JPH10135485A - 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
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- JPH10135485A JPH10135485A JP28708196A JP28708196A JPH10135485A JP H10135485 A JPH10135485 A JP H10135485A JP 28708196 A JP28708196 A JP 28708196A JP 28708196 A JP28708196 A JP 28708196A JP H10135485 A JPH10135485 A JP H10135485A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 所定長さ及び所定厚さを有するダイアフラム
部を形成し、かつ、基板面方向における小型化を達成で
きる半導体圧力センサの製造方法を提供する。 【解決手段】 シリコン基板２の一方面２ａと、所定深
さ及び所定長さを有した凹部１１が略中央部に設けられ
た貼り合わせシリコン基板１の一面１ａとを互いに貼り
合わせる貼り合わせ工程と、シリコン基板２を薄膜化し
てダイアフラム部２１をシリコン基板２に形成するダイ
アフラム部形成工程と、ピエゾ抵抗２２をシリコン基板
２の他方面２ｂ側に形成するピエゾ抵抗形成工程と、凹
部１１の所定長さ以下の他面１ｂ側における耐エッチン
グ膜１３をダイアフラム部２１対応位置にて除去して開
口部１４を貼り合わせシリコン基板１に形成する開口部
形成工程と、開口部１４から異方性エッチングして凹部
１１に連通した圧力導入孔１５を形成する圧力導入孔形
成工程と、を有する構成にしてある。
部を形成し、かつ、基板面方向における小型化を達成で
きる半導体圧力センサの製造方法を提供する。 【解決手段】 シリコン基板２の一方面２ａと、所定深
さ及び所定長さを有した凹部１１が略中央部に設けられ
た貼り合わせシリコン基板１の一面１ａとを互いに貼り
合わせる貼り合わせ工程と、シリコン基板２を薄膜化し
てダイアフラム部２１をシリコン基板２に形成するダイ
アフラム部形成工程と、ピエゾ抵抗２２をシリコン基板
２の他方面２ｂ側に形成するピエゾ抵抗形成工程と、凹
部１１の所定長さ以下の他面１ｂ側における耐エッチン
グ膜１３をダイアフラム部２１対応位置にて除去して開
口部１４を貼り合わせシリコン基板１に形成する開口部
形成工程と、開口部１４から異方性エッチングして凹部
１１に連通した圧力導入孔１５を形成する圧力導入孔形
成工程と、を有する構成にしてある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、航空機又
は家電製品等に用いられる半導体圧力センサの製造方法
に関するものである。
は家電製品等に用いられる半導体圧力センサの製造方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の半導体圧力センサの製造
方法として、図４に示す製造方法が存在する。この製造
方法は、圧力による抵抗変化を電気信号に変換するピエ
ゾ抵抗Ａが一面側に形成されたシリコン基板Ｂの両面
に、窒化珪素皮膜からなる耐エッチング膜Ｂ１を形成す
る。そして、他面側の耐エッチング膜Ｂ１をピエゾ抵抗
Ａの対応位置にて除去して開口部Ｂ２を設ける（ａ）。
方法として、図４に示す製造方法が存在する。この製造
方法は、圧力による抵抗変化を電気信号に変換するピエ
ゾ抵抗Ａが一面側に形成されたシリコン基板Ｂの両面
に、窒化珪素皮膜からなる耐エッチング膜Ｂ１を形成す
る。そして、他面側の耐エッチング膜Ｂ１をピエゾ抵抗
Ａの対応位置にて除去して開口部Ｂ２を設ける（ａ）。
【０００３】次いで、開口部Ｂ２からＫＯＨ溶液を使用
して異方性エッチングして、測定対象である流体が圧力
を持って導入される圧力導入孔Ｂ３を形成して、負荷さ
れた圧力に対応して撓むダイアフラム部Ｂ４が、所定長
さ及び所定厚さを有して、ピエゾ抵抗Ａの対応位置にて
シリコン基板Ｂに形成される（ｂ）。
して異方性エッチングして、測定対象である流体が圧力
を持って導入される圧力導入孔Ｂ３を形成して、負荷さ
れた圧力に対応して撓むダイアフラム部Ｂ４が、所定長
さ及び所定厚さを有して、ピエゾ抵抗Ａの対応位置にて
シリコン基板Ｂに形成される（ｂ）。
【０００４】さらに詳しくは、エッチングは異方性エッ
チングであって、シリコン基板Ｂの面方位によってエッ
チング速度が異なるので、図４（ｂ）で示すように、圧
力導入孔Ｂ３の開口幅が基板面方向で、つまり厚さ方向
に対する直交方向で、２Ｌだけ開口部Ｂ２側で幅の広い
台形状に形成される。したがって、開口部Ｂ２の開口幅
はダイアフラム部Ｂ４の所定長さよりも２Ｌだけ広くな
る。
チングであって、シリコン基板Ｂの面方位によってエッ
チング速度が異なるので、図４（ｂ）で示すように、圧
力導入孔Ｂ３の開口幅が基板面方向で、つまり厚さ方向
に対する直交方向で、２Ｌだけ開口部Ｂ２側で幅の広い
台形状に形成される。したがって、開口部Ｂ２の開口幅
はダイアフラム部Ｂ４の所定長さよりも２Ｌだけ広くな
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の半導体
圧力センサの製造方法では、負荷された圧力に対応して
撓むダイアフラム部Ｂ４をシリコン基板Ｂに形成して、
圧力を測定する半導体圧力センサを製造できる。
圧力センサの製造方法では、負荷された圧力に対応して
撓むダイアフラム部Ｂ４をシリコン基板Ｂに形成して、
圧力を測定する半導体圧力センサを製造できる。
【０００６】しかしながら、ダイヤフラム部Ｂ４を所定
長さ及び所定厚さに形成するとき、シリコン基板Ｂは圧
力導入孔Ｂ３が開口部側、すなわち他面側ほど幅の広い
台形状に形成されて、基板面方向におけるサイズが大型
化してしまうという問題があった。
長さ及び所定厚さに形成するとき、シリコン基板Ｂは圧
力導入孔Ｂ３が開口部側、すなわち他面側ほど幅の広い
台形状に形成されて、基板面方向におけるサイズが大型
化してしまうという問題があった。
【０００７】本発明は、上記問題点に鑑みてなしたもの
で、その目的とするところは、所定長さ及び所定厚さを
有するダイアフラム部を形成し、かつ、基板面方向にお
ける小型化を達成できる半導体圧力センサの製造方法を
提供することにある。
で、その目的とするところは、所定長さ及び所定厚さを
有するダイアフラム部を形成し、かつ、基板面方向にお
ける小型化を達成できる半導体圧力センサの製造方法を
提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、請求項１記載の半導体圧力センサの製造方法
は、シリコン基板の一方面と、所定深さ及び所定長さを
有した凹部が略中央部に設けられた貼り合わせシリコン
基板の一面と、を互いに貼り合わせる貼り合わせ工程
と、シリコン基板を他方面側から薄膜化して、凹部の対
応位置にて負荷された圧力に対応して撓むダイアフラム
部をシリコン基板に形成するダイアフラム部形成工程
と、圧力による抵抗変化を電気信号に変換するピエゾ抵
抗を、シリコン基板の他方面側におけるダイアフラム部
対応位置に形成するピエゾ抵抗形成工程と、シリコン基
板の他方面側及び貼り合わせシリコン基板の他面側に耐
エッチング膜をそれぞれ形成し、凹部の所定長さ以下の
他面側における耐エッチング膜をダイアフラム部対応位
置にて除去して、開口部を貼り合わせシリコン基板に形
成する開口部形成工程と、開口部から異方性エッチング
して貼り合わせシリコン基板の凹部に連通し、開口部側
ほど幅の広い台形状で測定対象である流体が圧力を持っ
て導入される圧力導入孔を形成する圧力導入孔形成工程
と、を有する構成にしてある。
ために、請求項１記載の半導体圧力センサの製造方法
は、シリコン基板の一方面と、所定深さ及び所定長さを
有した凹部が略中央部に設けられた貼り合わせシリコン
基板の一面と、を互いに貼り合わせる貼り合わせ工程
と、シリコン基板を他方面側から薄膜化して、凹部の対
応位置にて負荷された圧力に対応して撓むダイアフラム
部をシリコン基板に形成するダイアフラム部形成工程
と、圧力による抵抗変化を電気信号に変換するピエゾ抵
抗を、シリコン基板の他方面側におけるダイアフラム部
対応位置に形成するピエゾ抵抗形成工程と、シリコン基
板の他方面側及び貼り合わせシリコン基板の他面側に耐
エッチング膜をそれぞれ形成し、凹部の所定長さ以下の
他面側における耐エッチング膜をダイアフラム部対応位
置にて除去して、開口部を貼り合わせシリコン基板に形
成する開口部形成工程と、開口部から異方性エッチング
して貼り合わせシリコン基板の凹部に連通し、開口部側
ほど幅の広い台形状で測定対象である流体が圧力を持っ
て導入される圧力導入孔を形成する圧力導入孔形成工程
と、を有する構成にしてある。
【０００９】請求項２記載の半導体圧力センサの製造方
法は、圧力による抵抗変化を電気信号に変換するピエゾ
抵抗と、そのピエゾ抵抗と接続したコンタクト配線部と
をシリコン基板の一方面側に形成するピエゾ抵抗形成工
程と、シリコン基板の一方面と略中央部に所定深さ及び
所定長さを有した凹部が設けられた貼り合わせシリコン
基板の一面とを、ピエゾ抵抗が凹部に位置した状態で互
いに貼り合わせる貼り合わせ工程と、シリコン基板を他
方面側から薄膜化して、凹部の対応位置にて負荷された
圧力に対応して撓む所定長さのダイアフラム部をシリコ
ン基板に形成するダイアフラム部形成工程と、コンタク
ト配線部と接続したコンタクトが形成されたシリコン基
板の他方面側、及び貼り合わせシリコン基板の他面側に
耐エッチング膜を形成し、凹部の所定長さ以下の他面側
における耐エッチング膜をダイアフラム部対応位置にて
除去して、開口部を貼り合わせシリコン基板に形成する
開口部形成工程と、開口部から異方性エッチングして貼
り合わせシリコン基板の凹部に連通し、開口部側ほど幅
の広い台形状で測定対象である流体が圧力を持って導入
される圧力導入孔を形成する圧力導入孔形成工程と、を
有する構成にしてある。
法は、圧力による抵抗変化を電気信号に変換するピエゾ
抵抗と、そのピエゾ抵抗と接続したコンタクト配線部と
をシリコン基板の一方面側に形成するピエゾ抵抗形成工
程と、シリコン基板の一方面と略中央部に所定深さ及び
所定長さを有した凹部が設けられた貼り合わせシリコン
基板の一面とを、ピエゾ抵抗が凹部に位置した状態で互
いに貼り合わせる貼り合わせ工程と、シリコン基板を他
方面側から薄膜化して、凹部の対応位置にて負荷された
圧力に対応して撓む所定長さのダイアフラム部をシリコ
ン基板に形成するダイアフラム部形成工程と、コンタク
ト配線部と接続したコンタクトが形成されたシリコン基
板の他方面側、及び貼り合わせシリコン基板の他面側に
耐エッチング膜を形成し、凹部の所定長さ以下の他面側
における耐エッチング膜をダイアフラム部対応位置にて
除去して、開口部を貼り合わせシリコン基板に形成する
開口部形成工程と、開口部から異方性エッチングして貼
り合わせシリコン基板の凹部に連通し、開口部側ほど幅
の広い台形状で測定対象である流体が圧力を持って導入
される圧力導入孔を形成する圧力導入孔形成工程と、を
有する構成にしてある。
【００１０】請求項３記載の半導体圧力センサの製造方
法は、請求項１又は２記載の製造方法において、軸孔を
設けたガラス台座を、軸孔及び前記圧力導入孔の互いの
位置を対応した状態で、前記耐エッチング膜が除去され
た前記貼り合わせシリコン基板の他面と接合するガラス
台座接合工程が、前記圧力導入孔形成工程に次いで設け
られるとともに、前記開口部の開口幅は、前記圧力導入
孔が前記凹部の底面に連通するよう狭く形成された構成
にしてある。
法は、請求項１又は２記載の製造方法において、軸孔を
設けたガラス台座を、軸孔及び前記圧力導入孔の互いの
位置を対応した状態で、前記耐エッチング膜が除去され
た前記貼り合わせシリコン基板の他面と接合するガラス
台座接合工程が、前記圧力導入孔形成工程に次いで設け
られるとともに、前記開口部の開口幅は、前記圧力導入
孔が前記凹部の底面に連通するよう狭く形成された構成
にしてある。
【００１１】請求項４記載の半導体圧力センサの製造方
法は、請求項３記載の製造方法において、前記凹部の所
定深さは、前記貼り合わせシリコン基板の厚さの約半分
に形成された構成にしてある。
法は、請求項３記載の製造方法において、前記凹部の所
定深さは、前記貼り合わせシリコン基板の厚さの約半分
に形成された構成にしてある。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の第１実施形態を図１に基
づいて以下に説明する。
づいて以下に説明する。
【００１３】先ず、貼り合わせ工程において、貼り合わ
せシリコン基板１は一面１ａを有して平板状のシリコン
ウェハにより、略四角形状で所定深さ及び所定長さを有
した凹部１１が、シリコン酸化膜１２をマスクとして、
一面１ａの略中央部にエッチングによって形成される
（ａ）。
せシリコン基板１は一面１ａを有して平板状のシリコン
ウェハにより、略四角形状で所定深さ及び所定長さを有
した凹部１１が、シリコン酸化膜１２をマスクとして、
一面１ａの略中央部にエッチングによって形成される
（ａ）。
【００１４】シリコン基板２は、一方面２ａを有して導
電型がＮ型の平板状のシリコンウェハにより、一方面２
ａと貼り合わせシリコン基板１の一面１ａとをそれぞれ
洗浄し室温での仮接合後、摂氏１０００度以上の熱処理
を行って互いに貼り合わせる（ｂ）。
電型がＮ型の平板状のシリコンウェハにより、一方面２
ａと貼り合わせシリコン基板１の一面１ａとをそれぞれ
洗浄し室温での仮接合後、摂氏１０００度以上の熱処理
を行って互いに貼り合わせる（ｂ）。
【００１５】次いで、ダイアフラム部形成工程におい
て、シリコン基板２を他方面２ｂ側から研磨又はエッチ
ングによって所定厚さになるまで薄膜化し、負荷された
圧力に対応して撓むダイアフラム部２１が凹部１１の対
応位置にてシリコン基板２に形成される。ここで、ダイ
アフラム部２１の長さが、貼り合わせシリコン基板１の
凹部１１の長さと同一となって、すなわち所定長さに形
成される（ｃ）。
て、シリコン基板２を他方面２ｂ側から研磨又はエッチ
ングによって所定厚さになるまで薄膜化し、負荷された
圧力に対応して撓むダイアフラム部２１が凹部１１の対
応位置にてシリコン基板２に形成される。ここで、ダイ
アフラム部２１の長さが、貼り合わせシリコン基板１の
凹部１１の長さと同一となって、すなわち所定長さに形
成される（ｃ）。
【００１６】次いで、ピエゾ抵抗形成工程において、ボ
ロン等の不純物を拡散するデポ拡散法またはイオン注入
法によって、圧力による抵抗変化を電気信号に変換する
Ｐ型のピエゾ抵抗２２が、シリコン基板２の他方面２ｂ
側におけるダイアフラム部２１の対応位置に２個形成さ
れる。さらに、ピエゾ抵抗２２と接続したコンタクト配
線部２３が、ボロン等の不純物を拡散する拡散法又はイ
オン注入法を用いて形成される（ｄ）。
ロン等の不純物を拡散するデポ拡散法またはイオン注入
法によって、圧力による抵抗変化を電気信号に変換する
Ｐ型のピエゾ抵抗２２が、シリコン基板２の他方面２ｂ
側におけるダイアフラム部２１の対応位置に２個形成さ
れる。さらに、ピエゾ抵抗２２と接続したコンタクト配
線部２３が、ボロン等の不純物を拡散する拡散法又はイ
オン注入法を用いて形成される（ｄ）。
【００１７】次いで、開口部形成工程において、シリコ
ン窒化膜からなる耐エッチング膜２４，１３が、シリコ
ン基板２の他方面２ｂ側及び貼り合わせシリコン基板１
の他面１ｂ側に形成される。開口部１４が、貼り合わせ
シリコン基板１の他面１ｂ側におけるダイアフラム部２
１対応位置にて、凹部の所定長さ以下の耐エッチング膜
１３を除去して、貼り合わせシリコン基板１に形成され
る（ｅ）。
ン窒化膜からなる耐エッチング膜２４，１３が、シリコ
ン基板２の他方面２ｂ側及び貼り合わせシリコン基板１
の他面１ｂ側に形成される。開口部１４が、貼り合わせ
シリコン基板１の他面１ｂ側におけるダイアフラム部２
１対応位置にて、凹部の所定長さ以下の耐エッチング膜
１３を除去して、貼り合わせシリコン基板１に形成され
る（ｅ）。
【００１８】次いで、圧力導入孔形成工程において、Ｋ
ＯＨ溶液でもって開口部１４から貼り合わせシリコン基
板１の凹部１１に連通するまで異方性エッチングし、開
口部１４側ほど幅の広い台形状で測定対象である流体が
圧力を持って導入される圧力導入孔１５を、貼り合わせ
シリコン基板１に形成する（ｆ）。
ＯＨ溶液でもって開口部１４から貼り合わせシリコン基
板１の凹部１１に連通するまで異方性エッチングし、開
口部１４側ほど幅の広い台形状で測定対象である流体が
圧力を持って導入される圧力導入孔１５を、貼り合わせ
シリコン基板１に形成する（ｆ）。
【００１９】次いで、反応性イオンエッチング、いわゆ
るＲＩＥでもってシリコン基板２の耐エッチング膜２４
を部分的に除去してコンタクト窓２５を形成し（ｇ）、
そのコンタクト窓２５にスパッタ又は蒸着によって、ア
ルミニウム、金又はクロムからなりコンタクト配線部２
３と接続したメタル配線部２６を形成する（ｈ）。
るＲＩＥでもってシリコン基板２の耐エッチング膜２４
