JP2940293B2 - 半導体加速度センサの製造方法 - Google Patents

半導体加速度センサの製造方法

Info

Publication number
JP2940293B2
JP2940293B2 JP4077830A JP7783092A JP2940293B2 JP 2940293 B2 JP2940293 B2 JP 2940293B2 JP 4077830 A JP4077830 A JP 4077830A JP 7783092 A JP7783092 A JP 7783092A JP 2940293 B2 JP2940293 B2 JP 2940293B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
type
acceleration sensor
layer
piezoresistor
epitaxial layer
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP4077830A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH05281252A (ja
Inventor
茂之 清田
英夫 室
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP4077830A priority Critical patent/JP2940293B2/ja
Priority to US08/037,335 priority patent/US5395802A/en
Publication of JPH05281252A publication Critical patent/JPH05281252A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2940293B2 publication Critical patent/JP2940293B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • B81C1/00642—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for improving the physical properties of a device
    • B81C1/0065—Mechanical properties
    • B81C1/00666—Treatments for controlling internal stress or strain in MEMS structures
    • 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
    • B81C1/00436—Shaping materials, i.e. techniques for structuring the substrate or the layers on the substrate
    • B81C1/00555—Achieving a desired geometry, i.e. controlling etch rates, anisotropy or selectivity
    • B81C1/00595—Control etch selectivity
    • 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
    • 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
    • G01P15/12—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 by alteration of electrical resistance
    • G01P15/123—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 by alteration of electrical resistance by piezo-resistive elements, e.g. semiconductor strain gauges
    • 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
    • B81B2203/01—Suspended structures, i.e. structures allowing a movement
    • B81B2203/0118—Cantilevers
    • 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
    • B81B2203/0315—Cavities
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2207/00—Microstructural systems or auxiliary parts thereof
    • B81B2207/01—Microstructural systems or auxiliary parts thereof comprising a micromechanical device connected to control or processing electronics, i.e. Smart-MEMS
