JPH0815067A - 静電容量型圧力センサの製造方法 - Google Patents

静電容量型圧力センサの製造方法

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JPH0815067A
JPH0815067A JP15206994A JP15206994A JPH0815067A JP H0815067 A JPH0815067 A JP H0815067A JP 15206994 A JP15206994 A JP 15206994A JP 15206994 A JP15206994 A JP 15206994A JP H0815067 A JPH0815067 A JP H0815067A
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JP
Japan
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cutting
glass plate
pressure sensor
upper glass
section
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JP15206994A
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Sei Kato
聖 加藤
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Abstract

(57)【要約】 【目的】個別の圧力センサに切離す切断工程で切断され
たガラス小片が回路部を損傷しないようにして製造歩留
りを向上させる。 【構成】上部ガラス板2に回路部3の列を内側に含む矩
形の開口22を複数個形成する。開口22は一つの圧力
センサと隣の圧力センサとを切離す切断線の一部を内側
に含む。単結晶シリコン基板に回路部3、薄肉部4、厚
肉部5、凹部6を形成してダイアフラム1を作る。ダイ
アフラム1と上部ガラス板2を貼合わせ、切断刃10で
切断して個別の圧力センサに切離す。回路部3に金属線
9を接続する。予め上部ガラス板2に開口22を設けて
おくと、回路部3の上に切断されたガラス小片が発生し
ないので回路部3を損傷することがなく、製造歩留りを
向上させることができる。またガラス切断部分が少なく
なり、切断刃10の消耗が減る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、シリコン基板を用いた
静電容量型圧力センサの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】シリコン基板を用いた圧力センサは、シ
リコン基板の一部をエッチングして感圧ダイアフラムと
し、感圧部に向い合う部分に電極を設けたガラス板を設
けてダイアフラムと電極との間にコンデンサを形成し、
圧力変化に伴う容量の変化を検出するように構成されて
いる。従来の静電容量型圧力センサの製造方法について
説明しよう。
【0003】図8は従来の静電容量型圧力センサのダイ
アフラムの製造方法を説明するための工程順に示した断
面図である。
【0004】まず、図8(a)に示すように、結晶方位
が〔100〕である主面を有する単結晶の一導電型シリ
コン基板71の一面にマスク72を設け、窓あけし、シ
リコン基板71と反対導電型のウェル73を形成する。
【0005】次に、図8(b)に示すように、ウェル7
3の中に一導電型の素子領域74を形成する。
【0006】次に、図8(c)に示すように、素子領域
74に電極75を設け、回路部3を形成する。回路部3
を絶縁膜76で覆って保護する。
【0007】次に、図8(d)に示すように、シリコン
基板71の反対側の面にマスク77,78を設ける。マ
スク77と78とはエッチング性が異なる材料を用い
る。例えば、マスク77にSiO2 を、マスク78にS
3 4 を使用する。薄肉部4を形成する領域のマスク
77,78を除去し、厚肉部104を形成する領域のマ
スク77を残す。シリコン基板71を異方性エッチング
して凹部79を形成する。エッチング液にはTMAH
(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、(C
3 4 NOH)などが適当である。
【0008】次に、図8(e)に示すように、厚肉部5
を形成する領域のマスク77を除去し、エッチングして
