JPH0368544B2 - - Google Patents
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- JPH0368544B2 JPH0368544B2 JP57230494A JP23049482A JPH0368544B2 JP H0368544 B2 JPH0368544 B2 JP H0368544B2 JP 57230494 A JP57230494 A JP 57230494A JP 23049482 A JP23049482 A JP 23049482A JP H0368544 B2 JPH0368544 B2 JP H0368544B2
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- silicon substrate
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/84—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by variation of applied mechanical force, e.g. of pressure
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Ceramic Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Description
この発明は、ピエゾ抵抗効果を利用したダイア
フラム型の半導体圧力センサの製造方法に関す
る。
フラム型の半導体圧力センサの製造方法に関す
る。
従来においては、通常、ダイアフラム型半導体
圧力センサを製造する際、そのダイヤフラムは、
Si3N4（窒化シリコン）膜をマスクとしたアルカ
リエツチングによりシリコン基板をエツチングす
ることにより形成されている。図面により説明す
ると、まず第１図Ａに示すように、不純物拡散に
よるゲージ抵抗等（図では省略）がその一表面
（表面）側に形成されているシリコン基板１１の
他の表面（裏面）側を酸化してSiO2膜１２を形
成し、つぎに、Ｂに示すようにSi3N4膜１３を形
成する。その後、エツチングにより、まずＣに示
すようにSi3N4膜１３に窓部１４を設け、つぎに
Ｄに示すようにSiO2膜１２に窓部１５を設ける。
そしてこの状態でSi3N4膜１３をマスクとしてア
ルカリエツチングしてＥに示すように凹部１６を
設けてダイアフラム部１７を形成するのである。
圧力センサを製造する際、そのダイヤフラムは、
Si3N4（窒化シリコン）膜をマスクとしたアルカ
リエツチングによりシリコン基板をエツチングす
ることにより形成されている。図面により説明す
ると、まず第１図Ａに示すように、不純物拡散に
よるゲージ抵抗等（図では省略）がその一表面
（表面）側に形成されているシリコン基板１１の
他の表面（裏面）側を酸化してSiO2膜１２を形
成し、つぎに、Ｂに示すようにSi3N4膜１３を形
成する。その後、エツチングにより、まずＣに示
すようにSi3N4膜１３に窓部１４を設け、つぎに
Ｄに示すようにSiO2膜１２に窓部１５を設ける。
そしてこの状態でSi3N4膜１３をマスクとしてア
ルカリエツチングしてＥに示すように凹部１６を
設けてダイアフラム部１７を形成するのである。
しかしながら、このSi3N4膜はアルカリに対す
る耐エツチング性は高いがシリコン基板との機械
的マツチングの面で問題がある。Si3N4膜は通常
CVD法（化学気相析出法）を用いて900℃前後で
シリコン基板上に成長させるが、熱膨張係数の差
や真性応力により、Si3N4膜成長後または甚だし
い場合にはSi3N4膜の成長中にシリコン基板が反
つたりSi3N4膜にクラツクが入つたりする現象が
生じることがよく知られている。これはSi3N4膜
の成長中に応力がシリコン基板に働くことを意味
し、このような応力は、歪を検出して電気信号に
変換する圧力センサとしてはきわめて問題であ
り、性能を損なう原因となつている。 また、表面側のゲージ抵抗形成工程と、裏面側
のダイヤフラム形成工程とがまつたく個別の工程
として行われているため、製造工数が多く、製造
効率が悪いという問題もある。 この発明は上記に鑑み、Si3N4のようにシリコ
ン基板に歪を与えるような材料を使用せずにダイ
ヤフラムを形成することができ、高性能の半導体
圧力センサを再現性高く製造することのでき、し
かも製造工数の削減ができて製造効率を高めるこ
とができる、半導体圧力センサの製造方法を提供
するこを目的とする。
る耐エツチング性は高いがシリコン基板との機械
的マツチングの面で問題がある。Si3N4膜は通常
CVD法（化学気相析出法）を用いて900℃前後で
シリコン基板上に成長させるが、熱膨張係数の差
や真性応力により、Si3N4膜成長後または甚だし
い場合にはSi3N4膜の成長中にシリコン基板が反
つたりSi3N4膜にクラツクが入つたりする現象が