    • B81B2207/015—Microstructural systems or auxiliary parts thereof comprising a micromechanical device connected to control or processing electronics, i.e. Smart-MEMS the micromechanical device and the control or processing electronics being integrated on the same substrate
    • 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
    • B81C2201/01—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate
    • B81C2201/0174—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate for making multi-layered devices, film deposition or growing
    • B81C2201/0176—Chemical vapour Deposition
    • B81C2201/0177—Epitaxy, i.e. homo-epitaxy, hetero-epitaxy, GaAs-epitaxy
    • 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
    • G01P2015/0805—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 being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
    • G01P2015/0822—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 being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass
    • G01P2015/0825—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 being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass
    • G01P2015/0828—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 being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass the mass being of the paddle type being suspended at one of its longitudinal ends
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S438/00—Semiconductor device manufacturing: process
    • Y10S438/914—Doping
    • Y10S438/924—To facilitate selective etching

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は物体に加わる加速度を
検出する半導体加速度センサの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体加速度センサについて、図
７、図８を用いて説明する。
【０００３】まず構成について図７を用いて説明する。
図７（ｂ）は平面図、図７（ａ）は図７（ｂ）のＡ−Ａ
断面図である。なお、この図７は簡略化のために配線電
極、酸化膜等の図示を省略している。
【０００４】Ｎ型エピタキシャル層12が積層されたＰ型
シリコン基板11は、選択的なエッチングにより、空隙部
10の部分が取り除かれている。支持部４には厚さが薄い
梁２が支持されて、この梁２の先端に重り部３が取り付
けられている。梁２の部分でＮ型エピタキシャル層12の
表面にはＰ型ピエゾ抵抗15が形成されていて、加速度に
より梁２が撓んだときに、応力によりＰ型ピエゾ抵抗15
の抵抗値が変化するようになっている。また支持部４上
の一部分にもＰ型ピエゾ抵抗15と同一のピエゾ抵抗６が
形成されている。このピエゾ抵抗15と６を接続すること
によりブリッジ回路を構成する。
【０００５】この半導体加速度センサの動作を説明す
る。
【０００６】加速度センサに加速度が生じると重り部３
が上方または下方に変位して、梁２が撓む。この撓みに
応じてピエゾ抵抗15が応力を受けて、この応力に応じて
Ｐ型ピエゾ抵抗15の抵抗値が変化する。この抵抗値の変
化を検出することによって加速度を検出することができ
る。
【０００７】次にこの半導体加速度センサの製造方法を
図８を用いて説明する。
【０００８】まず、Ｐ型シリコン基板１１上にＮ型エピ
タキシャル層１２を成長させる。次にＰ型拡散層１３を
Ｐ型シリコン基板１１の表面に至るまでＮ型エピタキシ
ャル層１２の一部に形成する。このＰ型拡散層１３は図
７（ｂ）に示すように重リ部３を取リ囲むように形成さ
れる。このＰ型拡散層１３の形成時に、Ｎ型エピタキシ
ャル層１２上の全面に酸化膜１４が形成される（図８
（ａ））。
【０００９】次にボロンのイオン注入及び拡散等によリ
Ｐ型ピエゾ抵抗１５を形成する。そしてシリコン基板１
１の裏面に窒化シリコン膜（Ｓｉ3Ｎ4）のような耐エツ
チ膜１６を全面に形成してから、ピエゾ抵抗１５とＰ型
拡散層１３の直下部分の絶縁膜を選択的に除去する（図
８（ｂ））。
【００１０】次にピエゾ抵抗１５とのコンタクトのため
