JPH065583A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH065583A
JPH065583A JP15833192A JP15833192A JPH065583A JP H065583 A JPH065583 A JP H065583A JP 15833192 A JP15833192 A JP 15833192A JP 15833192 A JP15833192 A JP 15833192A JP H065583 A JPH065583 A JP H065583A
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diffusion layer
epitaxial layer
layer
single crystal
chip
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Takeshi Fukada
毅 深田
Yoshi Yoshino
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Abstract

PURPOSE:To provide a manufacturing method of a semiconductor device which is capable of satisfactory electrochemical etching without using a high concentration diffusion layer which serves as an electrode for special electrochemical etching. CONSTITUTION:An n type epitaxial layer 36 is formed on a p type single crystal silicon wafer 35 and a p<+> diffusion layer 37, which serves as a piezoresistance layer, is formed in a specified area of the epitaxial layer inside a chip while a p<+> diffusion layer 38 is formed in a scribing line on the epitaxial layer 36 as well. With the p<+> diffusion layer 38 as an electrode, a specified area of the single crystal silicon wafer 35 is removed by electrochemical etching where a specified area of the epitaxial layer 36 is adapted to remain so that a thin wall section may be formed. Furthermore, the wafer on the scribing line is cut so as to produce chips.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、半導体加速度センサ
等の半導体装置の製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device such as a semiconductor acceleration sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ダイアフラム型の圧力センサや加
速度センサの薄肉部(ダイアフラム部)を薄くかつ高精
度にエッチング加工することを目的に、電気化学エッチ
ングの研究がなされている。その一例として、特開昭6
1−30039号公報が挙げられる。これは、電気化学
エッチング時にウェハ面内に均一な電圧を供給するため
に、p型単結晶シリコン基板上に形成したn型エピタキ
シャル層に対しn+ 型拡散層を形成して電極とし、電気
化学エッチングによりシリコン基板を除去しエピタキシ
ャル層を残してダイアフラムを形成するものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, electrochemical etching has been studied for the purpose of etching a thin portion (diaphragm portion) of a diaphragm type pressure sensor or acceleration sensor thinly and with high accuracy. As an example, Japanese Patent Laid-Open No. Sho 6
1-30039 is mentioned. In order to supply a uniform voltage within the wafer surface during electrochemical etching, an n + type diffusion layer is formed on an n type epitaxial layer formed on a p type single crystal silicon substrate to form an electrode. The diaphragm is formed by removing the silicon substrate by etching and leaving the epitaxial layer.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、センサ素子
の製造工程において同素子とは無関係な電気化学エッチ
ング用電極となる高濃度拡散層を形成する必要があっ
た。
However, in the process of manufacturing the sensor element, it is necessary to form a high-concentration diffusion layer which is an electrode for electrochemical etching which is unrelated to the element.

【0004】この発明の目的は、特別な電気化学エッチ
ング用電極となる高濃度拡散層を用いることなく良好な
電気化学エッチングを行うことができる半導体装置の製
造方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of performing good electrochemical etching without using a high-concentration diffusion layer which becomes a special electrode for electrochemical etching.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】第1の発明は、チップ内
に第1導電型の高濃度拡散層を有する半導体装置を製造
するための方法であって、第1導電型の単結晶半導体基
板上に、第2導電型のエピタキシャル層を形成する第1
工程と、チップ内での前記エピタキシャル層の所定領域
に前記第1導電型の高濃度拡散層を形成するとともに、
エピタキシャル層におけるスクライブライン上に第1導
電型の高濃度拡散層を形成する第2工程と、前記スクラ
イブライン上の高濃度拡散層を電極として、電気化学エ
ッチングにより前記単結晶半導体基板の所定領域を除去
し、前記エピタキシャル層の所定領域を残す第3工程
と、スクライブライン上を裁断してチップ化する第4工
程とを備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法を
その要旨とする。
A first aspect of the present invention is a method for manufacturing a semiconductor device having a high-concentration diffusion layer of the first conductivity type in a chip, which is a single-crystal semiconductor substrate of the first conductivity type. A first conductivity type epitaxial layer on which a second conductivity type epitaxial layer is formed.
And a step of forming the high-concentration diffusion layer of the first conductivity type in a predetermined region of the epitaxial layer in a chip,
A second step of forming a high-concentration diffusion layer of the first conductivity type on the scribe line in the epitaxial layer, and a predetermined region of the single crystal semiconductor substrate by electrochemical etching using the high-concentration diffusion layer on the scribe line as an electrode. A gist of a method of manufacturing a semiconductor device is characterized by including a third step of removing a predetermined region of the epitaxial layer, and a fourth step of cutting the scribe line to form a chip.

【0006】又、前記第2工程は、エピタキシャル層に
おけるチップ形成領域の外周部に、単結晶半導体基板に
至る第1導電型のリーク防止用高濃度拡散層の形成を含
むものとするのが望ましい。
Further, it is preferable that the second step includes formation of a high-concentration diffusion layer for preventing leakage of the first conductivity type reaching the single crystal semiconductor substrate in the outer peripheral portion of the chip formation region in the epitaxial layer.

