JPH08148696A - 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
- JPH08148696A JPH08148696A JP30810594A JP30810594A JPH08148696A JP H08148696 A JPH08148696 A JP H08148696A JP 30810594 A JP30810594 A JP 30810594A JP 30810594 A JP30810594 A JP 30810594A JP H08148696 A JPH08148696 A JP H08148696A
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- Japan
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- mask
- silicon wafer
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体圧力センサに於けるシリコンダイヤフ
ラムに形成するピエゾ抵抗部の位置精度を向上すると共
に製造コストを低廉化する。 【構成】 （ａ）シリコンウェハ１のダイヤフラムとな
る部分に第１のマスク２を置き、選択エッチング用拡散
領域３を形成し、（ｂ）拡散領域３の凹凸形状を利用し
て位置決めされた第２のマスク５の貫通孔５ａを介して
選択拡散にて各ピエゾ抵抗部４を形成し、（ｃ）シリコ
ンウェハ１の裏面に第３のマスク６を置いて異方性エッ
チング及び選択エッチングを行い、（ｄ）エッチングに
より残された部分によりダイヤフラム７及びダイヤフラ
ム支持部８を形成する。 【効果】 拡散領域がダイヤフラム支持部となるため、
片面マスクアライナにより容易に高精度な位置にピエゾ
抵抗部を形成でき、高価な両面マスクアライナによる位
置決めを行う必要が無く、製造コストを低廉化し得る。
ラムに形成するピエゾ抵抗部の位置精度を向上すると共
に製造コストを低廉化する。 【構成】 （ａ）シリコンウェハ１のダイヤフラムとな
る部分に第１のマスク２を置き、選択エッチング用拡散
領域３を形成し、（ｂ）拡散領域３の凹凸形状を利用し
て位置決めされた第２のマスク５の貫通孔５ａを介して
選択拡散にて各ピエゾ抵抗部４を形成し、（ｃ）シリコ
ンウェハ１の裏面に第３のマスク６を置いて異方性エッ
チング及び選択エッチングを行い、（ｄ）エッチングに
より残された部分によりダイヤフラム７及びダイヤフラ
ム支持部８を形成する。 【効果】 拡散領域がダイヤフラム支持部となるため、
片面マスクアライナにより容易に高精度な位置にピエゾ
抵抗部を形成でき、高価な両面マスクアライナによる位
置決めを行う必要が無く、製造コストを低廉化し得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体圧力センサの製
造方法に関し、特に、シリコンウェハの中央部に形成さ
れた薄肉のダイヤフラムにピエゾ抵抗部を有する半導体
圧力センサの製造方法に関する。
造方法に関し、特に、シリコンウェハの中央部に形成さ
れた薄肉のダイヤフラムにピエゾ抵抗部を有する半導体
圧力センサの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車のエンジン回りや家庭電器
製品の各種圧力センサとして、高感度かつコンパクトな
半導体圧力センサが用いられている。このような半導体
圧力センサとして、例えば図２に示されるものがある。
製品の各種圧力センサとして、高感度かつコンパクトな
半導体圧力センサが用いられている。このような半導体
圧力センサとして、例えば図２に示されるものがある。
【０００３】この半導体圧力センサは、図２（ａ）に示
されるように方形のシリコンウェハ１の中央部に図２
（ｂ）に示されるように薄肉のダイヤフラム１１を形成
し、そのダイヤフラム１１をその周囲に形成された厚肉
のダイヤフラム支持部１２により支持するようにすると
共に、図２（ａ）に示されるようにダイヤフラム１１の
周縁近傍であって４辺の各中央位置にそれぞれＰ型半導
体のピエゾ抵抗部１３を形成してなる。そして、各ピエ
