JPH1074956A - 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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- JPH1074956A JPH1074956A JP22954296A JP22954296A JPH1074956A JP H1074956 A JPH1074956 A JP H1074956A JP 22954296 A JP22954296 A JP 22954296A JP 22954296 A JP22954296 A JP 22954296A JP H1074956 A JPH1074956 A JP H1074956A
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
- B81C1/00015—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
- B81C1/00134—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems comprising flexible or deformable structures
- B81C1/00182—Arrangements of deformable or non-deformable structures, e.g. membrane and cavity for use in a transducer
Abstract
(57)【要約】
【課題】 所定厚さ及び所定長さを有するダイアフラム
部及びガラス台座との接合面２６を確保して、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】 （１１０）の面方位を基板面とするシリ
コン基板１の両面に耐エッチング膜１４を形成する耐エ
ッチング膜形成工程と、（１００）の面方位を基板面と
してシリコン基板１を支持する支持シリコン基板２の両
面に耐エッチング膜１４を形成し、少なくとも一面２１
側の耐エッチング膜１４を所定位置にて除去し開口部２
３ａを設け、その開口部２３ａから異方性エッチングし
て貫通孔２５を形成する貫通孔形成工程と、シリコン基
板１の一方面１１と支持シリコン基板２の一面２１とを
貼り合わせる貼り合わせ工程と、支持シリコン基板２の
他面２２側から異方性エッチングしてダイアフラム部１
５をシリコン基板１に形成するダイアフラム部形成工程
とを有する構成にしてある。
部及びガラス台座との接合面２６を確保して、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】 （１１０）の面方位を基板面とするシリ
コン基板１の両面に耐エッチング膜１４を形成する耐エ
ッチング膜形成工程と、（１００）の面方位を基板面と
してシリコン基板１を支持する支持シリコン基板２の両
面に耐エッチング膜１４を形成し、少なくとも一面２１
側の耐エッチング膜１４を所定位置にて除去し開口部２
３ａを設け、その開口部２３ａから異方性エッチングし
て貫通孔２５を形成する貫通孔形成工程と、シリコン基
板１の一方面１１と支持シリコン基板２の一面２１とを
貼り合わせる貼り合わせ工程と、支持シリコン基板２の
他面２２側から異方性エッチングしてダイアフラム部１
５をシリコン基板１に形成するダイアフラム部形成工程
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、気体又は液体の圧
力を測定する半導体圧力センサの製造方法に関するもの
である。
力を測定す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３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て厚さが４００ミクロンメ
ートルのシリコン基板Ｂの両面に、酸化珪素膜Ｂ１を介
して窒化珪素皮膜からなる耐エッチング膜Ｂ２を形成す
る。そして、他面側の耐エッチング膜Ｂ２を所定位置に
て除去して開口部を設ける（ａ）。
方法として、図３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て厚さが４００ミクロンメ
ートルのシリコン基板Ｂの両面に、酸化珪素膜Ｂ１を介
して窒化珪素皮膜からなる耐エッチング膜Ｂ２を形成す
る。そして、他面側の耐エッチング膜Ｂ２を所定位置に
て除去して開口部を設ける（ａ）。
【０００３】次いで、開口部からＫＯＨ溶液を使用して
異方性エッチングし台形状のエッチング部Ｂ３を形成し
て、圧力に対応して撓むダイアフラム部Ｂ４が、２０ミ
クロンメートル所定厚さ及び１ｍｍ所定長さを有して、
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）。
異方性エッチングし台形状のエッチング部Ｂ３を形成し
て、圧力に対応して撓むダイアフラム部Ｂ４が、２０ミ
クロンメートル所定厚さ及び１ｍｍ所定長さを有して、
