JP2001044522A - Manufacture of thermopile - Google Patents

Manufacture of thermopile

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JP2001044522A
JP2001044522A JP11220775A JP22077599A JP2001044522A JP 2001044522 A JP2001044522 A JP 2001044522A JP 11220775 A JP11220775 A JP 11220775A JP 22077599 A JP22077599 A JP 22077599A JP 2001044522 A JP2001044522 A JP 2001044522A
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thermopile
sio
diaphragm
impurities
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Yasuhiro Okamoto
康広 岡本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the manufacture of a termoplie which prevents p++-Si from dissolving when silicon is etched, and is easily manufactured. SOLUTION: A diaphragm part 3 is formed on a silicon substrate 2, and a thermopile is formed of impurity-diffused Si and a conductive substance at the diaphragm part 3. In this case, an SiO2 layer is formed on the silicon substrate 2 and then removed at a part where impurities need not diffuse, and impurities are diffused in an oxygen atmosphere to form an impurity-diffused Si layer in a desired pattern and an SiO2 layer containing impurities over the entire surface of the substrate; and an Si3N4 layer, etc., is formed on the SiO2 layer containing the impurities, and then the SiO2 layer containing the impurities, Si3N4 layer, etc., at a contact formation part and a diaphragm hole formation part of the thermopile are removed. Then a conductive substance layer is provided to form the termopile, and thereafter silicon etching is carried out to form the diaphragm part.

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】本発明は、サーモパイルの製
造方法技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for manufacturing a thermopile.

【0002】[0002]

【従来の技術】複数の熱電対素子からなるサーモパイル
は接触・非接触温度検出分野の他、さまざまな測定、検
出に用いられている。このような例として、本発明者は
サーモパイル型流速センサを提案(特開平9−2286
20号公報)している。
2. Description of the Related Art Thermopiles comprising a plurality of thermocouple elements are used for various measurements and detections in addition to the field of contact / non-contact temperature detection. As such an example, the present inventor has proposed a thermopile type flow velocity sensor (Japanese Patent Laid-Open No. 9-2286).
No. 20).

【0003】このサーモパイル型流速センサは温度補償
回路等の外付け回路等を設ける必要もなく、正確な流量
を算出することができる等の効果を有する優れた流速セ
ンサである。
This thermopile type flow rate sensor is an excellent flow rate sensor having an effect that an accurate flow rate can be calculated without the need for providing an external circuit such as a temperature compensation circuit.

【0004】このサーモパイル型流速センサのサーモパ
イルはホウ素を高濃度に拡散したシリコン(以下「p++
−Si」と云う)とアルミニウムとによって構成された
熱電対を有する。
The thermopile of this thermopile type flow rate sensor is made of silicon in which boron is diffused at a high concentration (hereinafter referred to as "p ++ ").
-Si ") and aluminum.

【0005】すなわち、この流速センサについて図面を
用いて説明する。図1に符号1を付して示した流速セン
サは、支持基板としてのシリコン基板(Si基板)2
と、二酸化ケイ素層(SiO2層)及び四窒化三ケイ素
層(Si3 4層)から構成されるダイアフラム部として
のダイアフラム3と、ダイアフラム3上に形成されたヒ
ータとしてのマイクロヒータ4と、マイクロヒータ4の
下流側であって冷接点形成部分を除きダイアフラム3上
に形成された下流側サーモパイル5と、電源端子6A、
6Bを有しマイクロヒータ4に駆動電流を供給するため
の電源配線6と、出力端子7A、7Bを有し、下流側サ
ーモパイル5から出力される第1温度検出信号を出力す
るための第1出力配線7と、マイクロヒータ4の上流側
であって冷接点形成部分を除きダイアフラム3上に形成
された上流側サーモパイル8と、出力端子9A、9Bを
有し、上流側サーモパイル8から出力される第2温度検
出信号を出力するための第2出力配線9と、を備えて構
成されている。
That is, a drawing of this flow sensor is shown in FIG.
It will be described using FIG. The flow rate sensor indicated by reference numeral 1 in FIG.
A silicon substrate (Si substrate) 2 as a support substrate
And a silicon dioxide layer (SiOTwoLayer) and trisilicon tetranitride
Layer (SiThreeN FourLayer)
Diaphragm 3 and a fin formed on the diaphragm 3
Micro heater 4 as a heater and micro heater 4
Downstream, on the diaphragm 3 except for the cold junction forming part
And a power supply terminal 6A,
6B for supplying a drive current to the micro heater 4
Power supply wiring 6 and output terminals 7A and 7B,
-Output the first temperature detection signal output from the mopile 5
Output wiring 7 and the upstream side of the micro heater 4
Formed on the diaphragm 3 except for the cold junction forming portion
The upstream thermopile 8 and the output terminals 9A and 9B
The second temperature detection output from the upstream thermopile 8
A second output wiring 9 for outputting an output signal.
Has been established.

