JPH0228973A - Manufacture of semiconductor acceleration sensor - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
この発明は、自動車、工業計測、航空機等の分野におい
て用いられる半導体加速度センサの製造方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION "Field of Industrial Application" The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor acceleration sensor used in fields such as automobiles, industrial measurement, and aircraft.
「従来の技術」
第５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、ｌａは半導体基板（以下、シ
リコン基板と称する）であり、このシリコン基板１ａ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。ｌｂ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１ｂの先端には方形状の重
り部１ｃが形成されている。３．３は平面“コ”字状に
形成された加速度検出用の検出抵抗であり、片持梁部１
ｂの上面に設けられている。４ａ、・・・は検出抵抗３
゜３の両端に各々接続されたポンディングパッド（電極
）である。"Prior Art" FIG. 5 is a plan view showing the configuration of a conventional semiconductor acceleration sensor. In this figure, la is a semiconductor substrate (hereinafter referred to as a silicon substrate), and a gap 2 shaped like a "C" in plane is formed along the periphery of this silicon substrate 1a. lb is a cantilever beam portion, which is formed thin by a gap portion 2, and a rectangular weight portion 1c is formed at the tip of this cantilever beam portion 1b. 3.3 is a detection resistor for detecting acceleration formed in a "U" shape in a plane, and the cantilever section 1
It is provided on the top surface of b. 4a,... are detection resistors 3
3 are bonding pads (electrodes) connected to both ends of the electrode.
第６図は第５図のＡ−Ａ線断面図であり、この図に示す
ように、片持梁部１ｂは薄く形成され、重りＷＪｌ ｃ
は厚く形成されている。FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line A-A in FIG.
is thickly formed.
このように構成された半導体加速度センサにおいて、重
り部１ｃに上方または下方から加速度が作用すると、加
速度の作用した方向へ同加速度の大きさに応じて重り部
１ｃが変位するとともに片持梁部１ｂが変形する。この
結果、検出抵抗３．３の抵抗値が片持梁部１ｂの変形型
に応じた値に変化する。In the semiconductor acceleration sensor configured in this manner, when acceleration acts on the weight portion 1c from above or below, the weight portion 1c is displaced in the direction in which the acceleration is applied according to the magnitude of the acceleration, and the cantilever portion 1b is deformed. As a result, the resistance value of the detection resistor 3.3 changes to a value corresponding to the deformation type of the cantilever portion 1b.
次に、第７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。Next, the manufacturing process of the semiconductor acceleration sensor described above will be explained with reference to FIG.
■まず、第７図（イ）に示すように、シリコン基板ｌａ
の上下面各々に、シリコン酸化膜（以下、５ｉＯ７膜と
称する）５．６を形成する。この５ｉＯｚ膜５．６の形
成は、シリコン基板１ａを拡散炉内に配置し、ｔｏｏｏ
〜１２００℃の酸化性雰囲気中で熱処理することにより
行う。■First, as shown in Figure 7 (a), the silicon substrate la
A silicon oxide film (hereinafter referred to as 5iO7 film) 5.6 is formed on each of the upper and lower surfaces. This 5iOz film 5.6 is formed by placing the silicon substrate 1a in a diffusion furnace and
This is carried out by heat treatment in an oxidizing atmosphere at ~1200°C.
■次に、第７図（ロ）に示すように、フォトリソグラフ
ィにより、５ｉＯｚ膜５に不純物拡散用窓７を形成する
。(2) Next, as shown in FIG. 7(b), an impurity diffusion window 7 is formed in the 5iOz film 5 by photolithography.
■次に、第７図（ロ）のシリコン基板１ａを拡散炉内に
配置し、１０００〜１２００℃の雰囲気中で不純物拡散
用窓７からボロン（はう素）を供給し、第７図（ハ）に
示すｐ型拡散層（以下、検出抵抗と称する）３を形成す
る。また、ドライブイン処理により、５ｉＯｙ膜が検出
抵抗３上に成長する。なお、検出抵抗３は、イオン注入
法により形成してもよい。■Next, the silicon substrate 1a shown in FIG. 7(B) is placed in a diffusion furnace, and boron is supplied from the impurity diffusion window 7 in an atmosphere of 1000 to 1200°C. A p-type diffusion layer (hereinafter referred to as a detection resistor) 3 shown in c) is formed. Further, a 5iOy film is grown on the detection resistor 3 by the drive-in process. Note that the detection resistor 3 may be formed by ion implantation.
■次に、第７図（ニ）に示すように、フォトリソグラフ
ィにより、５ｉＯｚ膜５にアルミニウムコンタクト用窓
７ａを形成する。(2) Next, as shown in FIG. 7(d), an aluminum contact window 7a is formed in the 5iOz film 5 by photolithography.
