JPS62266875A - 半導体圧力センサ - Google Patents
半導体圧力センサInfo
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- JPS62266875A JPS62266875A JP11171286A JP11171286A JPS62266875A JP S62266875 A JPS62266875 A JP S62266875A JP 11171286 A JP11171286 A JP 11171286A JP 11171286 A JP11171286 A JP 11171286A JP S62266875 A JPS62266875 A JP S62266875A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体圧力センサに関し、主に信号処理用の集
積回路（Ｉｃ）と一体化した半五体圧力センサに関する
。
積回路（Ｉｃ）と一体化した半五体圧力センサに関する
。
機械的応力を加える事によってピエゾ抵抗効果によりそ
の抵抗値が変化する事を利用して、単結晶シリコン基板
の一部の肉厚を薄くしダイヤフラム部を形成し、そのダ
イヤフラム部に形成されたエピタキシャル層内に歪ゲー
ジを拡散層等で形成して、ダイヤフラム部に加わる圧力
により歪ゲージを変形させ、ピエゾ抵抗効果による抵抗
値の変化を検出して圧力を測定する半導体圧力センサに
おいて、従来、ダイヤフラム部の厚さと平行度を精度よ
く制御する為に、所定濃度のＰ型不純物を有する不純物
層や、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜等の絶縁層をエ
ツチング停止層として形成し、選択的にエツチングを行
なう事によりダイヤフラム部を形成するものが考えられ
ている。
の抵抗値が変化する事を利用して、単結晶シリコン基板
の一部の肉厚を薄くしダイヤフラム部を形成し、そのダ
イヤフラム部に形成されたエピタキシャル層内に歪ゲー
ジを拡散層等で形成して、ダイヤフラム部に加わる圧力
により歪ゲージを変形させ、ピエゾ抵抗効果による抵抗
値の変化を検出して圧力を測定する半導体圧力センサに
おいて、従来、ダイヤフラム部の厚さと平行度を精度よ
く制御する為に、所定濃度のＰ型不純物を有する不純物
層や、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜等の絶縁層をエ
ツチング停止層として形成し、選択的にエツチングを行
なう事によりダイヤフラム部を形成するものが考えられ
ている。
上記のような半導体圧力センサによると、ダイヤフラム
部の厚さ及び平行度は不純物層とエピタキシャル層によ
る厚さでもってのみ決定され、その制御はきわめて容易
であるばかりでなく、目的とする所定のダイヤフラム部
の厚さに達するとエツチングは自動的に停止するので特
性のそろった半導体圧力センサを多数製造する事が可能
となる。
部の厚さ及び平行度は不純物層とエピタキシャル層によ
る厚さでもってのみ決定され、その制御はきわめて容易
であるばかりでなく、目的とする所定のダイヤフラム部
の厚さに達するとエツチングは自動的に停止するので特
性のそろった半導体圧力センサを多数製造する事が可能
となる。
しかしながら、感圧素子である歪ゲージからの電気信号
を処理する為のモスＩＣ，バイポーラＩＣ等を一体的に
エピタキシャル層に形成する場合、歪ゲージに影響を与
えないように、歪ゲージとそれらとを電気的に絶縁する
必要が生じる。この際、ＰＮ接合によって電気的に分離
するという事が考えられるが、高温においてそのような
装置を使用した場合には、キャリアが多数発生する為に
ＰＮ接合部分において電気的に完全に分離ができない。
を処理する為のモスＩＣ，バイポーラＩＣ等を一体的に
エピタキシャル層に形成する場合、歪ゲージに影響を与
えないように、歪ゲージとそれらとを電気的に絶縁する
必要が生じる。この際、ＰＮ接合によって電気的に分離
するという事が考えられるが、高温においてそのような
装置を使用した場合には、キャリアが多数発生する為に
ＰＮ接合部分において電気的に完全に分離ができない。
又、そのような小型の半導体圧力センサを考えた場合、
ダイヤフラム部の厚みを薄くする必要があり、従来の半
導体圧力センサによると歪ゲージはエピタキシャル層内
に形成されている為に、エピタキシャル層はエツチング
を行なう事が出来ず、したがってその厚みには制限があ
った。
ダイヤフラム部の厚みを薄くする必要があり、従来の半
導体圧力センサによると歪ゲージはエピタキシャル層内
に形成されている為に、エピタキシャル層はエツチング
を行なう事が出来ず、したがってその厚みには制限があ
った。
そこで本発明は上記の点に鑑みて、ダイヤフラム部を精
度良く薄くする事が可能で、高温においても感圧素子と
信号処理用のＩＣ等の周辺回路部等とを電気的に完全に
絶縁する半導体圧力センサを提供する事を主な目的とし
ている。
度良く薄くする事が可能で、高温においても感圧素子と
信号処理用のＩＣ等の周辺回路部等とを電気的に完全に
絶縁する半導体圧力センサを提供する事を主な目的とし
ている。
Ｃ問題点を解決するための手段〕
上記の目的を達成する為に、まず第１発明では、単結晶
シリコン基板の一主面上に積層された半導体エピタキシ
ャル層と、該半導体エピタキシャル層に絶縁層を介して
形成された感圧素子部と、前記単結晶シリコン基板の他
主面の受圧領域に相当する部分から前記絶縁層までエツ
チングをして形成されたダイヤフラム部とを備えており
、前記絶縁層にて前記感圧素子部を周辺回路部と電気的
に分離した半導体圧力センサを採用している。
シリコン基板の一主面上に積層された半導体エピタキシ
ャル層と、該半導体エピタキシャル層に絶縁層を介して
形成された感圧素子部と、前記単結晶シリコン基板の他
主面の受圧領域に相当する部分から前記絶縁層までエツ
チングをして形成されたダイヤフラム部とを備えており
、前記絶縁層にて前記感圧素子部を周辺回路部と電気的
に分離した半導体圧力センサを採用している。
又、第２発明では、単結晶シリコン基板の一主面上に絶
縁層を介して形成された感圧素子部と、前記絶縁層下部
の前記単結晶シリコン基板内に部分的に形成されたその
Ｐ型不純物濃度が所定値以上のＰ゛型拡散雁と、前記単
結晶シリコン基板の他主面の受圧領域に相当する部分か
ら、前記Ｐ＋型拡散層をでエツチングして形成されたダ
イヤフラム部とを備えており、前記絶！ｉ層にて前記感
圧素子部を前記単結晶シリコン基板と電気的に分離した
半導体圧力センサを採用している。
縁層を介して形成された感圧素子部と、前記絶縁層下部
の前記単結晶シリコン基板内に部分的に形成されたその
Ｐ型不純物濃度が所定値以上のＰ゛型拡散雁と、前記単
結晶シリコン基板の他主面の受圧領域に相当する部分か
ら、前記Ｐ＋型拡散層をでエツチングして形成されたダ
イヤフラム部とを備えており、前記絶！ｉ層にて前記感
圧素子部を前記単結晶シリコン基板と電気的に分離した
半導体圧力センサを採用している。
又、第３発明では、単結晶シリコン基板の一主面上に積
層された半導体エピタキシャル層と、該半導体エピタキ
シャル層に絶縁層を介して形成された感圧素子部と、前
記絶縁層下部の前記半導体エピタキシャル層内に部分的
に形成されたそのＰ型不純物４度が所定値以上のＰ＋型
拡散層を、前記単結晶シリコン基板の他主面の受圧領域
に相当する部分から前記Ｐ＋型拡散層をでエツチングを
して形成されたダイヤフラム部とを備えており、前記絶
縁層にて前記感圧素子部を周辺回路部と電気的に分離し
た半導体圧力センサを採用している。
層された半導体エピタキシャル層と、該半導体エピタキ
シャル層に絶縁層を介して形成された感圧素子部と、前
記絶縁層下部の前記半導体エピタキシャル層内に部分的
に形成されたそのＰ型不純物４度が所定値以上のＰ＋型
拡散層を、前記単結晶シリコン基板の他主面の受圧領域
に相当する部分から前記Ｐ＋型拡散層をでエツチングを
して形成されたダイヤフラム部とを備えており、前記絶
縁層にて前記感圧素子部を周辺回路部と電気的に分離し
た半導体圧力センサを採用している。
又、第４発明では、単結晶シリコン基板の一主面上に積
層された半導体エピタキシャル層と、該半４体エピタキ
シャル層に絶縁層を介して形成された感圧素子部と、前
記絶縁層下部の前記半導体エピタキシャル層内に部分的
に形成されたそのＰ型不純物濃度が所定値以上のＰ＋型
拡散層と、前記絶縁層下部の前記半導体エピタキシャル
層内で前記Ｐ＋型拡散層を囲うようにして、又その底部
が前記Ｐ＋型拡散層を底部より前記単結晶シリコン基板
に接近するように形成され、そのＰ型不純物濃度が所定
値以上のＰ＋型エッチング停止層と、前記単結晶シリコ
ン基板の他主面の受圧領域に相当する部分から前記Ｐ＋
型拡散層をで前記Ｐ＋型エッチング停止層に沿ってエツ
チングをして形成されたダイヤフラム部とを備えており
、前記絶縁層にて前記感圧素子部を周辺回路部と電気的
に分離した半導体圧力センサを採用している。
層された半導体エピタキシャル層と、該半４体エピタキ
シャル層に絶縁層を介して形成された感圧素子部と、前
記絶縁層下部の前記半導体エピタキシャル層内に部分的
に形成されたそのＰ型不純物濃度が所定値以上のＰ＋型
拡散層と、前記絶縁層下部の前記半導体エピタキシャル
層内で前記Ｐ＋型拡散層を囲うようにして、又その底部
が前記Ｐ＋型拡散層を底部より前記単結晶シリコン基板
に接近するように形成され、そのＰ型不純物濃度が所定
値以上のＰ＋型エッチング停止層と、前記単結晶シリコ
ン基板の他主面の受圧領域に相当する部分から前記Ｐ＋
型拡散層をで前記Ｐ＋型エッチング停止層に沿ってエツ
チングをして形成されたダイヤフラム部とを備えており
、前記絶縁層にて前記感圧素子部を周辺回路部と電気的
に分離した半導体圧力センサを採用している。
そして、上記の手段によると、感圧素子は半導体エピタ
キシャル層上、又は単結晶シリコン基板上に絶縁層を介
して形成されているので半導体エピタキシャル層又は単
結晶シリコン基板内に形成された周辺回路部等から電気
的に完全に絶縁され、感圧素子は電気的に安定となる。
キシャル層上、又は単結晶シリコン基板上に絶縁層を介
して形成されているので半導体エピタキシャル層又は単
結晶シリコン基板内に形成された周辺回路部等から電気
的に完全に絶縁され、感圧素子は電気的に安定となる。
又、半導体エピタキシャル層も工・ノチングされるので
ダイヤフラム部の厚みを薄くする事が可能となり、そし
て、従来と同様にそのダイヤフラム部は精度よく形成さ
れる。
ダイヤフラム部の厚みを薄くする事が可能となり、そし
て、従来と同様にそのダイヤフラム部は精度よく形成さ
れる。
以下、本発明を図面に示す実施例により詳細に説明する
。第１図（ａｌ乃至（ｅ）は本発明の第１実施例を工程
順に説明する為の断面図である。まず、第１図（ａ）に
示すように、その比抵抗１０〜２０ΩｃｍでＮ型又はＰ
型の特定の方向をもった結晶面で例えばＰ型（１００）
面の単結晶シリコン基板１に、後述するバイポーラＩＣ
部９にて使用されるＮ゛゛埋込み層２を形成する。そし
て、エピタキシャル成長させる事により比抵抗２〜５Ω
ｃｍのＮ型エピタキシャル層３を積層する。その上に熱
酸化膜又はレジスト等から成るマスク４を所定の領域に
形成し、そうした上でイオン注入する事により酸素（０
）、窒素（Ｎ）等を所定の深さの領域５に例えば１×１
０′７個／ ｃａｔ程度分布させる。
。第１図（ａｌ乃至（ｅ）は本発明の第１実施例を工程
順に説明する為の断面図である。まず、第１図（ａ）に
示すように、その比抵抗１０〜２０ΩｃｍでＮ型又はＰ
型の特定の方向をもった結晶面で例えばＰ型（１００）
面の単結晶シリコン基板１に、後述するバイポーラＩＣ
部９にて使用されるＮ゛゛埋込み層２を形成する。そし
て、エピタキシャル成長させる事により比抵抗２〜５Ω
ｃｍのＮ型エピタキシャル層３を積層する。その上に熱
酸化膜又はレジスト等から成るマスク４を所定の領域に
形成し、そうした上でイオン注入する事により酸素（０
）、窒素（Ｎ）等を所定の深さの領域５に例えば１×１
０′７個／ ｃａｔ程度分布させる。
次に第１図ｆｂ）に示すように、マスク４を除去した後
、バイポーラＩＣ部９の分離領域にボロン等のＰ型不純
物を注入したＰ゛゛分離層６を形成する。この際、同時
に領域５に分布している酸素、窒素等が熱処理されて絶
縁層７になると共に、その絶縁層７上部のＮ型エピタキ