にピエゾ抵抗１５の上面の酸化膜１４を一部分除去し
て、コンタクトホールを形成して、その部分に配線電極
１７を形成する（図８（ｃ））。
【００１１】次いで、Ｎ型エピタキシャル層１２に正電
圧を印加しながら、裏面よリシリコン基板１１を水酸化
カリウム（ＫＯＨ）、ヒドラジン等の異方性アルカリエ
ッチング液でエッチングを行うと、Ｐ型拡散層１３がエ
ピタキシャル層１２にある部分はシリコン基板１１及び
エピタキシャル層１２の表面までエッチングされ、梁２
となる部分はＰ型シリコン基板１１とＮ型エピタキシャ
ル層１２の界面までエッチングされて、エッチングが停
止する（図８（ｄ））。
【００１２】」次いで、耐エッチ膜１６を除去してか
ら、台座７と接合すると、図７に示すような加速度セン
サができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
半導体加速度センサの製造方法では、梁の形成は半導体
基板の裏面からの異方性アルカリエッチングであり、ピ
エゾ抵抗の形成は半導体基板の表面からの不純物の注入
及び拡散によって形成していたために、マスク合わせを
行う必要があった。このマスク合わせは精度良く行うの
が難しく、ずれてしまうことがあり、このズレによりピ
エゾ抵抗と梁の相対位置がずれて、加速度が生じたとき
の検出感度が低下したり、オフセットが生じてしまって
いた。
【００１４】本発明は梁とピエゾ抵抗の相対位置のズレ
の生じない加速度センサの製造方法を提供することを目
的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明では、梁と、この
梁に支持される重り部を有する半導体加速度センサの製
造方法において、第１導電型の半導体基板表面で、前記
梁の両端に第２導電型の埋込層を２個所に形成し、か
つ、該半導体加速度センサの周辺回路を形成する領域の
底部に設けられる第２導電型の埋込層を共に形成する工
程と、前記半導体基板上に第２導電型のエピタキシャル
層を積層する工程と、前記梁及び重り部となる領域を取
り囲むように、エピタキシャル層に第１導電型の拡散層
を形成する工程と、前記２つの埋込層に挟まれる領域上
で前記エピタキシャル層の表面に第１導電型の不純物を
注入拡散して拡散抵抗を形成する工程と、前記半導体基
板の裏面に選択的に絶縁膜を形成する工程と、この絶縁
膜をパターンとして、裏面から前記半導体基板及び前記
拡散層をエッチング除去することによって前記梁及び重
り部を形成する工程から構成した。
【００１６】
【００１７】
【作用】本発明では、上記構成の通り拡散抵抗及び２つ
の埋込層の両者とも半導体基板の表面側から形成したた
めに、２つの埋込層に挟まれる領域のエピタキシャル層
に形成される梁と拡散抵抗の相対位置がずれることがな
い。従って加速度が生じたときに拡散抵抗に加わる応力
分布の変化を非常に小さく抑えることができるので、検
出感度のばらつき、検出感度の低下を抑えることができ
る。またオフセツトを低減することができる。それと共
に、上記２つの埋込層と該半導体加速度センサの周辺回
路を形成する領域の底部に設けられる埋込層とを同一工
程で形成することにより、製造方法を大きく増加させる
ことなく加速度センサと周辺回路（例えばセンサ信号の
処理回路）とを同一基板上に構成した集積回路を得るこ
とが出来る。
【００１８】
【００１９】
【実施例】以下に本発明の実施例を図１〜図６を用いて
説明する。
【００２０】
【００２１】図１によって構成を説明する。図１（ａ）
は図１（ｂ）のＢ−Ｂ断面図、図１（ｂ）は平面図であ
る。この図１（ｂ）の平面図は簡略化のために後記する
配線電極、酸化膜等の図示を省略している。
【００２２】Ｎ型エピタキシャル層12が積層されたＰ型
シリコン基板11は、選択的なエッチングにより、空隙部
10の部分が取り除かれている。支持部４には厚さが薄い
梁２が支持されて、この梁２の先端に重り部３が取り付
けられている。また梁２と支持部４、また梁２と重り部
３の接続部分には略楕円形状のＮ+型埋込層18がそれぞ
れ形成されている。
【００２３】梁２の表面にはＰ型ピエゾ抵抗が形成され
ていて、また支持部４の一部分にはＰ型ピエゾ抵抗15と
同一のピエゾ抵抗が形成されている（図示を省略）。こ
の２組のピエゾ抵抗は接続されて、ブリッジ回路を構成
する。
【００２４】次のこの加速度センサの加速度の検出方法
を説明する。
【００２５】この加速度センサに加速度が生じると、梁
２が撓み、重り部３が上方または下方へと変位する。こ
のとき梁２の撓みにより、梁２には応力が生じる。この
応力によってＰ型ピエゾ抵抗の抵抗値が変化するので、
この抵抗値の変化を検出することによって生じた加速度
を検出することができる。
【００２６】次に図２〜３によって製造方法を説明す
る。
【００２７】Ｐ型シリコン基板11の表面の２箇所に多量
のＮ型不純物を拡散して、Ｎ+型の埋込層18を２箇所形
成する。次いでシリコン基板11上にＮ型エピタキシャル
層12を形成する（図２（ａ））。
【００２８】次にボロン等のＰ型の不純物をＮ型エピタ
キシャル層12表面からＰ型シリコン基板11の表面に至る
までデポして、Ｎ型エピタキシャル層12の一部にＰ型拡
散層13を形成する。このＰ型拡散層13は図１（ｂ）に示
すように重り部３を取り囲むように凹形状に形成され
る。またこのボロンのデポのときに、Ｎ型エピタキシャ
ル層12上に酸化膜14が形成される（図２（ｂ））。
【００２９】次に２箇所のＮ+埋込層18に挟まれる領域
でＮ型エピタキシャル層12の表面にボロンのイオン注入
等の方法によってＰ型ピエゾ抵抗15を形成する。次にシ
リコン基板11の裏面にシリコン窒化膜（Ｓｉ3Ｎ4）等の
耐エッチ膜16を全面に形成してから、ピエゾ抵抗15及び
拡散層13の直下部分の絶縁膜を選択的に除去し、パター
ニングを行う（図２（ｃ））。
【００３０】次にＰ型ピエゾ抵抗15とコンタクトを取る
ために、ピエゾ抵抗15上の酸化膜14を選択的に除去して
コンタクトホールを形成して、このコンタクトホールに
配線電極17を形成する（図３（ａ））。
【００３１】次にＮ型エピタキシャル層12に正電圧を印
加しながら、シリコン基板11の裏面から耐エッチ膜16を
パターンとして、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、ヒドラジ
ン等の異方性アルカリエッチング液でＰ型シリコン基板
11及びＰ型拡散層13をエッチング除去する。このときに
Ｐ型の領域はエッチング除去されるが、Ｎ型の領域にエ
ッチングが進行するとエッチングは終了する。すなわ
ち、Ｐ型シリコン基板11及びＰ型拡散層13の部分はエッ
チングにより除去されるが、Ｎ型エピタキシャル層12及
びＮ+型埋込層18はその界面でエッチングがストップす
るためにエッチングされない（図３（ｂ））。
【００３２】次に耐エッチ膜16を除去して、台座と接合
すると図１に示すような加速度センサを製造することが
できる。
【００３３】次いで、図４及び図５を用いてＮ+型埋込
層18を設けたことについて説明する。 図４は裏面から
シリコン基板11をエッチングしたときに、耐エッチ膜16
のパターンがアライメント誤差を生じてしまっていた場
合を示す図である。図４の19で示されるラインが正規の
エッチングが行われたときのラインで、20で示されるラ
インがマスク合わせ時にアライメント誤差を生じてしま
い、エッチングされたときのラインである。
【００３４】シリコン基板11の裏面の耐エッチ膜16のパ
ターニングは、エピタキシャル層12表面のパターンに対
して、両面マスクアライナー装置を用いてアライメント
を行うが表裏のアライメントであるために、アライメン
トが合わせ難く、アライメント誤差が生じやすい。この
アライメント誤差が生じてしまった場合、正規のエッチ
ング形状19からずれたエッチング形状、例えばライン20
で示される形状となってしまう。
【００３５】このとき従来の加速度センサでは、梁２と
ピエゾ抵抗15の位置がずれてしまい、加速度が生じたと
きに、ピエゾ抵抗15に加わる応力分布が変わり、従って
検出感度が変化、及びオフセットが生じてしまう。しか
しながら、本実施例ではＮ型エピタキシャル層12の表面
から形成されるＮ+埋込層18が梁２と重り部３、梁２と
支持部４との接続部分に形成されているので、正規のエ
ッチングのラインからずれてエッチングされても、梁２
とピエゾ抵抗15の相対位置が変化しないために、ピエゾ
抵抗15に加わる応力分布の変化を非常に小さくすること
ができるので、検出感度のばらつきを小さくすることが
できる。またオフセットを小さくすることができる。
【００３６】図５は耐エッチ膜16をパターンにしてシリ
コン基板11をエレクトロ・ケミカル・エッチングすると
きに、オーバーエッチングされたものを示すものであ
る。エレクトロ・ケミカル・エッチングでは、ウエハ内
及びウエハ間のエッチング速度のばらつきを考慮して、
ある程度のオーバーエッチングを行う必要がある。この
ときオーバーエッチングを大きく受けたシリコン基板11
は正規のエッチング形状のライン19よりもさらにエッチ
ングされた形状、例えばライン20で示される形状とな
る。
【００３７】このとき従来の加速度センサでは、梁２と
ピエゾ抵抗15の位置がずれてしまい、加速度が生じたと
きに、ピエゾ抵抗15に加わる応力分布が変わり、従って
感度が変化、及びオフセットが生じてしまう。しかしな
がら、本実施例ではＮ型エピタキシャル層12の表面から
形成されるＮ+埋込層18が梁２と重り部３、梁２と支持
部４との接続部分に形成されているので、設計通りのエ
ッチングのラインから大きくずれてエッチングされて
も、梁２とピエゾ抵抗15の相対位置が変化しないため
に、ピエゾ抵抗15に加わる応力分布の変化を非常に小さ
くすることができるので、検出感度のばらつきを小さく
することができる。またオフセットを小さくすることが
できる。
【００３８】このように本実施例では、梁２の両端にＮ
+埋込層18をＮ型エピタキシャル層12の表面から位置決
めして、注入及び拡散工程によって形成し、更にピエゾ
抵抗15となるボロンの注入工程もＮ型エピタキシャル層
12の表面から位置決めして形成したために、梁２とピエ
ゾ抵抗15の相対位置がずれることなく保たれる。従って
加速度が生じたときにピエゾ抵抗15に加わる応力分布の
変化を非常に小さく抑えることができるので、検出感度
のばらつきを抑えることができる。またオフセットも小
さくすることができる。
【００３９】
【００４０】次に図６は、増幅器や温度補償回路等の加
速度センサの周辺回路を本発明の加速度センサと同一半
導体基板上に集積した構造を示す図であり、図６に示す
半導体装置は加速度センサとＮＰＮトランジスタを同一
シリコン基板上に形成したものである。
【００４１】加速度センサの部分は図１に示したものと
同様のために、詳細な説明は省略する。ＮＰＮトランジ
スタ25の部分は、Ｐ型の素子分離の拡散層23によってＮ
型エピタキシャル層12を多数のＮ型の領域に分割してい
る。21はＰ型ベース拡散層、22はＮ+型エミッタ拡散
層、24はシリコン基板１２上に埋め込まれたＮ+型埋込
層であり、26はＮ+型コレクタ拡散層である。このＰ型
ベース拡散層21、Ｎ+型エミッタ拡散層22、Ｎ+型コレク
タ拡散層26で、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタを構成
し、例えば増幅作用等を行う。
【００４２】図６の構造によれば、加速度センサ部分の
構成、作用、効果は前記図１と同様であり、加えて、Ｎ
ＰＮトランジスタ２５のＮ+型埋込層２４と加速度セン
