JPH04171125A - 半導体センサの製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、超小型のセンサとして利用される半導体セン
サの製造方法に関するものである。

従来の技術 ミリサイズやミクロンサイズの大きさに小型化されたセ
ンサが次のような分野で利用されている。

まず、高機能ロボットにおける指先の感触検出に利用さ
れている。また、医療用として体内に送り込んで診断す
るカテーテルなどの装置の検出器として、更に、自動車
エンジンの燃料噴射装置における圧力検出器などに利用
されている。

従来の圧力センサ、感触センサ、加速度センサなどの機
械量を検出する素子で、半導体材料を用いるものでは、
ダイヤフラムや板バネ等の機構部分の形状を創成する加
工は、エツチングによる方法が主に用いられている。半
導体基板内にダイヤフラムや板バネ等の薄肉部を形成す
るために、特に異方性エツチングによる加工が使われる
。この異方性エツチングは、結晶方向や不純物濃度によ
ってエツチング速度が異なる性質を利用する方法である
。

以上のような従来の半導体プロセス技術を用いた製作方
法による超小型のセンサは、次のような特徴がある。即
ち、超微細形状加工が可能であること、基板上に一度に
数多く形成することが可能であること、バッチ処理によ
り一連のプロセスを行うことができ、機構部の組立も容
易であること、更にまた、センサの検出量を電気信号に
変換する回路を同一基板内に形成することが可能である
ことなどの特徴がある。

発明が解決しようとする課題 しかし、以上のような従来の半導体プロセス技術による
製作方法では次のような課題がある。これを第２図（ａ
）および（ｂ）を用いて説明する。

第２図（ａ）および（ｂ）は、液体の剪断応力の検出セ
ンサの横断面図および縦断面図である。

この検出センサについては、サーフエース　マイクロマ
シニング　オブ　ポリイミド／メタル　コンポジット　
フォア　ア　シェアーストレス　センサ、シュミット他
著、１９８７年、アイトリプルイー　マイクロロボット
　アンド　テレオペレータ　ワークシロップ（ＳＵＲＦ
ＡＣＥ　ＭＩＣＲＯＭＡＣＨＩＮＩＮＧ　ＯＦＰＯＬＹ
ＩＭＩＤＥ／ＭＥＴＡＬ　ＣＯＭＰＯ８ＩＴＥＳ　ＦＯ
ＲＡ　５ＨＥＡＲ−３ＴＲＥＳＳ　　５ＥＮＳＯＲ，Ｓ
ｃｈｍｉｄｔ、１９８７．ＩＥＥＥ　　Ｍｉｃｒｏ　　
Ｒｏｂｏｔｓ　　ａｎｄＴｅｌｅｏｐｅｒａｔｏｒｓ　
Ｗｏｒｋｓｈｏｐ）を参照されたい。

このような検出センサでは、感受面に他の回路の凹凸や
配線を設けることができないので、裏面に回路を形成し
ている。従って、板厚方向に貫通させて信号を通す必要
がある。しかしながら、従来の半導体プロセス技術によ
る製作方法では、貫通穴の直径が大きくなるため、数多
くの信号を高密度で裏面へ通すことは困難である。

本発明は、以上のような従来技術の課題を解決するもの
であり、超小型の半導体センサを提供することを目的と
するものである。

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、半導体材料にオ
ーミックコンタクトする接触部を設け、接触部を介して
半導体材料と工具電極との間に電圧を印加する放電加工
によって半導体材料に貫通穴を形成し、貫通穴に導体を
埋め込むように構成されている。

作用 本発明は、上記構成により、半導体材料にオーミックコ
ンタクトする接触部を介して放電回路と半導体材料とを
接続することにより、半導体材料と工具電極との間に放
電を発生させることができ、放電加工によって半導体材
料の加工を行うことが可能となる。これにより、貫通穴
（導体）の間隔を狭くして超小型の半導体センサを提供
することが可能となる。

実施例 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。第１図は本発明の一実施例における半導体セン
サの製造方法の構成を示す斜視図である。

第１図において、１は半導体基板、２ａ〜２ｈはそれぞ
れの面に加えられる圧力を検知する圧力検知素子、３８
〜３ｈは圧力検知素子２ａ〜２ｈの検出した信号を裏面
へ通すための貫通穴、４は圧力検知素子２ａ〜２ｈの検
出信号を処理する電気回路、５は電気回路４への電力供
給および信号出力のケーブル、６は半導体基板１とオー
ミックコンタクトする接触部である。

次に、以上の構成による半導体センサの製造方法の機能
と製作方法について説明する。

本実施例の半導体センサの製造方法は、表面に加えられ
る圧力を各圧力検知素子２毎に検出し、その分布をとら
えるようにしている。従って半導体基板１の表面（図面
上側）には圧力検知素子２以外に凹凸部を設けることが
できない。また、圧力検知素子２をマルチ化しているた
め、配線用の貫通穴を並列させて設ける必要があるとい
う製作上の制限がある。圧力検知素子２は、その感知方
式によって異なるが、半導体プロセス技術の膜形成技術
、リングラフィを用いて容易に製作できる。

貫通穴３は、放電加工によって半導体基板１自体に加工
を施すことによって形成される。

放電加工法によれば、直径１０ミクロンの貫通穴を穴径
の１０倍の板厚の材料に加工形成することが可能である
。しかし、半導体材料の放電加工抗を有するので、放電
加工は困難であった。しかしながら、第１図に示すよう
に、半導体基板１にオーミックコンタクトする接触部６
を形成し、この接触部６を介して放電回路（図示せず）
と半導体基板１とを接続することにより、半導体基板１
と工具電極（図示せず）との間にパルス放電を発生させ
て、貫通穴３ａ〜３ｈを形成することが可能となる。

よって、第１図に示したような穴加工は容易であり、穴
間隔を極めて小さくすることができる。

第１図に示した例では、半導体基板１に貫通穴３を加工
した後に、絶縁膜を形成し、その後に導体を埋め込むよ
うにしている。第１図では圧力検知素子２の１素子当た
り１本の配線であるが、複数必要な場合には、容易に複
数本の貫通穴３および埋込み導体を設けることができる
。

裏面に通した信号は、電気回路４によって処理される。

電気回路４は通常のＬＳＩと同じ方法で製作可能である
。処理された結果は、ケーブル５から出力される。

以上の実施例は、圧力センサの場合であるが、検出内容
が異なる場合にも同様の効果が得られる。

即ち、検出面に他の凹凸部や電気回路を構成する必要が
無く、高密度に多数の検出素子を設けることが可能であ
る。

発明の効果 以上のように本発明は、半導体材料にオーミックコンタ
クトする接触部を設け、接触部を介して半導体材料と工
具電極との間に電圧を印加する放電加工によって半導体
材料に貫通穴を形成し、貫通穴に導体を埋め込むように
構成したので、半導体材料にオーミックコンタクトする
接触部を介して放電回路と半導体材料とを接続すること
により、半導体材料と工具電極との間に放電を発生させ
ることができ、放電加工によって半導体材料の加工を行
うことが可能となる。

これにより、貫通穴（導体）の間隔を狭くすることがで
き、超小型の半導体センサを提供することが可能となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における半導体センサの製造
方法により製造した半導体センサの斜視図、第２図（ａ
）は従来の半導体センサである剪断応力検出センサの横
断面図、第２図（ｂ）は従来の半導体センサである剪断
応力検出センサの継電面図である。 １・・・半導体基板、２・・・圧力検知素子、３・・・
貫通穴、４・・・電気回路、５・・・ケーブル、６・・
・接触部。 代理人の氏名　弁理士　小鍜治　明　ほか２名第１図 第２図 （ａ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体材料にオーミックコンタクトする接触部を設け、
   前記接触部を介して前記半導体材料と工具電極との間に
   電圧を印加する放電加工によって前記半導体材料に貫通
   穴を形成し、前記貫通穴に導体を埋め込むことを特徴と
   する半導体センサの製造方法。