JPH0529633A - 半導体圧力センサの製造方法 - Google Patents
半導体圧力センサの製造方法Info
- Publication number
- JPH0529633A JPH0529633A JP4004291A JP4004291A JPH0529633A JP H0529633 A JPH0529633 A JP H0529633A JP 4004291 A JP4004291 A JP 4004291A JP 4004291 A JP4004291 A JP 4004291A JP H0529633 A JPH0529633 A JP H0529633A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- type
- epitaxial layer
- diffusion layer
- type epitaxial
- diaphragm
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 エピタキシャル成長の単結晶シリコンで構成
され、精度、感度が良好で、過大圧保護機能を有する半
導体圧力センサの製造方法を実現する。 【構成】 以下の工程を有する製造方法。ｐ型シリコ
ン基板の表面に１層目のｎ型エピタキシャル層を成長さ
せる工程。１層目のｎ型エピタキシャル層にｐ型拡散
層を形成する工程。１層目のｎ型エピタキシャル層上
に２層目のｎ型エピタキシャル層をダイアフラムの厚さ
に相当するまで成長させ、２層目のｎ型エピタキシャル
層に歪検出素子を形成する工程。酸化膜をマスクにし
て、ｎ型エピタキシャル層が形成されたｐ型シリコン基
板の裏面から無電解の異方性エッチングによりｐ型拡散
層に達する連通孔を形成する工程。再び酸化後、ｐ型
拡散層に接している面および表面側の電極取り出し口の
酸化膜を除去する工程。連通孔を通してｐ型拡散層を
電解エッチングで選択除去して空隙を形成する工程。
され、精度、感度が良好で、過大圧保護機能を有する半
導体圧力センサの製造方法を実現する。 【構成】 以下の工程を有する製造方法。ｐ型シリコ
ン基板の表面に１層目のｎ型エピタキシャル層を成長さ
せる工程。１層目のｎ型エピタキシャル層にｐ型拡散
層を形成する工程。１層目のｎ型エピタキシャル層上
に２層目のｎ型エピタキシャル層をダイアフラムの厚さ
に相当するまで成長させ、２層目のｎ型エピタキシャル
層に歪検出素子を形成する工程。酸化膜をマスクにし
て、ｎ型エピタキシャル層が形成されたｐ型シリコン基
板の裏面から無電解の異方性エッチングによりｐ型拡散
層に達する連通孔を形成する工程。再び酸化後、ｐ型
拡散層に接している面および表面側の電極取り出し口の
酸化膜を除去する工程。連通孔を通してｐ型拡散層を
電解エッチングで選択除去して空隙を形成する工程。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ダイアフラムに過大圧
が加わった時にダイアフラムの破壊を防止できる過大圧
保護機能を有する半導体圧力センサの製造方法に関する
ものである。
が加わった時にダイアフラムの破壊を防止できる過大圧
保護機能を有する半導体圧力センサの製造方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来の半導体圧力センサの一例を
示す構成図である。図３において、１はシリコン基板、
２はシリコン基板１に拡散により設けられた下側の電極
である。３はシリコン基板１と狭い空隙４を構成するポ
リシリコンよりなるダイアフラムである。ダイアフラム
３は電極２と静電容量電極を構成する。５は空隙４と外
部とを連通する連通孔である。このような構成では、過
大圧が加わった時には、ダイアフラム３の下に形成され
たストッパ構造によって、ダイアフラム３はそれ以上た
わむことができず、ダイアフラム３が破壊されることは
ない。
示す構成図である。図３において、１はシリコン基板、
２はシリコン基板１に拡散により設けられた下側の電極
である。３はシリコン基板１と狭い空隙４を構成するポ
リシリコンよりなるダイアフラムである。ダイアフラム
３は電極２と静電容量電極を構成する。５は空隙４と外
部とを連通する連通孔である。このような構成では、過
大圧が加わった時には、ダイアフラム３の下に形成され
たストッパ構造によって、ダイアフラム３はそれ以上た
わむことができず、ダイアフラム３が破壊されることは
ない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような上記従来技