サのＮ+型埋込層１８は共用することができる、すなわ
ち同一工程で共に形成することができるので、製造方法
を大きく増加させることなく加速度センサとＮＰＮトラ
ンジスタ２５を同一基板上に構成した集積回路を得るこ
とができる。
【００４３】
【００４４】
【００４５】
【００４６】
【００４７】
【００４８】
【００４９】
【００５０】
【００５１】
【００５２】
【００５３】
【００５４】
【００５５】
【００５６】
【００５７】
【００５８】
【００５９】
【００６０】
【００６１】
【００６２】
【００６３】
【００６４】
【発明の効果】以上、説明してきたように、本発明で
は、上記構成の通り拡散抵抗及び２つの埋込層の両者と
も半導体基板の表面側から形成したために、２つの埋込
層の間に形成される梁と拡散抵抗の相対位置がずれるこ
とがない。従って加速度が生じたときに拡散抵抗に加わ
る応力分布の変化を非常に小さく抑えることができるの
で、検出感度のばらつきを抑えることができる。また拡
散抵抗と梁の相対位置のズレによる加速度の検出値のオ
フセットを低減することができる。それと共に、上記２
つの埋込層と該半導体加速度センサの周辺回路を形成す
る領域の底部に設けられる埋込層とを同一工程で形成す
ることにより、製造方法を大きく増加させることなく加
速度センサと周辺回路（例えばセンサ信号の処理回路）
とを同一基板上に構成した集積回路を得ることが出来
る。
【００６５】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の加速度センサの構造を示す図。
【図２】図１に示す加速度センサの製造工程を示す図。
【図３】図１に示す加速度センサの製造工程を示す図。
【図４】図１に示す加速度センサの動作説明図。
【図５】図１に示す加速度センサの動作説明図。
【図６】図１の構造に周辺回路用の埋込層を付加した構
造を示す図。
【図７】従来の加速度センサの構成を示す図。
【図８】従来の加速度センサの製造工程を示す図。
【符号の説明】 ２…梁 ３…重り部 ４…支持部 ６、１５…Ｐ型ピエゾ抵抗 ７…台座 １１…Ｐ型シリコン基板 １２…Ｎ型エピタキシャル層 １８…Ｎ+型埋込層２４…Ｎ + 型埋込層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01P 15/12 H01L 29/84

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】梁と、この梁に支持される重り部を有する
    半導体加速度センサの製造方法において、 第１導電型の半導体基板表面で、前記梁の両端に第２導
    電型の埋込層を２個所に形成し、かつ、該半導体加速度
    センサの周辺回路を形成する領域の底部に設けられる第
    ２導電型の埋込層を共に形成する工程と、 前記半導体基板上に第２導電型のエピタキシャル層を積
    層する工程と、 前記梁及び重り部となる領域を取り囲むように、エピタ
    キシャル層に第１導電型の拡散層を形成する工程と、 前記２つの埋込層に挟まれる領域上で前記エピタキシャ
    ル層の表面に第１導電型の不純物を注入拡散して拡散抵
    抗を形成する工程と、 前記半導体基板の裏面に選択的に絶縁膜を形成する工程
    と、 この絶縁膜をパターンとして、裏面から前記半導体基板
    及び前記拡散層をエッチング除去することによって前記
    梁及び重り部を形成する工程と、を備えた 半導体加速度センサの製造方法。
JP4077830A 1992-03-31 1992-03-31 半導体加速度センサの製造方法 Expired - Fee Related JP2940293B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4077830A JP2940293B2 (ja) 1992-03-31 1992-03-31 半導体加速度センサの製造方法
US08/037,335 US5395802A (en) 1992-03-31 1993-03-26 Process for making semiconductor acceleration sensor having anti-etching layer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4077830A JP2940293B2 (ja) 1992-03-31 1992-03-31 半導体加速度センサの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05281252A JPH05281252A (ja) 1993-10-29
JP2940293B2 true JP2940293B2 (ja) 1999-08-25

Family

ID=13644962

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4077830A Expired - Fee Related JP2940293B2 (ja) 1992-03-31 1992-03-31 半導体加速度センサの製造方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5395802A (ja)
JP (1) JP2940293B2 (ja)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4309206C1 (de) * 1993-03-22 1994-09-15 Texas Instruments Deutschland Halbleitervorrichtung mit einem Kraft- und/oder Beschleunigungssensor
US5789827A (en) * 1993-05-10 1998-08-04 Sensitron, Inc. Two-wire interface to automobile horn relay circuit
FR2732467B1 (fr) * 1995-02-10 1999-09-17 Bosch Gmbh Robert Capteur d'acceleration et procede de fabrication d'un tel capteur
US6150917A (en) * 1995-02-27 2000-11-21 Motorola, Inc. Piezoresistive sensor bridge having overlapping diffused regions to accommodate mask misalignment and method
JPH0983029A (ja) * 1995-09-11 1997-03-28 Mitsubishi Electric Corp 薄膜圧電素子の製造方法
US6236301B1 (en) 1996-09-04 2001-05-22 Sensitron, Inc. Cantilevered deflection sensing system
US6392527B1 (en) 1996-09-04 2002-05-21 Sensitron, Inc. Impact detection system
WO1998037425A1 (fr) 1997-02-21 1998-08-27 Matsushita Electric Works, Ltd. Element detecteur d'acceleration et son procede de production
EP0895090B1 (en) * 1997-07-31 2003-12-10 STMicroelectronics S.r.l. Process for manufacturing high-sensitivity accelerometric and gyroscopic integrated sensors, and sensor thus produced
US6389899B1 (en) 1998-06-09 2002-05-21 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University In-plane micromachined accelerometer and bridge circuit having same
US6232139B1 (en) * 1999-01-29 2001-05-15 Sandia Corporation Method of making suspended thin-film semiconductor piezoelectric devices
DE10047500B4 (de) * 2000-09-26 2009-11-26 Robert Bosch Gmbh Mikromechanische Membran und Verfahren zu ihrer Herstellung
US6495905B2 (en) * 2000-11-09 2002-12-17 Texas Instruments Incorporated Nanomechanical switches and circuits
JP2003172745A (ja) * 2001-09-26 2003-06-20 Hitachi Metals Ltd 半導体加速度センサ
US20060037398A1 (en) * 2004-08-19 2006-02-23 Rich David B Method for making an impact detector
US7371601B2 (en) * 2005-05-12 2008-05-13 Delphi Technologies, Inc. Piezoresistive sensing structure
JP2007142276A (ja) * 2005-11-21 2007-06-07 Toshiba Corp 半導体装置及びその製造方法
TWI286383B (en) * 2005-12-23 2007-09-01 Delta Electronics Inc Semiconductor piezoresistive sensor and operation method thereof
JP5001802B2 (ja) * 2007-11-27 2012-08-15 パナソニック株式会社 トランスデューサ用基板の製造方法
US8569092B2 (en) * 2009-12-28 2013-10-29 General Electric Company Method for fabricating a microelectromechanical sensor with a piezoresistive type readout
DE102010002994A1 (de) * 2010-03-18 2011-09-22 Robert Bosch Gmbh Piezoresistives mikromechanisches Sensorbauelement und entsprechendes Messverfahren
DE102012200929B4 (de) * 2012-01-23 2020-10-01 Robert Bosch Gmbh Mikromechanische Struktur und Verfahren zur Herstellung einer mikromechanischen Struktur
US9010200B2 (en) 2012-08-06 2015-04-21 Amphenol Thermometrics, Inc. Device for measuring forces and method of making the same
GB2533084A (en) * 2014-12-02 2016-06-15 Melexis Tech N V Relative and absolute pressure sensor combined on chip
GB2551090A (en) 2015-02-04 2017-12-06 Lockheed Corp Apparatus and method for recovery of three dimensional magnetic field from a magnetic detection system
WO2017127094A1 (en) 2016-01-21 2017-07-27 Lockheed Martin Corporation Magnetometer with light pipe
US10809139B2 (en) * 2018-02-14 2020-10-20 Carefusion 303, Inc. Integrated sensor to monitor fluid delivery
CN115326244A (zh) * 2021-05-10 2022-11-11 联华电子股份有限公司 应力测量结构与应力测量方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4332000A (en) * 1980-10-03 1982-05-25 International Business Machines Corporation Capacitive pressure transducer
JPS59117271A (ja) * 1982-12-24 1984-07-06 Hitachi Ltd 圧力感知素子を有する半導体装置とその製造法
US4721938A (en) * 1986-12-22 1988-01-26 Delco Electronics Corporation Process for forming a silicon pressure transducer
JPH0626254B2 (ja) * 1987-06-10 1994-04-06 横河電機株式会社 半導体圧力センサの製造方法
JPS6418063A (en) * 1987-07-13 1989-01-20 Fujikura Ltd Semiconductor acceleration sensor
JP2800334B2 (ja) * 1989-12-26 1998-09-21 株式会社デンソー 半導体圧力センサおよびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US5395802A (en) 1995-03-07
JPH05281252A (ja) 1993-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2940293B2 (ja) 半導体加速度センサの製造方法
US5296730A (en) Semiconductor pressure sensor for sensing pressure applied thereto
JP2811768B2 (ja) 半導体式加速度センサおよびその製造方法
JP3399660B2 (ja) 表面型の加速度センサの製造方法
JP2560140B2 (ja) 半導体装置
JPH077160A (ja) 一体型圧力変換器の製造方法および装置
JPS59117271A (ja) 圧力感知素子を有する半導体装置とその製造法
WO2000034754A1 (fr) Capteur de pression a semi-conducteurs et son procede de fabrication
US5172205A (en) Piezoresistive semiconductor device suitable for use in a pressure sensor
JP2918299B2 (ja) 半導体圧力センサおよびそれを有する半導体装置の製造方法
KR920007827B1 (ko) 모노리식 압력검지 ic 및 그 제조공정
JP2822486B2 (ja) 感歪センサおよびその製造方法
JP3276146B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPS60147154A (ja) 抵抗構造体
JP2936926B2 (ja) 半導体加速度センサ
JP3275595B2 (ja) 半導体センサの製造方法
JPH05304304A (ja) 半導体圧力センサとその製造方法
JPH1144705A (ja) 半導体加速度センサおよびその製造方法
JPH05102494A (ja) シリコンダイアフラム圧力センサの製造方法
JP3087334B2 (ja) 半導体装置
JP2833257B2 (ja) 半導体加速度センサ
JPS6398156A (ja) 半導体圧力センサの製造方法
JP3085759B2 (ja) 半導体素子の製造方法
JP2600422B2 (ja) 半導体加速度センサの製造方法
JP3292081B2 (ja) 半導体式加速度センサの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080618

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090618

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees