JPH06307956A - 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
- JPH06307956A JPH06307956A JP9733693A JP9733693A JPH06307956A JP H06307956 A JPH06307956 A JP H06307956A JP 9733693 A JP9733693 A JP 9733693A JP 9733693 A JP9733693 A JP 9733693A JP H06307956 A JPH06307956 A JP H06307956A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure sensor
- semiconductor pressure
- face
- semiconductor
- silicon
- 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
Abstract
(57)【要約】
【構成】（１００）結晶から０.１°のオフセットを有
する単結晶シリコンウェハ上に異方性化学エッチングを
用いてダイアフラム加工穴を多数個同時形成し、かつ異
なるダイアフラム板厚の半導体圧力センサを得る半導体
圧力センサの製造方法。 【効果】多種類の圧力測定に対応する半導体圧力センサ
を大量生産工程と同一のプロセスで製作でき、安価な多
品種少量生産が可能となり、経済的に大きな効果があ
る。
する単結晶シリコンウェハ上に異方性化学エッチングを
用いてダイアフラム加工穴を多数個同時形成し、かつ異
なるダイアフラム板厚の半導体圧力センサを得る半導体
圧力センサの製造方法。 【効果】多種類の圧力測定に対応する半導体圧力センサ
を大量生産工程と同一のプロセスで製作でき、安価な多
品種少量生産が可能となり、経済的に大きな効果があ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体圧力センサの製造
方法に係り、特に各種の測定レンジに対応できる薄肉起
歪ダイアフラムを同時に一括形成するに好適な半導体圧
力センサの製造方法に関する。
方法に係り、特に各種の測定レンジに対応できる薄肉起
歪ダイアフラムを同時に一括形成するに好適な半導体圧
力センサの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】シリコン単結晶よりなるシリコンダイア
フラムを用いた半導体圧力センサはシリコン単結晶自体
を固定部と起歪部のシリコンダイアフラムとし、その上
に複数個の歪ゲージ素子を所定の位置に拡散形成して、
これら複数個の歪ゲージ素子をホイートストンブリッジ
配線したもので、測定圧力を受けてシリコンダイアフラ
ム面内に生ずる歪を効果的に電気信号に変換する。
フラムを用いた半導体圧力センサはシリコン単結晶自体
を固定部と起歪部のシリコンダイアフラムとし、その上
に複数個の歪ゲージ素子を所定の位置に拡散形成して、
これら複数個の歪ゲージ素子をホイートストンブリッジ
配線したもので、測定圧力を受けてシリコンダイアフラ
ム面内に生ずる歪を効果的に電気信号に変換する。
【０００３】前記半導体圧力センサの製作は半導体加工
技術を応用し、高精度で安価に作る為、シリコン単結晶
ウェハ面に多数の圧力センサを同時形成する。この時、
シリコン単結晶ウェハは結晶面方位は（１００）を用
い、ＫＯＨなどを主溶液とするアルカリエッチング液を
用い、結晶面方位によりエッチング速度が異なる異方性
化学エッチングにより起歪部のシリコンダイアフラムを
同時一括形成する。この結果、同一のシリコンダイアフ
ラム板厚を有する多数個の半導体圧力センサを同時に、
かつ大量に製造することが可能である。
技術を応用し、高精度で安価に作る為、シリコン単結晶
ウェハ面に多数の圧力センサを同時形成する。この時、
シリコン単結晶ウェハは結晶面方位は（１００）を用
い、ＫＯＨなどを主溶液とするアルカリエッチング液を
用い、結晶面方位によりエッチング速度が異なる異方性
化学エッチングにより起歪部のシリコンダイアフラムを
同時一括形成する。この結果、同一のシリコンダイアフ
ラム板厚を有する多数個の半導体圧力センサを同時に、
かつ大量に製造することが可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一方、圧力センサに要
求される測定圧力は１ＫＰ〜５０ＭＰａと非常に広く、