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】シリコン基板Ｂの両面側の耐エッチング膜
Ｂ２を除去し、軸孔Ｃ１を設けたガラス台座Ｃが、その
軸孔Ｃ１及びダイアフラム部Ｂ４のそれぞれの位置が対
応した状態で、シリコン基板Ｂの他面である接合面Ｂ５
に接合される（ｃ）。次いで、Ａｌからなる金属をスパ
ッタし、ピエゾ抵抗に接続した配線部Ａ１を形成する
（ｄ）。
Ｂ２を除去し、軸孔Ｃ１を設けたガラス台座Ｃが、その
軸孔Ｃ１及びダイアフラム部Ｂ４のそれぞれの位置が対
応した状態で、シリコン基板Ｂの他面である接合面Ｂ５
に接合される（ｃ）。次いで、Ａｌからなる金属をスパ
ッタし、ピエゾ抵抗に接続した配線部Ａ１を形成する
（ｄ）。
【０００５】さらに詳しくは、実装されるパッケージに
装着するために、ガラス台座Ｃが必要であって、そのガ
ラス台座Ｃとシリコン基板Ｂとの接合強度を確保するた
め、シリコン基板Ｂの接合面Ｂ５が所定面積を有してい
る。また、シリコン基板Ｂは、熱膨張率がガラス台座Ｃ
と相違しているので、それぞれが接合面Ｂ５で接合され
るとその熱膨張率の差に起因してストレスが発生しその
ストレスを緩和するため、所定の膜厚以上になってい
る。また、エッチングは異方性エッチングであって、エ
ッチング部Ｂ３が開口部側ほど幅の広い台形状に形成さ
れる。
装着するために、ガラス台座Ｃが必要であって、そのガ
ラス台座Ｃとシリコン基板Ｂとの接合強度を確保するた
め、シリコン基板Ｂの接合面Ｂ５が所定面積を有してい
る。また、シリコン基板Ｂは、熱膨張率がガラス台座Ｃ
と相違しているので、それぞれが接合面Ｂ５で接合され
るとその熱膨張率の差に起因してストレスが発生しその
ストレスを緩和するため、所定の膜厚以上になってい
る。また、エッチングは異方性エッチングであって、エ
ッチング部Ｂ３が開口部側ほど幅の広い台形状に形成さ
れる。
【０００６】
【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。
【０００７】しかしながら、ダイヤフラム部Ｂ４を所定
厚さ及び所定長さに形成するとき、シリコン基板Ｂはエ
ッチング部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、さらにガラス台座Ｃとの接合面
Ｂ５を確保しなければならないため、基板面方向、つま
り厚さ方向に対する直交方向におけるサイズが、４ｍｍ
にまで大型化してしまうという問題があった。
厚さ及び所定長さに形成するとき、シリコン基板Ｂはエ
ッチング部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、さらにガラス台座Ｃとの接合面
Ｂ５を確保しなければならないため、基板面方向、つま
り厚さ方向に対する直交方向におけるサイズが、４ｍｍ
にまで大型化してしまうという問題があった。
【０００８】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、所定厚さ及び所定長さを
有するダイアフラム部を形成するとともにガラス台座と
の接合面を確保した状態で、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、所定厚さ及び所定長さを
有するダイアフラム部を形成するとともにガラス台座と
の接合面を確保した状態で、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。
【０００９】
【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、（１１０）の面方位を基板面とするシリコン基板の
両面に耐エッチング膜を形成する耐エッチング膜形成工
程と、（１００）の面方位を基板面としてシリコン基板
を支持する支持シリコン基板の両面に耐エッチング膜を
形成し、少なくとも一面側の耐エッチング膜を所定位置
にて除去し開口部を設け、その開口部から異方性エッチ
ングして他面に到達するとともに開口部側ほど幅の広い
台形状のエッチング部を形成し、両面側の耐エッチング
膜を除去し貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、シリコ
ン基板の一方面と支持シリコン基板の一面とを、それぞ
れの基板面が露出された状態で互いに貼り合わせる貼り
合わせ工程と、支持シリコン基板の他面側から異方性エ
ッチングして、負荷された圧力に対応して撓む所定厚さ
及び所定長さを有する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、シリコン基板の他
方面側の耐エッチング膜を除去し、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、軸孔を設けたガ
ラス台座を、軸孔及びダイアフラム部の互いの位置を対
応した状態で、支持シリコン基板の他面を接合面として
接合するガラス台座接合工程と、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、（１１０）の面方位を基板面とするシリコン基板の