【0006】図2にサーモパイルの拡大天面図(図2
(a))及び断面図(図2(b))を示す。この場合に
おいて、下流側サーモパイル5及び上流側サーモパイル
8は同様な構成であるので、下流側サーモパイル5につ
いて説明する。下流側サーモパイル5を構成する熱電対
は、p++−Si及びアルミニウムにより構成され、図2
(b)に示すように、下流側サーモパイル5の冷接点5
Aは、Si基板2(厚さ約400μm)のダイアフラム
3を形成していない部分に設けられ、下流側サーモパイ
ル5の温接点5BはSiO2層及びSi34層から構成
されるダイアフラム3上に設けられている。
FIG. 2 shows an enlarged top view of the thermopile (FIG. 2).
(A)) and a sectional view (FIG. 2 (b)). In this case, since the downstream thermopile 5 and the upstream thermopile 8 have the same configuration, the downstream thermopile 5 will be described. The thermocouple constituting the downstream thermopile 5 is composed of p ++ -Si and aluminum,
As shown in (b), the cold junction 5 of the downstream thermopile 5
A is provided on a portion of the Si substrate 2 (thickness: about 400 μm) where the diaphragm 3 is not formed, and the hot junction 5B of the downstream thermopile 5 is on the diaphragm 3 composed of the SiO 2 layer and the Si 3 N 4 layer. It is provided in.

【0007】本下流側サーモパイル5によれば、流速範
囲0.01m/sec〜3m/secで数10mVの出
力電圧が得られるため大きな増幅を必要とせず、信号処
理が可能となる。ここで図3を参照してサーモパイルの
形成工程について説明する。
According to the downstream thermopile 5, an output voltage of several tens of mV can be obtained in a flow velocity range of 0.01 m / sec to 3 m / sec, so that large amplification is not required and signal processing becomes possible. Here, a process of forming a thermopile will be described with reference to FIG.

【0008】まず、図3(a)に示すように、Si基板
2の両面の表面を酸化することにより、SiO2層をS
i基板2の両面に形成する。次に図3(b)に示すよう
に、SiO2層をフォトリソグラフィによりエッチング
し、Si基板の上面(図中、上側)に窓を開け、p型不
純物であるホウ素(B;Boron)を高濃度に拡散し、p
++−Si層10を形成する。そして、p++−Si層10
を形成した後、表面のSiO2層を除去する。
First, as shown in FIG. 3A, the surfaces of both surfaces of a Si substrate 2 are oxidized to form an SiO 2
It is formed on both sides of the i-substrate 2. Next, as shown in FIG. 3B, the SiO 2 layer is etched by photolithography, a window is opened on the upper surface (upper side in the figure) of the Si substrate, and boron (B; Boron) which is a p-type impurity is To the concentration, p
++- Si layer 10 is formed. Then, the p ++ -Si layer 10
Is formed, the SiO 2 layer on the surface is removed.

