JPH0369187B2 - - Google Patents
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- JPH0369187B2 JPH0369187B2 JP59108117A JP10811784A JPH0369187B2 JP H0369187 B2 JPH0369187 B2 JP H0369187B2 JP 59108117 A JP59108117 A JP 59108117A JP 10811784 A JP10811784 A JP 10811784A JP H0369187 B2 JPH0369187 B2 JP H0369187B2
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- Japan
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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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- Ceramic Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 産業上の利用分野
この発明は、ピエゾ抵抗効果を利用した半導体
圧力センサの製造方法の改良に関する。
圧力センサの製造方法の改良に関する。
(ロ) 従来技術
半導体圧力センサを製造するには、シリコン基
板の一表面にゲージ抵抗形成のための不純物を選
択拡散する工程と、この基板にダイアフラム（薄
肉部）を形成する工程とを行う必要がある。ダイ
アフラムは圧力に感応して変形する部分として機
能し、厚さは数十μm程度に形成する必要がある。
この場合、一般的には、ダイアフラム形成のため
のエツチング液としてアルカリ溶液を温めたもの
が使用されるが、アルカリ汚染の危険性が高いた
め、多数枚のウエハを一括処理することが困難で
あつた。
板の一表面にゲージ抵抗形成のための不純物を選
択拡散する工程と、この基板にダイアフラム（薄
肉部）を形成する工程とを行う必要がある。ダイ
アフラムは圧力に感応して変形する部分として機
能し、厚さは数十μm程度に形成する必要がある。
この場合、一般的には、ダイアフラム形成のため
のエツチング液としてアルカリ溶液を温めたもの
が使用されるが、アルカリ汚染の危険性が高いた
め、多数枚のウエハを一括処理することが困難で
あつた。
すなわち、従来では第２図に示すように、基板
２１の表面側のSiO2層２２をマスクとして不純
物の選択拡散を行ないゲージ抵抗をなす不純物拡
散領域２４を形成し、つぎに電極２８を形成した
後、最終工程で裏面側のSiO2層２２をマスクと
して裏面側よりダイアフラムエツチングしダイア
フラム２７を形成する。このダイアフラムエツチ
ング工程では、アルカリ溶液から電極２８を保護
するため治具等を用いて表面側を機械的にマスク
している。ところが、基板は１枚ないし数枚しか
治具に装着できないので量産性に問題があり、ま
た機械的なマスクのため表面側にアルカリ溶液が
回り込む危険性もある。
２１の表面側のSiO2層２２をマスクとして不純
物の選択拡散を行ないゲージ抵抗をなす不純物拡
散領域２４を形成し、つぎに電極２８を形成した
後、最終工程で裏面側のSiO2層２２をマスクと
して裏面側よりダイアフラムエツチングしダイア
フラム２７を形成する。このダイアフラムエツチ
ング工程では、アルカリ溶液から電極２８を保護
するため治具等を用いて表面側を機械的にマスク
している。ところが、基板は１枚ないし数枚しか
治具に装着できないので量産性に問題があり、ま
た機械的なマスクのため表面側にアルカリ溶液が
回り込む危険性もある。
そこで、第３図または第４図に示すように、基
板３１を熱酸化してSiO2層３２を表面および裏
面に形成した後、SiO2層３２またはその上に形
成されたSi3O4層３５をマスクとして半導体圧力
センサ製造工程の初期にダイアフラム３７を形成
することが考られる。こうすれば、上記のように
最終工程でダイアフラムエツチングする場合の問
題を避け、多数枚の基板３１を一括してアルカリ
溶液に浸しダイアフラム３７を形成することが可
能となる。
板３１を熱酸化してSiO2層３２を表面および裏
面に形成した後、SiO2層３２またはその上に形
成されたSi3O4層３５をマスクとして半導体圧力
センサ製造工程の初期にダイアフラム３７を形成
することが考られる。こうすれば、上記のように
最終工程でダイアフラムエツチングする場合の問
題を避け、多数枚の基板３１を一括してアルカリ
溶液に浸しダイアフラム３７を形成することが可
能となる。
しかしながら、この場合にもつぎのような問題
がある。まず、第３図のようにSiO2層３２のみ
をマスクとした場合、SiO2層３２はアルカリイ
オンに対して阻止効果が低いため、ダイアフラム
エツチング中、あるいは後に行なわれるゲージ抵
抗形成のための不純物拡散工程中にSiO2層３２
中にアルカリイオンが浸入し、電気的特性に悪影
響を与える可能性があるし、また、ダイアフラム
