JPS5936434B2 - ハンドウタイダイアフラムノセイゾウホウホウ - Google Patents
ハンドウタイダイアフラムノセイゾウホウホウInfo
- Publication number
- JPS5936434B2 JPS5936434B2 JP50155307A JP15530775A JPS5936434B2 JP S5936434 B2 JPS5936434 B2 JP S5936434B2 JP 50155307 A JP50155307 A JP 50155307A JP 15530775 A JP15530775 A JP 15530775A JP S5936434 B2 JPS5936434 B2 JP S5936434B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- stop layer
- receiving part
- etching
- pressure receiving
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Pressure Sensors (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体ダイアフラムの製造方法に関する。
半導体ゲルマニウムやシリコンのような多谷間のエネル
ギー構造をもつ半導体は機械的応力を加える事でピエゾ
抵抗効果によりその抵抗率が変化する。
ギー構造をもつ半導体は機械的応力を加える事でピエゾ
抵抗効果によりその抵抗率が変化する。
圧力・電気変換半導体装置は単結晶シリコンよりなるダ
イアフラム上に歪ゲージを拡散層でもつて形成し、ダイ
アフラムに加わる圧力によりこのダイアフラムが変形し
拡散層の抵抗がピエゾ（全３頁）抵抗効果により変化す
る事を利用してその圧力を検出している。
イアフラム上に歪ゲージを拡散層でもつて形成し、ダイ
アフラムに加わる圧力によりこのダイアフラムが変形し
拡散層の抵抗がピエゾ（全３頁）抵抗効果により変化す
る事を利用してその圧力を検出している。
しかし、従来ダイアフラムの受圧部を形成する場合、エ
ッチング液の温度撹はん状態、エッチング液の組成の変
化等によりエッチング速度が著しく変わるので受圧部の
厚さを測定しながらエッチングを繰返している。この圧
力・電気変換半導体装置において特性の均一化をおこな
うためには受圧部の形状は非常に重要な因子である。し
かし、上記のような従来の方法では受圧部の厚さと平行
度を精度よく制御する事は困難であり、各チップ間、各
ウェーハ間、各ロッド間の特性の均一さを得るためには
エッチングにおいて精密な温度、時間調整をしなければ
ならない。その結果歩留りは悪くコストアップの原因と
なつている。本発明は上記欠点に鑑み、受圧部の平行度
を精度よく制御し、各チップ間の受圧部の厚さを均一に
するために、まず半導体基板内にエッチング液で浸され
難い層を形成し（以後停止層と呼ぶ）、そしてその上部
に所定の厚さのエピタキシャル成長層を形成することに
より、受圧部形成のための基板のエッチングは上記停止
層で自動的にストップするために受圧部の平行度及び厚
さはイオン打ち込み層及びエピタキシャル層の設定によ
り容易に制御できる半導体ダイアフラムの製造方法を提
供することを目的とする。
ッチング液の温度撹はん状態、エッチング液の組成の変
化等によりエッチング速度が著しく変わるので受圧部の
厚さを測定しながらエッチングを繰返している。この圧
力・電気変換半導体装置において特性の均一化をおこな
うためには受圧部の形状は非常に重要な因子である。し
かし、上記のような従来の方法では受圧部の厚さと平行
度を精度よく制御する事は困難であり、各チップ間、各
ウェーハ間、各ロッド間の特性の均一さを得るためには
エッチングにおいて精密な温度、時間調整をしなければ
ならない。その結果歩留りは悪くコストアップの原因と
なつている。本発明は上記欠点に鑑み、受圧部の平行度
を精度よく制御し、各チップ間の受圧部の厚さを均一に
するために、まず半導体基板内にエッチング液で浸され
難い層を形成し（以後停止層と呼ぶ）、そしてその上部
に所定の厚さのエピタキシャル成長層を形成することに