【0009】つづいて、図3(c)に示すように、Si
基板(p++−Si層10を含む。)2の両面の表面を酸
化することにより、再びSiO2層をSi基板2の両面
に形成する。
Subsequently, as shown in FIG.
By oxidizing the surfaces of both surfaces of the substrate (including the p ++ -Si layer 10) 2, SiO 2 layers are formed again on both surfaces of the Si substrate 2.

【0010】そして、Si基板2の両面にSi34層を
蒸着により形成し、Si34層を覆うべく表面を酸化す
ることによりSiO2層を形成する。この結果、Si基
板2の両面にSiO2/Si34/SiO2層11が形成
されることとなる。
Then, a Si 3 N 4 layer is formed on both surfaces of the Si substrate 2 by vapor deposition, and the surface is oxidized to cover the Si 3 N 4 layer, thereby forming a SiO 2 layer. As a result, the SiO 2 / Si 3 N 4 / SiO 2 layer 11 is formed on both surfaces of the Si substrate 2.

【0011】次にホトレジスト膜を形成し、上面は配線
用コンタクトホールに対応するマスクで露光を行ない、
図3(d)に示すように、SiO2/Si34/SiO2
層11を除去し、コンタクトホール12を形成する。一
方、下面はダイアフラムに対応するマスクで露光を行な
い、ダイアフラム相当部分のSiO2/Si34/Si
2層11を除去する。
Next, a photoresist film is formed, and the upper surface is exposed using a mask corresponding to the contact hole for wiring.
As shown in FIG. 3D, SiO 2 / Si 3 N 4 / SiO 2
The layer 11 is removed, and a contact hole 12 is formed. On the other hand, the lower surface is exposed with a mask corresponding to the diaphragm, and the SiO 2 / Si 3 N 4 / Si corresponding to the diaphragm is exposed.
The O 2 layer 11 is removed.

【0012】つづいて図3(e)に示すように、配線用
の導電性物質であるアルミニウム薄膜(Al薄膜)13
を真空蒸着法により形成し、フォトリソグラフィにより
配線パターン部分だけを残し、不要なAl薄膜をエッチ
ングにより除去し、焼成(シンタリング)する。
Subsequently, as shown in FIG. 3E, an aluminum thin film (Al thin film) 13 which is a conductive material for wiring is formed.
Is formed by vacuum evaporation, the unnecessary Al thin film is removed by etching, leaving only the wiring pattern portion by photolithography, and sintering is performed.

【0013】次に図3(f)に示すように、保護用のS
iO2層14を蒸着により形成し、フォトリソグラフィ
によりボンディングパッド位置相当部分に窓を開け、S
iO 2層を除去することによりボンディングパッド15
を形成する。
Next, as shown in FIG.
iOTwoLayer 14 is formed by vapor deposition and photolithography
To open a window corresponding to the bonding pad position,
iO TwoThe bonding pad 15 is removed by removing the layer.
To form

【0014】つづいて、図3(g)に示すように、Si
基板2をSiO2/Si34/SiO2層11をマスクと
して異方性エッチングし、凹部を形成することによりダ
イアフラム3を形成する。以上の工程により、下流側サ
ーモパイル5及び上流側サーモパイル8が形成されるこ
ととなる。
Subsequently, as shown in FIG.
The substrate 2 is anisotropically etched using the SiO 2 / Si 3 N 4 / SiO 2 layer 11 as a mask to form a concave portion, thereby forming the diaphragm 3. Through the above steps, the downstream thermopile 5 and the upstream thermopile 8 are formed.