厚肉部5を形成すると同時に薄肉部4を形成する。そし
て、マスク72,77,78を除去する。
【0009】次に、図8(f)に示すように、シリコン
基板71の薄肉部4側の面に新しくマスク80を設け、
反対側の面のマスク72に窓をあけ、エッチングして凹
部6を形成する。
【0010】次に、図8(g)に示すように、マスク7
2、80を除去する。このようにしてダイアフラム1が
製造される。
【0011】図9は従来の静電容量型圧力センサの上部
ガラス板の製造方法を説明するための工程順に示した断
面図である。
【0012】まず、図9(a)に示すように、上部ガラ
ス板91の両面にホトレジスト等でマスク92,93を
設け、マスク93に開口94を設ける。
【0013】次に、図9(b)に示すように、開口94
を通して上部ガラス板91をエッチングして凹部95を
形成する。
【0014】次に、図9(c)に示すように、マスク9
2,93を除去し、ダイアフラム1の凹部6に向い合う
面に金属の蒸着、選択エッチングを行って電極96を形
成する。このようにして上部ガラス板91が得られる。
【0015】図10は従来の静電容量型圧力センサの製
造における貼り合わせ工程と切断工程とを説明するため
の断面図、図11は図10(b)の切断工程を説明する
ための平面図および断面図である。
【0016】まず、図10(a)に示すように、ダイア
フラム1と上部ガラス板91を重ねて位置合わせして陽
極接合法により貼合わせる。陽極接合は、約400℃の
温度に加熱して直流電圧を印加することにより行われ
る。
【0017】次に、図10(b)および図11に示すよ
うに、ダイアフラム1と上部ガラス板91を切断刃10
で切断して個別の圧力センサに切り離す。切断は、図1
1に破線98,99,100で示すように、縦横2方向
に行う。破線98,99破線で示す切断は個別の圧力セ
ンサに切り離すため、破線100で示す切断は回路部3
の上を開いて回路部3に金属線を接続するために行うも
のである。従って、破線100で示す切断は上部ガラス
板91の凹部95の上の部分のみ行い、ダイアフラム1
を切断しない。なお、図11で符号11は感圧部を示
す。
【0018】図10(c)に示すように、上部ガラス板
91を切断すると、ガラス小片97が切り出される。
【0019】図10(d)に示すように、ガラス小片9
7を取り除き、回路部3に金属線9を接続する。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】以上説明した従来の圧
力センサの製造方法において、切断工程で発生するガラ
ス小片97が回路部3の上に落ちて回路部3を損傷さ
せ、製造歩留りを低下させるという問題がある。
【0021】また、破線100で示す切断は、切り込み
量が大き過ぎると回路部3を傷つけてしまうので、切り
込み量を制御しなければならないが、この制御は非常に
難しい。さらに、1枚の切断刃10で切断を行う場合に
はこの切断に要する時間だけ余分に工数がかかるという
問題がある。
【0022】本発明の目的は、個別の圧力センサに切り
離す切断工程で回路部の上に切断されたガラス小片が発
生しないようにして回路部の損傷を防ぎ、製造歩留りを
向上させる静電容量型圧力センサの製造方法を提供する
ことにある。
【0023】
【課題を解決するための手段】本発明の静電容量型圧力
センサの製造方法は、(A)シリコン基板をエッチング
して縦横に整列して配置された凹部を形成することによ
り薄肉部を有する感圧部を縦横に整列して形成する工程
と、前記各々の感圧部の隣に前記感圧部からの信号を処
理する回路部を一つ宛形成する工程とを備えたダイアフ
ラム形成工程、(B)ガラス板の前記回路部の列に対応
する位置に、前記回路部の列を内側に含むように矩形の
開口を複数本平行に形成する工程と、前記ガラス板の前
記感圧部に向かい合う位置に電極を形成する工程とを備
えた上部ガラス板形成工程、(C)前記シリコン基板の
上面に前記上部ガラス板を前記感圧部と前記電極とが向
い合うように位置合わせして貼合わせる貼合わせ工程、
(D)前記貼合わせられた上部ガラス板とシリコン基板
とを縦方向および横方向に切断して個別の圧力センサに
切り離す切断工程、を備えたことを特徴とする。
【0024】本発明は、前記開口が前記一つの圧力セン
サと隣の圧力センサとを切り離す切断線の一部を内側に
含むことを特徴とする。
【0025】
【作用】本発明では、上部ガラス板の前記回路部の列に
対応する位置に、かつ前記回路部の列を内側に含む矩形
