JPH0528898B2 - - Google Patents
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- JPH0528898B2 JPH0528898B2 JP1415286A JP1415286A JPH0528898B2 JP H0528898 B2 JPH0528898 B2 JP H0528898B2 JP 1415286 A JP1415286 A JP 1415286A JP 1415286 A JP1415286 A JP 1415286A JP H0528898 B2 JPH0528898 B2 JP H0528898B2
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- Pressure Sensors (AREA)
- Weting (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はエツチング方法に関し、特にＮ型導電
層とＰ型導電層とからなるシリコンウエーハのエ
ツチング方法に関する。
層とＰ型導電層とからなるシリコンウエーハのエ
ツチング方法に関する。
従来、シリコンダイアフラムを形成するとき、
水酸化カリウム溶液（KOH、以下KOHと記す）
やエチレンジアミン・ピロカテコール溶液
（EDP、以下EDPと記す）のような異方性エツチ
ング液を用いて、エツチング時間を制御すること
によりダイアフラムの厚さを制御していた。
水酸化カリウム溶液（KOH、以下KOHと記す）
やエチレンジアミン・ピロカテコール溶液
（EDP、以下EDPと記す）のような異方性エツチ
ング液を用いて、エツチング時間を制御すること
によりダイアフラムの厚さを制御していた。
あるいは、高濃度ホウ素含有層でのエツチング
速度の低下を利用したり、PN接合ウエーハを用
いた電気化学的なエツチング方法によりダイアフ
ラム厚の制御が行われていた。
速度の低下を利用したり、PN接合ウエーハを用
いた電気化学的なエツチング方法によりダイアフ
ラム厚の制御が行われていた。
例えば、アイ・イー・イー・イー・トランザク
シヨンズ・オン・エレクトロン・デバイス
（IEEEETRANSACTINOS ON ELECTRON
DEVICES）第ED−30巻、1983年７月、第７号
に記載されている報告もその一例である。
シヨンズ・オン・エレクトロン・デバイス
（IEEEETRANSACTINOS ON ELECTRON
DEVICES）第ED−30巻、1983年７月、第７号
に記載されている報告もその一例である。
シリコンダイアフラムは圧力センサや発振子に
使われている構造体である。圧力センサの圧力感
度はダイアフラムの厚さに密接に関連している。
使われている構造体である。圧力センサの圧力感
度はダイアフラムの厚さに密接に関連している。
第２図は圧力センサの断面図である。
第２図に示すように、シリコンウエーハ７のダ
イアフラム部の端部に拡散抵抗８を形成し、圧力
を印加した時の抵抗値変化で圧力の大きさを検出
するものである。圧力感度はダイアフラムの厚さ
の２乗に反比例する。即ち、厚さが２倍になると
感度は１／４に低下する。
イアフラム部の端部に拡散抵抗８を形成し、圧力
を印加した時の抵抗値変化で圧力の大きさを検出
するものである。圧力感度はダイアフラムの厚さ
の２乗に反比例する。即ち、厚さが２倍になると
感度は１／４に低下する。
従つて、圧力感度ばらつきの小さい圧力センサ
を製造する為には、ダイアフラムの厚さを正確に
制御しなければならない。発振子の場合でも、同
様に振動周波数を均一にするために、ダイアフラ
ムの厚さを正確に制御する必要がある。
を製造する為には、ダイアフラムの厚さを正確に
制御しなければならない。発振子の場合でも、同
様に振動周波数を均一にするために、ダイアフラ
ムの厚さを正確に制御する必要がある。
高濃度ホウ素含有層によるエツチング制御法
は、５×1019cm3以上のホウ素濃度が必要であり、
その様な高濃度の不純物を含むシリコンダイアフ
ラム表面に、圧力を検出する為の拡散抵抗を形成
することは困難である。
は、５×1019cm3以上のホウ素濃度が必要であり、
その様な高濃度の不純物を含むシリコンダイアフ
