JP2006261661A - Temperature sensor and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば赤外線センサに用いる温度センサ及び製造方法に関する。 The present invention relates to a temperature sensor used for an infrared sensor, for example, and a manufacturing method.
近年、非接触で温度を測定できる赤外線検出素子の開発が盛んになってきている。赤外線検出素子は、物体や人体から放出される微弱な赤外線を検出するのに用いられることが多く、高感度であることが要求される。赤外線検出素子には、熱電対を直列に接続したサーモパイル型、特定材料の焦電効果を利用した焦電型、特定金属酸化物の抵抗率温度依存性を利用したサーミスタ型の三種類がある（例えば、特許文献１から４参照）。
これらのうちサーミスタ型の赤外線検出素子は、高い直流出力が得られ、かつ、小型化、高集積化に適していることが知られており、低価格化も期待できることから各種装置の温度センサとして広く用いられている。特に、薄膜サーミスタを半導体基板上に形成し、各種配線などを施してセンサとしたものが注目されはじめている。
In recent years, development of infrared detection elements that can measure temperature in a non-contact manner has become active. Infrared detectors are often used to detect weak infrared rays emitted from an object or a human body, and are required to have high sensitivity. There are three types of infrared detectors: a thermopile type in which thermocouples are connected in series, a pyroelectric type using the pyroelectric effect of a specific material, and a thermistor type using the resistivity temperature dependence of a specific metal oxide ( For example, see Patent Documents 1 to 4).
Of these, thermistor-type infrared detectors are known to be suitable for miniaturization and high integration because they can provide high DC output, and can be expected to be low in price. Widely used. In particular, a sensor formed by forming a thin film thermistor on a semiconductor substrate and applying various wirings has begun to attract attention.
サーミスタ型の赤外線検出素子の一般的な構造は、基板と、基板の上面に形成された熱絶縁膜と、熱絶縁膜の上面に形成された薄膜サーミスタと、薄膜サーミスタの上面に形成された一対の電極とからなる。そして、照射された赤外線を受光してサーミスタの温度が変化すると、薄膜サーミスタの抵抗が変化するので、この抵抗変化を一対の電極で検出して赤外線を検知できるようになっている。ここで、検出感度を高めるために、表面に赤外線吸収膜を設けることで、薄膜サーミスタの温度変化と抵抗変化とが迅速に行われるように構成されている。
ここで、この場合に用いられる薄膜サーミスタについては、膜厚が０．０５μｍ〜０．２μｍのものが用いられている。そして、薄膜サーミスタが平面状の半導体基板上に形成されていることによって、平面視において薄膜サーミスタと熱絶縁膜との境界には、薄膜サーミスタの膜厚に応じた段差が形成されている。したがって、薄膜サーミスタの抵抗変化を検出するために一対の電極を外部回路に接続する際には、電極が薄膜サーミスタの上面から熱絶縁膜の上面にわたって段差を越えるように形成されることとなる。一対の電極の形成方法としては、薄膜サーミスタまたは熱絶縁膜の上面に電極を構成する金属膜を形成し、さらにその上面にフォトリソグラフィ技術などを用いて電極形状のマスクを形成した後、金属膜に対してウェットエッチングなどを用いたエッチング処理を行うことによって、所望の電極形状としている。
Here, the thin film thermistor used in this case has a film thickness of 0.05 μm to 0.2 μm. Since the thin film thermistor is formed on the planar semiconductor substrate, a step corresponding to the film thickness of the thin film thermistor is formed at the boundary between the thin film thermistor and the thermal insulating film in plan view. Therefore, when a pair of electrodes is connected to an external circuit in order to detect a resistance change of the thin film thermistor, the electrodes are formed so as to cross the step from the upper surface of the thin film thermistor to the upper surface of the thermal insulating film. As a method of forming a pair of electrodes, a metal film constituting an electrode is formed on the upper surface of a thin film thermistor or a thermal insulating film, and an electrode-shaped mask is formed on the upper surface using a photolithography technique or the like. By performing an etching process using wet etching or the like, a desired electrode shape is obtained.
しかしながら、上記従来の温度センサには、以下の問題が残されている。すなわち、上記従来の温度センサは、フォトリソグラフィ技術やウェットエッチングなどを用いて電極を形成する際、形成された電極が段差を含む段差近傍においてオーバーエッチングされやすいために断線しやすくなり、温度センサの特性の劣化原因となることがある。 However, the following problems remain in the conventional temperature sensor. That is, in the conventional temperature sensor, when the electrode is formed by using photolithography technology or wet etching, the formed electrode is easily over-etched in the vicinity of the step including the step, so that the disconnection easily occurs. It may cause deterioration of characteristics.