術に示す過大圧保護機能を有する半導体圧力センサで
は、通常、シリコン基板上にＳi Ｏ2 層を形成し、パタ
−ニングして、その上にシリコンを成長させた後、Ｓi
Ｏ2 層を選択エッチングで除去してダイアフラムを形成
していた。しかしながら、Ｓi Ｏ2 層上では、シリコン
は全て多結晶として成長してしまう。そのため、ダイア
フラムは多結晶シリコン構造になる。したがって、内部
応力の存在により、ダイアフラムの剛性が熱処理によっ
て変化したり、又、ダイアフラムに形成した歪検出素子
の感度が低くなるなどの課題があった。
術に示す過大圧保護機能を有する半導体圧力センサで
は、通常、シリコン基板上にＳi Ｏ2 層を形成し、パタ
−ニングして、その上にシリコンを成長させた後、Ｓi
Ｏ2 層を選択エッチングで除去してダイアフラムを形成
していた。しかしながら、Ｓi Ｏ2 層上では、シリコン
は全て多結晶として成長してしまう。そのため、ダイア
フラムは多結晶シリコン構造になる。したがって、内部
応力の存在により、ダイアフラムの剛性が熱処理によっ
て変化したり、又、ダイアフラムに形成した歪検出素子
の感度が低くなるなどの課題があった。
【０００４】本発明は上記従来技術の課題を踏まえて成
されたものであり、エピタキシャル成長の単結晶シリコ
ンで構成され、精度、感度が良好で、過大圧保護機能を
有する半導体圧力センサの製造方法を提供することを目
的としたものである。
されたものであり、エピタキシャル成長の単結晶シリコ
ンで構成され、精度、感度が良好で、過大圧保護機能を
有する半導体圧力センサの製造方法を提供することを目
的としたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の構成は、半導体基板と、この半導体基板に設
けられこの半導体基板にエピタキシャル成長により形成
されたダイアフラムを形成する狭い空隙と、この空隙と
外部とを連通する連通孔と、前記ダイアフラムに設けら
れた歪検出素子とを備えた半導体圧力センサを下記の工
程により製造することを特徴とするものである。 （ａ）ｐ型シリコン基板の一面（表面）に１層目のｎ型
エピタキシャル層を成長させる工程。 （ｂ）前記１層目のｎ型エピタキシャル層にｐ型拡散層
を形成する工程。 （ｃ）前記１層目のｎ型エピタキシャル層の上に２層目
のｎ型エピタキシャル層を前記ダイアフラムの厚さに相
当するまで成長させ、この２層目のｎ型エピタキシャル
層に歪検出素子を形成する工程。 （ｄ）酸化膜をマスクにして、前記ｎ型エピタキシャル
層が形成された前記ｐ型シリコン基板の裏面から無電解
の異方性エッチングにより前記ｐ型拡散層に達する前記
連通孔を形成する工程。 （ｅ）再び酸化後、前記ｐ型拡散層に接している面およ
び表面側の電極取り出し口の酸化膜を除去する工程。 （ｆ）前記連通孔を通して前記ｐ型拡散層を電解エッチ
ングで選択除去して前記空隙を形成する工程。
の本発明の構成は、半導体基板と、この半導体基板に設
けられこの半導体基板にエピタキシャル成長により形成
されたダイアフラムを形成する狭い空隙と、この空隙と
外部とを連通する連通孔と、前記ダイアフラムに設けら
れた歪検出素子とを備えた半導体圧力センサを下記の工
程により製造することを特徴とするものである。 （ａ）ｐ型シリコン基板の一面（表面）に１層目のｎ型
エピタキシャル層を成長させる工程。 （ｂ）前記１層目のｎ型エピタキシャル層にｐ型拡散層
を形成する工程。 （ｃ）前記１層目のｎ型エピタキシャル層の上に２層目
のｎ型エピタキシャル層を前記ダイアフラムの厚さに相
当するまで成長させ、この２層目のｎ型エピタキシャル
層に歪検出素子を形成する工程。 （ｄ）酸化膜をマスクにして、前記ｎ型エピタキシャル
層が形成された前記ｐ型シリコン基板の裏面から無電解
の異方性エッチングにより前記ｐ型拡散層に達する前記
連通孔を形成する工程。 （ｅ）再び酸化後、前記ｐ型拡散層に接している面およ
び表面側の電極取り出し口の酸化膜を除去する工程。 （ｆ）前記連通孔を通して前記ｐ型拡散層を電解エッチ
ングで選択除去して前記空隙を形成する工程。
【０００６】
【作用】本発明によれば、ヒドラジン電解エッチングの
エッチストップ効果を利用して、ｐ型拡散層を選択除去
し、ダイアフラムの下に空隙を形成させ、過大圧保護機
能を備えた単結晶シリコンから成る半導体圧力センサを
製作している。
エッチストップ効果を利用して、ｐ型拡散層を選択除去
し、ダイアフラムの下に空隙を形成させ、過大圧保護機
能を備えた単結晶シリコンから成る半導体圧力センサを
製作している。
