JP5541772B2 - Electrode structure - Google Patents

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Description

本発明は、半導体加工技術を用いて形成される電極構造に関する。   The present invention relates to an electrode structure formed using semiconductor processing technology.

図17は、従来の電極構造を示す断面図であり、電極構造に含まれる薄膜構造体101が示されている。薄膜構造体101は、支持部103と、支持部103によって支持される浮遊部105とを備え、導電材料を用いて基板107上に形成されている。浮遊部105は、基板107と所定間隔をあけて配置され、支持部103の上部から外方に張り出している。   FIG. 17 is a cross-sectional view showing a conventional electrode structure, and shows a thin film structure 101 included in the electrode structure. The thin film structure 101 includes a support portion 103 and a floating portion 105 supported by the support portion 103, and is formed on the substrate 107 using a conductive material. The floating portion 105 is disposed at a predetermined interval from the substrate 107 and protrudes outward from the upper portion of the support portion 103.

基板107は、基板本体111と、第1絶縁膜113と、配線115と、第2絶縁膜117とを備えている。第1絶縁膜113は基板本体111上に形成される。第1絶縁膜113の表面には配線115が設けられ、第1絶縁膜113の表面と配線115の表面はほぼ段差無く平坦化されている。第2絶縁膜117は配線115及び第1絶縁膜113の表面及び側面を覆う。但し第2絶縁膜117は配線115の表面において開口する孔部117aを有しており、ここにおいて配線115の表面を選択的に露出させている。配線115上には、孔部117aを介して支持部103が形成されている。   The substrate 107 includes a substrate body 111, a first insulating film 113, a wiring 115, and a second insulating film 117. The first insulating film 113 is formed on the substrate body 111. A wiring 115 is provided on the surface of the first insulating film 113, and the surface of the first insulating film 113 and the surface of the wiring 115 are planarized with almost no step. The second insulating film 117 covers the surface and side surfaces of the wiring 115 and the first insulating film 113. However, the second insulating film 117 has a hole 117a that is opened on the surface of the wiring 115, and the surface of the wiring 115 is selectively exposed here. A support portion 103 is formed on the wiring 115 through a hole 117a.

図14乃至図16は、従来の薄膜構造体の製造工程を順に示す断面図である。まず図14に示すように基板107上の全面に犠牲膜121が形成される。但し、この段階では基板107において第2絶縁膜117は孔部117aを有していない。   14 to 16 are cross-sectional views sequentially showing a manufacturing process of a conventional thin film structure. First, as shown in FIG. 14, a sacrificial film 121 is formed on the entire surface of the substrate 107. However, at this stage, the second insulating film 117 does not have the hole 117 a in the substrate 107.

次に犠牲膜121の表面側からドライエッチングを行い、犠牲膜121に開口121aを、第2絶縁膜117に孔部117aを、それぞれ開けてアンカーホール122を形成し、配線115の表面を選択的に露出させる。これにより図15に示される構造が得られる。   Next, dry etching is performed from the surface side of the sacrificial film 121, an opening 121a is formed in the sacrificial film 121, a hole 117a is formed in the second insulating film 117, and an anchor hole 122 is formed, so that the surface of the wiring 115 is selectively formed. To expose. Thereby, the structure shown in FIG. 15 is obtained.

続いて図16に示すように、犠牲膜121上、アンカーホール122を介して露出した基板107上に、導電材料を用いて薄膜層123を形成する。   Subsequently, as illustrated in FIG. 16, a thin film layer 123 is formed using a conductive material on the sacrificial film 121 and the substrate 107 exposed through the anchor hole 122.

その後、薄膜層123を選択的に除去し、これによってパターニングされた薄膜層123の残留部分が薄膜構造体101を形成する。続いて犠牲膜121が除去されて図17に示す構造が得られる。薄膜層123の残留部分のうち、アンカーホール122内に嵌まり込んでいる部分が支持部103となり、犠牲膜121上に位置していた部分が浮遊部105となる。   Thereafter, the thin film layer 123 is selectively removed, and the thin film layer 123 thus patterned forms the thin film structure 101. Subsequently, the sacrificial film 121 is removed to obtain the structure shown in FIG. Of the remaining part of the thin film layer 123, the part fitted in the anchor hole 122 becomes the support part 103, and the part located on the sacrificial film 121 becomes the floating part 105.

このような従来の製造方法において、犠牲膜121はエッチングによって除去され易い材料で形成することが望ましく、例えばシリコン酸化膜が採用される。一方、基板本体111には、微細加工が容易な半導体加工技術を用いるべく、シリコン基板が採用される。そしてシリコン基板上に第1絶縁膜113を容易に形成するため、第1絶縁膜113にも犠牲膜121と同様にシリコン酸化膜が採用される。   In such a conventional manufacturing method, it is desirable to form the sacrificial film 121 with a material that can be easily removed by etching. For example, a silicon oxide film is employed. On the other hand, a silicon substrate is employed for the substrate body 111 in order to use a semiconductor processing technology that facilitates fine processing. In order to easily form the first insulating film 113 on the silicon substrate, a silicon oxide film is also used for the first insulating film 113 in the same manner as the sacrificial film 121.

犠牲膜121をエッチングによって除去する際に、第1絶縁膜113もエッチングされてしまわないように、第2絶縁膜117にはシリコン酸化膜のエッチングに対してエッチングされにくく、かつ加工が容易な材料、例えばシリコン窒化膜が採用される。   In order to prevent the first insulating film 113 from being etched when the sacrificial film 121 is removed by etching, the second insulating film 117 is not easily etched with respect to the etching of the silicon oxide film and is easy to process. For example, a silicon nitride film is employed.

しかしながら、第2絶縁膜117が配線115の表面を完全に露出させてしまうと、犠牲膜121のエッチングに採用されるエッチャントは、配線115の側面と第2絶縁膜117との間に滲入し、第1絶縁膜113に到達してしまう可能性が高くなる。   However, if the second insulating film 117 completely exposes the surface of the wiring 115, the etchant used for etching the sacrificial film 121 penetrates between the side surface of the wiring 115 and the second insulating film 117, The possibility of reaching the first insulating film 113 is increased.

図18は、図15で示された構造を、アンカーホール122の開口側から見た平面図である。このようにアンカーホール122の平面視上の形状が矩形や正方形など、急峻な角を有する場合には、この角に応力が集中し易い。このため、この角から犠牲膜121や第1絶縁膜113、第2絶縁膜117にクラックが生じてしまい易い。特に第2絶縁膜117をシリコン窒化膜を用いて形成した場合には、その残留応力が引っ張り方向である一方、シリコン酸化膜である犠牲膜121、第1絶縁膜113の残留応力が圧縮方向であり、クラックがより発生し易いと考えられる。そしてかかるクラックの発生は、それ自体が強度上の問題となるばかりでなく、上述のような、犠牲膜121のエッチングに採用されるエッチャントが第1絶縁膜113へと到達する可能性を高める点でも問題となる。   FIG. 18 is a plan view of the structure shown in FIG. 15 viewed from the opening side of the anchor hole 122. Thus, when the shape of the anchor hole 122 in plan view has a steep corner such as a rectangle or a square, the stress tends to concentrate on this corner. For this reason, the sacrificial film 121, the first insulating film 113, and the second insulating film 117 are likely to crack from this corner. In particular, when the second insulating film 117 is formed using a silicon nitride film, the residual stress is in the tensile direction, while the residual stress in the sacrificial film 121 and the first insulating film 113 that are silicon oxide films is in the compression direction. It is considered that cracks are more likely to occur. The occurrence of such cracks is not only a problem of strength per se, but also increases the possibility that the etchant used for etching the sacrificial film 121 reaches the first insulating film 113 as described above. But it becomes a problem.

本発明は、クラックの発生を抑制する電極構造を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the electrode structure which suppresses generation | occurrence | production of a crack.

本発明にかかる電極構造の第1の態様は、第1絶縁膜(33)上に選択的に配置された配線(45)と、前記第1絶縁膜を覆い、前記配線の表面の縁部(45a)から第1の所定距離(d1)だけ前記配線の内方に入り込んで前記配線の表面を選択的に露出させる孔部(47c)を有して前記配線を選択的に覆い、前記第1絶縁膜とは残留応力の方向が異なる第2絶縁膜(47)と、前記孔部を介して選択的に露出した前記配線の表面、および前記孔部から第2の所定距離(d2)で拡がる前記第2絶縁膜の表面に接続された支持部(23b)と、前記支持部によって支持されて前記第2絶縁膜と所定間隔離れた浮遊部(23a)とを有する導電性の薄膜構造体とを備える。
そして前記支持部は前記第2絶縁膜の前記表面と接続される領域において、平面視上、角(51r)が丸められた多角形若しくは楕円を呈する。
A first aspect of the electrode structure according to the present invention includes a wiring (45) selectively disposed on the first insulating film (33), an edge (on the surface of the wiring, covering the first insulating film). 45a) has a hole (47c) that enters the inside of the wiring by a first predetermined distance (d1) and selectively exposes the surface of the wiring, and selectively covers the wiring. The second insulating film (47) having a different direction of residual stress from the insulating film, the surface of the wiring selectively exposed through the hole , and the second predetermined distance (d2) from the hole. supporting portion connected to a surface of the second insulating film and (23b), supported by said support portion and the second insulating film and a floating portion spaced a predetermined distance (23a) and a conductive thin film structure to have a With.
The support portion exhibits a polygon or an ellipse with rounded corners (51r) in plan view in a region connected to the surface of the second insulating film.

本発明にかかる電極構造の第2の態様は、電極構造の第1の態様であって、前記支持部(23b)は前記孔部(47c)を覆う。   The 2nd aspect of the electrode structure concerning this invention is a 1st aspect of an electrode structure, Comprising: The said support part (23b) covers the said hole (47c).

電極構造の第2の構造において、例えば前記第1絶縁膜(33)の残留応力は圧縮応力であり、前記第2絶縁膜の残留応力は引っ張り応力である。更に、例えば前記第1絶縁膜(33)は酸化膜であり、前記第2絶縁膜は窒化膜である。   In the second structure of the electrode structure, for example, the residual stress of the first insulating film (33) is a compressive stress, and the residual stress of the second insulating film is a tensile stress. Further, for example, the first insulating film (33) is an oxide film, and the second insulating film is a nitride film.

本発明にかかる電極構造の第3の態様は、電極構造の第1の態様であって、前記孔部(47c)は、平面視上、角(47r)が丸められた多角形若しくは楕円を呈する。   A third aspect of the electrode structure according to the present invention is the first aspect of the electrode structure, wherein the hole (47c) has a polygon or an ellipse with rounded corners (47r) in plan view. .

本発明の電極構造において、望ましくは前記第1絶縁膜の表面と前記配線の表面とは同一平面上にある。   In the electrode structure of the present invention, preferably, the surface of the first insulating film and the surface of the wiring are on the same plane.

電極構造の第1の態様によれば、残留応力の方向が第1絶縁膜と異なる第2絶縁膜の孔部が、配線の表面の縁部と第1の所定距離だけ離れているので、両者の間に働く剪断応力を低減する。しかも前記支持部の前記第2絶縁膜の前記表面と接続される領域は平面形状に角がないので、残留応力の集中を避けることができ、クラックの発生を抑制する。 According to a first aspect of the electrode structure, the direction of residual stress hole of the second insulating film different from the first insulating film are separated by the edge portion and the first predetermined distance of the surface of the wiring, both The shear stress acting during In addition, since the region connected to the surface of the second insulating film of the support portion has no corners in the planar shape, concentration of residual stress can be avoided and the occurrence of cracks is suppressed.

電極構造の第2の態様によれば、支持部が第2絶縁膜と、第1絶縁膜上に形成された配線との双方に接続するので、第1絶縁膜と第2絶縁膜との両者の剥離の可能性を低下する。   According to the second aspect of the electrode structure, since the support portion is connected to both the second insulating film and the wiring formed on the first insulating film, both the first insulating film and the second insulating film are used. Reduce the possibility of peeling.

電極構造の第3の態様によれば、孔部における平面形状に角がないので、残留応力の集中を避けることができ、クラックの発生を抑制する。   According to the third aspect of the electrode structure, since there is no corner in the planar shape in the hole, concentration of residual stress can be avoided, and the occurrence of cracks is suppressed.

この発明の目的、特徴、局面、及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。   The objects, features, aspects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.

本発明にかかる電極構造、薄膜構造体の製造方法が適用可能な、半導体加速度センサの要部の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the principal part of a semiconductor acceleration sensor which can apply the manufacturing method of the electrode structure concerning this invention, and a thin film structure. 図1のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 図2に示す構造の製造工程を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the structure shown in FIG. 2. 図2に示す構造の製造工程を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the structure shown in FIG. 2. 図2に示す構造の製造工程を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the structure shown in FIG. 2. 図2に示す構造の製造工程を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the structure shown in FIG. 2. 図2に示す構造の製造工程を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the structure shown in FIG. 2. 図2に示す構造の製造工程を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the structure shown in FIG. 2. 図2に示す構造の製造工程を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the structure shown in FIG. 2. アンカーホール近傍の平面図である。It is a top view of an anchor hole vicinity. アンカーホール近傍の平面図である。It is a top view of an anchor hole vicinity. アンカーホール近傍の平面図である。It is a top view of an anchor hole vicinity. アンカーホール近傍の平面図である。It is a top view of an anchor hole vicinity. 従来の薄膜構造体の製造工程を順に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the conventional thin film structure in order. 従来の薄膜構造体の製造工程を順に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the conventional thin film structure in order. 従来の薄膜構造体の製造工程を順に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the conventional thin film structure in order. 従来の電極構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the conventional electrode structure. 従来の電極構造を示す平面図である。It is a top view which shows the conventional electrode structure.

A.実施の形態1.
図1は、本発明にかかる薄膜構造体の製造方法が適用可能な、半導体加速度センサ100の要部の構成を示す平面図である。また図2は、図1のA−A断面図である。半導体加速度センサ100は、センサ基板である基板1と、その基板1の上方(図1において紙面手前側)に形成され、加速度を検出する機能を有するセンサ部3とを備えている。
A. Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a main part of a semiconductor acceleration sensor 100 to which the method for manufacturing a thin film structure according to the present invention can be applied. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. The semiconductor acceleration sensor 100 includes a substrate 1 that is a sensor substrate, and a sensor unit 3 that is formed above the substrate 1 (front side in FIG. 1) and has a function of detecting acceleration.

センサ部3は可動の質量体21と、複数の固定構造23と、複数の梁25とを備えており、薄膜構造体として形成されている。当該薄膜構造体は、導電材料、例えばポリシリコンに不純物、例えばリンがドープされてなるドープドポリシリコンを用いて形成されている。   The sensor unit 3 includes a movable mass body 21, a plurality of fixed structures 23, and a plurality of beams 25, and is formed as a thin film structure. The thin film structure is formed using a conductive material, for example, doped polysilicon obtained by doping polysilicon with an impurity such as phosphorus.

質量体21は、検出すべき加速度の方向Bに対して垂直な方向Cに沿って延びる複数の可動電極部21aを有している。固定構造23は方向Cに沿って延設される固定電極部23aと、固定電極部23aを支持する支持部23bとを備えている。固定電極部23aは方向Bに沿って互いに所定間隔をあけて設けられている。複数の固定構造23はその支持部23bによって配線43,45のいずれかに接続される。しかし本発明の適用は、固定構造23が配線43,45のいずれに接続されるかに依存しない。   The mass body 21 has a plurality of movable electrode portions 21a extending along a direction C perpendicular to the direction B of acceleration to be detected. The fixed structure 23 includes a fixed electrode portion 23a extending along the direction C and a support portion 23b that supports the fixed electrode portion 23a. The fixed electrode portions 23a are provided at predetermined intervals along the direction B. The plurality of fixing structures 23 are connected to one of the wirings 43 and 45 by the support portion 23b. However, the application of the present invention does not depend on which of the wirings 43 and 45 the fixing structure 23 is connected to.

図2に示されるように、固定電極部23aは基板1から所定間隔をあけて配置されて浮遊する。支持部23bは基板1に、より具体的には位置A−Aでは配線45に接続されている。可動電極部21aも固定電極部23aと同様にして、基板1と所定間隔をあけて配置される。   As shown in FIG. 2, the fixed electrode portion 23 a is arranged at a predetermined interval from the substrate 1 and floats. The support portion 23b is connected to the substrate 1, more specifically, to the wiring 45 at the position AA. The movable electrode portion 21a is also arranged at a predetermined interval from the substrate 1 in the same manner as the fixed electrode portion 23a.

梁25は質量体21と一体に形成され、基板1の上方に質量体21を懸架する。各梁25は、基板1から上方へ突出する支持部25aと、質量体21の方向Bに関する端縁に設けられたバネ部25cと、支持部25aとバネ部25cとを結合する結合部25bとを備えている。バネ部25cは少なくとも方向Bに沿って弾性的に撓み変形する。これにより、質量体21は方向Bに沿って復元力を有しつつ移動することができる。支持部25aの一方は、その下方において配線41と接続されている。   The beam 25 is formed integrally with the mass body 21 and suspends the mass body 21 above the substrate 1. Each beam 25 includes a support portion 25a that protrudes upward from the substrate 1, a spring portion 25c that is provided at an end edge in the direction B of the mass body 21, and a coupling portion 25b that couples the support portion 25a and the spring portion 25c. It has. The spring portion 25c is elastically bent and deformed at least along the direction B. Thereby, the mass body 21 can move along the direction B while having a restoring force. One of the support portions 25a is connected to the wiring 41 below the support portion 25a.

固定電極部23aと可動電極部21aとは、方向Bに関して間隔をあけて交互に配置される。加速度センサ100に方向Bに沿った加速度が印加されると、質量体21が移動し、可動電極部21aと固定電極部23aとの距離が変化する。従って可動電極部21aと固定電極部23aとが作る静電容量を、配線41,43,45を用いて外部から測定することにより、印加された加速度を検出することができる。   The fixed electrode portions 23a and the movable electrode portions 21a are alternately arranged with an interval in the direction B. When acceleration along the direction B is applied to the acceleration sensor 100, the mass body 21 moves and the distance between the movable electrode portion 21a and the fixed electrode portion 23a changes. Therefore, the applied acceleration can be detected by measuring the capacitance created by the movable electrode portion 21a and the fixed electrode portion 23a from the outside using the wirings 41, 43, and 45.

基板1は、図2に示されるように、基板本体31と、酸化膜33と、配線43,45と、窒化膜47とを備えている。また図1に示されるように配線41をも備えている。酸化膜33は基板本体31上に設けられる。酸化膜33の表面は平坦であり、配線41,43,45は酸化膜33上に形成される。例えば酸化膜33の表面と配線41,43,45の表面とは同一平面上に設定される。   As shown in FIG. 2, the substrate 1 includes a substrate body 31, an oxide film 33, wirings 43 and 45, and a nitride film 47. Further, as shown in FIG. 1, wiring 41 is also provided. The oxide film 33 is provided on the substrate body 31. The surface of the oxide film 33 is flat, and the wirings 41, 43 and 45 are formed on the oxide film 33. For example, the surface of the oxide film 33 and the surfaces of the wirings 41, 43, and 45 are set on the same plane.

窒化膜47は配線41,43,45及び酸化膜33のそれぞれの表面及び側面を覆う。但し窒化膜47は孔部47a,47b,47cを有しており、それぞれにおいて配線41,43,45の表面を選択的に露出させている。図2には孔部47cを介して支持部23bが配線45に接続されている様子が図示されている。   The nitride film 47 covers the surfaces and side surfaces of the wirings 41, 43, 45 and the oxide film 33. However, the nitride film 47 has holes 47a, 47b, and 47c, and the surfaces of the wirings 41, 43, and 45 are selectively exposed in each of them. FIG. 2 shows a state in which the support portion 23b is connected to the wiring 45 through the hole 47c.

配線45の表面の縁部45aは、配線45が延設される方向(図2では紙面に垂直な方向)の表面での幅を規定する。孔部47cは、縁部45aから所定距離d2だけ配線45の内方に入り込んでいる。同様にして孔部47a,47bを介して支持部25a、支持部23bが配線41,45にそれぞれ接続されている。なお、配線41はセンサ部3の下方においては広く露出して形成されている。   The edge 45a of the surface of the wiring 45 defines the width on the surface in the direction in which the wiring 45 extends (in FIG. 2, the direction perpendicular to the paper surface). The hole 47c enters the inside of the wiring 45 by a predetermined distance d2 from the edge 45a. Similarly, the support portion 25a and the support portion 23b are connected to the wires 41 and 45 through the holes 47a and 47b, respectively. The wiring 41 is formed so as to be widely exposed below the sensor unit 3.

上述のように、酸化膜33と窒化膜47とはその残留応力の方向が異なるため、両者の間には剪断応力が働く。しかしながら窒化膜47の端部は孔部47cを形成しており、所定距離d1で配線45と隣接している。よって剥離の発生を抑制することができる。   As described above, since the direction of the residual stress differs between the oxide film 33 and the nitride film 47, a shear stress acts between them. However, the end of the nitride film 47 forms a hole 47c and is adjacent to the wiring 45 at a predetermined distance d1. Therefore, generation | occurrence | production of peeling can be suppressed.

また、図2に示されるように、支持部23bは孔部47cを覆う事が望ましい。より具体的には支持部23bは孔部47cよりも所定距離d2だけ広がって設けられている。支持部23bを窒化膜47と、配線45との双方に接続させることにより、配線45が設けられた酸化膜33と、窒化膜47との剥離の可能性が低下する。また支持部23bが太いことは、固定構造23の強度を高めることにもなる。   Further, as shown in FIG. 2, it is desirable that the support portion 23b covers the hole 47c. More specifically, the support portion 23b is provided so as to be wider than the hole portion 47c by a predetermined distance d2. By connecting the support portion 23b to both the nitride film 47 and the wiring 45, the possibility of peeling between the oxide film 33 provided with the wiring 45 and the nitride film 47 is reduced. In addition, the thick support part 23b also increases the strength of the fixing structure 23.

図3乃至図9は半導体加速度センサ101を製造する方法を工程順に示す断面図であり、図1の位置A−Aに相当する位置の断面を示している。   3 to 9 are cross-sectional views showing a method of manufacturing the semiconductor acceleration sensor 101 in the order of steps, and show a cross section at a position corresponding to the position AA in FIG.

まず、基板本体31を準備し、その上に酸化膜33を形成する。例えば基板本体31は半導体たるシリコンを用いて形成され、酸化膜33は基板本体31の熱酸化によって形成される。配線41,43,45は、例えば以下の工程によって形成することができる。まず配線41,43,45を形成すべき領域において酸化膜33に凹部を設ける。当該凹部の深さ程度の厚さの導電材料、例えばドープドポリシリコンを成膜し、凹部の幅よりも狭くパターニングする。これらの処理により、残置するドープドポリシリコンが配線41,43,45となり、これらが選択的に酸化膜33上に形成される。次に酸化膜33及び配線41,43,45上に窒化膜47を形成し、図3に示された構造を得る。但し位置A−Aには配線41が存在しないので、配線41は図3乃至図8には現れていない。犠牲膜51は、例えば酸化膜、PSG(phospho silicate glass)膜またはBPSG(boro-phospho silicate glass)膜を用いて形成される。   First, a substrate body 31 is prepared, and an oxide film 33 is formed thereon. For example, the substrate body 31 is formed using silicon as a semiconductor, and the oxide film 33 is formed by thermal oxidation of the substrate body 31. The wirings 41, 43, and 45 can be formed by the following processes, for example. First, a recess is provided in the oxide film 33 in a region where the wirings 41, 43, and 45 are to be formed. A conductive material having a thickness approximately equal to the depth of the recess, for example, doped polysilicon, is formed and patterned to be narrower than the width of the recess. By these processes, the remaining doped polysilicon becomes wirings 41, 43, 45, and these are selectively formed on the oxide film 33. Next, a nitride film 47 is formed on the oxide film 33 and the wirings 41, 43, and 45 to obtain the structure shown in FIG. However, since the wiring 41 does not exist at the position AA, the wiring 41 does not appear in FIGS. The sacrificial film 51 is formed using, for example, an oxide film, a PSG (phospho silicate glass) film, or a BPSG (boro-phospho silicate glass) film.

次に窒化膜47をエッチングにて選択的に除去し、窒化膜47に孔部47cを形成し、図4に示された構造を得る。孔部47cは配線45の表面の縁部45aを所定距離d1で覆う。孔部47a,47bも同様にして形成することができる。   Next, the nitride film 47 is selectively removed by etching, and a hole 47c is formed in the nitride film 47 to obtain the structure shown in FIG. The hole 47c covers the edge 45a on the surface of the wiring 45 with a predetermined distance d1. The holes 47a and 47b can be formed in the same manner.

続いて、孔部47cを介して露出する配線45の表面上、及び窒化膜47上に犠牲膜51を形成し、図5に示された構造を得る。犠牲膜51は、例えば酸化膜、PSG(phospho silicate glass)膜またはBPSG(boro-phospho silicate glass)膜を用いて形成される。   Subsequently, a sacrificial film 51 is formed on the surface of the wiring 45 exposed through the hole 47c and on the nitride film 47, and the structure shown in FIG. 5 is obtained. The sacrificial film 51 is formed using, for example, an oxide film, a PSG (phospho silicate glass) film, or a BPSG (boro-phospho silicate glass) film.

続いて、支持部25a,23bを形成すべき位置において、犠牲膜51に対してエッチングを施し、これを選択的に除去して配線41,43,45の表面を露出させる開口51aを形成する(図6)。位置A−Aでは配線45に接続されるべき支持部23bが形成されるので、図6においては配線43の上方ではなく、配線45の上方において開口51aが形成される。開口51aは、孔部47cよりも所定距離d2だけ退いて開口する。開口51aは孔部47cと共に、配線45が露出するアンカーホール52を形成する。孔部47a,47bにおいても同様にしてアンカーホールが形成される。   Subsequently, the sacrificial film 51 is etched at positions where the support portions 25a and 23b are to be formed, and selectively removed to form openings 51a that expose the surfaces of the wirings 41, 43, and 45 ( FIG. 6). Since the support portion 23b to be connected to the wiring 45 is formed at the position AA, the opening 51a is formed above the wiring 45 instead of above the wiring 43 in FIG. The opening 51a opens away from the hole 47c by a predetermined distance d2. The opening 51a and the hole 47c form an anchor hole 52 through which the wiring 45 is exposed. Anchor holes are similarly formed in the holes 47a and 47b.

犠牲膜51のエッチングにはドライエッチングを採用することができる。その場合、等方性エッチングをも併用することが望ましい。図7に示されるように、開口51aの開口側の角張りをなくすことができるからである。この処理による利点は後述する。   Dry etching can be employed for the etching of the sacrificial film 51. In that case, it is desirable to use isotropic etching in combination. This is because the angularity on the opening side of the opening 51a can be eliminated as shown in FIG. The advantages of this process will be described later.

図10は図7に示されたアンカーホール52の近傍を、アンカーホール52の開口側から見た平面図である。   FIG. 10 is a plan view of the vicinity of the anchor hole 52 shown in FIG. 7 as viewed from the opening side of the anchor hole 52.

続いて、図8に示すように、残存する犠牲膜51上、アンカーホール52を介して露出した基板1上に薄膜層53を形成する。例えば薄膜層53の膜厚は、犠牲膜51の膜厚よりも厚い。この場合、アンカーホール52は薄膜層53で充填されている。   Subsequently, as shown in FIG. 8, a thin film layer 53 is formed on the remaining sacrificial film 51 and on the substrate 1 exposed through the anchor hole 52. For example, the thin film layer 53 is thicker than the sacrificial film 51. In this case, the anchor hole 52 is filled with the thin film layer 53.

続いて、図9に示されるように薄膜層53が選択的に除去されてパターニングされる。この工程によって、薄膜層53の残留している部分が質量体21、梁25及び固定電極23を形成する。かかる目的のため、薄膜層53は導電材料、例えばドープドポリシリコンを用いて形成される。図8に則して言えば、アンカーホール52内に嵌まり込んでいる部分の薄膜層53が支持部23bとなり、犠牲膜51上に位置している部分の薄膜層53が固定電極部23aとなる。支持部25a、質量体21、バネ部25c、結合部25bも同様にして薄膜層53から形成される。   Subsequently, as shown in FIG. 9, the thin film layer 53 is selectively removed and patterned. Through this process, the remaining portion of the thin film layer 53 forms the mass body 21, the beam 25, and the fixed electrode 23. For this purpose, the thin film layer 53 is formed using a conductive material, such as doped polysilicon. Speaking in accordance with FIG. 8, the portion of the thin film layer 53 fitted in the anchor hole 52 serves as the support portion 23b, and the portion of the thin film layer 53 located on the sacrificial film 51 forms the fixed electrode portion 23a. Become. The support portion 25a, the mass body 21, the spring portion 25c, and the coupling portion 25b are similarly formed from the thin film layer 53.

その後、犠牲膜51が除去されて、図1及び図2に示される構造が得られる。犠牲膜51が図6に示された形状のまま、薄膜層53が形成されると、薄膜層53の膜厚は開口51a近傍で薄い個所が生じる。かかる薄い個所は固定構造23の強度不足を招来する可能性があるので、望ましくない。そこで、図7に示されるように、開口51aの開口側の角張りをなくし、薄膜層53を形成しても、その膜厚が薄い個所が生じないようにすることが望ましい。   Thereafter, the sacrificial film 51 is removed, and the structure shown in FIGS. 1 and 2 is obtained. If the thin film layer 53 is formed while the sacrificial film 51 is in the shape shown in FIG. 6, a thin portion of the thin film layer 53 is formed near the opening 51a. Such a thin portion is undesirable because it may lead to insufficient strength of the fixing structure 23. Therefore, as shown in FIG. 7, it is desirable to eliminate the angularity on the opening side of the opening 51 a so that even if the thin film layer 53 is formed, a portion having a thin film thickness does not occur.

図9に示された電極構造では、孔部47cが縁部45aから所定距離d1で配線45を覆っているので、この後に行われる犠牲膜51のエッチングに用いられるエッチャントが、酸化膜33へと滲入する経路を長く採ることができる。よって当該エッチャントが酸化膜33に到達する可能性が低くなる。つまり酸化膜33と犠牲膜51とが同じシリコン酸化膜から構成されていても、犠牲膜51のエッチングにおいて酸化膜33がエッチングされる可能性が低い。   In the electrode structure shown in FIG. 9, since the hole 47c covers the wiring 45 at a predetermined distance d1 from the edge 45a, the etchant used for the etching of the sacrificial film 51 performed thereafter is transferred to the oxide film 33. The infiltration path can be taken for a long time. Therefore, the possibility that the etchant reaches the oxide film 33 is reduced. That is, even if the oxide film 33 and the sacrificial film 51 are made of the same silicon oxide film, the possibility that the oxide film 33 is etched in the etching of the sacrificial film 51 is low.

薄膜層53は孔部47cを充填する。よって犠牲膜51のエッチングに用いられるエッチャントが酸化膜33へと滲入することは、より効果的に阻まれる。   The thin film layer 53 fills the hole 47c. Therefore, the etchant used for etching the sacrificial film 51 is more effectively prevented from entering the oxide film 33.

開口51aは孔部47cから所定距離d2だけ退いて開口し、薄膜層53は開口51aをも充填する。このようにアンカーホール52を薄膜層53が充填することにより、犠牲膜51のエッチングに用いられるエッチャントが酸化膜33へと滲入する経路がより長く採られる。また支持部23bが太くなり、固定構造23の強度が高められる。   The opening 51a opens away from the hole 47c by a predetermined distance d2, and the thin film layer 53 also fills the opening 51a. By filling the anchor hole 52 with the thin film layer 53 in this way, a longer path for the etchant used to etch the sacrificial film 51 into the oxide film 33 is taken. Moreover, the support part 23b becomes thick and the strength of the fixing structure 23 is increased.

B.実施の形態2.
本実施の形態では孔部47cや開口51aの平面視上の望ましい形状について説明する。図11はその一例を示す平面図である。実施の形態1の図10で示された構造と同様にして、所定距離d1だけ縁部45aから入り込んで孔部47cが設けられ、孔部47cよりも所定距離d2だけ後退して開口51aが設けられている。
B. Embodiment 2. FIG.
In the present embodiment, a desirable shape in plan view of the hole 47c and the opening 51a will be described. FIG. 11 is a plan view showing an example. Similarly to the structure shown in FIG. 10 of the first embodiment, a hole 47c is provided by entering from the edge 45a by a predetermined distance d1, and an opening 51a is provided by retreating by a predetermined distance d2 from the hole 47c. It has been.

本実施の形態において特徴的なことには、孔部47cは平面視上、ほぼ正方形を呈するものの、その角47rが丸められている。酸化膜33の残留応力と窒化膜47の残留応力とが形成する剪断応力は、窒化膜47において開口した孔部47cの角において集中し易い。しかし本実施の形態のように、孔部47cの平面視上の形状が、角が丸められた多角形を呈することにより、応力の集中を緩和することができる。   What is characteristic in the present embodiment is that the hole 47c has a substantially square shape in plan view, but its corner 47r is rounded. The shear stress formed by the residual stress of the oxide film 33 and the residual stress of the nitride film 47 is likely to be concentrated at the corner of the hole 47 c opened in the nitride film 47. However, as in the present embodiment, the shape of the hole 47c in plan view is a polygon with rounded corners, thereby reducing stress concentration.

孔部47cの平面視上の形状は、角が丸められた正方形のみならず、角が丸められた多角形でもよい。丸められた角の数が多いほど、応力の集中は緩和され易い。あるいは図12に示されるように孔部47cの平面視上の形状は楕円(円を含む)であってもよい。この場合、縁部45aと最も近い孔部47cの輪郭が所定距離d1だけ離れていればよい。   The shape of the hole 47c in plan view may be not only a square with rounded corners but also a polygon with rounded corners. The greater the number of rounded corners, the easier the stress concentration is relaxed. Alternatively, as shown in FIG. 12, the shape of the hole 47c in plan view may be an ellipse (including a circle). In this case, the outline of the hole 47c closest to the edge 45a only needs to be separated by a predetermined distance d1.

図13は他の例を示す平面図である。実施の形態1の図10で示された構造と同様にして、所定距離d1だけ縁部45aから入り込んで孔部47cが設けられ、孔部47cよりも所定距離d2だけ後退して開口51aが設けられている。   FIG. 13 is a plan view showing another example. Similarly to the structure shown in FIG. 10 of the first embodiment, a hole 47c is provided by entering from the edge 45a by a predetermined distance d1, and an opening 51a is provided by retreating by a predetermined distance d2 from the hole 47c. It has been.

しかし図13で示された構成では、開口51aは平面視上、ほぼ正方形を呈するものの、その角51rが丸められている。よってこの場合も応力の集中を緩和することができる。図13では開口51aのみならず、孔部47cの角47rも丸められている様子が示されているが、開口51aの角51rのみが丸められていてもよい。また開口51aも孔部47cと同様に、その平面視上の形状は、角が丸められた正方形のみならず、角が丸められた多角形でもよいし、楕円(円を含む)であってもよい。   However, in the configuration shown in FIG. 13, the opening 51a has a substantially square shape in plan view, but the corner 51r is rounded. Therefore, also in this case, stress concentration can be relaxed. Although FIG. 13 shows that not only the opening 51a but also the corner 47r of the hole 47c is rounded, only the corner 51r of the opening 51a may be rounded. Similarly to the hole 47c, the shape of the opening 51a in plan view may be not only a square with rounded corners, but also a polygon with rounded corners, or an ellipse (including a circle). Good.

上記第1及び第2の実施の形態において、所定距離d2は所定距離d1よりも大きい場合が図示されているが、0<d2<d1の関係があっても本発明の効果が得られることは明白である。   In the first and second embodiments, the case where the predetermined distance d2 is larger than the predetermined distance d1 is illustrated, but the effect of the present invention can be obtained even if there is a relationship of 0 <d2 <d1. It is obvious.

この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。   Although the present invention has been described in detail, the above description is illustrative in all aspects, and the present invention is not limited thereto. It is understood that countless variations that are not illustrated can be envisaged without departing from the scope of the present invention.

Claims (6)

第1絶縁膜(33)上に選択的に配置された配線(45)と、
前記第1絶縁膜を覆い、前記配線の表面の縁部(45a)から第1の所定距離(d1)だけ前記配線の内方に入り込んで前記配線の表面を選択的に露出させる孔部(47c)を有して前記配線を選択的に覆い、前記第1絶縁膜とは残留応力の方向が異なる第2絶縁膜(47)と、
前記孔部を介して選択的に露出した前記配線の表面、および前記孔部から第2の所定距離(d2)で拡がる前記第2絶縁膜の表面に接続された支持部(23b)と、前記支持部によって支持されて前記第2絶縁膜と所定間隔離れた浮遊部(23a)とを有する導電性の薄膜構造体と
を備え、
前記支持部は前記第2絶縁膜の前記表面と接続される領域において、平面視上、角(51r)が丸められた多角形若しくは楕円を呈する、電極構造。
Wiring (45) selectively disposed on the first insulating film (33);
A hole (47c) that covers the first insulating film and enters the inside of the wiring by a first predetermined distance (d1) from an edge (45a) of the surface of the wiring to selectively expose the surface of the wiring. And a second insulating film (47) that selectively covers the wiring and has a direction of residual stress different from that of the first insulating film,
A support portion (23b) connected to a surface of the wiring selectively exposed through the hole portion and a surface of the second insulating film extending from the hole portion by a second predetermined distance (d2) ; Bei example a conductive thin film structure to have a said second insulating film and a floating portion spaced a predetermined distance and is supported (23a) by the support unit,
In the electrode connection structure, the support portion exhibits a polygon or an ellipse with rounded corners (51r) in plan view in a region connected to the surface of the second insulating film .
前記支持部(23b)は前記孔部(47c)を覆う、請求項1記載の電極構造。   The electrode structure according to claim 1, wherein the support portion (23b) covers the hole portion (47c). 前記第1絶縁膜(33)の残留応力は圧縮応力であり、前記第2絶縁膜の残留応力は引っ張り応力である、請求項1記載の電極構造。   The electrode structure according to claim 1, wherein the residual stress of the first insulating film (33) is a compressive stress, and the residual stress of the second insulating film is a tensile stress. 前記第1絶縁膜(33)は酸化膜であり、前記第2絶縁膜は窒化膜である、請求項3記載の電極構造。   The electrode structure according to claim 3, wherein the first insulating film (33) is an oxide film, and the second insulating film is a nitride film. 前記第1絶縁膜の表面と前記配線の表面とは同一平面上にある、請求項1記載の電極構造。   The electrode structure according to claim 1, wherein a surface of the first insulating film and a surface of the wiring are on the same plane. 前記孔部(47c)は、平面視上、角(47r)が丸められた多角形若しくは楕円を呈する、請求項1記載の電極構造。   The electrode structure according to claim 1, wherein the hole (47c) has a polygonal shape or an elliptical shape with rounded corners (47r) in plan view.
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