JPH07221323A - 半導体センサおよびその製造方法 - Google Patents
半導体センサおよびその製造方法Info
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- JPH07221323A JPH07221323A JP3411094A JP3411094A JPH07221323A JP H07221323 A JPH07221323 A JP H07221323A JP 3411094 A JP3411094 A JP 3411094A JP 3411094 A JP3411094 A JP 3411094A JP H07221323 A JPH07221323 A JP H07221323A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 カンチレバーの破損を防止するとともに、カ
ンチレバーを所望の厚さに形成可能な半導体センサおよ
び半導体センサの製造方法を提供する。 【構成】 支持部１３と、揺動自在な重り部１４と、支
持部１３および重り部１４を連結するカンチレバー（は
り部）１５を形成する。カンチレバー１５の裏面にＡｕ
膜１１２を設けるとともに、Ａｕ膜１１２とシリコン膜
１１３との境界に熱処理によりＡｕ−Ｓｉ合金層を形成
する。これにより、カンチレバー１５の強度を高め、カ
ンチレバー１５の破損を防止する。また、エッチングに
より、カンチレバーを形成する際には、Ａｕ膜１１２は
エッチストッパとして機能するため、カンチレバーの厚
さを正確に制御することができる。
ンチレバーを所望の厚さに形成可能な半導体センサおよ
び半導体センサの製造方法を提供する。 【構成】 支持部１３と、揺動自在な重り部１４と、支
持部１３および重り部１４を連結するカンチレバー（は
り部）１５を形成する。カンチレバー１５の裏面にＡｕ
膜１１２を設けるとともに、Ａｕ膜１１２とシリコン膜
１１３との境界に熱処理によりＡｕ−Ｓｉ合金層を形成
する。これにより、カンチレバー１５の強度を高め、カ
ンチレバー１５の破損を防止する。また、エッチングに
より、カンチレバーを形成する際には、Ａｕ膜１１２は
エッチストッパとして機能するため、カンチレバーの厚
さを正確に制御することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧力センサ、加速度セ
ンサ等の半導体センサに関し、詳しくはダイアフラムや
カンチレバー等の肉薄部（以下、カンチレバーという）
の厚さ精度の向上および機械的強度の増強を図った半導
体センサに関する。
ンサ等の半導体センサに関し、詳しくはダイアフラムや
カンチレバー等の肉薄部（以下、カンチレバーという）
の厚さ精度の向上および機械的強度の増強を図った半導
体センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、圧力や加速度等を検出するセ
ンサとして、シリコンのマイクロマシニング技術により
作製された半導体センサが使用されている。従来の半導
体センサの一例である加速度センサを図６および図７に
示す。図６は、半導体センサの斜視図であり、図７は図
６のＡ−Ａ’線における半導体センサの断面図である。
これらの図において、矩型の半導体基板６１には切り欠
き６２が設けられている。この切り欠き６２により、支
持部６３と、揺動自在な重り部６４と、支持部６３およ
び重り部６４を連結するカンチレバー（はり部）６５が
形成される。このように構成された半導体センサに加速
度等が加わると、重り部６４が揺動し、カンチレバー６
５に歪みが生じる。この歪みを拡散抵抗の抵抗値の変化
や平行電極板間の静電容量変化等により測定し、電気信
号に変えることによって、加速度等を検出することが可
能となるものである。
ンサとして、シリコンのマイクロマシニング技術により
作製された半導体センサが使用されている。従来の半導
体センサの一例である加速度センサを図６および図７に
示す。図６は、半導体センサの斜視図であり、図７は図
６のＡ−Ａ’線における半導体センサの断面図である。
これらの図において、矩型の半導体基板６１には切り欠
き６２が設けられている。この切り欠き６２により、支
持部６３と、揺動自在な重り部６４と、支持部６３およ
び重り部６４を連結するカンチレバー（はり部）６５が
形成される。このように構成された半導体センサに加速
度等が加わると、重り部６４が揺動し、カンチレバー６
５に歪みが生じる。この歪みを拡散抵抗の抵抗値の変化
や平行電極板間の静電容量変化等により測定し、電気信
