JPH07101744B2 - 振動形トランスデュサの製造方法 - Google Patents
振動形トランスデュサの製造方法Info
- Publication number
- JPH07101744B2 JPH07101744B2 JP18661088A JP18661088A JPH07101744B2 JP H07101744 B2 JPH07101744 B2 JP H07101744B2 JP 18661088 A JP18661088 A JP 18661088A JP 18661088 A JP18661088 A JP 18661088A JP H07101744 B2 JPH07101744 B2 JP H07101744B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon
- vibrating
- substrate
- vibrating beam
- single crystal
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Description
【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、シリコン単結晶の基板上に設けられ、シリコ
ン単結晶材よりなる振動梁を有する、振動形トランスデ
ュサの製造方法に関するものである。
ン単結晶材よりなる振動梁を有する、振動形トランスデ
ュサの製造方法に関するものである。
更に詳述すれば、本発明は、初期張力が大で動作範囲を
大きくすることができる振動形トランスデュサの製造方
法に関するものである。
大きくすることができる振動形トランスデュサの製造方
法に関するものである。
〈従来の技術〉 第２図は従来より一般に使用されている従来例の構成説
明図で、圧力センサに使用せる例を示し、第３図は第２
図におけるＸ−Ｘ断面図、第４図は一部を省略した平面
図である。
明図で、圧力センサに使用せる例を示し、第３図は第２
図におけるＸ−Ｘ断面図、第４図は一部を省略した平面
図である。
これらの図において、 １は弾性を有する半導体で構成された基板で、例えば、
シリコン基板が用いられている。
シリコン基板が用いられている。
２はこの半導体基板１の一部を利用して構成されている
受圧ダイアフラムで、例えば、半導体基板１をエッチン
グして構成される。
受圧ダイアフラムで、例えば、半導体基板１をエッチン
グして構成される。
３および４は受圧ダイアフラム２上に形成された両端固
定の微小な振動梁である。
定の微小な振動梁である。
振動梁３は受圧ダイアフラム２のほぼ中央部に、振動梁
４は受圧ダイアフラム２の周縁部にそれぞれ位置してい
る。
４は受圧ダイアフラム２の周縁部にそれぞれ位置してい
る。
この振動梁3,4は、例えば半導体基板１において、第５
図に示すごとく、形成される。
図に示すごとく、形成される。
すなわち、 （１） 第５図（Ａ）に示すごとく、シリコン単結晶の
基板１上にシリコン酸化物あるいは窒化物の膜101を形
成し、 膜101の所要箇所102をエッチングにより取去る。
基板１上にシリコン酸化物あるいは窒化物の膜101を形
成し、 膜101の所要箇所102をエッチングにより取去る。
（２） 第５図（Ｂ）に示すごとく、基板１に振動梁3,
4が形成される位置の部分に３×1019／cm3程度以上のＰ
形シリコンからなる第１エピタキシャル層103をボロン
をシリコン中にドーピングすることによりエピタキシャ
ル成長させる。
4が形成される位置の部分に３×1019／cm3程度以上のＰ
形シリコンからなる第１エピタキシャル層103をボロン
をシリコン中にドーピングすることによりエピタキシャ
ル成長させる。
（３） 第５図（Ｃ）に示すごとく、膜101の第１エピ
タキシャル層103の周囲の図の左右方向の部分104を、パ
ターニングにより取去る （４） 第５図（Ｄ）に示すごとく、振動梁3,4の周面
に隙間が維持されるように、アルカリエッチングにより
基板１に凹部105を形成する ５はシエルで、受圧ダイアフラム２上に形成された振動
梁３の周囲を覆い、この内部25（振動梁３の周囲）を真
空状態に保持するようにしたものである。
タキシャル層103の周囲の図の左右方向の部分104を、パ
ターニングにより取去る （４） 第５図（Ｄ）に示すごとく、振動梁3,4の周面
に隙間が維持されるように、アルカリエッチングにより
基板１に凹部105を形成する ５はシエルで、受圧ダイアフラム２上に形成された振動
梁３の周囲を覆い、この内部25（振動梁３の周囲）を真
空状態に保持するようにしたものである。
シエル５は、この場合は、シリコンで構成され、受圧ダ
イアフラム２に、例えば陽極接合法によって取付けられ
る。
イアフラム２に、例えば陽極接合法によって取付けられ
る。
シエル５は振動梁４にも設けられているが、ここでは省
略する。
略する。
なお、シエル５は、第２図においては、分りやすくする
ために省略されている。
ために省略されている。
このように構成した圧力センサにおいて、受圧ダイアフ
フラム２に、第３図の矢印Ｐに示すように、内側から圧
力を与えるものとすれば、この圧力を受けて受圧ダイア
フラム２は撓み、中央に形成されている振動梁３には引
張力が、ダイアフラム２の周縁部に形成されている振動
梁４には圧縮力がそれぞれ加わる。これにより各振動梁
3,4の固有振動数f1，f2は、圧力Ｐに対して差動的に変
化する事となり、例えば、f1−f2の差を演算することに
よって、圧力Ｐを測定することができる。
