JP2650307B2 - 半導体圧力センサの製造方法 - Google Patents
半導体圧力センサの製造方法Info
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- JP2650307B2 JP2650307B2 JP63066936A JP6693688A JP2650307B2 JP 2650307 B2 JP2650307 B2 JP 2650307B2 JP 63066936 A JP63066936 A JP 63066936A JP 6693688 A JP6693688 A JP 6693688A JP 2650307 B2 JP2650307 B2 JP 2650307B2
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- Japan
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- pressure chamber
- reference pressure
- pressure sensor
- manufacturing
- crystal silicon
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- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は圧力センサの製造方法に関するものであ
る。
る。
［従来の技術及び課題］ 従来、圧力センサの基準圧室を真空にする場合、真空
中で基準圧室を密閉することにより行なっていた。とこ
ろが、この際、真空にした容器内で基準圧室を密閉状態
にする必要があり、真空容器の構造が真空に耐えるべく
強固にする必要があるばかりでなく真空容器内でアーム
等を使用する必要があるために外部からの圧力センサの
基準圧室を作成するための部材の取扱が非常に面倒であ
った。
中で基準圧室を密閉することにより行なっていた。とこ
ろが、この際、真空にした容器内で基準圧室を密閉状態
にする必要があり、真空容器の構造が真空に耐えるべく
強固にする必要があるばかりでなく真空容器内でアーム
等を使用する必要があるために外部からの圧力センサの
基準圧室を作成するための部材の取扱が非常に面倒であ
った。
この発明の目的は、真空中で基準圧室を作ることなく
簡単に真空となる基準圧室を作成することができる圧力
センサの製造方法を提供することにある。
簡単に真空となる基準圧室を作成することができる圧力
センサの製造方法を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ この発明は上記目的を達成するため、基板に基準圧力
室を備えた半導体圧力センサの製造方法において、圧力
センサの基準圧室となる部分に反応性物質を形成し、反
応性ガスをこの基準圧室に密封し、密封した後に反応性
物質と反応性ガスとを反応させ当該反応性ガスを固定化
させることによりこの基準圧室を真空にするようにした
ことをその要旨とするものである。
室を備えた半導体圧力センサの製造方法において、圧力
センサの基準圧室となる部分に反応性物質を形成し、反
応性ガスをこの基準圧室に密封し、密封した後に反応性
物質と反応性ガスとを反応させ当該反応性ガスを固定化
させることによりこの基準圧室を真空にするようにした
ことをその要旨とするものである。
［作用］ 圧力センサの基準圧室となる部分に反応性物質部が形
成され、反応性ガスがこの基準圧室に密封された後に反
応性物質と反応性ガスとを反応させて当該反応性ガスを
固化させることによりこの基準圧室が真空になる。
成され、反応性ガスがこの基準圧室に密封された後に反
応性物質と反応性ガスとを反応させて当該反応性ガスを
固化させることによりこの基準圧室が真空になる。
［実施例］ 以下、この発明を具体化した一実施例を図面に従って
説明する。
説明する。
第１図（ａ）〜（ｇ）は本発明の実施例を示す断面図
であって、その製造工程を順に説明する。
であって、その製造工程を順に説明する。
まず、同図（ａ）に示すように、（100）面の第１の
単結晶シリコン基板１の主表面上の所定領域にシリコン
酸化膜（SiO2）２を形成し、さらに、そのシリコン酸化
膜２をマスクとして水酸化カリウム（KOH）等による異
方性のエッチング液を用いてエッチングし、同図（ｂ）
に示すように凸部３を形成する。尚、ここで用いる基板
としてはその結晶面は（110）でもよい。
単結晶シリコン基板１の主表面上の所定領域にシリコン
酸化膜（SiO2）２を形成し、さらに、そのシリコン酸化
膜２をマスクとして水酸化カリウム（KOH）等による異
方性のエッチング液を用いてエッチングし、同図（ｂ）
に示すように凸部３を形成する。尚、ここで用いる基板
としてはその結晶面は（110）でもよい。
一方、同図（ｃ）に示すように、例えば、その比抵抗
が３〜５Ωcm、Ｎ型導電体、結晶面が（100）あるいは
（110）の第２の単結晶シリコン基板４の主表面の所定
領域に、シリコン酸化膜５を形成し、そのシリコン酸化
膜５をマスクとしてボロン（Ｂ）等のＰ型不純物を高濃
度に拡散しピエゾ抵抗層６を＜110＞方向に形成する。
引続き、同図（ｄ）に示すように、シリコン酸化膜５を
除去した後に第２の単結晶シリコン基板４の主表面上の
全面にLPCVD法又はプラズマCVD法により膜厚が0.1〜2.0
μｍのシリコン窒化膜（Si3N4）７を形成し、さらに、
このシリコン窒化膜７上にBPSG膜８を形成する。尚、こ
の時、BPSG膜８の表面はほぼ平滑な状態になっている。
が３〜５Ωcm、Ｎ型導電体、結晶面が（100）あるいは
（110）の第２の単結晶シリコン基板４の主表面の所定
領域に、シリコン酸化膜５を形成し、そのシリコン酸化
膜５をマスクとしてボロン（Ｂ）等のＰ型不純物を高濃
度に拡散しピエゾ抵抗層６を＜110＞方向に形成する。
引続き、同図（ｄ）に示すように、シリコン酸化膜５を
除去した後に第２の単結晶シリコン基板４の主表面上の
全面にLPCVD法又はプラズマCVD法により膜厚が0.1〜2.0
μｍのシリコン窒化膜（Si3N4）７を形成し、さらに、
このシリコン窒化膜７上にBPSG膜８を形成する。尚、こ
の時、BPSG膜８の表面はほぼ平滑な状態になっている。
そして、同図（ｅ）に示すように、100％（高純度
な）酸素雰囲気中で第１の単結晶シリコン基板１の主表
面上に、上下のパターンが設定通り重なるように例えば
赤外顕微鏡で位置合せを行い第２の単結晶シリコン基板
４に形成されたBPSG膜８を配置する。そして、第１、第
２の単結晶シリコン基板1,4（あるいは、それらのウェ
ハ）の周辺部をレーザにより溶融接着して仮止めを行な
う。この際に、凹部３とBPSG膜８とにより囲まれた基準
圧室となる空間が密閉される。
な）酸素雰囲気中で第１の単結晶シリコン基板１の主表
面上に、上下のパターンが設定通り重なるように例えば
赤外顕微鏡で位置合せを行い第２の単結晶シリコン基板
４に形成されたBPSG膜８を配置する。そして、第１、第
２の単結晶シリコン基板1,4（あるいは、それらのウェ
ハ）の周辺部をレーザにより溶融接着して仮止めを行な
う。この際に、凹部３とBPSG膜８とにより囲まれた基準
圧室となる空間が密閉される。
しかる後に、炉内に入れ約1000℃に加熱してBPSG膜８
を溶融し第１、第２の単結晶シリコン基板1,4の両者を
密着させる。この際、両者の接着は高温中で行なわれる
ので、凹部３とBPSG膜８とにより囲まれた基準圧室とな
る空間に密封された酸素は同空間内に露出する第１の単
結晶シリコン基板１と反応してシリコン酸化物（SiO2）
９となる。従って、基準圧室となる空間の酸素は消費さ
れ同空間が減圧されて真空（例えば、10-3〜10-2Torr）
にすることができる（同図（ｆ）参照）。
を溶融し第１、第２の単結晶シリコン基板1,4の両者を
密着させる。この際、両者の接着は高温中で行なわれる
ので、凹部３とBPSG膜８とにより囲まれた基準圧室とな
る空間に密封された酸素は同空間内に露出する第１の単
結晶シリコン基板１と反応してシリコン酸化物（SiO2）
９となる。従って、基準圧室となる空間の酸素は消費さ
れ同空間が減圧されて真空（例えば、10-3〜10-2Torr）
にすることができる（同図（ｆ）参照）。
尚、本実施例では接着が完全に行なわれるように基板
上に重しを乗せて行なっている。又、両者の接着を行な
う為の接着（接合）層としてBPSG膜８を用いているが、
耐の低融点ガラス等を用いてもよく、又その両者の接合
は低融点ガラスの溶融接着に限定されることなく、例え
ば第１の単結晶シリコン基板１上のシリコン酸化膜２を
除去して、いわゆる陽極接合（アノーディックボンディ
ング）により接合してもよく、又、仮止めを行なわず酸
素雰囲気中の高温炉内で、いわゆる直接接着してもよ
い。この直接接着にて行なう場合には、500〜800℃で基
準圧室となる空間が密閉にされ、さらにその温度以上に
することにより酸素をシリコン酸化物（SiO2）にするこ
とができる。又、接着用のBPSG膜８はシリコン窒化膜７
の全面に形成することなく接着部分のみに部分的に形成
してもよい。
上に重しを乗せて行なっている。又、両者の接着を行な
う為の接着（接合）層としてBPSG膜８を用いているが、
耐の低融点ガラス等を用いてもよく、又その両者の接合
は低融点ガラスの溶融接着に限定されることなく、例え
ば第１の単結晶シリコン基板１上のシリコン酸化膜２を
除去して、いわゆる陽極接合（アノーディックボンディ
ング）により接合してもよく、又、仮止めを行なわず酸
素雰囲気中の高温炉内で、いわゆる直接接着してもよ
い。この直接接着にて行なう場合には、500〜800℃で基
準圧室となる空間が密閉にされ、さらにその温度以上に
することにより酸素をシリコン酸化物（SiO2）にするこ