号に変えることによって、加速度等を検出することが可
能となるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
半導体センサは以下のような問題を抱えていた。
半導体センサは以下のような問題を抱えていた。
【０００４】第１の問題として、カンチレバーが破損し
やすいということが掲げられる。一般に、加速度等の検
出感度を高めるために、重り部が揺動し易いようにカン
チレバーを極めて薄く形成する必要がある。このため、
半導体センサに過大な加速度が加えられた場合には、重
り部の揺動範囲が大きくなり、ついにはカンチレバーが
破損することがあった。かかる問題を回避するため、重
り部の揺動を制限する目的により重り部に対向してガラ
ス基板等のストッパを設けたもの、半導体センサの周辺
をダンパ用のオイルで満たしたもの等が案出されてき
た。しかしながら、これらの半導体センサはいずれもカ
ンチレバーの強度を向上させたものではなかったため、
製造工程等における破損事故等を回避することはできな
かった。また、特開昭６４−１８０６３号公報に記載さ
れた半導体センサにあっては、カンチレバーと、支持部
および重り部の接合部に厚みをもたせることにより、接
合部に応力が集中することによる破損を防止せんとして
いる。しかしながら、この半導体センサにあっては、カ
ンチレバーと、支持部および重り部との接合部を厚くし
ながら、カンチレバーを精度よく薄く形成することは困
難を伴う。
やすいということが掲げられる。一般に、加速度等の検
出感度を高めるために、重り部が揺動し易いようにカン
チレバーを極めて薄く形成する必要がある。このため、
半導体センサに過大な加速度が加えられた場合には、重
り部の揺動範囲が大きくなり、ついにはカンチレバーが
破損することがあった。かかる問題を回避するため、重
り部の揺動を制限する目的により重り部に対向してガラ
ス基板等のストッパを設けたもの、半導体センサの周辺
をダンパ用のオイルで満たしたもの等が案出されてき
た。しかしながら、これらの半導体センサはいずれもカ
ンチレバーの強度を向上させたものではなかったため、
製造工程等における破損事故等を回避することはできな
かった。また、特開昭６４−１８０６３号公報に記載さ
れた半導体センサにあっては、カンチレバーと、支持部
および重り部の接合部に厚みをもたせることにより、接
合部に応力が集中することによる破損を防止せんとして
いる。しかしながら、この半導体センサにあっては、カ
ンチレバーと、支持部および重り部との接合部を厚くし
ながら、カンチレバーを精度よく薄く形成することは困
難を伴う。
【０００５】第２の問題は、カンチレバーを所望の厚さ
に精度よく形成することが困難なことである。一般に、
加速度等を正確に検出するためにはカンチレバーの厚さ
を精度よく形成する必要がある。しかしながら、エッチ
ング技術によりカンチレバーを形成した場合、半導体ウ
ェーハの厚さのばらつき、エッチング条件の変動によ
り、カンチレバーの厚さを精度よく形成することが困難
となる。
に精度よく形成することが困難なことである。一般に、
加速度等を正確に検出するためにはカンチレバーの厚さ
を精度よく形成する必要がある。しかしながら、エッチ
ング技術によりカンチレバーを形成した場合、半導体ウ
ェーハの厚さのばらつき、エッチング条件の変動によ
り、カンチレバーの厚さを精度よく形成することが困難
となる。
【０００６】
【発明の目的】そこで、本発明は、カンチレバーの破損
を防止するとともに、カンチレバーを所望の厚さに形成
可能な半導体センサおよび半導体センサの製造方法を提
供することを目的としている。
を防止するとともに、カンチレバーを所望の厚さに形成
可能な半導体センサおよび半導体センサの製造方法を提
供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、支持部と、支持部に対して揺動自在な重り部と、支
持部および重り部を連結するとともに、支持部および重
り部に比べて肉薄のカンチレバーとを備えた半導体セン
サにおいて、上記カンチレバーはＡｕ層を有することを
特徴とする半導体センサである。
は、支持部と、支持部に対して揺動自在な重り部と、支
持部および重り部を連結するとともに、支持部および重
り部に比べて肉薄のカンチレバーとを備えた半導体セン
サにおいて、上記カンチレバーはＡｕ層を有することを
特徴とする半導体センサである。
【０００８】請求項２に記載の発明は、上記カンチレバ
ーはシリコン層とＡｕ層とを接合して構成され、シリコ