ゾ抵抗部１３によりホイーストンブリッジ回路を構成し
て、ダイヤフラム１１のたわみ量をピエゾ抵抗部１３に
作用する応力から換算し、ダイヤフラム１１に加わる圧
力をブリッジ出力電圧により検出するようにしている。
されるように方形のシリコンウェハ１の中央部に図２
（ｂ）に示されるように薄肉のダイヤフラム１１を形成
し、そのダイヤフラム１１をその周囲に形成された厚肉
のダイヤフラム支持部１２により支持するようにすると
共に、図２（ａ）に示されるようにダイヤフラム１１の
周縁近傍であって４辺の各中央位置にそれぞれＰ型半導
体のピエゾ抵抗部１３を形成してなる。そして、各ピエ
ゾ抵抗部１３によりホイーストンブリッジ回路を構成し
て、ダイヤフラム１１のたわみ量をピエゾ抵抗部１３に
作用する応力から換算し、ダイヤフラム１１に加わる圧
力をブリッジ出力電圧により検出するようにしている。
【０００４】このようにして形成された半導体圧力セン
サでは、ダイヤフラム１１に応力分布があるため、設計
通りの特性を発揮させるためには、ピエゾ抵抗部１３を
所定の位置に位置精度良く設けることが必要である。ダ
イヤフラム１１へのピエゾ抵抗部１３の形成を、図３
（ａ）に示されるようにシリコンウェハ１の表面側から
ＳｉＯ2層のマスク５を用いて行い、ダイヤフラム支持
部１２を、シリコンウェハ１の裏面側から図３（ｂ）に
示されるようにマスク６を用いて異方性エッチング及び
選択エッチングにより形成している。各ピエゾ抵抗部１
３をダイヤフラム１１の４辺に対して設計に合わせて位
置させるためには、上記マスク６を図示されない両面マ
スクアライナ装置により位置決めしていた。
サでは、ダイヤフラム１１に応力分布があるため、設計
通りの特性を発揮させるためには、ピエゾ抵抗部１３を
所定の位置に位置精度良く設けることが必要である。ダ
イヤフラム１１へのピエゾ抵抗部１３の形成を、図３
（ａ）に示されるようにシリコンウェハ１の表面側から
ＳｉＯ2層のマスク５を用いて行い、ダイヤフラム支持
部１２を、シリコンウェハ１の裏面側から図３（ｂ）に
示されるようにマスク６を用いて異方性エッチング及び
選択エッチングにより形成している。各ピエゾ抵抗部１
３をダイヤフラム１１の４辺に対して設計に合わせて位
置させるためには、上記マスク６を図示されない両面マ
スクアライナ装置により位置決めしていた。
【０００５】しかしながら、従来の両面マスクアライナ
装置ではピエゾ抵抗部１２の位置精度を±５μｍ程度に
抑えることができるが、それ以上の高精度化を行うこと
は困難であり、さらに高価であるという問題があった。
そのため、図３（ｂ）に示されるようにピエゾ抵抗部１
２に対して裏面側のマスク６の位置がずれてしまった場
合には、エッチングにより形成されたダイヤフラム１１
の縁に対するピエゾ抵抗部１２の位置がずれてしまい、
設計通りの特性を得ることができないという問題があっ
た。
装置ではピエゾ抵抗部１２の位置精度を±５μｍ程度に
抑えることができるが、それ以上の高精度化を行うこと
は困難であり、さらに高価であるという問題があった。
そのため、図３（ｂ）に示されるようにピエゾ抵抗部１
２に対して裏面側のマスク６の位置がずれてしまった場
合には、エッチングにより形成されたダイヤフラム１１
の縁に対するピエゾ抵抗部１２の位置がずれてしまい、
設計通りの特性を得ることができないという問題があっ
た。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このような従来技術の
問題点に鑑み、本発明の主な目的は、シリコンダイヤフ
ラムに形成するピエゾ抵抗部の位置精度を向上し得ると
共に製造コストを低廉化し得る半導体圧力センサの製造
方法を提供することにある。
問題点に鑑み、本発明の主な目的は、シリコンダイヤフ
ラムに形成するピエゾ抵抗部の位置精度を向上し得ると
共に製造コストを低廉化し得る半導体圧力センサの製造
方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明によれば、シリコンウェハの中央部に形成された薄肉
のダイヤフラムと、前記シリコンウェハの周縁部に前記
ダイヤフラムと一体にかつ厚肉状に形成されたダイヤフ
