、検出出力を大きくすることがで
き、Ｓ／Ｎを向上させることができる。
【００２９】
【効果】本発明によれば、酸化膜と配設接続部の間に窒
化膜が形成されるようにしたので、配線接続部近傍で構
造体を分離した場合、ポリＳｉのオーバーエッチングさ
れても、エッチング液の浸入が従来のように簡単に酸化
膜に到達することがなくなり、窒化膜で確実に保護され
る。よって、リリース時においても犠牲層のエッチング
による保護が、酸化膜と配線接続部の間に形成された窒
化膜により確実に保護できる。
化膜が形成されるようにしたので、配線接続部近傍で構
造体を分離した場合、ポリＳｉのオーバーエッチングさ
れても、エッチング液の浸入が従来のように簡単に酸化
膜に到達することがなくなり、窒化膜で確実に保護され
る。よって、リリース時においても犠牲層のエッチング
による保護が、酸化膜と配線接続部の間に形成された窒
化膜により確実に保護できる。
【００３０】この場合、窒化膜によりｎ層の配線とｐ層
の基板とのリーク電流を抑えることが可能となるので、
センサの歩留まりやＳ／Ｎが向上し性能劣化が防止でき
る。
の基板とのリーク電流を抑えることが可能となるので、
センサの歩留まりやＳ／Ｎが向上し性能劣化が防止でき
る。
【００３１】また、このような構成を加速度センサや角
速度センサ等に適用すると、基板に設けられた配線に電
気的につながるアンカー部や固定電極の大きさを小さく
でき、単一面積内でその電極の数を多くすることがで
き、センサを小型化できる。
速度センサ等に適用すると、基板に設けられた配線に電
気的につながるアンカー部や固定電極の大きさを小さく
でき、単一面積内でその電極の数を多くすることがで
き、センサを小型化できる。
【図１】 本発明の一実施形態における表面マイクロマ
シンの構造を説明する説明図である。
シンの構造を説明する説明図である。
【図２】 本発明の一実施形態における表面マイクロマ
シンの製造工程（工程１）である。
シンの製造工程（工程１）である。
【図３】 本発明の一実施形態における表面マイクロマ
シンの製造工程（工程２）である。
シンの製造工程（工程２）である。
【図４】 本発明の一実施形態における表面マイクロマ
シンの製造工程（工程３）である。
シンの製造工程（工程３）である。
【図５】 本発明の一実施形態における表面マイクロマ
シンの製造工程（工程４）である。
シンの製造工程（工程４）である。
【図６】 本発明の一実施形態における表面マイクロマ
シンの製造工程（工程５）である。
シンの製造工程（工程５）である。
【図７】 本発明の一実施形態における表面マイクロマ
シンの製造工程（工程６）である。
シンの製造工程（工程６）である。
【図８】 本発明の一実施形態における表面マイクロマ
シンの製造工程（工程７）である。
シンの製造工程（工程７）である。
【図９】 本発明の一実施形態における表面マイクロマ
シンの製造工程（工程８）である。
シンの製造工程（工程８）である。
【図１０】 本発明の一実施形態における表面マイクロ
マシンの製造工程（工程９）である。
マシンの製造工程（工程９）である。
【図１１】 本発明の一実施形態における表面マイクロ
マシンの製造工程（工程１０）である。
マシンの製造工程（工程１０）である。
【図１２】 本発明の構造を角速度センサに適用した図
である。
である。
【図１３】 従来の表面マイクロマシンの構造を示した
図である。
図である。
１ 基板 ４，１０ 電極（配線） ５ 酸化膜 ６ 窒化膜 ８ 構造体（ポリＳｉ） １１，ＡＮ，ＡＨ，ＡＫ 配線接続部 ＷＨ 分離された場所
Claims (1)
- 【請求項１】 基板と、 該基板上に不純物をイオン注入して拡散形成されたｎ層
またはｐ層から成る配線と、 該配線を保護する酸化膜と、 該酸化膜上に形成された窒化膜と、 前記配線と電気的につながる配線接続部と、 ポリシリコンより成り前記配線接続部上および前記窒化
膜上に形成された構造体とを有する表面マイクロマシン
において、 前記基板上において、前記酸化膜と前記配設接続部の間
に前記窒化膜が形成されることを特徴とする表面マイク
ロマシン。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10365799A JP2000186933A (ja) | 1998-12-24 | 1998-12-24 | 表面マイクロマシン |
| US09/471,273 US20010045610A1 (en) | 1998-12-24 | 1999-12-23 | Micro-machined surface structure |
| DE19962650A DE19962650A1 (de) | 1998-12-24 | 1999-12-23 | Oberflächenkleinstgerät |
| GB9930661A GB2345339A (en) | 1998-12-24 | 1999-12-23 | Surface micro-machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10365799A JP2000186933A (ja) | 1998-12-24 | 1998-12-24 | 表面マイクロマシン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000186933A true JP2000186933A (ja) | 2000-07-04 |
Family
ID=18485147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10365799A Pending JP2000186933A (ja) | 1998-12-24 | 1998-12-24 | 表面マイクロマシン |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20010045610A1 (ja) |
| JP (1) | JP2000186933A (ja) |
| DE (1) | DE19962650A1 (ja) |
| GB (1) | GB2345339A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007532338A (ja) * | 2004-04-19 | 2007-11-15 | アナログ デバイシス， インコーポレイテッド | 基板を介する導電経路を備えたｍｅｍｓデバイス |
| CN100429791C (zh) * | 2003-01-29 | 2008-10-29 | 三菱电机株式会社 | 半导体器件的制造方法以及加速度传感器 |
| JP2010510077A (ja) * | 2006-11-20 | 2010-04-02 | アルセス・テクノロジー・インコーポレーテッド | モノリシックｉｃ及びｍｅｍｓマイクロ加工方法 |
