JPH06151885A - 半導体加速度センサの製造方法 - Google Patents

半導体加速度センサの製造方法

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JPH06151885A
JPH06151885A JP29423292A JP29423292A JPH06151885A JP H06151885 A JPH06151885 A JP H06151885A JP 29423292 A JP29423292 A JP 29423292A JP 29423292 A JP29423292 A JP 29423292A JP H06151885 A JPH06151885 A JP H06151885A
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JP
Japan
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film
semiconductor wafer
acceleration sensor
wafer
aluminum
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JP29423292A
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English (en)
Inventor
Hitoshi Nishimura
仁 西村
Hirokazu Hashimoto
廣和 橋本
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Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 配線材料としてアルミニウムを使用すること
ができて製品コストを低減できる半導体加速度センサの
製造方法を提供することを目的とする。 【構成】 先ず、半導体ウェハ1の表面に感歪抵抗とな
る不純物拡散領域2を選択的に形成し、SiO2 膜3及
びSiN膜4をマスクとして異方性エッチングを施し、
溝5,6を設ける。次に、ウェハ1の表面及び裏面にア
ルミニウム膜7aを被覆し、ウェハ1の表面側の溝6に
対応する部分のアルミニウム膜7aを除去する。そし
て、アルミニウム膜7aをマスクとしてドライエッチン
グを施し、ウェハ1の表面から裏面に貫通する開口部9
を設ける。その後、アルミニウム膜7aを利用してアル
ミニウム配線を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車、航空機、各種
工業用ロボット及び家電製品等に取り付けられて加速度
の検知に使用される半導体加速度センサの製造方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体加速度センサは、自動車、
航空機、各種工業用ロボット及び家電製品等に使用され
るようになってきた。例えば、半導体加速度センサは、
自動車の衝突又は地震等の際に人命を保護するためにも
使用される。この場合に、自動車の衝突又は地震の兆候
を即時に検知できる加速度センサが不可欠である。通
常、加速度センサはコンピュータ等と組み合わされて使
用され、センサにより機械装置の運転状況及び環境の変
化等を検出し、その検出結果に基づいてコンピュータが
自動的に的確な制御を行なうようになっている。
【0003】図11(a)は、自動車等に使用されてい
る従来の半導体加速度センサの一例を示す平面図、図1
1(b)は同じくその断面図である。
【0004】このセンサは、シリコン(Si)半導体か
らなる所謂片持ばり構造のセンサであり、質量部20と
この質量部20を囲む枠部21とが梁部24により連結
されている。梁部24は、その厚さが薄く形成されてお
り、弾力性を有している。この梁部24の表面には不純
物を導入して形成された感歪抵抗23が設けられてお
り、この感歪抵抗23は配線26を介して枠部21に設
けられた電極22に電気的に接続されている。
【0005】このように構成された半導体加速度センサ
に加速度が加えられると、慣性により質量部20と枠部
21との間に応力が発生し、梁部24が機械的に変形す
る。これにより、梁部24に設けられた感歪抵抗23の
抵抗値が変化する。この抵抗値の変化を外部の検出装置
で検出することにより、加速度を検出することができ
る。
【0006】なお、質量部を挟んで設けられた2つの梁
部で質量部と枠部とを連結する両持ばり構造の半導体加
速度センサもある。
【0007】従来、この種の半導体加速度センサは、半
導体集積回路の製造技術を応用した半導体プロセスを用
いて形成されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
半導体加速度センサには、以下に示す問題点がある。即
ち、半導体加速度センサにおいては、質量部20の周囲
に切欠き25を形成する必要がある。この切欠き25
は、通常、KOH水溶液及びEPW等のエッチャントに
よる異方性エッチングにより半導体ウェハの表面から裏
面に貫通する穴を設けることにより形成される。しか
し、半導体ウェハの表面から裏面に貫通する穴を設けた
後に半導体プロセスを実施することはできないので、こ
の切欠き25は、感歪抵抗23、配線26及び電極22
等を形成した後の最終工程にて形成する必要がある。
【0009】一般的に、半導体装置における配線材料と
しては、アルミニウムが使用されている。しかし、アル
ミニウムは前述のエッチャントに溶解してしまうため、
従来の半導体加速度センサの配線材料としては、前述の
エッチャントに対する耐性が良好であることから、金
(Au)、金/クロム、金/チタン、金/チタン/モリ
ブデン等が使用されている。従って、従来の半導体加速
度センサには製品コストが高いという欠点がある。
【0010】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、配線材料としてアルミニウムを使用するこ
とができて半導体加速度センサの製品コストを低減でき
る半導体加速度センサの製造方法を提供することを目的
とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体加速
度センサの製造方法は、質量部と、この質量部を囲む枠
部と、前記質量部と前記枠部とを連絡しその表面に感歪
抵抗が設けられた梁部とにより構成される半導体加速度
センサの製造方法において、半導体ウェハの表面の前記
梁部となる領域に前記感歪抵抗となる不純物拡散領域を
選択的に形成する工程と、前記半導体ウェハの裏面側の
前記質量部となる領域と前記枠部となる領域との間にウ
ェットエッチングにより溝を形成する工程と、前記半導
体ウェハの表面及び裏面にアルミニウム膜を被覆する工
程と、前記半導体ウェハの表面側の前記溝に対応する領
域のうち前記梁部となる領域を除いた部分の前記アルミ
ニウム膜を除去する工程と、前記アルミニウム膜をマス
クとしてドライエッチングを施し前記半導体ウェハの表
面から裏面に貫通する穴を形成する工程と、前記半導体