■次に、第７図（ホ）に示すように、第７図（ニ）のシ
リコンウェハの上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４を形成する。(2) Next, as shown in FIG. 7(e), an aluminum film 4 is formed on the upper surface of the silicon wafer shown in FIG. 7(d) by sputtering or vacuum deposition.
０次に、第７図（へ）に示すように、フォトリソグラフ
ィによりアルミニウム膜４をアルミニウム配線およびポ
ンディングパッド４ａに形成する。Next, as shown in FIG. 7(f), an aluminum film 4 is formed on the aluminum wiring and the bonding pad 4a by photolithography.
■次に、第７図（ト）に示すように、シリコン基板１ａ
の下面の５ｉＯｚ膜６に片持梁部用窓８、重り部用窓９
、ストリート用窓１０をフォトリソグラフィにより形成
する。■Next, as shown in FIG. 7(G), the silicon substrate 1a
A window 8 for the cantilever section and a window 9 for the weight section are provided on the 5iOz film 6 on the lower surface of the
, the street window 10 is formed by photolithography.
０次に、第７図（チ）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シリコン基板１ａ
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１１，１２．１３を
形成する。Next, as shown in FIG. 7(H), the silicon substrate 1a is etched using an etching solution such as KOH, hydrazine, or EPW.
Etching is performed from the bottom surface of the wafer until it reaches a thickness twice as thick as the predetermined thickness of the cantilever portion, thereby forming the notches 11, 12, and 13.
０次に、第７図（す）に示すように、切欠部１２の上面
に対向する５ｉｎｓ膜５に空隙部用窓１４をフォトリソ
グラフィにより形成する。Next, as shown in FIG. 7, a cavity window 14 is formed in the 5-ins film 5 facing the upper surface of the notch 12 by photolithography.
［株］次に、第７図（ヌ）に示すように、０項で用いた
エツチング液により切欠部１２がシリコン基板ｌａの上
面に貫通するするまで同基板１ａの両面からエツチング
を行う。これにより、切欠部１２が貫通して重り部１ｃ
が形成され、また、切欠部１１がさらに削られて目的と
する粱厚となる片持梁部ｌｂが形成される。また、貫通
した部分が空隙部２となる。Next, as shown in FIG. 7(N), etching is performed from both sides of the silicon substrate 1a using the etching solution used in Section 0 until the notch 12 penetrates the upper surface of the silicon substrate 1a. As a result, the notch 12 penetrates through the weight portion 1c.
is formed, and the notch 11 is further shaved to form a cantilever portion lb having the desired thickness. Further, the penetrated portion becomes the void portion 2.
０次に、第７図（ル）に示すように、カッタの刃等、先
端の鋭利な物を矢印Ｘ（第７図（ヌ））に示した位置に
押し当て、切欠部１３にてクラブキングし、チップ１．
・・・を形成する。0 Next, as shown in Figure 7 (R), press a sharp object such as a cutter blade against the position shown by the arrow King, 1 chip.
... to form.
以上が従来の製造工程の一例である。なお、チップｌの
片持梁部ｔｂと重り部１ｃとを形成した残りの部分を支
持部１ｄと称する。また、ポンディングパッド４ａは、
アルミニウムで形成されているが、０項で使用するエツ
チング液に浸される場合は、金を用いる。The above is an example of a conventional manufacturing process. Note that the remaining portion of the chip l after forming the cantilever portion tb and the weight portion 1c is referred to as a support portion 1d. Moreover, the pounding pad 4a is
Although it is made of aluminum, gold is used when it is immersed in the etching solution used in Section 0.
「発明が解決しようとする課題」
ところで、従来の加速度センサの製造方法にあっては、
上述したように、クラブキングによってチップ化を行っ
ていたが、片持梁が非常に薄い（数十μｍ）ため、クラ
ブキングの際、片持梁に衝撃が加わり片持梁が破壊され
ることがあった。また、ポンディングパッド４ａに金線
をワイヤーボンディングする際にも、片持梁に衝撃が加
わり片持梁が破壊されることがあった。なお、片持梁形
成後ではダイシングソーを用いることができず、クラブ
キングによるチップ化に頼らざるを得なかった。"Problem to be solved by the invention" By the way, in the conventional method of manufacturing an acceleration sensor,
As mentioned above, the cantilever was made into chips by Crab King, but since the cantilever is very thin (several tens of micrometers), when Crab King is used, the impact is applied to the cantilever, causing it to break. was there. Furthermore, when wire-bonding a gold wire to the bonding pad 4a, an impact is applied to the cantilever beam and the cantilever beam may be destroyed. It should be noted that a dicing saw could not be used after the cantilever beam was formed, and it was necessary to rely on chipping using CrabKing.
この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、チッ
プ化の際あるいはワイヤーボンディングの際に片持梁を
破壊する恐れがない半導体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。The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor acceleration sensor in which there is no risk of breaking the cantilever during chip formation or wire bonding.
「課題を解決するための手段」
この発明は、半導体基板に重り部と支持部とこれらを連
結する部分であって検出抵抗が形成された梁部を形成し
、そして、この半導体基板をチップ毎に切断する半導体
加速度センサの製造方法において、前記重り部、支持部
、梁部が形成された半導体基板の上下面に各々、前記重
り部および梁部の周囲を固定するストッパ部材を取り付
け、このストッパ部材を取り付けた状態において前記チ
ップ毎の切断を行うことを特徴とする。"Means for Solving the Problems" The present invention forms a weight part, a support part, and a beam part connecting these parts on a semiconductor substrate, on which a detection resistor is formed, and then divides the semiconductor substrate chip by chip. In the method for manufacturing a semiconductor acceleration sensor, a stopper member for fixing the periphery of the weight portion and the beam portion is attached to the upper and lower surfaces of the semiconductor substrate on which the weight portion, the support portion, and the beam portion are formed, respectively, and the stopper member is The method is characterized in that the cutting is performed for each chip in a state in which the member is attached.
「作用」
この発明によれば、重り部と支持部とこれらを連結する
梁部を形成した後に、各支持部の上下にストッパ部材を
取り付ける。これにより、梁部が強化され、チップ毎の
切断の際あるいはワイヤーボンディングの際に梁部が破
壊されることがない。"Operation" According to the present invention, after forming the weight part, the support part, and the beam part connecting these parts, the stopper members are attached above and below each support part. This strengthens the beam and prevents the beam from being destroyed when cutting each chip or wire bonding.
「実施例」
以下、第１図を参照してこの発明の一実施例による製造
方法について説明する。なお、この図における（イ）の
工程より以前の工程は、前述した第７図（イ）〜（へ）
の工程と同一であるので、その説明を省略する。"Example" Hereinafter, a manufacturing method according to an example of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the steps before step (a) in this figure are shown in FIG. 7 (a) to (f) described above.
Since the process is the same as that of , the explanation thereof will be omitted.
■第７図（へ）の工程が終了すると、次に第１図（イ）
に示すように、フォトリソグラフィによりシリコン基板
１ａに片持梁部１ｂ、・・・重り部１ｃ、・・・支持部
１ｄ、・・・を形成する。■Once the process shown in Figure 7 (f) is completed, next step is shown in Figure 1 (a).
As shown in FIG. 1, cantilever portions 1b, ... weight portions 1c, ... support portions 1d, ... are formed on a silicon substrate 1a by photolithography.
■次に、第１図（ロ）に示すように、シリコン基板１ａ
上面へストッパ１５を、シリコン基板１ａ下面へストッ
パ１６を樹脂により接着する。ここで、ストッパ１５．
１６は共にシリコンあるいはガラス等によって構成され
る板状のストッパであり、片持梁部１ｂおよび重り部１
ｃに対応する部分に凹部１８が形成されている。■Next, as shown in FIG. 1(b), the silicon substrate 1a
A stopper 15 is bonded to the upper surface, and a stopper 16 is bonded to the lower surface of the silicon substrate 1a using resin. Here, stopper 15.
Reference numeral 16 denotes a plate-shaped stopper made of silicon, glass, etc., and the cantilever portion 1b and the weight portion 1
A recess 18 is formed in a portion corresponding to c.
■次に、グイシングツ−により、実線Ｙに示した個所で
ストッパ１５を切断し、次いで、点線Ｚに示した個所で
切断してチップ化する。(2) Next, the stopper 15 is cut with a cutting tool at the location indicated by the solid line Y, and then cut at the location indicated by the dotted line Z to form chips.
以上の工程により、第２図に示したようなストッパ１５
．１６付きのチップｌを得る。また、第３図（イ）は、
ストッパ１５を取り外したチップ１を上面から見た平面
図であり、この図において、ハツチング部１７がストッ
パ１５の接着面である。また、第３図（ロ）は、ストッ
パ１５を取り付は面から見た図であり、この図において
、ハツチング部Ｉ９が同図（イ）の接着面Ｉ７に接着さ
れる接着面である。そして、上述したストッパｌ ５，
１６が取り付けられたチップ１のポンディングパッド４
ａ、・・に金線２０（第４図参照）がボンディングされ
る。Through the above steps, the stopper 15 as shown in FIG.
．． Obtain chip l with 16. In addition, Figure 3 (a) shows
2 is a plan view of the chip 1 from above with the stopper 15 removed; in this figure, the hatched portion 17 is the adhesive surface of the stopper 15; FIG. FIG. 3(B) is a view of the stopper 15 seen from the mounting surface, and in this figure, the hatched portion I9 is the adhesive surface to be bonded to the adhesive surface I7 of FIG. 3(A). And the above-mentioned stopper l5,
Bonding pad 4 of chip 1 with 16 attached
A gold wire 20 (see FIG. 4) is bonded to a, .