【0007】第2の発明は、チップ内に高濃度拡散層を
有し、かつ、同高濃度拡散層に対する配線のための金属
配線を有する半導体装置を製造するための方法であっ
て、第1導電型の単結晶半導体基板上に、第2導電型の
エピタキシャル層を形成する第1工程と、チップ内での
前記エピタキシャル層の所定領域に前記高濃度拡散層を
形成する第2工程と、前記チップ内での高濃度拡散層に
対する金属配線を配置するとともに、前記エピタキシャ
ル層におけるスクライブライン上にエッチング用金属電
極を直接接合してショットキー接合とする第3工程と、
前記エッチング用金属電極によるショットキー接合の順
方向電圧を印加しつつ電気化学エッチングにより前記単
結晶半導体基板の所定領域を除去し、前記エピタキシャ
ル層の所定領域を残す第4工程と、スクライブライン上
を裁断してチップ化する第5工程とを備えた半導体装置
の製造方法をその要旨とする。
A second invention is a method for manufacturing a semiconductor device having a high-concentration diffusion layer in a chip and having metal wiring for wiring to the high-concentration diffusion layer. A first step of forming a second conductivity type epitaxial layer on a conductivity type single crystal semiconductor substrate; a second step of forming the high concentration diffusion layer in a predetermined region of the epitaxial layer in a chip; A third step of arranging a metal wiring for the high-concentration diffusion layer in the chip, and directly joining a metal electrode for etching on a scribe line in the epitaxial layer to form a Schottky junction;
A fourth step of removing a predetermined region of the single crystal semiconductor substrate by electrochemical etching while leaving a predetermined region of the epitaxial layer while applying a forward voltage of a Schottky junction by the etching metal electrode, and a scribe line. The gist is a method of manufacturing a semiconductor device including a fifth step of cutting into chips.

【0008】[0008]

【作用】第1の発明において、第1工程により第1導電
型の単結晶半導体基板上に、第2導電型のエピタキシャ
ル層が形成され、第2工程によりチップ内でのエピタキ
シャル層の所定領域に第1導電型の高濃度拡散層が形成
されるとともに、エピタキシャル層におけるスクライブ
ライン上に第1導電型の高濃度拡散層が形成される。こ
のとき、チップ内での第1導電型の高濃度拡散層とスク
ライブライン上の第1導電型の高濃度拡散層とが同時に
形成できる。そして、第3工程によりスクライブライン
上の高濃度拡散層を電極として、電気化学エッチングに
より単結晶半導体基板の所定領域が除去されて、エピタ
キシャル層の所定領域が残される。さらに、第4工程に
よりスクライブライン上が裁断されてチップ化される。
In the first invention, the second conductivity type epitaxial layer is formed on the first conductivity type single crystal semiconductor substrate by the first step, and the second conductivity type epitaxial layer is formed in a predetermined region in the chip by the second step. The first-conductivity-type high-concentration diffusion layer is formed, and the first-conductivity-type high-concentration diffusion layer is formed on the scribe line in the epitaxial layer. At this time, the high-concentration diffusion layer of the first conductivity type in the chip and the high-concentration diffusion layer of the first conductivity type on the scribe line can be simultaneously formed. Then, in the third step, a predetermined region of the single crystal semiconductor substrate is removed by electrochemical etching using the high-concentration diffusion layer on the scribe line as an electrode, leaving a predetermined region of the epitaxial layer. Further, in the fourth step, the scribe line is cut into chips.

【0009】又、前記第2工程において、エピタキシャ
ル層におけるチップ形成領域の外周部に、単結晶半導体
基板に至る第1導電型のリーク防止用高濃度拡散層を形
成することにより、電気化学エッチング時のリークが防
止される。
Further, in the second step, a high-concentration diffusion layer for preventing leakage of the first conductivity type reaching the single crystal semiconductor substrate is formed on the outer peripheral portion of the chip formation region in the epitaxial layer, so that during electrochemical etching. Leakage is prevented.

【0010】第2の発明は、第1工程により第1導電型
の単結晶半導体基板上に、第2導電型のエピタキシャル
層が形成され、第2工程によりチップ内でのエピタキシ
ャル層の所定領域に高濃度拡散層が形成される。そし
て、第3工程によりチップ内での高濃度拡散層に対する
金属配線が配置されるとともにエピタキシャル層におけ
るスクライブライン上にエッチング用金属電極が直接接
合されてショットキー接合となる。このとき、金属配線
の配置とエッチング用金属電極の配置とを同時に行うこ
とができる。さらに、第4工程によりエッチング用金属
電極によるショットキー接合の順方向電圧を印加しつつ
電気化学エッチングにより単結晶半導体基板の所定領域
が除去され、エピタキシャル層の所定領域が残され、第
5工程によりスクライブライン上が裁断されてチップ化
される。
According to a second aspect of the present invention, an epitaxial layer of the second conductivity type is formed on the single crystal semiconductor substrate of the first conductivity type by the first step, and the epitaxial layer is formed in a predetermined region in the chip by the second step. A high concentration diffusion layer is formed. Then, in the third step, the metal wiring for the high-concentration diffusion layer in the chip is arranged and the etching metal electrode is directly joined to the scribe line in the epitaxial layer to form a Schottky junction. At this time, the metal wiring and the etching metal electrode can be arranged at the same time. Further, in the fourth step, a predetermined region of the single crystal semiconductor substrate is removed by electrochemical etching while applying a forward voltage of the Schottky junction by the etching metal electrode, leaving a predetermined region of the epitaxial layer, and in the fifth step. The scribe line is cut into chips.