を部分的に除去してコンタクト窓２５を形成し（ｇ）、
そのコンタクト窓２５にスパッタ又は蒸着によって、ア
ルミニウム、金又はクロムからなりコンタクト配線部２
３と接続したメタル配線部２６を形成する（ｈ）。
【００２０】ここで、シリコン基板２の一方面２ａと凹
部１１を設けた貼り合わせシリコン基板１の一面１ａと
を互いに貼り合わせ、開口部１４を貼り合わせシリコン
基板１の他面１ｂ側にて凹部の所定長さ以下に形成し、
その開口部１４から異方性エッチングし、貼り合わせシ
リコン基板１の凹部１１に連通した圧力導入孔１５を形
成する。したがって、圧力導入孔１５の開口部１４が凹
部１１、つまりダイアフラム部２１の所定長さ以下で形
成されて、従来と比較して、基板面方向における長さが
２Ｌだけ短くなる。
部１１を設けた貼り合わせシリコン基板１の一面１ａと
を互いに貼り合わせ、開口部１４を貼り合わせシリコン
基板１の他面１ｂ側にて凹部の所定長さ以下に形成し、
その開口部１４から異方性エッチングし、貼り合わせシ
リコン基板１の凹部１１に連通した圧力導入孔１５を形
成する。したがって、圧力導入孔１５の開口部１４が凹
部１１、つまりダイアフラム部２１の所定長さ以下で形
成されて、従来と比較して、基板面方向における長さが
２Ｌだけ短くなる。
【００２１】このものの動作を説明する。測定対象であ
る気体又は液体の流体は、圧力を持って圧力導入孔１５
に導入される。ダイアフラム部２１は、流体の圧力が負
荷されると流体の圧力と大気圧との差に比例して撓み、
ダイアフラム部２１に形成されたピエゾ抵抗２２の抵抗
値が撓みの大きさに比例して変化し、この抵抗値を電気
信号としてコンタクト配線部２３を介してメタル配線部
２６に出力して、流体の圧力を測定する。
る気体又は液体の流体は、圧力を持って圧力導入孔１５
に導入される。ダイアフラム部２１は、流体の圧力が負
荷されると流体の圧力と大気圧との差に比例して撓み、
ダイアフラム部２１に形成されたピエゾ抵抗２２の抵抗
値が撓みの大きさに比例して変化し、この抵抗値を電気
信号としてコンタクト配線部２３を介してメタル配線部
２６に出力して、流体の圧力を測定する。
【００２２】かかる第１実施形態の半導体圧力センサの
製造方法にあっては、上記したように、シリコン基板２
の一方面２ａと、所定長さを有した凹部１１が設けられ
た貼り合わせシリコン基板１の一面１ａとを互いに貼り
合わせ、開口部１４を貼り合わせシリコン基板１の他面
１ｂ側にダイアフラム部２１の対応位置にて凹部の所定
長さ以下に形成し、その開口部１４から異方性エッチン
グして凹部１１に連通した圧力導入孔１５を形成するか
ら、圧力導入孔１５の開口部１４が、ダイアフラム部２
１の所定長さを越えて形成された従来と異なって、所定
長さ以下で形成されるので、基板面方向で小型化した半
導体圧力センサを安定して量産することができる。
製造方法にあっては、上記したように、シリコン基板２
の一方面２ａと、所定長さを有した凹部１１が設けられ
た貼り合わせシリコン基板１の一面１ａとを互いに貼り
合わせ、開口部１４を貼り合わせシリコン基板１の他面
１ｂ側にダイアフラム部２１の対応位置にて凹部の所定
長さ以下に形成し、その開口部１４から異方性エッチン
グして凹部１１に連通した圧力導入孔１５を形成するか
ら、圧力導入孔１５の開口部１４が、ダイアフラム部２
１の所定長さを越えて形成された従来と異なって、所定
長さ以下で形成されるので、基板面方向で小型化した半
導体圧力センサを安定して量産することができる。
【００２３】なお、第１実施形態では、シリコン基板２
をＮ型及びピエゾ抵抗２２をＰ型としたが、それぞれＰ
型及びＮ型としてもよく、限定されない。
をＮ型及びピエゾ抵抗２２をＰ型としたが、それぞれＰ
型及びＮ型としてもよく、限定されない。
【００２４】本発明の第２実施形態を図２に基づいて以
下に説明する。なお、第２実施形態では第１実施形態と
異なる製造工程について述べることとし、第１実施形態
と実質的に同一機能を有する部材については、同一符号
を付してある。
下に説明する。なお、第２実施形態では第１実施形態と
異なる製造工程について述べることとし、第１実施形態
と実質的に同一機能を有する部材については、同一符号
を付してある。
【００２５】先ず、貼り合わせ工程において、凹部１１
が略四角形状で所定長さを有し、シリコン酸化膜１２を
マスクとしてエッチングによって、貼り合わせシリコン
基板１の厚さの約半分の所定深さで、貼り合わせシリコ
ン基板１の一面１ａにおける略中央部に形成される
（ａ）。
が略四角形状で所定長さを有し、シリコン酸化膜１２を
マスクとしてエッチングによって、貼り合わせシリコン
基板１の厚さの約半分の所定深さで、貼り合わせシリコ
ン基板１の一面１ａにおける略中央部に形成される
（ａ）。
【００２６】開口部形成工程において、シリコン窒化膜
からなる耐エッチング膜２４，１３が、シリコン基板２
の他方面２ｂ側及び貼り合わせシリコン基板１の他面１
ｂ側に形成される。開口部１４は、貼り合わせシリコン
基板１の他面１ｂ側におけるダイアフラム部２１の対応
位置にて、凹部の所定長さ以下の耐エッチング膜１３を
除去し、圧力導入孔１５となるエッチング部が凹部１１
の底面に連通するよう開口幅を狭くした状態で、貼り合
わせシリコン基板１に形成される（ｅ）。
からなる耐エッチング膜２４，１３が、シリコン基板２
の他方面２ｂ側及び貼り合わせシリコン基板１の他面１
ｂ側に形成される。開口部１４は、貼り合わせシリコン
基板１の他面１ｂ側におけるダイアフラム部２１の対応
位置にて、凹部の所定長さ以下の耐エッチング膜１３を
除去し、圧力導入孔１５となるエッチング部が凹部１１
の底面に連通するよう開口幅を狭くした状態で、貼り合
わせシリコン基板１に形成される（ｅ）。
【００２７】圧力導入孔形成工程に次いで、ガラス台座
接合工程が設けられる。そのガラス台座接合工程におい
て、先ず、貼り合わせシリコン基板１の他面１ｂ側の耐
エッチング膜１３が除去され（ｈ）、軸孔３１を設けた
ガラス台座３が、その軸孔３１及び圧力導入孔１５の互
いの位置を対応した状態で、他面１ｂを接合面として貼
り合わせシリコン基板１と接合される（ｉ）。
接合工程が設けられる。そのガラス台座接合工程におい
て、先ず、貼り合わせシリコン基板１の他面１ｂ側の耐
エッチング膜１３が除去され（ｈ）、軸孔３１を設けた
ガラス台座３が、その軸孔３１及び圧力導入孔１５の互
いの位置を対応した状態で、他面１ｂを接合面として貼
り合わせシリコン基板１と接合される（ｉ）。
【００２８】かかる第２実施形態の半導体圧力センサの
製造方法にあっては、上記したように、ガラス台座接合
工程が圧力導入孔形成工程に次いで設けられるととも
に、圧力導入孔が凹部の底面に連通するよう開口部の開
口幅が狭く形成されたから、開口部から異方性エッチン
グすると、開口部の反対側ほど幅の狭い台形状の圧力導
入孔の先端が貼り合わせシリコン基板の凹部に連通し、
貼り合わせシリコン基板の他面とガラス台座との接合面
積を増加して、貼り合わせシリコン基板とガラス台座と
の接合強度を向上した半導体圧力センサを量産すること
ができる。
製造方法にあっては、上記したように、ガラス台座接合
工程が圧力導入孔形成工程に次いで設けられるととも
に、圧力導入孔が凹部の底面に連通するよう開口部の開
口幅が狭く形成されたから、開口部から異方性エッチン
グすると、開口部の反対側ほど幅の狭い台形状の圧力導
入孔の先端が貼り合わせシリコン基板の凹部に連通し、
貼り合わせシリコン基板の他面とガラス台座との接合面
積を増加して、貼り合わせシリコン基板とガラス台座と
の接合強度を向上した半導体圧力センサを量産すること
ができる。
【００２９】また、凹部の所定深さが貼り合わせシリコ
ン基板の厚さの約半分に形成されたから、その深さが貼
り合わせシリコン基板の厚さと略等しいときと比較し
て、開口部の開口幅が約半分になって、貼り合わせシリ
コン基板の他面とガラス台座との接合面の所定接合面積
を確保した状態で、基板面方向でさらに小型化した半導
体圧力センサを量産することができる。
ン基板の厚さの約半分に形成されたから、その深さが貼
り合わせシリコン基板の厚さと略等しいときと比較し
て、開口部の開口幅が約半分になって、貼り合わせシリ
コン基板の他面とガラス台座との接合面の所定接合面積
を確保した状態で、基板面方向でさらに小型化した半導
体圧力センサを量産することができる。
【００３０】本発明の第３実施形態を図３に基づいて以
下に説明する。なお、第３実施形態では第１実施形態と
異なる製造方法について述べることとし、第１実施形態
と実質的に同一機能を有する部材については、同一符号
を付してある。
下に説明する。なお、第３実施形態では第１実施形態と
異なる製造方法について述べることとし、第１実施形態
と実質的に同一機能を有する部材については、同一符号
を付してある。
【００３１】先ず、ボロン等の不純物を拡散するデポ拡
散法またはイオン注入法によって、圧力による抵抗変化
を電気信号に変換するＰ型のピエゾ抵抗２２が、シリコ
ン基板２の一方面２ａ側に２個形成される（ａ）。さら
に、ピエゾ抵抗２２と接続したコンタクト配線部２３
が、ボロン等の不純物を拡散する拡散法又はイオン注入
法を用いて形成される（ｂ）。
散法またはイオン注入法によって、圧力による抵抗変化
を電気信号に変換するＰ型のピエゾ抵抗２２が、シリコ
ン基板２の一方面２ａ側に２個形成される（ａ）。さら
に、ピエゾ抵抗２２と接続したコンタクト配線部２３
が、ボロン等の不純物を拡散する拡散法又はイオン注入
法を用いて形成される（ｂ）。
【００３２】次いで、貼り合わせ工程において、所定深
さ及び所定長さを有した凹部１１が、貼り合わせシリコ
ン基板１の一面１ａにおける略中央部にシリコン酸化膜
１２をマスクとして、エッチングによって形成される。
シリコン基板２の一方面２ａと貼り合わせシリコン基板
１の一面１ａとを、それぞれ洗浄し室温での仮接合後、
摂氏１０００度以上の熱処理を行って、ピエゾ抵抗２２
が凹部１１に位置した状態で互いに貼り合わせる
（ｃ）。
さ及び所定長さを有した凹部１１が、貼り合わせシリコ
ン基板１の一面１ａにおける略中央部にシリコン酸化膜
１２をマスクとして、エッチングによって形成される。
シリコン基板２の一方面２ａと貼り合わせシリコン基板
１の一面１ａとを、それぞれ洗浄し室温での仮接合後、
摂氏１０００度以上の熱処理を行って、ピエゾ抵抗２２
が凹部１１に位置した状態で互いに貼り合わせる
（ｃ）。
【００３３】次いで、ダイアフラム部形成工程におい
て、シリコン基板２を他方面２ｂ側から研磨又はエッチ
ングによって所定厚さになるまで薄膜化し、ダイアフラ
ム部２１が凹部１１の対応位置にてシリコン基板２に形
成される。ここで、ダイアフラム部２１の長さが、貼り
合わせシリコン基板１の凹部１１の長さと同一となっ
て、所定長さに形成される（ｄ）。
て、シリコン基板２を他方面２ｂ側から研磨又はエッチ
ングによって所定厚さになるまで薄膜化し、ダイアフラ
ム部２１が凹部１１の対応位置にてシリコン基板２に形
成される。ここで、ダイアフラム部２１の長さが、貼り
合わせシリコン基板１の凹部１１の長さと同一となっ
て、所定長さに形成される（ｄ）。
【００３４】次いで、開口部形成工程において、コンタ
クト配線部２３と接続したコンタクト２７が、ボロン等
の不純物を拡散する拡散法又はイオン注入法によって、
シリコン基板２に形成され（ｅ）、シリコン窒化膜から
なる耐エッチング膜２４，１３が、シリコン基板２の他
方面２ｂ側及び貼り合わせシリコン基板１の他面１ｂ側
に形成される。そして、貼り合わせシリコン基板１の他
面１ｂ側におけるダイアフラム部２１対応位置にて、凹
部の所定長さ以下の耐エッチング膜１３を除去して、開
口部１４が貼り合わせシリコン基板１に形成される
（ｆ）。
クト配線部２３と接続したコンタクト２７が、ボロン等
の不純物を拡散する拡散法又はイオン注入法によって、
シリコン基板２に形成され（ｅ）、シリコン窒化膜から
なる耐エッチング膜２４，１３が、シリコン基板２の他
方面２ｂ側及び貼り合わせシリコン基板１の他面１ｂ側
に形成される。そして、貼り合わせシリコン基板１の他
面１ｂ側におけるダイアフラム部２１対応位置にて、凹
部の所定長さ以下の耐エッチング膜１３を除去して、開
口部１４が貼り合わせシリコン基板１に形成される
（ｆ）。
【００３５】次いで、圧力導入孔形成工程において、Ｋ
ＯＨ溶液でもって開口部１４から貼り合わせシリコン基
板１の凹部１１に連通するまで異方性エッチングして、
開口部１４側ほど幅の広い台形状の圧力導入孔１５を貼
り合わせシリコン基板１に形成する（ｇ）。
ＯＨ溶液でもって開口部１４から貼り合わせシリコン基
板１の凹部１１に連通するまで異方性エッチングして、
開口部１４側ほど幅の広い台形状の圧力導入孔１５を貼
り合わせシリコン基板１に形成する（ｇ）。
【００３６】次いで、反応性イオンエッチング、いわゆ
るＲＩＥでもってシリコン基板２の他方面２ｂ側の耐エ
ッチング膜２４を部分的に除去して、コンタクト２７の
対応位置にてコンタクト窓２５を形成し（ｈ）、コンタ
クト配線部２３及びコンタクト２７を介してピエゾ抵抗
２２と接続したメタル配線部２６が、アルミニウム、金
又はクロムをコンタクト窓２５にスパッタ又は蒸着する
ことによって形成される（ｉ）。
るＲＩＥでもってシリコン基板２の他方面２ｂ側の耐エ
ッチング膜２４を部分的に除去して、コンタクト２７の
対応位置にてコンタクト窓２５を形成し（ｈ）、コンタ
クト配線部２３及びコンタクト２７を介してピエゾ抵抗
２２と接続したメタル配線部２６が、アルミニウム、金
又はクロムをコンタクト窓２５にスパッタ又は蒸着する
ことによって形成される（ｉ）。
【００３７】ここで、ピエゾ抵抗２２が形成されたシリ
コン基板２の一方面２ａと凹部１１が設けられた貼り合
わせシリコン基板１の一面１ａとを、ピエゾ抵抗２２が
凹部１１に位置した状態で互いに貼り合わせ、すなわ
ち、貼り合わせる前にピエゾ抵抗２２が形成されてい
る。したがって、ピエゾ抵抗２２が凹部１１に密閉され
た空気の膨張に起因する応力の影響を受けることなく、
シリコン基板２に形成される。
コン基板２の一方面２ａと凹部１１が設けられた貼り合
わせシリコン基板１の一面１ａとを、ピエゾ抵抗２２が
凹部１１に位置した状態で互いに貼り合わせ、すなわ
ち、貼り合わせる前にピエゾ抵抗２２が形成されてい
る。したがって、ピエゾ抵抗２２が凹部１１に密閉され
た空気の膨張に起因する応力の影響を受けることなく、
シリコン基板２に形成される。
【００３８】かかる第３実施形態の半導体圧力センサの
製造方法にあっては、上記したように、ピエゾ抵抗２２
が形成されたシリコン基板２の一方面２ａと、所定長さ
を有した凹部１１が設けられた貼り合わせシリコン基板
１の一面１ａとを、ピエゾ抵抗２２が凹部１１に位置し
た状態で互いに貼り合わせ、開口部１４を貼り合わせシ
リコン基板１の他面側１ｂにダイアフラム部２１対応位
置にて凹部１１の所定長さ以下で形成し、その開口部か
ら異方性エッチングして貼り合わせシリコン基板１の凹
部１１に連通した圧力導入孔１５を形成するから、圧力
導入孔１５の開口部１４がダイアフラム部２１の所定長
さ以下で形成されるとともに、ピエゾ抵抗２２が凹部１
１に密閉された空気の膨張に起因する応力の影響を受け
ることなくシリコン基板２に形成されて、シリコン基板
２の基板面方向で小型化でき、かつ、流体の圧力を精度
よく測定できるピエゾ抵抗２２を設けた半導体圧力セン
サを、安定して量産することができる。
製造方法にあっては、上記したように、ピエゾ抵抗２２
が形成されたシリコン基板２の一方面２ａと、所定長さ
を有した凹部１１が設けられた貼り合わせシリコン基板
１の一面１ａとを、ピエゾ抵抗２２が凹部１１に位置し
た状態で互いに貼り合わせ、開口部１４を貼り合わせシ
リコン基板１の他面側１ｂにダイアフラム部２１対応位
置にて凹部１１の所定長さ以下で形成し、その開口部か
ら異方性エッチングして貼り合わせシリコン基板１の凹
部１１に連通した圧力導入孔１５を形成するから、圧力
導入孔１５の開口部１４がダイアフラム部２１の所定長
さ以下で形成されるとともに、ピエゾ抵抗２２が凹部１
１に密閉された空気の膨張に起因する応力の影響を受け
ることなくシリコン基板２に形成されて、シリコン基板
２の基板面方向で小型化でき、かつ、流体の圧力を精度
よく測定できるピエゾ抵抗２２を設けた半導体圧力セン
サを、安定して量産することができる。
【００３９】
【発明の効果】請求項１記載の半導体圧力センサの製造
方法は、シリコン基板の一方面と、所定長さを有した凹
部が設けられた貼り合わせシリコン基板の一面とを互い
に貼り合わせ、開口部を貼り合わせシリコン基板の他面
側にダイアフラム部対応位置にて凹部の所定長さ以下に
形成し、その開口部から異方性エッチングして凹部に連
通した圧力導入孔を形成するから、圧力導入孔の開口部
が、所定長さを越えて形成された従来と異なって、ダイ
アフラム部の所定長さ以下で形成されるので、基板面方
向で小型化した半導体圧力センサを安定して量産するこ
とができる。
方法は、シリコン基板の一方面と、所定長さを有した凹
部が設けられた貼り合わせシリコン基板の一面とを互い
に貼り合わせ、開口部を貼り合わせシリコン基板の他面
側にダイアフラム部対応位置にて凹部の所定長さ以下に