ン層とＡｕ層との境界にＡｕ−Ｓｉ合金層が介在するこ
とを特徴とした請求項１記載の半導体センサである。
ーはシリコン層とＡｕ層とを接合して構成され、シリコ
ン層とＡｕ層との境界にＡｕ−Ｓｉ合金層が介在するこ
とを特徴とした請求項１記載の半導体センサである。
【０００９】請求項３に記載のカンチレバーにおける支
持部および重り部との連結部分の肉厚を、カンチレバー
の中央部分の肉厚よりも厚くしたことを特徴とする請求
項１または請求項２記載の半導体センサである。
持部および重り部との連結部分の肉厚を、カンチレバー
の中央部分の肉厚よりも厚くしたことを特徴とする請求
項１または請求項２記載の半導体センサである。
【００１０】請求項４に記載の発明は、シリコンウェー
ハの表面にＡｕ層を形成する工程と、Ａｕ層上にシリコ
ン層を形成する工程と、シリコンウェーハの裏面の所定
部分に異方性エッチングを行い、Ａｕ層を露出させるこ
とによりカンチレバーを形成する工程と、カンチレバー
に対して熱処理を行い、Ａｕ−Ｓｉ合金層を形成する工
程とを有することを特徴とした半導体センサの製造方法
である。
ハの表面にＡｕ層を形成する工程と、Ａｕ層上にシリコ
ン層を形成する工程と、シリコンウェーハの裏面の所定
部分に異方性エッチングを行い、Ａｕ層を露出させるこ
とによりカンチレバーを形成する工程と、カンチレバー
に対して熱処理を行い、Ａｕ−Ｓｉ合金層を形成する工
程とを有することを特徴とした半導体センサの製造方法
である。
【００１１】請求項５に記載の発明は、第１のシリコン
ウェーハの表面にＡｕ層を形成する工程と、Ａｕ層を介
して第２のシリコンウェーハを第１のシリコンウェーハ
に貼り合わせる工程と、第１のシリコンウェーハの裏面
の所定部分に異方性エッチングを行い、Ａｕ層を露出さ
せることによりカンチレバーを形成する工程と、カンチ
レバーに対して熱処理を行い、Ａｕ−Ｓｉ合金層を形成
する工程とを有することを特徴とした半導体センサの製
造方法である。
ウェーハの表面にＡｕ層を形成する工程と、Ａｕ層を介
して第２のシリコンウェーハを第１のシリコンウェーハ
に貼り合わせる工程と、第１のシリコンウェーハの裏面
の所定部分に異方性エッチングを行い、Ａｕ層を露出さ
せることによりカンチレバーを形成する工程と、カンチ
レバーに対して熱処理を行い、Ａｕ−Ｓｉ合金層を形成
する工程とを有することを特徴とした半導体センサの製
造方法である。
【００１２】請求項６に記載の発明は、カンチレバーを
形成する工程は、異方性エッチングおよび等方性エッチ
ングを組合わせることにより行うことを特徴とした請求
項４または請求項５記載の半導体センサの製造方法であ
る。
形成する工程は、異方性エッチングおよび等方性エッチ
ングを組合わせることにより行うことを特徴とした請求
項４または請求項５記載の半導体センサの製造方法であ
る。
【００１３】
【作用】請求項１に記載の発明にあっては、カンチレバ
ーはＡｕ層を備えている。Ａｕはシリコンに比べて曲げ
に強く、Ａｕ層はカンチレバーの強度を補強する役割を
果たす。このため、カンチレバーの強度が増し、カンチ
レバーの破損を防止することが可能となる。
ーはＡｕ層を備えている。Ａｕはシリコンに比べて曲げ
に強く、Ａｕ層はカンチレバーの強度を補強する役割を
果たす。このため、カンチレバーの強度が増し、カンチ
レバーの破損を防止することが可能となる。
【００１４】請求項２に記載の発明にあっては、カンチ
レバーはシリコン層とＡｕ層とを接合して構成され、シ
リコン層とＡｕ層との境界にＡｕ−Ｓｉ合金層が介在し
ている。Ａｕ−Ｓｉ合金層を形成することで、Ａｕ層の
密着強度が向上し、カンチレバーの破損を有効に防止す
ることが可能となる。
レバーはシリコン層とＡｕ層とを接合して構成され、シ
リコン層とＡｕ層との境界にＡｕ−Ｓｉ合金層が介在し
ている。Ａｕ−Ｓｉ合金層を形成することで、Ａｕ層の
密着強度が向上し、カンチレバーの破損を有効に防止す
ることが可能となる。
【００１５】請求項３に記載の発明にあっては、カンチ
レバーにおける支持部および重り部との連結部分の肉厚
は、カンチレバーの中央部分の肉厚よりも厚くなってい
る。このようにして、特に応力の集中しやすい連結部分
の肉厚を厚くすることにより、カンチレバーの破損を防
止することが可能となる。
レバーにおける支持部および重り部との連結部分の肉厚
は、カンチレバーの中央部分の肉厚よりも厚くなってい
る。このようにして、特に応力の集中しやすい連結部分
の肉厚を厚くすることにより、カンチレバーの破損を防
止することが可能となる。
【００１６】請求項４に記載の発明にあっては、先ずシ