生じることがよく知られている。これはSi3N4膜
の成長中に応力がシリコン基板に働くことを意味
し、このような応力は、歪を検出して電気信号に
変換する圧力センサとしてはきわめて問題であ
り、性能を損なう原因となつている。 また、表面側のゲージ抵抗形成工程と、裏面側
のダイヤフラム形成工程とがまつたく個別の工程
として行われているため、製造工数が多く、製造
効率が悪いという問題もある。 この発明は上記に鑑み、Si3N4のようにシリコ
ン基板に歪を与えるような材料を使用せずにダイ
ヤフラムを形成することができ、高性能の半導体
圧力センサを再現性高く製造することのでき、し
かも製造工数の削減ができて製造効率を高めるこ
とができる、半導体圧力センサの製造方法を提供
するこを目的とする。
上記目的を達成するため、この発明による半導
体圧力センサの製造方法においては、シリコン基
板の表裏のそれぞれの面においてＰ型拡散層を選
択的に形成する拡散工程と、上記シリコン基板の
一方の側の面に設けられたＰ型拡散層に接触する
電極を設ける工程と、この電極上に保護膜を設け
る工程と、上記シリコン基板の他方の側の面に設
けられたＰ型拡散層をマスクとしてこの他方の側
の面より上記シリコン基板に凹部を形成してダイ
ヤフラムを形成するエツチング工程とを、上記の
順序で順次行なうことが特徴となつている。
体圧力センサの製造方法においては、シリコン基
板の表裏のそれぞれの面においてＰ型拡散層を選
択的に形成する拡散工程と、上記シリコン基板の
一方の側の面に設けられたＰ型拡散層に接触する
電極を設ける工程と、この電極上に保護膜を設け
る工程と、上記シリコン基板の他方の側の面に設
けられたＰ型拡散層をマスクとしてこの他方の側
の面より上記シリコン基板に凹部を形成してダイ
ヤフラムを形成するエツチング工程とを、上記の
順序で順次行なうことが特徴となつている。
この発明は、基本的には、Ｐ型拡散層の濃度が
７×1019cm-3を越えるとアルカリ溶液によるシリ
コンに対するエツチング作用がなくなることを利
用するものである。すなわち、Ｐ型拡散層の表面
濃度を７×1019cm-3より高くして、この拡散層を
ダイヤフラム形成のためのアルカリエツチングの
マスクとして使用する。このように高濃度のＰ型
拡散層をマスクとすることにより、Si3N4膜を用
いた場合の問題、つまりシリコン基板の歪が与え
られてしまう問題を回避しながら、ダイアフラム
を形成するが可能となる。 また、裏面におけるダイヤフラム形成のための
マスクとなる高濃度Ｐ型拡散層を作る際の不純物
拡散工程を、表面側でも同時に行うことにより、
裏面側のマスクと表面側のゲージ抵抗とを同時に
形成することができるので、工数が削減され、製
造効率が向上する。
７×1019cm-3を越えるとアルカリ溶液によるシリ
コンに対するエツチング作用がなくなることを利
用するものである。すなわち、Ｐ型拡散層の表面
濃度を７×1019cm-3より高くして、この拡散層を
ダイヤフラム形成のためのアルカリエツチングの
マスクとして使用する。このように高濃度のＰ型
拡散層をマスクとすることにより、Si3N4膜を用
いた場合の問題、つまりシリコン基板の歪が与え
られてしまう問題を回避しながら、ダイアフラム
を形成するが可能となる。 また、裏面におけるダイヤフラム形成のための
マスクとなる高濃度Ｐ型拡散層を作る際の不純物
拡散工程を、表面側でも同時に行うことにより、
裏面側のマスクと表面側のゲージ抵抗とを同時に
形成することができるので、工数が削減され、製
造効率が向上する。
以下、図面を参照しながらこの発明の一実施例
について説明する。第２図に示す実施例では、ま
ずＡのようにシリコン基板２１を酸化してSiO2
膜２２を設ける。つぎにこのSiO2膜２２の一部
をエツチングして拡散用の窓部２３をＢに示すよ
うに形成する。そしてＣに示すようにこの窓部２
３から拡散を行なつて前記高濃度のＰ型拡散層２
４を形成し、その後、エツチングによりSiO2膜
２２を除去してＤに示すような状態となる。つぎ
にこの拡散層２４をマスクとしてアルカリエツチ
ングを行なうて凹部２５を設ければＥに示すよう
にダイアフラム部２６が形成できる。 ところで、この第２図の実施例では第１図の従
来例と比べて工数的には差異がないように見える
が、実際は工数の削減もできる。すなわち、この
シリコン基板２１の表面側にはゲージ抵抗をなす
拡散層等が形成されるが、そのときに、シリコン
基板２１の表裏に同時にパターンを形成する装置
を用いることにより、拡散用の窓部形成用のエツ
チング工程と拡散工程とを表裏同時に行なうこと
ができるので、第２図Ｂ〜Ｄの工程は表面側の拡
散工程に含まれ、工数の削減ができるのである。
なおシリコン基板２１の表裏に同時にパターンを
形成する装置は、従来の方法においても表面側の
パターンと裏面側のダイアフラム用の凹部との位
置を合わせるために必要であるので、余計な装置
を用意する必要もない訳である。 つぎに、このことを、より具体的な第２の実施
例について第３図を参照して説明する。まず、Ｎ
型シリコン基板３１を拡散炉にて酸化し、Ａに示
すように、シリコン基板３１の表面側と裏面側と
に同時にSiO2膜３２，３３を形成する。次にＢ
に示すようにフオトリソグラフイにより表裏の
SiO2膜３２，３３を同時にエツチングして拡散
用の窓３４，３５を同時に形成する。そしてＣに
示すように拡散炉にてこの窓３４，３５からボロ
ンを熱拡散してＰ型の拡散層３６，３７を表裏同
時に設ける。表面側の拡散層３６はゲージ抵抗を
なすもので、裏面側の拡散層３７は後のダイアフ
ラム形成のためのアルカリエツチングのマスクを
なすものである。さらにＤに示すようにフオトリ
ソグラフイによりコンタクトホール３８のエツチ
ングを行なうとともに、裏面のSiO2膜３３のエ
ツチングによる除去を行なう。その後、電子ビー
ム蒸着機によりAl蒸着を行ないさらにエツチン
グすることによつて、Ｅに示すように電極３９を
設ける。つぎにＦに示すようにCVD装置によつ
てSiO2保護膜４０を形成する。この状態で裏面
より拡散層３７をマスクとしてアルカリ溶液をシ
リコン基板３１に作用させて凹部４１を形成する
ことによつてＧに示すようにダイアフラム部４２
を形成する。その後、Ｈに示すようにフオトリソ
グラフイエツチングによりボンデイングパツド用
の窓部４３を開け、さらに、図示しないが裏面側
を台座に接着し、電極３９にワイヤボンデイング
し、キヤンシールを溶液するなどとして半導体圧
力センサが完成する。 このように、実際の半導体圧力センサの製造工
程としてはシリコン基板の表裏同時加工により工
数を削減することができる。
について説明する。第２図に示す実施例では、ま
ずＡのようにシリコン基板２１を酸化してSiO2
膜２２を設ける。つぎにこのSiO2膜２２の一部
をエツチングして拡散用の窓部２３をＢに示すよ
うに形成する。そしてＣに示すようにこの窓部２
３から拡散を行なつて前記高濃度のＰ型拡散層２
４を形成し、その後、エツチングによりSiO2膜
２２を除去してＤに示すような状態となる。つぎ
にこの拡散層２４をマスクとしてアルカリエツチ
ングを行なうて凹部２５を設ければＥに示すよう
にダイアフラム部２６が形成できる。 ところで、この第２図の実施例では第１図の従
来例と比べて工数的には差異がないように見える
が、実際は工数の削減もできる。すなわち、この
シリコン基板２１の表面側にはゲージ抵抗をなす
拡散層等が形成されるが、そのときに、シリコン
基板２１の表裏に同時にパターンを形成する装置
を用いることにより、拡散用の窓部形成用のエツ
チング工程と拡散工程とを表裏同時に行なうこと
ができるので、第２図Ｂ〜Ｄの工程は表面側の拡
散工程に含まれ、工数の削減ができるのである。
なおシリコン基板２１の表裏に同時にパターンを
形成する装置は、従来の方法においても表面側の
パターンと裏面側のダイアフラム用の凹部との位
置を合わせるために必要であるので、余計な装置
を用意する必要もない訳である。 つぎに、このことを、より具体的な第２の実施
例について第３図を参照して説明する。まず、Ｎ
型シリコン基板３１を拡散炉にて酸化し、Ａに示
すように、シリコン基板３１の表面側と裏面側と
に同時にSiO2膜３２，３３を形成する。次にＢ
に示すようにフオトリソグラフイにより表裏の
SiO2膜３２，３３を同時にエツチングして拡散
用の窓３４，３５を同時に形成する。そしてＣに
示すように拡散炉にてこの窓３４，３５からボロ
ンを熱拡散してＰ型の拡散層３６，３７を表裏同
時に設ける。表面側の拡散層３６はゲージ抵抗を
なすもので、裏面側の拡散層３７は後のダイアフ
ラム形成のためのアルカリエツチングのマスクを
なすものである。さらにＤに示すようにフオトリ
ソグラフイによりコンタクトホール３８のエツチ
ングを行なうとともに、裏面のSiO2膜３３のエ
ツチングによる除去を行なう。その後、電子ビー
ム蒸着機によりAl蒸着を行ないさらにエツチン
グすることによつて、Ｅに示すように電極３９を
設ける。つぎにＦに示すようにCVD装置によつ
てSiO2保護膜４０を形成する。この状態で裏面
より拡散層３７をマスクとしてアルカリ溶液をシ
リコン基板３１に作用させて凹部４１を形成する
ことによつてＧに示すようにダイアフラム部４２
を形成する。その後、Ｈに示すようにフオトリソ
グラフイエツチングによりボンデイングパツド用
の窓部４３を開け、さらに、図示しないが裏面側
を台座に接着し、電極３９にワイヤボンデイング
し、キヤンシールを溶液するなどとして半導体圧
力センサが完成する。 このように、実際の半導体圧力センサの製造工
程としてはシリコン基板の表裏同時加工により工
数を削減することができる。
この発明による半導体圧力センサの製造方法で
は、従来のSi3N4膜に代えてＰ型拡散層をマスク
としてダイアフラム形成のためのエツチングを行
なうようにしているので、シリコン基板に歪を与
えることを回避でき、高性能の半導体圧力センサ
を再現性高く製造できる。また、このマスク形成
時に、同時に反対側面でのゲージ抵抗形成のため
のＰ型拡散工程を行うことができるため、製造工