ラム支持部と、前記ダイヤフラムに形成されたピエゾ抵
抗部とを有する半導体圧力センサの製造方法であって、
シリコンウェハの前記ダイヤフラムとして形成する部分
をマスクで覆い、前記シリコンウェハの前記マスクの回
りに選択エッチング用拡散領域を形成する過程と、前記
ダイヤフラムとして形成する部分の所定の位置に前記ピ
エゾ抵抗部を形成する過程と、前記シリコンウェハの前
記ダイヤフラムとして形成する部分とは相反する側から
選択エッチングにより薄肉の前記ダイヤフラムを形成す
る過程とを有することを特徴とする半導体圧力センサの
製造方法を提供することにより達成される。
明によれば、シリコンウェハの中央部に形成された薄肉
のダイヤフラムと、前記シリコンウェハの周縁部に前記
ダイヤフラムと一体にかつ厚肉状に形成されたダイヤフ
ラム支持部と、前記ダイヤフラムに形成されたピエゾ抵
抗部とを有する半導体圧力センサの製造方法であって、
シリコンウェハの前記ダイヤフラムとして形成する部分
をマスクで覆い、前記シリコンウェハの前記マスクの回
りに選択エッチング用拡散領域を形成する過程と、前記
ダイヤフラムとして形成する部分の所定の位置に前記ピ
エゾ抵抗部を形成する過程と、前記シリコンウェハの前
記ダイヤフラムとして形成する部分とは相反する側から
選択エッチングにより薄肉の前記ダイヤフラムを形成す
る過程とを有することを特徴とする半導体圧力センサの
製造方法を提供することにより達成される。
【０００８】
【作用】このようにすれば、ダイヤフラム支持部となる
拡散領域をシリコンウェハのピエゾ抵抗部を形成する面
側から形成することから、片面アライメントにて両者の
形成位置を決定でき、両者間の位置を容易に高精度化し
得る。なお、シリコンウェハの一方の面側からピエゾ抵
抗部及び拡散領域を形成した後には、その一方の面とは
相反する面側から選択エッチングすることにより、ダイ
ヤフラムを形成すると共に、拡散領域をダイヤフラム支
持部として形成することができる。
拡散領域をシリコンウェハのピエゾ抵抗部を形成する面
側から形成することから、片面アライメントにて両者の
形成位置を決定でき、両者間の位置を容易に高精度化し
得る。なお、シリコンウェハの一方の面側からピエゾ抵
抗部及び拡散領域を形成した後には、その一方の面とは
相反する面側から選択エッチングすることにより、ダイ
ヤフラムを形成すると共に、拡散領域をダイヤフラム支
持部として形成することができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の好適実施例を添付の図面につ
いて詳しく説明する。
いて詳しく説明する。
【００１０】図１は、本発明が適用された半導体圧力セ
ンサの製造プロセスを示す要部拡大模式的側断面図であ
る。図に於いて前記従来例と同様の部分については同一
の符号を付してその詳しい説明を省略する。先ず、例え
ばＮ型のシリコンウェハ１の表面（ダイヤフラム形成
側）のダイヤフラムとなる部分に図１（ａ）に示される
ように第１のマスク（ＳｉＯ2）２を置き、その第１の
マスク２で覆われていない部分に対してシリコンウェハ
１の表面側から拡散を行い、Ｐ型またはＮ+の選択エッ
チング用拡散領域３を選択拡散により形成する。
ンサの製造プロセスを示す要部拡大模式的側断面図であ
る。図に於いて前記従来例と同様の部分については同一
の符号を付してその詳しい説明を省略する。先ず、例え
ばＮ型のシリコンウェハ１の表面（ダイヤフラム形成
側）のダイヤフラムとなる部分に図１（ａ）に示される
ように第１のマスク（ＳｉＯ2）２を置き、その第１の
マスク２で覆われていない部分に対してシリコンウェハ
１の表面側から拡散を行い、Ｐ型またはＮ+の選択エッ
チング用拡散領域３を選択拡散により形成する。
【００１１】次に、上記第１のマスク２で覆った部分の
所定の位置に選択拡散によりＰ型半導体のピエゾ抵抗部
４を形成するべく、図１（ｂ）に示されるようにピエゾ
抵抗部４となるべき部分に貫通孔５ａを有する第２のマ
スク（ＳｉＯ2）５をシリコンウェハ１の表面に置く。
この時、第１のマスク２で覆われた部分と拡散領域３と
の境界がダイヤフラムの縁になることから、その縁に対
して極力所定の位置に各ピエゾ抵抗部４を形成すること