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、薄膜サーミスタの表面から基板表面にわたって形成される電極の断線を防止し、温度センサの特性の劣化を抑制した温度センサ及び製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a temperature sensor and a manufacturing method that prevent disconnection of electrodes formed from the surface of a thin film thermistor to the surface of the substrate and suppress deterioration of characteristics of the temperature sensor. For the purpose.
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明の温度センサは、表面に二酸化珪素層が形成された基板と、前記二酸化珪素層の表面の一部にスパッタ成膜されたＭｎ３Ｏ４−Ｃｏ３Ｏ４系、Ｍｎ３Ｏ４−Ｃｏ３Ｏ４−Ｆｅ２Ｏ３系あるいはＭｎ３Ｏ４−Ｃｏ３Ｏ４−ＣｕＯ系の複合金属酸化物膜と、該複合金属酸化物膜の表面から前記二酸化珪素層の表面にわたって形成された電極とを備える温度センサにおいて、
前記基板の表面に凹部が形成され、該凹部を充填するように前記複合金属酸化物膜が形成されていることを特徴とする。
The present invention employs the following configuration in order to solve the above problems. That is, the temperature sensor of the present invention includes a substrate having a silicon dioxide layer formed on a surface thereof, a Mn 3 O 4 —Co 3 O 4 system, and Mn 3 O formed by sputtering on a part of the surface of the silicon dioxide layer. 4 and -Co 3 O 4 -Fe 2 O 3 system or Mn 3 O 4 -Co 3 O 4 -CuO composite metal oxide film, formed over the surface of the silicon dioxide layer from the surface of the composite metal oxide film A temperature sensor comprising:
A concave portion is formed on the surface of the substrate, and the composite metal oxide film is formed so as to fill the concave portion.
また、本発明の温度センサの製造方法は、平板状の基板に凹部を形成する凹部形成工程と、前記基板の前記凹部を含む表面に二酸化珪素層を形成する二酸化珪素層形成工程と、前記二酸化珪素層の上から前記凹部を充填するようにＭｎ３Ｏ４−Ｃｏ３Ｏ４系、Ｍｎ３Ｏ４−Ｃｏ３Ｏ４−Ｆｅ２Ｏ３系あるいはＭｎ３Ｏ４−Ｃｏ３Ｏ４−ＣｕＯ系の複合金属酸化物膜をスパッタ成膜するスパッタ工程と、前記複合金属酸化物膜の表面から前記二酸化珪素層の表面にわたって電極を形成する電極形成工程とを備えることを特徴とする。 Further, the temperature sensor manufacturing method of the present invention includes a recess forming step for forming a recess in a flat substrate, a silicon dioxide layer forming step for forming a silicon dioxide layer on a surface of the substrate including the recess, and the dioxide dioxide. Mn 3 O 4 —Co 3 O 4 system, Mn 3 O 4 —Co 3 O 4 —Fe 2 O 3 system, or Mn 3 O 4 —Co 3 O 4 —CuO so as to fill the recess from above the silicon layer. A sputtering process for sputtering a composite metal oxide film of the system and an electrode forming process for forming an electrode from the surface of the composite metal oxide film to the surface of the silicon dioxide layer are provided.
これらの発明によれば、複合金属酸化物膜が基板に形成された凹部を充填するように形成されているので、基板に凹部を形成しない状態で複合金属酸化物膜を形成する場合と比較して、複合金属酸化物膜の表面と二酸化珪素層の表面との間に段差がなく、より平滑になる。したがって、電極を複合金属酸化物膜の表面と二酸化珪素層の表面とにわたって滑らかに形成され、平面視における複合金属酸化物膜と二酸化珪素層との境界を含む境界近傍で、電極が断線することを回避できる。 According to these inventions, since the composite metal oxide film is formed so as to fill the recess formed in the substrate, it is compared with the case where the composite metal oxide film is formed without forming the recess in the substrate. Thus, there is no step between the surface of the composite metal oxide film and the surface of the silicon dioxide layer, and the surface becomes smoother. Therefore, the electrode is smoothly formed across the surface of the composite metal oxide film and the surface of the silicon dioxide layer, and the electrode is disconnected near the boundary including the boundary between the composite metal oxide film and the silicon dioxide layer in plan view. Can be avoided.
