JPS62188281A - Manufacture of semiconductor strain gauge - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は半導体歪ゲージの製造方法に係り、特にカンチ
レバー形半導体歪ゲージに貫通孔を形成する方法に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor strain gauge, and more particularly to a method for forming a through hole in a cantilever type semiconductor strain gauge.
[従来の技術]
カンチレバー形半導体歪ゲージは生体用観血式血圧トラ
ンスデユーサなどの圧カドランスデューサに広く用いら
れている。この圧カドランスデューサは第4図に示すよ
うに構成されているものが一般的である。すなわら圧力
を受けて変位するダイヤフラム1の中心に感圧ロッド2
を溶接し、この感圧ロッド2にガラスロッド3の一端を
接着し、このガラスロッド3の他端をガラスロッド受4
を介して中継金具5に接着し、ざらにこの中継金具5に
ゲージ6を接着してなっている。そしてダイヤフラム1
で受けた圧力がゲージ6に伝達されるとゲージ6がたわ
み、ゲージ6の本体7への固定部付近に設けられた図示
せぬ拡散抵抗の抵抗値が変化する。この抵抗をブリッジ
接続してお【プば圧力に比例した出力信号が1qられる
ように構成されている。[Prior Art] Cantilever type semiconductor strain gauges are widely used in pressure quadrature transducers such as invasive blood pressure transducers for living bodies. This pressure transducer is generally constructed as shown in FIG. In other words, a pressure-sensitive rod 2 is placed at the center of a diaphragm 1 that is displaced in response to pressure.
, one end of the glass rod 3 is glued to the pressure sensitive rod 2, and the other end of the glass rod 3 is attached to the glass rod holder 4.
The gauge 6 is roughly glued to the relay fitting 5 via the relay fitting 5. and diaphragm 1
When the pressure received by the gauge 6 is transmitted to the gauge 6, the gauge 6 is deflected, and the resistance value of a diffusion resistor (not shown) provided near the part where the gauge 6 is fixed to the main body 7 changes. By connecting these resistors in a bridge manner, an output signal proportional to the pressure is outputted.
上述したような圧力トランスデューナによると、ダイヤ
フラム1とゲージ6との間には感圧ロッド2、ガラスロ
ッド3、ガラスロッド受4及び中継金具5が介在し、そ
れぞれが溶接または接着で接続されている。このように
部品数及び接着数が多いため感度や温度ゼロ点が変化し
て圧力信号が理論値からはずれ、測定値がばらつくとい
う問題があった。According to the pressure transducer described above, a pressure sensitive rod 2, a glass rod 3, a glass rod holder 4, and a relay fitting 5 are interposed between the diaphragm 1 and the gauge 6, and each is connected by welding or adhesive. ing. Because of the large number of parts and bonding, there was a problem in that the sensitivity and temperature zero point changed, causing the pressure signal to deviate from the theoretical value and the measured values to vary.
この問題を解決するためには第5図に示すようにゲージ
6に孔8をあ(プて、この孔8にガラスロット3を直接
挿入して接着すればよい。このように構成すれば圧力の
伝達機構が簡単になり接着数も減少するので、前述した
感度や温度ゼロ点変化が少なくなり、圧力信号が]!!
!論値に近づき測定値のばらつきも減少する。ざらに構
造が簡単になるため接着に要する時間も減少し、歩止ま
りと生産性の向上がはかれる。In order to solve this problem, as shown in FIG. The transmission mechanism is simplified and the number of adhesives is reduced, so the sensitivity and temperature zero point changes mentioned above are reduced, and the pressure signal]!!
! It approaches the theoretical value and the variation in measured values decreases. Since the structure is much simpler, the time required for bonding is also reduced, leading to improved yields and productivity.