【0015】上記工程中SiO2/Si34/SiO2
11をマスクとしてSi基板2をエッチングする際に
は、p++−Siのエッチング速度が、ボロン拡散をおこ
なっていないシリコンのエッチング速度に比して1/1
00程度であると云うことを利用している。しかしなが
らp++−Siが全くエッチング液に溶解しないと云うも
のではなく、さらに、ボロンの高濃度拡散後に二酸化ケ
イ素膜を成膜したp++−Si表面は比較的エッチング速
度が高く、長時間のエッチング処理により溶解してしま
い、電気抵抗の極端な上昇、あるいは、接点での導通が
断たれるなどの問題が生じた。
In the above process, when etching the Si substrate 2 using the SiO 2 / Si 3 N 4 / SiO 2 layer 11 as a mask, the etching rate of p ++ -Si depends on the etching rate of silicon which does not undergo boron diffusion. 1/1 compared to speed
The fact that it is about 00 is used. However, this does not mean that p ++- Si does not dissolve in the etchant at all, and that the p ++- Si surface on which the silicon dioxide film is formed after the high concentration diffusion of boron has a relatively high etching rate, Are melted by the etching process, thereby causing a problem such as an extreme increase in electric resistance or a break in conduction at a contact.

【0016】このような問題に対して、本発明者等は、
リアクティブイオンエッチング装置(RIE)を用いて
垂直方向にシリコンをエッチングして、SiO2層など
のエッチングに用いられるSiエッチング液に対して選
択性の高い膜を成膜することでp++−Siの溶解を防ぐ
と云う技術を過去に提案した。
To solve such a problem, the present inventors have
The reactive ion etching apparatus (RIE) is used to etch silicon in the vertical direction to form a film having high selectivity with respect to a Si etchant used for etching an SiO 2 layer or the like, thereby forming p ++ −. A technique for preventing the dissolution of Si has been proposed in the past.

【0017】この技術について図4を用いて説明する。
図4(a)はサーモパイルを示す図であり、この図4
(a)の直線AAでの断面の形成過程を図4(b)〜図
4(h)に示した。
This technique will be described with reference to FIG.
FIG. 4A is a view showing a thermopile, and FIG.
FIGS. 4B to 4H show the process of forming the cross section along the line AA in FIG.

【0018】図4(b)に示すようにSi基板2にp型
不純物であるホウ素をイオン注入等により拡散させ、p
++−Si層10を形成する。次いでフォトリソグラフィ
法によりp++−Si層10上に開口部を有するレジスト
層を形成した(図4(c)参照)。次いで、p++−Si
層10のこの開口部に相当する部分をリアクティブイオ
ンエッチング法によりエッチングする。
As shown in FIG. 4B, boron, which is a p-type impurity, is diffused into the Si substrate 2 by ion implantation or the like.
++- Si layer 10 is formed. Next, a resist layer having an opening was formed on the p ++ -Si layer 10 by photolithography (see FIG. 4C). Then, p ++ -Si
A portion corresponding to the opening of the layer 10 is etched by a reactive ion etching method.

【0019】レジスト層を除去した後、熱処理等により
両面にSi02層を形成し、Si02層の上にCVD法等
によりSi34層を形成する(以下、これら2層を併せ
てSi34/Si02層11とも云う)。
After removing the resist layer, a SiO 2 layer is formed on both sides by heat treatment or the like, and a Si 3 N 4 layer is formed on the SiO 2 layer by CVD or the like (hereinafter, these two layers are combined together to form a Si 3 N 4 layer). 3 N 4 / SiO 2 layer 11).

【0020】その後、レジスト層を形成して、Si34
/Si02層のうち除去する部分以外をマスクし、露光
を行う。その結果、図4(f)に示すようにSi34
Si02層のうち不要な部分が除去される。
Thereafter, a resist layer is formed, and Si 3 N 4
/ Si0 masked except portions to be removed out of the two layers, performing exposure. As a result, Si as shown in FIG. 4 (f) 3 N 4 /
Unnecessary portions of the Si0 2 layer is removed.