ラム表面に、圧力を検出する為の拡散抵抗を形成
することは困難である。
PN接合ウエーハを用いた電気化学的なエツチ
ング方法は低不純物濃度のPN接合ウエーハを使
えるので、シリコンダイアフラム表面に拡散抵抗
や集積回路素子を形成することができ、圧力セン
サの製造に適している。
ング方法は低不純物濃度のPN接合ウエーハを使
えるので、シリコンダイアフラム表面に拡散抵抗
や集積回路素子を形成することができ、圧力セン
サの製造に適している。
第３図は従来のエツチング方法の一例のエツチ
ング装置の断面図である。
ング装置の断面図である。
第３図に示すように、石英ビーカ１に異方性を
有するエツチング液２、例えば、KON，EDP、
ヒドラジン等を入れ、ヒータ３で90〜120℃に加
熱する。白金電極４を定電圧電源９の陰極に接続
し、エツチング液２の電位を基準電位に固定す
る。PN接合シリコンウエーハ５のエツチング面
を所要のマスク１０で覆い、Ｎ型導電層を定電圧
電源９の陽極に接続する。
有するエツチング液２、例えば、KON，EDP、
ヒドラジン等を入れ、ヒータ３で90〜120℃に加
熱する。白金電極４を定電圧電源９の陰極に接続
し、エツチング液２の電位を基準電位に固定す
る。PN接合シリコンウエーハ５のエツチング面
を所要のマスク１０で覆い、Ｎ型導電層を定電圧
電源９の陽極に接続する。
Ｐ型導電層が異方性エツチングされＮ型導電層
に達すると、陽極酸化によりＮ型導電層の表面に
酸化膜が形成されエツチングが停止する。しかし
ながら、エツチング停止はウエーハ内の全チツプ
で同時に起らず、Ｐ型導電層のエツチングが速く
進むウエーハ周辺部から起る。
に達すると、陽極酸化によりＮ型導電層の表面に
酸化膜が形成されエツチングが停止する。しかし
ながら、エツチング停止はウエーハ内の全チツプ
で同時に起らず、Ｐ型導電層のエツチングが速く
進むウエーハ周辺部から起る。
そこで、エツチング停止が周辺部から中心部に
向つて同心円状に進むにしたがつて、Ｎ型導電層
の露出るチツプ数が減少し、電流が少数チツプに
集中する様になる。
向つて同心円状に進むにしたがつて、Ｎ型導電層
の露出るチツプ数が減少し、電流が少数チツプに
集中する様になる。
上述した従来のエツチング方法は、ウエーハ中
心部においては、Ｐ型導電層でも陽極酸化が起り
エツチングが停止する。従つて、ウエーハ中心部
の方がダイアフラム厚が厚くなり感度が低下する
という問題点がある。
心部においては、Ｐ型導電層でも陽極酸化が起り
エツチングが停止する。従つて、ウエーハ中心部
の方がダイアフラム厚が厚くなり感度が低下する
という問題点がある。
本発明の目的は、シリコンウエーハの全面でダ
イアフラムの厚さを均一にできるエツチング方法
を提供することにある。
イアフラムの厚さを均一にできるエツチング方法
を提供することにある。
本発明のエツチング方法は、Ｎ型導電層とＰ型
導電層とからなるシリコンウエーハの前記Ｎ型導
電層に正極性の直流電圧を印加して前記Ｐ型導電
層をエツチングにより除去する電気化学的なエツ
チング方法において、前記Ｐ型導電層のエツチン
グが終了する所定時間前から前記正極性の直流電
圧の値を順次低下させるように構成される。
導電層とからなるシリコンウエーハの前記Ｎ型導
電層に正極性の直流電圧を印加して前記Ｐ型導電
層をエツチングにより除去する電気化学的なエツ
チング方法において、前記Ｐ型導電層のエツチン
グが終了する所定時間前から前記正極性の直流電
圧の値を順次低下させるように構成される。
印加電圧を定電圧ではなく、Ｐ型導電層のエツ
チングが終了する所定時間前から順次減少させる
ことにより、ウエーハ中心部の少数チツプへの電
流集中をなくし、ウエーハ面内で厚さの均一なシ
リコンダイアフラムが得られる。
チングが終了する所定時間前から順次減少させる
ことにより、ウエーハ中心部の少数チツプへの電
流集中をなくし、ウエーハ面内で厚さの均一なシ
リコンダイアフラムが得られる。
次に、本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
説明する。
第１図は本発明の一実施例のエツチング装置の
断面図である。
断面図である。
第１図において、石英ビーカ１はエツチング液
に侵されない様に高純度の透明石英がよい。エツ
チング液２はシリコンに対して異方性のある