このようなゲージに孔をあける方法としては従来は以下
に述べる2つの方法があった。第1の方法はプロセスの
第一段階で孔をあけてしまう方法であり第6図に示す工
程によって行なわれる。、すなわち(a)においてシリ
コン基板9の両面に5i02の酸化被膜10を形成し、
(b)においてフォトレジスト塗布、フォトマスクを介
しての露光、現像、エツチング、レジスト剥離などの工
程からなるフォトリソグラフィ手法(以下単にパターニ
ングと称する)によって酸化被膜10に孔あけ部11の
パターニングを行なう。次に(C)においてこの酸化被
膜10をマスクにしてアルカリ液によりエツチングを行
ない孔12を形成し、(d)において酸化被膜10を除
去する。次に(e)において再び酸化被膜13を形成し
、げ)においてこの酸化被膜13に拡散部14のパター
ニングを行ない(g)において拡散層15を形成する。Conventionally, there have been two methods for drilling holes in such gauges, as described below. The first method is to make holes in the first step of the process, and is carried out by the steps shown in FIG. That is, in (a), an oxide film 10 of 5i02 is formed on both sides of the silicon substrate 9,
In (b), the oxide film 10 is patterned with a hole 11 by a photolithography method (hereinafter simply referred to as patterning) comprising steps such as photoresist application, exposure through a photomask, development, etching, and resist peeling. . Next, in (C), using this oxide film 10 as a mask, etching is performed with an alkaline solution to form holes 12, and in (d), the oxide film 10 is removed. Next, in (e), an oxide film 13 is formed again, in (e), this oxide film 13 is patterned with a diffusion portion 14, and in (g), a diffusion layer 15 is formed.
同様の手段により(h)においてコンタクトホール16
を形成し、(i)において^1蒸看17を行ない、(j
)においてA1配線部のパターニング行なった後エツチ
ングによりA1配線18を形成するものである。Contact hole 16 is formed in (h) by similar means.
, perform ^1 steaming 17 in (i), and (j
), the A1 wiring portion is patterned and then etched to form the A1 wiring 18.
第2の方法は第1の方法における(e)乃至(j)の工
程によって拡散層15、コンタクトホール16及びA1
配線18をそれぞれ形成した後に孔あけを行なう方法で
ある。このときはA1配線を低温酸化膜やワックスなど
のエツチング液で腐食されない膜で被覆した後に孔あけ
を行ない、孔あCプ後この膜を除去するようにしていた
。In the second method, the diffusion layer 15, contact hole 16 and A1 are formed by steps (e) to (j) in the first method.
This is a method in which holes are formed after each wiring 18 is formed. At this time, the holes were made after the A1 wiring was covered with a film such as a low-temperature oxide film or wax that would not be corroded by an etching solution, and this film was removed after the holes were drilled.
[発明が解決しようとする問題点コ
しかしながら上述した第1の方法においては、孔あけ俊
拡散層15、コンタク1〜ホール16及びA1配線18
を形成するためにそれぞれフォトエツヂング工程が必要
であり、その都度レジスト塗布を行なうが、すでに基板
9に孔12が形成されているためこの部分でレジストが
平滑に塗れず、精度が悪くなって歩止まりが上がらない
という問題があったまた第2の方法においては、通常エ
ツチング液としてはエチレンジアミン、ピロアルコール
、水の混合液にピラジンを少串混ぜたものを約110乃
至120’Cに加熱して用いるため、低温酸化膜やワッ
クスなどではエツチングに充分耐えることが困難で歩止
まりが低下するという問題があった。また水酸化カリウ
ム溶液を80乃至90°C程度1こ加熱して用いる方法
もあるが、アルカリイオンがゲージ6に混入して悪影響
を及ぼすため、やはり歩止まりの向上は望めない。ざら
にまたこの方法によると耐エツチング性の膜を形成し、
エツチング後再び除去するという工程が必要なため工程
が複雑になりコスト高になるという問題もあった。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the first method described above, the perforated diffusion layer 15, the contacts 1 to 16 and the A1 wiring 18
A photo-etching process is required to form each photo-etching process, and resist is applied each time, but since holes 12 have already been formed in the substrate 9, the resist cannot be applied smoothly in these areas, resulting in poor accuracy. In the second method, which had the problem of low yield, the etching solution is usually a mixture of ethylenediamine, pyroalcohol, and water mixed with a small amount of pyrazine and heated to about 110 to 120'C. Since low-temperature oxide films, wax, and the like are difficult to withstand etching, there is a problem in that the yield rate decreases. There is also a method of heating a potassium hydroxide solution to about 80 to 90° C., but since alkali ions mix into the gauge 6 and have an adverse effect, no improvement in yield can be expected. This method also forms an etching-resistant film,
There is also the problem that the process is complicated and the cost is high because the process of removing the film again after etching is necessary.
本発明は上述した点に鑑みてなされたものであり、簡単
な工程で歩止まりよくゲージに孔あけができる半導体歪
ゲージの製造方法を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned points, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor strain gauge, which allows holes to be formed in a gauge with a simple process and a high yield.
