JPH0645312A

JPH0645312A - シリコン極薄基板の製造方法および半導体容量型差圧センサ

Info

Publication number: JPH0645312A
Application number: JP19966792A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Sekimura; 雅之関村; Mamoru Izumi; 守泉
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-07-27
Filing date: 1992-07-27
Publication date: 1994-02-18

Abstract

(57)【要約】【目的】厚さの均一性に優れたシリコン極薄基板を、
安価にかつ再現性よく製造することを可能にする。感度
の向上を図った半導体容量型差圧センサを提供する。【構成】所定方位の結晶面、例えば (100)面を有する
シリコン基板１１を鏡面研磨する。シリコン基板１１の
鏡面研磨面を異方性エッチャントでエッチングし、所望
の厚さの肉薄部１３を形成し、シリコン極薄基板を得
る。また、半導体容量型差圧センサは、圧力に応じて変
位するシリコン極薄基板からなるダイアフラムと、容量
検出部の空隙部となる凹部を有し、ダイヤフラムを挟持
して一体化された一対のガラス基板と、凹部内にそれぞ
れダイヤフラムと対向して設けられた容量検出用の固定
電極とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シリコン極薄基板の製
造方法とそれにより得られるシリコン極薄基板を用いた
半導体容量型差圧センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】プロセス工業用の圧力センサとして、半
導体ピエゾ抵抗型センサに代り、耐環境性や長期安定性
に優れた容量型センサが用いられるようになってきてい
る。図２３に、従来の半導体容量型圧力センサにおける
差圧タイプのセンサ構造を示す。同図において、１はシ
リコン基板２を両側からエッチングすることにより形成
したダイアフラムであり、またエッチングにより形成さ
れた空隙部３ａ、３ｂはそれぞれ容量検出部となる。こ
のように、ダイアフラム１および空隙部３ａ、３ｂが形
成されたシリコン基板２は、容量検出用の固定電極４、
５が設けられた 2枚のガラス基板６、７に挟み込まれて
おり、ダイアフラム１の両側にそれぞれ印加される圧力
の差を測るように構成されている。この圧力の差は、ダ
イアフラム１と各固定電極４、５との間に形成される各
コンデンサ容量の差として検出される。

【０００３】このような半導体容量型差圧センサにおい
て、センサとしての感度を上げるためには、ダイアフラ
ム１の厚さ（ｔ₁）を薄くすると共に、各コンデンサの
電極間距離（ｔ₂）を小さくすればよい。しかし、従来
の差圧センサでは、シリコン基板２を両側からエッチン
グしてダイアフラム１を形成していたため、ダイアフラ
ム１を薄くすると電極間距離が大きくなり、逆に電極間
距離を小さくすればダイアフラム１が厚くなってしまう
という相反する問題があり、あるレベル以上に感度の向
上を図ることは困難であった。

【０００４】また、従来の半導体容量型差圧センサにお
いては、ダイアフラム１を通常のエッチングにより形成
しているため、ダイアフラム１の厚さ（ｔ₁）を薄くす
ればするほど、ダイヤフラム１の厚さにむらが生じ易く
なると共に、表裏面間の平行度が低下し易くなる。これ
らによって、容量の測定精度が低下し易いという問題が
あった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の半導体容量型差圧センサでは、感度の向上に必要な、
ダイアフラムの厚さを薄くすることと、コンデンサの電
極間距離を小さくすることを両立させることができない
という問題があり、これら双方を満足させることが可能
な差圧センサ構造が強く求められている。また、感度の
向上を図る上で、シリコン基板からなるダイアフラムの
厚さを薄くすると、厚さにむらが生じたり、表裏面間の
平行度が低下するため、測定精度が低下し易いという問
題があり、ダイヤフラム用として、シリコン基板を表裏
面間の平行度を維持しつつ、均一な厚さに加工すること
が可能な研磨技術の開発が望まれている。