リコンウェーハの表面にＡｕ層を形成し、このＡｕ層上
にシリコン層を形成する。そして、シリコンウェーハの
裏面の所定部分に異方性エッチングを行い、Ａｕ層を露
出させることによりカンチレバーを形成する。このと
き、Ａｕ層は、いわゆるエッチストッパとして機能する
ため、エッチングがＡｕ層を越えて進行することはな
い。よって、エッチングの条件等がばらついたとして
も、カンチレバーの厚さを正確に制御することが可能と
なる。また、カンチレバーに対して熱処理を行い、Ａｕ
−Ｓｉ合金層を形成することにより、カンチレバーの破
損を防止することができる。
リコンウェーハの表面にＡｕ層を形成し、このＡｕ層上
にシリコン層を形成する。そして、シリコンウェーハの
裏面の所定部分に異方性エッチングを行い、Ａｕ層を露
出させることによりカンチレバーを形成する。このと
き、Ａｕ層は、いわゆるエッチストッパとして機能する
ため、エッチングがＡｕ層を越えて進行することはな
い。よって、エッチングの条件等がばらついたとして
も、カンチレバーの厚さを正確に制御することが可能と
なる。また、カンチレバーに対して熱処理を行い、Ａｕ
−Ｓｉ合金層を形成することにより、カンチレバーの破
損を防止することができる。
【００１７】請求項５に記載の発明にあっては、第１の
シリコンウェーハの表面にＡｕ層を形成した後、Ａｕ層
を介して第２のシリコンウェーハを例えばＡｕ−Ｓｉの
拡散接合により第１のシリコンウェーハに貼り合わせ
る。そして、第１のシリコンウェーハの裏面の所定部分
に異方性エッチングを行い、Ａｕ層を露出させることに
よりカンチレバーを形成する。このとき、Ａｕ層は、い
わゆるエッチストッパとして機能するため、エッチング
がＡｕ層を越えて進行することはない。よって、エッチ
ングの条件等がばらついたとしても、カンチレバーの厚
さを正確に制御することが可能となる。また、カンチレ
バーに対して熱処理を行い、Ａｕ−Ｓｉ合金層を形成す
ることにより、カンチレバーの破損を防止することがで
きる。
シリコンウェーハの表面にＡｕ層を形成した後、Ａｕ層
を介して第２のシリコンウェーハを例えばＡｕ−Ｓｉの
拡散接合により第１のシリコンウェーハに貼り合わせ
る。そして、第１のシリコンウェーハの裏面の所定部分
に異方性エッチングを行い、Ａｕ層を露出させることに
よりカンチレバーを形成する。このとき、Ａｕ層は、い
わゆるエッチストッパとして機能するため、エッチング
がＡｕ層を越えて進行することはない。よって、エッチ
ングの条件等がばらついたとしても、カンチレバーの厚
さを正確に制御することが可能となる。また、カンチレ
バーに対して熱処理を行い、Ａｕ−Ｓｉ合金層を形成す
ることにより、カンチレバーの破損を防止することがで
きる。
【００１８】請求項６に記載の発明にあっては、カンチ
レバーを形成する工程は、異方性エッチングおよび等方
性エッチングを組合わせることにより行われる。これに
より、エッチング後のシリコンウェーハの形状は緩やか
な曲面をなし、カンチレバーの連結部分の肉厚は、カン
チレバーの中央部分の肉厚よりも厚くなる。したがっ
て、応力の集中しやすいカンチレバーの連結部分の強度
が高まり、カンチレバーの破損を有効に防止することが
可能となる。
レバーを形成する工程は、異方性エッチングおよび等方
性エッチングを組合わせることにより行われる。これに
より、エッチング後のシリコンウェーハの形状は緩やか
な曲面をなし、カンチレバーの連結部分の肉厚は、カン
チレバーの中央部分の肉厚よりも厚くなる。したがっ
て、応力の集中しやすいカンチレバーの連結部分の強度
が高まり、カンチレバーの破損を有効に防止することが
可能となる。
【００１９】
【実施例】以下に本発明の実施例について詳述する。図
１は本発明の第１実施例に係る半導体センサの斜視図で
ある。この図において、矩型の半導体基板１１には切り
欠き１２が設けられている。この切り欠き１２により、
支持部１３と、揺動自在な重り部１４と、支持部１３お
よび重り部１４を連結するカンチレバー（はり部）１５
が形成される。このように構成された半導体センサに加
速度等が加わると、重り部１４が揺動し、カンチレバー
１５に歪みが生じる。この歪みを拡散抵抗の抵抗値の変
化や平行電極間の静電容量変化等により測定し、電気信
号に変えることによって、加速度等を検出することが可
能となるものである。
１は本発明の第１実施例に係る半導体センサの斜視図で
ある。この図において、矩型の半導体基板１１には切り
欠き１２が設けられている。この切り欠き１２により、
支持部１３と、揺動自在な重り部１４と、支持部１３お
よび重り部１４を連結するカンチレバー（はり部）１５
が形成される。このように構成された半導体センサに加
速度等が加わると、重り部１４が揺動し、カンチレバー
１５に歪みが生じる。この歪みを拡散抵抗の抵抗値の変
化や平行電極間の静電容量変化等により測定し、電気信
号に変えることによって、加速度等を検出することが可
能となるものである。
【００２０】図２は図１のＡ−Ａ’線における半導体セ
ンサの断面図である。この半導体センサは、シリコンウ
ェーハ１１１上にＡｕ膜１１２、シリコン膜１１３を順
に積層して構成されたものである。Ａｕ膜１１２および
シリコン膜１１３全体の厚さは約１０μｍであり、Ａｕ
膜１１２の厚さは約１μｍである。カンチレバー１５の
裏面においては、シリコンウェーハ１１１がエッチング
により除去され、Ａｕ膜１１２が露出している。Ａｕは
シリコンに比べて曲げに強いため、カンチレバー１５の
強度を向上させることが可能となる。また、Ａｕ膜１１
２とシリコン膜１１３との境界には、Ａｕ−Ｓｉ合金層
が介在しているため、カンチレバーの強度はより一層向
上する。
ンサの断面図である。この半導体センサは、シリコンウ
ェーハ１１１上にＡｕ膜１１２、シリコン膜１１３を順
に積層して構成されたものである。Ａｕ膜１１２および
シリコン膜１１３全体の厚さは約１０μｍであり、Ａｕ
膜１１２の厚さは約１μｍである。カンチレバー１５の
裏面においては、シリコンウェーハ１１１がエッチング
により除去され、Ａｕ膜１１２が露出している。Ａｕは
シリコンに比べて曲げに強いため、カンチレバー１５の
強度を向上させることが可能となる。また、Ａｕ膜１１
２とシリコン膜１１３との境界には、Ａｕ−Ｓｉ合金層
が介在しているため、カンチレバーの強度はより一層向
上する。
【００２１】続いて、図３を参照しながら本実施例に係
る半導体センサの製造方法を説明する。先ず、シリコン
ウェーハ１１１の（１００）の結晶面上に、蒸着もしく
はスパッタ等により１μｍ程度のＡｕ膜１１２を形成す
る（Ａ）（Ｂ）。なお、カンチレバー１５が形成される
部分のみに選択的にＡｕ膜１１２を形成してもよい。続
いて、Ａｕ膜１１２上にポリシリコン膜１１３を堆積さ
せる（Ｃ）。
る半導体センサの製造方法を説明する。先ず、シリコン
ウェーハ１１１の（１００）の結晶面上に、蒸着もしく
はスパッタ等により１μｍ程度のＡｕ膜１１２を形成す
る（Ａ）（Ｂ）。なお、カンチレバー１５が形成される
部分のみに選択的にＡｕ膜１１２を形成してもよい。続
いて、Ａｕ膜１１２上にポリシリコン膜１１３を堆積さ
せる（Ｃ）。
【００２２】シリコンウェーハ１１１の表裏面に窒化膜
Ｓｉ3Ｎ4あるいは酸化膜ＳｉＯ2等のマスク材１１４、
１１５を成膜させる（Ｄ）。さらに、レジスト１１６、
１１７を被着した後、裏面側のレジスト１１７にフォト
リソグラフィ技術によりエッチング窓１１８を設け
（Ｅ）、裏面のマスク材１１５のエッチングを行う
（Ｆ）。そして、レジスト１１６、１１７を剥離した後
（Ｇ）、エッチング窓１１８からＫＯＨ系エッチャント
によりシリコンウェーハ１１１に対して異方性エッチン
グを行う（Ｈ）。シリコンウェーハ１１１のエッチング
が進行し、Ａｕ膜１１２が露出した場合、Ａｕ膜１１２
においてはＫＯＨ系エッチャントによるエッチングが行
われない。すなわち、Ａｕ膜１１２はいわゆるエッチス
トッパとして機能する。したがって、エッチング条件の
ばらつきによらずに、均一な厚さのカンチレバー１５を
形成することが可能となる。この後、マスク材１１４、
１１５を除去し（Ｉ）、３７０〜４５０℃の熱処理を行
うことにより、Ａｕ膜１１２と、シリコンウェーハ１１
１およびポリシリコン膜１１３との境界においてＡｕ−
Ｓｉ合金層を形成する。
Ｓｉ3Ｎ4あるいは酸化膜ＳｉＯ2等のマスク材１１４、
１１５を成膜させる（Ｄ）。さらに、レジスト１１６、
１１７を被着した後、裏面側のレジスト１１７にフォト
リソグラフィ技術によりエッチング窓１１８を設け
（Ｅ）、裏面のマスク材１１５のエッチングを行う
（Ｆ）。そして、レジスト１１６、１１７を剥離した後
（Ｇ）、エッチング窓１１８からＫＯＨ系エッチャント
によりシリコンウェーハ１１１に対して異方性エッチン
グを行う（Ｈ）。シリコンウェーハ１１１のエッチング
が進行し、Ａｕ膜１１２が露出した場合、Ａｕ膜１１２
においてはＫＯＨ系エッチャントによるエッチングが行
われない。すなわち、Ａｕ膜１１２はいわゆるエッチス
トッパとして機能する。したがって、エッチング条件の
ばらつきによらずに、均一な厚さのカンチレバー１５を
形成することが可能となる。この後、マスク材１１４、
１１５を除去し（Ｉ）、３７０〜４５０℃の熱処理を行
うことにより、Ａｕ膜１１２と、シリコンウェーハ１１
１およびポリシリコン膜１１３との境界においてＡｕ−
Ｓｉ合金層を形成する。
【００２３】このようにして作製された半導体センサに
おいて、カンチレバー１５の裏面には補強用のＡｕ膜１
１２が形成されているため、カンチレバー１５の強度を
高めることができ、カンチレバー１５の破損を防止する
ことが可能となる。また、Ａｕ膜１１２と、シリコンウ
ェーハ１１１およびポリシリコン膜１１３との境界にお
いては、Ａｕ−Ｓｉ合金層が介在し、密着度が向上する
ため、カンチレバー１５の強度をさらに高めることがで
きる。
おいて、カンチレバー１５の裏面には補強用のＡｕ膜１
１２が形成されているため、カンチレバー１５の強度を
高めることができ、カンチレバー１５の破損を防止する
ことが可能となる。また、Ａｕ膜１１２と、シリコンウ
ェーハ１１１およびポリシリコン膜１１３との境界にお
いては、Ａｕ−Ｓｉ合金層が介在し、密着度が向上する
ため、カンチレバー１５の強度をさらに高めることがで
きる。
【００２４】続いて、図４を参照しながら本発明の第２
実施例に係る半導体センサの製造方法を説明する。第２
実施例に係る半導体センサの製造方法は、Ａｕ膜を挟む
２枚のシリコンウェーハを用いる点において第１実施例
に係る半導体センサの製造方法と相違している。
実施例に係る半導体センサの製造方法を説明する。第２
実施例に係る半導体センサの製造方法は、Ａｕ膜を挟む
２枚のシリコンウェーハを用いる点において第１実施例
に係る半導体センサの製造方法と相違している。
【００２５】先ず、シリコンウェーハ１１１の（１０
０）の結晶面上に、蒸着もしくはスパッタ等により１μ
ｍ程度のＡｕ膜１１２を形成する（Ａ）（Ｂ）。続い
て、共晶合金化（拡散）接合により、Ａｕ膜１１２の上
面にシリコンウェーハ１１３の（１００）の結晶面を接
合させる（Ｃ）。シリコンウェーハ１１３を研削および
／または研磨することにより、所望の厚さのシリコン膜
１１３を形成し（Ｄ）、シリコン膜１１３の表面および
シリコンウェーハ１１１裏面に窒化膜Ｓｉ3Ｎ4あるいは
酸化膜ＳｉＯ2等のマスク材１１４、１１５を成膜する
（Ｅ）。さらに、レジスト１１６、１１７を形成した
後、裏面側のレジスト１１７にフォトリソグラフィ技術
によりエッチング窓１１８を設け（Ｆ）、裏面のマスク
材１１５のエッチングを行う（Ｇ）。
０）の結晶面上に、蒸着もしくはスパッタ等により１μ
ｍ程度のＡｕ膜１１２を形成する（Ａ）（Ｂ）。続い
て、共晶合金化（拡散）接合により、Ａｕ膜１１２の上
面にシリコンウェーハ１１３の（１００）の結晶面を接
合させる（Ｃ）。シリコンウェーハ１１３を研削および
／または研磨することにより、所望の厚さのシリコン膜
１１３を形成し（Ｄ）、シリコン膜１１３の表面および
シリコンウェーハ１１１裏面に窒化膜Ｓｉ3Ｎ4あるいは
酸化膜ＳｉＯ2等のマスク材１１４、１１５を成膜する
（Ｅ）。さらに、レジスト１１６、１１７を形成した
後、裏面側のレジスト１１７にフォトリソグラフィ技術
によりエッチング窓１１８を設け（Ｆ）、裏面のマスク
材１１５のエッチングを行う（Ｇ）。
【００２６】そして、レジスト１１６、１１７を剥離し
た後（Ｈ）、エッチング窓１１８からＫＯＨ系エッチャ
ントによりシリコンウェーハ１１１に対して異方性エッ
チングを行う（Ｉ）。このとき、Ａｕ膜１１２はいわゆ
るエッチストッパとして機能するため、エッチング速度
等がばらついたとしても、均一な厚さのカンチレバー１
５を形成することが可能となる。そして、最後にマスク
材１１４、１１５を除去した後（Ｊ）、３７０〜４５０
℃の熱処理を行うことにより、Ａｕ膜１１２と、シリコ
ンウェーハ１１１およびポリシリコン膜１１３との境界
においてＡｕ−Ｓｉ合金層が形成される。
た後（Ｈ）、エッチング窓１１８からＫＯＨ系エッチャ
ントによりシリコンウェーハ１１１に対して異方性エッ
チングを行う（Ｉ）。このとき、Ａｕ膜１１２はいわゆ
るエッチストッパとして機能するため、エッチング速度
等がばらついたとしても、均一な厚さのカンチレバー１
５を形成することが可能となる。そして、最後にマスク
材１１４、１１５を除去した後（Ｊ）、３７０〜４５０
℃の熱処理を行うことにより、Ａｕ膜１１２と、シリコ
ンウェーハ１１１およびポリシリコン膜１１３との境界
においてＡｕ−Ｓｉ合金層が形成される。
【００２７】このようにして作製された半導体センサに
あっては、第１実施例に係る半導体センサと同様に、カ
ンチレバー１５の強度を高めることができ、カンチレバ
