JPH0337749B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0337749B2 JPH0337749B2 JP59009961A JP996184A JPH0337749B2 JP H0337749 B2 JPH0337749 B2 JP H0337749B2 JP 59009961 A JP59009961 A JP 59009961A JP 996184 A JP996184 A JP 996184A JP H0337749 B2 JPH0337749 B2 JP H0337749B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- semiconductor substrate
- semiconductor
- etched
- sensing element
- 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
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D48/00—Individual devices not covered by groups H10D1/00 - H10D44/00
- H10D48/50—Devices controlled by mechanical forces, e.g. pressure
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
- Weting (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は工業計測をはじめ自動車用や医療用、
家電用など一般用の圧力センサに用いられる半導
体圧力検出素子の製造方法に関するものである。
家電用など一般用の圧力センサに用いられる半導
体圧力検出素子の製造方法に関するものである。
近年、半導体製造技術の発展に伴い、シリコン
からダイヤフラム状に形成された半導体圧力検出
素子を受圧部に用いた圧力センサが開発されてい
る。この圧力センサは結晶構造よりなる半導体に
圧力が加わると結晶にひずみを生じ、そのピエゾ
抵抗が変化するのを利用したもので、圧力／電気
信号変換は半導体圧力検出素子自身が直接行い、
機械的な可動部がないため機械の摩耗による特性
劣化が起こらないことなどから、広く注目される
ようになつてきた。
からダイヤフラム状に形成された半導体圧力検出
素子を受圧部に用いた圧力センサが開発されてい
る。この圧力センサは結晶構造よりなる半導体に
圧力が加わると結晶にひずみを生じ、そのピエゾ
抵抗が変化するのを利用したもので、圧力／電気
信号変換は半導体圧力検出素子自身が直接行い、
機械的な可動部がないため機械の摩耗による特性
劣化が起こらないことなどから、広く注目される
ようになつてきた。
前記半導体圧力検出素子は従来シリコンウエハ
を化学エツチングあるいは電解エツチングするこ
とにより製造されている。すなわち前者はダイヤ
フラムとなる面にメタル、レジスト等のマスクを
した後、化学薬品の化学作用で半導体基板を溶解
する方法である。一方、後者は半導体基板に抵抗
層を設け、電気分解の原理を利用して半導体基板
を溶解させるものである。
を化学エツチングあるいは電解エツチングするこ
とにより製造されている。すなわち前者はダイヤ
フラムとなる面にメタル、レジスト等のマスクを
した後、化学薬品の化学作用で半導体基板を溶解
する方法である。一方、後者は半導体基板に抵抗
層を設け、電気分解の原理を利用して半導体基板
を溶解させるものである。
しかしながら従来のこの種半導体圧力検出素子
の製造方法においては、前者では温度や濃度、撹
拌条件等のエツチング液の管理、および時間管理
を行つてエツチングの深さを調整することが要求
される。このため、工程管理要素が多く、正確な
厚さのダイヤフラムを得るための工程管理が困難
になるという不具合がある。後者では第１図に示
すように半導体基板１に抵抗層２を設けているた
め、マスク３で被覆されないエツチング部４が抵
抗層２に近接すると電流が低下するようになるた
め、この電流を利用して工程管理が容易にできる
という利点がある。その反面、前記電流はエツチ
ング部４が抵抗層２に近接すると端部４ａに集中
するため、端部４ａに鋭角なノツチが形成された
り、中央部４ｂが厚い状態で残されたりする。そ
の結果、鋭角なノツチに応力が集中しエツチング
部４によつて形成されるダイヤフラムの耐圧を減
少させるという不都合を生じていた。