フラム２に、第３図の矢印Ｐに示すように、内側から圧
力を与えるものとすれば、この圧力を受けて受圧ダイア
フラム２は撓み、中央に形成されている振動梁３には引
張力が、ダイアフラム２の周縁部に形成されている振動
梁４には圧縮力がそれぞれ加わる。これにより各振動梁
3,4の固有振動数f1，f2は、圧力Ｐに対して差動的に変
化する事となり、例えば、f1−f2の差を演算することに
よって、圧力Ｐを測定することができる。
しかして、シエル５により振動梁3,4が真空中に置かれ
る為、振動梁3,4のＱを高くすることができる。
る為、振動梁3,4のＱを高くすることができる。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、この様な装置においては、ボロン高濃度
層を用いて、アルカリ選択エッチングにより形成したシ
リコン振動子3,4にはボロンの原子半径がシリコンより
小さいために、内部応力（張力）が存在する。
層を用いて、アルカリ選択エッチングにより形成したシ
リコン振動子3,4にはボロンの原子半径がシリコンより
小さいために、内部応力（張力）が存在する。
振動子3,4には、座屈する為、圧縮側の動作領域が狭い
という問題点が在るので、この内部応力を積極的に利用
している。
という問題点が在るので、この内部応力を積極的に利用
している。
動作領域を広くする為には、ボロンの濃度をさらに上げ
て、内部応力を上げれば良いのであるが、エピタキシャ
ル成長によって、このボロン高濃度層を形成する場合
に、ボロン濃度を上げすぎると、ボロンが析出しエピタ
キシャル成長が旨くいかないという問題がある。
て、内部応力を上げれば良いのであるが、エピタキシャ
ル成長によって、このボロン高濃度層を形成する場合
に、ボロン濃度を上げすぎると、ボロンが析出しエピタ
キシャル成長が旨くいかないという問題がある。
この様な理由で、ボロンの濃度には制限があり、振動子
3,4の圧縮側の動作範囲が押えられていた。
3,4の圧縮側の動作範囲が押えられていた。
本発明は、この問題点を解決するものである。
本発明の目的は、初期張力が大で動作範囲を大きくする
ことができる振動形トランスデュサの製造方法を提供す
るにある。
ことができる振動形トランスデュサの製造方法を提供す
るにある。
〈課題を解決するための手段〉 この目的を達成するために、本発明は、シリコン単結晶
の基板上に設けられ、励振手段により励振され励振検出
手段によって振動が検出されシリコン単結晶材よりなる
振動梁を形成し、該振動梁の周面に隙間が維持されるよ
うに前記基板に設けられた凹部を形成する振動形トラン
スデュサの製造方法において、 前記シリコン単結晶の基板上にシリコン酸化物あるいは
窒化物の膜を形成し、 該膜の所要箇所をエッチングにより取去り、 前記基板に前記振動梁が形成される位置の部分に３×10
19／cm3程度以上のＰ形シリコンからなる第１エピタキ
シャル層をボロンと同時に炭素をシリコン中にドーピン
グすることによりエピタキシャル成長させたことを特徴
とする振動形トランスデュサの製造方法を採用したもの
である。
の基板上に設けられ、励振手段により励振され励振検出
手段によって振動が検出されシリコン単結晶材よりなる
振動梁を形成し、該振動梁の周面に隙間が維持されるよ
うに前記基板に設けられた凹部を形成する振動形トラン
スデュサの製造方法において、 前記シリコン単結晶の基板上にシリコン酸化物あるいは
窒化物の膜を形成し、 該膜の所要箇所をエッチングにより取去り、 前記基板に前記振動梁が形成される位置の部分に３×10
19／cm3程度以上のＰ形シリコンからなる第１エピタキ
シャル層をボロンと同時に炭素をシリコン中にドーピン
グすることによりエピタキシャル成長させたことを特徴
とする振動形トランスデュサの製造方法を採用したもの
である。
〈作用〉 以上の方法において、基板に振動梁が形成される位置の
部分に３×1019／cm3程度以上のＰ形シリコンからなる
第１エピタキシャル層をボロンと同時に炭素をシリコン
中にドーピングすることによりエピタキシャル成長させ
たので、初期張力が大きな振動梁が得られ、圧縮側の動
作範囲を大きくすることが出来る。
部分に３×1019／cm3程度以上のＰ形シリコンからなる
第１エピタキシャル層をボロンと同時に炭素をシリコン
中にドーピングすることによりエピタキシャル成長させ
たので、初期張力が大きな振動梁が得られ、圧縮側の動
作範囲を大きくすることが出来る。
以下、実施例に基づき詳細に説明する。
〈実施例〉 第１図は本発明の一実施例の要部製作工程説明図であ
る。
る。
図において、第２図から第５図と同一記号の構成は同一
機能を表わす。
機能を表わす。
以下、第２図から第５図と相違部分のみ説明する。
（１） 第１図（Ａ）に示すごとく、ｎ型シリコン（10
0）面にカットされた基板１に、シリコン酸化物あるい
はシリコン窒化物の膜201を形成する。膜201の所要の箇
所202をホトリソグラフィにより除去する。
0）面にカットされた基板１に、シリコン酸化物あるい
はシリコン窒化物の膜201を形成する。膜201の所要の箇
所202をホトリソグラフィにより除去する。
（２） 第１図（Ｂ）に示すごとく、基板１に振動梁3,
4が形成される位置の部分に３×1019／cm3程度以上のＰ
形シリコンからなる第１エピタキシャル層203をボロン
と同時に炭素をシリコン中にドーピングすることにより
エピタキシャル成長させる。
4が形成される位置の部分に３×1019／cm3程度以上のＰ
形シリコンからなる第１エピタキシャル層203をボロン
と同時に炭素をシリコン中にドーピングすることにより
エピタキシャル成長させる。
この場合、例えば、メタン（CH3），塩化炭素（CCl4）
等が用いられる。
等が用いられる。
（３） 第１図（Ｃ）に示すごとく、膜201の第１エピ
タキシャル層203の周囲の図の左右方向の部分204を、パ
ターニングにより取去る。
タキシャル層203の周囲の図の左右方向の部分204を、パ
ターニングにより取去る。
（４） 第１図（Ｄ）に示すごとく、振動梁3,4の周面
に隙間が維持されるように、アルカリエッチングにより
基板１に凹部205を形成する。
に隙間が維持されるように、アルカリエッチングにより
基板１に凹部205を形成する。
以上の方法において、基板１に、振動梁3,4が形成され
る位置の部分に３×1019／cm3程度以上のＰ形シリコン
からなる第１エピタキシャル層203を、ボロンと同時に
炭素をシリコン中にドーピングすることによりエピタキ
シャル成長させたので、初期張力が大きな振動梁3,4が
得られ、圧縮側の動作範囲を大きくすることが出来る。
る位置の部分に３×1019／cm3程度以上のＰ形シリコン
からなる第１エピタキシャル層203を、ボロンと同時に
炭素をシリコン中にドーピングすることによりエピタキ
シャル成長させたので、初期張力が大きな振動梁3,4が
得られ、圧縮側の動作範囲を大きくすることが出来る。
この結果、炭素を高濃度にドーピングすることにより、
ボロンのみでは実現出来なかった高張力の振動梁3,4を
得る事ができる。
ボロンのみでは実現出来なかった高張力の振動梁3,4を
得る事ができる。
従って、初期張力が大で動作範囲を大きくすることがで
きる振動形トランスデュサの製造方法を実現することが
出来る。
きる振動形トランスデュサの製造方法を実現することが
出来る。
〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明は、シリコン単結晶の基板
上に設けられ、励振手段により励振され励振検出手段に
よって振動が検出されたシリコン単結晶材よりなる振動
梁を形成し、該振動梁の周面に隙間が維持されるように
前記基板に設けられた凹部を形成する振動形トランスデ
ュサの製造方法において、 前記シリコン単結晶の基板上にシリコン酸化物あるいは
窒化物の膜を形成し、 該膜の所要箇所をエッチングにより取去り、 前記基板に前記振動梁が形成される位置の部分に３×10
19／cm3程度以上のＰ形シリコンからなる第１エピタキ
シャル層をボロンと同時に炭素をシリコン中にドーピン
グすることによりエピタキシャル成長させたことを特徴
とする振動形トランスデュサの製造方法を採用した。
上に設けられ、励振手段により励振され励振検出手段に
よって振動が検出されたシリコン単結晶材よりなる振動
梁を形成し、該振動梁の周面に隙間が維持されるように
前記基板に設けられた凹部を形成する振動形トランスデ
ュサの製造方法において、 前記シリコン単結晶の基板上にシリコン酸化物あるいは
窒化物の膜を形成し、 該膜の所要箇所をエッチングにより取去り、 前記基板に前記振動梁が形成される位置の部分に３×10
19／cm3程度以上のＰ形シリコンからなる第１エピタキ
シャル層をボロンと同時に炭素をシリコン中にドーピン
グすることによりエピタキシャル成長させたことを特徴
とする振動形トランスデュサの製造方法を採用した。
この結果、炭素を高濃度にドーピングすることにより、
ボロンのみでは実現出来なかった高張力の振動梁3,4を
得る事ができる。
ボロンのみでは実現出来なかった高張力の振動梁3,4を
得る事ができる。
従って、本発明によれば、初期張力が大で動作範囲を大
きくすることができる振動形トランスデュサの製造方法
を実現することが出来る。
きくすることができる振動形トランスデュサの製造方法
を実現することが出来る。
第１図は本発明の一実施例の工程説明図、第２図から第
５図は従来より一般に使用されている従来例の構成説明
図である。 １……基板、２……受圧ダイアフラム、3,4……振動
梁、動梁、201……膜、202……箇所、203……第１エピ
タキシャル層、204……部分、205……凹部。
５図は従来より一般に使用されている従来例の構成説明
図である。 １……基板、２……受圧ダイアフラム、3,4……振動
梁、動梁、201……膜、202……箇所、203……第１エピ
タキシャル層、204……部分、205……凹部。
フロントページの続き (72)発明者 小林 隆 東京都武蔵野市中町２丁目９番32号 横河 電機株式会社内 (72)発明者 渡辺 哲也 東京都武蔵野市中町２丁目９番32号 横河 電機株式会社内 (72)発明者 西川 直 東京都武蔵野市中町２丁目９番32号 横河 電機株式会社内 (72)発明者 吉田 隆司 東京都武蔵野市中町２丁目９番32号 横河 電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−186725（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−63828（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−39525（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】シリコン単結晶の基板上に設けられ、励振
手段により励振され励振検出手段によって振動が検出さ
れシリコン単結晶材よりなる振動梁を形成し、該振動梁
の周囲に隙間が維持されるように前記基板に設けられた
凹部を形成する振動形トランスデュサの製造方法におい
て、 前記シリコン単結晶の基板上にシリコン酸化物あるいは
窒化物の膜を形成し、 該膜の所要箇所をエッチングにより取去り、 前記基板に前記振動梁が形成される位置の部分にエッチ
ングされにくい高濃度のＰ形シリコンからなる第１エピ
タキシャル層をボロンと同時に炭素をシリコン中にドー
ピングすることによりエピタキシャル成長させたことを
特徴とする振動形トランスデュサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18661088A JPH07101744B2 (ja) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | 振動形トランスデュサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18661088A JPH07101744B2 (ja) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | 振動形トランスデュサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0236576A JPH0236576A (ja) | 1990-02-06 |
| JPH07101744B2 true JPH07101744B2 (ja) | 1995-11-01 |
Family
ID=16191587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18661088A Expired - Lifetime JPH07101744B2 (ja) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | 振動形トランスデュサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07101744B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6912759B2 (en) * | 2001-07-20 | 2005-07-05 | Rosemount Aerospace Inc. | Method of manufacturing a thin piezo resistive pressure sensor |
-
1988
- 1988-07-26 JP JP18661088A patent/JPH07101744B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0236576A (ja) | 1990-02-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4244225A (en) | Mechanical resonator arrangements | |
| US20230103757A1 (en) | Resonator and method of manufacturing the resonator, and strain sensor and sensor array including the resonator | |
| JPH07101744B2 (ja) | 振動形トランスデュサの製造方法 | |
| JPH0643179A (ja) | 加速度センサ及び該センサの製造方法 | |
| JPH0628320B2 (ja) | 振動形トランスデューサの製造方法 | |
| JPH07101750B2 (ja) | 振動形トランスデュサの製造方法 | |
| GB1596982A (en) | Mechanical resonator arrangements | |
| JP2722718B2 (ja) | 振動式トランスデューサの製造方法 | |
| JPH07101749B2 (ja) | 振動形トランスデュサの製造方法 | |
| JPH07101748B2 (ja) | 振動形トランスデュサの製造方法 | |
| JPH0810169B2 (ja) | 振動形差圧センサ | |
| JPH04304679A (ja) | 圧力センサ | |
| JPH0781919B2 (ja) | 振動形半導体トランスデューサ | |
| JPH0786443B2 (ja) | 振動形トランスデュサの製造方法 | |
| CA1125442A (en) | Mechanical resonator arrangements | |
| CA1143870A (en) | Mechanical resonator arrangements | |
| JP5849663B2 (ja) | 振動式トランスデューサの製造方法 | |
| JPH0769236B2 (ja) | 振動形トランスデュサの製造方法 | |
| CA1131760A (en) | Mechanical resonator arrangements | |
| JPH01127930A (ja) | 振動形差圧センサ | |
| JP2822598B2 (ja) | 振動形トランスデュサ | |
| JPH0778460B2 (ja) | 振動形差圧センサ | |
| JPH01297521A (ja) | 振動形トランスデューサの製造方法 | |
| JPH0519090B2 (ja) | ||
| JPH09236615A (ja) | 力学量センサ、及び、力学量センサの製造方法 |