形成し、その開口部から異方性エッチングして凹部に連
通した圧力導入孔を形成するから、圧力導入孔の開口部
が、所定長さを越えて形成された従来と異なって、ダイ
アフラム部の所定長さ以下で形成されるので、基板面方
向で小型化した半導体圧力センサを安定して量産するこ
とができる。
【００４０】請求項２記載の半導体圧力センサの製造方
法は、ピエゾ抵抗が形成されたシリコン基板の一方面
と、所定長さを有した凹部が設けられた貼り合わせシリ
コン基板の一面とを、ピエゾ抵抗が凹部に位置した状態
で互いに貼り合わせ、開口部を貼り合わせシリコン基板
の他面側にダイアフラム部対応位置にて凹部の所定長さ
以下で形成し、その開口部から異方性エッチングして貼
り合わせシリコン基板の凹部に連通した圧力導入孔を形
成するから、圧力導入孔の開口部がダイアフラム部の所
定長さ以下で形成されるとともに、ピエゾ抵抗が凹部に
密閉された空気の膨張に起因する応力の影響を受けるこ
となくシリコン基板に形成されて、シリコン基板の基板
面方向で小型化でき、かつ、流体の圧力を精度よく測定
できるピエゾ抵抗を設けた半導体圧力センサを、安定し
て量産することができる。
法は、ピエゾ抵抗が形成されたシリコン基板の一方面
と、所定長さを有した凹部が設けられた貼り合わせシリ
コン基板の一面とを、ピエゾ抵抗が凹部に位置した状態
で互いに貼り合わせ、開口部を貼り合わせシリコン基板
の他面側にダイアフラム部対応位置にて凹部の所定長さ
以下で形成し、その開口部から異方性エッチングして貼
り合わせシリコン基板の凹部に連通した圧力導入孔を形
成するから、圧力導入孔の開口部がダイアフラム部の所
定長さ以下で形成されるとともに、ピエゾ抵抗が凹部に
密閉された空気の膨張に起因する応力の影響を受けるこ
となくシリコン基板に形成されて、シリコン基板の基板
面方向で小型化でき、かつ、流体の圧力を精度よく測定
できるピエゾ抵抗を設けた半導体圧力センサを、安定し
て量産することができる。
【００４１】請求項３記載の半導体圧力センサの製造方
法は、請求項１又は２記載の製造方法の効果に加えて、
ガラス台座接合工程が圧力導入孔形成工程に次いで設け
られるとともに、圧力導入孔が凹部の底面に連通するよ
う開口部の開口幅が狭く形成されたから、開口部から異
方性エッチングすると、開口部の反対側ほど幅の狭い台
形状の圧力導入孔の先端が貼り合わせシリコン基板の凹
部に連通し、貼り合わせシリコン基板の他面とガラス台
座との接合面積を増加して、貼り合わせシリコン基板と
ガラス台座との接合強度を向上した半導体圧力センサを
量産することができる。
法は、請求項１又は２記載の製造方法の効果に加えて、
ガラス台座接合工程が圧力導入孔形成工程に次いで設け
られるとともに、圧力導入孔が凹部の底面に連通するよ
う開口部の開口幅が狭く形成されたから、開口部から異
方性エッチングすると、開口部の反対側ほど幅の狭い台
形状の圧力導入孔の先端が貼り合わせシリコン基板の凹
部に連通し、貼り合わせシリコン基板の他面とガラス台
座との接合面積を増加して、貼り合わせシリコン基板と
ガラス台座との接合強度を向上した半導体圧力センサを
量産することができる。
【００４２】請求項４記載の半導体圧力センサの製造方
法は、請求項３記載の製造方法の効果に加えて、凹部の
所定深さが貼り合わせシリコン基板の厚さの約半分に形
成されたから、その深さが貼り合わせシリコン基板の厚
さと略等しいときと比較して、開口部の開口幅が約半分
になって、貼り合わせシリコン基板の他面とガラス台座
との接合面の所定接合面積を確保した状態で、基板面方
向でさらに小型化した半導体圧力センサを量産すること
ができる。
法は、請求項３記載の製造方法の効果に加えて、凹部の
所定深さが貼り合わせシリコン基板の厚さの約半分に形
成されたから、その深さが貼り合わせシリコン基板の厚
さと略等しいときと比較して、開口部の開口幅が約半分
になって、貼り合わせシリコン基板の他面とガラス台座
との接合面の所定接合面積を確保した状態で、基板面方
向でさらに小型化した半導体圧力センサを量産すること
ができる。
【図１】本発明の第１実施形態を示す製造工程図であ
る。
る。
【図２】本発明の第２実施形態を示す製造工程図であ
る。
る。
【図３】本発明の第３実施形態を示す製造工程図であ
る。
る。
【図４】従来例を示す製造工程図である。
１ 貼り合わせシリコン基板 １ａ 一面 １ｂ 他面 １１ 凹部 １３ 耐エッチング膜 １４ 開口部 １５ 圧力導入孔 ２ シリコン基板 ２ａ 一方面 ２ｂ 他方面 ２１ ダイアフラム部 ２２ ピエゾ抵抗 ２３ コンタクト配線部 ２４ 耐エッチング膜 ２７ コンタクト
Claims (4)
- 【請求項１】 シリコン基板の一方面と、所定深さ及び
所定長さを有した凹部が略中央部に設けられた貼り合わ
せシリコン基板の一面と、を互いに貼り合わせる貼り合
わせ工程と、 シリコン基板を他方面側から薄膜化して、凹部の対応位
置にて負荷された圧力に対応して撓むダイアフラム部を
シリコン基板に形成するダイアフラム部形成工程と、 圧力による抵抗変化を電気信号に変換するピエゾ抵抗
を、シリコン基板の他方面側におけるダイアフラム部対
応位置に形成するピエゾ抵抗形成工程と、 シリコン基板の他方面側及び貼り合わせシリコン基板の
他面側に耐エッチング膜をそれぞれ形成し、凹部の所定
長さ以下の他面側における耐エッチング膜をダイアフラ
ム部対応位置にて除去して、開口部を貼り合わせシリコ
ン基板に形成する開口部形成工程と、 開口部から異方性エッチングして貼り合わせシリコン基
板の凹部に連通し、開口部側ほど幅の広い台形状で測定
対象である流体が圧力を持って導入される圧力導入孔を
形成する圧力導入孔形成工程と、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。 - 【請求項２】 圧力による抵抗変化を電気信号に変換す