の開口を予め設けておいてから、上部ガラス板とシリコ
ン基板とを貼合わせ、個別の圧力センサに切り離す切断
を行うようにしたので、切断時にガラス小片が発生しな
く、従って回路部を損傷することがなく、製造歩留りを
向上させることができる。
【0026】本発明では、前記開口が一つの圧力センサ
と隣の圧力センサとを切り離す切断線の一部を内側に含
むように形成したので、この切断線に沿って切断すると
きはシリコン基板のみ切断すればよい場所が増加し、ガ
ラスを切断する場所が減り、その分だけ切断工数が減る
と同時に切断刃の消耗が減り、切断刃の寿命が長くな
る。特に、開口の長辺に沿って切断するときはガラスを
切断する場所が矩形開口の両端の外側のみとなって大幅
に減り、短辺に沿う切断においてもガラスを切断する場
所が半分近くに減り、切断刃の消耗が大幅に減る。
【0027】
【実施例】図1は本発明の第1の実施例を説明するため
の工程順に示した斜視図および断面図、図2は図1の上
部ガラス板の製造方法を説明するための工程順に示した
断面図、図3は本発明の第1の実施例における切断工程
を説明するための平面図および断面図である。
【0028】図1(a)に示すように、上部ガラス板2
を用意する。上部ガラス板2は、円板形で、位置決めの
ため円板の一部を切断した物から成る。切断部21は通
常オリエンテーション・フラット21と呼ばれている。
オリエンテーション・フラット21を基準にして矩形の
開口22を複数個平行に形成する。開口22は、一つの
圧力センサと隣の圧力センサとを切り離す切断線の一部
を内側に含む寸法に形成する。上部ガラス板2は、図2
に示す手順により製造される。
【0029】まず、図2(a)に示すように、上部ガラ
ス板2の両面にマスク材23,24を設け、窓25,2
6を開ける。ガラスのエッチングはフッ化水素酸系のエ
ッチング液を用いるので、マスク材は、このエッチング
液に耐えるものであることが必要である。
【0030】次に、図2(b)に示すように、フッ化水
素酸系のエッチング液でエッチングして開口22を複数
個平行に形成する。
【0031】次に、図2(c)に示すように、マスク材
23,24を除去し、電極8を設ける。
【0032】次に、図1(b)に示すように、ダイアフ
ラム1を用意する。ダイアフラム1は、結晶方位が〔1
00〕である主面を有する単結晶シリコン基板の一面に
回路部3が形成され、その隣に薄肉部4と厚肉部5、凹
部6から成る感圧部が形成されたものから成る。ダイア
フラム1は、図8で説明した方法で製造される。
【0033】次に、図1(c)に示すように、ダイアフ
ラム1の上に上部ガラス板2を置き、位置合わせした
後、陽極接合法で貼り合わせる。
【0034】次に、図1(d)および図3に示すよう
に、ダイアフラム1と上部ガラス板2を切断刃10で切
断して個別の圧力センサに切り離す。切断は、図3に破
線12,13で示すように、一つの圧力センサと隣の圧
力センサとを切り離す縦横2方向の切断線に沿って行わ
れる。また、開口22は、切断線の一部を開口22の内
側に、かつ開口の辺に沿って含むように設けられている
ので、ガラスを切断する場所は大幅に低減する。なお、
図3で符号11はダイアフラム1の感圧部を示す。
【0035】次に、図1(e)に示すように、回路部3
に金属線9を接続する。
【0036】このように、予め上部ガラス板2に開口2
2を設けておくと、切断時にガラス小片97(図10参
照)が発生しないので回路部3を損傷することがなく、
製造歩留りを向上させることができる。また、図11に
破線100で示した切断がなくなったので、その分だけ
切断工数が減ると同時に切断刃10の消耗が減り、切断
刃の寿命が長くなる。さらに、図1(d)と図10
(c)並びに図3と図11を比較すれば明らかなよう
に、本発明の方法では、ガラスを切断する部分が少な
く、その分だけ切断刃10の消耗が減り、切断刃の寿命
がさらに長くなる。
【0037】図4は本発明の第2の実施例で製造した圧
力センサの断面図である。
【0038】ダイアフラム31は、単結晶シリコン基板
の一方の面に回路部32が形成され、他方の面からのみ
のエッチングにより薄肉部33と厚肉部34から成る感
圧部が形成されたものから成り、従来あった一方の面側
の凹部は形成されていない。その代わりに、上部ガラス
板41に凹部42が形成され、そこに電極43が形成さ
れている。それ以外は図1(e)に示したものと同じで
ある。
【0039】図5は図4のダイアフラムの製造方法を説
明するための工程順に示した断面図である。
【0040】まず、図5(a)に示すように、結晶方位
が〔100〕である主面を有する単結晶の一導電型シリ
コン基板51の一面にマスク52を設け、窓あけし、シ
リコン基板51と反対導電型のウェル53を形成する。
【0041】次に、図5(b)に示すように、ウェル5
3の中に一導電型の素子領域54を形成する。素子領域
54に電極55を設け、回路部32を形成する。回路部
32を絶縁膜56で覆って保護する。
【0042】次に、図5(c)に示すように、シリコン
基板51の反対側の面にマスク57,58を設ける。マ
スク57と58とはエッチング性が異なる材料を用い
る。例えば、マスク57にSiO2 を、マスク58にS
3 4 を使用する。薄肉部33を形成する領域のマス
ク57,58を除去し、厚肉部34を形成する領域のマ
スク57を残す。
【0043】次に、図5(d)に示すように、シリコン
基板51を異方性エッチングして凹部59を形成する。
エッチング液にはTMAH(テトラメチルアンモニウム
ハイドロオキサイド、(CH3 4 NOH)などが適当
である。
【0044】次に、図5(e)に示すように、厚肉部3
4を形成する領域のマスク57を除去し、エッチングし
て厚肉部34を形成すると同時に薄肉部33を形成す
る。そして、マスク52,57,58を除去する。この
ようにして図4に示すダイアフラム31が製造される。
【0045】図6は図4の上部ガラス板の製造方法を説
明するための工程順に示した断面図である。
【0046】まず、図6(a)に示すように、ガラス板
61の上面にマスク62を、下面にマスク63,64を
設ける。ガラスのエッチングはフッ化水素酸系のエッチ
ング液を用いるので、マスク材は、このエッチング液に
耐えるものであることが必要である。また、マスク63
と64は、耐エッチング性が異なるものであることが必
要である。このようなレジスト材として、例えばポジ型
とネガ型のホトレジストがある。マスク63にポジ型ホ
トレジストを、マスク64にネガ型ホトレジストを用い
るのも一つの方法であり、この逆の用い方もできる。マ
スク62,63,64を形成した後、凹部42、開口4
4を形成する領域のマスク64に開口65,66を設
け、更に開口66のマスク63を除去し、ガラス板20
の表面を露出させる。
【0047】次に、図6(b)に示すように、開口66
を通してエッチングを行い、凹部67を形成する。
【0048】次に、図6(c)に示すように、開口65
のマスク63を除去し、開口64,66を通してエッチ
ングして凹部42を形成すると共に凹部67を更に深く
エッチングして開口44を形成する。
【0049】次に、図6(d)に示すように、マスク6
1〜64を除去した後、金属の蒸着と選択除去により電
極43を形成して上部ガラス板41を得る。
【0050】図7は本発明の第2の実施例における切断
工程を説明するための工程順に示した断面図である。
【0051】まず、図7(a)に示すように、以上のよ
うにして得られたダイアフラム1の上に上部ガラス板2
を重ね合わせ、位置合わせして陽極接合する。
【0052】次に、図7(b)に示すように、ダイアフ
ラム31と上部ガラス板41を切断刃10で切断して個
別の圧力センサに切り離す。第1の実施例と同様に、切
断は、図3に破線12,13で示すように縦横2方向に
行う。
【0053】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、上部
ガラス板に予め開口を設けてにおき、ダイアフラムに貼
り付け、開口の内側に沿って切断するようにしたので、
切り離されたガラス小片が発生せず、従って、ガラス小
片による回路部の損傷も発生せず、製造歩留りを向上さ
せることができる。さらに、切断数とガラスを切断する
部分が減るので、切断工数が低減されると共に切断刃の
寿命が長くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を説明するための工程順
に示した斜視図および断面図である。
【図2】図1の上部ガラス板の製造方法を説明するため
の工程順に示した断面図である。
【図3】本発明の第1の実施例における切断工程を説明
するための平面図および断面図である。
【図4】本発明の第2の実施例で製造した圧力センサの
断面図である。
【図5】図4のダイアフラムの製造方法を説明するため
の工程順に示した断面図である。
【図6】図4の上部ガラス板の製造方法を説明するため
