JPH01258475A - 振動形トランスデュサの製造方法 - Google Patents
振動形トランスデュサの製造方法Info
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- JPH01258475A JPH01258475A JP8694688A JP8694688A JPH01258475A JP H01258475 A JPH01258475 A JP H01258475A JP 8694688 A JP8694688 A JP 8694688A JP 8694688 A JP8694688 A JP 8694688A JP H01258475 A JPH01258475 A JP H01258475A
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Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- 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〉
本発明は、振動形トランスデュサの製造方法に関するも
のである。
のである。
更に詳述すれば、本発明は、シェルを有しシリコン単結
晶の基板状に設けられシリコン単結晶材よりなる振動梁
を有する振動形トランスデュサの製造方法に関するもの
である。
晶の基板状に設けられシリコン単結晶材よりなる振動梁
を有する振動形トランスデュサの製造方法に関するもの
である。
〈従来の技術〉
第10図は従来より一般に使用されている従来例の構成
説明図で、圧力センサに使用せる例を示し、第11図は
第10図におけるX−X断面図、第12図は一部を省略
した平面図である。
説明図で、圧力センサに使用せる例を示し、第11図は
第10図におけるX−X断面図、第12図は一部を省略
した平面図である。
このような装置は、例えば、特願昭59−42632号
公報に示されている。
公報に示されている。
これらの図において、1は弾性を有する半導体で構成さ
れた基板で、例えば、シリコン基板が用いられている。
れた基板で、例えば、シリコン基板が用いられている。
2はこの半導体基板1の一部を利用して構成されている
受圧ダイアフラムで、例えば、半導体基板1をエツチン
グして構成される。
受圧ダイアフラムで、例えば、半導体基板1をエツチン
グして構成される。
3および4は受圧ダイアフラム2上に形成された両端固
定の微小な振動梁で、振動梁3は受圧ダイはぼ中央部に
、振動梁4は受圧ダイアフラム2の周縁部にそれぞれ位
置している。この振動梁3゜4は、例えば半導体基板1
において、振動梁に相当する箇所の周辺部を、例えばア
ンダエッチングして形成されている。
定の微小な振動梁で、振動梁3は受圧ダイはぼ中央部に
、振動梁4は受圧ダイアフラム2の周縁部にそれぞれ位
置している。この振動梁3゜4は、例えば半導体基板1
において、振動梁に相当する箇所の周辺部を、例えばア
ンダエッチングして形成されている。
5はシェルで、受圧ダイアフラム2上に形成させた振動
梁3の周囲を覆い、この内部25(振動梁3の周囲)を
真空状態に保持するようにしたものである。シェル5は
、この場合は、シリコンで構成され、受圧ダイアフラム
2に、例えば陽極接合法によって取付けられる。シェル
5は振動梁4にも設けられているが、ここでは省略する
。なお、シェル5は、第10図においては、分りやすく
するために省略されている。
梁3の周囲を覆い、この内部25(振動梁3の周囲)を
真空状態に保持するようにしたものである。シェル5は
、この場合は、シリコンで構成され、受圧ダイアフラム
2に、例えば陽極接合法によって取付けられる。シェル
5は振動梁4にも設けられているが、ここでは省略する
。なお、シェル5は、第10図においては、分りやすく
するために省略されている。
第13図は第11図における振動梁付近を拡大して示す
断面図である。ここでは、受圧ダイアフラム2としてn
形シリコン基板を用いた例である。
断面図である。ここでは、受圧ダイアフラム2としてn
形シリコン基板を用いた例である。
この図において、21a、21bはP+層で、21a、
21bとは切込み部20によって電気的に分離している
。22はn形エピタキシアル層、23はP+層、24は
S i O2層である。エピタキシアル層22の一部は
、例えば、アンダーエツチングによって隙間部25が形
成されており、振動梁3(4)は隙間部25状を跨がる
両端固定のP層と5tO2層とによって構成されている
。
21bとは切込み部20によって電気的に分離している
。22はn形エピタキシアル層、23はP+層、24は
S i O2層である。エピタキシアル層22の一部は
、例えば、アンダーエツチングによって隙間部25が形
成されており、振動梁3(4)は隙間部25状を跨がる
両端固定のP層と5tO2層とによって構成されている
。
第13図において振動梁3(4)を構成するP層23と
、隙間部25を介して対向するP層21a、21bは、
静電容量電極を構成しており、ここでは振動片3(4)
を、P+層21aとP+層23との間に働く静電力を利
用して励振させ、また、P+層21bとP+層23との
間の静電容量変化によって、振動梁3(4)の振動を検