の製造方法においては、前者では温度や濃度、撹
拌条件等のエツチング液の管理、および時間管理
を行つてエツチングの深さを調整することが要求
される。このため、工程管理要素が多く、正確な
厚さのダイヤフラムを得るための工程管理が困難
になるという不具合がある。後者では第１図に示
すように半導体基板１に抵抗層２を設けているた
め、マスク３で被覆されないエツチング部４が抵
抗層２に近接すると電流が低下するようになるた
め、この電流を利用して工程管理が容易にできる
という利点がある。その反面、前記電流はエツチ
ング部４が抵抗層２に近接すると端部４ａに集中
するため、端部４ａに鋭角なノツチが形成された
り、中央部４ｂが厚い状態で残されたりする。そ
の結果、鋭角なノツチに応力が集中しエツチング
部４によつて形成されるダイヤフラムの耐圧を減
少させるという不都合を生じていた。
〔発明の概要〕
本発明はこのような事情に鑑がみなされたもの
で、半導体基板に抵抗層およびマスクを設け、半
導体基板の一部を電界エツチングした後、さらに
このエツチング部を化学エツチングするというき
わめて簡単な構成により、耐圧の大きな半導体圧
力検出素子を簡単な工程管理で製造できる半導体
圧力検出素子の製造方法を提供するものである。
以下、その構成等を図示す実施例により詳細に説
明する。
で、半導体基板に抵抗層およびマスクを設け、半
導体基板の一部を電界エツチングした後、さらに
このエツチング部を化学エツチングするというき
わめて簡単な構成により、耐圧の大きな半導体圧
力検出素子を簡単な工程管理で製造できる半導体
圧力検出素子の製造方法を提供するものである。
以下、その構成等を図示す実施例により詳細に説
明する。
第２図〜第５図は本発明に係る半導体圧力検出
素子の製造方法を説明するための断面図で、これ
らの図において１はシリコンウエハなどの半導体
基板で、ｐ型のほうがｎ型よりピエゾ抵抗係数が
大きなため、ｎ型の半導体が用いられ板状に形成
されている。まず第２図に示すようにこの半導体
基板１上表面にこの半導体基板１よりも相対的に
抵抗が大きな抵抗層２を設ける。この抵抗層２は
ｐ型の抵抗層で、半導体内における不純物の拡
散、あるいはエピタキシヤル成長により設けるこ
とができる。次いで第３図に示すように半導体基
板１の裏面に裏面の非エツチング部を被覆するマ
スク３を設ける。このマスク３は例えば白金Pt
や合金などの導電性金属、あるいはこの金属とレ
ジスト膜との組合せたものを用いることができ
る。５は前記半導体基板１の表面を被覆するマス
クで、前記導電性金属のほか薬品に耐蝕性を有す
る耐薬品材を使用することができる。
素子の製造方法を説明するための断面図で、これ
らの図において１はシリコンウエハなどの半導体
基板で、ｐ型のほうがｎ型よりピエゾ抵抗係数が
大きなため、ｎ型の半導体が用いられ板状に形成
されている。まず第２図に示すようにこの半導体
基板１上表面にこの半導体基板１よりも相対的に
抵抗が大きな抵抗層２を設ける。この抵抗層２は
ｐ型の抵抗層で、半導体内における不純物の拡
散、あるいはエピタキシヤル成長により設けるこ
とができる。次いで第３図に示すように半導体基
板１の裏面に裏面の非エツチング部を被覆するマ
スク３を設ける。このマスク３は例えば白金Pt
や合金などの導電性金属、あるいはこの金属とレ
ジスト膜との組合せたものを用いることができ
る。５は前記半導体基板１の表面を被覆するマス
クで、前記導電性金属のほか薬品に耐蝕性を有す
る耐薬品材を使用することができる。
そして、第４図に示す工程で水酸化ナトリウム
NaOHの水溶液などの電界液中に直流電源マイ
ナス側に接続された電極をいれてマイナス電圧を
かけ、前記マスク３を直流電源のプラス側に接続
した半導体基板１を液中に浸し半導体基板１裏面
の一部であるエツチング部４の電界エツチングを
行う。この電解エツチングの工程管理はエツチン
グ電流によつて行うことができる。すなわち第６
図にエツチング電流Ｉと時間Ｔとの関係を示すよ
うに、エツチング電流Ｉはエツチング部４が抵抗
層２に近接するようになると減少するため、エツ
チング電流Ｉが減少して所定電流Icとなる時間
Tcで電解エツチングを終了させる。
NaOHの水溶液などの電界液中に直流電源マイ
ナス側に接続された電極をいれてマイナス電圧を
かけ、前記マスク３を直流電源のプラス側に接続
した半導体基板１を液中に浸し半導体基板１裏面
の一部であるエツチング部４の電界エツチングを
行う。この電解エツチングの工程管理はエツチン
グ電流によつて行うことができる。すなわち第６
図にエツチング電流Ｉと時間Ｔとの関係を示すよ
うに、エツチング電流Ｉはエツチング部４が抵抗