【0011】[0011]

【実施例】(第1実施例)以下、この発明を具体化した
一実施例を図面に従って説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0012】図1には半導体加速度センサの斜視図を示
す。又、図2には半導体加速度センサの平面図を示し、
図3には図2のA−A断面を示す。本センサは自動車の
ABSシステムに用いられるものである。
FIG. 1 shows a perspective view of a semiconductor acceleration sensor. 2 is a plan view of the semiconductor acceleration sensor,
FIG. 3 shows an AA cross section of FIG. This sensor is used in the ABS system of an automobile.

【0013】図1に示すように、パイレックスガラスよ
りなる四角板状の台座1の上には四角板状のシリコンチ
ップ2が配置されている。図2に示すように、シリコン
チップ2はその裏面が台座1と接合する四角枠状の第1
支持部3を有し、同第1支持部3はシリコンチップ2の
4辺を用いて形成されている。シリコンチップ2におけ
る第1支持部3の内方には上下に貫通する4つの貫通孔
4a,4b,4c,4dが形成され、4つの薄肉の可動
部5,6,7,8にて厚肉の四角形状の重り部9が連結
された構造となっている。さらに、シリコンチップ2の
第1支持部3の内方において、上下に貫通する貫通孔1
0が貫通孔4a,4b,4c,4dを囲むように形成さ
れている。そして、同貫通孔10にて厚肉のコ字状の第
2支持部11と厚肉の連結部12とが区画されている。
As shown in FIG. 1, a square plate-shaped silicon chip 2 is placed on a square plate-shaped base 1 made of Pyrex glass. As shown in FIG. 2, the silicon chip 2 has a rectangular frame-shaped first surface whose rear surface is joined to the pedestal 1.
The support part 3 is provided, and the first support part 3 is formed by using the four sides of the silicon chip 2. Four through holes 4a, 4b, 4c, 4d are formed in the first support portion 3 of the silicon chip 2 so as to vertically penetrate therethrough, and the four thin movable portions 5, 6, 7, 8 are thick. It has a structure in which the quadrangular weight parts 9 are connected. Further, in the first support portion 3 of the silicon chip 2, the through hole 1 that penetrates vertically is formed.
0 is formed so as to surround the through holes 4a, 4b, 4c, 4d. The through-hole 10 defines a thick U-shaped second support portion 11 and a thick connecting portion 12.

【0014】つまり、台座1と接合する厚肉の第1支持
部3に対し第2支持部11が延設され、第2支持部11
から薄肉の可動部5〜8が延設された構造となってい
る。又、貫通孔10により第1支持部3と第2支持部1
1とは連結部12にて連結された構造となっている。さ
らに、第2支持部11と重り部9とは前述したように可
動部5〜8にて連結されている。この可動部5〜8の厚
さは5μm程度となっており、2つずつのピエゾ抵抗層
13a,13b,14a,14b,15a,15b,1
6a,16bが形成されている。又、図3に示すように
台座1の上面中央部には凹部17が形成され、加速度が
加わり重り部9が変位したときに接触しないようになっ
ている。
That is, the second supporting portion 11 is extended with respect to the thick first supporting portion 3 joined to the pedestal 1, and the second supporting portion 11 is provided.
Has a structure in which thin movable parts 5 to 8 are extended. In addition, the through hole 10 allows the first support portion 3 and the second support portion 1 to be formed.
1 has a structure in which it is connected by a connecting portion 12. Further, the second support portion 11 and the weight portion 9 are connected by the movable portions 5 to 8 as described above. The thickness of each of the movable parts 5 to 8 is about 5 μm, and two piezoresistive layers 13a, 13b, 14a, 14b, 15a, 15b, 1 are provided in pairs.
6a and 16b are formed. Further, as shown in FIG. 3, a recess 17 is formed in the center of the upper surface of the pedestal 1 so as not to come into contact when the weight 9 is displaced due to acceleration.