出するようになっている。
、隙間部25を介して対向するP層21a、21bは、
静電容量電極を構成しており、ここでは振動片3(4)
を、P+層21aとP+層23との間に働く静電力を利
用して励振させ、また、P+層21bとP+層23との
間の静電容量変化によって、振動梁3(4)の振動を検
出するようになっている。
O20は発振回路で、この回路は外部、あるいは、半導
体基板1を利用して構成されており、入力端はP十層2
1bが接続され、振動梁3(4)の振動に関連した信号
が印加される。また、出力端はP”層21aが接続され
、P十層21aとP十層23間に出力信号を与える。こ
れによって、発振回路O8Cと振動梁3(4)とは振動
梁の固有振動数で発振する自励発振回路を構成する。
体基板1を利用して構成されており、入力端はP十層2
1bが接続され、振動梁3(4)の振動に関連した信号
が印加される。また、出力端はP”層21aが接続され
、P十層21aとP十層23間に出力信号を与える。こ
れによって、発振回路O8Cと振動梁3(4)とは振動
梁の固有振動数で発振する自励発振回路を構成する。
このように構成した圧力センサにおいて、受圧ダイアフ
ッラム2に、第11図の矢印Pに示すように、内側から
圧力を与えるものとすれば、この圧力を受けて受圧ダイ
アフラム2は撓み、中央に形成されている振動梁3には
引張力が、ダイアフラム2の周縁部に形成されている振
動梁4には圧縮力がそれぞれ加わる。これにより各振動
梁3゜4の固有振動数r+ 、f2は、圧力Pに対して
差動的に変化する事となり、例えば、f、−f2の差を
演算することによって、圧力Pを測定することができる
。
ッラム2に、第11図の矢印Pに示すように、内側から
圧力を与えるものとすれば、この圧力を受けて受圧ダイ
アフラム2は撓み、中央に形成されている振動梁3には
引張力が、ダイアフラム2の周縁部に形成されている振
動梁4には圧縮力がそれぞれ加わる。これにより各振動
梁3゜4の固有振動数r+ 、f2は、圧力Pに対して
差動的に変化する事となり、例えば、f、−f2の差を
演算することによって、圧力Pを測定することができる
。
しかして、シェル5により振動梁3,4が真空中に置か
れる為、振動梁3.4のQを高くするこ ・とができ
る。
れる為、振動梁3.4のQを高くするこ ・とができ
る。
しかしながら、この様な装置においては、受圧ダイアフ
ラム2にシェル5を取付けねばならないので、陽極接合
法等の接合技術が必要となり、接合時に振動梁に悪影響
を及ぼす恐れがある。また、接合強度等問題となり、小
形化にも限度を有する。
ラム2にシェル5を取付けねばならないので、陽極接合
法等の接合技術が必要となり、接合時に振動梁に悪影響
を及ぼす恐れがある。また、接合強度等問題となり、小
形化にも限度を有する。
このような問題点を解決するために、本願出願人は昭和
62年6月26日出願の特願昭62−159073 r
発明の名称;振動形トランスデュサの製造方法」を出願
している。
62年6月26日出願の特願昭62−159073 r
発明の名称;振動形トランスデュサの製造方法」を出願
している。
以下、この出願について、第14図から第20図により
説明する。
説明する。
図において、第10図から第13図までと同一記号は同
一機能を示す。
一機能を示す。
以下、第10図から第13図までと相違部分のみ説明す
る。
る。
(1)第14図に示すごとく、n型シリコン(100)
面にカットされた基板1に、シリコン酸化物あるいはシ
リコン窒化物の膜101を形成する。
面にカットされた基板1に、シリコン酸化物あるいはシ
リコン窒化物の膜101を形成する。
膜101の所要の箇所をホトリソグラフィにより除去す
る。
る。
(2)第15図に示すごとく、1050℃の水素(H2
)雰囲気中で塩酸でエツチングを行い基板1に所要箇所
102をエツチングして膜101をアンダーカットして
四部103を形成する。
)雰囲気中で塩酸でエツチングを行い基板1に所要箇所
102をエツチングして膜101をアンダーカットして
四部103を形成する。
なお、塩酸の代りに、高温水蒸気、酸素を用いるか、あ
るいは、40゛C〜130℃のアルカリ液による異方性
エツチングでもよい。
るいは、40゛C〜130℃のアルカリ液による異方性
エツチングでもよい。
(3)第16図に示すごとく、1050”Cの水素(H
2)雰囲気中でソースガスにHCIガスを混入して選択
エピタキシャル成長法を行う。
2)雰囲気中でソースガスにHCIガスを混入して選択
エピタキシャル成長法を行う。
すなわち、
■ボロンの濃度1019cm’のP形シリコンにより、
隙間部25の下半分に相当する第1エピタキシャル層1
04を選択エピタキシャル成長させる。
隙間部25の下半分に相当する第1エピタキシャル層1
04を選択エピタキシャル成長させる。
■ボロンの濃度1020cm−3のP形シリコンにより
、第1エピタキシャル層104の表面に、所要の箇所1
02を塞ぐように、振動梁3.4に相当する第2エピタ
キシャル層105を選択エピタキシャル成長させる。
、第1エピタキシャル層104の表面に、所要の箇所1
02を塞ぐように、振動梁3.4に相当する第2エピタ
キシャル層105を選択エピタキシャル成長させる。
■ボロンの濃度1019cm’のP形シリコンにより、