層２に近接するようになると減少するため、エツ
チング電流Ｉが減少して所定電流Icとなる時間
Tcで電解エツチングを終了させる。
その後さらに酸などのエツチング液中に半導体
基板１を浸し、エツチング部４を化学エツチング
する。この第５図に示す化学エツチング工程にお
ける工程管理は時間管理によつて行う。
基板１を浸し、エツチング部４を化学エツチング
する。この第５図に示す化学エツチング工程にお
ける工程管理は時間管理によつて行う。
このように構成された半導体圧力検出素子の製
造方法においては、半導体基板１に抵抗層２を設
け、導電性のマスク３を直流電源に接続して電解
エツチングしているから、抵抗層２をエツチング
の停止層として利用し、この層をダイヤフラム状
に残すように加工することができる。これは抵抗
層２は半導体基板１より抵抗が大きいため電解さ
れにくいからである。そして、エツチング部４が
この抵抗層２に近接するようになると、エツチン
グ電流が減少するため、このエツチング電流を工
程管理要素として容易に工程管理することができ
る。
造方法においては、半導体基板１に抵抗層２を設
け、導電性のマスク３を直流電源に接続して電解
エツチングしているから、抵抗層２をエツチング
の停止層として利用し、この層をダイヤフラム状
に残すように加工することができる。これは抵抗
層２は半導体基板１より抵抗が大きいため電解さ
れにくいからである。そして、エツチング部４が
この抵抗層２に近接するようになると、エツチン
グ電流が減少するため、このエツチング電流を工
程管理要素として容易に工程管理することができ
る。
さらに電解エツチングした後このエツチング部
４を化学エツチングしているから、第７図におい
て電解エツチングによるエツチング部４を鎖線で
示すように、前の工程においてエツチング部４の
端部４ａに形成された鋭角なノツチを丸みを有す
る曲面状に加工することができる。これは化学エ
ツチングは同一の材質においては一様に行われる
と共に、鋭角部においては他の平滑な面に比べて
薬品が供給されにくいからである。また化学エツ
チングにおいては抵抗が小さい半導体基板１の方
が速く溶解が進行するから、前記電解エツチング
工程において残された中央部４ｂの厚肉部を抵抗
層２よりも速く溶解し、肉厚が略均一となるよう
に修正することができる。
４を化学エツチングしているから、第７図におい
て電解エツチングによるエツチング部４を鎖線で
示すように、前の工程においてエツチング部４の
端部４ａに形成された鋭角なノツチを丸みを有す
る曲面状に加工することができる。これは化学エ
ツチングは同一の材質においては一様に行われる
と共に、鋭角部においては他の平滑な面に比べて
薬品が供給されにくいからである。また化学エツ
チングにおいては抵抗が小さい半導体基板１の方
が速く溶解が進行するから、前記電解エツチング
工程において残された中央部４ｂの厚肉部を抵抗
層２よりも速く溶解し、肉厚が略均一となるよう
に修正することができる。
ここで前の電解エツチング工程においてすでに
エツチングしているため、エツチング量は少ない
からエツチング液の管理は必要とせず時間管理の
みで工程管理することができる。
エツチングしているため、エツチング量は少ない
からエツチング液の管理は必要とせず時間管理の
みで工程管理することができる。
したがつてエツチング電流と化学エツチング時
間との管理により、ダイヤフラムとなるエツチン
グ部４の端部４ａを丸みを有する曲面状に形成す
ることができる。
間との管理により、ダイヤフラムとなるエツチン
グ部４の端部４ａを丸みを有する曲面状に形成す
ることができる。
なお、上記実施例においてはｎ型の半導体基板
１にｐ型の抵抗層２を設けた例について説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、ｐ
型の半導体基板１にｎ型の抵抗層２を設けてもよ
いのは勿論である。
１にｐ型の抵抗層２を設けた例について説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、ｐ
型の半導体基板１にｎ型の抵抗層２を設けてもよ
いのは勿論である。
以上説明したように本発明によれば半導体基板
上に抵抗層を設け電解エツチングをした後、さら
にこのエツチング部を化学エツチングするように
したから、電解エツチングで加工された鋭角な端
部を化学エツチング工程により曲面状に修正する
ことができ、しかもエツチング電流管理と時間管
理とにより工程管理することにより半導体圧力検
出素子を加工することができる。
上に抵抗層を設け電解エツチングをした後、さら
にこのエツチング部を化学エツチングするように
したから、電解エツチングで加工された鋭角な端
部を化学エツチング工程により曲面状に修正する
ことができ、しかもエツチング電流管理と時間管
理とにより工程管理することにより半導体圧力検
出素子を加工することができる。
したがつて、従来のように端部に応力が集中す
るのを防止することができるから、耐力の大きな
半導体圧力検出素子を簡単な工程管理で製造でき
るという効果がある。その結果、素子の厚さを薄
くすることもできるから、測定圧力に対し出力を
高くすることも可能となる。
るのを防止することができるから、耐力の大きな
半導体圧力検出素子を簡単な工程管理で製造でき
るという効果がある。その結果、素子の厚さを薄
くすることもできるから、測定圧力に対し出力を
高くすることも可能となる。
第１図は従来の半導体圧力検出素子の製造方法
を説明するための半導体基板の断面図、第２図〜
第５図は本発明に係る半導体圧力検出素子の製造
方法を説明するための半導体基板の断面図であ
る。第６図は電解エツチング工程におけるエツチ
ング電流と時間との関係を示すグラフ、第７図は
エツチング部の端部を拡大して示す断面図であ
る。 １……半導体基板、２……抵抗層、３……マス
ク、４……エツチング部、４ａ……端部。
を説明するための半導体基板の断面図、第２図〜
第５図は本発明に係る半導体圧力検出素子の製造
方法を説明するための半導体基板の断面図であ
る。第６図は電解エツチング工程におけるエツチ
ング電流と時間との関係を示すグラフ、第７図は
エツチング部の端部を拡大して示す断面図であ
る。 １……半導体基板、２……抵抗層、３……マス
ク、４……エツチング部、４ａ……端部。
Claims (1)
- １ 半導体基板上表面に半導体基板より相対的に
抵抗が大きな抵抗層を設けると共に裏面に非エツ
チング部を被覆するマスクを設け、前記半導体基
板の裏面の一部を電解エツチングした後、さらに
このエツチング部を化学エツチングすることを特
徴とする半導体圧力検出素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59009961A JPS60154575A (ja) | 1984-01-25 | 1984-01-25 | 半導体圧力検出素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59009961A JPS60154575A (ja) | 1984-01-25 | 1984-01-25 | 半導体圧力検出素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60154575A JPS60154575A (ja) | 1985-08-14 |
| JPH0337749B2 true JPH0337749B2 (ja) | 1991-06-06 |
Family
ID=11734533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59009961A Granted JPS60154575A (ja) | 1984-01-25 | 1984-01-25 | 半導体圧力検出素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60154575A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02203570A (ja) * | 1989-02-01 | 1990-08-13 | Fujikura Ltd | 単結晶薄膜部材の製造方法 |
| JPH02128934U (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-24 | ||
| JPH02281760A (ja) * | 1989-04-24 | 1990-11-19 | Fujikura Ltd | 単結晶薄模部材の製造方法 |
| JP2508928B2 (ja) * | 1991-03-11 | 1996-06-19 | 日本電装株式会社 | 半導体加速度センサの製造方法 |
-
1984
- 1984-01-25 JP JP59009961A patent/JPS60154575A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60154575A (ja) | 1985-08-14 |
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