両面に耐エッチング膜を形成する耐エッチング膜形成工
程と、（１００）の面方位を基板面としてシリコン基板
を支持する支持シリコン基板の両面に耐エッチング膜を
形成し、少なくとも一面側の耐エッチング膜を所定位置
にて除去し開口部を設け、その開口部から異方性エッチ
ングして他面に到達するとともに開口部側ほど幅の広い
台形状のエッチング部を形成し、両面側の耐エッチング
膜を除去し貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、シリコ
ン基板の一方面と支持シリコン基板の一面とを、それぞ
れの基板面が露出された状態で互いに貼り合わせる貼り
合わせ工程と、支持シリコン基板の他面側から異方性エ
ッチングして、負荷された圧力に対応して撓む所定厚さ
及び所定長さを有する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、シリコン基板の他
方面側の耐エッチング膜を除去し、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、軸孔を設けたガ
ラス台座を、軸孔及びダイアフラム部の互いの位置を対
応した状態で、支持シリコン基板の他面を接合面として
接合するガラス台座接合工程と、を有する構成にしてあ
る。
【００１０】請求項２記載のものは、請求項１記載の製
造方法において、前記貫通孔形成工程は、両面側の前記
耐エッチング膜を前記所定位置にて除去し両前記開口部
を設け、その両前記開口部から前記異方性エッチングし
互いに連通する両前記エッチング部を形成して、前記貫
通孔を形成する構成にしてある。
造方法において、前記貫通孔形成工程は、両面側の前記
耐エッチング膜を前記所定位置にて除去し両前記開口部
を設け、その両前記開口部から前記異方性エッチングし
互いに連通する両前記エッチング部を形成して、前記貫
通孔を形成する構成にしてある。
【００１１】請求項３記載の半導体圧力センサの製造方
法は、（１１０）の面方位を有するシリコン基板の一方
面と、（１００）の面方位を有してシリコン基板を支持
する支持シリコン基板の一面とをそれぞれの基板面が露
出された状態で、互いに貼り合わせる貼り合わせ工程
と、支持シリコン基板に形成された他面側の耐エッチン
グ膜を所定位置にて除去し開口部を設け、その開口部か
ら異方性エッチングして、負荷された圧力に対応して撓
む所定厚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、シリコン基板の他方面側に
形成された耐エッチング膜を除去し、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、軸孔を設けた
ガラス台座を、軸孔及びダイアフラム部の互いの位置を
対応した状態で、支持シリコン基板の他面を接合面とし
て接合するガラス台座接合工程とを有する構成にしてあ
る。
法は、（１１０）の面方位を有するシリコン基板の一方
面と、（１００）の面方位を有してシリコン基板を支持
する支持シリコン基板の一面とをそれぞれの基板面が露
出された状態で、互いに貼り合わせる貼り合わせ工程
と、支持シリコン基板に形成された他面側の耐エッチン
グ膜を所定位置にて除去し開口部を設け、その開口部か
ら異方性エッチングして、負荷された圧力に対応して撓
む所定厚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、シリコン基板の他方面側に
形成された耐エッチング膜を除去し、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、軸孔を設けた
ガラス台座を、軸孔及びダイアフラム部の互いの位置を
対応した状態で、支持シリコン基板の他面を接合面とし
て接合するガラス台座接合工程とを有する構成にしてあ
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】シリコン基板１は、平板状で２００ミクロ
ンメートルの膜厚で（１１０）の面方位を基板面とする
シリコンウェハにより、一方面１１及び他方面１２とを
有して、両面に酸化珪素膜１３を設けている。先ず、耐
エッチング膜形成工程において、窒化珪素皮膜からなる
耐エッチング膜１４を酸化珪素膜１３を介して両面に形
成する（ａ）。
ンメートルの膜厚で（１１０）の面方位を基板面とする
シリコンウェハにより、一方面１１及び他方面１２とを
有して、両面に酸化珪素膜１３を設けている。先ず、耐
エッチング膜形成工程において、窒化珪素皮膜からなる
耐エッチング膜１４を酸化珪素膜１３を介して両面に形
成する（ａ）。
【００１４】支持シリコン基板２は、平板状で２００ミ
クロンメートルの膜厚で（１００）の面方位を基板面と
するシリコンウェハにより、一面２１及び他面２２とを
有して、シリコン基板１を支持する。貫通孔形成工程に
おいて、窒化珪素皮膜からなる耐エッチング膜２３を両
面側に形成した後、耐エッチング膜２３が、通常のフォ
トリソグラフィー及びエッチングでもって一面２１側の
所定位置にて除去されて、開口部２３ａが形成される。