第2エピタキシャル層105の表面に、隙間部25の上
半分に相当する第3エピタキシャル層106を選択エピ
タキシャル成長させる。
第2エピタキシャル層105の表面に、隙間部25の上
半分に相当する第3エピタキシャル層106を選択エピ
タキシャル成長させる。
■リンの濃度1017cm″3のn形シリコンにより、
第3エピタキシャル層106の表面に、シェル5に相当
する第4エピタキシャル層107を選択エピタキシャル
成長させる。
第3エピタキシャル層106の表面に、シェル5に相当
する第4エピタキシャル層107を選択エピタキシャル
成長させる。
(4)第18図に示すごとく、シリコン酸化物、あるい
は、シリコン窒化物の膜101をフッ化水素酸(HF)
でエツチングして除去し、エツチング注入口108を設
ける。
は、シリコン窒化物の膜101をフッ化水素酸(HF)
でエツチングして除去し、エツチング注入口108を設
ける。
(5)第19図に示すごとく、第2層に対して基板1と
第4層に正の、パルスを印加して、エツチング注入口1
08よりアルカリ液を注入して、第1エピタキシャル層
104と第3エピタキシャル層106を選択エツチング
して除去する。
第4層に正の、パルスを印加して、エツチング注入口1
08よりアルカリ液を注入して、第1エピタキシャル層
104と第3エピタキシャル層106を選択エツチング
して除去する。
第2エピタキシャル層105と第1エピタキシャル層1
04あるいは第3エピタキシャル層106との間にエツ
チング作用の差があ°るのは、ボロンの濃度が3X10
’ ” cm″3以上となるとエツチング作用に抑制現
象が生ずることによる。
04あるいは第3エピタキシャル層106との間にエツ
チング作用の差があ°るのは、ボロンの濃度が3X10
’ ” cm″3以上となるとエツチング作用に抑制現
象が生ずることによる。
このことは、例えば、「トランスデュサーズー87」日
本電気学会発行の123ページ Fig8に示されてい
る。
本電気学会発行の123ページ Fig8に示されてい
る。
(6)熱酸化処理を行い各表面に酸化シリコン膜109
を生ぜしめる。なお、寸法精度がより緩かな場合には、
この工程は必要としない。
を生ぜしめる。なお、寸法精度がより緩かな場合には、
この工程は必要としない。
(7)第19図に示すごとく、プラズマエツチング処理
により、基板1と第4エピタキシャル層107の外表面
の酸化シリコンv109を除去する。
により、基板1と第4エピタキシャル層107の外表面
の酸化シリコンv109を除去する。
なお、(6)の熱酸化処理を行なわない場合には、この
工程も必要としない。
工程も必要としない。
(8)第20図に示すごとく、1050℃の水素()i
2)中でn形シリコン、のエピタキシャル成長を行い、
基板1と第4エピタキシャル層107の外表面に、エピ
タキシャル成長層111を形成し、エツチング注入口1
08をとじる。
2)中でn形シリコン、のエピタキシャル成長を行い、
基板1と第4エピタキシャル層107の外表面に、エピ
タキシャル成長層111を形成し、エツチング注入口1
08をとじる。
なお、この工程は、
■熱酸化によりエツチング注入口108をとじる。
■ポリシリコンをCVD法またはスパッタ法によりエツ
チング注入口108の箇所に着膜させて、エツチング注
入口108をとじる。
チング注入口108の箇所に着膜させて、エツチング注
入口108をとじる。
■真空蒸着法によるシリコンエピタキシャル法によりエ
ツチング注入口108を埋める。
ツチング注入口108を埋める。
■絶縁物、例えば、ガラス(SiO2)、窒化物、アル
ミナ等をCVD法、または、スパッタ法あるいは、蒸着
法によりエツチング注入口108を埋めるようにしても
よい。
ミナ等をCVD法、または、スパッタ法あるいは、蒸着
法によりエツチング注入口108を埋めるようにしても
よい。
この結果、
(1)基板1と振動梁3,4とシェル5とが一体形で形
成されるので、基板1とシェル5との接合を必要とせず
、接合に基づく不安定さの問題が無くなる。
成されるので、基板1とシェル5との接合を必要とせず
、接合に基づく不安定さの問題が無くなる。
(2)単純な構造で、外部の流体と振動梁3,4.・を
絶縁でき、小形化が容易に出来る。
絶縁でき、小形化が容易に出来る。
(3)振動梁3,4やシェル5の位置、厚さ、゛形状は
、半導体プロセス技術を利用して容易に正確に出来る。
、半導体プロセス技術を利用して容易に正確に出来る。
したがって、精度の高い振動形トランスデュサが得られ
る。
る。
〈発明が解決しようとする課題〉
しかしながら、この様な装置においては、■n形反応炉
とP形反応炉を交互に使用するため、能率が悪い。
とP形反応炉を交互に使用するため、能率が悪い。
■n形反応炉とp形反応炉の間を移動するため、汚染さ
れやすい。
れやすい。
本発明は、この問題点を解決するものである。
本発明の目的は、エツチング注入口の封止作業を除いて
、すべてのエピタキシアル成長工程をp形反応炉内で行
い、歩留よく、安価で、能率の向上された振動形トラン
スデュサの製造方法を提供するにある。
、すべてのエピタキシアル成長工程をp形反応炉内で行
い、歩留よく、安価で、能率の向上された振動形トラン
スデュサの製造方法を提供するにある。
く課題を解決するための手段〉
この目的を達成するために、本発明は、シリコン単結晶
の基板上に設けられ、励振手段により励振され励振検出
手段によって振動が検出されシリコン単結晶材よりなる
振動梁を形成し、該振動梁を囲み前記基板と室を構成し
該振動梁の周囲に隙間が維持されるようにシリコン材よ
りなるシェルを形成する振動形トランスデュサの製造方
法において、 前記シリコン単結晶の基板上にシリコン酸化物あるいは
窒化物の膜を形成し、 該膜の所要箇所をエツチングにより取去る、前記基板に
前記室の一部を構成する凹部をエツチングにより形成し
、 前記室の基板側部分が形成される部分に3×1019/
cm3程度未満のP形シリコンからなる第1エピタキシ
ャル層を選択エピタキシャル成長させ、 該第1エピタキシャル層の表面の前記振動梁が形成され
る位置の部分に3×1019/cm3程度以上のP形シ
リコンからなる第2エピタキシャル層を選択エピタキシ
ャル成長させ、前記室のシェル側部分が形成される部分
に3×10197cm”程度未満のP形シリコンからな
る第3エピタキシャル層を選択エピタキシャル成長させ
、 該第3エピタキシャル層を覆って3X10’ ”/ c
m 3程度以上のP形シリコンからなる第4エピタキ
シャル層を遇択エピタキシャル成長させ、前記膜をエツ
チングにより除去しエツチング注入口を形成し、 該注入口よりエツチング流体を注入し前記第1゜第2エ
ピタキシャル層を選択エツチングにより除去し、 前記第4エピタキシャル層を覆うとともに前記注入口を
塞ぐようにして選択エピタキシャル成長により前記シェ
ルを形成したことを特徴とする振動形トランスデュサの
製造方法を採用したものである。
の基板上に設けられ、励振手段により励振され励振検出
手段によって振動が検出されシリコン単結晶材よりなる
振動梁を形成し、該振動梁を囲み前記基板と室を構成し
該振動梁の周囲に隙間が維持されるようにシリコン材よ
りなるシェルを形成する振動形トランスデュサの製造方
法において、 前記シリコン単結晶の基板上にシリコン酸化物あるいは
窒化物の膜を形成し、 該膜の所要箇所をエツチングにより取去る、前記基板に
前記室の一部を構成する凹部をエツチングにより形成し
、 前記室の基板側部分が形成される部分に3×1019/
cm3程度未満のP形シリコンからなる第1エピタキシ
ャル層を選択エピタキシャル成長させ、 該第1エピタキシャル層の表面の前記振動梁が形成され
る位置の部分に3×1019/cm3程度以上のP形シ
リコンからなる第2エピタキシャル層を選択エピタキシ
ャル成長させ、前記室のシェル側部分が形成される部分
に3×10197cm”程度未満のP形シリコンからな
る第3エピタキシャル層を選択エピタキシャル成長させ
、 該第3エピタキシャル層を覆って3X10’ ”/ c
m 3程度以上のP形シリコンからなる第4エピタキ
シャル層を遇択エピタキシャル成長させ、前記膜をエツ
チングにより除去しエツチング注入口を形成し、 該注入口よりエツチング流体を注入し前記第1゜第2エ
ピタキシャル層を選択エツチングにより除去し、 前記第4エピタキシャル層を覆うとともに前記注入口を
塞ぐようにして選択エピタキシャル成長により前記シェ
ルを形成したことを特徴とする振動形トランスデュサの
製造方法を採用したものである。
く作用〉
以上の方法において、基板に振動梁と隙間対応部分とシ
ェル相当部分とを基板と一体となるように形成した後、
隙間対応部分をエツチングで除去することによって、基
板と振動梁とシェル一体形の振動形トランスデュサを得
ることができる。
ェル相当部分とを基板と一体となるように形成した後、
隙間対応部分をエツチングで除去することによって、基
板と振動梁とシェル一体形の振動形トランスデュサを得
ることができる。
また、エツチング注入口の封止作業を除いて、すべての
エピタキシアル成長工程をp形反応炉内で行うことが出
来る。
エピタキシアル成長工程をp形反応炉内で行うことが出
来る。
以下、実繕例に基づき詳細に説明する。
〈実施例〉
第1図は本発明の一実施例の要部製作工程断面斜視図で
ある。
ある。
図において、第10図から第13図と同一記号の構成は
同一機能を表わす。
同一機能を表わす。
以下、第10図から第13図と相違部分のみ説明する。
(1)第1図に示すごとく、n型シリコン(100)而
にカットされた基板1に、シリコン酸化物あるいはシリ
コン窒化物のv4201を形成する。
にカットされた基板1に、シリコン酸化物あるいはシリ
コン窒化物のv4201を形成する。
膜201の所要の箇所をホトリソグラフィにより除去す
る。
る。
(2)第2図に示すごとく、1050℃の水素(H2)
雰囲気中で塩酸でエツチングを行い基板1に所要箇所2
02をエツチングしてJI!201をアンダーカットし
て凹部203を形成する。
雰囲気中で塩酸でエツチングを行い基板1に所要箇所2
02をエツチングしてJI!201をアンダーカットし
て凹部203を形成する。
なお、塩酸の代りに、高温水蒸気、酸素を用いるか、あ
るいは、40℃〜130℃のアルカリ液による異方性エ
ツチングでもよい。
るいは、40℃〜130℃のアルカリ液による異方性エ
ツチングでもよい。
(3)第3図に示すごとく、1050℃の水素(H2)
雰囲気中でソースガスにHCIガスを混入して選択エピ
タキシャル成長法を行う。
雰囲気中でソースガスにHCIガスを混入して選択エピ
タキシャル成長法を行う。
すなわち、
■ボロンの濃度LO”cm−”のP形シリコンにより、
隙間部25の下半分に相当する第1エピタキシャル層2
04を選択エピタキシャル成長させる。
隙間部25の下半分に相当する第1エピタキシャル層2
04を選択エピタキシャル成長させる。
■ボロンの濃度3×1019cm−”のP形シリコンに
より、第1エピタキシャル層204の表面に、所要の箇
所202を塞ぐように、振動梁3,4に相当する第2エ
ピタキシヤル!205を選択エピタキシャル成長させる
。
より、第1エピタキシャル層204の表面に、所要の箇
所202を塞ぐように、振動梁3,4に相当する第2エ
ピタキシヤル!205を選択エピタキシャル成長させる
。
■ボロンの濃度IQ”cm’のP形シリコンにより、第
2エピタキシャル層205の表面に、隙間部25の上半
分に相当する第3エピタキシヤルNJ206を選択エピ
タキシャル成長させる。
2エピタキシャル層205の表面に、隙間部25の上半
分に相当する第3エピタキシヤルNJ206を選択エピ
タキシャル成長させる。
■ボロンの濃度3×1019cm−”のP形シリコンに
より、第3エピタキシャル層206の表面に、シェル5
に相当する第4エピタキシャル層207を選択エピタキ
シャル成長させる。
より、第3エピタキシャル層206の表面に、シェル5
に相当する第4エピタキシャル層207を選択エピタキ
シャル成長させる。
(4)第4図に示すごとく、シリコン酸化物、あるいは
、シリコン窒化物の膜201をフッ化水素酸(HF)で
エツチングして除去し、エツチング注入口208を設け
る。
、シリコン窒化物の膜201をフッ化水素酸(HF)で
エツチングして除去し、エツチング注入口208を設け
る。
(5)第5図に示すごとく、第4層に対して基板1に正
のパルスを印加して、エツチング注入口208よりアル
カリ液を注入して、第1エピタキシャル層204と第3
エピタキシャル層206を選択エツチングして除去する
。
のパルスを印加して、エツチング注入口208よりアル
カリ液を注入して、第1エピタキシャル層204と第3
エピタキシャル層206を選択エツチングして除去する
。
第2エピタキシャル層205と第1エピタキシャル層2
04あるいは第3エピタキシャル層206との間にエツ
チング作用の差があるのは、ボロンの濃度が3X10’
” cm″3以上となるとエツチング作用に抑制現象
が生ずることによる。
04あるいは第3エピタキシャル層206との間にエツ
チング作用の差があるのは、ボロンの濃度が3X10’
” cm″3以上となるとエツチング作用に抑制現象
が生ずることによる。
(6)熱酸化処理を行い各表面に酸化シリコン膜209
を生ぜしめる。なお、寸法精度がより榎かな場合には、
この工程は必要としない。
を生ぜしめる。なお、寸法精度がより榎かな場合には、
この工程は必要としない。
(7)第6図に示すごとく、プラズマエツチング処理に
より、基板1と第4エピタキシャル層207の外表面の
酸化シリコン膜209を除去する。
より、基板1と第4エピタキシャル層207の外表面の
酸化シリコン膜209を除去する。
なお、(6)の熱酸化処理を行なわない場合には、この
工程も必要としない。
工程も必要としない。
(8)第7図に示すごとく、1050 ’Cの水素(H
2)中でn形シリコンのエピタキシャル成長を行い、基
板1と第4エピタキシャル層207の外表面に、エピタ
キシャル成長層211を形成し、エツチング注入口20
8をとじる。
2)中でn形シリコンのエピタキシャル成長を行い、基
板1と第4エピタキシャル層207の外表面に、エピタ
キシャル成長層211を形成し、エツチング注入口20
8をとじる。
なお、この工程は、
■熱酸化によりエツチング注入口208をとじる。
■ポリシリコンをCVD法またはスパッタ法によりエツ
チング注入口208の箇所に着膜させて、エツチング注
入口208をとじる。
チング注入口208の箇所に着膜させて、エツチング注
入口208をとじる。
■真空蒸着法によるシリコンエピタキシャル法によりエ
ツチング注入口208を埋める。
ツチング注入口208を埋める。
■絶縁物、例えば、ガラス(Si02)、窒化物、アル
ミナ等をCVD法、または、スパッタ法あるいは、蒸着
法によりエツチング注入口208を埋めるようにしても
よい。
ミナ等をCVD法、または、スパッタ法あるいは、蒸着
法によりエツチング注入口208を埋めるようにしても
よい。
なお、振動梁3,4とシェル5との絶縁が取れないため
に、振動検出信号eは、第8図に示すごとく、 e= (Zs−eQ )/ (Zv +zs )Zs;
シェル5の内部インピーダンス e0;振動梁3,4の起電力 Zv;振動梁3.4の内部インピーダンスとなって、減
少するが、振動梁3,4のQ(共振の尖鋭度)が充分大
きいため、実用上問題にならない。
に、振動検出信号eは、第8図に示すごとく、 e= (Zs−eQ )/ (Zv +zs )Zs;
シェル5の内部インピーダンス e0;振動梁3,4の起電力 Zv;振動梁3.4の内部インピーダンスとなって、減
少するが、振動梁3,4のQ(共振の尖鋭度)が充分大
きいため、実用上問題にならない。
この結果、
(1)基板1と振動梁3,4とシェル5とが一体形で形
成されるので、基板1とシェル5との接合を必要とせず