とができる。又、接着用のBPSG膜８はシリコン窒化膜７
の全面に形成することなく接着部分のみに部分的に形成
してもよい。
そして、同図（ｆ）に示すように、第１の単結晶シリ
コン基板１の他主面（裏面）をワックス等で覆い（図示
はしない）、第２の単結晶シリコン基板４の他主面（裏
面）側より、例えばエチレンジアミン（260ml）、ピテ
カテロール（45g）、水（120ml）を主成分とする異方性
エッチング液により第２の単結晶シリコン基板４をエッ
チング除去する。この際、エッチングはＮ型誘電体であ
る領域を選択的に進行し、高濃度にボロンを拡散したピ
エゾ抵抗層６部分及びシリコン窒化膜７はほとんどエッ
チングされずに残る。このようにして絶縁膜としてのシ
リコン窒化膜７上に単結晶のピエゾ抵抗層６が形成され
る。そして、同図（ｇ）に示すように、表面保護膜10、
及びAl等からなる配線層11を形成して本実施例の半導体
圧力センサを構成する。
コン基板１の他主面（裏面）をワックス等で覆い（図示
はしない）、第２の単結晶シリコン基板４の他主面（裏
面）側より、例えばエチレンジアミン（260ml）、ピテ
カテロール（45g）、水（120ml）を主成分とする異方性
エッチング液により第２の単結晶シリコン基板４をエッ
チング除去する。この際、エッチングはＮ型誘電体であ
る領域を選択的に進行し、高濃度にボロンを拡散したピ
エゾ抵抗層６部分及びシリコン窒化膜７はほとんどエッ
チングされずに残る。このようにして絶縁膜としてのシ
リコン窒化膜７上に単結晶のピエゾ抵抗層６が形成され
る。そして、同図（ｇ）に示すように、表面保護膜10、
及びAl等からなる配線層11を形成して本実施例の半導体
圧力センサを構成する。
このように本実施例においては、凹部３が第１の単結
晶シリコン基板１にて形成されこのシリコン基板１にて
基準圧室となる部分に反応性物質部を形成したことにな
り、反応性ガスとしての酸素をこの基準圧室に密封した
後に高温状態にすることにより第１の単結晶シリコン基
板１と酸素とを反応させるシリコン酸化物（SiO2）９に
し当該酸素を固定化させてこの基準圧室を真空にするこ
とができることとなる。従って、従来、圧力センサの基
準圧室を真空にする場合には真空中で基準圧室を密閉す
ることにより行なっていたために真空にした容器内で基
準圧室を密閉状態にする必要があり、真空に耐える真空
容器の構造が必要となるばかりでなく外部からの圧力セ
ンサの基準圧室を作成するための部材の取扱が非常に面
倒であったが、本実施例ではそのような真空容器を使用
することなく、かつ真空容器内で作業を行なう必要がな
く外部圧力と同じ１気圧中での100％の酸素中で作業を
行なうことができ、極端な場合はビニール製の容器内で
その作業等を行なうことも可能となる。
晶シリコン基板１にて形成されこのシリコン基板１にて
基準圧室となる部分に反応性物質部を形成したことにな
り、反応性ガスとしての酸素をこの基準圧室に密封した
後に高温状態にすることにより第１の単結晶シリコン基
板１と酸素とを反応させるシリコン酸化物（SiO2）９に
し当該酸素を固定化させてこの基準圧室を真空にするこ
とができることとなる。従って、従来、圧力センサの基
準圧室を真空にする場合には真空中で基準圧室を密閉す
ることにより行なっていたために真空にした容器内で基
準圧室を密閉状態にする必要があり、真空に耐える真空
容器の構造が必要となるばかりでなく外部からの圧力セ
ンサの基準圧室を作成するための部材の取扱が非常に面
倒であったが、本実施例ではそのような真空容器を使用
することなく、かつ真空容器内で作業を行なう必要がな
く外部圧力と同じ１気圧中での100％の酸素中で作業を
行なうことができ、極端な場合はビニール製の容器内で
その作業等を行なうことも可能となる。
尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
上記実施例では酸素と単結晶シリコン基板１を反応させ
たが、反応性ガスとしては他の反応性のあるガスでもよ
く、又、反応性物質としては、凹部３内にTi,W,Mo等の
金属をスパッタ蒸着等にて配置したり、アモルファスシ
リコンやポリシリコン等を使用してもよい。さらに、フ
ッ酸溶液中で陽極化成することにより単結晶シリコン基
板１の凹部３の表面部をポーラス状態（多孔質）にする
ことにより反応性ガスの固定化反応をより促進させるよ
うにしてもよい。
上記実施例では酸素と単結晶シリコン基板１を反応させ
たが、反応性ガスとしては他の反応性のあるガスでもよ
く、又、反応性物質としては、凹部３内にTi,W,Mo等の
金属をスパッタ蒸着等にて配置したり、アモルファスシ
リコンやポリシリコン等を使用してもよい。さらに、フ
ッ酸溶液中で陽極化成することにより単結晶シリコン基
板１の凹部３の表面部をポーラス状態（多孔質）にする
ことにより反応性ガスの固定化反応をより促進させるよ
うにしてもよい。