クロンメートルの膜厚で（１００）の面方位を基板面と
するシリコンウェハにより、一面２１及び他面２２とを
有して、シリコン基板１を支持する。貫通孔形成工程に
おいて、窒化珪素皮膜からなる耐エッチング膜２３を両
面側に形成した後、耐エッチング膜２３が、通常のフォ
トリソグラフィー及びエッチングでもって一面２１側の
所定位置にて除去されて、開口部２３ａが形成される。
【００１５】耐エッチング膜２３をマスクとしてＫＯＨ
溶液でもって、開口部２３ａから異方性エッチングして
エッチング部２４を形成し、一面２１側のエッチング部
２４の幅が所定長さの後述するダイアフラム部１５を形
成する長さになるまでエッチングして、エッチング部２
４が支持シリコン基板２の他面２２に到達するとともに
開口部２３ａ側に行くほど幅の広い台形状に形成される
（ｂ）。そして、両面側の耐エッチング膜２３を除去す
ることによって貫通孔２５を形成する（ｃ）。
溶液でもって、開口部２３ａから異方性エッチングして
エッチング部２４を形成し、一面２１側のエッチング部
２４の幅が所定長さの後述するダイアフラム部１５を形
成する長さになるまでエッチングして、エッチング部２
４が支持シリコン基板２の他面２２に到達するとともに
開口部２３ａ側に行くほど幅の広い台形状に形成される
（ｂ）。そして、両面側の耐エッチング膜２３を除去す
ることによって貫通孔２５を形成する（ｃ）。
【００１６】次いで、貼り合わせ工程において、シリコ
ン基板１の一方面１１側の耐エッチング膜１４をＣＦ４
プラズマエッチングによって、酸化珪素膜１３をＨＦ溶
液によってそれぞれ除去する。それぞれの基板面が露出
された状態で、シリコン基板１の一方面１１と支持シリ
コン基板２の一面２１とを、略摂氏１１００度で熱処理
し、互いに貼り合わせる（ｃ）。
ン基板１の一方面１１側の耐エッチング膜１４をＣＦ４
プラズマエッチングによって、酸化珪素膜１３をＨＦ溶
液によってそれぞれ除去する。それぞれの基板面が露出
された状態で、シリコン基板１の一方面１１と支持シリ
コン基板２の一面２１とを、略摂氏１１００度で熱処理
し、互いに貼り合わせる（ｃ）。
【００１７】次いで、ダイアフラム部形成工程におい
て、ＫＯＨ溶液でもって支持シリコン基板２の他面２２
側から、所定厚さである２０ミクロンメートルの厚さに
なるまでシリコン基板１を異方性エッチングして、１ｍ
ｍの所定長さを有して負荷された圧力に対応して撓むダ
イアフラム部１５をシリコン基板１に形成する（ｄ）。
て、ＫＯＨ溶液でもって支持シリコン基板２の他面２２
側から、所定厚さである２０ミクロンメートルの厚さに
なるまでシリコン基板１を異方性エッチングして、１ｍ
ｍの所定長さを有して負荷された圧力に対応して撓むダ
イアフラム部１５をシリコン基板１に形成する（ｄ）。
【００１８】ここで、基板面を（１１０）とするシリコ
ン基板１は基板面を（１００）とする支持シリコン基板
２と比較して、基板面方向へのエッチング速度が速いの
で、接合界面におけるシリコン基板１のエッチング部１
６の幅が支持シリコン基板２の幅よりも広くなる。すな
わち、支持シリコン基板２の貫通孔２５の他面２２側に
おける幅を狭くした状態で、所定長さのダイアフラム部
１５を形成する（ｄ）。
ン基板１は基板面を（１００）とする支持シリコン基板
２と比較して、基板面方向へのエッチング速度が速いの
で、接合界面におけるシリコン基板１のエッチング部１
６の幅が支持シリコン基板２の幅よりも広くなる。すな
わち、支持シリコン基板２の貫通孔２５の他面２２側に
おける幅を狭くした状態で、所定長さのダイアフラム部
１５を形成する（ｄ）。
【００１９】次いで、ピエゾ抵抗形成工程において、シ
リコン基板１の他方面１２側の耐エッチング膜１４を除
去し、圧力による抵抗変化を電気信号に変換するピエゾ
抵抗３をダイアフラム部１５の対応位置に形成し、Ａｌ
からなる金属をスパッタしピエゾ抵抗３に接続した配線
部３１を形成する（ｅ）。
リコン基板１の他方面１２側の耐エッチング膜１４を除
去し、圧力による抵抗変化を電気信号に変換するピエゾ
抵抗３をダイアフラム部１５の対応位置に形成し、Ａｌ
からなる金属をスパッタしピエゾ抵抗３に接続した配線
部３１を形成する（ｅ）。
【００２０】次いで、ガラス台座接合工程において、軸
孔４１を設けて厚さが１ｍｍのガラス台座４４を、軸孔
４１及びダイアフラム部１５の互いの位置を対応した状
態で、支持シリコン基板２の他面２２を接合面２６とし
て接合する（ｆ）。
孔４１を設けて厚さが１ｍｍのガラス台座４４を、軸孔
４１及びダイアフラム部１５の互いの位置を対応した状
態で、支持シリコン基板２の他面２２を接合面２６とし
て接合する（ｆ）。
【００２１】このものの動作を説明する。気体又は液体
の流体は、圧力を持ってガラス台座４の軸孔４１に導入
される。ダイアフラム部１５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１５に形成されたピエゾ抵抗３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
て端子（図示せず）に出力して、流体の圧力を測定す
る。
