JPH0462976A - 加速度センサの製造方法 - Google Patents
加速度センサの製造方法Info
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- JPH0462976A JPH0462976A JP17363990A JP17363990A JPH0462976A JP H0462976 A JPH0462976 A JP H0462976A JP 17363990 A JP17363990 A JP 17363990A JP 17363990 A JP17363990 A JP 17363990A JP H0462976 A JPH0462976 A JP H0462976A
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Landscapes
- Pressure Sensors (AREA)
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。
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〕
本発明はカンチレバー型の加速度センサの製造方法に関
するものである。
するものである。
片持支持カンチレバー型の加速度センサは、機械的歪に
よる電気抵抗の変化所謂ピエゾ抵抗効果を利用したもの
で、ピエゾ抵抗効果を奏する歪ゲージを片持支持のカン
チレバー（起歪体）に付設し、カンチレバーの変動を電
気抵抗の変化として検知し、この抵抗値変化に基づいて
加速度を検出するものである。具体的には金属箔や単結
晶体を歪ゲージとしてカンチレバーに装着する接着型、
半導体ウェハーをカンチレバーとして、表面に歪ゲージ
を拡散によって形成する拡散型、更にはカンチレバーの
表面に直接半導体薄膜による歪ゲージを形成する半導体
型等が知られている。
よる電気抵抗の変化所謂ピエゾ抵抗効果を利用したもの
で、ピエゾ抵抗効果を奏する歪ゲージを片持支持のカン
チレバー（起歪体）に付設し、カンチレバーの変動を電
気抵抗の変化として検知し、この抵抗値変化に基づいて
加速度を検出するものである。具体的には金属箔や単結
晶体を歪ゲージとしてカンチレバーに装着する接着型、
半導体ウェハーをカンチレバーとして、表面に歪ゲージ
を拡散によって形成する拡散型、更にはカンチレバーの
表面に直接半導体薄膜による歪ゲージを形成する半導体
型等が知られている。
前記のカンチレバー型の加速度センサに於いで、接着型
は接着の際の接着剤の厚みの相違その他の接着の均一性
の点から信頼性に欠けると共に、特に金属箔を用いた場
合の検出感度が極めて小さい。
は接着の際の接着剤の厚みの相違その他の接着の均一性
の点から信頼性に欠けると共に、特に金属箔を用いた場
合の検出感度が極めて小さい。
また拡散型はカンチレバー自体が弾力性に欠は折損し易
い、このため半導体型が最も使い易いものとして注目さ
れている。
い、このため半導体型が最も使い易いものとして注目さ
れている。
半導体型の加速度センサは、特開平１−２４８０６６号
に示されている。これはプラズマＣＶＤ法（以下ｐ−ｃ
ｖｏ法）番こよって起歪体の表面（絶縁膜が施されてい
る）に薄膜ポリシリコンを形成するものである。
に示されている。これはプラズマＣＶＤ法（以下ｐ−ｃ
ｖｏ法）番こよって起歪体の表面（絶縁膜が施されてい
る）に薄膜ポリシリコンを形成するものである。
しかし起歪体の表面に直接ポリシリコン膜をＰＣＶＤ法
で形成する場合膜形成基板たる起歪体を５５０℃まで加
熱する必要があり、起歪体には前記温度に充分耐え得る
ものを使用する必要がある。
で形成する場合膜形成基板たる起歪体を５５０℃まで加
熱する必要があり、起歪体には前記温度に充分耐え得る
ものを使用する必要がある。
そこで本発明者は後述するように起歪体の表面に一旦ア
モルファスシリコン膜を形成し、その後レーザーアニー
ルによってポリ化する手段を発明し、起歪体の温度上限
を低下せしめることを実現したが、前記のレーザーアニ
ールに際して、アモルファスシリコン膜生成時に侵入し
た水素がシリコン膜より突沸し、膜表面を荒らしてしま
うと云う新たな問題点が生じた。
モルファスシリコン膜を形成し、その後レーザーアニー
ルによってポリ化する手段を発明し、起歪体の温度上限
を低下せしめることを実現したが、前記のレーザーアニ
ールに際して、アモルファスシリコン膜生成時に侵入し
た水素がシリコン膜より突沸し、膜表面を荒らしてしま
うと云う新たな問題点が生じた。
そこで本発明は更に前記の発明手段に於いて、水素の除
去手法を含めた起歪体への半導体歪ゲージの製造方法を
提案したものである。
去手法を含めた起歪体への半導体歪ゲージの製造方法を
提案したものである。
本発明に係る加速度センサの製造方法は、片持支持よし
たカンチレバー型加速度センサの製造に於いて、カンチ
レバーとなる起歪体の表面にシランガスを用いたＰ−Ｃ
ＶＤ法によってアモルファスシリコン膜を形成した後、
レーザーアニールによってポリシリコン化して、歪ゲー
ジを形成したことを特徴とするものである。
たカンチレバー型加速度センサの製造に於いて、カンチ
レバーとなる起歪体の表面にシランガスを用いたＰ−Ｃ
ＶＤ法によってアモルファスシリコン膜を形成した後、
レーザーアニールによってポリシリコン化して、歪ゲー
ジを形成したことを特徴とするものである。
また本発明方法は、前記の製造方法において、レーザー
アニール時のシリコン膜よりの水素の突沸を防止するた
め、レーザーアニール前に所定の水素抜き用の熱処理を
行ったり、アモルファスシリコン膜形成に際して、水素
混入防止用のドーピングガスを混入したり、或いは基板
を３００°（：以−にとしてアモルファスシリコン膜を
形成したり、更にはレーザーアニールに隙してアモルフ
ァスシリコンを微結晶化することを特徴とするものであ
る。
アニール時のシリコン膜よりの水素の突沸を防止するた
め、レーザーアニール前に所定の水素抜き用の熱処理を
行ったり、アモルファスシリコン膜形成に際して、水素
混入防止用のドーピングガスを混入したり、或いは基板
を３００°（：以−にとしてアモルファスシリコン膜を
形成したり、更にはレーザーアニールに隙してアモルフ
ァスシリコンを微結晶化することを特徴とするものであ
る。
アモルファスシリ：１ン膜をシランガスを用いたＰ−Ｃ
ＶＤ法によって形成する場合は、基板温度が１５０〜３
５０℃で良＜、且つアモルファスシリコン膜のポリ化は
基板温度に関係のないレーザーアニールで行うことがで
き、半導体歪ゲージの形成の低温化が達成される。
ＶＤ法によって形成する場合は、基板温度が１５０〜３
５０℃で良＜、且つアモルファスシリコン膜のポリ化は
基板温度に関係のないレーザーアニールで行うことがで
き、半導体歪ゲージの形成の低温化が達成される。
また前記のレーザーアニールに於ける水素の突沸の防止
手段として、レーザーアニール前に所定時間熱処理を行
うとアモルファスシリコン膜内の水素は活性化して自然
に抜け、またアモルファスシリコン膜を形成するに際し
て・不純物を混入せしめると前記アモルファスシリコン
膜への水素の混入が防止され、またアモルファスシリコ
ン膜形成時に基板温度を３５０℃で行うとシリコン膜内
への水素の侵入が少なく、またポリ化に際してシリコン
膜が微結晶化するようにレーザーアニールを行うと、水
素突沸による表面の荒れが防止される。
手段として、レーザーアニール前に所定時間熱処理を行
うとアモルファスシリコン膜内の水素は活性化して自然
に抜け、またアモルファスシリコン膜を形成するに際し
て・不純物を混入せしめると前記アモルファスシリコン
膜への水素の混入が防止され、またアモルファスシリコ
ン膜形成時に基板温度を３５０℃で行うとシリコン膜内
への水素の侵入が少なく、またポリ化に際してシリコン
膜が微結晶化するようにレーザーアニールを行うと、水
素突沸による表面の荒れが防止される。
次に本発明の実施例について説明する。
〈第一実施例〉
カンチレバーとなる起歪体（基板）１には銅合金、ニッ
ケル基合金、ステンレススチール等の優良バネ材を用い
、当該基板１の表面にＰ−ＣＶＤ法によって酸化シリコ
ン（ＳｉＯｚ）の絶縁層２を形成する（絶縁膜形成工程
Ｉ）。面この場合の基板温度は２００〜２５０℃で実施
できる。次にシラン（ＳｉＬ）ガスを用いたＰ−ＣＶＤ
法によって絶縁層２の上面にアモルファスシリコン膜３
を形成する（シリコン膜形成工程■）。このときの基板
温度は１５０〜２００℃程度で実施する。次に基板１を
電気炉に入れ４５０℃。
ケル基合金、ステンレススチール等の優良バネ材を用い
、当該基板１の表面にＰ−ＣＶＤ法によって酸化シリコ
ン（ＳｉＯｚ）の絶縁層２を形成する（絶縁膜形成工程
Ｉ）。面この場合の基板温度は２００〜２５０℃で実施
できる。次にシラン（ＳｉＬ）ガスを用いたＰ−ＣＶＤ
法によって絶縁層２の上面にアモルファスシリコン膜３
を形成する（シリコン膜形成工程■）。このときの基板
温度は１５０〜２００℃程度で実施する。次に基板１を
電気炉に入れ４５０℃。
１時間の熱処理を行って水素抜きを実施する。次に歪ゲ
ージ４を形成せんとする個所にエキシマレーザ−を照射
してレーザーアニールを行い、前記アモルファスシリコ
ンの薄膜３の一部をポリシリコン４′に変化せしめる（
レーザーアニール工程■）。
ージ４を形成せんとする個所にエキシマレーザ−を照射
してレーザーアニールを行い、前記アモルファスシリコ
ンの薄膜３の一部をポリシリコン４′に変化せしめる（
レーザーアニール工程■）。
歪ゲージ４の形成個所は、従前のカンチレバー片の加速
度センサのものと同様にアクティブゲージとダミーゲー
ジを設けるもので、所定の形成位置に対応してパターニ
ングを行う（歪ゲージ形成工程■）。而る後常法通りの
電極形成工程Ｖ並びに保護膜形成工程■を行うものであ
る。電極形成工程Ｖは常法通りにアルミニウム（＾Ｃ）
の真空蒸着（基板温度１５０〜２００’Ｃ）及びパター
ニングを行い、歪ゲージ４（アクティブゲージ及びダミ
ーゲージ）を電極５でフルブリッジに持続するものであ
る。
度センサのものと同様にアクティブゲージとダミーゲー
ジを設けるもので、所定の形成位置に対応してパターニ
ングを行う（歪ゲージ形成工程■）。而る後常法通りの
電極形成工程Ｖ並びに保護膜形成工程■を行うものであ
る。電極形成工程Ｖは常法通りにアルミニウム（＾Ｃ）
の真空蒸着（基板温度１５０〜２００’Ｃ）及びパター
ニングを行い、歪ゲージ４（アクティブゲージ及びダミ
ーゲージ）を電極５でフルブリッジに持続するものであ
る。
また保護膜形成工程■は、常法通りシラン（Ｓｉｌ１４
）とアンモニア（ＮＩ＋３）と窒素（Ｎ２）の反応ガス
を用いたＰ−ＣＶＤ法により窒化シリコン（ＳｉＮｘ）
膜（保護膜）６を形成するものである（この時の基板温
度２００〜２５０℃）。
）とアンモニア（ＮＩ＋３）と窒素（Ｎ２）の反応ガス
を用いたＰ−ＣＶＤ法により窒化シリコン（ＳｉＮｘ）
膜（保護膜）６を形成するものである（この時の基板温
度２００〜２５０℃）。
前記手法で製出したカンチレバーは第２図に示すように
片持支持体７に装着すると共に、カンチレバーに重り８
に付設し且つ所定のリード線を接続し、加速度センサと
して使用するものである。
片持支持体７に装着すると共に、カンチレバーに重り８
に付設し且つ所定のリード線を接続し、加速度センサと
して使用するものである。
く第二実施例〉
第二実施例は第３図に示すように第一実施例に於けるシ
リコン膜形成工程■を不純物混入シリコン膜形成工程■
′とし、且つ熱処理工程を実施しないものである。即ち
アモルファスシリコン膜３′を形成するに際して、シラ
ンガスの他に水素混入防止用のドーピングガスとしてジ
ボラン（Ｂ２１１１．）ガスを混入してＰ−ＣＶＤ法を
実施したもので、シリコン膜２中にボロン（Ｂ）が不純
物として混入するため、シランガス中の水素のシリコン
膜３′への侵入が阻止されるもので、次にレーザーアニ
ール工程■を実施したとしても水素の突沸が生じないも
のである。尚以下の工程は第一実施例と同様である。
リコン膜形成工程■を不純物混入シリコン膜形成工程■
′とし、且つ熱処理工程を実施しないものである。即ち
アモルファスシリコン膜３′を形成するに際して、シラ
ンガスの他に水素混入防止用のドーピングガスとしてジ
ボラン（Ｂ２１１１．）ガスを混入してＰ−ＣＶＤ法を
実施したもので、シリコン膜２中にボロン（Ｂ）が不純
物として混入するため、シランガス中の水素のシリコン
膜３′への侵入が阻止されるもので、次にレーザーアニ
ール工程■を実施したとしても水素の突沸が生じないも
のである。尚以下の工程は第一実施例と同様である。
〈第三実施例〉
第三実施例もシリコン膜形成工程に工夫を施したもので
、Ｐ−ＣＶＤ法でアモルファスシリコン膜を形成するに
際して、少なくとも基板温度を３５０℃以上として実施
したものである。基板温度を３５０℃以上としてシラン
ガスを用いたＰ−ＣＶＤ法によるアモルファスシリコン
膜２を形成すると、シリコン膜中への水素の侵入が少な
くなる。これによってレーザーアニール工程■に於ける
水素の突沸が生じない。
、Ｐ−ＣＶＤ法でアモルファスシリコン膜を形成するに
際して、少なくとも基板温度を３５０℃以上として実施
したものである。基板温度を３５０℃以上としてシラン
ガスを用いたＰ−ＣＶＤ法によるアモルファスシリコン
膜２を形成すると、シリコン膜中への水素の侵入が少な
くなる。これによってレーザーアニール工程■に於ける
水素の突沸が生じない。
〈第四実施例〉
第四実施例も第一実施例の熱処理を行わずにレーザーア
ニール工程■の実施によってポリシリコン４がより微結
晶化するように予め所定のアモルファスシリコン膜を形
成しておくものである。即ちシリコン膜形成工程■で、
Ｐ−ＣＶＤ法実施に際して水素ガスのフロー量を多くし
、且つＲＦパワを大きくしてシリコン膜を形成すると、
レーザーアニールによる結晶化に際して結晶が微細化し
、表面の荒れが防止できる。
ニール工程■の実施によってポリシリコン４がより微結
晶化するように予め所定のアモルファスシリコン膜を形
成しておくものである。即ちシリコン膜形成工程■で、
Ｐ−ＣＶＤ法実施に際して水素ガスのフロー量を多くし
、且つＲＦパワを大きくしてシリコン膜を形成すると、
レーザーアニールによる結晶化に際して結晶が微細化し
、表面の荒れが防止できる。
本発明は以上の通り、半導体歪ゲージを備えた加速度セ
ンサの製造する場合、半導体歪ゲージの形成を、−且Ｐ
−ＣＶＤ法によるアモルファスシリコン膜を形成した後
レーザーアニールによってポリシリコンとする手段で行