なお、この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、この発明は、両
持梁部を有する半導体加速度センサにも適用することが
できる。また、■項の接着方法には、樹脂による接着を
用いたが、他に共晶接合（Ａｕ−Ｇｅ、Ａｕ−５ｉ、Ａ
ｕ−５ｎ）、ガラス接合（低融点ガラス）、陽極接合（
Ｓ ｉ−９ｉ）を用いてもよい。In this embodiment, a case has been described in which the present invention is applied to a semiconductor acceleration sensor having a cantilever beam portion, but the present invention can also be applied to a semiconductor acceleration sensor having a dual beam portion. In addition, although resin adhesion was used in the bonding method in section (■), eutectic bonding (Au-Ge, Au-5i, A
u-5n), glass bonding (low melting point glass), anodic bonding (
S i-9i) may also be used.
「発明の効果」
以上説明したように、この発明によれば、重り部、支持
部、梁部が形成された半導体基板の上下面に各々、重り
部および梁部の周囲を固定するストッパ部材を取り付け
、このストッパ部材を取り付けた状態においてチップ毎
の切断を行うことを特徴としたので、チップ化する際あ
るいはワイヤーボンディングする際に衝撃によって梁部
が破壊することがなく、これにより、特に、歩留りを向
上させることができる。"Effects of the Invention" As explained above, according to the present invention, stopper members for fixing the periphery of the weight part and the beam part are provided on the upper and lower surfaces of the semiconductor substrate on which the weight part, the support part, and the beam part are formed, respectively. The feature is that each chip is cut with the stopper member attached, so that the beam part will not be damaged by impact when making chips or wire bonding, which particularly improves yield. can be improved.
第１図はこの発明の一実施例による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、第２図は同実施例
による半導体加速度センサの斜視図、第３図は第２図の
ストッパの形状と接着面を示す図、第４図は同実施例に
よる半導体加速度センサにワイヤーボンディングした図
、第５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６図は第５図のＡ−Ａ線断面図、第７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・・・・・・チップ、ｌａ・・・・・・半導体基板（
シリコン基板）、１ｂ・・・・・・梁部、ｌｃ・・・・
・・重り部、ｌｄ・・・・・・支持部、３・・・・・検
出を氏抗、１５．１６・・・・・・ストッパ。FIG. 1 is a process diagram for explaining a method of manufacturing a semiconductor acceleration sensor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of a semiconductor acceleration sensor according to the embodiment, and FIG. Figure 4 is a diagram showing the shape and bonding surface, Figure 4 is a diagram showing wire bonding to the semiconductor acceleration sensor according to the same embodiment, Figure 5 is a plan view showing an example of the configuration of a conventional semiconductor acceleration sensor, and Figure 6 is the same as Figure 5. A sectional view taken along the line A-A and FIG. 7 are process diagrams for explaining a conventional method of manufacturing a semiconductor acceleration sensor. 1... Chip, la... Semiconductor substrate (
silicon substrate), 1b...beam section, lc...
...Weight part, LD...Support part, 3...Detection resistance, 15.16...Stopper.
Claims (1)
であって検出抵抗が形成された梁部を形成し、そして、
この半導体基板をチップ毎に切断する半導体加速度セン
サの製造方法において、前記重り部、支持部、梁部が形
成された半導体基板の上下面に各々、前記重り部および
梁部の周囲を固定するストッパ部材を取り付け、このス
トッパ部材を取り付けた状態において前記チップ毎の切
断を行うことを特徴とする半導体加速度センサの製造方
法。A weight part, a support part, and a beam part connecting these parts and having a detection resistor formed thereon are formed on a semiconductor substrate, and
In this method for manufacturing a semiconductor acceleration sensor in which a semiconductor substrate is cut into chips, stoppers are provided on the upper and lower surfaces of the semiconductor substrate on which the weight portion, the support portion, and the beam portion are formed, respectively, to fix the periphery of the weight portion and the beam portion. A method of manufacturing a semiconductor acceleration sensor, characterized in that a member is attached, and the cutting is performed for each chip with the stopper member attached.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18000788A JPH0228973A (en) | 1988-07-19 | 1988-07-19 | Manufacture of semiconductor acceleration sensor |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP18000788A JPH0228973A (en) | 1988-07-19 | 1988-07-19 | Manufacture of semiconductor acceleration sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0228973A true JPH0228973A (en) | 1990-01-31 |
Family
ID=16075823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18000788A Pending JPH0228973A (en) | 1988-07-19 | 1988-07-19 | Manufacture of semiconductor acceleration sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0228973A (en) |
-
1988
- 1988-07-19 JP JP18000788A patent/JPH0228973A/en active Pending
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