| JP2010514584A (ja) * | 2007-01-05 | 2010-05-06 | エヌエックスピー ビー ヴィ | 厚膜底部におけるフィーチャ限界寸法の制御性の向上されたエッチング方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5918690A (ja) * | 1982-07-22 | 1984-01-31 | Sanyo Electric Co Ltd | ホ−ル素子 |
| JPS6377156A (ja) * | 1986-09-19 | 1988-04-07 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPH02278725A (ja) * | 1989-04-19 | 1990-11-15 | Sharp Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
| US5248350A (en) * | 1990-11-30 | 1993-09-28 | Ncr Corporation | Structure for improving gate oxide integrity for a semiconductor formed by a recessed sealed sidewall field oxidation process |
| US5662771A (en) * | 1994-12-01 | 1997-09-02 | Analog Devices, Inc. | Surface micromachining process |
-
1998
- 1998-12-24 JP JP10365799A patent/JP2000186933A/ja active Pending
-
1999
- 1999-12-23 DE DE19962650A patent/DE19962650A1/de not_active Withdrawn
- 1999-12-23 GB GB9930661A patent/GB2345339A/en not_active Withdrawn
- 1999-12-23 US US09/471,273 patent/US20010045610A1/en not_active Abandoned
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100429791C (zh) * | 2003-01-29 | 2008-10-29 | 三菱电机株式会社 | 半导体器件的制造方法以及加速度传感器 |
| JP2007532338A (ja) * | 2004-04-19 | 2007-11-15 | アナログ デバイシス， インコーポレイテッド | 基板を介する導電経路を備えたｍｅｍｓデバイス |
| JP4732445B2 (ja) * | 2004-04-19 | 2011-07-27 | アナログ デバイシス， インコーポレイテッド | 基板を介する導電経路を備えたｍｅｍｓデバイス |
| JP2010510077A (ja) * | 2006-11-20 | 2010-04-02 | アルセス・テクノロジー・インコーポレーテッド | モノリシックｉｃ及びｍｅｍｓマイクロ加工方法 |
| JP2010514584A (ja) * | 2007-01-05 | 2010-05-06 | エヌエックスピー ビー ヴィ | 厚膜底部におけるフィーチャ限界寸法の制御性の向上されたエッチング方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB9930661D0 (en) | 2000-02-16 |
| US20010045610A1 (en) | 2001-11-29 |
| DE19962650A1 (de) | 2000-07-06 |
| GB2345339A (en) | 2000-07-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3367113B2 (ja) | 加速度センサ | |
| EP0751389B1 (en) | Semiconductor sensor device and method for forming a semiconductor sensor device | |
| CN110636422B (zh) | 半导体器件及其形成方法 | |
| US8785231B2 (en) | Method of making semiconductor device | |
| JPH0715019A (ja) | シリコンウェファー表面の微細機械加工方法 | |
| JP2006030159A (ja) | ピエゾ抵抗型半導体装置及びその製造方法 | |
| KR20010073290A (ko) | 단결정 실리콘의 마이크로머시닝 기법에서의 깊은 트렌치절연막을 이용한 절연 방법 | |
| US5920013A (en) | Silicon micromachine with sacrificial pedestal | |
| JP3638290B2 (ja) | 半導体力学センサ | |
| EP0994330B1 (en) | Method for manufacturing an angular rate sensor | |
| JP2000186933A (ja) | 表面マイクロマシン | |
| US7323355B2 (en) | Method of forming a microelectronic device | |
| JP4258100B2 (ja) | 半導体圧力センサの製造方法 | |
| JP3634534B2 (ja) | 本体内に含まれた電子装置の分離方法 | |
| JP3633555B2 (ja) | 半導体力学量センサ | |
| JP2003156509A (ja) | 半導体加速度センサおよびその製造方法 | |
| JP3494022B2 (ja) | 半導体加速度センサの製造方法 | |
| JPH0831608B2 (ja) | 半導体圧力センサの製造方法 | |
| JPH07169736A (ja) | シリコン構造体の製造方法 | |
| JP2003156510A (ja) | 半導体加速度センサの製造方法 | |
| JPH0982983A (ja) | 半導体装置および半導体装置の製造方法 | |
| JPH11220135A (ja) | 半導体加速度センサ及びその製造方法 | |
| JPH07273351A (ja) | 半導体センサ | |
| JP3405222B2 (ja) | 半導体加速度センサ素子及びその製造方法 | |
| JPH09135033A (ja) | 半導体装置の製造方法 |