より、受圧部形成のための基板のエッチングは上記停止
層で自動的にストップするために受圧部の平行度及び厚
さはイオン打ち込み層及びエピタキシャル層の設定によ
り容易に制御できる半導体ダイアフラムの製造方法を提
供することを目的とする。
次に本発明をよりよく理解するために図に示す実施例を
用いて具体的に説明する。
用いて具体的に説明する。
第１図Ａはｎ型単結晶シリコン基板１を示す。第１図Ｂ
はこのシリコン基板１の一方の面の全面にＮ＋イオン（
窒素イオン）を所定深さの位置に分布するように加速し
て打ち込み、例えば１５０ＫｅＶ以上で１×１０１７個
／ｃｒｉｌ程度打ち込み、他方の面にも受圧部を形成す
べき受圧部形成領域４外の部分に上記条件でＮ＋イオン
を打ち込み、その後好ましくはＮ２ふん囲気で１２００
℃にて２〜３時間熱処理する事により窒化シリコン層２
、３を形成したものである。ここで窒化シリコン層２が
第２停止層、窒化シリコン層３が第１停止層である。こ
の停止層は単結晶シリコン基板１の内部に非常に精度よ
く均一に形成され、さらに基板１の表面は単結晶状態に
なつている。続いて基板１の第２停止層２の上面にｎ型
単結晶シリコン層５をエピタキシャル成長させたものを
第１図Ｃに示す。このシリコン層５の膜厚は圧力・電気
変換半導体装置の圧力測定範囲により任意に選択する事
が出来る。続いてシリコン層５の表面に酸化シリコン膜
６（以下５１０２膜）を形成し、次に写真食刻法により
部分的に窓を開孔してこのシリコン層５中に歪ゲージを
なすＰ型拡散層７を形成し、さらに電極、配線８をアル
ミニウムＡｌ等により形成したものを第１図Ｄに示す。
次に、電極、配線８の形成表面等エッチング防止部分を
エッチング防止膜をなすワックス９で被覆し、その後フ
ッ酸及び硝酸等よりなるシリコンエッチング液中で単結
晶シリコン基板１をエッチングする。この際第１停止層
３により予定の受圧部形成領域４外の部分ではエッチン
グの進行を阻止され、一方受圧部形成領域４では第２停
止層２までエッチングされ自動的にエッチングが終了す
るのでこの受圧部形成預域４の全面にわたり平行度よく
エッチングされる。そこで第１図Ｅ図示の如く被検出対
象の圧力により可動（変形）するダイアフラムをなす受
圧部１口，及び受圧部１０の支持部１１が形成される。
この後ワックス９が除かれる。なお、圧力・電気変換半
導装置はこの受圧部１０の変形により拡散層Ｔの抵抗が
ピエゾ抵抗効果でもつて変化することを利用してその圧
力を検出するものである。第２図は第１図Ｄの模式的平
面図で、Ｐ型拡散層Ｔ及び電極、配線８の一形状を示し
ている。 なお、本実施例においてはイオン打ち込みに
窒素イオンを用いたが酸素イオン、炭素イオン等を用い
ても同様な方法で達成できる事はもちろんである。
はこのシリコン基板１の一方の面の全面にＮ＋イオン（
窒素イオン）を所定深さの位置に分布するように加速し
て打ち込み、例えば１５０ＫｅＶ以上で１×１０１７個
／ｃｒｉｌ程度打ち込み、他方の面にも受圧部を形成す
べき受圧部形成領域４外の部分に上記条件でＮ＋イオン
を打ち込み、その後好ましくはＮ２ふん囲気で１２００
℃にて２〜３時間熱処理する事により窒化シリコン層２
、３を形成したものである。ここで窒化シリコン層２が
第２停止層、窒化シリコン層３が第１停止層である。こ
の停止層は単結晶シリコン基板１の内部に非常に精度よ
く均一に形成され、さらに基板１の表面は単結晶状態に
なつている。続いて基板１の第２停止層２の上面にｎ型
単結晶シリコン層５をエピタキシャル成長させたものを
第１図Ｃに示す。このシリコン層５の膜厚は圧力・電気
変換半導体装置の圧力測定範囲により任意に選択する事
が出来る。続いてシリコン層５の表面に酸化シリコン膜
６（以下５１０２膜）を形成し、次に写真食刻法により
部分的に窓を開孔してこのシリコン層５中に歪ゲージを
なすＰ型拡散層７を形成し、さらに電極、配線８をアル
ミニウムＡｌ等により形成したものを第１図Ｄに示す。
次に、電極、配線８の形成表面等エッチング防止部分を
エッチング防止膜をなすワックス９で被覆し、その後フ
ッ酸及び硝酸等よりなるシリコンエッチング液中で単結
晶シリコン基板１をエッチングする。この際第１停止層
３により予定の受圧部形成領域４外の部分ではエッチン
グの進行を阻止され、一方受圧部形成領域４では第２停
止層２までエッチングされ自動的にエッチングが終了す
るのでこの受圧部形成預域４の全面にわたり平行度よく
エッチングされる。そこで第１図Ｅ図示の如く被検出対
象の圧力により可動（変形）するダイアフラムをなす受
圧部１口，及び受圧部１０の支持部１１が形成される。
この後ワックス９が除かれる。なお、圧力・電気変換半
導装置はこの受圧部１０の変形により拡散層Ｔの抵抗が
ピエゾ抵抗効果でもつて変化することを利用してその圧
力を検出するものである。第２図は第１図Ｄの模式的平
面図で、Ｐ型拡散層Ｔ及び電極、配線８の一形状を示し
ている。 なお、本実施例においてはイオン打ち込みに
窒素イオンを用いたが酸素イオン、炭素イオン等を用い
ても同様な方法で達成できる事はもちろんである。
又、第１停止層３の形成はイオン打ち込みでなく、基板
１表面にＳｉＯ２膜，Ｓｉ３Ｎ４膜，Ａｌ２Ｏ３膜等を
形成し写真食刻法により第１停止層を作る事もできる。
また、本発明の要旨から明らかなように、上記実施例に
おいてＰ型シリコンをｎ型シリコンに、ｎ型シリコンを
Ｐ型シリコンにおきかえてもその作用に変化はない。又
、停止層とは必ずしもシリコンエッチング液でエッチン
グされない層である必要はなく、エッチング速度がシリ
コン基板より非常に小さければ停止層としての役割を果
す事ができるものである。また、上述の実施例では歪ゲ
ージとしてＰ型拡散層Ｔを設けたが、拡散層Ｔを設けず
他の素子を用いてシリコンよりなるダイアフラムの歪変
形を検出するようにしてもよい。 以上述べたように本
発明方法においては半導体基板内に予め所定の停止層を
形成しこの基板をエッチングするようにしているため、
受圧部の厚さ及び平行度はエピタキシャル成長層及びイ
オン打ち込み層できまり、その制御はきわめて容易であ
るばかりでなく、目的とする受圧部の厚さに達するとエ
ッチングは自動的に終了するので特性のそろつた素子を
多数製造することが可能である。
１表面にＳｉＯ２膜，Ｓｉ３Ｎ４膜，Ａｌ２Ｏ３膜等を
形成し写真食刻法により第１停止層を作る事もできる。
また、本発明の要旨から明らかなように、上記実施例に
おいてＰ型シリコンをｎ型シリコンに、ｎ型シリコンを
Ｐ型シリコンにおきかえてもその作用に変化はない。又
、停止層とは必ずしもシリコンエッチング液でエッチン
グされない層である必要はなく、エッチング速度がシリ
コン基板より非常に小さければ停止層としての役割を果
す事ができるものである。また、上述の実施例では歪ゲ
ージとしてＰ型拡散層Ｔを設けたが、拡散層Ｔを設けず
他の素子を用いてシリコンよりなるダイアフラムの歪変
形を検出するようにしてもよい。 以上述べたように本
発明方法においては半導体基板内に予め所定の停止層を
形成しこの基板をエッチングするようにしているため、
受圧部の厚さ及び平行度はエピタキシャル成長層及びイ
オン打ち込み層できまり、その制御はきわめて容易であ
るばかりでなく、目的とする受圧部の厚さに達するとエ
ッチングは自動的に終了するので特性のそろつた素子を
多数製造することが可能である。
さらに本発明の停止層を使用した方法ではエピタキシャ
ル層の厚さの異なるウェーハ、たとえば２０μ、２５μ
等の数種のものを混合しても同じエッチング精度でもつ
て多数のウェーハにおいてエッチングは自動的に終了す
るので、同一処理が出来、その結果精度よく多数の半導
体ダイアフラムを製造できるという優れた効果がある。
ル層の厚さの異なるウェーハ、たとえば２０μ、２５μ
等の数種のものを混合しても同じエッチング精度でもつ
て多数のウェーハにおいてエッチングは自動的に終了す
るので、同一処理が出来、その結果精度よく多数の半導
体ダイアフラムを製造できるという優れた効果がある。
第１図Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは本発明になる半導体ダイ
アフラムの製造方法の一実施例の説明に用いる工程図、
第２図は第１図Ｄの模式的平面図である。 １ ・・・・・・半導体基板をなすｎ型単結晶シリコ
ン基板、２・・・・・・第２停止層である窒化シリコン
層、３・・・・・・第１停止層である窒化シリコン層、
４・・・・・・受圧部形成領域、５・・・・・・エピタ
キシャル成長層をなすｎ型単結晶シリコン層、９・・・
・・・エッチング防止膜をなすワックス、１０・・・・
・・受圧部。
アフラムの製造方法の一実施例の説明に用いる工程図、
第２図は第１図Ｄの模式的平面図である。 １ ・・・・・・半導体基板をなすｎ型単結晶シリコ
ン基板、２・・・・・・第２停止層である窒化シリコン
層、３・・・・・・第１停止層である窒化シリコン層、
４・・・・・・受圧部形成領域、５・・・・・・エピタ
キシャル成長層をなすｎ型単結晶シリコン層、９・・・
・・・エッチング防止膜をなすワックス、１０・・・・
・・受圧部。
Claims (1)
- １ 半導体基板の一方の面の内部にイオン打ち込みによ
り半導体エッチング液で浸され難い第２停止層を形成し
、さらに他方の面の受圧部形成領域外の部分に前記半導
体エッチング液で浸され難い第１停止層を形成する工程
と、前記第２停止層の上部の基板上面に所定の厚さのエ
ピタキシャル成長層を形成する工程と、前記エピタキシ
ャル成長層の表面をエッチング防止膜で被い前記基板を
その他方の面より前記第２停止層までエッチングして受
圧部を形成する工程とを具備したことを特徴とする半導
体ダイアフラムの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50155307A JPS5936434B2 (ja) | 1975-12-24 | 1975-12-24 | ハンドウタイダイアフラムノセイゾウホウホウ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50155307A JPS5936434B2 (ja) | 1975-12-24 | 1975-12-24 | ハンドウタイダイアフラムノセイゾウホウホウ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5277686A JPS5277686A (en) | 1977-06-30 |
| JPS5936434B2 true JPS5936434B2 (ja) | 1984-09-04 |
Family
ID=15603028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50155307A Expired JPS5936434B2 (ja) | 1975-12-24 | 1975-12-24 | ハンドウタイダイアフラムノセイゾウホウホウ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5936434B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59195429U (ja) * | 1983-06-15 | 1984-12-26 | 株式会社 ほくさん | 室内の温度制御装置 |
| JPH0390705U (ja) * | 1989-12-28 | 1991-09-17 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6037177A (ja) * | 1983-08-09 | 1985-02-26 | Nec Corp | 半導体圧力センサ |
| JPH0712086B2 (ja) * | 1984-01-27 | 1995-02-08 | 株式会社日立製作所 | ダイヤフラムセンサの製造方法 |
-
1975
- 1975-12-24 JP JP50155307A patent/JPS5936434B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59195429U (ja) * | 1983-06-15 | 1984-12-26 | 株式会社 ほくさん | 室内の温度制御装置 |
| JPH0390705U (ja) * | 1989-12-28 | 1991-09-17 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5277686A (en) | 1977-06-30 |
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