KOHやEDPやヒドラジンを用いる。ヒータ３で
エツチング液を90〜180（沸点）℃に加熱する。白
金電極４を可変電源６の陰極側に接続し、エツチ
ング液２を基準電位に固定する。PN接合シリコ
ンウエーハ５はＮ型導電層側を可変電源６の陽極
側に接続する。
に侵されない様に高純度の透明石英がよい。エツ
チング液２はシリコンに対して異方性のある
KOHやEDPやヒドラジンを用いる。ヒータ３で
エツチング液を90〜180（沸点）℃に加熱する。白
金電極４を可変電源６の陰極側に接続し、エツチ
ング液２を基準電位に固定する。PN接合シリコ
ンウエーハ５はＮ型導電層側を可変電源６の陽極
側に接続する。
この時、PN接合ウエーハ５のエツチング面は
所定のマスク１０で覆つておく。エツチング液２
がKOHの場合、マスク１０は窒化シリコン膜や
金、クロムの金属薄膜が必要であるが、EDPや
ヒドジンの場合は酸化膜でよい。
所定のマスク１０で覆つておく。エツチング液２
がKOHの場合、マスク１０は窒化シリコン膜や
金、クロムの金属薄膜が必要であるが、EDPや
ヒドジンの場合は酸化膜でよい。
可変電源６から5Vの電圧を印加しながら、エ
ツチング液に浸すと、Ｐ型導電層のダイアフラム
部が異方性エツチングされる。例えば、（100）面
シリコンウエーハを用るとダイアフラム支持部の
傾斜は54.7゜となる。エツチングがＮ型導電層に
達すると、ウエーハの外周部ら順にエツチングが
停止する。
ツチング液に浸すと、Ｐ型導電層のダイアフラム
部が異方性エツチングされる。例えば、（100）面
シリコンウエーハを用るとダイアフラム支持部の
傾斜は54.7゜となる。エツチングがＮ型導電層に
達すると、ウエーハの外周部ら順にエツチングが
停止する。
この時、可変電源６の出力電圧を時間と共に低
下させる。この方法は、例えば、プログラム可能
電源を用い予め電圧低下速度をプログラムで設定
しておけばよい。
下させる。この方法は、例えば、プログラム可能
電源を用い予め電圧低下速度をプログラムで設定
しておけばよい。
電圧の低下速度はシリコンウエーハのＰ型導電
層及びＮ型導電層の比抵抗や厚さ、ダイアフラム
の寸法等により異なる。一例を示すと、Ｐ型導電
層が30Ωcm、厚さ350μm、Ｎ型導電層が３Ωcm、
厚さ20μmでダイアフラムの寸法が１mm2の時、電
圧の低下速度は0.2〜0.6V／minが適当である。
層及びＮ型導電層の比抵抗や厚さ、ダイアフラム
の寸法等により異なる。一例を示すと、Ｐ型導電
層が30Ωcm、厚さ350μm、Ｎ型導電層が３Ωcm、
厚さ20μmでダイアフラムの寸法が１mm2の時、電
圧の低下速度は0.2〜0.6V／minが適当である。
エツチングはウエーハ外周部から中心部に向つ
て同心円状に進むが、電源電圧を低させることに
より少数チツプへの電流集中がなくなり、ウエー
ハ面内で均一な厚さを有するダイアフラムが得ら
れる。この場合、電圧は最終的に3Vまで低下さ
せる。
て同心円状に進むが、電源電圧を低させることに
より少数チツプへの電流集中がなくなり、ウエー
ハ面内で均一な厚さを有するダイアフラムが得ら
れる。この場合、電圧は最終的に3Vまで低下さ
せる。
電圧を低下させる他の方法は、可変電源６の陽
極とPN接合シリコンウエーハとの間に電流計を
挿入し、電源電流を測定しながら、計測値を可変
電源６の制御部に入力し計測値に合わせて電源電
圧を低下させる方式である。この場合、制御はプ
ログラムで設定することができる。
極とPN接合シリコンウエーハとの間に電流計を
挿入し、電源電流を測定しながら、計測値を可変
電源６の制御部に入力し計測値に合わせて電源電
圧を低下させる方式である。この場合、制御はプ
ログラムで設定することができる。
なお、電圧の低下速度は実施例に示した値に限
定されるものではなく、PN接合シリコンウエー
ハの特性やエツチング条件により他の値に設定し
てよい。又、初期の印加電圧や最終の電圧も上記
した実施例の値に限定されるものではない。
定されるものではなく、PN接合シリコンウエー
ハの特性やエツチング条件により他の値に設定し
てよい。又、初期の印加電圧や最終の電圧も上記
した実施例の値に限定されるものではない。
以上説明したように本発明のエツチング方法に
よれば、製造したシリコンダイアフラムの厚さが