各種の測定に対応するためには起歪ダイアフラムの板厚
を変えて対応しなければならない。このため半導体圧力
センサのように半導体ウェハ基板に多数個の圧力センサ
を同時形成する製造では単一の測定圧力レンジの大量生
産には有利な反面、多種類の圧力レンジに対応する場
合、半導体ウェハ毎にシリコンダイアフラム板厚を変え
なければならず、多品種生産の大きな課題となってい
た。
求される測定圧力は１ＫＰ〜５０ＭＰａと非常に広く、
各種の測定に対応するためには起歪ダイアフラムの板厚
を変えて対応しなければならない。このため半導体圧力
センサのように半導体ウェハ基板に多数個の圧力センサ
を同時形成する製造では単一の測定圧力レンジの大量生
産には有利な反面、多種類の圧力レンジに対応する場
合、半導体ウェハ毎にシリコンダイアフラム板厚を変え
なければならず、多品種生産の大きな課題となってい
た。
【０００５】本発明は上記障害を解決するもので、広い
測定圧力範囲に対応する各種圧力レンジの半導体圧力セ
ンサの一括同時製造を可能とし、安価で高精度の圧力セ
ンサの製造法を提供するにある。
測定圧力範囲に対応する各種圧力レンジの半導体圧力セ
ンサの一括同時製造を可能とし、安価で高精度の圧力セ
ンサの製造法を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は単結晶シリコン
ウェハ上に、シリコンダイアフラムを有し半導体歪ゲ−
ジ素子群よりなる半導体圧力センサを多数個一括形成す
る製造方法において、結晶面方位が（１００）に対し、
オフセット角を有する半導体単結晶シリコンウェハを基
板とし、異方性化学エッチングによってシリコンダイア
フラムを同時形成することにより、異なるシリコンダイ
アフラム板厚の半導体圧力センサを得ることを可能とし
た点にある。
ウェハ上に、シリコンダイアフラムを有し半導体歪ゲ−
ジ素子群よりなる半導体圧力センサを多数個一括形成す
る製造方法において、結晶面方位が（１００）に対し、
オフセット角を有する半導体単結晶シリコンウェハを基
板とし、異方性化学エッチングによってシリコンダイア
フラムを同時形成することにより、異なるシリコンダイ
アフラム板厚の半導体圧力センサを得ることを可能とし
た点にある。
【０００７】
【作用】半導体基板の一面に半導体歪ゲージ素子群を拡
散形成し、反対面に起歪シリコンダイアフラムを形成す
る加工穴を有する半導体圧力センサは、測定圧力に対応
して最適な板厚を有するシリコンダイアフラムに発生す
る歪を検知して歪ゲージの抵抗値が変化する。歪ゲージ
群はブリッジ回路結線により出力信号に変換される。前
記半導体圧力センサは単結晶シリコンウェハ上に多数個
一括同時形成することにより量産効果のある製造法を採
っている。前記単結晶シリコンウェハ内に形成する複数
の圧力センサはシリコンダイアフラム板厚を異なる板厚
で一括同時形成することにより、多種類の測定圧力に対
応できる多品種の半導体圧力センサを量産工程で製作す
ることが可能となる。
散形成し、反対面に起歪シリコンダイアフラムを形成す
る加工穴を有する半導体圧力センサは、測定圧力に対応
して最適な板厚を有するシリコンダイアフラムに発生す
る歪を検知して歪ゲージの抵抗値が変化する。歪ゲージ
群はブリッジ回路結線により出力信号に変換される。前
記半導体圧力センサは単結晶シリコンウェハ上に多数個
一括同時形成することにより量産効果のある製造法を採
っている。前記単結晶シリコンウェハ内に形成する複数
の圧力センサはシリコンダイアフラム板厚を異なる板厚
で一括同時形成することにより、多種類の測定圧力に対
応できる多品種の半導体圧力センサを量産工程で製作す
ることが可能となる。
【０００８】
【実施例】以下本発明を図１，図２および図３に示した
実施例により説明する。
実施例により説明する。
【０００９】図１は本発明の半導体圧力センサを形成し
た単結晶シリコンウェハの上面図であり、図２は図１の
縦断面図であり、図３は図２の半導体圧力センサ部を示
す拡大図である。
た単結晶シリコンウェハの上面図であり、図２は図１の
縦断面図であり、図３は図２の半導体圧力センサ部を示
す拡大図である。
【００１０】単結晶シリコンウェハ１は結晶面方位２が
（１００）面から０.１ 度傾いたオフセット角を持ち、
その面上の片面に歪抵抗ゲージ群，一方の面にはシリコ
ンダイアフラム板厚ｈを深穴加工３により形成した半導
体圧力センサ４を多数個同時形成する。
（１００）面から０.１ 度傾いたオフセット角を持ち、
その面上の片面に歪抵抗ゲージ群，一方の面にはシリコ
ンダイアフラム板厚ｈを深穴加工３により形成した半導
体圧力センサ４を多数個同時形成する。
【００１１】深穴加工３は単結晶シリコンウェハ１の結
晶方位によってエッチング速度が異なる異方性化学エッ
チングを用いる。実際には過酸化カリウムを主成分とす
るエッチング液により行う。前記異方性エッチングは加
工穴の側面が（１１１）面，底面が（１００）となり進
行する。この結果シリコンダイアフラム部の残り板厚ｈ
は単結晶シリコンウェハ１内の位置によって異なるもの
となる。シリコンダイアフラム板厚ｈの寸法変化は結晶
方位（１００）に対するオフセット角θ°，半導体圧力
センサ間の距離をｌとすればｌ×ｔａｎθとなる。
晶方位によってエッチング速度が異なる異方性化学エッ
チングを用いる。実際には過酸化カリウムを主成分とす
るエッチング液により行う。前記異方性エッチングは加
工穴の側面が（１１１）面，底面が（１００）となり進
行する。この結果シリコンダイアフラム部の残り板厚ｈ
は単結晶シリコンウェハ１内の位置によって異なるもの
となる。シリコンダイアフラム板厚ｈの寸法変化は結晶
方位（１００）に対するオフセット角θ°，半導体圧力
センサ間の距離をｌとすればｌ×ｔａｎθとなる。
【００１２】具体的にはθ＝０.１° とした単結晶シリ
コンウェハでは、ｌ＝５０mmの半導体圧力センサ４ａ，
４ｂのシリコンダイアフラム板厚ｈａ，ｈｂは０.０４
と０.１２７mmとなり、約３.２倍の板厚比を持つ半導体
圧力センサが同時に得られた。
コンウェハでは、ｌ＝５０mmの半導体圧力センサ４ａ，
４ｂのシリコンダイアフラム板厚ｈａ，ｈｂは０.０４
と０.１２７mmとなり、約３.２倍の板厚比を持つ半導体
圧力センサが同時に得られた。
【００１３】半導体圧力センサの測定圧力レンジは板厚
を変えることにより対応する。この時、測定レンジは板
厚の平方根に比例する。
を変えることにより対応する。この時、測定レンジは板
厚の平方根に比例する。
【００１４】本実施例での約３.２ 倍の異なるシリコン
ダイアフラム板厚を有する半導体圧力センサの場合、測
定スパンが１kg／cm2 用と１０kg／cm2 用とに対応し、
１０倍異なる測定スパンの半導体圧力センサが得られ
る。
ダイアフラム板厚を有する半導体圧力センサの場合、測
定スパンが１kg／cm2 用と１０kg／cm2 用とに対応し、
１０倍異なる測定スパンの半導体圧力センサが得られ
る。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、半導体単結晶ウェハ内
に各種の測定圧力レンジに対応できる半導体圧力センサ
が、従来の圧力センサと同一の製造工程で同時に多数個
製造できるため、多品種の生産管理が極めて容易とな
る。
に各種の測定圧力レンジに対応できる半導体圧力センサ
が、従来の圧力センサと同一の製造工程で同時に多数個
製造できるため、多品種の生産管理が極めて容易とな
る。
【００１６】さらに、多種少量の生産にも従来の少種大
量生産と同一の製造工程で製作出来るため、量産の利点
をそのまま生かすことができ、安価な半導体圧力センサ
を製作でき、応用範囲の拡大が可能である。
量生産と同一の製造工程で製作出来るため、量産の利点
をそのまま生かすことができ、安価な半導体圧力センサ
を製作でき、応用範囲の拡大が可能である。
【図１】本発明の実施例を示す半導体圧力センサを多数
個同時形成した単結晶シリコンウェハの上面図である。
個同時形成した単結晶シリコンウェハの上面図である。
【図２】図１の断面図である。
【図３】図１の半導体圧力センサ部の拡大断面図であ
る。
る。
１…単結晶シリコンウェハ、２…シリコンウェハの結晶
面方位、３，３ａ，３ｂ…加工穴、４，４ａ，４ｂ…半
導体圧力センサ、ｈ，ｈａ，ｈｂ…薄肉ダイアフラム板
厚。
面方位、３，３ａ，３ｂ…加工穴、４，４ａ，４ｂ…半
導体圧力センサ、ｈ，ｈａ，ｈｂ…薄肉ダイアフラム板
厚。
Claims (3)
- 【請求項１】歪抵抗ゲージと薄肉起歪ダイアフラムを有
する圧力センサを半導体単結晶シリコンウェハ上に複数
個同時形成してなる半導体圧力センサの製造方法におい
て、前記半導体単結晶シリコンウェハの結晶面方位を
（１００）面に対しオフセット角を持たせることを特徴
とする半導体圧力センサの製造方法。 - 【請求項２】請求項１の半導体単結晶シリコンウェハは
結晶面方位（１００）面に対し、０.１ 度のオフセット
角を有することを特徴とする半導体圧力センサの製造方
法。 - 【請求項３】請求項２の半導体圧力センサの製造方法に
おいて、薄肉起歪ダイアフラムは異方性エッチングによ
り一括同時形成することを特徴とする半導体圧力センサ
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9733693A JPH06307956A (ja) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | 半導体圧力センサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9733693A JPH06307956A (ja) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | 半導体圧力センサの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06307956A true JPH06307956A (ja) | 1994-11-04 |
Family
ID=14189650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9733693A Pending JPH06307956A (ja) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | 半導体圧力センサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06307956A (ja) |
-
1993
- 1993-04-23 JP JP9733693A patent/JPH06307956A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR840002283B1 (ko) | 실리콘 압력 변환기 | |
| CN1028447C (zh) | 集成复合传感器以及使用该集成复合传感器的静压和差压传送器 | |
| US8384170B2 (en) | Pressure sensor | |
| US7392687B2 (en) | Method of calibrating zero offset of a pressure sensor | |
| KR20040079323A (ko) | 다이어프램을 갖는 반도체 압력 센서 | |
| JPH04130276A (ja) | 半導体加速度センサ | |
| JP2006177823A (ja) | 加速度センサ | |
| JPH06307956A (ja) | 半導体圧力センサの製造方法 | |
| JPH04178533A (ja) | 半導体圧力センサ | |
| US6308575B1 (en) | Manufacturing method for the miniaturization of silicon bulk-machined pressure sensors | |
| US20090212899A1 (en) | Low Pressure Transducer Using Beam and Diaphragm | |
| JPH0554708B2 (ja) | ||
| EP0500945A1 (en) | Pressure sensor | |
| JPH07113707A (ja) | 半導体複合機能センサ | |
| JPH06244438A (ja) | シリコン半導体圧力計の製造方法 | |
| JPH06102128A (ja) | 半導体複合機能センサ | |
| JPH0368175A (ja) | 半導体圧力センサ | |
| JPH04119672A (ja) | 半導体圧力センサ及びその製造方法 | |
| Kalinkina et al. | Reducing the Temperature Error of Thin-Film Structures of Micromechanical Elements in Mechatronic Pressure Sensors | |
| CN1925134A (zh) | 形成压阻器件的方法与形成电路布局的方法 | |
| JP3509336B2 (ja) | 集積化センサ | |
| JPH06213746A (ja) | 半導体圧力センサ | |
| JPH1038726A (ja) | 半導体圧力差圧検出器 | |
| JP2980440B2 (ja) | 半導体圧力センサおよびその製造方法 | |
| JPH0727643A (ja) | ピエゾ抵抗型半導体圧力センサー |