の流体は、圧力を持ってガラス台座４の軸孔４１に導入
される。ダイアフラム部１５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１５に形成されたピエゾ抵抗３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
て端子（図示せず）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、（１１０）の面
方位を基板面とするシリコン基板１の一方面１１と、貫
通孔２５が形成されて（１００）の面方位を基板面とす
る支持シリコン基板２の一面２１とを貼り合わせた状態
で、支持シリコン基板２の他面２２側から異方性エッチ
ングして、所定厚さ及び所定長さを有するダイアフラム
部１５をシリコン基板１に形成したから、シリコン基板
１が支持シリコン基板２と比較して基板面方向へのエッ
チング速度が速いので支持シリコン基板２の貫通孔２５
の他面２２側における幅を狭くした状態で、所定長さの
ダイアフラム部１５を形成するとともに、ガラス台座４
との接合面２６を広くして、支持シリコン基板２を貼り
合わせずにダイアフラム部１５を形成した従来と比較し
て、基板面方向におけるサイズを２．２ｍｍにまで小型
化した半導体圧力センサを製造することができる。
製造方法にあっては、上記したように、（１１０）の面
方位を基板面とするシリコン基板１の一方面１１と、貫
通孔２５が形成されて（１００）の面方位を基板面とす
る支持シリコン基板２の一面２１とを貼り合わせた状態
で、支持シリコン基板２の他面２２側から異方性エッチ
ングして、所定厚さ及び所定長さを有するダイアフラム
部１５をシリコン基板１に形成したから、シリコン基板
１が支持シリコン基板２と比較して基板面方向へのエッ
チング速度が速いので支持シリコン基板２の貫通孔２５
の他面２２側における幅を狭くした状態で、所定長さの
ダイアフラム部１５を形成するとともに、ガラス台座４
との接合面２６を広くして、支持シリコン基板２を貼り
合わせずにダイアフラム部１５を形成した従来と比較し
て、基板面方向におけるサイズを２．２ｍｍにまで小型
化した半導体圧力センサを製造することができる。
【００２３】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。
【００２４】支持シリコン基板２は、平板状で４００ミ
クロンメートルの膜厚のシリコンウェハにより、一面２
１及び他面２２とを有して、シリコン基板１を支持す
る。貫通孔形成工程において、窒化珪素皮膜からなる耐
エッチング膜２３を両面側に形成した後、耐エッチング
膜２３が通常のフォトリソグラフィー及びエッチングで
もって、両面側の所定位置にて除去されて、両側に開口
部２３ａが形成される。
クロンメートルの膜厚のシリコンウェハにより、一面２
１及び他面２２とを有して、シリコン基板１を支持す
る。貫通孔形成工程において、窒化珪素皮膜からなる耐
エッチング膜２３を両面側に形成した後、耐エッチング
膜２３が通常のフォトリソグラフィー及びエッチングで
もって、両面側の所定位置にて除去されて、両側に開口
部２３ａが形成される。
【００２５】耐エッチング膜２３をマスクとしてＫＯＨ
溶液でもって、両開口部２３ａから異方性エッチングし
て両側に台形状のエッチング部２４を形成し、一面２１
側のエッチング部２４の幅が所定長さのダイアフラム部
１５を形成する長さになるまでエッチングして、両側の
エッチング部２４が連通した、すなわち他面２２に到達
したエッチング部２４を形成して、貫通孔２５を形成す
る（ｂ）。その後、両面側の耐エッチング膜１４を除去
する（ｃ）。
溶液でもって、両開口部２３ａから異方性エッチングし
て両側に台形状のエッチング部２４を形成し、一面２１
側のエッチング部２４の幅が所定長さのダイアフラム部
１５を形成する長さになるまでエッチングして、両側の
エッチング部２４が連通した、すなわち他面２２に到達
したエッチング部２４を形成して、貫通孔２５を形成す
る（ｂ）。その後、両面側の耐エッチング膜１４を除去
する（ｃ）。
【００２６】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、貫通孔形成工程
で所定位置における両面側の耐エッチング膜１４を除去
し両開口部２３ａを設け、その両開口部２３ａから異方
性エッチングして貫通孔２５を形成したから、一面２１
側からのみエッチングする同一時間で２倍の厚さの支持
シリコン基板２がエッチングされて、接合面２６に接合
されたガラス台座４と支持シリコン基板２との熱膨張率
の差に起因するストレスが厚い支持シリコン基板２で緩
和されて、支持シリコン基板２又はシリコン基板１に発
生するクラックを防止した半導体圧力センサを製造する
ことができる。
製造方法にあっては、上記したように、貫通孔形成工程
で所定位置における両面側の耐エッチング膜１４を除去
し両開口部２３ａを設け、その両開口部２３ａから異方
性エッチングして貫通孔２５を形成したから、一面２１
側からのみエッチングする同一時間で２倍の厚さの支持
シリコン基板２がエッチングされて、接合面２６に接合