ー１５の破損を防止することが可能となる。なお、本実
施例にあっては、単結晶のシリコンウェーハを研削する
ことによりシリコン膜１３を形成しているため、比較的
に厚いシリコン膜１１３を得ることが可能となる。
あっては、第１実施例に係る半導体センサと同様に、カ
ンチレバー１５の強度を高めることができ、カンチレバ
ー１５の破損を防止することが可能となる。なお、本実
施例にあっては、単結晶のシリコンウェーハを研削する
ことによりシリコン膜１３を形成しているため、比較的
に厚いシリコン膜１１３を得ることが可能となる。
【００２８】続いて図５を参照しながら本発明の第３実
施例に係る半導体センサの製造方法を説明する。本実施
例に係る半導体センサの製造方法は、異方性エッチング
を行った後（Ｉ）に等方性エッチング（Ｊ）を行う点に
おいて第２実施例と相違する。異方性エッチングに加え
て等方性エッチングを行うことにより、同図の（Ｊ）
（Ｋ）に示されるようにカンチレバー１５の連結部１５
１に丸みをもたせることができ、応力が連結部１５１に
集中するのを回避することが可能となる。これにより、
カンチレバーの強度をさらに高めることが可能となる。
なお、他の製造工程は、第２実施例に係る製造方法と同
様である。
施例に係る半導体センサの製造方法を説明する。本実施
例に係る半導体センサの製造方法は、異方性エッチング
を行った後（Ｉ）に等方性エッチング（Ｊ）を行う点に
おいて第２実施例と相違する。異方性エッチングに加え
て等方性エッチングを行うことにより、同図の（Ｊ）
（Ｋ）に示されるようにカンチレバー１５の連結部１５
１に丸みをもたせることができ、応力が連結部１５１に
集中するのを回避することが可能となる。これにより、
カンチレバーの強度をさらに高めることが可能となる。
なお、他の製造工程は、第２実施例に係る製造方法と同
様である。
【００２９】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、カ
ンチレバーにＡｕ層を形成することにより、カンチレバ
ーを補強することができ、カンチレバーの破損を防止す
ることが可能となる。また、シリコン層とＡｕ層との境
界にＡｕ−Ｓｉ合金層を形成することにより、より一層
カンチレバーの強度を高めることができる。また、カン
チレバーの連結部分の肉厚を、カンチレバーの中央部分
の肉厚よりも厚くすることにより、応力の集中し易い連
結部分の破損を防止することが可能となる。
ンチレバーにＡｕ層を形成することにより、カンチレバ
ーを補強することができ、カンチレバーの破損を防止す
ることが可能となる。また、シリコン層とＡｕ層との境
界にＡｕ−Ｓｉ合金層を形成することにより、より一層
カンチレバーの強度を高めることができる。また、カン
チレバーの連結部分の肉厚を、カンチレバーの中央部分
の肉厚よりも厚くすることにより、応力の集中し易い連
結部分の破損を防止することが可能となる。
【００３０】さらに、エッチングによりカンチレバーを
形成する際に、Ａｕ層はエッチストパとして機能するた
め、エッチングの条件等がばらついたとしても、カンチ
レバーの厚さを正確に制御することが可能となる。
形成する際に、Ａｕ層はエッチストパとして機能するた
め、エッチングの条件等がばらついたとしても、カンチ
レバーの厚さを正確に制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る半導体センサの斜視
図である。
図である。
【図２】本発明の第１実施例に係る半導体センサの断面
図である。
図である。
【図３】本発明の第１実施例に係る半導体センサの製造
方法を表す図である。
方法を表す図である。
【図４】本発明の第２実施例に係る半導体センサの製造
方法を表す図である。
方法を表す図である。
【図５】本発明の第３実施例に係る半導体センサの製造
方法を表す図である。
方法を表す図である。
【図６】従来の半導体センサの斜視図である。
【図７】従来の半導体センサの断面図である。
１１ シリコンウェーハ １３ 支持部 １４ 重り部 １５ カンチレバー
Claims (6)
- 【請求項１】 支持部と、 支持部に対して揺動自在な重り部と、 支持部および重り部を連結するとともに、支持部および
重り部に比べて肉薄のカンチレバーとを備えた半導体セ
ンサにおいて、 上記カンチレバーはＡｕ層を有することを特徴とする半
導体センサ。 - 【請求項２】 上記カンチレバーはシリコン層とＡｕ層
とを接合して構成され、シリコン層とＡｕ層との境界に
Ａｕ−Ｓｉ合金層が介在することを特徴とした請求項１
記載の半導体センサ。 - 【請求項３】 カンチレバーにおける支持部および重り