ウェハの表面上に残存した前記アルミニウム膜を利用し
てアルミニウム配線を形成する工程とを有することを特
徴とする。
【0012】
【作用】本発明においては、先ず、半導体ウェハの表面
に感歪抵抗となる不純物拡散領域を形成し、ウェットエ
ッチングにより前記半導体ウェハの裏面側に溝を形成す
る。この溝は後工程で切欠き又は梁部となる部分であ
り、エッチャントとして例えばKOH及びEPW等の異
方性エッチングが可能な液を使用する。次に、前記半導
体ウェハの表面及び裏面をアルミニウム膜で被覆し、前
記半導体ウェハの表面側の前記溝に対応する領域(但
し、梁部となる領域を除く)の前記アルミニウム膜を選
択的に除去して半導体ウェハを露出させる。次いで、前
記アルミニウム膜をマスクとして、プラズマエッチング
又はリアクティブイオンエッチング等のドライエッチン
グにより貫通穴を形成することによって切欠きを形成す
る。その後、前記アルミニウム膜を利用して、半導体ウ
ェハの表面側に所定の配線パターンでアルミニウム配線
を形成する。
【0013】このように、本発明においては、KOH及
びEPW等をエッチャントとするウェットエッチングを
実施した後にアルミニウム膜を形成し、このアルミニウ
ム膜をドライエッチング時のマスクとして使用する。そ
して、貫通穴(切欠き)を形成した後、前記アルミニウ
ム膜を利用してアルミニウム配線を形成する。従って、
アルミニウムを配線材料として使用できて、加速度セン
サの製品コストを低減できる。
【0014】
【実施例】次に、本発明の実施例について添付の図面を
参照して説明する。
【0015】図1乃至図8は本発明の実施例に係る半導
体加速度センサの製造方法を工程順に示す断面図であ
る。
【0016】先ず、図1に示すように、通常の半導体プ
ロセスを用いてシリコンウェハ1の表面及び裏面を酸化
させ、SiO2 膜3を形成する。そして、このシリコン
ウェハ1の表面の所定領域にp型不純物を選択的に導入
してp型拡散領域2を形成する。その後、CVD法(気
相成長法)等により、ウェハ1の表面及び裏面側にSi
N膜4を形成する。
【0017】次に、図2に示すように、ウェハ1の裏面
側のSiN膜4及びSiO2 膜3を選択的に除去して、
ウェハ1が露出する窓を形成する。
【0018】次に、図3に示すようにKOH及びEPW
等のエッチャントを使用して異方性エッチングを施し、
前記窓から露出した部分のシリコンを除去して溝5,6
を形成する。この場合に、溝5,6に対応する部分のウ
ェハ1の厚さを所望の梁部の厚さする。
【0019】次に、図4に示すように、ウェハ1の表面
側のp型拡散領域2及び溝6上のSiO2 膜3及びSi
N膜4を選択的に除去する。その後、全面にアルミニウ
ム(Al)を蒸着してAl膜7aを得る。このAl膜7
aの厚さは、所望の配線厚さよりも厚くする。
【0020】次に、図5に示すように、溝6の上方のA
l膜7aを選択的にエッチング除去して、開口部7bを
設ける。
【0021】次に、図6に示すように、ウェハ1の表面
側のAl膜7a上にホトレジスト8で所望の配線パター
ンを形成し、このホトレジスト8をマスクとしてAl膜
7aをエッチングする。このとき、ホトレジスト8に覆
われた部分のAl膜7aの厚さとホトレジスト8に覆わ
れていない部分のAl膜7aの厚さとの差が所望の配線
厚さとなるところでエッチングを終了する。その後、ホ
トレジスト8を除去する。
【0022】次に、図7に示すように、SF6 −O2
はCF4 −O2 等の混合ガスを使用したプラズマエッチ
ング(又は、リアクティブイオンエッチング)を施し、
溝6上のシリコンをエッチング除去し、ウェハ1の裏面
側のAl膜7aが表面側に露出するように開口部9を形
成する。このとき、他の部分は、Al膜7aがエッチン
グマスクとして作用して保護される。
【0023】次いで、配線部分以外のAl膜7aが除去
されるまでAl膜7aをエッチングする。これにより、
図8に示すように、所望の厚さのAl配線7が得られ
る。
【0024】本実施例によれば、シリコンウェハ1に対
し異方性エッチングを施した後、配線となるAl膜7a
を形成するため、配線材料は異方性エッチング液に曝さ
れることがない。従って、配線材料としてAuを使用す
る必要がなく、加速度センサの製品コストを低減するこ
とができる。また、本実施例においては、SF6 −O2
ガス及びCF4 −O2 ガス等を使用するドライエッチン
グと、KOH及びEPW等の異方性ウェットエッチング
とを組み合わせて梁部を形成するため、梁部の厚さの精
度が高い。更に、本実施例においては、ドライエッチン
グのマスクとして用いたAl膜をそのまま配線材料とし
て使用するため、梁部形成後にホトリソグラフ工程が不
要であり、製造歩留りが高いという効果もある。
【0025】なお、上述の実施例においては、シリコン
ウェハを用いた場合について説明したが、例えば図9に
示すように、p型シリコン基板1a上にn型エピタキシ
ャル層1bが設けられた所謂エピウェハを用いてもよ
い。この場合は、エピタキシャル層1bの厚さを梁部の
所望厚さとし、エレクトロケミカルエッチングにより溝
5,6を形成する。これにより、梁部の厚さを第1の実
施例に比してより正確に制御することができる。
【0026】また、例えば図10に示すように、支持基
板11と素子形成基板13との間にSiO2 層12が設
けられた所謂SOIウェハを用いてもよい。これによ
り、溝部5,6を形成するためのエッチング時にSiO
2 層12がストッパ層として作用し、梁部の厚さを精密
に制御することができる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ウ
ェットエッチングを実施した後の半導体ウェハの表面及
び裏面にアルミニウム膜を被覆し、このアルミニウム膜
をドライエッチング時のマスクとして使用して貫通穴を
形成し、その後前記半導体ウェハの表面に残存している
アルミニウム膜を利用してアルミニウム配線を形成する
から、配線材料として高価な金を使用する必要がなく、
半導体加速度センサの製品コストを従来に比して低減す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る半導体加速度センサの製
造方法の一工程を示す断面図である。
【図2】同じくその一工程を示す断面図である。
【図3】同じくその一工程を示す断面図である。
【図4】同じくその一工程を示す断面図である。
【図5】同じくその一工程を示す断面図である。
【図6】同じくその一工程を示す断面図である。
【図7】同じくその一工程を示す断面図である。
【図8】同じくその一工程を示す断面図である。
【図9】本発明の実施例の変形例を示す断面図である。
【図10】本発明の実施例の他の変形例を示す断面図で
ある。
【図11】(a)は従来の半導体加速度センサの一例を
示す平面図、(b)は同じくその断面図である。
【符号の説明】
1;半導体ウェハ 2;不純物拡散領域 3;SiO2 膜 4;SiN膜 5,6;溝 7,26;配線 7a;Al膜 8;ホトレジスト 9;開口部 20;質量部 21;枠部 22;電極 23;感歪抵抗 24;梁部 25;切欠き