数を削減し、製造工程の簡略化することができ、
製造効率を向上させることができる。
は、従来のSi3N4膜に代えてＰ型拡散層をマスク
としてダイアフラム形成のためのエツチングを行
なうようにしているので、シリコン基板に歪を与
えることを回避でき、高性能の半導体圧力センサ
を再現性高く製造できる。また、このマスク形成
時に、同時に反対側面でのゲージ抵抗形成のため
のＰ型拡散工程を行うことができるため、製造工
数を削減し、製造工程の簡略化することができ、
製造効率を向上させることができる。
第１図は従来の方法を説明するための断面図、
第２図はこの発明の第１の実施例を説明するため
の断面図、第３図は第２の実施例を説明するため
の断面図である。 １１，２１，３１……シリコン基板、１２，２
２，３２，３３……SiO2膜、１３……Si3N4膜、
２４，３６，３７……拡散層、１７，２６，４２
……ダイアフラム部。
第２図はこの発明の第１の実施例を説明するため
の断面図、第３図は第２の実施例を説明するため
の断面図である。 １１，２１，３１……シリコン基板、１２，２
２，３２，３３……SiO2膜、１３……Si3N4膜、
２４，３６，３７……拡散層、１７，２６，４２
……ダイアフラム部。
Claims (1)
- １ シリコン基板の表裏のそれぞれの面において
Ｐ型拡散層を選択的に形成する拡散工程と、上記
シリコン基板の一方の側の面に設けられたＰ型拡
散層に接触する電極を設ける工程と、この電極上
に保護膜を設ける工程と、上記シリコン基板の他
方の側の面に設けられたＰ型拡散層をマスクとし
てこの他方の側の面より上記シリコン基板に凹部
を形成してダイアフラムを形成するエツチング工
程とを、上記の順序で順次行なうことを特徴とす
る半導体圧力センサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23049482A JPS59119872A (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | 半導体圧力センサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23049482A JPS59119872A (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | 半導体圧力センサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59119872A JPS59119872A (ja) | 1984-07-11 |
| JPH0368544B2 true JPH0368544B2 (ja) | 1991-10-28 |
Family
ID=16908645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23049482A Granted JPS59119872A (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | 半導体圧力センサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59119872A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5342579A (en) * | 1976-09-29 | 1978-04-18 | Nippon Denso Co Ltd | Pressure-electricity transducer and its production |
| JPS5642346A (en) * | 1979-09-14 | 1981-04-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacture of semiconductor device |
-
1982
- 1982-12-27 JP JP23049482A patent/JPS59119872A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5342579A (en) * | 1976-09-29 | 1978-04-18 | Nippon Denso Co Ltd | Pressure-electricity transducer and its production |
| JPS5642346A (en) * | 1979-09-14 | 1981-04-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacture of semiconductor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59119872A (ja) | 1984-07-11 |
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