[問題点を解決するための手段コ
本発明は圧力を受けて変位するダイヤフラムの変位が絶
縁ロッドを介して伝達される半導体歪ゲージの¥J造造
波法おいて、この歪ゲージの基板上に酸化被膜を介して
アルミニウム電極部と拡散層とを形成し、これらの電極
部と拡散層とを前記酸化被膜に形成されたコンタクトホ
ールを介して接続するとともに、前記基板に前記絶縁ロ
ッドを挿入接着するための孔部をヒドラジン溶液により
エツチングして形成したものである。[Means for Solving the Problems] The present invention uses a wave-making method for semiconductor strain gauges in which the displacement of a diaphragm that is displaced in response to pressure is transmitted via an insulating rod. forming an aluminum electrode part and a diffusion layer through an oxide film, connecting these electrode parts and the diffusion layer through a contact hole formed in the oxide film, and inserting the insulating rod into the substrate. Holes for adhesion are formed by etching with a hydrazine solution.
[作用]
上記の方法によると、ヒドラジン溶液はアルミニウムを
腐食することが少ないので、アルミニウム電極上に特殊
な耐エツチング性のあるレジスト膜を形成しなくても歩
止まりよくエツチングによる孔明(プ加工ができる。[Operation] According to the above method, since the hydrazine solution hardly corrodes aluminum, the etching process can be performed with a good yield without forming a special etching-resistant resist film on the aluminum electrode. can.
[実施例]
以下、本発明に係る半導体歪ゲージのtea方法の一実
施例を図面を参照して説明する。[Example] Hereinafter, an example of the tea method for a semiconductor strain gauge according to the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図に本発明の一実施例を示す。この図において第6
図に示ず従来例と同一部分には同一符号を付して示し、
説明を省略する。基板9に酸化被膜13を形成する工程
(a)、拡散部14をパターニングする工程(b)、拡
散層15を形成する工程(C)はそれぞれ第6図に示す
従来例の工程(e) 、(f)、((+)と同様である
。工程(d)においてコンタクトホール16の形成時に
、同時に孔あ(プ部11の酸化被膜13を除去しておく
。このことは後述するヒドラジンエツチングのときに僅
かでも酸化被膜13が残っているとエツチングされない
ため、エツチング直曲に孔あ【)部11の酸化被膜13
を完全に除去する必要があるためである。またこの酸化
被膜13の除去には弗酸を用いるが、この弗酸はへ1配
線18をエツチングしてしまうため、これを防止する意
味で孔面は部11の酸化膜をAI蒸着前に大部分除去し
ておく必要がある。次に工程(e) 、 (f)でそれ
ぞれA1蒸着17、配線パターニング及びエツチングを
行なってA1配線18を形成する。この段階のウェハを
空気中または酸素混合気体中(例えば、02 :N2=
1:4)で約200 ’Cで約2時間加熱し、へ1表面
を僅かに酸化する。このことはじドラジンに対する耐エ
ツチング性を増加させ、レジスト塗布の工程におけるレ
ジストの濡れ性を増まためである。次にこのウェハの両
面にレジストを塗布する。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. In this figure, the sixth
Parts not shown in the figures that are the same as those of the conventional example are designated by the same reference numerals.
The explanation will be omitted. The step (a) of forming the oxide film 13 on the substrate 9, the step (b) of patterning the diffusion portion 14, and the step (C) of forming the diffusion layer 15 are respectively the steps (e) of the conventional example shown in FIG. This is the same as (f) and ((+). At the time of forming the contact hole 16 in step (d), the oxide film 13 on the hole (hole 11) is removed at the same time. This is due to the hydrazine etching described later. Sometimes, if even a small amount of the oxide film 13 remains, it will not be etched.
This is because it is necessary to completely remove the Furthermore, hydrofluoric acid is used to remove this oxide film 13, but since this hydrofluoric acid will etch the oxide film 18, in order to prevent this, the oxide film of the portion 11 should be removed to a large extent before the AI evaporation. Part of it needs to be removed. Next, in steps (e) and (f), A1 vapor deposition 17, wiring patterning, and etching are performed, respectively, to form A1 wiring 18. The wafer at this stage is placed in air or in an oxygen mixture (for example, 02:N2=
1:4) at about 200'C for about 2 hours to slightly oxidize the hemisurface. This is to increase the etching resistance against drazine and to increase the wettability of the resist during the resist coating process. Next, resist is applied to both sides of this wafer.