【０００６】一方、一般的な薄いシリコン基板において
は、厚いシリコン基板を機械的に研磨して製造すること
も行われているが、 200μm 以下の薄いシリコン基板を
厚さにばらつきなく研磨して製造することは困難であっ
た。特に、厚さが 100μm 以下になると薄いために扱い
難く、割れ易くなるため、歩留りも非常に低くなり、高
価なものとなるという問題があった。

【０００７】本発明は、このような従来技術の課題に対
処するためになされたもので、厚さの均一性に優れた極
薄のシリコン基板を、安価にかつ再現性よく製造するこ
とを可能にしたシリコン極薄基板の製造方法を提供する
ことを目的としており、また他の目的は、ダイアフラム
の厚さを薄くし、かつコンデンサの電極間距離を小さく
することを可能にすることによって、感度の向上を図っ
た半導体容量型差圧センサを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のシリコン極薄基
板の製造方法は、所定方位の結晶面を有するシリコン基
板を鏡面研磨する工程と、前記シリコン基板の鏡面研磨
面を異方性エッチャントでエッチングし、所望の厚さと
する工程とを有することを特徴としている。

【０００９】また、本発明の半導体容量型差圧センサ
は、圧力に応じて変位するシリコン極薄基板からなるダ
イアフラムと、容量検出部の空隙部となる凹部を有し、
前記凹部が前記ダイヤフラムと対向するように、該ダイ
ヤフラムを挟持して一体化された一対の基板と、前記凹
部内にそれぞれ前記ダイヤフラムと対向して設けられた
容量検出用の固定電極とを具備し、前記ダイアフラムと
固定電極との間にそれぞれ形成された容量の変化を検出
することにより、前記空隙部内に印加された圧力の差圧
を測定するよう構成したことを特徴としている。

【００１０】

【作用】本発明のシリコン極薄基板の製造方法において
は、鏡面研磨したシリコン基板を異方性エッチャントを
用いて所望の厚さまでエッチング加工しているため、均
一なエッチングレートでシリコン基板を加工することが
できる。よって、厚さの均一性に優れたシリコン極薄基
板を再現性よく得ることが可能となる。また、シリコン
基板の当初の鏡面研磨面の平行度がずれているような場
合においても、選択した結晶方位面と他の結晶面との間
で、エッチング速度が異なるため、最終的には面方位に
ずれがなく、平行で厚さむらのないシリコン極薄基板を
得ることができる。さらに、従来の機械的な研磨で薄く
する方法のように、シリコン基板の固定、薄くした基板
の取り外し等の作業が不要であるため、薄いシリコン基
板の製造が工程的にも技術的にも容易になる。

【００１１】また、本発明の半導体容量型差圧センサに
おいては、シリコン極薄基板を直接的にダイヤフラムと
して用い、容量検出部の空隙部はダイヤフラムを挟持す
る一対の基板側に凹部として設けているため、ダイヤフ
ラムの厚さと電極間距離を個々に調整することができ
る。これによって、感度を大幅に向上させることが可能
となる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。

【００１３】まず、本発明のシリコン極薄基板の製造方
法の実施例について、図１〜図１３を参照して説明す
る。

【００１４】図１は、この実施例におけるシリコン極薄
基板の製造工程を示す図である。同図に従って、この実
施例のシリコン極薄基板の製造方法を順に説明する。ま
ず、所定方位の結晶面を有するシリコン基板の両面を鏡
面研磨する（図１-101）。シリコン基板面の結晶方位と
しては、異方性エッチングが可能な (100)面または(11
0)面を利用する。ただし、エッチング面の状態は、 (10
0)面の方が優れているため、以下ではシリコン (100)基
板を例として説明する。