又、上記実施例では基準圧室に反応性ガス（酸素）を
密封した後に高温度にすることにより反応性物質と反応
性ガスとを反応させ真空を作るようにしたが、その反応
性物質と反応性ガスとを反応させるために高温度にする
他にも、マイクロ波を照射する等のエネルギーを与える
ことにより反応を行なわせてもよい。
密封した後に高温度にすることにより反応性物質と反応
性ガスとを反応させ真空を作るようにしたが、その反応
性物質と反応性ガスとを反応させるために高温度にする
他にも、マイクロ波を照射する等のエネルギーを与える
ことにより反応を行なわせてもよい。
さらに、上記実施例では半導体圧力センサの製造に具
体化したが、通常の圧力センサに実施してもよいことは
勿論である。
体化したが、通常の圧力センサに実施してもよいことは
勿論である。
［発明の効果］ 以上詳述したようにこの発明によれば、真空中で基準
圧室を作ることなく簡単に真空となる基準圧室を作成す
ることができる優れた効果を発揮する。
圧室を作ることなく簡単に真空となる基準圧室を作成す
ることができる優れた効果を発揮する。
第１図（ａ）〜（ｇ）はこの発明を具体化した圧力セン
サの製造工程を説明するための断面図である。 １は第１の単結晶シリコン基板、３は凹部、９はシリコ
ン酸化物。
サの製造工程を説明するための断面図である。 １は第１の単結晶シリコン基板、３は凹部、９はシリコ
ン酸化物。
Claims (1)
- 【請求項１】基板に基準圧力室を備えた半導体圧力セン
サの製造方法において、 圧力センサの基準圧室となる部分に反応性物質を形成
し、 反応性ガスをこの基準圧室に密封し 密封した後に反応性物質と反応性ガスとを反応させ当該
反応性ガスを固定化させることによりこの基準圧室を真
空にするようにしたことを特徴とする半導体圧力センサ
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63066936A JP2650307B2 (ja) | 1988-03-19 | 1988-03-19 | 半導体圧力センサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63066936A JP2650307B2 (ja) | 1988-03-19 | 1988-03-19 | 半導体圧力センサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01239881A JPH01239881A (ja) | 1989-09-25 |
| JP2650307B2 true JP2650307B2 (ja) | 1997-09-03 |
Family
ID=13330381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63066936A Expired - Lifetime JP2650307B2 (ja) | 1988-03-19 | 1988-03-19 | 半導体圧力センサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2650307B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2619088B2 (ja) * | 1989-12-28 | 1997-06-11 | 株式会社日立製作所 | 燃料噴射装置 |
| US6388279B1 (en) | 1997-06-11 | 2002-05-14 | Denso Corporation | Semiconductor substrate manufacturing method, semiconductor pressure sensor and manufacturing method thereof |
| JP4645028B2 (ja) * | 2003-12-12 | 2011-03-09 | 株式会社村田製作所 | 陽極接合型密閉ケース及び陽極接合型デバイスの製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5097473U (ja) * | 1974-01-07 | 1975-08-14 | ||
| JPS6276784A (ja) * | 1985-09-30 | 1987-04-08 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 半導体圧力センサの製造方法 |
-
1988
- 1988-03-19 JP JP63066936A patent/JP2650307B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01239881A (ja) | 1989-09-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |