JPH01224671A - 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
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- JPH01224671A JPH01224671A JP5077788A JP5077788A JPH01224671A JP H01224671 A JPH01224671 A JP H01224671A JP 5077788 A JP5077788 A JP 5077788A JP 5077788 A JP5077788 A JP 5077788A JP H01224671 A JPH01224671 A JP H01224671A
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Landscapes
- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
この発明は、自動車、工業計測、航空機等各種の分野に
おいて用いられる半導体加速度センサの製造方法に関す
る。
おいて用いられる半導体加速度センサの製造方法に関す
る。
［従来技術］
第２図は従来の半導体加速度センサの構成を示す平面図
である。この図において、ｌは方形状に形成されたｎ型
のシリコン基板（以下、Ｓｉ基板と称する）であり、こ
のＳｉ基板ｌの周縁部に沿って平面“Ｃ”字状の空隙部
２が形成されている。Ｉａは片持梁部であり、空隙部２
によって細く形成されており、この片持梁部１ａの先端
には方形状の重り部１ｂが形成されている。３は平面“
コ”字状に形成された加速度検出用の拡散抵抗であり、
片持梁部１ａの上面に設けられている。４．４は拡散抵
抗３の両端各々に接続された電極である。
である。この図において、ｌは方形状に形成されたｎ型
のシリコン基板（以下、Ｓｉ基板と称する）であり、こ
のＳｉ基板ｌの周縁部に沿って平面“Ｃ”字状の空隙部
２が形成されている。Ｉａは片持梁部であり、空隙部２
によって細く形成されており、この片持梁部１ａの先端
には方形状の重り部１ｂが形成されている。３は平面“
コ”字状に形成された加速度検出用の拡散抵抗であり、
片持梁部１ａの上面に設けられている。４．４は拡散抵
抗３の両端各々に接続された電極である。
ここで、第３図は第２図のＡＡ線断面図であり、この図
に示すように、片持梁部１ａは薄く形成され、重り部１
ｂは肉厚に形成されている。
に示すように、片持梁部１ａは薄く形成され、重り部１
ｂは肉厚に形成されている。
次に、第４図を参照して上述した半導体加速度センサの
製造工程を説明する。
製造工程を説明する。
■まず、第４図（イ）に示すように、Ｓｉ基板１の上下
面各々に、５ｉＯｚ膜５，６を形成する。この５ｉＯｚ
膜５，６の形成は、Ｓｉ基板Ｉを拡散炉内に配置し、１
０００〜１２００℃の酸化性雰囲気中て熱処理すること
により行なわれる。
面各々に、５ｉＯｚ膜５，６を形成する。この５ｉＯｚ
膜５，６の形成は、Ｓｉ基板Ｉを拡散炉内に配置し、１
０００〜１２００℃の酸化性雰囲気中て熱処理すること
により行なわれる。
■次に、第４図（ロ）に示すように、フォトリソグラフ
ィにより、５１０２膜５に窓隙用窓７を形成する。なお
、フォトリソグラフィは、フォトレジスト塗布工程、ア
ライメント工程、紫外線露光工程、現像工程およびベー
ク工程等から成る。以下、フォトリソグラフィと称する
場合は、これらの工程を存するものとする。
ィにより、５１０２膜５に窓隙用窓７を形成する。なお
、フォトリソグラフィは、フォトレジスト塗布工程、ア
ライメント工程、紫外線露光工程、現像工程およびベー
ク工程等から成る。以下、フォトリソグラフィと称する