が望ましい。その位置合わせを、上記拡散領域３の形成
の際に形成された凹凸形状を利用して行うことができ、
片面マスクアライナにて行い得る。
所定の位置に選択拡散によりＰ型半導体のピエゾ抵抗部
４を形成するべく、図１（ｂ）に示されるようにピエゾ
抵抗部４となるべき部分に貫通孔５ａを有する第２のマ
スク（ＳｉＯ2）５をシリコンウェハ１の表面に置く。
この時、第１のマスク２で覆われた部分と拡散領域３と
の境界がダイヤフラムの縁になることから、その縁に対
して極力所定の位置に各ピエゾ抵抗部４を形成すること
が望ましい。その位置合わせを、上記拡散領域３の形成
の際に形成された凹凸形状を利用して行うことができ、
片面マスクアライナにて行い得る。
【００１２】次に図１（ｃ）に示されるように、シリコ
ンウェハ１の裏面のダイヤフラム支持部として残す部分
に、図示されない両面マスクアライナにより位置決めし
た第３のマスク６を置いて、シリコンウェハ１の裏面側
から異方性エッチング及び選択エッチングによりエッチ
ングを行う。
ンウェハ１の裏面のダイヤフラム支持部として残す部分
に、図示されない両面マスクアライナにより位置決めし
た第３のマスク６を置いて、シリコンウェハ１の裏面側
から異方性エッチング及び選択エッチングによりエッチ
ングを行う。
【００１３】そして、図１（ｄ）に示されるように上記
エッチングにより残された部分により、ダイヤフラム７
及びダイヤフラム支持部８が形成される。このダイヤフ
ラム支持部８は、拡散領域３がエッチングされずに残る
ため、上記エッチングされずに残った部分９と拡散領域
３とにより形成されている。また、ダイヤフラム７とダ
イヤフラム支持部８との境界部に相当する部分が拡散領
域３により形成されていることから、拡散領域３形成時
の曲面が残るため、ダイヤフラム支持部８の縁部の強度
が高められている。
エッチングにより残された部分により、ダイヤフラム７
及びダイヤフラム支持部８が形成される。このダイヤフ
ラム支持部８は、拡散領域３がエッチングされずに残る
ため、上記エッチングされずに残った部分９と拡散領域
３とにより形成されている。また、ダイヤフラム７とダ
イヤフラム支持部８との境界部に相当する部分が拡散領
域３により形成されていることから、拡散領域３形成時
の曲面が残るため、ダイヤフラム支持部８の縁部の強度
が高められている。
【００１４】このようにして製造された半導体圧力セン
サにあっては、ダイヤフラム７の周縁が拡散領域３との
境界であり、その拡散領域３を、シリコンウェハ１のピ
エゾ抵抗部４を形成する側である表面側から形成するこ
とができると共に、その拡散領域３の形成により生じる
凹凸を利用してピエゾ抵抗部４の位置決めを行うことが
できる。このピエゾ抵抗部４の位置決めを片面マスクア
ライナを用いて行うことができるため、その位置精度を
例えば±１μｍ程度にすることができる。
サにあっては、ダイヤフラム７の周縁が拡散領域３との
境界であり、その拡散領域３を、シリコンウェハ１のピ
エゾ抵抗部４を形成する側である表面側から形成するこ
とができると共に、その拡散領域３の形成により生じる
凹凸を利用してピエゾ抵抗部４の位置決めを行うことが
できる。このピエゾ抵抗部４の位置決めを片面マスクア
ライナを用いて行うことができるため、その位置精度を
例えば±１μｍ程度にすることができる。
【００１５】従って、ピエゾ抵抗部４を、ダイヤフラム
７の周縁に対して近接しかつ高精度な位置に形成するこ
とができ、例えば図１（ｃ）に示されるようにシリコン
ウェハ１の裏面側への第３のマスク６の位置がピエゾ抵
抗部４に対して従来例と同様にずれていた場合でも、そ
のずれた状態でのエッチングの影響は拡散領域３には及
ばないので、ダイヤフラム７の周縁（拡散領域３との
境）を基準とするピエゾ抵抗部４の位置決めには何ら不
都合を生じることがない。
７の周縁に対して近接しかつ高精度な位置に形成するこ
とができ、例えば図１（ｃ）に示されるようにシリコン
ウェハ１の裏面側への第３のマスク６の位置がピエゾ抵
抗部４に対して従来例と同様にずれていた場合でも、そ
のずれた状態でのエッチングの影響は拡散領域３には及
ばないので、ダイヤフラム７の周縁（拡散領域３との
境）を基準とするピエゾ抵抗部４の位置決めには何ら不