【0021】そして、図4(g)に示すように配線用の
導電性物質であるアルミニウム(あるいは白金)薄膜1
3を真空蒸着等により形成し、フォトリソグラフィ法と
エッチングとにより、配線部分だけを残し、不要なアル
ミニウム薄膜を除去する。最後に、Si基板の2の下側
に足して、異方エッチングを行い、凹部を形成すること
によりダイアフラム3を形成する。
Then, as shown in FIG. 4 (g), an aluminum (or platinum) thin film 1 which is a conductive material for wiring is used.
3 is formed by vacuum evaporation or the like, and unnecessary aluminum thin films are removed by photolithography and etching, leaving only the wiring portions. Finally, the diaphragm 3 is formed by adding an anisotropic etching to the lower side of the Si substrate 2 to form a concave portion.

【0022】しかし、このような製造方法において、リ
アクティブイオンエッチングではウェハ面内のエッチン
グ速度のばらつきがあり、その結果、配線抵抗やセンサ
の熱容量がウェハ面内でばらつく原因となる。
However, in such a manufacturing method, in the reactive ion etching, the etching rate varies in the wafer surface, and as a result, the wiring resistance and the heat capacity of the sensor vary in the wafer surface.

【0023】[0023]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来の問題点を改善する、すなわち、シリコンをエッチン
グする際のp++−Siの溶解を防止し、かつ、製造が容
易なサーモパイルの製造方法を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned conventional problems, that is, it prevents the dissolution of p ++- Si when etching silicon, and provides a thermopile which is easy to manufacture. It is intended to provide a manufacturing method.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】本発明のサーモパイルの
製造方法は上記課題を解決するため、請求項1に記載の
通り、シリコン基板にダイアフラム部と、該ダイアフラ
ム部に不純物拡散Siと導電性物質とからなるサーモパ
イルとを形成するサーモパイルの製造方法において、シ
リコン基板上にSiO2層を形成後、不純物拡散が不要
な部分を除去し、酸素雰囲気中で不純物を拡散して所望
のパターンで不純物拡散Si層と、さらに基板表面全体
に不純物を含有するSiO2層とを形成し、次いで該不
純物を含有するSiO2層上にSi34層等を形成した
のち、サーモパイルの接点形成部及びダイアフラム穴部
形成部分、不純物を含有するSiO2層とSi34層等
を除去した後、導電性物質層を設けてサーモパイルを形
成し、その後エッチングを行ってダイアフラム部を形成
するサーモパイルの製造方法である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a thermopile, comprising the steps of: forming a diaphragm portion on a silicon substrate; and forming an impurity diffusion Si and a conductive material on the diaphragm portion. In a method for manufacturing a thermopile, a portion that does not require impurity diffusion is removed after forming an SiO 2 layer on a silicon substrate, and the impurity is diffused in a desired pattern by diffusing the impurity in an oxygen atmosphere. After forming an Si layer and an SiO 2 layer containing impurities on the entire surface of the substrate, and then forming a Si 3 N 4 layer on the SiO 2 layer containing the impurities, a contact forming portion of the thermopile and a diaphragm are formed. the hole forming portion, after removing the SiO 2 layer and Si 3 N 4 layer or the like containing impurities, to form a thermopile is provided a conductive material layer, then edge A thermopile fabrication method for forming the diaphragm section performs ring.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】本発明のサーモパイルの製造方法
において、不純物拡散に先立ってシリコン基板における
不純物拡散が不要な部分を予め酸化してSiO2とする
ことが必要である。このような、SiO2からなるマス
ク層を形成することにより、不純物の必要箇所への拡散
が容易になる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the method for manufacturing a thermopile according to the present invention, it is necessary to oxidize a portion of a silicon substrate which does not require impurity diffusion into SiO 2 in advance of impurity diffusion. By forming such a mask layer made of SiO 2 , diffusion of impurities to necessary portions becomes easy.

【0026】不純物拡散は酸素がある雰囲気(酸素雰囲
気)で行うことが必要である。この雰囲気中の酸素によ
り、不純物が拡散した部分にもその表面にSiO2層が
形成される。拡散する不純物としては、ホウ素などが挙
げられる。
It is necessary to diffuse impurities in an atmosphere containing oxygen (oxygen atmosphere). Oxygen in this atmosphere also forms a SiO 2 layer on the surface of the part where the impurities are diffused. Examples of the diffused impurity include boron.

【0027】従来技術において、ホウ素を高濃度に拡散
したシリコンからなるp++−Si層上にSiO2層を形
成していた。このとき、p++−Si層の表面のホウ素濃
度が低下して、この部分がシリコンエッチングの際に、
同時にエッチングされていた。
In the prior art, a SiO 2 layer was formed on a p ++ -Si layer made of silicon in which boron was diffused at a high concentration. At this time, the boron concentration on the surface of the p ++ -Si layer decreases, and this portion is
It was etched at the same time.

【0028】しかし、本発明においては上記のようにp
++−Si層の形成時に、ボロンSiO2層が形成された
部分も含め、基板の表面全体にボロンSiO2層が形成
されてp++−Si層のホウ素濃度の低下が防止され、結
果としてSi層のエッチングの際のp++−Si層への影
響が防止される。
However, in the present invention, p
During the formation of the ++- Si layer, a boron SiO 2 layer is formed on the entire surface of the substrate including the portion where the boron SiO 2 layer is formed, thereby preventing a decrease in the boron concentration of the p ++ -Si layer. As a result, the influence on the p ++ -Si layer at the time of etching the Si layer is prevented.

【0029】以下、本発明のサーモパイルの製造方法の
一例について、モデル図を用いて説明する。図5(a)
は本発明により作製されるサーモパイルであり、図中A
Aにおける断面についての製造過程をモデル的に図5
(b)〜図5(g)に示す。
Hereinafter, an example of the method for manufacturing a thermopile according to the present invention will be described with reference to model diagrams. FIG. 5 (a)
Is a thermopile produced according to the present invention.
FIG. 5 schematically shows a manufacturing process for the cross section in FIG.
(B) to FIG. 5 (g).

【0030】まず、Si基板(シリコン基板)2におい
て酸化雰囲気で加熱して、SiO2(二酸化ケイ素)層
を設け(図4(b)参照)、その後、不純物拡散が不要
な部分のSiO2層を除去する。
[0030] First, by heating in an oxidizing atmosphere in the Si substrate (silicon substrate) 2, (see FIG. 4 (b)) SiO 2 (silicon dioxide) layer is provided, then, SiO 2 layer unnecessary portions impurity diffusion Is removed.

【0031】次いで、酸素雰囲気中で、Si基板に不純
物であるホウ素を拡散して所望のパターンで不純物拡散
Si層、すなわち、ホウ素を高濃度に拡散したシリコン
からなるp++−Si層を設ける。このとき、上記で作製
されたSiO2層にはホウ素が拡散してボロンSiO2
となる。
Next, in a oxygen atmosphere, boron as an impurity is diffused into the Si substrate to form an impurity-diffused Si layer in a desired pattern, that is, a p ++- Si layer made of silicon in which boron is diffused at a high concentration. . At this time, boron diffuses into the SiO 2 layer manufactured as described above to form a boron SiO 2 layer.

【0032】また、一方、p++−Si層の表面は雰囲気
中の酸素により酸化され、SiO2層が形成されると共
に、このSiO2層にもホウ素が拡散してボロンSiO2
層となり、基板表面全体に不純物であるホウ素を含有す
るSiO2層(ボロンSiO2層)が形成される(図5
(c)参照)。
Further, while the surface of the p ++ -Si layer is oxidized by oxygen in atmosphere, together with the SiO 2 layer is formed, boron SiO 2 boron in the SiO 2 layer is diffused
5 and an SiO 2 layer (boron SiO 2 layer) containing boron as an impurity is formed on the entire surface of the substrate (FIG. 5).
(C)).

【0033】次いでこのボロンSiO2層上にSi34
層等をCVD法などにより形成する(図5(d)参
照)。その後、ホトレジスト膜(図示しない)を形成
し、上面は配線用コンタクトホールに対応する部分のみ
マスクを用いて露光を行ない、また、下面はダイアフラ
ムに対応する部分のみマスクを用いて露光を行なって、
これらコンタクトホール12及びダイアフラム形成部分
のSi34/SiO2層11を除去する。
Next, Si 3 N 4 is formed on the boron SiO 2 layer.
A layer or the like is formed by a CVD method or the like (see FIG. 5D). Thereafter, a photoresist film (not shown) is formed, the upper surface is exposed using a mask only at a portion corresponding to the wiring contact hole, and the lower surface is exposed using a mask only at a portion corresponding to the diaphragm.
The contact holes 12 and the Si 3 N 4 / SiO 2 layer 11 at the diaphragm forming portion are removed.

【0034】さらに、アルミニウム、白金などの金属、
または、各種合金などからなり、薄膜配線である導電性
物質層を設けて、p++−Si層と導電性物質とからなる
熱電対を複数備えたサーモパイルを形成し、次いで、ヒ
ドラジン、テトラメチルアンモニウムハイドライド(T
MAH)、水酸化カリウムなどを用いて異方シリコンエ
ッチングを行い、サーモパイル裏面のSi層を除去して
ダイアフラム部を形成する。このエッチングの際、p++
−Si層ではホウ素濃度が低下している箇所がないた
め、エッチングの影響が極めて少ない。
Further, metals such as aluminum and platinum;
Alternatively, a conductive material layer made of various alloys or the like and provided as a thin film wiring is provided, and a thermopile including a plurality of thermocouples including a p ++- Si layer and a conductive material is formed, and then hydrazine, tetramethyl Ammonium hydride (T
MAH), anisotropic silicon etching using potassium hydroxide, etc., to remove the Si layer on the back of the thermopile to form a diaphragm. During this etching, p ++
Since there is no portion where the boron concentration is reduced in the -Si layer, the influence of the etching is extremely small.

【0035】以上のようなサーモパイルの製造方法によ
り、 p++−Si層を過剰にエッチングするおそれがなくな
り、サーモパイルを精度良く形成することができる。 製造歩留まりの向上、及び、抵抗値のばらつきの抑制
が可能となる。 過剰にエッチングが進行しないため、シリコンエッチ
ングの処理時間の管理が容易であり、得られた製品の信
頼性が極めて高い。 工程が少なく、作製時間の短縮化、コスト削減が可能
となる。 リアクティブイオンエッチングが不要であるため、設
備費を下げることが容易となるとともに、リアクティブ
イオンエッチングの条件出しが不要となる。 等の効果が得られる。
According to the method for manufacturing a thermopile described above, there is no possibility that the p ++ -Si layer is excessively etched, and the thermopile can be formed with high accuracy. It is possible to improve the manufacturing yield and suppress the variation in the resistance value. Since the etching does not proceed excessively, it is easy to control the processing time of the silicon etching, and the reliability of the obtained product is extremely high. Since the number of steps is small, manufacturing time can be reduced and cost can be reduced. Since reactive ion etching is not required, it is easy to reduce equipment costs, and it is not necessary to determine conditions for reactive ion etching. And the like.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明のサーモパイルの製造方法は、p
++−Si層を過剰にエッチングするおそれがなく、精度
が良好で、信頼性が高く、エッチング処理でも工程が少
なくコスト削減が可能など、数多くの効果が得られる優
れたサーモパイルの製造方法である。
According to the method for producing a thermopile of the present invention, p
++-An excellent thermopile manufacturing method that has many effects, such as being free from the possibility of excessively etching the Si layer, having good accuracy, high reliability, and having a small number of steps even in the etching process. .

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

【図1】サーモパイルを用いる流速センサの一例を示す
図である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a flow rate sensor using a thermopile.