このとき使用するレジストとしては例えば東京応化製の
0MR83,100CPSなどのように粘度の高いもの
を用いる。これはへ1蒸着層の厚さが1.5μm程度に
なっていて、低粘度のレジス1〜を用いると段差切れが
発生する可能性があるからである。The resist used at this time is one with high viscosity, such as 0MR83,100CPS manufactured by Tokyo Ohka. This is because the thickness of the vapor-deposited layer is about 1.5 μm, and if a low-viscosity resist 1 is used, there is a possibility that a step breakage will occur.
レジスト塗布後通常の手段で孔あけ部11のパターニン
グを行ない、次にレジストを剥離する。このとき用いる
レジスト剥離剤としては例えば東京応化製のレジストス
トリッパ#502のようなりロロベンゼン系のものを約
110℃に加熱して用いることが望ましい。そしてレジ
スト剥離後約30分以内に次の工程((1)のヒドラジ
ンエツチングを行なう。After applying the resist, the perforated portions 11 are patterned by conventional means, and then the resist is peeled off. As the resist stripping agent used at this time, it is desirable to use a lolobenzene-based resist stripper, such as Resist Stripper #502 manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd., heated to about 110°C. Then, within about 30 minutes after the resist is removed, the next step ((1), hydrazine etching) is performed.
このレジスト剥離とヒドラジンエツチングとの間の時間
は、孔あけ部11に酸化被膜を生成させないためできる
限り短くする。The time between resist stripping and hydrazine etching is made as short as possible in order to prevent formation of an oxide film on the perforated portion 11.
ヒドラジンエツチングはヒドラジンと水の比が約1:1
の溶液を31 /minのN2バブリングを行ないなが
ら、100℃乃至120’Cに加熱した環流型中で行な
う。N2バブリングはエツチングの均一性を増すためと
、爆発性のあるヒドラジンの爆発を防止するために行な
う。エツチング終了後に表面に例えば東京応化装OAP
なとのようなヘキサメチルジシラリ゛ンなどを塗布し、
乾燥させる。For hydrazine etching, the ratio of hydrazine to water is approximately 1:1.
The solution was run in a reflux mold heated to 100°C to 120'C while bubbling N2 at 31/min. N2 bubbling is performed to increase the uniformity of etching and to prevent explosion of explosive hydrazine. For example, Tokyo Ohkaso OAP is applied to the surface after etching.
Apply hexamethyldisilaryne such as Nato,
dry.
この処理により酸化被膜13の表面が荒れて水が付着し
やすくなりシラノール基となってリーク電流が増加する
ことを防いでいる。This treatment roughens the surface of the oxide film 13 and prevents water from easily adhering to it, forming silanol groups, and increasing leakage current.
本実施例によれば、基板9上に酸化被膜13を介してA
I組電極形成したのらに、圧カドランスデューサのガラ
スロッド3を挿入する孔8をあけるとぎに、エツチング
液としてA1を溶解することの少ないヒドラジン溶液を
用いたので、へ1配線上に特殊な耐エツチング性のある
レジスト膜を形成しなくても比較的簡単に孔あけ加工を
行なうことができる。そしてA1配線がエツチングされ
ることかないのでゲージの製造上の歩止まりを向上させ
ることができる。According to this embodiment, A
After forming the group I electrodes, I used a hydrazine solution as an etching solution, which does not easily dissolve A1, in order to open the hole 8 for inserting the glass rod 3 of the pressure transducer. Drilling can be performed relatively easily without forming a resist film with good etching resistance. Furthermore, since the A1 wiring is not etched, the production yield of the gauge can be improved.
上述した実施例においては拡散層15が第2図に示すよ
うにコンタク1〜ホール16の直下にのみある場合につ
いて説明したが、第3図に示すようにA1配線18の下
部の全面に拡散層15を形成してもよく、この場合の方
がリーク電流の劣化を防止する効果が大きい。その理由
は第2図に示すような構造の場合、拡散層15から引き
出されたA1配線18の下部に酸化被膜13は存在する
が拡散層15が存在し4工い部分において、コンタクト
ホール16の形成時に酸化被膜13にピンホール19が
発生したとする。このときこのピンホール19がA1配
線18に発生したピンホール20と重なると、ヒドラジ
ンエツチングによりピンホール19.20を通って基板
9までエツチングが進行してしまう場合がある。このと
きA1配線に実装されたAuリード線21が直接基板9
に接触しリーク電流が劣化してしまう。このような場合
でも第3図に示すようにA1配線18の下部全面に拡散
層15が形成されていれば、ピンホール19.20が存
在してもAuリード線21が直接基板9に接触すること
はなく、リーク電流の劣化を防止することができる。In the above-mentioned embodiment, the case where the diffusion layer 15 is provided only directly under the contact 1 to the hole 16 as shown in FIG. 2 has been described, but as shown in FIG. 15 may be formed, and in this case, the effect of preventing leakage current deterioration is greater. The reason for this is that in the case of the structure shown in FIG. 2, although the oxide film 13 exists under the A1 wiring 18 drawn out from the diffusion layer 15, the diffusion layer 15 exists and the contact hole 16 is It is assumed that a pinhole 19 is generated in the oxide film 13 during formation. At this time, if this pinhole 19 overlaps with the pinhole 20 generated in the A1 wiring 18, the etching may proceed to the substrate 9 through the pinhole 19, 20 due to hydrazine etching. At this time, the Au lead wire 21 mounted on the A1 wiring directly connects to the substrate 9.