都合を生じることがない。
【００１６】なお、本実施例ではダイヤフラム支持部８
を拡散領域３と異方性及び選択エッチングにより残った
部分とにより形成したが、これに限るものではない。例
えば、拡散領域を形成する際にその拡散深さを大きくす
ることにより、第３のマスク６を使用することなく異方
性及び選択エッチングによりダイヤフラム７と共にダイ
ヤフラム支持部を形成することができる。これによれ
ば、両面マスクアライナを用いる必要が無く、より一層
製造工程を簡略化すると共に製造コストを低廉化し得
る。
を拡散領域３と異方性及び選択エッチングにより残った
部分とにより形成したが、これに限るものではない。例
えば、拡散領域を形成する際にその拡散深さを大きくす
ることにより、第３のマスク６を使用することなく異方
性及び選択エッチングによりダイヤフラム７と共にダイ
ヤフラム支持部を形成することができる。これによれ
ば、両面マスクアライナを用いる必要が無く、より一層
製造工程を簡略化すると共に製造コストを低廉化し得
る。
【００１７】
【発明の効果】このように本発明によれば、片面マスク
アライナを用いてダイヤフラム支持部となる拡散領域の
境を基準にしてピエゾ抵抗部を位置決めしかつ形成し得
ることから、拡散領域の境がダイヤフラムの周縁となる
ため、ダイヤフラムの周縁に近接しかつ高精度な位置に
ピエゾ抵抗部を形成することができると共に、高精度な
両面マスクアライナを用いる必要がないため、製造コス
トを低廉化し得る。
アライナを用いてダイヤフラム支持部となる拡散領域の
境を基準にしてピエゾ抵抗部を位置決めしかつ形成し得
ることから、拡散領域の境がダイヤフラムの周縁となる
ため、ダイヤフラムの周縁に近接しかつ高精度な位置に
ピエゾ抵抗部を形成することができると共に、高精度な
両面マスクアライナを用いる必要がないため、製造コス
トを低廉化し得る。
【図１】（ａ）は本発明が適用された半導体圧力センサ
の製造プロセスの拡散領域の形成を示す要部拡大模式的
側断面図であり、（ｂ）はピエゾ抵抗部の形成を示す同
様の図であり、（ｃ）はダイヤフラム支持部の形成前を
示す同様の図であり、（ｄ）は製造プロセス終了後の形
状を示す同様の図である。
の製造プロセスの拡散領域の形成を示す要部拡大模式的
側断面図であり、（ｂ）はピエゾ抵抗部の形成を示す同
様の図であり、（ｃ）はダイヤフラム支持部の形成前を
示す同様の図であり、（ｄ）は製造プロセス終了後の形
状を示す同様の図である。
【図２】（ａ）は従来の半導体圧力センサを示す平面図
であり、（ｂ）はその側断面図である。
であり、（ｂ）はその側断面図である。
【図３】（ａ）は従来の半導体圧力センサの製造プロセ
スのピエゾ抵抗部の形成を示す要部拡大模式的側断面図
であり、（ｂ）はダイヤフラム支持部の形成前を示す同
様の図であり、（ｃ）は製造プロセス終了後の形状を示
す同様の図である。
スのピエゾ抵抗部の形成を示す要部拡大模式的側断面図
であり、（ｂ）はダイヤフラム支持部の形成前を示す同
様の図であり、（ｃ）は製造プロセス終了後の形状を示
す同様の図である。
１ シリコンウェハ ２ 第１のマスク ３ 拡散領域 ４ ピエゾ抵抗部 ５ 第２のマスク ５ａ 貫通孔 ６ 第３のマスク ７ ダイヤフラム ８ ダイヤフラム支持部 １１ ダイヤフラム １２ ダイヤフラム支持部 １３ ピエゾ抵抗部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木暮 敏 群馬県桐生市広沢町１丁目2681番地 株式 会社三ツ葉電機製作所内
Claims (1)
- 【請求項１】 シリコンウェハの中央部に形成された薄
肉のダイヤフラムと、前記シリコンウェハの周縁部に前
記ダイヤフラムと一体にかつ厚肉状に形成されたダイヤ
フラム支持部と、前記ダイヤフラムに形成されたピエゾ
抵抗部とを有する半導体圧力センサの製造方法であっ
て、 シリコンウェハの前記ダイヤフラムとして形成する部分
をマスクで覆い、前記シリコンウェハの前記マスクの回
りに選択エッチング用拡散領域を形成する過程と、前記
ダイヤフラムとして形成する部分の所定の位置に前記ピ
エゾ抵抗部を形成する過程と、前記シリコンウェハの前