また、本発明の温度センサは、半導体素子製造用の基板として、表面に熱酸化膜を形成したシリコン基板が広く用いられており、容易に入手することができる。また、各種半導体素子を一体形成して各種機能を付加した高性能な赤外線検出素子となる。 The temperature sensor of the present invention is widely available as a semiconductor substrate for manufacturing a semiconductor element, and a silicon substrate having a surface formed with a thermal oxide film is widely used. Moreover, it becomes a high-performance infrared detecting element in which various semiconductor elements are integrally formed and various functions are added.
また、本発明の温度センサの製造方法は、前記基板がシリコン基板であり、前記凹部形成工程が、ウェットエッチングによって前記凹部を形成することが好ましい。
この発明によれば、例えばフッ酸と硝酸との混酸液などを用いたウェットエッチングによって、複合金属酸化物膜を充填するための凹部を基板に形成する。
In the temperature sensor manufacturing method of the present invention, it is preferable that the substrate is a silicon substrate, and the recess forming step forms the recess by wet etching.
According to this invention, the recess for filling the composite metal oxide film is formed in the substrate by wet etching using, for example, a mixed acid solution of hydrofluoric acid and nitric acid.
また、本発明の温度センサの製造方法は、前記基板がシリコン基板であり、前記凹部形成工程が、ドライエッチングによって前記凹部を形成することが好ましい。
この発明によれば、ウェットエッチングよりも直進性の高いドライエッチングを用いて凹部を形成することで、より垂直性の高い凹部が形成される。したがって、凹部に複合金属酸化物膜を充填したときに、複合金属酸化物膜の表面と基板の表面との間がより平滑になり、電極の断線をより確実に回避できる。
In the temperature sensor manufacturing method of the present invention, it is preferable that the substrate is a silicon substrate, and the recess forming step forms the recess by dry etching.
According to the present invention, the concave portion having higher verticality is formed by forming the concave portion by using dry etching having higher straightness than wet etching. Accordingly, when the concave portion is filled with the composite metal oxide film, the space between the surface of the composite metal oxide film and the surface of the substrate becomes smoother, and disconnection of the electrode can be avoided more reliably.
また、本発明の温度センサの製造方法は、前記基板がシリコン基板であり、前記凹部形成工程が、前記基板の前記凹部を形成する凹部形成予定部を除く表面にシリコン窒化膜を形成し、シリコン局所酸化法によって前記凹部形成予定部を酸化した後、前記シリコン窒化膜及び前記凹部形成予定部を除去することが好ましい。
この発明によれば、凹部を形成する凹部形成予定部を除く表面にカバー層であるシリコン窒化膜を形成し、凹部形成予定部に対してシリコン局所酸化法（以下、ＬＯＣＯＳ（local oxidization of silicon）法と省略する。）を用いて酸化した後、シリコン窒化膜及び酸化した凹部形成予定部を除去することによって凹部を形成する。ここで、シリコン窒化膜は、例えば熱リン酸溶液に浸漬するか、六フッ化硫黄を用いたドライエッチングによって除去される。また、凹部形成予定部に形成された酸化シリコンは、例えば希フッ酸溶液あるいはバッファードフッ酸を用いたウェットエッチングによって除去される。
In the temperature sensor manufacturing method of the present invention, the substrate is a silicon substrate, and the recess forming step forms a silicon nitride film on a surface of the substrate excluding a recess forming scheduled portion that forms the recess. It is preferable to remove the silicon nitride film and the recessed portion formation planned portion after oxidizing the recessed portion formation planned portion by a local oxidation method.
According to the present invention, a silicon nitride film, which is a cover layer, is formed on the surface excluding the recess formation planned portion for forming the recess, and the silicon local oxidation method (hereinafter referred to as LOCOS (local oxidation of silicon)) is applied to the recess formation planned portion. Then, the recess is formed by removing the silicon nitride film and the oxidized recess formation scheduled portion. Here, the silicon nitride film is removed, for example, by dipping in a hot phosphoric acid solution or by dry etching using sulfur hexafluoride. Further, the silicon oxide formed in the recessed portion formation planned portion is removed by wet etching using, for example, a diluted hydrofluoric acid solution or buffered hydrofluoric acid.