場合は、これらの工程を存するものとする。
■次に、第４図（ロ）のＳｉ基板１を拡散炉内に配置し
、１０００〜１２００℃の雰囲気中で窓隙用窓７からボ
ロン（はう素）を供給し、第４図（）Ｘ）に示すｐ型拡
散層（以下、拡散抵抗と称する）３を形成する。
、１０００〜１２００℃の雰囲気中で窓隙用窓７からボ
ロン（はう素）を供給し、第４図（）Ｘ）に示すｐ型拡
散層（以下、拡散抵抗と称する）３を形成する。
■次に、第４図（ニ）に示すように、Ｓｉ基板ｌの下面
のＳｉｎ、膜６に片持梁用窓８と、重り部用窓９をフォ
トリソグラフィにより形成する。
のＳｉｎ、膜６に片持梁用窓８と、重り部用窓９をフォ
トリソグラフィにより形成する。
■次に、第４図（ホ）に示すように、Ｋ ＯＨ、ヒドラ
ジン、ＥＰＷ等のエツチング液を用いてＳｉ基板１の下
面から予め決定した片持梁部の厚みの２倍の厚みとなる
までエツチングを行い、切欠部１０゜１１を形成する。
ジン、ＥＰＷ等のエツチング液を用いてＳｉ基板１の下
面から予め決定した片持梁部の厚みの２倍の厚みとなる
までエツチングを行い、切欠部１０゜１１を形成する。
■次に、第４図（へ）に示すように、切欠部ＩＩの上面
に対向するＳｉＯｘ膜５に窓隙用窓１２をフォトリソグ
ラフィにより形成する。
に対向するＳｉＯｘ膜５に窓隙用窓１２をフォトリソグ
ラフィにより形成する。
■次に、第４図（ト）に示すように、■項で用いたエツ
チング液により切欠部１１がＳｉ基板Ｉの上面に貫通す
るまで同基板ｌの両面からエツチングを行う。これによ
り、切欠部１１が貫通して重り部１ｂか形成され、また
、切欠部ＩＯがさらに削られて目的とする粱厚となる片
持梁部１ａが形成される。また、貫通した部分が空隙部
２となる。
チング液により切欠部１１がＳｉ基板Ｉの上面に貫通す
るまで同基板ｌの両面からエツチングを行う。これによ
り、切欠部１１が貫通して重り部１ｂか形成され、また
、切欠部ＩＯがさらに削られて目的とする粱厚となる片
持梁部１ａが形成される。また、貫通した部分が空隙部
２となる。
以上が従来の製造工程の一例である。なお、Ｓｉ基板ｌ
の片持梁部１ａと重り部ｉｂとを形成した残りの部分が
支持部となる。
の片持梁部１ａと重り部ｉｂとを形成した残りの部分が
支持部となる。
［発明が解決しようとする課題］
ところで、従来の半導体加速度センナの製造方法にあっ
ては、薄板状の梁部と、重り部をほぼ完成させた後に、
その表面に電極等の金属パターニングを行なっていたが
、ウェハはすでにエツチング加工により平面性が失なわ
れ、その梁部は非常に薄く作られ破壊され易くなってい
るので、この状態でスピナーによるレジスト塗布、金属
パターニングを実施するには非常゛に困難性をともなう
。
ては、薄板状の梁部と、重り部をほぼ完成させた後に、
その表面に電極等の金属パターニングを行なっていたが
、ウェハはすでにエツチング加工により平面性が失なわ
れ、その梁部は非常に薄く作られ破壊され易くなってい
るので、この状態でスピナーによるレジスト塗布、金属
パターニングを実施するには非常゛に困難性をともなう
。
［課題を解決するために手段］
上述した問題点を解決するために、この発明によれば、
以下の工程を含むことを特徴とする。
以下の工程を含むことを特徴とする。
（イ）半導体単結晶基板の第１の面に、拡散抵抗、及び
重り部の輪郭形状に沿った少なくとも梁部の厚み以上の
深さを有する凹部を形成する第１の工程、 （ロ）次いで、前記第１の面上に耐ケミカルエツチング
膜を形成する第２の工程、 （ハ）前記半導体単結晶基板の第２の面に対して、所定
の厚みの梁部、及び重り部の周囲に沿った工・ソチング
を施す第３の工程、 （ニ）上記（ハ）の工程が終了した後に行なわれる前記
第１の面上に金属パターンを施す第４の工程、（ホ）前