記ダイヤフラムとして形成する部分とは相反する側から
選択エッチングにより薄肉の前記ダイヤフラムを形成す
る過程と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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30810594A JPH08148696A (ja) | 1994-11-16 | 1994-11-16 | 半導体圧力センサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30810594A JPH08148696A (ja) | 1994-11-16 | 1994-11-16 | 半導体圧力センサの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08148696A true JPH08148696A (ja) | 1996-06-07 |
Family
ID=17976935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30810594A Ceased JPH08148696A (ja) | 1994-11-16 | 1994-11-16 | 半導体圧力センサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08148696A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2786565A1 (fr) * | 1998-11-27 | 2000-06-02 | Commissariat Energie Atomique | Structure micro-usinee a membrane deformable et son procede de realisation |
| EP1879425A3 (en) * | 2006-07-10 | 2008-02-13 | Yamaha Corporation | Pressure sensor and manufacturing method therefor |
-
1994
- 1994-11-16 JP JP30810594A patent/JPH08148696A/ja not_active Ceased
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2786565A1 (fr) * | 1998-11-27 | 2000-06-02 | Commissariat Energie Atomique | Structure micro-usinee a membrane deformable et son procede de realisation |
| WO2000033045A1 (fr) * | 1998-11-27 | 2000-06-08 | Commissariat A L'energie Atomique | Structure micro-usinee a membrane deformable et son procede de realisation |
| EP1879425A3 (en) * | 2006-07-10 | 2008-02-13 | Yamaha Corporation | Pressure sensor and manufacturing method therefor |
| US7932117B2 (en) | 2006-07-10 | 2011-04-26 | Yamaha Corporation | Pressure sensor and manufacturing method therefor |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20040608 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A521 | Written amendment |
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