【００１５】次に、上記鏡面研磨したシリコン (100)基
板を、異方性エッチング時のマスク層形成のために酸化
する（図１-102）。ここでは、マスク材料として、シリ
コン酸化膜を用いているが、水酸化カリウム水溶液等の
シリコン酸化膜をよく溶かすエッチャントを用いる場合
には、通常、エッチャントに溶けにくいシリコン窒化膜
等がマスクとして用いられる。また、金等の金属材料も
マスク材料として使用することができる。さらに、異方
性エッチングでは、高濃度の p層でエッチング速度が遅
くなることが知られているため、ボロン等を所定のパタ
ーン形状にドープして高濃度の p層を形成し、これをマ
スクとして使用することも可能である。このように、異
方性エッチングが支障なく行えるのであれば、マスク材
料や形成方法は問わない。

【００１６】シリコン基板に形成したシリコン酸化膜
は、マスク形状に応じてパターニングする（図１-10
3）。図２はマスク形状の一例を示す図であり、シリコ
ン基板１１の外周面全面に形成したシリコン酸化膜を、
周辺部のみを残すように円形にパターニングしてマスク
１２を設けている。なお、マスク形状は円形に限らない
が、異方性エッチングで肉薄部を形成した場合、円形で
ある方が矩形等よりも外力に対して強く、基板の取扱い
が楽であるという利点がある。

【００１７】次に、シリコン酸化膜からなるマスク１２
を形成したシリコン基板１１を、異方性エッチャントを
用いてエッチングする（図１-104）。異方性エッチャン
トとしては、エチレンジアミン・ピロカテコール水溶
液、ヒドラジン水溶液、水酸化カリウム水溶液等が用い
られる。ただし、ヒドラジン水溶液は、エッチング面に
ピットが発生し易いという問題がある。また、水酸化カ
リウム水溶液は、シリコン酸化膜をよく溶かすという問
題があるが、シリコン酸化膜を厚くすればマスク材料と
して用いることも可能である。エッチングは、例えば適
当な温度に加温した異方性エッチャント中に浸漬するこ
とにより行う。

【００１８】シリコン (100)基板１１に対して、上記し
たような異方性エッチャントを用いてエッチングを行う
と、図３に示すように、シリコン基板１１の〈100 〉方
向、すなわちシリコン (100)基板１１の両側から厚さ方
向にエッチングが進行するため、シリコン (100)基板１
１の内側に肉薄部１３が形成される。そして、肉薄部１
３が所定の厚さとなったところで、エッチングを中止す
る。

【００１９】ここで、図４に示すように、シリコン基板
１１の表面が (100)面から僅かにずれている場合を考え
る。最初は、基板表面に平行にエッチングが進行する
が、(100)面からずれている部分は、 (100)面よりもエ
ッチング速度が速いため、エッチングが進行するうち
に、図中破線で示すようにエッチャントに晒される面は
(100)面となり、その後 (100)面に平行にエッチングが
進む。従って、最初に表面が (100)面とずれた基板を用
いても、図５に示すように、最終的には面方位にズレが
なく、厚さむらのない (100)基板を得ることができる。
また、図６に示すように、最初に厚さに分布があるシリ
コン (100)基板１４（図中、 d₃＞ d₄）を用いても、
同様に面方位にズレがなく、厚さむらのない肉薄部１３
を得ることができる。

【００２０】異方性エッチングを行ったシリコン基板１
１を洗浄した後、例えばレーザを用いて肉薄部１３を円
形に切り離す（図１-105）ことにより、所望の厚さシリ
コン極薄基板が得られる。なお、シリコン薄板の切り出
しはレーザに限らず、種々の方法を適用することが可能
である。

【００２１】このように、従来の機械的な研磨法や通常
のエッチング液による研磨法では、表側面と裏側面とが
平行で、厚さが均一なシリコン極薄基板を作製すること
は困難であったが、本発明によれば特別な注意を払わな
くても、平行度に優れかつ均一な厚さを持つシリコン極
薄基板を製造することができる。これは本発明の最大の
特徴である。本発明によれば、例えば厚さ 2〜 3μm 程
度までのシリコン極薄基板を再現性よく製造することが
可能である。