leakage current will deteriorate. Even in such a case, if the diffusion layer 15 is formed on the entire lower part of the A1 wiring 18 as shown in FIG. 3, the Au lead wire 21 will directly contact the substrate 9 even if the pinhole 19. This prevents deterioration of leakage current.
[発明の効果]
上述したように本発明によれば、カンヂレバー形半導体
歪ゲージのゲージにガラスロットを直接接着するための
孔をエツチングにより形成する手段として、エツチング
液にヒドラジンを用いたので、A1電極をエツチングす
ることなく比較的簡単に孔あけを行なうことができ、製
品の精度と歩止まりを向上させることかできる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, hydrazine is used as an etching solution as a means for forming a hole for directly bonding a glass rod to a gauge of a cantilever type semiconductor strain gauge. Holes can be formed relatively easily without etching the electrodes, improving product precision and yield.
第」図は本発明に係る半導体歪ゲージの製造方法の一実
施例による工程を示す断面図、第2図及び第3図は本発
明の他の実施例を説明する断面図、第4図及び第5図は
半導体歪ゲージを示す断面図、第6図は半導体歪ゲージ
の従来の製造方法による工程を示す断面図である。Figure 1 is a cross-sectional view showing steps according to an embodiment of the method for manufacturing a semiconductor strain gauge according to the present invention, Figures 2 and 3 are cross-sectional views illustrating another embodiment of the present invention, and Figures 4 and FIG. 5 is a cross-sectional view showing a semiconductor strain gauge, and FIG. 6 is a cross-sectional view showing steps in a conventional method for manufacturing a semiconductor strain gauge.
Claims (2)
ロッドを介して伝達される半導体歪ゲージの製造方法に
おいて、この歪ゲージの基板上に酸化被膜を介してアル
ミニウム電極部と拡散層とを形成し、これらの電極部と
拡散層とを前記酸化被膜に形成されたコンタクトホール
を介して接続するとともに、前記基板に前記絶縁ロッド
を挿入装着するための孔部をヒドラジン溶液によりエッ
チングして形成したことを特徴とする半導体歪ゲージの
製造方法。(1) In a method for manufacturing a semiconductor strain gauge in which the displacement of a diaphragm that is displaced in response to pressure is transmitted via an insulating rod, an aluminum electrode portion and a diffusion layer are formed on the substrate of the strain gauge via an oxide film. These electrode parts and the diffusion layer were connected through a contact hole formed in the oxide film, and a hole for inserting and mounting the insulating rod into the substrate was formed by etching with a hydrazine solution. A method for manufacturing a semiconductor strain gauge, characterized by:
に整合する位置に形成されたことを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の半導体歪ゲージの製造方法。(2) The method of manufacturing a semiconductor strain gauge according to claim 1, wherein the diffusion diagram is formed at a position aligned with the lower part of the entire surface of the electrode portion on the substrate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29508485A JPS62188281A (en) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | Manufacture of semiconductor strain gauge |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29508485A JPS62188281A (en) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | Manufacture of semiconductor strain gauge |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62188281A true JPS62188281A (en) | 1987-08-17 |
JPH0564865B2 JPH0564865B2 (en) | 1993-09-16 |
Family
ID=17816104
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29508485A Granted JPS62188281A (en) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | Manufacture of semiconductor strain gauge |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62188281A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008218464A (en) * | 2007-02-28 | 2008-09-18 | Murata Mfg Co Ltd | Semiconductor device |
-
1985
- 1985-12-27 JP JP29508485A patent/JPS62188281A/en active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008218464A (en) * | 2007-02-28 | 2008-09-18 | Murata Mfg Co Ltd | Semiconductor device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0564865B2 (en) | 1993-09-16 |
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