【０００７】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
１は本発明の製造方法により製作される過大圧保護機能
を有する半導体圧力センサの構成図である。図１におい
て、１１は半導体基板、１２は半導体基板１１に設けら
れ、この半導体基板１１にエピタキシャル成長により形
成されたダイアフラム１３を形成する狭い空隙、１４は
空隙１２と外部とを連通する連通孔、１５はダイアフラ
ム１３に設けられた歪検出素子である。この構成におい
ても図３装置と同様に、過大圧が加わった時には、ダイ
アフラム１３の下に形成されたストッパ構造によって、
ダイアフラム１３はそれ以上たわむことができず、ダイ
アフラム１３が破壊されることはない。
１は本発明の製造方法により製作される過大圧保護機能
を有する半導体圧力センサの構成図である。図１におい
て、１１は半導体基板、１２は半導体基板１１に設けら
れ、この半導体基板１１にエピタキシャル成長により形
成されたダイアフラム１３を形成する狭い空隙、１４は
空隙１２と外部とを連通する連通孔、１５はダイアフラ
ム１３に設けられた歪検出素子である。この構成におい
ても図３装置と同様に、過大圧が加わった時には、ダイ
アフラム１３の下に形成されたストッパ構造によって、
ダイアフラム１３はそれ以上たわむことができず、ダイ
アフラム１３が破壊されることはない。
【０００８】ここで、図２は図１装置の製造工程説明図
であり、本発明の半導体圧力センサの製造方法を示すも
のである。以下、製造工程順に説明する。 〈工程１〉図２（イ）に示すように、〈１００〉ｐ型シ
リコン基板２１の一面（表面）側に１層目のｎ型エピタ
キシャル層２２を成長させる。 〈工程２〉図２（ロ）に示すように、イオン注入などを
用いて、ｎ型エピタキシャル層２２にｐ型拡散層２３を
形成する。 〈工程３〉図２（ハ）に示すように、ｐ型拡散層２３を
形成した１層目のｎ型エピタキシャル層２２の上に２層
目のｎ型エピタキシャル層２４を成長させて、ｎ型エピ
タキシャル層（２２，２４）に囲まれたｐ型拡散層２３
を得る。なお、この２層目のｎ型エピタキシャル層２４
の厚さが最終的にダイアフラム１３の厚さに相当する。
又、この工程で、２層目のｎ型エピタキシャル層２４上
に歪検出素子１５や配線などを形成させる。 〈工程４〉図２（ニ）に示すように、Ｓi Ｏ2 酸化膜２
５をマスクにして、〈１００〉ｐ型シリコン基板２１の
裏面側から無電解のヒドラジン異方性エッチングによ
り、ｐ型拡散層２３に届くまで、連通孔１４を形成す
る。 〈工程５〉図２（ホ）に示すように、再び酸化し、ｐ型
拡散層２３に接している面と表面側の電極取り出し口と
なる部分２６のＳi Ｏ2 酸化膜を除去する。 〈工程６〉図２（ヘ）に示すように、表面側のｎ型エピ
タキシャル層側を陽極とし、対向電極としてのステンレ
ス板２７を陰極として、９０℃のヒドラジン水和物中に
浸し、ｐ型拡散層２３をエッチング液であるヒドラジン
を通して陰極２７と接するようにして、電圧（１３Ｖ）
をかけて電解エッチングを行い、ｎ型エピタキシャル層
表面での陽極酸化を利用して、ｐ型拡散層のみを選択的
にエッチングし、ダイアフラム１３下の空隙１２を形成
する。
であり、本発明の半導体圧力センサの製造方法を示すも
のである。以下、製造工程順に説明する。 〈工程１〉図２（イ）に示すように、〈１００〉ｐ型シ
リコン基板２１の一面（表面）側に１層目のｎ型エピタ
キシャル層２２を成長させる。 〈工程２〉図２（ロ）に示すように、イオン注入などを
用いて、ｎ型エピタキシャル層２２にｐ型拡散層２３を
形成する。 〈工程３〉図２（ハ）に示すように、ｐ型拡散層２３を
形成した１層目のｎ型エピタキシャル層２２の上に２層
目のｎ型エピタキシャル層２４を成長させて、ｎ型エピ
タキシャル層（２２，２４）に囲まれたｐ型拡散層２３
を得る。なお、この２層目のｎ型エピタキシャル層２４
の厚さが最終的にダイアフラム１３の厚さに相当する。
又、この工程で、２層目のｎ型エピタキシャル層２４上
に歪検出素子１５や配線などを形成させる。 〈工程４〉図２（ニ）に示すように、Ｓi Ｏ2 酸化膜２
５をマスクにして、〈１００〉ｐ型シリコン基板２１の
裏面側から無電解のヒドラジン異方性エッチングによ
り、ｐ型拡散層２３に届くまで、連通孔１４を形成す
る。 〈工程５〉図２（ホ）に示すように、再び酸化し、ｐ型
拡散層２３に接している面と表面側の電極取り出し口と
なる部分２６のＳi Ｏ2 酸化膜を除去する。 〈工程６〉図２（ヘ）に示すように、表面側のｎ型エピ
タキシャル層側を陽極とし、対向電極としてのステンレ
ス板２７を陰極として、９０℃のヒドラジン水和物中に