【００２２】また、上述した実施例では、シリコン (10
0)基板の両面に同じ大きさの円形マスクを形成し、同一
面積で両面から異方性エッチングを行った例について説
明したが、例えば図７に示すように、表側面１１ａと裏
側面１１ｂとで異なる大きさのマスク１５を形成し、表
裏面で異なる面積により異方性エッチングを行うことも
可能である。このように、エッチング面積を表裏面で異
ならせることにより、同面積でエッチングを行った場合
よりも、エッチング後の基板強度を高めることができ
る。

【００２３】例えば、レーザで肉薄部１３を切り離す
際、図８に示すように、基板受け台１６上に水平に置こ
うとする場合に、図７に示した基板構造であれば、肉薄
部１３に負荷をかけることなく置くことができる。さら
に、図９に示すように、シリコン基板１１の肉厚部とし
て残した部分を真空吸引するような基板受け台１７を用
いれば、基板を水平に置き、かつ肉薄部１３に負荷をか
けることなく固定することができる。これは、レーザで
の切り離しの際には好都合である。

【００２４】上述した各実施例では、シリコン (100)基
板の両面から同時にエッチングした例について説明した
が、例えば図１０や図１１に示すように、片面ずつパタ
ーニングと異方性エッチングとを行うことも可能であ
る。例えば図１０では、シリコン基板１１の全面にマス
ク用の酸化膜１２を形成し、まずシリコン基板１１の一
方の面１１ａのシリコン酸化膜１２のみにパターニング
を施して開口させ、パターニングした側のみから異方性
エッチングを行う。次に、他方の面１１ｂのシリコン酸
化膜１２にパターニングを施した後、異方性エッチング
を行うことによって、所望の厚さの肉薄部１３を得てい
る。また、図１１では、シリコン基板１１の一方の面１
１ａから異方性エッチングを行った後、エッチング終了
面を再度酸化し、シリコン酸化膜１８を形成する。次い
で、他方の面１１ｂのシリコン酸化膜１２にパターニン
グを施した後、異方性エッチングを行うことによって、
所望の厚さの肉薄部１３を得ている。図１１に示した製
造工程によれば、片面側に絶縁性のシリコン酸化膜１８
を有するシリコン極薄基板を、精度よく得ることができ
る。

【００２５】また、上述した各実施例は、基板周辺部の
エッチング防止のために、マスク層となる酸化膜を形成
し、これにパターニングを行った後に、異方性エッチン
グを行っているが、周辺部のエッチング防止手段はこれ
に限らず、例えば図１２に示すように、シリコン基板１
１の周辺部を挟み込んで覆い隠し、所定部分だけがエッ
チャントに晒されるような治具１９を用いて、エッチン
グを行ってもよい。図中２０は、エッチャント流入防止
用のＯリングである。このような方法を用いれば、酸化
やパターニングの工程が省略できるので、より簡単に薄
い基板を製造することができる。

【００２６】さらに、図１３に示すように、最初にシリ
コン基板１１の片面１１ａ側のマスク用酸化膜１２を除
去し、異方性エッチングを行って (100)面を出し、その
後、他方の面１１ｂのシリコン酸化膜にパターニングを
行って、異方性エッチングを行うという工程を採用する
ことも可能である。

【００２７】また、上述した実施例では、基板の取扱い
を容易にするために、シリコン基板の周辺部を残すよう
にエッチングを行ったが、マスク層の形成を行わず、両
面研磨したシリコン基板の全面をエッチングして薄くし
てもよい。この方法は、マスク層の形成やパターニン
グ、周辺部の肉厚部の切り落とし等の工程が不要となる
ため、非常に簡単に極薄基板を得ることができる。