ったもので、半導体形成基板となる起歪体の温度限界を
低下せしめ、起歪体の材質の選択範囲を広くすることが
できたものである。また特に前記手段を採用する際に、
レーザーアニール時の水素突沸を防止することで、歪ゲ
ージの表面の荒れを防止し、信頼性の高い加速度センサ
を提供することができたものである。
ンサの製造する場合、半導体歪ゲージの形成を、−且Ｐ
−ＣＶＤ法によるアモルファスシリコン膜を形成した後
レーザーアニールによってポリシリコンとする手段で行
ったもので、半導体形成基板となる起歪体の温度限界を
低下せしめ、起歪体の材質の選択範囲を広くすることが
できたものである。また特に前記手段を採用する際に、
レーザーアニール時の水素突沸を防止することで、歪ゲ
ージの表面の荒れを防止し、信頼性の高い加速度センサ
を提供することができたものである。
第１図は第一実施例である加速度センサの製造工程を示
すもので、第２図は同使用状態を示し、第３図は第二実
施例の製造工程の一部を示すものである。 起歪体（基板） 絶縁膜 ３′−アモルファスシリコン膜 歪ゲージ ポリシリコン膜 電極 保護膜 片持支持体 重り 特 許 出 願 人 １１木梢機株式会社
すもので、第２図は同使用状態を示し、第３図は第二実
施例の製造工程の一部を示すものである。 起歪体（基板） 絶縁膜 ３′−アモルファスシリコン膜 歪ゲージ ポリシリコン膜 電極 保護膜 片持支持体 重り 特 許 出 願 人 １１木梢機株式会社
Claims (5)
- （１）片持支持としたカンチレバー型加速度センサの製
造に於いて、カンチレバーとなる起歪体の表面にシラン
ガスを用いたプラズマＣＶＤ法によってアモルファスシ
リコン膜を形成した後、レーザーアニールによって前記
アモルファスシリコン膜をポリシリコン化して、歪ゲー
ジを形成したことを特徴とする加速度センサの製造方法
。 - （２）請求項第１項記載の加速度センサの製造方法に於
いて、レーザーアニールの前に水素抜き用の熱処理を行
うことを特徴とする加速度センサの製造方法。 - （３）請求項第１項記載の加速度センサの製造方法に於
いて、アモルファスシリコン膜を形成する際、水素混入
防止用のドーピングガスを混入してなることを特徴とす
る加速度センサの製造方法。 - （４）請求項第１項記載の加速度センサの製造方法に於
いて、アモルファスシリコン膜を形成する際、起歪体を
３００℃以上の高温で行うことを特徴とする加速度セン
サの製造方法。 - （５）請求項第１項記載の加速度センサの製造方法に於
いて、レーザーアニールに際して、アモルファスシリコ
ンを微結晶化せしめることを特徴とする加速度センサの
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17363990A JPH0462976A (ja) | 1990-06-30 | 1990-06-30 | 加速度センサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17363990A JPH0462976A (ja) | 1990-06-30 | 1990-06-30 | 加速度センサの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0462976A true JPH0462976A (ja) | 1992-02-27 |
Family
ID=15964338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17363990A Pending JPH0462976A (ja) | 1990-06-30 | 1990-06-30 | 加速度センサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0462976A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0609867A2 (en) * | 1993-02-03 | 1994-08-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Process for fabricating a semiconductor crystallized layer and process for fabricating a semiconductor device using the same |
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1990
- 1990-06-30 JP JP17363990A patent/JPH0462976A/ja active Pending
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