、接合に基づく不安定さの問題が無くなる。
成されるので、基板1とシェル5との接合を必要とせず
、接合に基づく不安定さの問題が無くなる。
(2)単純な構造で、外部の流体と振動梁3,4を絶縁
でき、小形化が容易に出来る。
でき、小形化が容易に出来る。
(3)振動梁3.4やシェル5の位置、厚さ、形状は、
半導体プロセス技術を利用して容易に正確に出来る。し
たがって、精度の高い振動形トランスデュサが得られる
。
半導体プロセス技術を利用して容易に正確に出来る。し
たがって、精度の高い振動形トランスデュサが得られる
。
(4)エツチング注入口208の封止作業を除いて、す
べてのエピタキシアル成長工程をp形反応炉内で行える
ので、汚染されに<<、歩留よく、安価で、能率が向上
された振動形トランスデュサが得られる。
べてのエピタキシアル成長工程をp形反応炉内で行える
ので、汚染されに<<、歩留よく、安価で、能率が向上
された振動形トランスデュサが得られる。
なお、前述の実権例においては、圧力センサに適用せる
例を説明したが、これに限ることはなく、例えば、温度
センサ、加速度センサに適用しても良いことは勿論であ
る。
例を説明したが、これに限ることはなく、例えば、温度
センサ、加速度センサに適用しても良いことは勿論であ
る。
また、前述の製造方法は、両端固定の振動梁3゜4のみ
でなく、片持梁、あるいは複数固定梁であっても適用出
来る。
でなく、片持梁、あるいは複数固定梁であっても適用出
来る。
第9図は本発明の装置により製造した振動梁の使用例の
要部構成説明図である。
要部構成説明図である。
図において、3は振動梁である。振動梁3は両端がダイ
アフラム2に固定され互いに平行に配置された二個の第
1振動子31と第一振動子31の振動の腹の部分を相互
に機械的に結合する第二振動子32とを備える。
アフラム2に固定され互いに平行に配置された二個の第
1振動子31と第一振動子31の振動の腹の部分を相互
に機械的に結合する第二振動子32とを備える。
40は振動梁3に直交する直流磁界を磁石13により加
え一方の第一振動子31の両端に交流電流を入カドラン
ス41により流して磁気誘導作用により振動梁3を磁界
と電流に直交する方向に励振する励振手段である。
え一方の第一振動子31の両端に交流電流を入カドラン
ス41により流して磁気誘導作用により振動梁3を磁界
と電流に直交する方向に励振する励振手段である。
入カドランス41は、二次側が一方の第一振動子31の
両端に接続されている。
両端に接続されている。
50は他方の第一振動子31の両端に発生する起電力を
検出する振動検出手段である。この場合は、出カドラン
ス51、増幅器52が用いられている。出カドランス5
1の一次側は、他方の第一振動子31の両端に接続され
、二次側は増幅器52を介して出力端子53に接続され
るとともに、分岐して入カドランス41の一次側に接続
され、全体として、正帰還自動発振回路を構成する。振
動梁3の振動は、振動検出手段50により検出され出力
信号として取出される。
検出する振動検出手段である。この場合は、出カドラン
ス51、増幅器52が用いられている。出カドランス5
1の一次側は、他方の第一振動子31の両端に接続され
、二次側は増幅器52を介して出力端子53に接続され
るとともに、分岐して入カドランス41の一次側に接続
され、全体として、正帰還自動発振回路を構成する。振
動梁3の振動は、振動検出手段50により検出され出力
信号として取出される。
〈発明の効果〉
以上説明したように、本発明は、シリコン単結晶の基板
上に設けられ、励振手段により励振され励振検出手段に
よって振動が検出されシリコン単結晶材よりなる振動梁
を形成し、該振動梁を囲み前記基板と室を楕成し該振動
梁の周囲に隙間が維持されるようにシリコン材よりなる
シェルを形成する振動形トランスデュサの製造方法にお
いて、前記シリコン単結晶の基板上にシリコン酸化物あ
るいは窒化物の膜を形成し、 該膜の所要箇所をエツチングにより取去る、前記基板に
前記室の一部を構成する四部をエツチングにより形成し
、 前記室の基板側部分が形成される部分に3×1019/
cm3程度未満のP形シリコンからなる第1エピタキシ
ャル層を選択エピタキシャル成長させ、 該第1エピタキシャル層の表面の前記振動梁が形成され
る位置の部分に3×101g/cm3程度以上のP形シ
リコンからなる第2エピタキシャル層を選択エピタキシ
ャル成長させ、 前記室のシェル側部分が形成される部分に3×I Q
l ’A /cm3程度未満のP形シリコンからなる第
3エピタキシャル層を選択エピタキシャル成長させ、 該第3エピタキシャル層を覆って3×1019/ c
m 3程度以上のP形シリコンからなる第4エピタキシ
ャル層を選択エピタキシャル成長させ、前記膜をエツチ
ングにより除去しエツチング注入口を形成し、 該注入口よりエツチング流体を注入し前記第1゜第2エ
ピタキシャル層を選択エツチングにより除去し、 前記第4エピタキシャル層を覆うとともに前記注入口を
塞ぐようにして選択エピタキシャル成長により前記シェ
ルを形成したことを特徴とする振動形トランスデュサの
製造方法を採用した。
上に設けられ、励振手段により励振され励振検出手段に
よって振動が検出されシリコン単結晶材よりなる振動梁