【００２８】上述したような製造方法により得られるシ
リコン極薄基板は、後述する本発明による半導体容量型
差圧センサのダイヤフラム等として用いられる他に、フ
ィルタ、Ｘ線リソグラフィ用のマスク、さらには SOI基
板の形成材料等として有効に利用される。

【００２９】本発明によるシリコン極薄基板を用いて S
OI基板を作製する場合、例えば図１４に示すように、ま
ず異方性エッチングを行って所定の厚さの肉薄部１３を
形成したシリコン基板２１と、このシリコン基板２１よ
りも直径が小さく、表面酸化膜２２を有するシリコン基
板２３とを直接接着技術を用いて張り合わせる。この
後、所定の熱処理を経た後、形状成形のために基板周辺
部を切り落とせば、 SOI基板２４が得られる。なお、こ
の際に、表側面と裏側面とで異なる大きさでパターニン
グを行ったシリコン基板２１を用いることにより、張り
合わせる基板同士は容易に密着し、張り合わせが支障な
く行える。また、図１１に示した肉薄部１３の片面側に
酸化膜１８を形成したシリコン基板を、 SOI基板の作製
に使用することも可能である。

【００３０】このようにして SOI基板を作製することに
より、予め肉薄部１３の厚さを調整しておけば、接着後
の厚さ調整用の研磨工程は不要となる。 SOI基板の製造
工程では、薄膜部の厚さ調整が難しいが、本発明による
シリコン極薄基板を用いると、薄膜部の研磨工程が不要
となるため、 SOI基板の製造が容易になり、 SOI基板の
低価格化も図れる。

【００３１】次に、本発明の半導体容量型差圧センサの
実施例について、図１５〜図２２を参照して説明する。

【００３２】図１５は、本発明による半導体容量型差圧
センサの一実施例の構成を示す図であり、（ａ）はその
平面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面を示す図、（ｃ）はＢ
−Ｂ断面を示す図である。同図において、３１は移動電
極となるダイヤフラム３２を構成するシリコン極薄基板
である。このシリコン極薄基板３１は、全体がダイアフ
ラム３２の部分と同厚とされた基板であり、その表面に
は図示を省略した酸化絶縁膜が形成されている。このよ
うなシリコン極薄基板３１は、例えば前述した実施例の
シリコン極薄基板の製造方法により作製されるものであ
り、その厚さは例えば40〜50μm とされる。

【００３３】このシリコン極薄基板３１は、容量検出部
の空隙部３３ａ、３３ｂとなる凹部３４ａ、３５ａがそ
れぞれ設けられた 2枚のガラス基板３４、３５により挟
み込まれており、これら 2枚のガラス基板３４、３５は
それぞれの凹部３４ａ、３５ａが対向するように配置さ
れている。これら凹部３４ａ、３５ａの深さは、例えば
1〜 5μm 程度とされる。シリコン極薄基板３１とガラ
ス基板３４、３５とは、例えば静電接合によって、それ
ぞれ張り合されて一体化されている。また、 2枚のガラ
ス基板３４、３５の各凹部３４ａ、３５ａ内には、それ
ぞれ容量検出用の固定電極３６、３７が形成されてい
る。そして、ダイヤフラム３２と各固定電極３６、３７
との間の各空隙部３３ａ、３３ｂにより、 2つのコンデ
ンサが形成されている。

【００３４】上記したシリコン極薄基板３１は、上記凹
部３４ａ、３５ａにより形成される空隙部３３ａ、３３
ｂ内に位置する部分がダイヤフラム３２として機能す
る。また、 2つのガラス基板３４、３５に挟まれたシリ
コン極薄基板３１の一方の端面には、上記した 2つのコ
ンデンサから信号を取り出すための電極３８が設けられ
ている。

【００３５】また、各ガラス基板３４、３５には、容量
検出部の空隙部３３ａ、３３ｂに個々に連通された圧力
導入孔３９、４０と、配線取り出し穴４１、４２とがそ
れぞれ設けられている。各固定電極３６、３７は、ガラ
ス基板３４、３５の外表面、配線取り出し穴４１、４２
の内壁面、および各凹部３４ａ、３５ａから連続して形
成された配線用溝３４ｂ、３５ｂ内に沿って設けられた
各信号取出し用配線４３、４４によって、それぞれ信号
取り出し用の電極４５（４６）に接続されている。ま
た、配線取り出し穴４１、４２は、これらとダイヤフラ
ム３２との間にそれぞれ設けられた配線接続補助用の金
属層４７、４８によって、それぞれ気密に封止接合され
ている。このようにして、この実施例の半導体容量型差
圧センサ４９が構成されている。

【００３６】この実施例の半導体容量型差圧センサ４９
は、それぞれの圧力導入孔３９、４０から圧力が印加さ
れ、ダイアフラム３２を挟んで両側に設けられた容量検
出部の空隙部３３ａ、３３ｂ内に印加された圧力の差を
測るように構成されている。この圧力差は、空隙部３３
ａ、３３ｂに導入された圧力により変化するコンデンサ
容量の差として検出される。

【００３７】上記した構成を有する半導体容量型差圧セ
ンサ４９においては、ダイアフラム３２の厚さはシリコ
ン極薄基板３１の厚さで、また電極間距離はガラス基板
３４、３５の凹部３４ａ、３５ａの深さで決まる。従来
技術では、ダイアフラムの厚さと電極間距離は、ダイア
フラムを形成する最初のシリコン基板の厚さにより制約
を受けたが、本発明の半導体容量型差圧センサでは、上
記したように感度を決めるダイアフラムの厚さと電極間
距離をそれぞれ独立して設定することができる。従っ
て、寸法精度を高めた上で、ダイアフラム寸法を薄くす
ると共に、電極間距離を短くすることができる。その結
果、容易に高感度のセンサを得ることが可能となる。ま
た、上述したように、本発明のシリコン極薄基板の製造
方法により得られる、厚さが均一でかつ平行度の高いシ
リコン極薄基板をダイヤフラムとして用いることによ
り、感度を高めた上で測定精度の向上を図ることができ
る。

【００３８】また、電極間距離を短くすることにより、
感度の向上が図れるだけでなく、センサの破壊圧力も大
きくすることができる。すなわち、大きな圧力が加わる
と、ダイアフラムは当然大きく撓むこととなる。この
際、従来装置のように電極間距離が大きいと、図１６
（ａ）に示すように、ダイヤフラム１の撓みが大きくな
り、ついには壊れてしまう。しかし、本発明のように電
極間距離を短くすることが可能であると、図１６（ｂ）
に示すように、ダイヤフラム３２が対向する固定電極３
７（３６）にぶつかり、撓みは抑えられる。このため、
ダイアフラムの破壊圧力は、対向する固定電極にぶつか
らない場合よりもはるかに大きい値となる。一般には、
感度を上げると破壊圧力は小さくなるが、このように本
発明では、破壊圧力を小さくすることなく、感度を上げ
ることができる。

【００３９】なお、前述した実施例の配線取り出し穴４
１、４２における配線接続部の気密封止法は、上記実施
例の半導体容量型差圧センサ４９の容量検出用電極３
６、３７からの信号線の取り出しに限らず、種々の配線
の取出しに適用することが可能である。例えば、図１７
は前述した実施例の配線接続部を、一般的な 2枚の基板
５０、５１を張り合せる際の配線の引出しに適用した例
を示す図である。同図において、第１の基板５０には配
線引出し穴５２が設けられており、この配線引出し穴５
２の内壁面を介して、第１の基板５０の外表面５０ａか
ら内表面５０ｂまで連続した配線５３が設けられてい
る。また、第２の基板５１の上記配線引出し穴５２に対
応する位置には、上記穴径より大径の配線接続補助層５
４が設けられている。そして、これら 2つの基板５０、
５１を位置合せした後に接合することによって、 2つの
基板５０、５１の間から気密性を保った上で、配線を引
き出すことができる。

【００４０】また、図１８は上記した配線接続部の気密
封止法の他の例を示す図であり、第１の基板５０の配線
５５は、基板５０の外表面５０ａから配線引出し穴５２
の内壁面まで設けられている。第１の基板５０の内表面
５０ｂ側には、配線引出し穴５２の周囲に、上記配線５
５に連続した配線接続部５６が形成されている。また、
第２の基板５１には、配線引出し穴５２に対応する位置
に上記穴径より大径の配線接続部５７が設けられてお
り、この配線接続部５７から連続して配線５８が形成さ
れている。そして、これら 2つの基板５０、５１を位置
合せした後に接合することによって、配線５５と配線５
８とは配線接続部５６、５７により電気的に接続される
と共に、配線引出し穴５２の気密性を保つことができ
る。よって、上記した例と同様に、 2つの基板５０、５
１の間から気密性を保った上で、配線を引き出すことが
できる。なお、配線引出し穴５２内への配線はメッキ等
で形成されるが、図１９に示すように、穴５２内を配線
５５で埋めた構造とすることも可能である。

【００４１】さらに、図２０に示すように、気密封止部
５９、６０と配線接続部６１、６２をそれぞれ別々に設
け、配線接続部６１、６２で配線５５、５８の電気的な
接続を行うと共に、気密封止部５９、６０で配線引出し
穴５２を気密封止することも可能である。

【００４２】次に、半導体容量型差圧センサの他の実施
例について、図２１を参照して述べる。図２１に示す半
導体容量型差圧センサ６３では、容量検出部の空隙部３
３ａ、３３ｂに個々に連通された各圧力導入孔６４、６
５から、各固定電極３６、３７からの信号取出し用配線
４３、４４を引き出している。すなわち、圧力導入孔６
４、６５は、配線取り出し穴の機能を兼ねている。な
お、それ以外の構成は前述した実施例の半導体容量型差
圧センサ４９と同一構成とされている。また、図２２に
示すように、圧力導入孔６４、６５は容量検出部の空隙
部３３ａ、３３ｂに直接通じるように設けてもよい。

【００４３】このような構造とすることにより、配線取
出し部の気密封止を考慮することなく、半導体容量型差
圧センサを構成することが可能となると共に、前述した
実施例と同様に、ダイアフラムの厚さと電極間距離をそ
れぞれ独立して設定することができ、感度の向上を図る
ことが可能となる。

【００４４】なお、本発明の半導体容量型差圧センサ
は、上記した各実施例の構成に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない限り種々の変形が可能であ
る。例えば、ダイアフラムの形状は正方形となっている
が円形にすることもできる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のシリコン
極薄基板の製造方法によれば、厚さの均一性および平行
度に優れたシリコン極薄基板を、高歩留りで安価に製造
することができる。また、本発明の半導体容量型差圧セ
ンサによれば、ダイヤフラムの厚さと電極間距離を個々
に設定することが可能であるため、感度の大幅な向上を
図ることが可能となる。さらに、定格以上の圧力が印加
された際においても、ダイアフラムが固定電極にぶつか
るほどに電極間距離を小さくすれば、感度を下げること
なくセンサの破壊強度を大きくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるシリコン極薄基板の製
造工程を示すフローチャートである。

【図２】本発明の一実施例における酸化マスク形成後の
シリコン基板を示す図であって、（ａ）はその平面図、
（ｂ）はそのＡ−Ａ断面を示す図である。

【図３】本発明の一実施例におけるシリコン基板の異方
性エッチング工程を示す断面図である。

【図４】シリコン (100)基板における異方性エッチング
の進行状況を説明するための図である。

【図５】シリコン (100)基板の異方性エッチング後の状
態を示す断面図である。

【図６】他のシリコン (100)基板の異方性エッチング後
の状態を示す断面図である。

【図７】本発明の他の実施例によるシリコン基板の異方
性エッチング後の状態を示す断面図である。

【図８】シリコン基板の載置台の一例とその上にシリコ
ン基板を配置した状態を示す断面図である。

【図９】他の基板載置台とその上にシリコン基板を配置
した状態を示す断面図である。

【図１０】本発明の他の実施例によるシリコン極薄基板
の製造工程を示す断面図である。

【図１１】本発明のさらに他の実施例によるシリコン極
薄基板の製造工程を示す断面図である。

【図１２】本発明の他の実施例におけるシリコン基板の
エッチング用治具を説明するための図であって、（ａ）
はシリコン基板を挟んだエッチング治具の平面図、
（ｂ）はそのＡ−Ａ断面を示す図である。

【図１３】本発明のさらに他の実施例によるシリコン極
薄基板の製造工程を示す断面図である。

【図１４】本発明のシリコン極薄基板の製造方法による
シリコン極薄基板を SOI基板の製造に適用した例を示す
断面図である。

【図１５】本発明の一実施例による半導体容量型差圧セ
ンサの構造を示す図であって、（ａ）はその平面図、
（ｂ）はＡ−Ａ断面を示す図、（ｃ）はＢ−Ｂ断面を示
す図である。

【図１６】ダイアフラムの撓みを説明するための図であ
って、（ａ）は電極間距離が大きい場合を示す図、
（ｂ）はダイアフラムが固定電極にぶつかる場合を示す
図である。

【図１７】本発明の一実施例の半導体容量型差圧センサ
に適用した配線引出し部の気密構造を一般的な 2つの基
板間からの配線引出しに応用した例を示す断面図であ
る。

【図１８】2つの基板間からの配線引出し部の気密構造
の他の例を示す断面図である。

【図１９】2つの基板間からの配線引出し部の気密構造
のさらに他の例を示す断面図である。

【図２０】2つの基板間からの配線引出し部の気密構造
のさらに他の例を示す断面図である。

【図２１】本発明の他の実施例による半導体容量型差圧
センサの構造を示す図であって、（ａ）はその平面図、
（ｂ）はＡ−Ａ断面を示す図である。

【図２２】本発明のさらに他の実施例による半導体容量
型差圧センサの構造を示す図であって、（ａ）はその平
面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面を示す図である。

【図２３】従来の半導体容量型差圧センサの構成を示す
断面図である。

【符号の説明】

１１……シリコン基板１２、１５……エッチング用マスク１３……肉薄部３１……シリコン極薄基板３２……ダイヤフラム３３ａ、３３ｂ……容量検出部の空隙部３４、３５……ガラス基板３４ａ、３５ａ……凹部３６、３７……固定電極３９、４０……圧力導入孔４１、４２……配線取出し穴４９、６３……半導体容量型差圧センサ６４、６５……配線取出し穴を兼ねる圧力導入孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定方位の結晶面を有するシリコン基板
を鏡面研磨する工程と、前記シリコン基板の鏡面研磨面を異方性エッチャントで
エッチングし、所望の厚さとする工程とを有することを
特徴とするシリコン極薄基板の製造方法。
【請求項２】圧力に応じて変位するシリコン極薄基板
からなるダイアフラムと、容量検出部の空隙部となる凹
部を有し、前記凹部が前記ダイヤフラムと対向するよう
に、該ダイヤフラムを挟持して一体化された一対の基板
と、前記凹部内にそれぞれ前記ダイヤフラムと対向して
設けられた容量検出用の固定電極とを具備し、前記ダイ
アフラムと固定電極との間にそれぞれ形成された容量の
変化を検出することにより、前記空隙部内に印加された
圧力の差圧を測定するよう構成したことを特徴とする半
導体容量型差圧センサ。