本発明の温度センサ及び製造方法によれば、複合金属酸化物膜の表面とシリコン基板の表面との間がより平滑となることによって、複合金属酸化物膜と二酸化珪素層との境界における電極の破断を回避できる。したがって、安定した特性を維持することができる。 According to the temperature sensor and the manufacturing method of the present invention, the surface between the surface of the composite metal oxide film and the surface of the silicon substrate becomes smoother, so that the electrode at the boundary between the composite metal oxide film and the silicon dioxide layer is formed. Breakage can be avoided. Therefore, stable characteristics can be maintained.
以下、本発明にかかる温度センサの一実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態による温度センサ１は、赤外線検出素子として用いられるものであって、図１に示すように、シリコン基板２と、シリコン基板２の表面に形成された二酸化珪素層（以下、ＳｉＯ２層と省略する）３と、ＳｉＯ２層３の上面に形成された薄膜サーミスタ（複合金属酸化物膜）４と、薄膜サーミスタ４の表面及びＳｉＯ２層３の表面にわたって形成された一対の電極５、６とによって構成されている。
Hereinafter, an embodiment of a temperature sensor according to the present invention will be described with reference to the drawings.
The temperature sensor 1 according to the present embodiment is used as an infrared detection element, and as shown in FIG. 1, a
シリコン基板２の表面には、ドライエッチングによって平面視矩形状の凹部２Ａが形成されている。この凹部２Ａの深さは、薄膜サーミスタ４の厚さとほぼ同一となるように形成されており、例えば０．２μｍとなっている。
On the surface of the
ＳｉＯ２層３は、シリコン基板２の表面を熱酸化することで形成されたものであって、層厚が０．１μｍ以上１．５μｍ以下となっている。
この熱酸化法は、シリコンと酸素や水蒸気とを高温で反応させて形成するものである。このような熱酸化法として、例えば窒素をキャリアガスとして酸素ガスを流すドライＯ２酸化法、加熱水を通して酸素を供給するウェットＯ２酸化法、スチームによるスチーム酸化法、水素ガスと酸素ガスとを外部で燃焼させて発生した水蒸気を供給するパイロジェニック酸化法、酸素ガスを液体窒素を通して窒素ガスをキャリアとして流すＯ２分圧酸化法、あるいは窒素ガスと酸素ガスとを一緒に塩素ガスを添加した塩酸酸化法などがある。
なお、熱酸化法で形成されるＳｉＯ２層３の厚さは、酸化処理温度や時間、あるいは酸素ガスやスチームの流量などによって設定される。したがって、これらの要因を制御することで、厚さ０．１μｍ以上１．５μｍ以下のＳｉＯ２層３が形成されている。
The SiO 2 layer 3 is formed by thermally oxidizing the surface of the
This thermal oxidation method is formed by reacting silicon with oxygen or water vapor at a high temperature. As such a thermal oxidation method, for example, a dry O 2 oxidation method in which oxygen gas is supplied using nitrogen as a carrier gas, a wet O 2 oxidation method in which oxygen is supplied through heated water, a steam oxidation method by steam, hydrogen gas and oxygen gas are used. A pyrogenic oxidation method that supplies water vapor generated by external combustion, an O 2 partial pressure oxidation method in which oxygen gas is passed through liquid nitrogen and nitrogen gas as a carrier, or chlorine gas is added together with nitrogen gas and oxygen gas There is a hydrochloric acid oxidation method.
Note that the thickness of the SiO 2 layer 3 formed by the thermal oxidation method is set according to the oxidation treatment temperature and time, the flow rate of oxygen gas or steam, or the like. Therefore, by controlling these factors, the SiO 2 layer 3 having a thickness of 0.1 μm or more and 1.5 μm or less is formed.
薄膜サーミスタ４は、（Ｍｎ、Ｃｏ）３Ｏ４、（Ｍｎ、Ｃｏ、Ｆｅ）３Ｏ４、あるいは（Ｍｎ、Ｃｏ、Ｃｕ）３Ｏ４のスピネル構造の複合金属酸化物によって構成されており、シリコン基板２に形成された凹部２Ａを充填するように形成されている。ここで、薄膜サーミスタ４が（Ｍｎ、Ｃｏ）３Ｏ４によって構成されている場合には、ＭｎとＣｏとのモル比が４：６程度であることが好ましい。また、薄膜サーミスタ４が（Ｍｎ、Ｃｏ、Ｆｅ）３Ｏ４によって構成されている場合には、Ｍｎ：Ｃｏ：Ｆｅのモル比が（２０〜６０）：（２〜６５）：（９〜４０）程度であることが好ましい。そして、薄膜サーミスタ４が（Ｍｎ、Ｃｏ、Ｃｕ）３Ｏ４によって構成されている場合には、Ｍｎ：Ｃｏ：Ｃｕのモル比が（３５〜６０）：（２〜６５）：（１〜４０）程度であることが好ましい。これらの複合金属酸化物は、温度が上昇するとその抵抗値が低くなる、いわゆる負特性を有している。
また、この薄膜サーミスタ４の膜厚は、例えば０．２μｍとなっている。
The
The film thickness of the
一対の電極５、６は、薄膜サーミスタ４の表面からＳｉＯ２層３の表面にわたるように形成されており、Ｃｒ（クロム）薄膜によって構成されている。そして、電極５、６は、それぞれ薄膜サーミスタ４の表面に形成された櫛型電極部１１、１２と、櫛型電極部１１、１２のそれぞれと外部回路とを接続するためのパッド部１３、１４とを備えている。
The pair of
次に、このように構成された温度センサ１の製造方法について説明する。
まず、シリコン基板２の表面であって、薄膜サーミスタ４を形成する所定位置を除いた部分にフォトリソグラフィ技術を用いてフォトレジスト層を形成する。そして、このフォトレジスト層をマスクとしたドライエッチングを行うことにより、シリコン基板２に深さ０．２μｍの凹部２Ａを形成する（図２（ａ）参照）。次に、マスクとしたフォトレジストを除去した後、熱酸化法によって、シリコン基板２の表面に層厚が０．１μｍ以上１．５μｍ以下のＳｉＯ２層３を形成する（図２（ｂ）参照）。
Next, a manufacturing method of the temperature sensor 1 configured as described above will be described.
First, a photoresist layer is formed on the surface of the
そして、フォトリソグラフィ技術を用い、シリコン基板２の表面であって、凹部２Ａを除いた部分にフォトレジスト層を形成する。次に、凹部２Ａ及びフォトレジスト層の上面に（Ｍｎ、Ｃｏ）３Ｏ４、（Ｍｎ、Ｃｏ、Ｆｅ）３Ｏ４、あるいは（Ｍｎ、Ｃｏ、Ｃｕ）３Ｏ４のスピネル構造の複合金属酸化物膜を、膜厚が０．２μｍとなるようにスパッタ法によって形成し、フォトレジスト層を除去することで凹部２Ａのみに薄膜サーミスタ４がこの凹部２Ａを充填するように形成する（図２（ｃ）参照）。
Then, using a photolithography technique, a photoresist layer is formed on the surface of the
その後、薄膜サーミスタ４に対して６００℃±５０℃の温度範囲で１時間熱処理を施す。一般に複合金属酸化物で構成された薄膜サーミスタは、このような熱処理を施すことによって赤外線センサとして最適な電気特性を発揮するようになる。例えば二酸化珪素層の上面に厚さ０．２μｍのＭｎ３Ｏ４−Ｃｏ３Ｏ４（４０ｍｏｌ％：６０ｍｏｌ％）複合金属酸化物をスパッタ成膜し、６００℃±５０℃の温度範囲で１時間熱処理を施した場合、抵抗値及びＢ定数のＢ２５／５０値がバルク・レベルと同等となることがわかっている。
Thereafter, the
次に、薄膜サーミスタ４またはＳｉＯ２層３の表面に電極５、６を形成するためのＣｒ薄膜を形成する。そして、Ｃｒ薄膜の表面であって櫛型電極部１１、１２及びパッド部１３、１４を形成する所定位置に、フォトリソグラフィ技術を用いてフォトレジスト層を形成する。次に、フォトレジスト層をマスクとし、硝酸セリウムアンモニウム溶液を用いたウェットエッチングを行うことによって、櫛型電極部１１、１２及びパッド部１３、１４を形成する（図２（ｄ）参照）。このとき、レジスト除去液によって残存したフォトレジスト層を除去する。以上のようにして温度センサ１を製造する。
Next, a Cr thin film for forming the
以上より、本実施形態の温度センサ１によれば、薄膜サーミスタ４の表面とシリコン基板２の表面との間をより平滑にすることで、薄膜サーミスタ４とＳｉＯ２層３との境界における電極５、６の破断を回避できる。したがって、温度センサの特性の劣化が抑制され、安定した特性を維持することができる。
As described above, according to the temperature sensor 1 of the present embodiment, the
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、ＳｉＯ２層は、シリコン基板の上面に形成されているが、アルミナやガラス基板上に化学気相成長法（ＣＶＤ法）などを使用して形成されたものであっても利用することができる。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change can be added in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
For example, in the above embodiment, the SiO 2 layer is formed on the upper surface of the silicon substrate, but is formed on the alumina or glass substrate using a chemical vapor deposition method (CVD method) or the like. Can also be used.
また、ドライエッチング法によってシリコン基板の所定位置に凹部を形成しているが、例えばフッ酸（ＨＦ）と硝酸（ＨＮＯ３）との混酸液を用いたウェットエッチングや、ＬＯＣＯＳ法を用いて凹部を形成してもよい。
ここで、ウェットエッチングを用いてシリコン基板に凹部を形成する際には、凹部を形成する凹部形成予定部を除いたシリコン基板の表面にフォトレジスト層によるマスクを形成し、エッチャントであるＨＦとＨＮＯ３との混酸液（例えば、ＨＦ：ＨＮＯ３＝１：５）に浸すことによって凹部を形成する。その後、残存したフォトレジスト層を除去し、上述と同様にして温度センサを製造する。
また、ＬＯＣＯＳ法を用いてシリコン基板に凹部を形成する際には、凹部形成予定部を除いたシリコン基板の表面にカバー層であるシリコン窒化膜を形成し、凹部形成予定部に対してＬＯＣＯＳ法を用いて酸化した後、シリコン窒化膜及び酸化した凹部形成予定部を除去することによって凹部を形成する。ここで、シリコン窒化膜は、例えば熱リン酸溶液に浸漬するか、六フッ化硫黄（ＳＦ６）を用いたドライエッチングによって除去される。また、凹部形成予定部に形成された酸化シリコンは、例えば希フッ酸溶液あるいはバッファードフッ酸を用いたウェットエッチングによって除去される。その後、上述と同様にして温度センサを製造する。これらの方法を用いて凹部を形成すると、ドライエッチング法を用いて凹部を形成することと比較して、凹部の傾斜面の垂直性が低くなるが、同様に複合金属酸化物膜の表面とシリコン基板の表面との間を平滑にすることができる。
In addition, the recess is formed at a predetermined position of the silicon substrate by a dry etching method. For example, the recess is formed by wet etching using a mixed acid solution of hydrofluoric acid (HF) and nitric acid (HNO 3 ), or by using the LOCOS method. It may be formed.
Here, when forming the recesses in the silicon substrate using wet etching, a mask made of a photoresist layer is formed on the surface of the silicon substrate excluding the recess formation scheduled portions for forming the recesses, and HF and HNO as etchants are formed. 3 is formed by dipping in a mixed acid solution with No. 3 (for example, HF: HNO 3 = 1: 5). Thereafter, the remaining photoresist layer is removed, and a temperature sensor is manufactured in the same manner as described above.
Further, when forming a recess in the silicon substrate using the LOCOS method, a silicon nitride film as a cover layer is formed on the surface of the silicon substrate excluding the recess formation planned portion, and the LOCOS method is applied to the recess formation planned portion. Then, the silicon nitride film and the oxidized recessed portion forming portion are removed to form a recess. Here, the silicon nitride film is removed by, for example, dipping in a hot phosphoric acid solution or by dry etching using sulfur hexafluoride (SF 6 ). Further, the silicon oxide formed in the recess formation scheduled portion is removed by wet etching using, for example, a diluted hydrofluoric acid solution or buffered hydrofluoric acid. Thereafter, a temperature sensor is manufactured in the same manner as described above. When these methods are used to form the recesses, the verticality of the inclined surfaces of the recesses is lower than when the recesses are formed using the dry etching method. The space between the surface of the substrate can be smoothed.
１ 温度センサ
２ シリコン基板
２Ａ 凹部
３ ＳｉＯ２層（二酸化珪素層）
４ 薄膜サーミスタ（複合金属酸化物膜）
５、６ 電極
1
4 Thin film thermistor (complex metal oxide film)
5, 6 electrodes
Claims (6)
前記基板の表面に凹部が形成され、該凹部を充填するように前記複合金属酸化物膜が形成されていることを特徴とする温度センサ。 A substrate having a silicon dioxide layer formed on the surface, and Mn 3 O 4 —Co 3 O 4 -based, Mn 3 O 4 —Co 3 O 4 —Fe 2 formed by sputtering on part of the surface of the silicon dioxide layer. In a temperature sensor comprising an O 3 -based or Mn 3 O 4 -Co 3 O 4 -CuO-based composite metal oxide film, and an electrode formed from the surface of the composite metal oxide film to the surface of the silicon dioxide layer. ,
A temperature sensor, wherein a concave portion is formed on the surface of the substrate, and the composite metal oxide film is formed so as to fill the concave portion.
前記基板の前記凹部を含む表面に二酸化珪素層を形成する二酸化珪素層形成工程と、
前記二酸化珪素層の上から前記凹部を充填するようにＭｎ３Ｏ４−Ｃｏ３Ｏ４系、Ｍｎ３Ｏ４−Ｃｏ３Ｏ４−Ｆｅ２Ｏ３系あるいはＭｎ３Ｏ４−Ｃｏ３Ｏ４−ＣｕＯ系の複合金属酸化物膜をスパッタ成膜するスパッタ工程と、
前記複合金属酸化物膜の表面から前記二酸化珪素層の表面にわたって電極を形成する電極形成工程とを備えることを特徴とする温度センサの製造方法。 A recess forming step of forming a recess in a flat substrate;
A silicon dioxide layer forming step of forming a silicon dioxide layer on the surface including the concave portion of the substrate;
Mn 3 O 4 —Co 3 O 4 , Mn 3 O 4 —Co 3 O 4 —Fe 2 O 3, or Mn 3 O 4 —Co 3 O 4 so as to fill the recess from above the silicon dioxide layer. A sputtering step of sputtering a CuO-based composite metal oxide film;
An electrode forming step of forming an electrode from the surface of the composite metal oxide film to the surface of the silicon dioxide layer.
前記凹部形成工程が、ウェットエッチングによって前記凹部を形成することを特徴とする請求項３に記載の温度センサの製造方法。 The substrate is a silicon substrate;
The temperature sensor manufacturing method according to claim 3, wherein the recess forming step forms the recess by wet etching.
前記凹部形成工程が、ドライエッチングによって前記凹部を形成することを特徴とする請求項３に記載の温度センサの製造方法。 The substrate is a silicon substrate;
The temperature sensor manufacturing method according to claim 3, wherein the recess forming step forms the recess by dry etching.
前記凹部形成工程が、前記基板の前記凹部を形成する凹部形成予定部を除く表面にシリコン窒化膜を形成し、シリコン局所酸化法によって前記凹部形成予定部を酸化した後、
前記シリコン窒化膜及び前記凹部形成予定部を除去することを特徴とする請求項３に記載の温度センサの製造方法。
The substrate is a silicon substrate;
The recess forming step forms a silicon nitride film on the surface of the substrate excluding the recess forming planned portion that forms the recess, and oxidizes the recess forming planned portion by a silicon local oxidation method.
4. The method of manufacturing a temperature sensor according to claim 3, wherein the silicon nitride film and the recessed portion formation scheduled portion are removed.
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006040945A Pending JP2006261661A (en) | 2005-02-18 | 2006-02-17 | Temperature sensor and its manufacturing method |
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62293701A (en) * | 1986-06-13 | 1987-12-21 | 日本鋼管株式会社 | Thin film temperature sensor and manufacture of the same |
| JPH0394401A (en) * | 1989-06-27 | 1991-04-19 | Matsushita Electric Works Ltd | Thermosensitive sensor |
| JPH10209175A (en) * | 1997-01-22 | 1998-08-07 | Nikon Corp | Junction field-effect transistor and its manufacture |
| JP2003152301A (en) * | 2001-11-16 | 2003-05-23 | Mitsubishi Electric Corp | Printed wiring board and its manufacturing method |
-
2006
- 2006-02-17 JP JP2006040945A patent/JP2006261661A/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62293701A (en) * | 1986-06-13 | 1987-12-21 | 日本鋼管株式会社 | Thin film temperature sensor and manufacture of the same |
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| JP2003152301A (en) * | 2001-11-16 | 2003-05-23 | Mitsubishi Electric Corp | Printed wiring board and its manufacturing method |
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