の工程順に示した断面図である。
【図7】本発明の第2の実施例における切断工程をを説
明するための工程順に示した断面図である。
【図8】従来の静電容量型圧力センサのダイアフラムの
製造方法を説明するための工程順に示した断面図であ
る。
【図9】従来の静電容量型圧力センサの上部ガラス板の
製造方法を説明するための工程順に示した断面図であ
る。
【図10】従来の静電容量型圧力センサの製造における
貼り合わせ工程と切断工程とを説明するための断面図で
ある。
【図11】図10(b)の切断工程を説明するための平
面図および断面図である。
【符号の説明】
1 ダイアフラム 2 上部ガラス板 3 回路部 4 薄肉部 5 厚肉部 6 凹部 8 電極 9 金属線 10 切断刃 22 開口
【手続補正書】
【提出日】平成7年8月22日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】次に、図8(d)に示すように、シリコン
基板71の反対側の面にマスク77,78を設ける。マ
スク77と78とはエッチング性が異なる材料を用い
る。例えば、マスク77にSiOを、マスク78にS
を使用する。薄肉部4を形成する領域のマスク
77,78を除去し、厚肉部を形成する領域のマスク
77を残す。シリコン基板71を異方性エッチングして
凹部79を形成する。エッチング液にはTMAH(テト
ラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、(CH
NOH)などが適当である。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正内容】
【0008】次に、図8(e)に示すように、厚肉部5
を形成する領域のマスク77を除去し、エッチングして
厚肉部5を形成すると同時に薄肉部4を形成する。そし
て、マスク77,78を除去する。
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図3
【補正方法】変更
【補正内容】
【図3】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)シリコン基板をエッチングして縦
    横に整列して配置された凹部を形成することにより薄肉
    部を有する感圧部を縦横に整列して形成する工程と、前
    記各々の感圧部の隣に前記感圧部からの信号を処理する
    回路部を一つ宛形成する工程とを備えたダイアフラム形
    成工程、 (B)ガラス板の前記回路部の列に対応する位置に、前
    記回路部の列を内側に含むように矩形の開口を複数本平
    行に形成する工程と、前記ガラス板の前記感圧部に向か
    い合う位置に電極を形成する工程とを備えた上部ガラス
    板形成工程、 (C)前記シリコン基板の上面に前記上部ガラス板を前
    記感圧部と前記電極とが向い合うように位置合わせして
    貼合わせる貼合わせ工程、 (D)前記貼合わせられた上部ガラス板とシリコン基板
    とを切断して個別の圧力センサに切り離す切断工程、 を備えたことを特徴とする静電容量型圧力センサの製造
    方法。
  2. 【請求項2】 前記開口が前記一つの圧力センサと隣の
    圧力センサとを切り離す切断線の一部を前記開口の内側
    にかつ前記開口の辺に沿って含むことを特徴とする請求
    項1記載の静電容量型圧力センサの製造方法。
JP15206994A 1994-07-04 1994-07-04 静電容量型圧力センサの製造方法 Withdrawn JPH0815067A (ja)

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JP (1) JPH0815067A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009260388A (ja) * 1997-01-11 2009-11-05 Robert Bosch Gmbh ウェハステープル

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009260388A (ja) * 1997-01-11 2009-11-05 Robert Bosch Gmbh ウェハステープル

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