ウエーハ面内で均一となり、従来の方法によるダ
イアフラムにに比べてばらつきが極めて改善され
るので、シリコン圧力センサの感度ばらつきを低
減できるという効果がある。
よれば、製造したシリコンダイアフラムの厚さが
ウエーハ面内で均一となり、従来の方法によるダ
イアフラムにに比べてばらつきが極めて改善され
るので、シリコン圧力センサの感度ばらつきを低
減できるという効果がある。
第１図は本発明の一実施例のエツチング装置の
断面図、第２図は圧力センサの断面図、第３図は
従来のエツチング方法の一例のエツチング装置の
断面図である。 １……石英ビーカ、２……エツチング液、３…
…ヒータ、４……白金電極、５……PN接合シリ
コンウエーハ、６……可変電源、７……シリコン
ウエーハ、８……拡散抵抗、９……定電圧電源。
断面図、第２図は圧力センサの断面図、第３図は
従来のエツチング方法の一例のエツチング装置の
断面図である。 １……石英ビーカ、２……エツチング液、３…
…ヒータ、４……白金電極、５……PN接合シリ
コンウエーハ、６……可変電源、７……シリコン
ウエーハ、８……拡散抵抗、９……定電圧電源。
Claims (1)
- １ Ｎ型導電層とＰ型導電層とからなるシリコン
ウエーハの前記Ｎ型導電層に正極性の直流電圧を
印加して前記Ｐ型導電層をエツチングにより除去
する電気化学的なエツチング方法において、前記
Ｐ型導電層のエツチングが終了する所定時間前か
ら前記正極性の直流電圧の値を順次低下させるこ
とを特徴とするエツチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1415286A JPS62172731A (ja) | 1986-01-24 | 1986-01-24 | エツチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1415286A JPS62172731A (ja) | 1986-01-24 | 1986-01-24 | エツチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62172731A JPS62172731A (ja) | 1987-07-29 |
| JPH0528898B2 true JPH0528898B2 (ja) | 1993-04-27 |
Family
ID=11853176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1415286A Granted JPS62172731A (ja) | 1986-01-24 | 1986-01-24 | エツチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62172731A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4996627A (en) * | 1989-01-30 | 1991-02-26 | Dresser Industries, Inc. | High sensitivity miniature pressure transducer |
| KR100983924B1 (ko) | 2005-05-18 | 2010-09-27 | 파나소닉 전공 주식회사 | 반도체 기판 상에 굴곡된 프로파일을 형성하는 방법 |
| WO2006123816A2 (en) | 2005-05-18 | 2006-11-23 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Process of making an optical lens |
-
1986
- 1986-01-24 JP JP1415286A patent/JPS62172731A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62172731A (ja) | 1987-07-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D02 |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |