JPH11135805A - Manufacture of semiconductor accelerometer - Google Patents

Manufacture of semiconductor accelerometer

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JPH11135805A
JPH11135805A JP10207370A JP20737098A JPH11135805A JP H11135805 A JPH11135805 A JP H11135805A JP 10207370 A JP10207370 A JP 10207370A JP 20737098 A JP20737098 A JP 20737098A JP H11135805 A JPH11135805 A JP H11135805A
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sacrificial layer
forming
acceleration sensor
etching
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仁 吉田
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恵昭 友成
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卓郎 中邑
Takuo Ishida
拓郎 石田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method for a semiconductor accelerometer in which a flexure part can be formed with good accuracy. SOLUTION: A P<+> -type embedded sacrificial layer 3a is formed inside a single-crystal silicon substrate 1. An epitaxial layer 4 is formed on the side of a face, on which the p<+> -type buried sacrificial layer 3a is formed inside the single-crystal silicon substrate 1. In succession, a piezoresistance 5 and a diffusion interconnection 6 are formed in the epitaxial layer 4. Then, a p<+> -type impurity layer 7 which reaches the p<+> -type embedded sacrificial layer 3a is formed inside the epitaxial layer 4. Silicon oxide films 8 are formed on the single-crystal silicon substrate 1 and on the epitaxial layer 4. Protective films 9 are formed on the silicon oxide films 8. Then, a part which corresponds to the outer peripheral edge of a bob part 15 in the single-crystal silicon substrate 1 is etched anisotropically. As a result, cutout parts 11 which reach the p<+> -type embedded sacrificial layer are formed. Then, the p<+> -type impurity layer 7 is etched and removed. An etchant inlet port 12 is formed. An etchant is introduced from the etchant inlet port 12. The p<+> -type embedded sacrificial layer 3a is etched and removed, and then a cutout groove 3 is formed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、航空機、
家電製品等に用いられる半導体加速度センサの製造方法
に関するものであり、特にx軸、y軸、z軸に感度を有
する3軸加速度センサに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an automobile, an aircraft,
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor acceleration sensor used for home electric appliances and the like, and particularly to a three-axis acceleration sensor having sensitivity in the x-axis, y-axis, and z-axis.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に加速度センサとしては、片持ち梁
方式と両持ち梁方式とが提案されている。検出方法とし
ては、機械的な歪みを電気抵抗の変化として検出する方
法と、静電容量の変化による検出方法とがある。例え
ば、特開平6-109755号公報には機械的な歪みを電気抵抗
の変化として検出する両持ち梁方式の加速度センサが開
示され、このような加速度センサの製造方法が特願平8-
100782号に提案されている。
2. Description of the Related Art In general, a cantilever type and a doubly supported type have been proposed as acceleration sensors. As a detection method, there are a method of detecting mechanical strain as a change in electric resistance and a method of detecting a change in capacitance. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-109755 discloses a doubly-supported acceleration sensor that detects mechanical strain as a change in electric resistance.
100782.

【0003】図11は、従来例に係る半導体加速度セン
サの製造工程を示す概略断面図であり、図12は、従来
例に係る半導体加速度センサの上面から見た状態を示す
概略平面図である。先ず、n型の単結晶シリコン基板1
上に熱酸化等によりシリコン酸化膜2を形成し、所定形
状にパタ−ニングされたレジストマスク(図示せず)を
用いてシリコン酸化膜2のエッチングを行うことにより
開口部2aを形成し、プラズマアッシング等によりレジ
ストマスクを除去する。このとき、開口部2aは単結晶
シリコン基板1の略四角状の中央部1aを外囲した箇所
に形成されている。
FIG. 11 is a schematic sectional view showing a manufacturing process of a conventional semiconductor acceleration sensor, and FIG. 12 is a schematic plan view showing a state of the conventional semiconductor acceleration sensor as viewed from above. First, an n-type single-crystal silicon substrate 1
A silicon oxide film 2 is formed thereon by thermal oxidation or the like, and an opening 2a is formed by etching the silicon oxide film 2 using a resist mask (not shown) patterned in a predetermined shape to form a plasma. The resist mask is removed by ashing or the like. At this time, the opening 2a is formed at a location surrounding the substantially square central portion 1a of the single crystal silicon substrate 1.

【0004】続いて、開口部2aが形成されたシリコン
酸化膜2をマスクとしてボロン(B)等のp型不純物を
デポジション及び熱拡散またはイオン注入及びアニ−ル
処理を行うことによりp+型埋込犠牲層3aを形成し
(図11(a))、シリコン酸化膜2をエッチングによ
り除去する。
Subsequently, p-type impurities such as boron (B) are deposited and thermally diffused or ion-implanted and annealed by using the silicon oxide film 2 in which the opening 2a is formed as a mask, thereby forming a p + -type impurity. An embedded sacrificial layer 3a is formed (FIG. 11A), and the silicon oxide film 2 is removed by etching.

【0005】次に、単結晶シリコン基板1のp+型埋込
犠牲層3aを形成した面側にn型のエピタキシャル層4
を形成し、図12に示すように、エピタキシャル層4
に、後述する梁部14bを挟んで略対向し、かつ、中央
部14aの近傍が欠落した矩形状に、レジストマスク
(図示せず)を用いてボロン(B)等のp型不純物をデ
ポジション及び熱拡散またはイオン注入及びアニ−ル処
理を行うことによりp+型埋込犠牲層3aに到達するp
+型不純物層(図示せず)を形成し、レジストマスクを
除去する(図11(b))。ここで、エピタキシャル層
4は、後に撓み部14となるため、加速度印加時に撓む
厚さに形成されている。
Next, an n-type epitaxial layer 4 is formed on the surface of the single crystal silicon substrate 1 on which the p + type buried sacrificial layer 3a is formed.
To form an epitaxial layer 4 as shown in FIG.
Using a resist mask (not shown), a p-type impurity such as boron (B) is deposited in a rectangular shape which is substantially opposed to a beam portion 14b to be described later and has a portion near the center portion 14a missing. By performing thermal diffusion or ion implantation and annealing, p reaches p + type buried sacrificial layer 3a.
A + type impurity layer (not shown) is formed, and the resist mask is removed (FIG. 11B). Here, the epitaxial layer 4 is formed to have a thickness that bends when an acceleration is applied, because the epitaxial layer 4 later becomes the bent portion 14.

【0006】次に、エピタキシャル層4の撓み部14に
対応する箇所に、ボロン(B)等のp型不純物を拡散し
てピエゾ抵抗5を形成し(図11(c))、ピエゾ抵抗
5と電気的に接続されるようにエピタキシャル層4内に
ボロン(B)等のp型不純物を拡散して拡散配線6を形
成する(図11(d))。
Next, a piezoresistor 5 is formed by diffusing a p-type impurity such as boron (B) at a position corresponding to the bent portion 14 of the epitaxial layer 4 (FIG. 11C). A diffusion wiring 6 is formed by diffusing a p-type impurity such as boron (B) into the epitaxial layer 4 so as to be electrically connected (FIG. 11D).

【0007】次に、単結晶シリコン基板1の二主表面上
及びエピタキシャル層4のピエゾ抵抗5形成面上にCV
D法等によりシリコン窒化膜等の保護膜9を形成し、所
定形状にパタ−ニングされたレジストマスク(図示せ
ず)を用いて単結晶シリコン基板1の二主表面に形成さ
れた保護膜9のエッチングを行うことにより、後述する
重り部15の外周縁に対応する箇所に開口部10を形成
し、レジストマスクを除去する(図11(e))。
Next, CV is applied on the two main surfaces of the single crystal silicon substrate 1 and on the surface of the epitaxial layer 4 on which the piezoresistor 5 is formed.
A protective film 9 such as a silicon nitride film is formed by the method D or the like, and the protective film 9 is formed on the two main surfaces of the single crystal silicon substrate 1 using a resist mask (not shown) patterned in a predetermined shape. By performing the above etching, an opening 10 is formed at a position corresponding to the outer peripheral edge of the weight 15 described later, and the resist mask is removed (FIG. 11E).

【0008】次に、開口部10が形成された保護膜9を
マスクとして単結晶シリコン基板1を、水酸化カリウム
(KOH)溶液等のアルカリ系のエッチャントを用いて異
方性エッチングを行うことにより、p+型埋込犠牲層3
aに到達する切り込み部11を形成する(図11
(f))。
Next, the single crystal silicon substrate 1 is anisotropically etched using an alkaline etchant such as a potassium hydroxide (KOH) solution using the protective film 9 having the opening 10 as a mask. , P + type buried sacrificial layer 3
a is formed to reach the cutout 11 (FIG. 11)
(F)).

【0009】次に、拡散配線6上の所望の箇所の保護膜
9をエッチングにより除去し、拡散配線6と電気的に接
続されるように、スパッタリング及びエッチング等によ
りメタル配線17を形成する(図11(g))。
Next, the protective film 9 at a desired position on the diffusion wiring 6 is removed by etching, and a metal wiring 17 is formed by sputtering, etching or the like so as to be electrically connected to the diffusion wiring 6. 11 (g)).

【0010】次に、フッ酸等を含んだ酸性溶液から成る
エッチャントを切り込み部11に導入し、p+型埋込犠
牲層3a及びp+型不純物層を等方性エッチングにより
除去して、両端がエピタキシャル層4のフレーム13に
支持されて、重り部15のネック部15aが接続された
撓み部14を形成する。そして、撓み部14の撓みが集
中するように撓み部14を部分的に分断するスリット2
1をRIE(Reactive Ion Etching)等により形成し、梁
部14bが撓み部14に形成されることになる(図11
(h))。
Next, an etchant made of an acidic solution containing hydrofluoric acid or the like is introduced into the cut portion 11, and the p + type buried sacrificial layer 3a and the p + type impurity layer are removed by isotropic etching. The bending portion 14 is formed on the frame 13 of the layer 4 and connected to the neck portion 15a of the weight portion 15. Then, the slit 2 for partially dividing the bending portion 14 so that the bending of the bending portion 14 is concentrated.
1 is formed by RIE (Reactive Ion Etching) or the like, and the beam portion 14b is formed on the bending portion 14 (FIG. 11).
(H)).

【0011】この半導体加速度センサは、重り部15に
加速度が印加されると、重り部15が加速度の印加方向
と反対方向に変位して撓み部14が撓み、その撓み部1
4の一面に形成されたピエゾ抵抗5が撓んで、ピエゾ抵
抗5の抵抗値が変化する。この抵抗値の変化を電気信号
に変換して加速度を検出する。
In this semiconductor acceleration sensor, when acceleration is applied to the weight portion 15, the weight portion 15 is displaced in a direction opposite to the direction in which the acceleration is applied, and the bending portion 14 bends.
The piezoresistor 5 formed on one surface of the substrate 4 is bent, and the resistance value of the piezoresistor 5 changes. The change in the resistance value is converted into an electric signal to detect the acceleration.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
な半導体加速度センサの製造工程においては、p+型埋
込犠牲層3aのエッチングの際に、奥行き約1mm、ギャ
ップ5〜10μmというアスペクト比が200以上の閉空間を
撓み部14の長手方向にエッチングするので、エッチャ
ントの対流が起こりにくく、エッチングが進行しなくな
るという問題があった。
However, in the manufacturing process of the semiconductor acceleration sensor as described above, when etching the p + type buried sacrificial layer 3a, the aspect ratio of about 1 mm in depth and 5 to 10 μm in gap is 200 mm. Since the above closed space is etched in the longitudinal direction of the bending portion 14, there is a problem that convection of the etchant hardly occurs and the etching does not progress.

【0013】また、閉空間に滞留したエッチャントは、
硝酸自己触媒作用による組成変動から選択性の劣化を招
き、半導体加速度センサの感度を大きく左右する撓み部
14までがエッチングされ、所望の特性が得られないと
いう問題があった。
The etchant staying in the closed space is
Deterioration of selectivity is caused by composition fluctuation due to nitric acid self-catalysis, and even the bent portion 14, which greatly affects the sensitivity of the semiconductor acceleration sensor, is etched, and there is a problem that desired characteristics cannot be obtained.

【0014】本発明は、上記の点に鑑みて成されたもの
であり、その目的とするところは、精度良く撓み部を形
成することのできる半導体加速度センサの製造方法を提
供することにある。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor acceleration sensor capable of forming a flexure with high accuracy.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
半導体基板の一面側所定位置に犠牲層を形成する工程
と、前記半導体基板の前記犠牲層を形成した面側にエピ
タキシャル層を形成する工程と、該エピタキシャル層に
前記犠牲層に達する高濃度不純物層を形成する工程と、
該エピタキシャル層の撓み部に対応する箇所に、歪みを
電気信号に変換して加速度を検出する加速度検出部を形
成する工程と、前記半導体基板の重り部の外周縁に対応
する箇所を、前記半導体基板の前記エピタキシャル層形
成面とは異なる面側から異方性エッチングして犠牲層に
達する切り込み部を形成する工程と、前記犠牲層をエッ
チング除去して切り込み溝を形成する工程と、前記エピ
タキシャル層の所望の箇所をエッチング除去して前記重
り部を懸架支持する撓み部と該撓み部を支持するフレー
ムとを形成する工程とを有する半導体加速度センサの製
造方法において、前記エピタキシャル層に前記犠牲層に
達する高濃度不純物層を形成する工程と、該高濃度不純
物層をエッチング除去して前記犠牲層に達するエッチャ
ント導入口を形成する工程とを有し、該エッチャント導
入口からエッチャントを導入することにより前記犠牲層
をエッチング除去して前記切り込み溝を形成するように
したことを特徴とするものである。
According to the first aspect of the present invention,
Forming a sacrificial layer at a predetermined position on one surface of the semiconductor substrate; forming an epitaxial layer on the surface of the semiconductor substrate on which the sacrificial layer is formed; and forming a high-concentration impurity layer on the epitaxial layer reaching the sacrificial layer. Forming a;
A step of forming an acceleration detecting unit for detecting acceleration by converting strain into an electric signal at a position corresponding to the bending portion of the epitaxial layer, and forming a portion corresponding to an outer peripheral edge of a weight portion of the semiconductor substrate by the semiconductor; Forming a notch reaching the sacrificial layer by anisotropic etching from a side of the substrate different from the epitaxial layer forming surface, forming a notch by etching away the sacrificial layer, Forming a bent portion for suspending and supporting the weight portion and a frame for supporting the bent portion by etching and removing a desired portion of the semiconductor acceleration sensor. Forming a high-concentration impurity layer to reach, and forming an etchant inlet to reach the sacrificial layer by removing the high-concentration impurity layer by etching. That has a step, it is characterized in that so as to form the cut groove the sacrificial layer is etched away by introducing an etchant from the etchant inlet.

【0016】請求項2記載の発明は、請求項1記載の半
導体加速度センサの製造方法において、前記加速度検出
部として、前記エピタキシャル層の前記撓み部に該当す
る箇所に、撓みにより抵抗値が変化するピエゾ抵抗を形
成し、前記ピエゾ抵抗の抵抗値の変化を電気信号に変換
することにより加速度を検出するようにしたことを特徴
とするものである。
According to a second aspect of the present invention, in the method for manufacturing a semiconductor acceleration sensor according to the first aspect, as the acceleration detecting portion, a resistance value changes by bending in a portion corresponding to the bending portion of the epitaxial layer. A piezo resistor is formed, and acceleration is detected by converting a change in the resistance value of the piezo resistor into an electric signal.

【0017】請求項3記載の発明は、請求項1記載の半
導体加速度センサの製造方法において、前記加速度検出
部として、略対向配置された電極を形成し、加速度印加
時の前記撓み部および/または重り部の撓みを、前記電
極により静電容量の変化としてとらえて加速度を検出す
るようにしたことを特徴とするものである。
According to a third aspect of the present invention, in the method for manufacturing a semiconductor acceleration sensor according to the first aspect, electrodes which are substantially opposed to each other are formed as the acceleration detecting section, and the bending section and / or the acceleration detecting section apply acceleration. The acceleration is detected by detecting the deflection of the weight portion as a change in capacitance by the electrode.

【0018】請求項4記載の発明は、請求項1乃至請求
項3のいずれかに記載の半導体加速度センサの製造方法
において、前記犠牲層として、不純物拡散により高濃度
不純物層を形成したことを特徴とするものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor acceleration sensor according to any one of the first to third aspects, a high-concentration impurity layer is formed as the sacrificial layer by impurity diffusion. It is assumed that.

【0019】請求項5記載の発明は、請求項1乃至請求
項3のいずれかに記載の半導体加速度センサの製造方法
において、前記犠牲層として、不純物拡散により高濃度
不純物層を形成し、陽極化成法により前記高濃度不純物
層を多孔質化して多孔質シリコン層を形成したことを特
徴とするものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a semiconductor acceleration sensor according to any one of the first to third aspects, a high-concentration impurity layer is formed as the sacrificial layer by impurity diffusion. The high-concentration impurity layer is made porous by a method to form a porous silicon layer.

【0020】請求項6記載の発明は、請求項1乃至請求
項5のいずれかに記載の半導体加速度センサの製造方法
において、前記高濃度不純物層を、前記撓み部に隣接し
た箇所に形成するようにしたことを特徴とするものであ
る。
According to a sixth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor acceleration sensor according to any one of the first to fifth aspects, the high-concentration impurity layer is formed at a position adjacent to the bent portion. It is characterized by having made it.

【0021】請求項7記載の発明は、請求項1乃至請求
項6のいずれかに記載の半導体加速度センサの製造方法
において、前記高濃度不純物層及び前記犠牲層を、連続
してエッチング除去するようにしたことを特徴とするも
のである。
According to a seventh aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor acceleration sensor according to any one of the first to sixth aspects, the high concentration impurity layer and the sacrificial layer are continuously removed by etching. It is characterized by having made it.

【0022】請求項8記載の発明は、請求項1乃至請求
項5または請求項7のいずれかに記載の半導体加速度セ
ンサの製造方法において、前記高濃度不純物層を、前記
エピタキシャル層の前記撓み部及びフレーム形成箇所を
除いた箇所に形成するようにしたことを特徴とするもの
である。
According to an eighth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor acceleration sensor according to any one of the first to fifth or seventh aspects, the high-concentration impurity layer is formed by the bending portion of the epitaxial layer. And a portion excluding the frame forming portion.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づき説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0024】=実施の形態1= 図1は、本発明の一実施の形態に係る半導体加速度セン
サの製造工程を示す概略断面図であり、図2は、図1
(b)〜(h)の製造工程の一部破断した状態を示す概
略斜視図である。本実施の形態に係る半導体加速度セン
サは、厚さ400〜600μmのn型の半導体基板である単結
晶シリコン基板1上に熱酸化等によりシリコン酸化膜2
を形成し、所定形状にパターニングされたレジストマス
ク(図示せず)を用いてシリコン酸化膜2のエッチング
を行うことにより開口部2aを形成し、プラズマアッシ
ング等によりレジストマスクを除去する。このとき、開
口部2aは単結晶シリコン基板1の略四角状の中央部1
aを外囲した箇所に形成されている。なお、中央部1a
の形状は、特に限定されず、例えば円形,楕円形,矩形
(長方形,正方形)であって良い。
Embodiment 1 = FIG. 1 is a schematic sectional view showing a manufacturing process of a semiconductor acceleration sensor according to an embodiment of the present invention, and FIG.
It is a schematic perspective view which shows the state which partly fractured in the manufacturing process of (b)-(h). The semiconductor acceleration sensor according to the present embodiment has a silicon oxide film 2 formed on a single crystal silicon substrate 1 which is an n-type semiconductor substrate having a thickness of 400 to 600 μm by thermal oxidation or the like.
Is formed, an opening 2a is formed by etching the silicon oxide film 2 using a resist mask (not shown) patterned in a predetermined shape, and the resist mask is removed by plasma ashing or the like. At this time, the opening 2a is formed in the substantially square central portion 1 of the single crystal silicon substrate 1.
It is formed in a portion surrounding a. The central part 1a
Is not particularly limited, and may be, for example, a circle, an ellipse, or a rectangle (rectangle, square).

【0025】続いて、開口部2aが形成されたシリコン
酸化膜2をマスクとしてボロン(B)等のp型不純物の
デポジション及び熱拡散またはイオン注入及びアニール
処理を行うことにより犠牲層(または高濃度不純物層)
であるp+型埋込犠牲層3aを形成し(図1(a))、
シリコン酸化膜2をエッチングにより除去する。ここ
で、p+型埋込犠牲層3aの不純物濃度としては、1019
cm-3以上であることが望ましい。
Subsequently, using the silicon oxide film 2 in which the opening 2a is formed as a mask, p-type impurities such as boron (B) are deposited and subjected to thermal diffusion or ion implantation and annealing to thereby form a sacrificial layer (or a high sacrificial layer). Concentration impurity layer)
Is formed (FIG. 1A).
The silicon oxide film 2 is removed by etching. Here, the impurity concentration of the p + type buried sacrificial layer 3a is 10 19
It is desirable to be not less than cm -3 .

【0026】なお、本実施の形態においては、シリコン
酸化膜2をマスクとしてp+型埋込犠牲層3aを形成す
るようにしたが、シリコン窒化膜をマスクとして用いて
も良い。
In this embodiment, the p + type buried sacrificial layer 3a is formed using the silicon oxide film 2 as a mask, but a silicon nitride film may be used as a mask.

【0027】また、本実施形態においては、p+型埋込
犠牲層3aを単結晶シリコン基板1に形成するようにし
たが、リン(P)等のn型不純物をデポジション及び熱
拡散またはイオン注入及びアニール処理を行うことによ
りn+型埋込犠牲層を形成するようにしても良い。
In this embodiment, the p + type buried sacrificial layer 3a is formed on the single-crystal silicon substrate 1. However, an n-type impurity such as phosphorus (P) is deposited and thermally diffused or ion-implanted. Alternatively, the n + type buried sacrificial layer may be formed by performing an annealing process.

【0028】また、p+型埋込犠牲層3aは、中央部1
aの外縁の全体から延びてその部分を完全に包囲するよ
うになっていても、あるいは外縁の一部分から延びても
良い。全体から延びる場合は、p+型埋込犠牲層3aは
環状形態であって良く、例えば中央部1aが円形であ
り、p+型埋込犠牲層3aがそれと同心の円により形成
される同心円と中央部11aとの間の環状部分であった
り、中央部1aが内側正方形であり、p+型埋込犠牲層
3aがそれと同心かつ向きが同じ外側正方形により形成
され、内側正方形と外側正方形との間の環状部分であっ
て良い。また、p+型埋込犠牲層3aは、円形の中央部
1aと外側正方形との間の部分またはその逆の組み合わ
せにより形成される部分であっても良く、更に、正方形
の代わりに長方形を、円形の変わりに楕円形を用いても
良い。
Further, the p + type buried sacrificial layer 3a is
It may extend from the entire outer edge of a so as to completely surround that portion, or may extend from a portion of the outer edge. When extending from the whole, the p + type buried sacrificial layer 3a may have an annular shape, for example, the central portion 1a is circular, and the p + type buried sacrificial layer 3a is formed as a concentric circle and a central portion formed by a concentric circle. 11a, the central portion 1a is an inner square, and the p + type buried sacrificial layer 3a is formed by an outer square concentric with and in the same direction as the inner square, and an annular shape between the inner square and the outer square. May be a part. Further, the p + -type buried sacrificial layer 3a may be a portion formed by a portion between the circular central portion 1a and the outer square or a portion formed by a combination of the opposite portions. Alternatively, an elliptical shape may be used.

【0029】また、p+型埋込犠牲層3aが、中央部1
aの外縁の一部分から延びる場合、p+型埋込犠牲層3
aは、中央部1aの周囲で等しい角度(例えば90゜)
の間隔で離れた実質的に長尺の層であって良く、90゜
の場合、p+型埋込犠牲層3aは中央部1aにおいて相
互に対向する4本のビーム形態(即ち、中央部1aで十
字に交差する形態)となる。換言すれば、p+型埋込犠
牲層3aは中央部1aから放射状に延びて良く、その数
は限定されない。
The p + type buried sacrificial layer 3a is
When extending from a part of the outer edge of a, the p + type buried sacrificial layer 3
a is an equal angle around the center 1a (eg, 90 °)
In the case of 90 °, the p + -type buried sacrificial layer 3a has four beam forms facing each other at the central portion 1a (that is, at the central portion 1a). Crossing a cross). In other words, the p + type buried sacrificial layer 3a may extend radially from the central portion 1a, and the number thereof is not limited.

【0030】次に、単結晶シリコン基板1のp+型埋込
犠牲層3aを形成した面側に、加速度印加時に撓む後述
する撓み部14に相当する厚さでn型のエピタキシャル
層4を形成し、所定形状にパターニングされたフォトレ
ジスト(図示せず)をマスクとしてエピタキシャル層4
の後述する撓み部14に対応する箇所に、ボロン(B)
等のp型不純物のデポジション及び熱拡散またはイオン
注入及びアニール処理を行うことによりピエゾ抵抗5を
形成し(図1(b))、同様にしてp型不純物のデポジ
ション及び熱拡散またはイオン注入及びアニール処理を
行うことによりピエゾ抵抗5に電気的に接続されるよう
に拡散配線6を形成し、フォトレジストを除去する(図
1(c),図2(a))。
Next, an n-type epitaxial layer 4 is formed on the surface of the single crystal silicon substrate 1 on which the p + type buried sacrificial layer 3a is formed, with a thickness corresponding to a later-described bending portion 14 which bends when an acceleration is applied. The epitaxial layer 4 is patterned using a photoresist (not shown) patterned in a predetermined shape as a mask.
Boron (B) is provided at a position corresponding to a bending portion 14 described later.
The piezoresistor 5 is formed by performing deposition and thermal diffusion or ion implantation and annealing of a p-type impurity (FIG. 1B). Similarly, deposition and thermal diffusion or ion implantation of a p-type impurity are performed. Then, by performing an annealing process, a diffusion wiring 6 is formed so as to be electrically connected to the piezoresistor 5, and the photoresist is removed (FIGS. 1C and 2A).

【0031】次に、所定形状にパターニングされたレジ
ストマスク(図示せず)を用いてエピタキシャル層4の
後述する梁部14bに隣接する箇所に、ボロン(B)等
のp型不純物のデポジション及び熱拡散またはイオン注
入及びアニール処理を行うことによりp+型埋込犠牲層
3aに達するp+型不純物層7を形成し、レジストマス
クを除去する(図1(d),図2(b))。
Next, using a resist mask (not shown) patterned in a predetermined shape, a p-type impurity such as boron (B) is deposited and deposited on a portion of the epitaxial layer 4 adjacent to a beam portion 14b described later. The p + type impurity layer 7 reaching the p + type buried sacrificial layer 3a is formed by performing thermal diffusion or ion implantation and annealing, and the resist mask is removed (FIGS. 1D and 2B).

【0032】なお、本実施の形態においては、p+型不
純物層7を梁部14bに隣接する箇所に形成するように
したが、これに限定される必要はなく、エピタキシャル
層4の後述する撓み部14及びフレーム13を除いた箇
所に形成するようにしても良い。また、本実施の形態に
おいては、ピエゾ抵抗5及び拡散配線6を形成した後に
p+型不純物層7を形成するようにしたが、p+型不純
物層7を形成した後にピエゾ抵抗5及び拡散配線6を形
成するようにしても良い。
In this embodiment, the p + type impurity layer 7 is formed at a position adjacent to the beam portion 14b. However, the present invention is not limited to this. It may be formed at a location other than 14 and the frame 13. In this embodiment, the p + -type impurity layer 7 is formed after the piezoresistor 5 and the diffusion wiring 6 are formed. However, after the p + -type impurity layer 7 is formed, the piezo resistance 5 and the diffusion wiring 6 are formed. It may be formed.

【0033】次に、単結晶シリコン基板1及びエピタキ
シャル層4上にシリコン酸化膜8を形成し、シリコン酸
化膜8上にシリコン窒化膜等の保護膜9を形成する。そ
して、所定形状にパタ−ニングされたレジストマスク
(図示せず)を用いて単結晶シリコン基板1上に形成さ
れたシリコン酸化膜8/保護膜9のエッチングを行うこ
とにより、後述する重り部15の外周縁に対応する箇所
に開口部10を形成し、レジストマスクを除去する(図
1(e))。
Next, a silicon oxide film 8 is formed on the single crystal silicon substrate 1 and the epitaxial layer 4, and a protective film 9 such as a silicon nitride film is formed on the silicon oxide film 8. Then, the silicon oxide film 8 / protective film 9 formed on the single-crystal silicon substrate 1 is etched using a resist mask (not shown) patterned in a predetermined shape, so that a weight portion 15 described later is formed. An opening 10 is formed at a position corresponding to the outer peripheral edge of the substrate, and the resist mask is removed (FIG. 1E).

【0034】次に、開口部10が形成されたシリコン酸
化膜8/保護膜9をマスクとしてKOH溶液等のアルカリ
系のエッチャントを用いて単結晶シリコン基板1の異方
性エッチングを行うことにより、p+型埋込犠牲層3a
に達する切り込み部11を形成する(図1(f))。
Next, anisotropic etching of the single crystal silicon substrate 1 is performed by using the silicon oxide film 8 having the opening 10 formed therein / the protective film 9 as a mask and using an alkaline etchant such as a KOH solution. p + type buried sacrificial layer 3a
Is formed (FIG. 1F).

【0035】次に、p+型不純物層7上のシリコン酸化
膜8/保護膜9をエッチングにより除去して開口部(図
示せず)を形成し、該開口部からフッ硝酸系のエッチャ
ントを導入してp+型不純物層7をエッチング除去して
エッチャント導入口12を形成し、エッチャント導入口
12からフッ酸等を含んだ酸性溶液から成るエッチャン
ト(50%フッ酸水溶液:69%硝酸水溶液:酢酸=1:1〜
3:8の体積基準)を導入してp+型埋込犠牲層3aをエ
ッチング除去して切り込み溝3を形成して、中央部14
a及び梁部14bを有し、梁部14bは後述するフレー
ム13の内周側面の少なくとも一部分と中央部14aと
の間で延在し、梁部14bと中央部14aとが一体につ
ながっている撓み部14と、中央部14aにネック部1
5aを介して懸架支持された重り部15と、フレーム1
3の下面側を支持し、重り部15の外周縁を切り込み部
11を介して包囲する支持部材16とを形成する(図1
(g),図2(c))。
Next, the silicon oxide film 8 / protective film 9 on the p + type impurity layer 7 are removed by etching to form an opening (not shown), and a hydrofluoric nitric acid-based etchant is introduced from the opening. The p + -type impurity layer 7 is removed by etching to form an etchant inlet 12, and an etchant (50% hydrofluoric acid aqueous solution: 69% nitric acid aqueous solution: acetic acid = 1) is formed from the etchant inlet 12 by an acidic solution containing hydrofluoric acid or the like. : 1 ~
Then, the p + type buried sacrificial layer 3a is removed by etching to form the cut groove 3, and the central portion 14 is formed.
a and a beam portion 14b, and the beam portion 14b extends between at least a part of an inner peripheral side surface of the frame 13 described later and the central portion 14a, and the beam portion 14b and the central portion 14a are integrally connected. The neck portion 1 is attached to the bending portion 14 and the center portion 14a.
Weight portion 15 suspended and supported via frame 5a and frame 1
1 and a support member 16 that supports the lower surface side of the weight 3 and surrounds the outer peripheral edge of the weight 15 via the cutout 11 (FIG. 1).
(G), FIG. 2 (c)).

【0036】次に、拡散配線6上の所望の箇所のシリコ
ン酸化膜8/保護膜9をエッチングにより除去してコン
タクトホール(図示せず)を形成し、コンタクトホール
を埋め込み、拡散配線6を介してピエゾ抵抗5と電気的
に接続されるようにアルミニウム(Al)等のメタル配線
17を形成し、単結晶シリコン基板1上のシリコン酸化
膜8/保護膜9をエッチングにより除去する(図2
(d))。
Next, a contact hole (not shown) is formed by removing the silicon oxide film 8 / protective film 9 at a desired position on the diffusion wiring 6 by etching, and the contact hole is buried. A metal wiring 17 of aluminum (Al) or the like is formed so as to be electrically connected to the piezoresistor 5, and the silicon oxide film 8 / protective film 9 on the single crystal silicon substrate 1 is removed by etching (FIG. 2).
(D)).

【0037】最後に、エピタキシャル層4の内、撓み部
14及びフレーム13と成る箇所を除いた箇所及びその
下部の単結晶シリコン基板1の一部を反応性イオンエッ
チング(RIE:Reactive Ion Etching)により除去し
て、上面側及び下面側を有する枠状のフレーム13を形
成する(図1(h),図2(e))。ここで、梁部14
bとフレーム13及び梁部14bと梁部14bとの境界
は、応力の集中を避けるため曲線(アール)状に加工さ
れていることが望ましい。
Finally, the portion of the epitaxial layer 4 excluding the portion that becomes the bending portion 14 and the frame 13 and a part of the single crystal silicon substrate 1 under the portion are subjected to reactive ion etching (RIE). By removing, a frame-shaped frame 13 having an upper surface side and a lower surface side is formed (FIGS. 1H and 2E). Here, beam part 14
It is desirable that the boundary between the frame b and the frame 13 and the boundary between the beam portion 14b and the beam portion 14b be processed into a curved shape in order to avoid concentration of stress.

【0038】従って、本実施の形態においては、エピタ
キシャル層4の梁部14bに隣接する箇所にエッチャン
ト導入口12を形成し、エッチャント導入口12からエ
ッチャントを導入してp+型埋込犠牲層3aをエッチン
グ除去するようにしたので、エッチャントの滞留現象が
なくなって対流が速やかに行え、その結果、局所的閉空
間での硝酸の自己触媒的分解反応による液組成変動の影
響を受けることがなく、p+型埋込犠牲層3aとエピタ
キシャル層4の選択性を劣化させずに精度良く撓み部1
4を形成することができる。
Therefore, in the present embodiment, the etchant inlet 12 is formed at a position adjacent to the beam portion 14b of the epitaxial layer 4, and the etchant is introduced from the etchant inlet 12 to form the p + type buried sacrificial layer 3a. Since the etchant is removed by etching, the stagnation phenomenon of the etchant is eliminated, and convection can be performed promptly. As a result, there is no influence of the liquid composition fluctuation due to the autocatalytic decomposition reaction of nitric acid in a locally closed space, and p + The bent portion 1 can be precisely formed without deteriorating the selectivity between the mold embedded sacrificial layer 3a and the epitaxial layer 4.
4 can be formed.

【0039】また、p+型不純物層7がp+型埋込犠牲
層3aと同様に高濃度な不純物層であるので、p+型不
純物層7及びp+型埋込犠牲層3aのエッチング除去を
連続して行うことができ、工程を短縮することができ
る。
Since the p + -type impurity layer 7 is a high-concentration impurity layer similarly to the p + -type buried sacrificial layer 3a, the p + -type impurity layer 7 and the p + -type buried sacrificial layer 3a are continuously etched and removed. And the process can be shortened.

【0040】また、従来は梁部14bの長手方向にエッ
チングしなければならなかったが、本実施の形態におい
ては、梁部14bの長手方向に垂直な方向からエッチン
グできるので、エッチング距離を短縮することができ
る。
Further, conventionally, etching had to be performed in the longitudinal direction of the beam portion 14b, but in the present embodiment, etching can be performed from a direction perpendicular to the longitudinal direction of the beam portion 14b, so that the etching distance is shortened. be able to.

【0041】なお、本実施の形態においては、単結晶シ
リコン基板1及びエピタキシャル層4の導電型としてn
型を用い、p+型埋込犠牲層3a,ピエゾ抵抗5,拡散
配線6及びp+型不純物層7形成のための不純物拡散の
導電型としてp型を用いたが、これに限定されるもので
はなく、逆の導電型を用いても良い。
In this embodiment, the conductivity type of the single crystal silicon substrate 1 and the epitaxial layer 4 is n
A p-type buried sacrificial layer 3a, a piezoresistor 5, a diffusion wiring 6, and a p-type impurity are used as conductive types for impurity diffusion for forming the p + -type impurity layer 7, but the present invention is not limited to this. , The opposite conductivity type may be used.

【0042】=実施の形態2= 図3は、本発明の他の実施の形態に係る半導体加速度セ
ンサの一部破断した状態を示す概略斜視図であり、図4
は、本実施の形態に係る半導体加速度センサの上面から
見た状態を示す概略平面図であり、図5は、本実施の形
態に係る半導体加速度センサの図4のA−A’での製造
工程を示す概略断面図であり、図6は、本実施の形態に
係る半導体加速度センサの図4のB−B’での製造工程
を示す概略断面図であり、図7は、本実施の形態に係る
半導体加速度センサの図4のC−C’での製造工程を示
す概略断面図である。
Embodiment 2 = FIG. 3 is a schematic perspective view showing a partially broken state of a semiconductor acceleration sensor according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic plan view showing a state of the semiconductor acceleration sensor according to the present embodiment as viewed from above, and FIG. 5 is a manufacturing process of the semiconductor acceleration sensor according to the present embodiment along AA ′ in FIG. FIG. 6 is a schematic sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor acceleration sensor according to the present embodiment at BB ′ in FIG. 4, and FIG. 7 is a sectional view showing the present embodiment. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor acceleration sensor along CC ′ in FIG. 4.

【0043】先ず、半導体基板である単結晶シリコン基
板1の一主表面上に熱酸化等によりシリコン酸化膜2を
形成し、シリコン酸化膜2のエッチングを行うことによ
り、単結晶シリコン基板1の略四角状の中央部1aの外
縁から外側方向に延在し、等しい角度(90゜)の間隔
で離れた実質的に長尺の開口部2aを形成する。なお、
開口部2aを中央部1aを外囲する箇所に形成するよう
にしても良い。
First, a silicon oxide film 2 is formed on one main surface of a single crystal silicon substrate 1 which is a semiconductor substrate by thermal oxidation or the like, and the silicon oxide film 2 is etched. A substantially elongated opening 2a extends outwardly from the outer edge of the square central portion 1a and is spaced at equal angles (90 °). In addition,
The opening 2a may be formed at a location surrounding the center 1a.

【0044】続いて、開口部2aが形成されたシリコン
酸化膜2をマスクとして、ボロン(B)等のp型不純物
をデポジション及び熱拡散またはイオン注入及びアニー
ル処理を行うことによりp+型埋込犠牲層3aを形成し
(図5(a),図6(a),図7(a))、シリコン酸
化膜2をエッチング除去する。
Subsequently, using the silicon oxide film 2 in which the opening 2a is formed as a mask, p-type impurities such as boron (B) are deposited and thermally diffused or ion-implanted and annealed to perform p + -type burying. A sacrificial layer 3a is formed (FIGS. 5A, 6A and 7A), and the silicon oxide film 2 is removed by etching.

【0045】なお、本実施の形態においては、p+型埋
込犠牲層3aを単結晶シリコン基板1に形成するように
したが、リン(P)等のn型不純物をデポジション及び
熱拡散またはイオン注入及びアニール処理を行うことに
よりn+型埋込犠牲層を形成するようにしても良い。
In the present embodiment, the p + type buried sacrificial layer 3a is formed on the single crystal silicon substrate 1, but an n type impurity such as phosphorus (P) is deposited and thermally diffused or ion-deposited. The n + type buried sacrificial layer may be formed by performing implantation and annealing.

【0046】また、p+型埋込犠牲層3aは、中央部1
aの外縁の全体から延びてその部分を完全に包囲するよ
うになっていても、あるいは外縁の一部分から延びても
良い。全体から延びる場合は、p+型埋込犠牲層3aは
環状形態であって良く、例えば中央部1aが円形であ
り、p+型埋込犠牲層3aがそれと同心の円により形成
される同心円と中央部1aとの間の環状部分であった
り、中央部1aが内側正方形であり、p+型埋込犠牲層
3aがそれと同心かつ向きが同じ外側正方形により形成
され、内側正方形と外側正方形との間の環状部分であっ
て良い。また、p+型埋込犠牲層3aは、円形の中央部
1aと外側正方形との間の部分またはその逆の組み合わ
せにより形成される部分であっても良く、更に、正方形
の代わりに長方形を、円形の変わりに楕円形を用いても
良い。
The p + type buried sacrificial layer 3a is located at the center 1
It may extend from the entire outer edge of a so as to completely surround that portion, or may extend from a portion of the outer edge. When extending from the whole, the p + type buried sacrificial layer 3a may have an annular shape, for example, the central portion 1a is circular, and the p + type buried sacrificial layer 3a is formed as a concentric circle and a central portion formed by a concentric circle. 1a, or the central portion 1a is an inner square, and the p + -type buried sacrificial layer 3a is formed by an outer square concentric with and in the same direction as the inner square, and an annular shape between the inner square and the outer square. May be a part. Further, the p + -type buried sacrificial layer 3a may be a portion formed by a portion between the circular central portion 1a and the outer square or a portion formed by a combination of the opposite portions. Alternatively, an elliptical shape may be used.

【0047】また、p+型埋込犠牲層3aが、中央部1
aの外縁の一部分から延びる場合、p+型埋込犠牲層3
aは、中央部1aの周囲で等しい角度(例えば90゜)
の間隔で離れた実質的に長尺の層であって良く、90゜
の場合、p+型埋込犠牲層3aは中央部1aにおいて相
互に対向する4本のビーム形態(即ち、中央部で十字に
交差する形態)となる。換言すれば、p+型埋込犠牲層
3aは中央部1aから放射状に延びて良く、その数は限
定されない。
The p + type buried sacrificial layer 3a is
When extending from a part of the outer edge of a, the p + type buried sacrificial layer 3
a is an equal angle around the center 1a (eg, 90 °)
In the case of 90 °, the p + -type buried sacrificial layer 3a has four beam forms facing each other at the center 1a (ie, a cross at the center). Which intersects). In other words, the p + type buried sacrificial layer 3a may extend radially from the central portion 1a, and the number thereof is not limited.

【0048】次に、単結晶シリコン基板1の一主表面上
に、加速度印加時に撓む撓み部14に相当する厚さでn
型のエピタキシャル層4を形成し、所定形状にパターニ
ングされたレジストマスク(図示せず)を用いてエピタ
キシャル層4から成る梁部14bに隣接する箇所に、ボ
ロン(B)等のp型不純物のデポジション及び熱拡散ま
たはイオン注入及びアニール処理を行うことによりp+
型埋込犠牲層3aに達するp+型不純物層7を形成し、
レジストマスクを除去する。
Next, on one main surface of the single-crystal silicon substrate 1, a thickness n corresponding to the bending portion 14 which bends when an acceleration is applied is applied.
A p-type impurity such as boron (B) is formed in a portion adjacent to the beam portion 14b made of the epitaxial layer 4 by using a resist mask (not shown) patterned in a predetermined shape. P + by performing position and thermal diffusion or ion implantation and annealing
Forming a p + type impurity layer 7 reaching the type buried sacrificial layer 3a;
The resist mask is removed.

【0049】なお、本実施の形態においては、p+型不
純物層7を梁部14bに隣接する箇所に形成するように
したが、これに限定される必要はなく、エピタキシャル
層4の内、撓み部14及びフレーム13となる箇所を除
いた箇所に形成するようにしても良い。また、本実施の
形態においては、p+型不純物層7を形成するようにし
たが、n+型不純物層を形成するようにしても良い。
In the present embodiment, the p + type impurity layer 7 is formed at a position adjacent to the beam portion 14b. However, the present invention is not limited to this. 14 and the frame 13 may be formed at locations other than those. Further, in the present embodiment, the p + -type impurity layer 7 is formed, but an n + -type impurity layer may be formed.

【0050】次に、両面に減圧CVD法,パイロジェニッ
ク酸化等によりシリコン酸化膜8を形成し、減圧CVD法
等によりシリコン酸化膜8上にシリコン窒化膜等の保護
膜9を形成し、単結晶シリコン基板1の二主表面の、重
り部15の外周縁に対応する箇所のシリコン酸化膜8/
保護膜9をエッチング除去することにより、開口部10
を形成する(図5(b),図6(b),図7(b))。
Next, a silicon oxide film 8 is formed on both surfaces by a low pressure CVD method, pyrogenic oxidation or the like, and a protective film 9 such as a silicon nitride film is formed on the silicon oxide film 8 by a low pressure CVD method or the like. The silicon oxide film 8 / the portion corresponding to the outer peripheral edge of the weight portion 15 on the two main surfaces of the silicon substrate 1
By removing the protective film 9 by etching, the opening 10
(FIG. 5B, FIG. 6B, and FIG. 7B).

【0051】なお、本実施の形態においては、シリコン
酸化膜8/保護膜9を形成するようにしたが、これに限
定されるものではなく、シリコン酸化膜8または保護膜
9のみ形成しても良い。但し、シリコン酸化膜8/保護
膜9を形成することにより、各膜の内部応力を圧縮,引
っ張り(または逆)として梁部2bの反りを低減するこ
とが可能となる。
In the present embodiment, the silicon oxide film 8 / the protective film 9 are formed, but the present invention is not limited to this, and only the silicon oxide film 8 or the protective film 9 may be formed. good. However, by forming the silicon oxide film 8 / the protective film 9, the internal stress of each film can be compressed and pulled (or reversed) to reduce the warpage of the beam 2b.

【0052】次に、開口部10が形成されたシリコン酸
化膜8/保護膜9をマスクとして、水酸化カリウム(KO
H)溶液等のアルカリ系のエッチャントを用いてp+型
埋込犠牲層3aに到達するまで単結晶シリコン基板1の
異方性エッチングを行うことにより切り込み部11を形
成する(図5(c),図6(c))。
Next, using the silicon oxide film 8 having the opening 10 formed therein / the protective film 9 as a mask, potassium hydroxide (KO) is used.
H) The cut portion 11 is formed by performing anisotropic etching of the single crystal silicon substrate 1 using an alkaline etchant such as a solution until the single crystal silicon substrate 1 reaches the p + type buried sacrificial layer 3a (FIG. 5C, FIG. 6 (c)).

【0053】次に、単結晶シリコン基板1の一主表面側
の保護膜9上にメタル配線17,上部ストッパ接合電極
18,可動電極19及び電極パッド20を金(Au)やAl
等で形成する(図5(d),図6(d),図7
(c))。この時、下地層との密着性を高めるためクロ
ム(Cr)膜等を介してメタル配線17,上部ストッパ接
合電極18,可動電極19及び電極パッド20を形成し
ても良い。また、メタル配線17,上部ストッパ接合電
極18,可動電極19及び電極パッド20のパターニン
グ方法として、蒸着またはスパッタリング等を行うこと
によりメタル層を形成し、フォトリソグラフィ技術及び
エッチング技術を用いて所定形状にパターニングする方
法や、予めメタル配線17,上部ストッパ接合電極1
8,可動電極19及び電極パッド20形成個所以外にレ
ジスト等を形成した後、蒸着またはスパッタリング等を
行うことによりメタル層を形成し、レジスト等を除去す
る方法、所謂リフトオフ法等がある。
Next, the metal wiring 17, the upper stopper bonding electrode 18, the movable electrode 19 and the electrode pad 20 are formed on the protective film 9 on one main surface side of the single crystal silicon substrate 1 by using gold (Au) or Al.
(FIG. 5D, FIG. 6D, FIG.
(C)). At this time, the metal wiring 17, the upper stopper bonding electrode 18, the movable electrode 19, and the electrode pad 20 may be formed via a chromium (Cr) film or the like in order to enhance the adhesion to the underlying layer. Further, as a patterning method of the metal wiring 17, the upper stopper bonding electrode 18, the movable electrode 19, and the electrode pad 20, a metal layer is formed by performing vapor deposition or sputtering, and formed into a predetermined shape by using a photolithography technique and an etching technique. Patterning method, metal wiring 17, upper stopper bonding electrode 1 in advance
8, a method of forming a metal layer by vapor deposition or sputtering after forming a resist or the like other than where the movable electrode 19 and the electrode pad 20 are formed, and removing the resist or the like, a so-called lift-off method.

【0054】次に、単結晶シリコン基板1の二主表面の
シリコン酸化膜8/保護膜9をエッチングにより除去
し、重り部15に対応する箇所に凹部22aを有する下
部ストッパ22を陽極接合等により接合し、p+型不純
物層7上のシリコン酸化膜8/保護膜9をエッチングに
より除去して開口部(図示せず)を形成し、該開口部か
らフッ硝酸系のエッチャントを導入してp+型不純物層
7をエッチング除去してエッチャント導入口12を形成
し(図5(e),図6(e),図7(d))、エッチャ
ント導入口12からフッ酸等を含んだ酸性溶液から成る
エッチャント(50%フッ酸水溶液:69%硝酸水溶液:酢
酸=1:1〜3:8の体積基準)を導入してp+型埋込犠牲
層3aをエッチング除去して切り込み溝3を形成する
(図5(f),図6(f))。そして、撓み部14の梁
部14bに撓みが集中するようにシリコン酸化膜8/保
護膜9及びエピタキシャル層4の所望の箇所をエッチン
グ除去してスリット21を形成し、中央部14a及び梁
部14bを有し、梁部14bはフレーム13の内周側面
の少なくとも一部分と中央部14aとの間で延在し、梁
部14bと中央部14aとが一体につながっている撓み
部14と、中央部14aにネック部15aを介して懸架
支持された重り部15と、フレーム13の下面側を支持
し、重り部15の外周縁を切り込み部11を介して包囲
する支持部材16とを形成する。
Next, the silicon oxide film 8 / protective film 9 on the two main surfaces of the single crystal silicon substrate 1 are removed by etching, and a lower stopper 22 having a concave portion 22a at a position corresponding to the weight portion 15 is formed by anodic bonding or the like. The silicon oxide film 8 / protective film 9 on the p + type impurity layer 7 is removed by etching to form an opening (not shown), and a fluorine-nitric acid-based etchant is introduced from the opening to form the p + type. The impurity layer 7 is removed by etching to form an etchant inlet 12 (FIGS. 5 (e), 6 (e), and 7 (d)). The etchant inlet 12 is made of an acidic solution containing hydrofluoric acid or the like. An etchant (50% hydrofluoric acid aqueous solution: 69% nitric acid aqueous solution: acetic acid = 1: 1 to 3: 8 on a volume basis) is introduced to remove the p + type buried sacrificial layer 3a by etching to form the cut groove 3 (FIG. 5 (f), FIG. 6 (f ). Then, a desired portion of the silicon oxide film 8 / protective film 9 and the epitaxial layer 4 is removed by etching so that the bending is concentrated on the beam portion 14b of the bending portion 14 to form a slit 21, and the center portion 14a and the beam portion 14b are formed. A beam portion 14b extends between at least a portion of the inner peripheral side surface of the frame 13 and the central portion 14a, and the bending portion 14 in which the beam portion 14b and the central portion 14a are integrally connected; A weight 15 suspended and supported by the 14a via a neck 15a and a support member 16 supporting the lower surface of the frame 13 and surrounding the outer periphery of the weight 15 via the cutout 11 are formed.

【0055】最後に、重り部15に対応する箇所に凹部
23aを有し、可動電極19に対向するように形成され
た固定電極24を有する上部ストッパ23を上部ストッ
パ接合電極18に陽極接合等により接合する。ここで、
上部ストッパ23には、固定電極24及び電極パッド2
0とコンタクトをとるためのコンタクトホール25が形
成されている。(図5(g),図6(g),図7
(e))。
Finally, the upper stopper 23 having the concave portion 23a at a position corresponding to the weight portion 15 and having the fixed electrode 24 formed so as to face the movable electrode 19 is attached to the upper stopper bonding electrode 18 by anodic bonding or the like. Join. here,
The upper stopper 23 includes a fixed electrode 24 and an electrode pad 2.
A contact hole 25 for making contact with 0 is formed. (FIGS. 5 (g), 6 (g), 7)
(E)).

【0056】なお、本実施の形態において、スリット2
1をエッチャント導入口12及び切り込み溝6形成の際
に同時に形成するようにすれば工程数を減らすことがで
きる。
In the present embodiment, the slit 2
1 can be formed at the same time when the etchant inlet 12 and the cut groove 6 are formed, whereby the number of steps can be reduced.

【0057】また、下部ストッパ22をエッチャント導
入口12形成前に単結晶シリコン基板1の二主表面に接
合したが、これに限定されるものではなく、切り込み部
11を形成した後は、いずれの工程で下部ストッパ22
を接合しても良い。
Although the lower stopper 22 is joined to the two main surfaces of the single crystal silicon substrate 1 before the formation of the etchant inlet 12, the invention is not limited to this. Lower stopper 22 in the process
May be joined.

【0058】また、エピタキシャル層4の内、フレーム
13及び撓み部14を除いた箇所をエッチング除去して
エッチャント導入口12を形成する場合、例えば図8に
示すように、可動電極19は、重り部15の上面側(エ
ピタキシャル層4形成面側)に形成されることになる。
また、実施の形態2において、梁部14bに隣接する箇
所と、フレーム13の内周側面の内、梁部14b形成箇
所を除いた箇所にスリット21を形成したが、実施の形
態1においても、図9に示すように、梁部14bに隣接
する箇所と、フレーム13の内周側面の内、梁部14b
形成箇所を除いた箇所にスリット21を形成するように
しても良く、これにより重り部15の体積を増して、感
度を向上させることができる。
In the case where the etchant introduction port 12 is formed by etching away portions of the epitaxial layer 4 excluding the frame 13 and the bent portion 14, for example, as shown in FIG. 15 (the surface on which the epitaxial layer 4 is formed).
Further, in the second embodiment, the slit 21 is formed at a position adjacent to the beam portion 14b and at a portion of the inner peripheral side surface of the frame 13 excluding the portion where the beam portion 14b is formed. As shown in FIG. 9, a portion adjacent to the beam portion 14 b and a beam portion 14 b
The slit 21 may be formed at a location other than the formation location, thereby increasing the volume of the weight 15 and improving the sensitivity.

【0059】従って、本実施の形態においては、エピタ
キシャル層4の梁部14bに隣接する箇所にエッチャン
ト導入口12を形成し、エッチャント導入口12からエ
ッチャントを導入してp+型埋込犠牲層3aをエッチン
グ除去するようにしたので、エッチャントの滞留現象が
なくなって対流が速やかに行え、その結果、局所的閉空
間での硝酸の自己触媒的分解反応による液組成変動の影
響を受けることがなく、p+型埋込犠牲層3aとエピタ
キシャル層4の選択性を劣化させずに精度良く撓み部1
4を形成することができる。
Therefore, in the present embodiment, an etchant inlet 12 is formed at a position adjacent to the beam portion 14b of the epitaxial layer 4, and an etchant is introduced from the etchant inlet 12 to form the p + type buried sacrificial layer 3a. Since the etchant is removed by etching, the stagnation phenomenon of the etchant is eliminated, and convection can be performed promptly. As a result, there is no influence of the liquid composition fluctuation due to the autocatalytic decomposition reaction of nitric acid in a locally closed space, and p + The bent portion 1 can be precisely formed without deteriorating the selectivity between the mold embedded sacrificial layer 3a and the epitaxial layer 4.
4 can be formed.

【0060】また、p+型不純物層7がp+型埋込犠牲
層3aと同様に高濃度な不純物層であるので、p+型不
純物層7及びp+型埋込犠牲層3aのエッチング除去を
連続して行うことができ、工程を短縮することができ
る。
Since the p + -type impurity layer 7 is a high-concentration impurity layer similarly to the p + -type buried sacrificial layer 3a, the p + -type impurity layer 7 and the p + -type buried sacrificial layer 3a are continuously etched and removed. And the process can be shortened.

【0061】また、従来は梁部14bの長手方向にエッ
チングしなければならなかったが、本実施の形態におい
ては、梁部14bの長手方向に垂直な方向からエッチン
グできるので、エッチング距離を短縮することができ
る。
Further, conventionally, etching had to be performed in the longitudinal direction of the beam portion 14b, but in the present embodiment, etching can be performed from a direction perpendicular to the longitudinal direction of the beam portion 14b, so that the etching distance is shortened. be able to.

【0062】また、本実施の形態においては、対向する
電極(可動電極19及び固定電極24)間の静電容量の
変化を電気信号に変換して加速度を検出するようにした
ので、ピエゾ抵抗5や拡散配線6やコンタクトホール形
成の為のプロセスが不要となり、プロセスの簡略化を図
ることができる。
In this embodiment, the acceleration is detected by converting the change in the capacitance between the opposing electrodes (the movable electrode 19 and the fixed electrode 24) into an electric signal and detecting the acceleration. This eliminates the need for a process for forming the diffusion wiring 6 and the contact hole, thereby simplifying the process.

【0063】また、ピエゾ抵抗5では、感度が温度によ
り変化するが、本実施の形態においては、感度が温度に
より変化せず、感度温度特性が良好となるとともに、感
度設定が電極間ギャップで調整が可能となる。
In the piezoresistor 5, the sensitivity changes with temperature. In the present embodiment, the sensitivity does not change with temperature, the sensitivity-temperature characteristics are improved, and the sensitivity is adjusted by adjusting the gap between the electrodes. Becomes possible.

【0064】なお、本実施の形態においては、単結晶シ
リコン基板1及びエピタキシャル層4の導電型としてn
型を用いたが、これに限定されるものではなく、逆の導
電型を用いても良い。
In the present embodiment, the conductivity type of single crystal silicon substrate 1 and epitaxial layer 4 is n
Although the mold is used, the present invention is not limited to this, and an opposite conductivity type may be used.

【0065】また、上述の全ての実施の形態において
は、重り部15を4本の梁部2bにより支持するように
したが、これに限定されるものではなく、例えば、8本
梁、12本梁、16本梁等、何本の梁部2bにより重り
部15を支持するようにしても良い。
In all of the above embodiments, the weight 15 is supported by the four beams 2b. However, the present invention is not limited to this. For example, eight beams, twelve beams may be used. The weight portion 15 may be supported by any number of beam portions 2b such as beams, 16 beams, and the like.

【0066】また、上述の全ての実施の形態において、
犠牲層としてp+型埋込犠牲層3aの場合について説明
したが、これに限定されるものではなく、犠牲層として
多孔質シリコン層を形成するようにすれば、単結晶シリ
コン基板1やエピタキシャル層4と比較して約150倍以
上の選択性が得られ、精度良く撓み部14を形成するこ
とができる。
In all of the above embodiments,
Although the case of the p + type buried sacrificial layer 3a as the sacrificial layer has been described, the present invention is not limited to this. If a porous silicon layer is formed as the sacrificial layer, the single crystal silicon substrate 1 and the epitaxial layer 4 The selectivity of about 150 times or more is obtained as compared with the above, and the bending portion 14 can be formed with high accuracy.

【0067】ここで、多孔質シリコン層の形成方法とし
ては、例えば図10に示すように、電解槽26内に、電
極27a,27bが対向して配置され、電極27a,2
7bは、外部直流電源(図示せず)に接続されている。
そして、電解槽26内にはフッ酸(HF)溶液等の強酸を
含んだ電解溶液28が満たされ、電極27a,27b間
には基板固定治具29により、一主表面に所定形状にパ
ターニングされたシリコン酸化膜2が形成された単結晶
シリコン基板1が配置されている。そして、電極27
a,27bに電圧を印加して電極27aを陰極、電極2
7bを陽極にすることで、電解溶液28においてフッ素
イオンが発生し、フッ素イオンがp+型埋込犠牲層3a
を溶解して多孔質シリコン層が形成される。また、単結
晶シリコン基板1を直接、陽極化成法を用いて多孔質化
するようにしても良い。
Here, as a method for forming the porous silicon layer, for example, as shown in FIG. 10, electrodes 27a and 27b are arranged in an electrolytic bath 26 so as to face each other, and electrodes 27a and 27b are formed.
7b is connected to an external DC power supply (not shown).
The electrolytic bath 26 is filled with an electrolytic solution 28 containing a strong acid such as a hydrofluoric acid (HF) solution, and one main surface is patterned into a predetermined shape between the electrodes 27a and 27b by a substrate fixing jig 29. A single crystal silicon substrate 1 on which a silicon oxide film 2 is formed is disposed. And the electrode 27
a, 27b to apply a voltage to the electrode 27a as a cathode,
By using 7b as an anode, fluorine ions are generated in the electrolytic solution 28, and the fluorine ions are converted into the p + type buried sacrificial layer 3a.
Is dissolved to form a porous silicon layer. Further, the single crystal silicon substrate 1 may be directly made porous using an anodizing method.

【0068】また、上述の全ての実施の形態において
は、エッチャント導入口12からのみエッチャントを導
入する場合について説明したが、これに限定されるもの
ではなく、切り込み部11とエッチャント導入口12の
両方からエッチャントを導入するようにしても良い。
Further, in all of the above-described embodiments, the case where the etchant is introduced only from the etchant introduction port 12 has been described. However, the present invention is not limited to this, and both the cut portion 11 and the etchant introduction port 12 are used. An etchant may be introduced from.

【0069】また、上述の全ての実施の形態において、
メタル配線を、重り部15の重心を通り、センサに垂直
な中心線に対して回転対称に配置するようにすれば、4
本の梁部2b上に均等にメタル配線が形成されることに
なり、熱歪みが均等に加わり、オフセットの生じにくい
構造とすることができる。
In all of the above embodiments,
If the metal wiring is arranged rotationally symmetrically with respect to a center line passing through the center of gravity of the weight portion 15 and perpendicular to the sensor, 4
Since the metal wirings are formed evenly on the beam portions 2b, thermal distortion is evenly applied, and a structure in which an offset hardly occurs can be obtained.

【0070】[0070]

【発明の効果】請求項1記載の発明は、半導体基板の一
面側所定位置に犠牲層を形成する工程と、半導体基板の
犠牲層を形成した面側にエピタキシャル層を形成する工
程と、エピタキシャル層に犠牲層に達する高濃度不純物
層を形成する工程と、エピタキシャル層の撓み部に対応
する箇所に、歪みを電気信号に変換して加速度を検出す
る加速度検出部を形成する工程と、半導体基板の重り部
の外周縁に対応する箇所を、半導体基板のエピタキシャ
ル層形成面とは異なる面側から異方性エッチングして犠
牲層に達する切り込み部を形成する工程と、犠牲層をエ
ッチング除去して切り込み溝を形成する工程と、エピタ
キシャル層の所望の箇所をエッチング除去して重り部を
懸架支持する撓み部と撓み部を支持するフレームとを形
成する工程とを有する半導体加速度センサの製造方法に
おいて、エピタキシャル層に犠牲層に達する高濃度不純
物層を形成する工程と、高濃度不純物層をエッチング除
去して犠牲層に達するエッチャント導入口を形成する工
程とを有し、エッチャント導入口からエッチャントを導
入することにより犠牲層をエッチング除去して前記切り
込み溝を形成するようにしたので、切り込み溝でもエッ
チャントの対流が可能となり、閉空間でのエッチャント
の組成変動を受けず、選択性を維持でき、精度良く撓み
部を形成することのできる半導体加速度センサの製造方
法を提供することができた。
According to the first aspect of the present invention, a step of forming a sacrificial layer at a predetermined position on one side of a semiconductor substrate, a step of forming an epitaxial layer on the side of the semiconductor substrate where the sacrificial layer is formed, Forming a high-concentration impurity layer reaching the sacrifice layer, forming an acceleration detection unit for detecting acceleration by converting strain into an electric signal at a location corresponding to the bent portion of the epitaxial layer, A step of forming a cut portion reaching the sacrificial layer by anisotropically etching a portion corresponding to the outer peripheral edge of the weight portion from a side different from the epitaxial layer forming surface of the semiconductor substrate; A step of forming a groove, and a step of forming a flexible portion for suspending and supporting the weight portion and a frame for supporting the flexible portion by etching and removing a desired portion of the epitaxial layer. Forming a high-concentration impurity layer reaching the sacrificial layer in the epitaxial layer, and forming an etchant introduction port reaching the sacrificial layer by etching away the high-concentration impurity layer. Since the sacrificial layer is etched away by introducing the etchant from the etchant inlet to form the cut groove, convection of the etchant becomes possible even in the cut groove, and the etchant composition does not change in a closed space. Thus, a method of manufacturing a semiconductor acceleration sensor capable of maintaining selectivity and accurately forming a bent portion can be provided.

【0071】請求項2記載の発明は、請求項1記載の半
導体加速度センサの製造方法において、加速度検出部と
して、エピタキシャル層の撓み部に該当する箇所に、撓
みにより抵抗値が変化するピエゾ抵抗を形成し、ピエゾ
抵抗の抵抗値の変化を電気信号に変換することにより加
速度を検出するようにしたので、請求項1記載の発明と
同様の効果が得られる。
According to a second aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor acceleration sensor according to the first aspect, a piezoresistor whose resistance value changes due to bending is provided as an acceleration detecting portion at a portion corresponding to a bending portion of the epitaxial layer. Since the acceleration is detected by converting the change in the resistance value of the piezoresistor into an electric signal, the same effect as the first aspect can be obtained.

【0072】請求項3記載の発明は、請求項1記載の半
導体加速度センサの製造方法において、加速度検出部と
して、略対向配置された電極を形成し、加速度印加時の
撓み部および/または重り部の撓みを、電極により静電
容量の変化としてとらえて加速度を検出するようにした
ので、請求項1記載の発明の効果に加えて、感度温度特
性が良好となるとともに、ピエゾ抵抗を形成する場合に
比べ、プロセスを簡略化することができ、また、感度設
定が電極間ギャップにより容易に調整ができる。
According to a third aspect of the present invention, in the method for manufacturing a semiconductor acceleration sensor according to the first aspect, electrodes which are substantially opposed to each other are formed as the acceleration detecting portion, and the flexure portion and / or the weight portion when applying acceleration are formed. When the acceleration is detected by detecting the deflection of the electrode as a change in the capacitance by the electrode, in addition to the effect of the invention described in claim 1, the sensitivity temperature characteristics are improved and the piezo resistance is formed. The process can be simplified and the sensitivity setting can be easily adjusted by the gap between the electrodes.

【0073】請求項4記載の発明は、請求項1乃至請求
項3のいずれかに記載の半導体加速度センサの製造方法
において、犠牲層として不純物拡散により高濃度不純物
層を形成したので、請求項1乃至請求項3のいずれかに
記載の発明と同様の効果が得られる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor acceleration sensor according to any one of the first to third aspects, a high-concentration impurity layer is formed as a sacrificial layer by impurity diffusion. The same effect as the invention according to any one of the third to third aspects is obtained.

【0074】請求項5記載の発明は、請求項1乃至請求
項3のいずれかに記載の半導体加速度センサの製造方法
において、犠牲層として不純物拡散により高濃度不純物
層を形成し、陽極化成法により高濃度不純物層を多孔質
化して多孔質シリコン層を形成したので、請求項1乃至
請求項3のいずれかに記載の発明の効果に加えて、さら
に精度良く撓み部を形成することができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a semiconductor acceleration sensor according to any one of the first to third aspects, a high-concentration impurity layer is formed as a sacrificial layer by impurity diffusion, and anodized. Since the porous silicon layer is formed by making the high-concentration impurity layer porous, a bent portion can be formed with higher accuracy in addition to the effects of the invention according to any one of claims 1 to 3.

【0075】請求項6記載の発明は、請求項1乃至請求
項5のいずれかに記載の半導体加速度センサの製造方法
において、高濃度不純物層を、撓み部に隣接した箇所に
形成するようにしたので、請求項1乃至請求項5のいず
れかに記載の発明の効果に加えて、撓み部下部の犠牲層
のエッチング除去を撓み部の両側から行うことができ、
エッチング時間を短縮することができる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor acceleration sensor according to any one of the first to fifth aspects, the high-concentration impurity layer is formed at a position adjacent to the bent portion. Therefore, in addition to the effect of the invention according to any one of claims 1 to 5, the sacrificial layer below the bent portion can be removed by etching from both sides of the bent portion,
The etching time can be shortened.

【0076】請求項7記載の発明は、請求項1乃至請求
項6のいずれかに記載の半導体加速度センサの製造方法
において、高濃度不純物層及び犠牲層を連続してエッチ
ング除去するようにしたので、請求項1乃至請求項6の
いずれかに記載の発明の効果に加えて、製造工程の短縮
を図ることができる。
According to a seventh aspect of the present invention, in the method for manufacturing a semiconductor acceleration sensor according to any one of the first to sixth aspects, the high-concentration impurity layer and the sacrificial layer are continuously removed by etching. In addition to the effects of the invention according to any one of claims 1 to 6, the manufacturing process can be shortened.

【0077】請求項8記載の発明は、請求項1乃至請求
項5または請求項7のいずれかに記載の半導体加速度セ
ンサの製造方法において、高濃度不純物層を、エピタキ
シャル層の撓み部及びフレーム形成箇所を除いた箇所に
形成するようにしたので、請求項1乃至請求項5または
請求項7のいずれかに記載の発明の効果に加えて、犠牲
層のエッチング除去の時間を短縮することができるとと
もに、撓み部に撓みが集中するようにエピタキシャル層
のエッチングを行う工程を省くことができる。
According to an eighth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor acceleration sensor according to any one of the first to fifth or seventh aspects, the high-concentration impurity layer is formed by forming a bent portion of the epitaxial layer and a frame. Since it is formed at a location other than the location, in addition to the effect of the invention according to any one of claims 1 to 5 or 7, it is possible to shorten the time for etching and removing the sacrificial layer. At the same time, the step of etching the epitaxial layer so that the bending is concentrated on the bending portion can be omitted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態に係る半導体加速度セン
サの製造工程を示す概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a manufacturing process of a semiconductor acceleration sensor according to one embodiment of the present invention.

【図2】図1(b)〜(h)の製造工程の一部破断した
状態を示す概略斜視図である。
FIG. 2 is a schematic perspective view showing a partially broken state of the manufacturing process of FIGS. 1 (b) to 1 (h).

【図3】本発明の他の実施の形態に係る半導体加速度セ
ンサの一部破断した状態を示す概略斜視図である。
FIG. 3 is a schematic perspective view showing a partially broken state of a semiconductor acceleration sensor according to another embodiment of the present invention.

【図4】本実施の形態に係る半導体加速度センサの上面
から見た状態を示す概略平面図である。
FIG. 4 is a schematic plan view showing a state of the semiconductor acceleration sensor according to the present embodiment as viewed from above.

【図5】本実施の形態に係る半導体加速度センサの図4
のA−A’での製造工程を示す概略断面図である。
FIG. 5 is a diagram of the semiconductor acceleration sensor according to the present embodiment;
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing process at AA ′ of FIG.

【図6】本実施の形態に係る半導体加速度センサの図4
のB−B’での製造工程を示す概略断面図である。
FIG. 6 shows the semiconductor acceleration sensor according to the present embodiment;
13 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing step at BB ′ of FIG.

【図7】本実施の形態に係る半導体加速度センサの図4
のC−C’での製造工程を示す概略断面図である。
FIG. 7 shows a semiconductor acceleration sensor according to the present embodiment;
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing step at CC ′ of FIG.

【図8】本発明の他の実施の形態に係る半導体加速度セ
ンサの一部破断した状態を示す概略斜視図である。
FIG. 8 is a schematic perspective view showing a partially broken state of a semiconductor acceleration sensor according to another embodiment of the present invention.

【図9】本発明の他の実施形態に係る半導体加速度セン
サの一部破断した状態を示す概略斜視図である。
FIG. 9 is a schematic perspective view showing a partially broken state of a semiconductor acceleration sensor according to another embodiment of the present invention.

【図10】本発明の他の実施の形態に係る多孔質シリコ
ン層の形成装置を示す概略断面図である。
FIG. 10 is a schematic sectional view showing an apparatus for forming a porous silicon layer according to another embodiment of the present invention.

【図11】従来例に係る半導体加速度センサの製造工程
を示す概略断面図である。
FIG. 11 is a schematic sectional view showing a manufacturing process of a semiconductor acceleration sensor according to a conventional example.

【図12】従来例に係る半導体加速度センサの上面から
見た状態を示す概略平面図である。
FIG. 12 is a schematic plan view showing a state when viewed from above a semiconductor acceleration sensor according to a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 単結晶シリコン基板 1a 中央部 2 シリコン酸化膜 2a 開口部 3 切り込み溝 3a p+型埋込犠牲層 4 エピタキシャル層 5 ピエゾ抵抗 6 拡散配線 7 p+型不純物層 8 シリコン酸化膜 9 保護膜 10 開口部 11 切り込み部 12 エッチャント導入口 13 フレーム 14 撓み部 14a 中央部 14b 梁部 15 重り部 15a ネック部 16 支持部材 17 メタル配線 18 上部ストッパ接合電極 19 可動電極 20 電極パッド 21 スリット 22 下部ストッパ 22a 凹部 23 上部ストッパ 23a 凹部 24 固定電極 25 コンタクトホール 26 電解槽 27a,27b 電極 28 電解溶液 29 基板固定治具 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Single crystal silicon substrate 1a Central part 2 Silicon oxide film 2a Opening 3 Cut groove 3a p + type buried sacrificial layer 4 Epitaxial layer 5 Piezoresistance 6 Diffusion wiring 7 p + type impurity layer 8 Silicon oxide film 9 Protective film 10 Opening 11 Notch portion 12 Etchant inlet 13 Frame 14 Flexure portion 14a Central portion 14b Beam portion 15 Weight portion 15a Neck portion 16 Support member 17 Metal wiring 18 Upper stopper bonding electrode 19 Movable electrode 20 Electrode pad 21 Slit 22 Lower stopper 22a Recess 23 Upper stopper 23a recess 24 fixed electrode 25 contact hole 26 electrolytic bath 27a, 27b electrode 28 electrolytic solution 29 substrate fixing jig

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石田 拓郎 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Takuro Ishida 1048 Odakadoma, Kadoma, Osaka Prefecture Inside Matsushita Electric Works, Ltd.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板の一面側所定位置に犠牲層を
形成する工程と、前記半導体基板の前記犠牲層を形成し
た面側にエピタキシャル層を形成する工程と、該エピタ
キシャル層に前記犠牲層に達する高濃度不純物層を形成
する工程と、該エピタキシャル層の撓み部に対応する箇
所に、歪みを電気信号に変換して加速度を検出する加速
度検出部を形成する工程と、前記半導体基板の重り部の
外周縁に対応する箇所を、前記半導体基板の前記エピタ
キシャル層形成面とは異なる面側から異方性エッチング
して前記犠牲層に達する切り込み部を形成する工程と、
前記犠牲層をエッチング除去して切り込み溝を形成する
工程と、前記エピタキシャル層の所望の箇所をエッチン
グ除去して前記重り部を懸架支持する撓み部と該撓み部
を支持するフレームとを形成する工程とを有する半導体
加速度センサの製造方法において、前記エピタキシャル
層に前記犠牲層に達する高濃度不純物層を形成する工程
と、該高濃度不純物層をエッチング除去して前記犠牲層
に達するエッチャント導入口を形成する工程とを有し、
該エッチャント導入口からエッチャントを導入すること
により前記犠牲層をエッチング除去して前記切り込み溝
を形成するようにしたことを特徴とする半導体加速度セ
ンサの製造方法。
A step of forming a sacrificial layer at a predetermined position on one surface of a semiconductor substrate; a step of forming an epitaxial layer on a surface of the semiconductor substrate on which the sacrificial layer is formed; Forming a high-concentration impurity layer that reaches the substrate; forming an acceleration detection unit for detecting acceleration by converting strain into an electric signal at a position corresponding to the bent portion of the epitaxial layer; Forming a cut portion reaching the sacrificial layer by anisotropically etching a portion corresponding to the outer peripheral edge of the semiconductor substrate from a side different from the epitaxial layer forming surface;
Forming a cut groove by etching away the sacrificial layer, and forming a bent portion for suspending and supporting the weight portion and a frame for supporting the bent portion by etching and removing a desired portion of the epitaxial layer. Forming a high-concentration impurity layer reaching the sacrificial layer in the epitaxial layer, and forming an etchant inlet to reach the sacrificial layer by etching away the high-concentration impurity layer. And a step of
A method for manufacturing a semiconductor acceleration sensor, characterized in that the sacrificial layer is removed by etching by introducing an etchant through the etchant inlet to form the cut groove.
【請求項2】 前記加速度検出部として、前記エピタキ
シャル層の前記撓み部に該当する箇所に、撓みにより抵
抗値が変化するピエゾ抵抗を形成し、前記ピエゾ抵抗の
抵抗値の変化を電気信号に変換することにより加速度を
検出するようにしたことを特徴とする請求項1記載の半
導体加速度センサの製造方法。
2. A piezoresistor whose resistance value changes by bending is formed at a position corresponding to the bending portion of the epitaxial layer as the acceleration detecting unit, and a change in the resistance value of the piezoresistance is converted into an electric signal. 2. The method for manufacturing a semiconductor acceleration sensor according to claim 1, wherein the acceleration is detected.
【請求項3】 前記加速度検出部として、略対向配置さ
れた電極を形成し、加速度印加時の前記撓み部および/
または重り部の撓みを、前記電極により静電容量の変化
としてとらえて加速度を検出するようにしたことを特徴
とする請求項1記載の半導体加速度センサの製造方法。
3. An acceleration detecting section comprising electrodes which are arranged substantially opposite to each other, and wherein the bending section and / or the acceleration detecting section apply acceleration.
2. The method for manufacturing a semiconductor acceleration sensor according to claim 1, wherein the deflection of the weight portion is detected by the electrode as a change in capacitance, and the acceleration is detected.
【請求項4】 前記犠牲層として、不純物拡散により高
濃度不純物層を形成したことを特徴とする請求項1乃至
請求項3のいずれかに記載の半導体加速度センサの製造
方法。
4. The method for manufacturing a semiconductor acceleration sensor according to claim 1, wherein a high-concentration impurity layer is formed as said sacrificial layer by impurity diffusion.
【請求項5】 前記犠牲層として、不純物拡散により高
濃度不純物層を形成し、陽極化成法により前記高濃度不
純物層を多孔質化して多孔質シリコン層を形成したこと
を特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の
半導体加速度センサの製造方法。
5. A high-concentration impurity layer is formed as said sacrificial layer by impurity diffusion, and said high-concentration impurity layer is made porous by anodization to form a porous silicon layer. A method for manufacturing a semiconductor acceleration sensor according to claim 3.
【請求項6】 前記高濃度不純物層を、前記撓み部に隣
接した箇所に形成するようにしたことを特徴とする請求
項1乃至請求項5のいずれかに記載の半導体加速度セン
サの製造方法。
6. The method for manufacturing a semiconductor acceleration sensor according to claim 1, wherein said high-concentration impurity layer is formed at a position adjacent to said bent portion.
【請求項7】 前記高濃度不純物層及び前記犠牲層を、
連続してエッチング除去するようにしたことを特徴とす
る請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の半導体加速
度センサの製造方法。
7. The high-concentration impurity layer and the sacrifice layer,
7. The method of manufacturing a semiconductor acceleration sensor according to claim 1, wherein the semiconductor acceleration sensor is continuously removed by etching.
【請求項8】 前記高濃度不純物層を、前記エピタキシ
ャル層の前記撓み部及びフレーム形成箇所を除いた箇所
に形成するようにしたことを特徴とする請求項1乃至請
求項5または請求項7のいずれかに記載の半導体加速度
センサの製造方法。
8. The semiconductor device according to claim 1, wherein the high-concentration impurity layer is formed in a portion of the epitaxial layer excluding the bending portion and a frame forming portion. A method for manufacturing the semiconductor acceleration sensor according to any one of the above.
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