エツチングのエツチングレートを高めるためアル
カリ溶液を比較的高温にするとSiO2層３２もエ
ツチングされてしまう問題もある。
がある。まず、第３図のようにSiO2層３２のみ
をマスクとした場合、SiO2層３２はアルカリイ
オンに対して阻止効果が低いため、ダイアフラム
エツチング中、あるいは後に行なわれるゲージ抵
抗形成のための不純物拡散工程中にSiO2層３２
中にアルカリイオンが浸入し、電気的特性に悪影
響を与える可能性があるし、また、ダイアフラム
エツチングのエツチングレートを高めるためアル
カリ溶液を比較的高温にするとSiO2層３２もエ
ツチングされてしまう問題もある。
この点、第４図のようにSi3O4層３５をマスク
に用いれば、比較的高温のアルカリ溶液に対して
もマスク性は高い。しかし、Si3O4層３５の表面
にアルカリイオンがわずかでも残存していると、
後に行なわれるゲージ抵抗形成のための不純物拡
散工程中に拡散炉内が汚染される問題がある。
に用いれば、比較的高温のアルカリ溶液に対して
もマスク性は高い。しかし、Si3O4層３５の表面
にアルカリイオンがわずかでも残存していると、
後に行なわれるゲージ抵抗形成のための不純物拡
散工程中に拡散炉内が汚染される問題がある。
また、これらの問題を避けるため、第３図また
は第４図のようにしてダイアフラムエツチングを
終了した後、第３図においてマスクに用いた
SiO2層３２を取り除き新たにSiO2層を成長させ
たり、第４図においてSi3O4層３５を取り除くこ
とも考えられなくはないが、すでにダイアフラム
３７が形成されているため、ダイアフラム３７の
部分に応力が集中し易く、後に行なわれるゲージ
抵抗形成のための不純物拡散工程において異常拡
散などの問題が発生する。
は第４図のようにしてダイアフラムエツチングを
終了した後、第３図においてマスクに用いた
SiO2層３２を取り除き新たにSiO2層を成長させ
たり、第４図においてSi3O4層３５を取り除くこ
とも考えられなくはないが、すでにダイアフラム
３７が形成されているため、ダイアフラム３７の
部分に応力が集中し易く、後に行なわれるゲージ
抵抗形成のための不純物拡散工程において異常拡
散などの問題が発生する。
(ハ) 目的
この発明は、電極などに対するアルカリ汚染の
心配がなく、量産性が高められた半導体圧力セン
サの製造方法を提供することを目的とする。
心配がなく、量産性が高められた半導体圧力セン
サの製造方法を提供することを目的とする。
(ニ) 構成
この発明による半導体圧力センサの製造方法
は、シリコン基板の表面側に対してゲージ抵抗形
成のための不純物を選択拡散する第１の工程と、
つぎに上記基板の表面および裏面にSi3O4層を形
成する第２の工程と、その後、この裏面側の
Si3O4層をエツチングしてエツチング窓を形成す
る第３の工程と、つぎに、表面側の全面がSi3O4
層により覆われ且つ裏面側ではエツチング窓を除
いて全面がSi3O4層に覆われている状態の基板の
全体をアルカリのエツチング液に浸すことによ
り、上記Si3O4層をマスクとしてエツチング窓よ
り裏面側から基板をエツチングし薄肉部を形成す
る第４の工程と、この第４の工程の後、上記の
Si3O4層を除去し電極を形成する第５の工程とを
有することを特徴とする。
は、シリコン基板の表面側に対してゲージ抵抗形
成のための不純物を選択拡散する第１の工程と、
つぎに上記基板の表面および裏面にSi3O4層を形
成する第２の工程と、その後、この裏面側の
Si3O4層をエツチングしてエツチング窓を形成す
る第３の工程と、つぎに、表面側の全面がSi3O4
層により覆われ且つ裏面側ではエツチング窓を除
いて全面がSi3O4層に覆われている状態の基板の
全体をアルカリのエツチング液に浸すことによ
り、上記Si3O4層をマスクとしてエツチング窓よ
り裏面側から基板をエツチングし薄肉部を形成す
る第４の工程と、この第４の工程の後、上記の
Si3O4層を除去し電極を形成する第５の工程とを
有することを特徴とする。
(ホ) 実施例
第１図Ａ〜Ｅを参照しながら、この発明の一実
施例にかかる半導体圧力センサの製造方法を説明
する。まず、シリコンウエハの基板を熱酸化し
て、第１図Ａに示すように基板１１の表面および
裏面にSiO2層１２を形成するとともに、表面側
のSiO2層１２をホトリソエツチングにより選択
的に除去し、拡散用の窓１３を形成する。つぎに
このSiO2層１２をマスクとし窓１３よりボロン
などの不純物を基板１１内に選択拡散して、第１
図Ｂのように表面側に不純物拡散領域１４を形成
する。この不純物拡散領域１４はゲージ抵抗とし
て機能する。こうして不純物拡散工程が終了した
後、不純物プロフアイルを変化させない程度の温
度（700〜950℃）で、CVD法（化学気相堆積法）
を用いて、第１図ＣのようにSi3O4層１５を基板
１１の表面および裏面の両方には堆積させる。そ
して、２回目のホトリソエツチングによつて裏面
側のSi3O4層１５およびSiO2層１２を選択的に除
去し、ダイアフラムエツチング用の窓１６を形成
する（第１図Ｄ参照）。つぎにこの基板１１をア
ルカリ溶液に浸し、Si3O4層１５をマスクとし、
窓１６より基板１１の裏面側をエツチングして、
第１図Ｅに示すようにダイアフラム１７を形成す
る。そして、その後、Si3O4層１５を除去し、電
極を形成すれば（第２図参照）半導体圧力センサ
が完成する。
施例にかかる半導体圧力センサの製造方法を説明
する。まず、シリコンウエハの基板を熱酸化し
て、第１図Ａに示すように基板１１の表面および
裏面にSiO2層１２を形成するとともに、表面側
のSiO2層１２をホトリソエツチングにより選択
的に除去し、拡散用の窓１３を形成する。つぎに
このSiO2層１２をマスクとし窓１３よりボロン
などの不純物を基板１１内に選択拡散して、第１
図Ｂのように表面側に不純物拡散領域１４を形成
する。この不純物拡散領域１４はゲージ抵抗とし
て機能する。こうして不純物拡散工程が終了した
後、不純物プロフアイルを変化させない程度の温
度（700〜950℃）で、CVD法（化学気相堆積法）
を用いて、第１図ＣのようにSi3O4層１５を基板
１１の表面および裏面の両方には堆積させる。そ
して、２回目のホトリソエツチングによつて裏面
側のSi3O4層１５およびSiO2層１２を選択的に除
去し、ダイアフラムエツチング用の窓１６を形成
する（第１図Ｄ参照）。つぎにこの基板１１をア
ルカリ溶液に浸し、Si3O4層１５をマスクとし、
窓１６より基板１１の裏面側をエツチングして、
第１図Ｅに示すようにダイアフラム１７を形成す
る。そして、その後、Si3O4層１５を除去し、電
極を形成すれば（第２図参照）半導体圧力センサ
が完成する。
このような半導体圧力センサの製造方法によれ
ば、ゲージ抵抗形成のための不純物拡散工程の
後、表面側および裏面側の全体をSi3O4層１５
（ただし裏面側は窓１６を除いて）で覆つた状態
で、この基板１１の全体をアルカリのエツチング
液に浸してエツチングすることによりダイアフラ
ムを形成している。すなわち、裏面側のSi3O4層
１５はダイアフラムエツチング時のエツチング液
に対するマスクとして使用され、表面側のSi3O4
層１５は不純物拡散領域１４を表面のダイアフラ
ムエツチング時のエツチング液に対するマスクと
して機能させている。そのため、基板１１の全体
をアルカリのエツチング液に浸してダイアフラム
エツチングを行うことができる。そこで、ダイア
フラムエツチング時に多数枚のウエハを一括して
アルカリ溶液に浸すことが可能となり、ダイアフ
ラムをバツチ単位で形成することができる。ま
た、アルカリイオンに対する阻止効果が高い
Si3O4層１５をマスクおよび保護膜として用いて
いるため、アルカリ溶液を比較的高温にすること
ができ、エツチング時間を短縮することが可能と
なる。なお、ダイアフラム形成後、Si3O4層１５
は除去されるのが好ましい。
ば、ゲージ抵抗形成のための不純物拡散工程の
後、表面側および裏面側の全体をSi3O4層１５
（ただし裏面側は窓１６を除いて）で覆つた状態
で、この基板１１の全体をアルカリのエツチング
液に浸してエツチングすることによりダイアフラ
ムを形成している。すなわち、裏面側のSi3O4層
１５はダイアフラムエツチング時のエツチング液
に対するマスクとして使用され、表面側のSi3O4
層１５は不純物拡散領域１４を表面のダイアフラ
ムエツチング時のエツチング液に対するマスクと
して機能させている。そのため、基板１１の全体
をアルカリのエツチング液に浸してダイアフラム
エツチングを行うことができる。そこで、ダイア
フラムエツチング時に多数枚のウエハを一括して
アルカリ溶液に浸すことが可能となり、ダイアフ
ラムをバツチ単位で形成することができる。ま
た、アルカリイオンに対する阻止効果が高い
Si3O4層１５をマスクおよび保護膜として用いて
いるため、アルカリ溶液を比較的高温にすること
ができ、エツチング時間を短縮することが可能と
なる。なお、ダイアフラム形成後、Si3O4層１５
は除去されるのが好ましい。
(ヘ) 効果
この発明にかかる半導体圧力センサの製造方法
によれば、ゲージ抵抗形成のための不純物拡散工
程の後、表面側および裏面側をSi3O4層で覆つて
エツチング液に対する保護を図るようにして、基
板の全体をアルカリのエツチング液に浸してダイ
アフラムエツチングが行えるようにしている。す
なわち、裏面側のSi3O4層をダイアフラムエツチ
ング時のエツチング液に対するマスクとして使用
するとともに、表面側のSi3O4層を不純物拡散領
域をダイアフラムエツチング時のエツチング液に
対する保護膜として機能させたので、基板全体を
エツチング液に浸すことによりダイアフラムエツ
チングできるようになる。そのため、多数枚の基
板を一括して多量にダイアフラムエツチングする
ことができ、量産性が高められる。また、アルカ
リのエツチング液によりエツチングした後、
Si3O4層を除去して電極を形成するので、電極が
アルカリによりおかされることがない。さらに、
アルカリのエツチング液によるダイアフラムエツ
チングは不純物拡散工程の後であるため、その拡
散工程において、残存したアルカリイオンによつ
て汚染されるという心配もない。
によれば、ゲージ抵抗形成のための不純物拡散工
程の後、表面側および裏面側をSi3O4層で覆つて
エツチング液に対する保護を図るようにして、基
板の全体をアルカリのエツチング液に浸してダイ
アフラムエツチングが行えるようにしている。す
なわち、裏面側のSi3O4層をダイアフラムエツチ
ング時のエツチング液に対するマスクとして使用
するとともに、表面側のSi3O4層を不純物拡散領
域をダイアフラムエツチング時のエツチング液に
対する保護膜として機能させたので、基板全体を
エツチング液に浸すことによりダイアフラムエツ
チングできるようになる。そのため、多数枚の基
板を一括して多量にダイアフラムエツチングする
ことができ、量産性が高められる。また、アルカ
リのエツチング液によりエツチングした後、
Si3O4層を除去して電極を形成するので、電極が
アルカリによりおかされることがない。さらに、
アルカリのエツチング液によるダイアフラムエツ
チングは不純物拡散工程の後であるため、その拡
散工程において、残存したアルカリイオンによつ
て汚染されるという心配もない。
第１図Ａ〜Ｅはこの発明の一実施例の各工程に
おける基板の断面図、第２図、第３図および第４
図は従来の方法を説明するための基板の断面図で
ある。 １１，２１，３１…基板、１２，２２，３２…
SiO2層、１３…不純物拡散用窓、１４，２４…
不純物拡散領域、１５，３５…Si3O4層、１６…
ダイアフラムエツチング用窓、１７，２７，３７
…ダイアフラム、２８…電極。
おける基板の断面図、第２図、第３図および第４
図は従来の方法を説明するための基板の断面図で
ある。 １１，２１，３１…基板、１２，２２，３２…
SiO2層、１３…不純物拡散用窓、１４，２４…
不純物拡散領域、１５，３５…Si3O4層、１６…
ダイアフラムエツチング用窓、１７，２７，３７
…ダイアフラム、２８…電極。
Claims (1)
- １ シリコン基板の表面側に対してゲージ抵抗形
成のための不純物を選択拡散する第１の工程と、
つぎに上記基板の表面および裏面にSi3O4層を形
成する第２の工程と、その後、この裏面側の
Si3O4層をエツチングしてエツチング窓を形成す
る第３の工程と、つぎに、表面側の全面がSi3O4
層により覆われ且つ裏面側ではエツチング窓を除
いて全面がSi3O4層に覆われている状態の基板の
全体をアルカリのエツチング液に浸すことによ
り、上記Si3O4層をマスクとしてエツチング窓よ
り裏面側から基板をエツチングし薄肉部を形成す
る第４の工程と、この第４の工程の後、上記の
Si3O4層を除去し電極を形成する第５の工程とを
有する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 |
|---|---|---|---|
| JP10811784A JPS60251673A (ja) | 1984-05-28 | 1984-05-28 | 半導体圧力センサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10811784A JPS60251673A (ja) | 1984-05-28 | 1984-05-28 | 半導体圧力センサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60251673A JPS60251673A (ja) | 1985-12-12 |
| JPH0369187B2 true JPH0369187B2 (ja) | 1991-10-31 |
Family
ID=14476340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10811784A Granted JPS60251673A (ja) | 1984-05-28 | 1984-05-28 | 半導体圧力センサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60251673A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2754860B2 (ja) * | 1990-04-23 | 1998-05-20 | 日本電気株式会社 | 半導体素子およびその製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5688371A (en) * | 1979-12-20 | 1981-07-17 | Toshiba Corp | Semiconductor pressure converter |
-
1984
- 1984-05-28 JP JP10811784A patent/JPS60251673A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5688371A (en) * | 1979-12-20 | 1981-07-17 | Toshiba Corp | Semiconductor pressure converter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60251673A (ja) | 1985-12-12 |
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