されたガラス台座４と支持シリコン基板２との熱膨張率
の差に起因するストレスが厚い支持シリコン基板２で緩
和されて、支持シリコン基板２又はシリコン基板１に発
生するクラックを防止した半導体圧力センサを製造する
ことができる。
【００２７】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
異なる製造工程について述べることとし、ピエゾ抵抗形
成工程及びガラス台座接合工程の説明を省略するととも
に、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
異なる製造工程について述べることとし、ピエゾ抵抗形
成工程及びガラス台座接合工程の説明を省略するととも
に、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。
【００２８】シリコン基板１１は、平板状で２００ミク
ロンメートルの膜厚で（１１０）の面方位を基板面とす
るシリコンウェハにより、一方面１１及び他方面１２と
を有して、両面に酸化珪素膜１３を設けている。支持シ
リコン基板２２は、平板状で２００ミクロンメートルの
膜厚で（１００）の面方位を基板面とするシリコンウェ
ハにより、一面２１及び他面２２とを有して、シリコン
基板１を支持する。
ロンメートルの膜厚で（１１０）の面方位を基板面とす
るシリコンウェハにより、一方面１１及び他方面１２と
を有して、両面に酸化珪素膜１３を設けている。支持シ
リコン基板２２は、平板状で２００ミクロンメートルの
膜厚で（１００）の面方位を基板面とするシリコンウェ
ハにより、一面２１及び他面２２とを有して、シリコン
基板１を支持する。
【００２９】先ず、貼り合わせ工程において、シリコン
基板１の一方面１１と支持シリコン基板２の一面２１と
を、それぞれの基板面が露出された状態で略摂氏１１０
０度で熱処理して互いに貼り合わせる（ａ）。次いで、
シリコン基板１の他方面１２側及び支持シリコン基板２
の他面２２側に耐エッチング膜１４，２３を形成する
（ａ）。
基板１の一方面１１と支持シリコン基板２の一面２１と
を、それぞれの基板面が露出された状態で略摂氏１１０
０度で熱処理して互いに貼り合わせる（ａ）。次いで、
シリコン基板１の他方面１２側及び支持シリコン基板２
の他面２２側に耐エッチング膜１４，２３を形成する
（ａ）。
【００３０】次いで、ダイアフラム部形成工程におい
て、支持シリコン基板２の他面２２側の耐エッチング膜
２３が、通常のフォトリソグラフィー及びエッチングで
もって所定位置にて除去されて、開口部２３ａが形成さ
れる。耐エッチング膜２３をマスクとしてＫＯＨ溶液で
もって、開口部２３ａから異方性エッチングして、開口
部２３ａ側ほど幅の広い台形状のエッチング部２４を形
成する（ｂ）。さらにエッチングが進行すると、シリコ
ン基板１がエッチングされ別のエッチング部１６が形成
されて、所定厚さ及び所定長さを有するダイアフラム部
１５が形成される（ｃ）。
て、支持シリコン基板２の他面２２側の耐エッチング膜
２３が、通常のフォトリソグラフィー及びエッチングで
もって所定位置にて除去されて、開口部２３ａが形成さ
れる。耐エッチング膜２３をマスクとしてＫＯＨ溶液で
もって、開口部２３ａから異方性エッチングして、開口
部２３ａ側ほど幅の広い台形状のエッチング部２４を形
成する（ｂ）。さらにエッチングが進行すると、シリコ
ン基板１がエッチングされ別のエッチング部１６が形成
されて、所定厚さ及び所定長さを有するダイアフラム部
１５が形成される（ｃ）。
【００３１】ここで、基板面を（１１０）とするシリコ
ン基板１が基板面を（１００）とする支持シリコン基板
２と比較して、基板面方向へのエッチング速度が速いの
で、支持シリコン基板２のエッチング部２４の他面２２
側における幅を狭くした状態で、所定長さのダイアフラ
ム部１５を形成する（ｃ）。
ン基板１が基板面を（１００）とする支持シリコン基板
２と比較して、基板面方向へのエッチング速度が速いの
で、支持シリコン基板２のエッチング部２４の他面２２
側における幅を狭くした状態で、所定長さのダイアフラ
ム部１５を形成する（ｃ）。
【００３２】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、基板面を（１１
０）とするシリコン基板１と、基板面を（１００）とす
る支持シリコン基板２とを貼り合わせた状態で、支持シ
リコン基板２の開口部２３ａから異方性エッチングして
ダイアフラム部１５を形成したから、シリコン基板１が
支持シリコン基板２と比較して基板面方向へのエッチン
グ速度が速いので支持シリコン基板２のエッチング部２
４の他面２２側における幅を狭くした状態で、所定厚さ
及び所定長さのダイアフラム部１５を形成するととも
に、ガラス台座４との接合面２６を広くして、支持シリ
コン基板２を貼り合わせずにダイアフラム部１５を形成
した従来と比較して、基板面方向におけるサイズを２．
５ｍｍにまで小型化した半導体圧力センサを製造するこ
とができる。
製造方法にあっては、上記したように、基板面を（１１
０）とするシリコン基板１と、基板面を（１００）とす
る支持シリコン基板２とを貼り合わせた状態で、支持シ
リコン基板２の開口部２３ａから異方性エッチングして
ダイアフラム部１５を形成したから、シリコン基板１が
支持シリコン基板２と比較して基板面方向へのエッチン
グ速度が速いので支持シリコン基板２のエッチング部２
４の他面２２側における幅を狭くした状態で、所定厚さ
及び所定長さのダイアフラム部１５を形成するととも
に、ガラス台座４との接合面２６を広くして、支持シリ
コン基板２を貼り合わせずにダイアフラム部１５を形成
した従来と比較して、基板面方向におけるサイズを２．
５ｍｍにまで小型化した半導体圧力センサを製造するこ
とができる。
【００３３】
【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、（１１０）の面方位を基板面とするシリコン基
板の一方面と、貫通孔が形成されて（１００）の面方位
を基板面とする支持シリコン基板の一面とを貼り合わせ
た状態で、支持シリコン基板の他面側から異方性エッチ
ングして、所定厚さ及び所定長さを有するダイアフラム
部をシリコン基板に形成したから、シリコン基板が支持
シリコン基板と比較して基板面方向へのエッチング速度
が速いので支持シリコン基板の貫通孔の他面側における
幅を狭くした状態で、所定長さのダイアフラム部を形成
するとともに、ガラス台座との接合面を広くして、支持
シリコン基板を貼り合わせずにダイアフラム部を形成し
た従来と比較して、基板面方向におけるサイズを小型化
した半導体圧力センサを製造することができる。
方法は、（１１０）の面方位を基板面とするシリコン基
板の一方面と、貫通孔が形成されて（１００）の面方位
を基板面とする支持シリコン基板の一面とを貼り合わせ
た状態で、支持シリコン基板の他面側から異方性エッチ
ングして、所定厚さ及び所定長さを有するダイアフラム
部をシリコン基板に形成したから、シリコン基板が支持
シリコン基板と比較して基板面方向へのエッチング速度
が速いので支持シリコン基板の貫通孔の他面側における
幅を狭くした状態で、所定長さのダイアフラム部を形成
するとともに、ガラス台座との接合面を広くして、支持
シリコン基板を貼り合わせずにダイアフラム部を形成し
た従来と比較して、基板面方向におけるサイズを小型化
した半導体圧力センサを製造することができる。
【００３４】請求項２記載の半導体圧力センサの製造方
法は、請求項１記載の製造方法の効果に加えて、貫通孔
形成工程で所定位置における両面側の耐エッチング膜を
除去し両開口部を設け、その両開口部から異方性エッチ
ングして貫通孔を形成したから、一面側からのみエッチ
ングする同一時間で２倍の厚さの支持シリコン基板がエ
ッチングされて、接合面に接合されたガラス台座と支持
シリコン基板との熱膨張率の差に起因するストレスが厚
い支持シリコン基板で緩和されて、支持シリコン基板又
はシリコン基板に発生するクラックを防止した半導体圧
力センサを製造することができる。
法は、請求項１記載の製造方法の効果に加えて、貫通孔
形成工程で所定位置における両面側の耐エッチング膜を
除去し両開口部を設け、その両開口部から異方性エッチ
ングして貫通孔を形成したから、一面側からのみエッチ
ングする同一時間で２倍の厚さの支持シリコン基板がエ
ッチングされて、接合面に接合されたガラス台座と支持
シリコン基板との熱膨張率の差に起因するストレスが厚
い支持シリコン基板で緩和されて、支持シリコン基板又
はシリコン基板に発生するクラックを防止した半導体圧
力センサを製造することができる。
【００３５】請求項３記載の半導体圧力センサの製造方
法は、基板面を（１１０）とするシリコン基板と、基板
面を（１００）とする支持シリコン基板とを貼り合わせ
た状態で、支持シリコン基板の開口部から異方性エッチ
ングしてダイアフラム部を形成したから、シリコン基板
が支持シリコン基板と比較して基板面方向へのエッチン
グ速度が速いので支持シリコン基板のエッチング部の他
面２２側における幅を狭くした状態で、所定厚さ及び所
定長さのダイアフラム部を形成するとともに、ガラス台
座との接合面を広くして、支持シリコン基板を貼り合わ
せずにダイアフラム部を形成した従来と比較して、基板
面方向におけるサイズを小型化した半導体圧力センサを
製造することができる。
法は、基板面を（１１０）とするシリコン基板と、基板
面を（１００）とする支持シリコン基板とを貼り合わせ
た状態で、支持シリコン基板の開口部から異方性エッチ
ングしてダイアフラム部を形成したから、シリコン基板
が支持シリコン基板と比較して基板面方向へのエッチン
グ速度が速いので支持シリコン基板のエッチング部の他
面２２側における幅を狭くした状態で、所定厚さ及び所
定長さのダイアフラム部を形成するとともに、ガラス台
座との接合面を広くして、支持シリコン基板を貼り合わ
せずにダイアフラム部を形成した従来と比較して、基板
面方向におけるサイズを小型化した半導体圧力センサを
製造することができる。
【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 シリコン基板 １１ 一方面 １２ 他方面 １４ 耐エッチング膜 １５ ダイアフラム部 ２ 支持シリコン基板 ２１ 一面 ２２ 他面 ２３ 耐エッチング膜 ２３ａ 開口部 ２４ エッチング部 ２５ 貫通孔 ２６ 接合面 ３ ピエゾ抵抗 ４ ガラス台座 ４１ 軸孔
Claims (3)
- 【請求項１】 （１１０）の面方位を基板面とするシリ
コン基板の両面に耐エッチング膜を形成する耐エッチン
グ膜形成工程と、 （１００）の面方位を基板面としてシリコン基板を支持
する支持シリコン基板の両面に耐エッチング膜を形成
し、少なくとも一面側の耐エッチング膜を所定位置にて
除去し開口部を設け、その開口部から異方性エッチング
して他面に到達するとともに開口部側ほど幅の広い台形
状のエッチング部を形成し、両面側の耐エッチング膜を
除去し貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、 シリコン基板の一方面と支持シリコン基板の一面とを、
それぞれの基板面が露出された状態で互いに貼り合わせ
る貼り合わせ工程と、 支持シリコン基板の他面側から異方性エッチングして、
負荷された圧力に対応して撓む所定厚さ及び所定長さを
有する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、 シリコン基板の他方面側の耐エッチング膜を除去し、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、 軸孔を設けたガラス台座を、軸孔及びダイアフラム部の
互いの位置を対応した状態で、支持シリコン基板の他面
を接合面として接合するガラス台座接合工程と、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】 前記貫通孔形成工程は、両面側の前記耐
エッチング膜を前記所定位置にて除去し両前記開口部を
設け、その両前記開口部から前記異方性エッチングし互
いに連通する両前記エッチング部を形成して、前記貫通
孔を形成することを特徴とする請求項１記載の半導体圧
力センサの製造方法。 - 【請求項３】 （１１０）の面方位を基板面とするシリ
コン基板の一方面と、（１００）の面方位を基板面とす
るシリコン基板を支持する支持シリコン基板の一面とを
それぞれの基板面が露出された状態で、互いに貼り合わ
せる貼り合わせ工程と、 支持シリコン基板に形成された他面側の耐エッチング膜
を所定位置にて除去し開口部を設け、その開口部から異
方性エッチングして、負荷された圧力に対応して撓む所
定厚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、 シリコン基板の他方面側に形成された耐エッチング膜を
除去し、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、 軸孔を設けたガラス台座を、軸孔及びダイアフラム部の
互いの位置を対応した状態で、支持シリコン基板の他面
を接合面として接合するガラス台座接合工程と、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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22954296A JPH1074956A (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | 半導体圧力センサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22954296A JPH1074956A (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | 半導体圧力センサの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1074956A true JPH1074956A (ja) | 1998-03-17 |
Family
ID=16893806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22954296A Pending JPH1074956A (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | 半導体圧力センサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1074956A (ja) |
Cited By (1)
| 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 |
-
1996
- 1996-08-30 JP JP22954296A patent/JPH1074956A/ja active Pending
Cited By (1)
| 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 |
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