を形成し、該振動梁を囲み前記基板と室を楕成し該振動
梁の周囲に隙間が維持されるようにシリコン材よりなる
シェルを形成する振動形トランスデュサの製造方法にお
いて、前記シリコン単結晶の基板上にシリコン酸化物あ
るいは窒化物の膜を形成し、 該膜の所要箇所をエツチングにより取去る、前記基板に
前記室の一部を構成する四部をエツチングにより形成し
、 前記室の基板側部分が形成される部分に3×1019/
cm3程度未満のP形シリコンからなる第1エピタキシ
ャル層を選択エピタキシャル成長させ、 該第1エピタキシャル層の表面の前記振動梁が形成され
る位置の部分に3×101g/cm3程度以上のP形シ
リコンからなる第2エピタキシャル層を選択エピタキシ
ャル成長させ、 前記室のシェル側部分が形成される部分に3×I Q
l ’A /cm3程度未満のP形シリコンからなる第
3エピタキシャル層を選択エピタキシャル成長させ、 該第3エピタキシャル層を覆って3×1019/ c
m 3程度以上のP形シリコンからなる第4エピタキシ
ャル層を選択エピタキシャル成長させ、前記膜をエツチ
ングにより除去しエツチング注入口を形成し、 該注入口よりエツチング流体を注入し前記第1゜第2エ
ピタキシャル層を選択エツチングにより除去し、 前記第4エピタキシャル層を覆うとともに前記注入口を
塞ぐようにして選択エピタキシャル成長により前記シェ
ルを形成したことを特徴とする振動形トランスデュサの
製造方法を採用した。
この結果、
(1)基板と振動梁とシェルとが一体形で形成されるの
で、基板とシェルとの接合を必要とせず、接合に基づく
不安定さの問題が無くなる。
で、基板とシェルとの接合を必要とせず、接合に基づく
不安定さの問題が無くなる。
(2)単純な構造で、外部の流体と振動梁を絶縁でき、
小形化が容易に出来る。
小形化が容易に出来る。
(3)振動梁やシェルの位置、厚さ、形状は、半導体プ
ロセス技術を利用して容易に正確に出来る。
ロセス技術を利用して容易に正確に出来る。
したがって、精度の高い振動形トランスデュサが得られ
る。
る。
(4)エツチング注入口の封止作業を除いて、すべての
エピタキシアル成長工程をp形反応炉内で行えるので、
汚染されに<<、歩留よく、能率が向上された振動形ト
ランスデュサが得られる。
エピタキシアル成長工程をp形反応炉内で行えるので、
汚染されに<<、歩留よく、能率が向上された振動形ト
ランスデュサが得られる。
従って、本発明によれば、エツチング注入口の封止作業
を除いて、すべてのエピタキシアル成長工程をp形反応
炉内で行い、歩留よく、安価で、能率の向上された振動
形トランスデュサの製造方法を実現することが出来る。
を除いて、すべてのエピタキシアル成長工程をp形反応
炉内で行い、歩留よく、安価で、能率の向上された振動
形トランスデュサの製造方法を実現することが出来る。
第1図から第7図までは本発明の一実施例の工程説明図
、第8図は動作説明図、第9図は使用説明図、第10図
から第13図は従来より一般に使用されている従来例の
構成説明図、第14図から第20図は特願昭62−15
9073号「発明の名称:振動形トランスデュサの製造
方法」の製作工程説明図である。 1・・・基板、13・・・磁石、2・・・受圧ダイアフ
ラム、3.4・・・振動梁、20・・・切込み部、21
a、21b、23・・・P+層、22・・・n形エピタ
キシャル層、24・・・SiO2,25・・・隙間部、
31・・・第一振動子、32・・・第二振動子、40・
・・励振手段、41・・・入カドランス、42・・・入
力端子、50・・・振動検出手段、51・・・出カドラ
ンス、52・・・増幅器、53・・・出力端子、201
・・・膜、202・・・箇所、203・・・凹部、20
4・・・第1エピタキシャル層、205・・・第2エピ
タキシャル層、206・・・第3エピタキシャル層、2
07・・・第4エピタキシャル層、208・・・エツチ
ング注入口、209・・・酸化シリコン膜、211・・
・エピタキシャル層。 第 1 図 第2図 等3図 第5図 第6図 第7図 第8図 Zc。 第10 図 第72図 −−J 第14図 第15図 第16図 第19図 第20図
、第8図は動作説明図、第9図は使用説明図、第10図
から第13図は従来より一般に使用されている従来例の
構成説明図、第14図から第20図は特願昭62−15
9073号「発明の名称:振動形トランスデュサの製造
方法」の製作工程説明図である。 1・・・基板、13・・・磁石、2・・・受圧ダイアフ
ラム、3.4・・・振動梁、20・・・切込み部、21
a、21b、23・・・P+層、22・・・n形エピタ
キシャル層、24・・・SiO2,25・・・隙間部、
31・・・第一振動子、32・・・第二振動子、40・
・・励振手段、41・・・入カドランス、42・・・入
力端子、50・・・振動検出手段、51・・・出カドラ
ンス、52・・・増幅器、53・・・出力端子、201
・・・膜、202・・・箇所、203・・・凹部、20
4・・・第1エピタキシャル層、205・・・第2エピ
タキシャル層、206・・・第3エピタキシャル層、2
07・・・第4エピタキシャル層、208・・・エツチ
ング注入口、209・・・酸化シリコン膜、211・・
・エピタキシャル層。 第 1 図 第2図 等3図 第5図 第6図 第7図 第8図 Zc。 第10 図 第72図 −−J 第14図 第15図 第16図 第19図 第20図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 シリコン単結晶の基板上に設けられ、励振手段により
励振され励振検出手段によつて振動が検出されシリコン
単結晶材よりなる振動梁を形成し、該振動梁を囲み前記
基板と室を構成し該振動梁の周囲に隙間が維持されるよ
うにシリコン材よりなるシェルを形成する振動形トラン
スデュサの製造方法において、 前記シリコン単結晶の基板上にシリコン酸化物あるいは
窒化物の膜を形成し、 該膜の所要箇所をエッチングにより取去る、前記基板に
前記室の一部を構成する凹部をエッチングにより形成し
、 前記室の基板側部分が形成される部分に3×10^1^
9/cm^3程度未満のP形シリコンからなる第1エピ
タキシャル層を選択エピタキシャル成長させ、 該第1エピタキシャル層の表面の前記振動梁が形成され
る位置の部分に3×10^1^9/cm^3程度以上の
P形シリコンからなる第2エピタキシャル層を選択エピ
タキシャル成長させ、 前記室のシェル側部分が形成される部分に3×10^1
^9/cm^3程度未満のP形シリコンからなる第3エ
ピタキシャル層を選択エピタキシャル成長させ、 該第3エピタキシャル層を覆って3×10^1^9/c
m^3程度以上のP形シリコンからなる第4エピタキシ
ャル層を選択エピタキシャル成長させ、前記膜をエッチ
ングにより除去しエッチング注入口を形成し、 該注入口よりエッチング流体を注入し前記第1、第2エ
ピタキシャル層を選択エッチングにより除去し、 前記第4エピタキシャル層を覆うとともに前記注入口を
塞ぐようにして選択エピタキシャル成長により前記シェ
ルを形成したことを特徴とする振動形トランスデュサの
製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8694688A JPH07101748B2 (ja) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | 振動形トランスデュサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8694688A JPH07101748B2 (ja) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | 振動形トランスデュサの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01258475A true JPH01258475A (ja) | 1989-10-16 |
JPH07101748B2 JPH07101748B2 (ja) | 1995-11-01 |
Family
ID=13901036
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8694688A Expired - Lifetime JPH07101748B2 (ja) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | 振動形トランスデュサの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07101748B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0427835A (ja) * | 1990-05-23 | 1992-01-30 | Yokogawa Electric Corp | 振動形トランスデュサ |
KR100721666B1 (ko) * | 2007-02-27 | 2007-05-23 | 김종창 | 목재 수축으로 인한 유격 방지 구조를 갖는 목구조물의시공방법 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7075160B2 (en) * | 2003-06-04 | 2006-07-11 | Robert Bosch Gmbh | Microelectromechanical systems and devices having thin film encapsulated mechanical structures |
-
1988
- 1988-04-08 JP JP8694688A patent/JPH07101748B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0427835A (ja) * | 1990-05-23 | 1992-01-30 | Yokogawa Electric Corp | 振動形トランスデュサ |
KR100721666B1 (ko) * | 2007-02-27 | 2007-05-23 | 김종창 | 목재 수축으로 인한 유격 방지 구조를 갖는 목구조물의시공방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH07101748B2 (ja) | 1995-11-01 |
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