【0015】又、図4にはシリコンチップ2の表面での
アルミによる配線パターンを示す。本実施例では、アー
ス用の配線18と、電源電圧印加用の配線19と、加速
度に応じた電位差を取り出すための出力用の配線20,
21とが形成されている。又、これら配線に対しもう1
組の4つの配線が用意されている。つまり、アース用の
配線22と、電源電圧印加用の配線23と、加速度に応
じた電位差を取り出すための出力用の配線24,25と
が形成されている。電源電圧印加用の配線19の途中に
はシリコンチップ2の不純物拡散層26が介在され、そ
の不純物拡散層26の上をシリコン酸化膜を介してアー
ス用の配線18が交差状態で配置されている。同様に、
電源電圧印加用の配線23は不純物拡散層27を介して
電源電圧印加用の配線19と接続され、アース用の配線
22は不純物拡散層28を介してアース用の配線18と
接続され、さらに、出力用の配線24は不純物拡散層2
9を介して出力用の配線20と接続されている。又、出
力用の配線21と25とは抵抗調整のための不純物拡散
層30を介して接続されている。本実施例では、配線1
8〜21を用いた結線がなされる。
FIG. 4 shows a wiring pattern made of aluminum on the surface of the silicon chip 2. In this embodiment, a wiring 18 for grounding, a wiring 19 for applying a power supply voltage, and an output wiring 20 for extracting a potential difference according to acceleration,
And 21 are formed. Also, one more for these wiring
A set of four wires is prepared. That is, the wiring 22 for grounding, the wiring 23 for applying the power supply voltage, and the wirings 24, 25 for outputting for extracting the potential difference according to the acceleration are formed. The impurity diffusion layer 26 of the silicon chip 2 is interposed in the middle of the wiring 19 for applying the power supply voltage, and the wiring 18 for grounding is arranged on the impurity diffusion layer 26 via the silicon oxide film in a crossing state. . Similarly,
The wiring 23 for applying the power supply voltage is connected to the wiring 19 for applying the power supply voltage via the impurity diffusion layer 27, the wiring 22 for grounding is connected to the wiring 18 for grounding via the impurity diffusion layer 28, and The wiring 24 for output is the impurity diffusion layer 2
It is connected to the output wiring 20 via 9. The output wirings 21 and 25 are connected via an impurity diffusion layer 30 for resistance adjustment. In this embodiment, the wiring 1
Wiring using 8 to 21 is performed.

【0016】そして、図5に示すように各ピエゾ抵抗層
13a,13b,14a,14b,15a,15b,1
6a,16bにてホイートストーンブリッジ回路が形成
されるように電気接続されている。ここで、端子31は
アース用端子であり、端子32は電源電圧印加用端子で
あり、端子33及び34は加速度に応じた電位差を取り
出すための出力端子である。
Then, as shown in FIG. 5, each piezoresistive layer 13a, 13b, 14a, 14b, 15a, 15b, 1
The 6a and 16b are electrically connected so as to form a Wheatstone bridge circuit. Here, the terminal 31 is a grounding terminal, the terminal 32 is a power supply voltage applying terminal, and the terminals 33 and 34 are output terminals for extracting a potential difference according to acceleration.

【0017】次に、センサの製造方法を説明する。図6
〜図11にはセンサの製造工程を示す。まず、図6に示
すように、p型の単結晶シリコンウェハ35を用意し、
図7に示すようにその表面にn型のエピタキシャル層3
6を形成する。そして、図8に示すように、エピタキシ
ャル層36におけるピエゾ抵抗層形成領域にp+ 拡散層
37を、スクライブライン上にp+ 拡散層38を、さら
に、エピタキシャル層36におけるチップ形成領域の外
周部に単結晶シリコン基板35に至るp+ 拡散層39を
それぞれ同時に酸素雰囲気下での熱処理により形成す
る。
Next, a method of manufacturing the sensor will be described. Figure 6
~ Fig. 11 shows the manufacturing process of the sensor. First, as shown in FIG. 6, a p-type single crystal silicon wafer 35 is prepared,
As shown in FIG. 7, an n-type epitaxial layer 3 is formed on the surface thereof.
6 is formed. Then, as shown in FIG. 8, the p + diffusion layer 37 is formed in the piezoresistive layer forming region of the epitaxial layer 36, the p + diffusion layer 38 is formed on the scribe line, and the outer peripheral portion of the chip forming region of the epitaxial layer 36 is formed. The p + diffusion layers 39 reaching the single crystal silicon substrate 35 are simultaneously formed by heat treatment in an oxygen atmosphere.

【0018】その後、図9に示すように、p+ 拡散層3
8の上にアルミ40を配置するとともにアルミ40の一
部からパッドを延設する。引き続き、単結晶シリコンウ
ェハ35の裏面にプラズマ窒化膜(P−SiN)41を
形成するとともにフォトエッチングにより所定のパター
ニングを行う。そして、アルミ40のパッドに電流を供
給してp+ 拡散層38を電極として電気化学エッチング
を行う。つまり、p+拡散層38に正の電圧を印加する
と、p+ 拡散層38とエピタキシャル層36との間に形
成されるダイオード構造は順方向となる。このため、p
+ 拡散層38からエピタキシャル層36に電流が流れエ
ピタキシャル層36に電位が供給できる。
Then, as shown in FIG. 9, the p + diffusion layer 3 is formed.
The aluminum 40 is arranged on the aluminum plate 8 and the pad is extended from a part of the aluminum 40. Subsequently, a plasma nitride film (P-SiN) 41 is formed on the back surface of the single crystal silicon wafer 35, and predetermined patterning is performed by photoetching. Then, a current is supplied to the pad of aluminum 40 to perform electrochemical etching using the p + diffusion layer 38 as an electrode. That is, when a positive voltage is applied to the p + diffusion layer 38, a diode structure formed between the p + diffusion layer 38 and the epitaxial layer 36 becomes forward. Therefore, p
A current flows from the + diffusion layer 38 to the epitaxial layer 36, and a potential can be supplied to the epitaxial layer 36.

【0019】このとき、チップ形成領域の外周部にp+
拡散層39(図6参照)が形成されているので、ウェハ
外周部に逆バイアスされるPN接合部(図9でBで示
す)、即ち、空気に接触するPN接合部は存在しなくな
り、電気化学エッチング時にリークが無くなりウェハ全
面に均一な電圧が供給され、均一な厚さの薄膜部が形成
できる。
At this time, p + is formed on the outer peripheral portion of the chip formation region.
Since the diffusion layer 39 (see FIG. 6) is formed, there is no PN junction portion (indicated by B in FIG. 9) that is reverse biased to the outer peripheral portion of the wafer, that is, the PN junction portion that comes into contact with air, and Leakage is eliminated at the time of chemical etching, a uniform voltage is supplied to the entire surface of the wafer, and a thin film portion having a uniform thickness can be formed.

【0020】このような電気化学エッチングにより、単
結晶シリコンウェハ35の所定領域が除去されて溝42
が形成されるとともにエピタキシャル層36の所定領域
が残り、薄肉の可動部5,6,7,8(図2参照)が形
成される。
By such an electrochemical etching, a predetermined region of the single crystal silicon wafer 35 is removed and the groove 42 is formed.
Is formed, a predetermined region of the epitaxial layer 36 remains, and thin movable portions 5, 6, 7, 8 (see FIG. 2) are formed.

【0021】そして、図10に示すように、エピタキシ
ャル層36の所定領域を除去して溝42と連通させる。
その結果、貫通孔4a,4b,4c,4d,10(図2
参照)が形成される。その後、パイレックスガラスより
なる台座1の上にシリコンウェハ35を陽極接合する。
最後に、図11に示すように、スクライブライン上をダ
イシングカットし、シリコンウェハ35及び台座1を図
3に示すような所定の大きさに裁断してチップ化する。
Then, as shown in FIG. 10, a predetermined region of the epitaxial layer 36 is removed to communicate with the groove 42.
As a result, the through holes 4a, 4b, 4c, 4d, 10 (see FIG.
(See) is formed. After that, the silicon wafer 35 is anodically bonded onto the pedestal 1 made of Pyrex glass.
Finally, as shown in FIG. 11, the scribe line is diced and cut, and the silicon wafer 35 and the pedestal 1 are cut into a predetermined size as shown in FIG.

【0022】このように本実施例では、p型の単結晶シ
リコンウェハ35(第1導電型の単結晶半導体基板)上
に、n型のエピタキシャル層36を形成し(第1工
程)、チップ内でのエピタキシャル層36の所定領域に
ピエゾ抵抗層となるp+ 拡散層37(第1導電型の高濃
度拡散層)を形成するとともに、エピタキシャル層36
におけるスクライブライン上にp+ 拡散層38(第1導
電型の高濃度拡散層)を形成し(第2工程)、スクライ
ブライン上のp+ 拡散層38を電極として、電気化学エ
ッチングにより単結晶シリコンウェハ35の所定領域を
除去し、エピタキシャル層36の所定領域を残し(第3
工程)、スクライブライン上を裁断してチップ化した
(第4工程)。
As described above, in this embodiment, the n-type epitaxial layer 36 is formed on the p-type single crystal silicon wafer 35 (first conductivity type single crystal semiconductor substrate) (first step), and the inside of the chip is formed. A p + diffusion layer 37 (first conductivity type high-concentration diffusion layer) to be a piezoresistive layer is formed in a predetermined region of the epitaxial layer 36 in FIG.
A p + diffusion layer 38 (first-conductivity-type high-concentration diffusion layer) is formed on the scribe line (second step), and the p + diffusion layer 38 on the scribe line is used as an electrode by electrochemical etching. A predetermined area of the wafer 35 is removed, and a predetermined area of the epitaxial layer 36 is left (the third area).
Process), and the scribe line was cut into chips (fourth process).

【0023】第2工程において、チップ内でのp+ 拡散
層37とスクライブライン上のp+拡散層38とが同時
に形成できる。つまり、電気化学エッチングの際に電極
となるp+ 拡散層38は、p+ 拡散層37と同時に形成
されているので、拡散回数が増加することなく電気化学
エッチングの電極を形成することができる。又、p+
散層38がスクライブ切断部となる領域に配置されてい
るので、p+ 拡散層38の配置のためにチップ内面積が
大型化することがない。
In the second step, the p + diffusion layer 37 in the chip and the p + diffusion layer 38 on the scribe line can be simultaneously formed. That is, since the p + diffusion layer 38 that serves as an electrode during electrochemical etching is formed at the same time as the p + diffusion layer 37, it is possible to form an electrode for electrochemical etching without increasing the number of diffusions. Further, since the p + diffusion layer 38 is arranged in the region serving as the scribe cut portion, the area inside the chip does not increase due to the arrangement of the p + diffusion layer 38.

【0024】又、前記第2工程において、エピタキシャ
ル層36におけるチップ形成領域の外周部に単結晶シリ
コンウェハ35に至るp+ 拡散層39を形成することに
より、電気化学エッチング時のリークが防止される。つ
まり、チップ形成領域の外周部にp+ 拡散層39が形成
されているので、ウェハ外周部に逆バイアスされるPN
接合部(図9でBで示す)、即ち、空気に接触するPN
接合部は存在しなくなり、電気化学エッチング時にリー
クが無くなりウェハ全面に均一な電圧が供給され、均一
な厚さの薄膜部が形成できる。尚、p+ 拡散層39の形
成によるPN接合部はエピタキシャル層36の表面に露
出しているが、p+ 拡散層39の拡散処理(酸素雰囲気
下での熱処理)によりエピタキシャル層36の表面には
シリコン酸化膜が形成され空気に接触するPN接合部は
存在しないこととなる。
Further, in the second step, by forming the p + diffusion layer 39 reaching the single crystal silicon wafer 35 on the outer peripheral portion of the chip formation region in the epitaxial layer 36, leakage during electrochemical etching is prevented. . That is, since the p + diffusion layer 39 is formed on the outer peripheral portion of the chip formation region, the PN reverse biased to the outer peripheral portion of the wafer.
Junction (shown as B in FIG. 9), ie PN in contact with air
The junction does not exist, leakage does not occur during electrochemical etching, a uniform voltage is supplied to the entire surface of the wafer, and a thin film section having a uniform thickness can be formed. Although the PN junction portion formed by the formation of the p + diffusion layer 39 is exposed on the surface of the epitaxial layer 36, it is not exposed on the surface of the epitaxial layer 36 by the diffusion treatment of the p + diffusion layer 39 (heat treatment in an oxygen atmosphere). This means that there is no PN junction where a silicon oxide film is formed and which contacts air.

【0025】このようにして、電気化学エッチング時の
PN接合部でのリークに起因する厚さバラツキをより少
ない工程数で抑制できる。尚、リーク防止用のp+ 拡散
層39は次のように形成してもよい。まず、図12に示
すように、予め単結晶シリコンウェハ35の表面部にp
+ 拡散領域43を形成しておき、その後にエピタキシャ
ル成長させ、図13に示すように、エピタキシャル層3
6にp+ 拡散層44を酸素雰囲気下での熱処理により形
成する。この熱処理にて、単結晶シリコンウェハ35の
+ 拡散領域43がエピタキシャル層36中に延びp+
拡散層44と重なり合う。 (第2実施例)次に、第2実施例を第1実施例との相違
点を中心に説明する。
In this way, it is possible to suppress variations in thickness due to leakage at the PN junction during electrochemical etching with a smaller number of steps. The leak preventing p + diffusion layer 39 may be formed as follows. First, as shown in FIG. 12, p is previously formed on the surface of the single crystal silicon wafer 35.
The + diffusion region 43 is formed and then epitaxially grown to form the epitaxial layer 3 as shown in FIG.
6, the p + diffusion layer 44 is formed by heat treatment in an oxygen atmosphere. By this heat treatment, the p + diffusion region 43 of the single crystal silicon wafer 35 extends into the epitaxial layer 36 and p +
It overlaps the diffusion layer 44. (Second Embodiment) Next, the second embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment.

【0026】図14〜図18にはセンサの製造工程を示
す。まず、図14に示すように、p型の単結晶シリコン
ウェハ45上に、n型のエピタキシャル層46を形成す
る。
14 to 18 show the manufacturing process of the sensor. First, as shown in FIG. 14, an n-type epitaxial layer 46 is formed on a p-type single crystal silicon wafer 45.

【0027】そして、図15に示すように、エピタキシ
ャル層46におけるピエゾ抵抗層形成領域にp+ 拡散層
47を形成する。その後、図4に示すp+ 拡散層47へ
の配線用アルミを形成するとともに、スクライブライン
上にアルミ電極48を形成する。つまり、エピタキシャ
ル層46上にアルミ電極48を直接接合してショットキ
ー接合とする。このとき、エピタキシャル層46のキャ
リア濃度が低いためにオーミック接合とはならずにショ
ットキー接合となり、ショットキーダイオードの順方向
電流を流すことが可能となる。
Then, as shown in FIG. 15, ap + diffusion layer 47 is formed in the piezoresistive layer forming region of the epitaxial layer 46. Thereafter, aluminum for wiring to the p + diffusion layer 47 shown in FIG. 4 is formed, and an aluminum electrode 48 is formed on the scribe line. That is, the aluminum electrode 48 is directly joined to the epitaxial layer 46 to form a Schottky junction. At this time, since the epitaxial layer 46 has a low carrier concentration, it becomes a Schottky junction instead of an ohmic junction, and a forward current of the Schottky diode can flow.

【0028】さらに、図16に示すように、単結晶シリ
コンウェハ45の裏面にプラズマ窒化膜(P−SiN)
49を形成するとともにフォトエッチングにより所定の
パターニングを行う。そして、スクライブライン上のア
ルミ電極48を電極として、電気化学エッチングを行
う。つまり、アルミ電極48に正の電圧を印加して同ア
ルミ電極48によるショットキー接合の順方向電圧を印
加しつつ電気化学エッチングを行い単結晶シリコンウェ
ハ45の所定領域を除去して溝50を形成するととも
に、エピタキシャル層46の所定領域を残す。
Further, as shown in FIG. 16, a plasma nitride film (P-SiN) is formed on the back surface of the single crystal silicon wafer 45.
49 is formed and a predetermined patterning is performed by photoetching. Then, electrochemical etching is performed using the aluminum electrode 48 on the scribe line as an electrode. That is, a positive voltage is applied to the aluminum electrode 48 to apply a forward voltage of the Schottky junction by the aluminum electrode 48, and electrochemical etching is performed to remove a predetermined region of the single crystal silicon wafer 45 to form the groove 50. In addition, a predetermined region of the epitaxial layer 46 is left.

【0029】その後、図17に示すように、エピタキシ
ャル層46の所定領域を除去して溝50に連通させる。
そして、パイレックスガラスよりなる台座1の上にシリ
コンウェハ45を陽極接合する。最後に、図18に示す
ように、スクライブライン上を裁断してシリコンウェハ
45及び台座1をチップ化する。
After that, as shown in FIG. 17, a predetermined region of the epitaxial layer 46 is removed to communicate with the groove 50.
Then, the silicon wafer 45 is anodically bonded onto the pedestal 1 made of Pyrex glass. Finally, as shown in FIG. 18, the scribe line is cut and the silicon wafer 45 and the pedestal 1 are made into chips.

【0030】このように本実施例では、p型の単結晶シ
リコンウェハ45(第1導電型の単結晶半導体基板)上
にn型のエピタキシャル層46を形成し(第1工程)、
チップ内でのエピタキシャル層46の所定領域にピエゾ
抵抗層となるp+ 拡散層47(高濃度拡散層)を形成し
(第2工程)、チップ内でのp+ 拡散層47に対するア
ルミ配線を配置するとともに、エピタキシャル層46に
おけるスクライブライン上にアルミ電極48(エッチン
グ用金属電極)を直接接合してショットキー接合とし
(第3工程)、アルミ電極48によるショットキー接合
の順方向電圧を印加しつつ電気化学エッチングにより単
結晶シリコンウェハ45の所定領域を除去し、エピタキ
シャル層46の所定領域を残し(第4工程)、スクライ
ブライン上を裁断してチップ化した(第5工程)。
As described above, in this embodiment, the n-type epitaxial layer 46 is formed on the p-type single crystal silicon wafer 45 (first conductivity type single crystal semiconductor substrate) (first step),
A p + diffusion layer 47 (high concentration diffusion layer) to be a piezoresistive layer is formed in a predetermined region of the epitaxial layer 46 in the chip (second step), and aluminum wiring for the p + diffusion layer 47 is arranged in the chip. At the same time, the aluminum electrode 48 (metal electrode for etching) is directly joined to the scribe line in the epitaxial layer 46 to form the Schottky junction (third step), and the forward voltage of the Schottky junction by the aluminum electrode 48 is applied. A predetermined region of the single crystal silicon wafer 45 was removed by electrochemical etching, leaving a predetermined region of the epitaxial layer 46 (fourth step), and the scribe line was cut into chips (fifth step).

【0031】この第3工程において、アルミ配線の配置
とアルミ電極48の配置とを同時に行うことができる。
その結果、電極形成のための拡散を行うことなく歪みゲ
ージの形成のためのp+ 拡散層47への配線用アルミ形
成時に直接アルミ電極48を形成できる。
In the third step, the aluminum wiring and the aluminum electrode 48 can be arranged at the same time.
As a result, the aluminum electrode 48 can be directly formed at the time of forming the wiring aluminum on the p + diffusion layer 47 for forming the strain gauge without performing diffusion for forming the electrode.

【0032】尚、この発明は上記各実施例に限定される
ものではなく、例えば、上記各実施例に対し、導電型を
逆にしてもよい。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, but the conductivity type may be reversed with respect to the above-mentioned embodiments.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
特別な電気化学エッチング用電極となる高濃度拡散層を
用いることなく良好な電気化学エッチングを行うことが
できる優れた効果を発揮する。
As described above in detail, according to the present invention,
It exerts an excellent effect that good electrochemical etching can be performed without using a high-concentration diffusion layer serving as a special electrode for electrochemical etching.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例の半導体加速度センサの斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a semiconductor acceleration sensor according to an embodiment.

【図2】半導体加速度センサの平面面である。FIG. 2 is a plane surface of a semiconductor acceleration sensor.

【図3】図2のA−A断面図である。3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.

【図4】配線パターンを示すシリコンチップの平面図で
ある。
FIG. 4 is a plan view of a silicon chip showing a wiring pattern.

【図5】抵抗層の接続を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing connection of resistance layers.

【図6】シリコンウェハの平面図である。FIG. 6 is a plan view of a silicon wafer.

【図7】第1実施例のセンサの製造工程を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing a manufacturing process of the sensor according to the first embodiment.

【図8】センサの製造工程を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a manufacturing process of the sensor.

【図9】センサの製造工程を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a manufacturing process of the sensor.

【図10】センサの製造工程を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a manufacturing process of the sensor.

【図11】センサの製造工程を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a manufacturing process of the sensor.

【図12】第1実施例の応用例を示す断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing an application example of the first embodiment.

【図13】第1実施例の応用例を示す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing an application example of the first embodiment.

【図14】第2実施例のセンサの製造工程を示す図であ
る。
FIG. 14 is a diagram showing a manufacturing process of the sensor according to the second embodiment.

【図15】センサの製造工程を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing a manufacturing process of the sensor.

【図16】センサの製造工程を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing a manufacturing process of the sensor.

【図17】センサの製造工程を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing a manufacturing process of the sensor.

【図18】センサの製造工程を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing a manufacturing process of the sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

35 第1導電型の単結晶半導体基板としてのp型の単
結晶シリコンウェハ 36 エピタキシャル層 37 第1導電型の高濃度拡散層としてのp+ 拡散層 38 第1導電型の高濃度拡散層としてのp+ 拡散層 39 p+ 拡散層 45 第1導電型の単結晶半導体基板としてのp型の単
結晶シリコンウェハ 46 エピタキシャル層 47 高濃度拡散層してのp+ 拡散層 48 エッチング用金属電極としてのアルミ電極
35 p-type single crystal silicon wafer as a first conductivity type single crystal semiconductor substrate 36 epitaxial layer 37 p + diffusion layer as a first conductivity type high concentration diffusion layer 38 as a first conductivity type high concentration diffusion layer p + diffusion layer 39 p + diffusion layer 45 p type single crystal silicon wafer as a first conductivity type single crystal semiconductor substrate 46 epitaxial layer 47 p + diffusion layer as a high concentration diffusion layer 48 as a metal electrode for etching Aluminum electrode

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 チップ内に第1導電型の高濃度拡散層を
有する半導体装置を製造するための方法であって、 第1導電型の単結晶半導体基板上に、第2導電型のエピ
タキシャル層を形成する第1工程と、 チップ内での前記エピタキシャル層の所定領域に前記第
1導電型の高濃度拡散層を形成するとともに、エピタキ
シャル層におけるスクライブライン上に第1導電型の高
濃度拡散層を形成する第2工程と、 前記スクライブライン上の高濃度拡散層を電極として、
電気化学エッチングにより前記単結晶半導体基板の所定
領域を除去し、前記エピタキシャル層の所定領域を残す
第3工程と、 スクライブライン上を裁断してチップ化する第4工程と
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
1. A method for manufacturing a semiconductor device having a high-concentration diffusion layer of the first conductivity type in a chip, comprising: an epitaxial layer of the second conductivity type on a single crystal semiconductor substrate of the first conductivity type. Forming a first conductive type high-concentration diffusion layer in a predetermined region of the epitaxial layer in a chip, and forming a first conductive-type high-concentration diffusion layer on a scribe line in the epitaxial layer. And a second step of forming a high concentration diffusion layer on the scribe line as an electrode,
A third step of removing a predetermined region of the single crystal semiconductor substrate by electrochemical etching to leave a predetermined region of the epitaxial layer, and a fourth step of cutting the scribe line into chips. Of manufacturing a semiconductor device.
【請求項2】 前記第2工程は、エピタキシャル層にお
けるチップ形成領域の外周部に、単結晶半導体基板に至
る第1導電型のリーク防止用高濃度拡散層の形成を含む
ものである請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
2. The second step includes the step of forming a high-concentration diffusion layer for preventing leakage of the first conductivity type reaching the single crystal semiconductor substrate, in the outer peripheral portion of the chip formation region in the epitaxial layer. Of manufacturing a semiconductor device of.
【請求項3】 チップ内に高濃度拡散層を有し、かつ、
同高濃度拡散層に対する配線のための金属配線を有する
半導体装置を製造するための方法であって、 第1導電型の単結晶半導体基板上に、第2導電型のエピ
タキシャル層を形成する第1工程と、 チップ内での前記エピタキシャル層の所定領域に前記高
濃度拡散層を形成する第2工程と、 前記チップ内での高濃度拡散層に対する金属配線を配置
するとともに、前記エピタキシャル層におけるスクライ
ブライン上にエッチング用金属電極を直接接合してショ
ットキー接合とする第3工程と、 前記エッチング用金属電極によるショットキー接合の順
方向電圧を印加しつつ電気化学エッチングにより前記単
結晶半導体基板の所定領域を除去し、前記エピタキシャ
ル層の所定領域を残す第4工程と、 スクライブライン上を裁断してチップ化する第5工程と
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. A chip having a high-concentration diffusion layer, and
A method for manufacturing a semiconductor device having a metal wiring for wiring to the high-concentration diffusion layer, comprising forming a second conductivity type epitaxial layer on a first conductivity type single crystal semiconductor substrate. A second step of forming the high-concentration diffusion layer in a predetermined region of the epitaxial layer in a chip, arranging metal wiring for the high-concentration diffusion layer in the chip, and a scribe line in the epitaxial layer A third step of directly joining the etching metal electrode to form a Schottky junction, and a predetermined region of the single crystal semiconductor substrate by electrochemical etching while applying a forward voltage of the Schottky junction by the etching metal electrode. And a fourth step of leaving a predetermined region of the epitaxial layer, and a fifth step of cutting the scribe line into chips. Method of manufacturing a semiconductor device is characterized in that a degree.
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