部との連結部分の肉厚を、カンチレバーの中央部分の肉
厚よりも厚くしたことを特徴とする請求項１または請求
項２記載の半導体センサ。 - 【請求項４】 シリコンウェーハの表面にＡｕ層を形成
する工程と、 Ａｕ層上にシリコン層を形成する工程と、 シリコンウェーハの裏面の所定部分に異方性エッチング
を行い、Ａｕ層を露出させることによりカンチレバーを
形成する工程と、 カンチレバーに対して熱処理を行い、Ａｕ−Ｓｉ合金層
を形成する工程とを有することを特徴とした半導体セン
サの製造方法。 - 【請求項５】 第１のシリコンウェーハの表面にＡｕ層
を形成する工程と、 Ａｕ層を介して第２のシリコンウェーハを第１のシリコ
ンウェーハに貼り合わせる工程と、 第１のシリコンウェーハの裏面の所定部分に異方性エッ
チングを行い、Ａｕ層を露出させることによりカンチレ
バーを形成する工程と、 カンチレバーに対して熱処理を行い、Ａｕ−Ｓｉ合金層
を形成する工程とを有することを特徴とした半導体セン
サの製造方法。 - 【請求項６】 カンチレバーを形成する工程は、異方性
エッチングおよび等方性エッチングを組合わせることに
より行うことを特徴とした請求項４または請求項５記載
の半導体センサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3411094A JPH07221323A (ja) | 1994-02-07 | 1994-02-07 | 半導体センサおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3411094A JPH07221323A (ja) | 1994-02-07 | 1994-02-07 | 半導体センサおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07221323A true JPH07221323A (ja) | 1995-08-18 |
Family
ID=12405144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3411094A Withdrawn JPH07221323A (ja) | 1994-02-07 | 1994-02-07 | 半導体センサおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07221323A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002500961A (ja) * | 1998-01-09 | 2002-01-15 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | マイクロメカニックな構造エレメント |
| JP2005518657A (ja) * | 2001-09-27 | 2005-06-23 | シーゲイト テクノロジー エルエルシー | 外装コーテッドｍｅｍｓ素子 |
| JP2007524517A (ja) * | 2003-06-24 | 2007-08-30 | アイディーシー、エルエルシー | Ｍｅｍｓ製造のための薄膜プレカーソルスタック |
-
1994
- 1994-02-07 JP JP3411094A patent/JPH07221323A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002500961A (ja) * | 1998-01-09 | 2002-01-15 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | マイクロメカニックな構造エレメント |
| JP2005518657A (ja) * | 2001-09-27 | 2005-06-23 | シーゲイト テクノロジー エルエルシー | 外装コーテッドｍｅｍｓ素子 |
| JP2007524517A (ja) * | 2003-06-24 | 2007-08-30 | アイディーシー、エルエルシー | Ｍｅｍｓ製造のための薄膜プレカーソルスタック |
| JP4800937B2 (ja) * | 2003-06-24 | 2011-10-26 | クゥアルコム・メムス・テクノロジーズ・インコーポレイテッド | Ｍｅｍｓ製造のための薄膜プレカーソルスタック |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010508 |