浸し、ｐ型拡散層２３をエッチング液であるヒドラジン
を通して陰極２７と接するようにして、電圧（１３Ｖ）
をかけて電解エッチングを行い、ｎ型エピタキシャル層
表面での陽極酸化を利用して、ｐ型拡散層のみを選択的
にエッチングし、ダイアフラム１３下の空隙１２を形成
する。
【０００９】この結果、半導体圧力センサを全て単結晶
シリコンで構成できるため、 （１）安定で高精度のダイアフラム１３が構成できる。 （２）高感度の歪検出素子１５を作り込むことができ
る。 （３）狭い空隙１２を構成できるので、過大圧が外側か
ら加わっても、ダイアフラム１３は、僅かの変位で半導
体基板１１に突き当たり保護される。
シリコンで構成できるため、 （１）安定で高精度のダイアフラム１３が構成できる。 （２）高感度の歪検出素子１５を作り込むことができ
る。 （３）狭い空隙１２を構成できるので、過大圧が外側か
ら加わっても、ダイアフラム１３は、僅かの変位で半導
体基板１１に突き当たり保護される。
【００１０】
【発明の効果】以上、実施例と共に具体的に説明したよ
うに、本発明によれば、エピタキシャル成長の単結晶シ
リコンで構成され、精度、感度が良好で、過大圧保護機
能を有する半導体圧力センサの製造方法を実現できる。
うに、本発明によれば、エピタキシャル成長の単結晶シ
リコンで構成され、精度、感度が良好で、過大圧保護機
能を有する半導体圧力センサの製造方法を実現できる。
【図１】本発明の製造方法により製作される半導体圧力
センサの構成図である。
センサの構成図である。
【図２】図１装置の製造工程説明図であり、本発明の半
導体圧力センサの製造方法を示すものである。
導体圧力センサの製造方法を示すものである。
【図３】従来の半導体圧力センサの一例を示す構成図で
ある。
ある。
１１ 半導体基板 １２ 空隙 １３ ダイアフラム １４ 連通孔 １５ 歪検出素子
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 半導体基板と、この半導体基板に設けら
れこの半導体基板にエピタキシャル成長により形成され
たダイアフラムを形成する狭い空隙と、この空隙と外部
とを連通する連通孔と、前記ダイアフラムに設けられた
歪検出素子とを備えた半導体圧力センサを下記の工程に
より製造することを特徴とする半導体圧力センサの製造
方法。 （ａ）ｐ型シリコン基板の一面（表面）に１層目のｎ型
エピタキシャル層を成長させる工程。 （ｂ）前記１層目のｎ型エピタキシャル層にｐ型拡散層
を形成する工程。 （ｃ）前記１層目のｎ型エピタキシャル層の上に２層目
のｎ型エピタキシャル層を前記ダイアフラムの厚さに相
当するまで成長させ、この２層目のｎ型エピタキシャル
層に歪検出素子を形成する工程。 （ｄ）酸化膜をマスクにして、前記ｎ型エピタキシャル
層が形成された前記ｐ型シリコン基板の裏面から無電解
の異方性エッチングにより前記ｐ型拡散層に達する前記
連通孔を形成する工程。 （ｅ）再び酸化後、前記ｐ型拡散層に接している面およ
び表面側の電極取り出し口の酸化膜を除去する工程。 （ｆ）前記連通孔を通して前記ｐ型拡散層を電解エッチ
ングで選択除去して前記空隙を形成する工程。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4004291A JPH0529633A (ja) | 1991-03-06 | 1991-03-06 | 半導体圧力センサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4004291A JPH0529633A (ja) | 1991-03-06 | 1991-03-06 | 半導体圧力センサの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0529633A true JPH0529633A (ja) | 1993-02-05 |
Family
ID=12569857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4004291A Pending JPH0529633A (ja) | 1991-03-06 | 1991-03-06 | 半導体圧力センサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0529633A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0897439A (ja) * | 1994-09-14 | 1996-04-12 | Delco Electron Corp | ワン・チップ集積センサ |