【図2】(a) サーモパイルの拡大天面図を示す図で
ある。 (b) サーモパイルの断面図を示す図である。
FIG. 2A is an enlarged top view of a thermopile. (B) It is a figure showing the sectional view of a thermopile.

【図3】従来技術に係るサーモパイルの製造方法を示す
モデル図である。 (a)〜(g) 製造の各工程を示すモデル図である。
FIG. 3 is a model diagram showing a method for manufacturing a thermopile according to the related art. (A)-(g) It is a model figure which shows each process of manufacture.

【図4】従来技術に係るサーモパイルの製造方法を示す
モデル図である。 (a)サーモパイルを示す拡大天面図である。 (b)〜(h) (a)のAAにおける断面部の製造過
程を示すモデル図である。
FIG. 4 is a model diagram showing a method for manufacturing a thermopile according to the related art. (A) It is an enlarged top view which shows a thermopile. (B)-(h) It is a model figure which shows the manufacturing process of the cross section in AA of (a).

【図5】本発明に係るサーモパイルの製造方法を示すモ
デル図である。 (a)サーモパイルを示す拡大天面図である。 (b)〜(g) (a)のAAにおける断面部の製造過
程を示すモデル図である。
FIG. 5 is a model diagram showing a method for manufacturing a thermopile according to the present invention. (A) It is an enlarged top view which shows a thermopile. It is a model figure showing a manufacturing process of a section in AA of (b)-(g) (a).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 流速センサ 2 Si基板 3 ダイアフラム 4 マイクロヒータ 5 下流側サーモパイル 5A 冷接点 5B 温接点 6 電源配線 7 第1出力配線 8 上流側サーモパイル 9 第2出力配線 10 p++−Si層 11 (SiO2/)Si34/SiO2層 12 コンタクトホール 13 Al等導電性物質 14 SiO2層 15 ボンディングパッド 16 レジストDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Flow rate sensor 2 Si substrate 3 Diaphragm 4 Micro heater 5 Downstream thermopile 5A Cold junction 5B Hot junction 6 Power supply wiring 7 First output wiring 8 Upstream thermopile 9 Second output wiring 10 p ++-Si layer 11 (SiO 2 /) Si 3 N 4 / SiO 2 layer 12 Contact hole 13 Conductive substance such as Al 14 SiO 2 layer 15 Bonding pad 16 Resist

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリコン基板にダイアフラム部と、該ダ
イアフラム部に不純物拡散Siと導電性物質とからなる
サーモパイルとを形成するサーモパイルの製造方法にお
いて、 シリコン基板上にSiO2層を形成後、不純物拡散が不
要な部分のSiO2層を除去し、酸素雰囲気中で不純物
を拡散して所望のパターンで不純物拡散Si層と、さら
に基板表面全体に不純物を含有するSiO2層とを形成
し、 次いで該不純物を含有するSiO2層上にSi34層等
を形成したのち、サーモパイルの接点形成部及びダイア
フラム穴部形成部分の不純物を含有するSiO 2層とS
34層等を除去した後、導電性物質層を設けてサーモ
パイルを形成し、 その後シリコンエッチングを行ってダイアフラム部を形
成することを特徴とするサーモパイルの製造方法。
A diaphragm portion provided on a silicon substrate;
Made of impurity-diffused Si and conductive material
In a method for manufacturing a thermopile for forming a thermopile,
And SiO on the silicon substrateTwoAfter forming the layer, impurity diffusion
Important part of SiOTwoRemove layer and remove impurities in oxygen atmosphere
To diffuse the impurity-diffused Si layer in a desired pattern,
SiO containing impurities on the entire substrate surfaceTwoLayer and form
And then the impurity-containing SiOTwoSi on the layerThreeNFourLayers
After forming the contact, the contact formation part of the thermopile and the die
SiO containing impurities in the portion where flam holes are formed TwoLayer and S
iThreeNFourAfter removing the layer, etc., a conductive material layer is
A pile is formed, and then silicon etching is performed to form a diaphragm.
A method for producing a thermopile.
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