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 質量部と、この質量部を囲む枠部と、前
    記質量部と前記枠部とを連絡しその表面に感歪抵抗が設
    けられた梁部とにより構成される半導体加速度センサの
    製造方法において、半導体ウェハの表面の前記梁部とな
    る領域に前記感歪抵抗となる不純物拡散領域を選択的に
    形成する工程と、前記半導体ウェハの裏面側の前記質量
    部となる領域と前記枠部となる領域との間にウェットエ
    ッチングにより溝を形成する工程と、前記半導体ウェハ
    の表面及び裏面にアルミニウム膜を被覆する工程と、前
    記半導体ウェハの表面側の前記溝に対応する領域のうち
    前記梁部となる領域を除いた部分の前記アルミニウム膜
    を除去する工程と、前記アルミニウム膜をマスクとして
    ドライエッチングを施し前記半導体ウェハの表面から裏
    面に貫通する穴を形成する工程と、前記半導体ウェハの
    表面上に残存した前記アルミニウム膜を利用してアルミ
    ニウム配線を形成する工程とを有することを特徴とする
    半導体センサの製造方法。
JP29423292A 1992-11-02 1992-11-02 半導体加速度センサの製造方法 Pending JPH06151885A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005530159A (ja) * 2002-06-17 2005-10-06 ヴェーテーイー テクノロジーズ オサケユキチュア モノリシックシリコン加速度センサー

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JP2005530159A (ja) * 2002-06-17 2005-10-06 ヴェーテーイー テクノロジーズ オサケユキチュア モノリシックシリコン加速度センサー

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