| US7999440B2 (en) * | 2006-11-27 | 2011-08-16 | Bioscale, Inc. | Micro-fabricated devices having a suspended membrane or plate structure |
| CN102269726A (zh) * | 2011-05-10 | 2011-12-07 | 浙江大学 | 工业型电容耦合式非接触电导在线测量装置及方法 |
-
1991
- 1991-03-06 JP JP4004291A patent/JPH0529633A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0897439A (ja) * | 1994-09-14 | 1996-04-12 | Delco Electron Corp | ワン・チップ集積センサ |
| US7999440B2 (en) * | 2006-11-27 | 2011-08-16 | Bioscale, Inc. | Micro-fabricated devices having a suspended membrane or plate structure |
| CN102269726A (zh) * | 2011-05-10 | 2011-12-07 | 浙江大学 | 工业型电容耦合式非接触电导在线测量装置及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4138036B2 (ja) | 表面微細加工構造を集積化したモノリシック半導体素子の製造方法 | |
| US5889872A (en) | Capacitive microphone and method therefor | |
| JP3506932B2 (ja) | 半導体圧力センサ及びその製造方法 | |
| US4721938A (en) | Process for forming a silicon pressure transducer | |
| JP3551527B2 (ja) | 半導体感歪センサの製造方法 | |
| US11401156B2 (en) | Micro-electro-mechanical system silicon on insulator pressure sensor and method for preparing same | |
| US4995953A (en) | Method of forming a semiconductor membrane using an electrochemical etch-stop | |
| JP4271751B2 (ja) | 電子装置および電子装置のためのメンブレンを形成する方法 | |
| JPH0529633A (ja) | 半導体圧力センサの製造方法 | |
| US7989894B2 (en) | Fusion bonding process and structure for fabricating silicon-on-insulation (SOI) semiconductor devices | |
| JPS6376484A (ja) | 半導体圧力センサの製造方法 | |
| JPH0351095B2 (ja) | ||
| JP4845308B2 (ja) | 半導体センサ及びその製造方法 | |
| JPH01136378A (ja) | 圧力変換装置の製造方法 | |
| JP4753326B2 (ja) | ダイアフラムを製造する方法 | |
| JPH0645617A (ja) | 単結晶薄膜部材の製造方法 | |
| JP3055508B2 (ja) | 圧力検出器の製造方法 | |
| JP3533822B2 (ja) | 半導体力学量センサの製造方法 | |
| RU2012857C1 (ru) | Полупроводниковый преобразователь давления и способ его изготовления | |
| JPH06260660A (ja) | 半導体歪みセンサ | |
| JPH0573276B2 (ja) | ||
| KR100215904B1 (ko) | 실리콘센서제조방법 | |
| JPH01136043A (ja) | 圧力変換装置 | |
| JPH05251715A (ja) | 半導体圧力センサとその製造方法 | |
| JPH04329676A (ja) | 半導体加速度センサの製造方法 |