記耐ケミカルエツチング膜を除去する第５の工程。
重り部の輪郭形状に沿った少なくとも梁部の厚み以上の
深さを有する凹部を形成する第１の工程、 （ロ）次いで、前記第１の面上に耐ケミカルエツチング
膜を形成する第２の工程、 （ハ）前記半導体単結晶基板の第２の面に対して、所定
の厚みの梁部、及び重り部の周囲に沿った工・ソチング
を施す第３の工程、 （ニ）上記（ハ）の工程が終了した後に行なわれる前記
第１の面上に金属パターンを施す第４の工程、（ホ）前
記耐ケミカルエツチング膜を除去する第５の工程。
［作用］
耐ケミカル・エツチング膜が形成されたほぼフラットな
ウェハの第１の表面上に金属パターニングを行えるよう
になる。
ウェハの第１の表面上に金属パターニングを行えるよう
になる。
［実施例コ
以下、第１図を参照し、この発明の一実施例による製造
方法を説明する。なお、この図において、前述した第４
図と対応する部分には同一の符号を付してその説明を省
略する。
方法を説明する。なお、この図において、前述した第４
図と対応する部分には同一の符号を付してその説明を省
略する。
■まず、第１図（イ）に示すように、ｎ型のＳｉ基板１
の上下面各々に、５ｉｏｔ膜５，６を形成する。
の上下面各々に、５ｉｏｔ膜５，６を形成する。
■次に、第１図（ロ）に示すように、フォトリソグラフ
ィにより、上面（第１の面）の５ｉｎｓ膜５に重り部の
形成用としての重り部の輪郭形状に沿った窓隙用窓１４
を形成する。
ィにより、上面（第１の面）の５ｉｎｓ膜５に重り部の
形成用としての重り部の輪郭形状に沿った窓隙用窓１４
を形成する。
■次に、第１図（ハ）に示すように、Ｋ ＯＨ、ヒドラ
ジン、ＥＰＷ等のエツチング液を用いてＳｉ基板ｌの上
面からエツチングを行い、窓隙用窓１４から同基板ｌに
切欠部（凹部）１５を形成する。この切欠部１５の深さ
は、少なくとも目的とする片持梁部の厚みより大となる
ようにする。
ジン、ＥＰＷ等のエツチング液を用いてＳｉ基板ｌの上
面からエツチングを行い、窓隙用窓１４から同基板ｌに
切欠部（凹部）１５を形成する。この切欠部１５の深さ
は、少なくとも目的とする片持梁部の厚みより大となる
ようにする。
■次に、第１図（ニ）に示すように、Ｓｉ基板Ｉを酸化
性雰囲気中で熱処理することによって、切欠部１５の表
面上に５ｉＯｚ膜１６を形成する。
性雰囲気中で熱処理することによって、切欠部１５の表
面上に５ｉＯｚ膜１６を形成する。
■次に、第１図（ホ）に示すように、フォトリソグラフ
ィにより、Ｓｉ基板ｌの上面の５ｉＯｙ膜５に拡散抵抗
形成用としての窓隙用窓１７を形成する。
ィにより、Ｓｉ基板ｌの上面の５ｉＯｙ膜５に拡散抵抗
形成用としての窓隙用窓１７を形成する。
０次に、第１図（ホ）のＳｉ基板ｌを拡散炉内に配置し
、１０００〜１２００℃の雰囲気中で窓隙用窓１７から
ボロンを供給し、第１図（へ）に示す拡散抵抗３を形成
し、その上に５ｉＯｚ膜が形成される。
、１０００〜１２００℃の雰囲気中で窓隙用窓１７から
ボロンを供給し、第１図（へ）に示す拡散抵抗３を形成
し、その上に５ｉＯｚ膜が形成される。
■次に、第１図（ト）に示すように、Ｓｉ基板！の上面
の５ｉＯｚ膜５の表面にエツチング防止膜（耐ケミカル
エツチング膜）としてＳｉＮ膜（窒化膜）１８をＣＶ
Ｄ （Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖ ａｐｏｒ Ｄ ｅｐｏｓ
ｉｔｉｏｎ）により形成する。
の５ｉＯｚ膜５の表面にエツチング防止膜（耐ケミカル
エツチング膜）としてＳｉＮ膜（窒化膜）１８をＣＶ
Ｄ （Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖ ａｐｏｒ Ｄ ｅｐｏｓ
ｉｔｉｏｎ）により形成する。
０次に、第１図（チ）に示すように、フォトリソグラフ
ィにより、Ｓｉ基板ｌの下面のＳ ｉ Ｏを膜６に片持
梁用窓８と重り部用窓９を形成する。
ィにより、Ｓｉ基板ｌの下面のＳ ｉ Ｏを膜６に片持
梁用窓８と重り部用窓９を形成する。
０次に、第１図（す）に示すように、ＫＯＨ，ヒドラジ
ン、ＥＰＷ等のエツチング液を用いて、ＳｉＭ板ｌの下
面（第２の面）から同基板ｌのＳ ｉＯ２膜１６の底面
に達するまでエツチングを行い、片持梁用窓８から同基
板ｌに切欠部ｌＯおよび重り部用窓９から同基板ｌに切
欠部１１を各々形成する。
ン、ＥＰＷ等のエツチング液を用いて、ＳｉＭ板ｌの下
面（第２の面）から同基板ｌのＳ ｉＯ２膜１６の底面
に達するまでエツチングを行い、片持梁用窓８から同基
板ｌに切欠部ｌＯおよび重り部用窓９から同基板ｌに切
欠部１１を各々形成する。
この工程により、片持梁部１ａと重り部１ｂとの形成が
完了する。なお、先に■項で述べた切欠部１５には、５
ｉＯｚ膜１６とＳｉＮ膜１８とが積層されているので切
欠部１１と切欠部１５とは貫通しない。
完了する。なお、先に■項で述べた切欠部１５には、５
ｉＯｚ膜１６とＳｉＮ膜１８とが積層されているので切
欠部１１と切欠部１５とは貫通しない。
０次に、第１図（ヌ）に示すように、拡散抵抗３の上面
中央部分に当たるＳｉＮ膜１８をＣＦ、ガスを用いたプ
ラズマエツチングにより除去する。
中央部分に当たるＳｉＮ膜１８をＣＦ、ガスを用いたプ
ラズマエツチングにより除去する。
０次に、第１図（ル）に示すように、ＳｉＮ膜１８が除
去された部分から露出する５ｉＯｚ膜６と、切欠部１１
の上面に当たるＳ ｓ Ｏを膜Ｉ６とをＨＦ系エッチャ
ントにより除去する。ＳｉＮ＠１Ｂの所定部分が除去さ
れることにより、拡散抵抗３用のコンタクトホール１９
が形成される。なお、ＳｉＮ＠１Ｂは耐ケミカルエツチ
ング膜でありＨＦ系エッチャントではエツチングされな
いので、切欠部１１は貫通しない。
去された部分から露出する５ｉＯｚ膜６と、切欠部１１
の上面に当たるＳ ｓ Ｏを膜Ｉ６とをＨＦ系エッチャ
ントにより除去する。ＳｉＮ＠１Ｂの所定部分が除去さ
れることにより、拡散抵抗３用のコンタクトホール１９
が形成される。なお、ＳｉＮ＠１Ｂは耐ケミカルエツチ
ング膜でありＨＦ系エッチャントではエツチングされな
いので、切欠部１１は貫通しない。
０次に、第１図（ヲ）に示すように、ＳｉＮ膜１８の表
面にスパッタリングまたは真空蒸着等によってアルミニ
ウム膜２０を付着させる。
面にスパッタリングまたは真空蒸着等によってアルミニ
ウム膜２０を付着させる。
［株］次に、第１図（ワ）に示すように、アルミニウム
膜２０を熱リン酸等によりエツチングを行い、アルミニ
ウム電極２０ａを形成する金属パターニングを施す。
膜２０を熱リン酸等によりエツチングを行い、アルミニ
ウム電極２０ａを形成する金属パターニングを施す。
０次に、第１図（力）に示すように、ＣＦ、ガスを用い
たプラズマエツチングにより、アルミニウム電極２０ａ
の下部を除いた他の部分のＳｉＮ＠１８を除去する。こ
の場合、切欠部１１か貫通して貫通孔１１ａが形成され
る。また、ＳｉＮ膜１８のエツチングは、プラズマ中に
置いて行なわれるために、溶液によるエツチングのよう
に攪拌されることがないので、片持梁部が破損する割合
が非常に小さくなる。
たプラズマエツチングにより、アルミニウム電極２０ａ
の下部を除いた他の部分のＳｉＮ＠１８を除去する。こ
の場合、切欠部１１か貫通して貫通孔１１ａが形成され
る。また、ＳｉＮ膜１８のエツチングは、プラズマ中に
置いて行なわれるために、溶液によるエツチングのよう
に攪拌されることがないので、片持梁部が破損する割合
が非常に小さくなる。
以上の工程により半導体加速度センサか作製される。
なお、上記実施例において、エツチングの防止膜（符号
１８で示す）としてＳｉＮを用いたが、これの代わりに
ＨＦ系エッチャントでは除去されず、プラズマエツチン
グで容易に除去される材料（例えば、Ｐｏ１ｙ−Ｓｉ；
ポリシリコン）であれば他のものでも使用可能である。
１８で示す）としてＳｉＮを用いたが、これの代わりに
ＨＦ系エッチャントでは除去されず、プラズマエツチン
グで容易に除去される材料（例えば、Ｐｏ１ｙ−Ｓｉ；
ポリシリコン）であれば他のものでも使用可能である。
また、これらＳｉＮにかわるものを組み合わせた複数の
膜を使用しても良い。
膜を使用しても良い。
また、上記実施例では片持梁部を有する半導体加速度セ
ンサに適用した場合について述べたが、両持梁部を有す
る半導体加速度センサにも勿論適用することができる。
ンサに適用した場合について述べたが、両持梁部を有す
る半導体加速度センサにも勿論適用することができる。
［発明の効果］
以上説明したように、この発明によれば、半導体単結晶
基板の一方の而からエツチングを行って貫通孔を空ける
ことにより重り部および梁部の輪郭を形成ずろ半導体加
速度センサの製造方法において、前記エツチングに用い
られるエツチングストップ膜を前記半導体単結晶基板の
他方の面に形成し、前記エツチングによって該基板が貫
通しないようにして前記エツチングストップ膜からフォ
トリソグラフィによって前記梁部に設けられる拡散抵抗
への電気的配線工程を行い、この電気的配線工程の終了
後前記エツチングストップ膜を除去して前記半導体単結
晶基板にｎ通孔を形成するようにしたので、製品コスト
を安価にできる。また、製品としての電気的信頼性が向
上し、また、梁部か破損する割合が非常に小さくなるの
で歩留が改善される。
基板の一方の而からエツチングを行って貫通孔を空ける
ことにより重り部および梁部の輪郭を形成ずろ半導体加
速度センサの製造方法において、前記エツチングに用い
られるエツチングストップ膜を前記半導体単結晶基板の
他方の面に形成し、前記エツチングによって該基板が貫
通しないようにして前記エツチングストップ膜からフォ
トリソグラフィによって前記梁部に設けられる拡散抵抗
への電気的配線工程を行い、この電気的配線工程の終了
後前記エツチングストップ膜を除去して前記半導体単結
晶基板にｎ通孔を形成するようにしたので、製品コスト
を安価にできる。また、製品としての電気的信頼性が向
上し、また、梁部か破損する割合が非常に小さくなるの
で歩留が改善される。
第１図はこの発明の一実施例による製造方法を説明する
ための工程図、第２図は従来の半導体加速度センサの構
成例を示す平面図、第３図は第２図のＡＡ線断面図、第
４図は従来の半導体加速度センサの製造方法を説明する
ための工程図である。 １・・・・・・Ｓｉ基板（半導体単結晶基板、支持部）
、ｌａ・・・・・・片持梁部、 １ｂ・・・・・・重り部、 ３・・・・・・拡散抵抗、 １５・・・・・・切欠（凹部）、 １８・・・・・・ＳｉＮ膜（耐ケミカルエツチング膜）
、２０・・・・・・アルミニウム膜（金属パターンを形
成する）。
ための工程図、第２図は従来の半導体加速度センサの構
成例を示す平面図、第３図は第２図のＡＡ線断面図、第
４図は従来の半導体加速度センサの製造方法を説明する
ための工程図である。 １・・・・・・Ｓｉ基板（半導体単結晶基板、支持部）
、ｌａ・・・・・・片持梁部、 １ｂ・・・・・・重り部、 ３・・・・・・拡散抵抗、 １５・・・・・・切欠（凹部）、 １８・・・・・・ＳｉＮ膜（耐ケミカルエツチング膜）
、２０・・・・・・アルミニウム膜（金属パターンを形
成する）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 以下の工程を含むことを特徴とする重り部、支持部及び
これらを連結する薄い梁部が半導体単結晶基板から一体
的に作り出される半導体加速度センサの製造方法。 （イ）半導体単結晶基板の第１の面に、拡散抵抗、及び
重り部の輪郭形状に沿った少なくとも梁部の厚み以上の
深さを有する凹部を形成する第１の工程、 （ロ）次いで、前記第１の面上に耐ケミカルエッチング
膜を形成する第２の工程、 （ハ）前記半導体単結晶基板の第２の面に対して、所定
の厚みの梁部、及び重り部の周囲に沿ったエッチングを
施す第３の工程、 （ニ）上記（ハ）の工程が終了した後に行なわれる前記
第１の面上に金属パターンを施す第４の工程、（ホ）前
記耐ケミカルエッチング膜を除去する第５の工程。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5077788A JPH01224671A (ja) | 1988-03-04 | 1988-03-04 | 半導体加速度センサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5077788A JPH01224671A (ja) | 1988-03-04 | 1988-03-04 | 半導体加速度センサの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01224671A true JPH01224671A (ja) | 1989-09-07 |
Family
ID=12868259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5077788A Pending JPH01224671A (ja) | 1988-03-04 | 1988-03-04 | 半導体加速度センサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01224671A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH045573A (ja) * | 1990-04-23 | 1992-01-09 | Nec Corp | 半導体素子およびその製造方法 |
| US5324688A (en) * | 1990-12-17 | 1994-06-28 | Nec Corporation | Method of fabricating a semiconductor acceleration sensor |
| JP2003156510A (ja) * | 2001-11-22 | 2003-05-30 | Matsushita Electric Works Ltd | 半導体加速度センサの製造方法 |
-
1988
- 1988-03-04 JP JP5077788A patent/JPH01224671A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH045573A (ja) * | 1990-04-23 | 1992-01-09 | Nec Corp | 半導体素子およびその製造方法 |
| US5324688A (en) * | 1990-12-17 | 1994-06-28 | Nec Corporation | Method of fabricating a semiconductor acceleration sensor |
| JP2003156510A (ja) * | 2001-11-22 | 2003-05-30 | Matsushita Electric Works Ltd | 半導体加速度センサの製造方法 |
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