るピエゾ抵抗と、そのピエゾ抵抗と接続したコンタクト
配線部と、をシリコン基板の一方面側に形成するピエゾ
抵抗形成工程と、 シリコン基板の一方面と、略中央部に所定深さ及び所定
長さを有した凹部が設けられた貼り合わせシリコン基板
の一面とを、ピエゾ抵抗が凹部に位置した状態で互いに
貼り合わせる貼り合わせ工程と、 シリコン基板を他方面側から薄膜化して、凹部の対応位
置にて負荷された圧力に対応して撓むダイアフラム部を
シリコン基板に形成するダイアフラム部形成工程と、 コンタクト配線部と接続したコンタクトが形成されたシ
リコン基板の他方面側、及び貼り合わせシリコン基板の
他面側に耐エッチング膜を形成し、凹部の所定長さ以下
の他面側における耐エッチング膜をダイアフラム部対応
位置にて除去して、開口部を貼り合わせシリコン基板に
形成する開口部形成工程と、 開口部から異方性エッチングして貼り合わせシリコン基
板の凹部に連通し、開口部側ほど幅の広い台形状で測定
対象である流体が圧力を持って導入される圧力導入孔を
形成する圧力導入孔形成工程と、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。 - 【請求項３】 軸孔を設けたガラス台座を、軸孔及び前
記圧力導入孔の互いの位置を対応した状態で、前記耐エ
ッチング膜が除去された前記貼り合わせシリコン基板の
他面と接合するガラス台座接合工程が、前記圧力導入孔
形成工程に次いで設けられるとともに、前記開口部の開
口幅は、前記圧力導入孔が前記凹部の底面に連通するよ
う狭く形成されたことを特徴とする請求項１又は２記載
の半導体圧力センサの製造方法。 - 【請求項４】 前記凹部の所定深さは、前記貼り合わせ
シリコン基板の厚さの約半分に形成されたことを特徴と
する請求項３記載の半導体圧力センサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28708196A JPH10135485A (ja) | 1996-10-29 | 1996-10-29 | 半導体圧力センサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28708196A JPH10135485A (ja) | 1996-10-29 | 1996-10-29 | 半導体圧力センサの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10135485A true JPH10135485A (ja) | 1998-05-22 |
Family
ID=17712814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28708196A Pending JPH10135485A (ja) | 1996-10-29 | 1996-10-29 | 半導体圧力センサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10135485A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010256281A (ja) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Yamatake Corp | 圧力センサ及びその製造方法 |
| CN101943622A (zh) * | 2009-07-06 | 2011-01-12 | 株式会社山武 | 压力传感器及制造方法 |
| JP2011164057A (ja) * | 2010-02-15 | 2011-08-25 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体圧力センサおよびその製造方法 |
| KR101121043B1 (ko) | 2009-03-24 | 2012-03-16 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 반도체 압력센서 및 그 제조방법 |
-
1996
- 1996-10-29 JP JP28708196A patent/JPH10135485A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101121043B1 (ko) | 2009-03-24 | 2012-03-16 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 반도체 압력센서 및 그 제조방법 |
| JP2010256281A (ja) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Yamatake Corp | 圧力センサ及びその製造方法 |
| CN101943622A (zh) * | 2009-07-06 | 2011-01-12 | 株式会社山武 | 压力传感器及制造方法 |
| JP2011164057A (ja) * | 2010-02-15 | 2011-08-25 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体圧力センサおよびその製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20031125 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20031212 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040113 |