シャル層３は単結晶シリコン層８となっている。
、バイポーラＩＣ部９の分離領域にボロン等のＰ型不純
物を注入したＰ゛゛分離層６を形成する。この際、同時
に領域５に分布している酸素、窒素等が熱処理されて絶
縁層７になると共に、その絶縁層７上部のＮ型エピタキ
シャル層３は単結晶シリコン層８となっている。
次に第１図（Ｃ１に示すように、半導体圧力センサのセ
ンシング部となる部分、本実施例では単結晶シリコン層
８内にボロンを拡散したＰ型ピエゾ抵抗層１０ｂ、及び
高濃度のボロンを拡散した低抵抗Ｐ°型領領域０ｃを、
ＬＯＣＯ３法等により部分的に形成された熱酸化膜１１
により分離して形成する。そして、上面にＣＶＤ法でシ
リコン酸化膜（Ｓｔｏｔ）による眉間絶縁膜１２を形成
し、例えば１０００℃、窒素雰囲気中、１０分程度の熱
処理によりその眉間絶縁膜１２を緻密化する。
ンシング部となる部分、本実施例では単結晶シリコン層
８内にボロンを拡散したＰ型ピエゾ抵抗層１０ｂ、及び
高濃度のボロンを拡散した低抵抗Ｐ°型領領域０ｃを、
ＬＯＣＯ３法等により部分的に形成された熱酸化膜１１
により分離して形成する。そして、上面にＣＶＤ法でシ
リコン酸化膜（Ｓｔｏｔ）による眉間絶縁膜１２を形成
し、例えば１０００℃、窒素雰囲気中、１０分程度の熱
処理によりその眉間絶縁膜１２を緻密化する。
ここで、この眉間絶縁膜１２は、熱膨張を抑制するため
に、酸素によるイオン注入の絶縁層７を形成した場合は
Ｓｉｎ、膜がよく、窒素による場合はシリコン窒化膜（
ｓｉｌＮ４）が望ましい。そして、バイポーラＩＣ部９
に公知のバイポーラＩＣ製造方法によりエミッタ（Ｅ）
、べ−７！、 （Ｂ）、コレクタ（Ｃ）領域を形成し、
電極コンタクト用の穴１３を形成する。又、単結晶シリ
コン基板１の下面全面にシリコン酸化膜１９を形成する
。
に、酸素によるイオン注入の絶縁層７を形成した場合は
Ｓｉｎ、膜がよく、窒素による場合はシリコン窒化膜（
ｓｉｌＮ４）が望ましい。そして、バイポーラＩＣ部９
に公知のバイポーラＩＣ製造方法によりエミッタ（Ｅ）
、べ−７！、 （Ｂ）、コレクタ（Ｃ）領域を形成し、
電極コンタクト用の穴１３を形成する。又、単結晶シリ
コン基板１の下面全面にシリコン酸化膜１９を形成する
。
次に第１図ｆｄｌに示すように、アルミニウム（Ａ１）
蒸着後、ホトリソグラフィ法等により配線層１４を形成
し、その上部にプラズマＣＶＤ法等によるシリコン窒化
膜１５を形成する。ここで、必要に応じて、熱的な歪に
よる半導体圧力センサ出力ゆらぎを取り除く事を目的と
して、後述するダイヤフラム部１７におけるシリコン窒
化膜１５を部分的に除去してもよく、又、その工程はワ
イヤーボンディング用の穴明は工程の際に行なってもよ
い。
蒸着後、ホトリソグラフィ法等により配線層１４を形成
し、その上部にプラズマＣＶＤ法等によるシリコン窒化
膜１５を形成する。ここで、必要に応じて、熱的な歪に
よる半導体圧力センサ出力ゆらぎを取り除く事を目的と
して、後述するダイヤフラム部１７におけるシリコン窒
化膜１５を部分的に除去してもよく、又、その工程はワ
イヤーボンディング用の穴明は工程の際に行なってもよ
い。
次に第１図ｔｅｌに示すように、シリコン酸化膜１９の
受圧領域に相当する部分を除去し、そのシリコン酸化膜
１９をマスクとして水酸化カリウム（ＫＯＨ）等による
異方性のエソチンダ液を用いて絶縁層７までエツチング
してダイヤフラム部１７を形成し、半導体圧力センサを
構成する。
受圧領域に相当する部分を除去し、そのシリコン酸化膜
１９をマスクとして水酸化カリウム（ＫＯＨ）等による
異方性のエソチンダ液を用いて絶縁層７までエツチング
してダイヤフラム部１７を形成し、半導体圧力センサを
構成する。
そこで上記の構成によると、その製造過程においてダイ
ヤフラム部１７を形成する為のエツチングは絶縁層７で
自動的に停止し、従来同様ダイヤフラム部１７は精度良
く形成される。しかも本実施例によるとＮ型エピタキシ
ャル層３をもエツチングされるので、その分ダイヤフラ
ム部１７の厚さを薄く形成する事が出来る。又、絶縁層
７上にＰ型ピエゾ抵抗層１０ｂが形成されているので、
周辺回路部であるバイポーラＩＣ部９とは電気的に完全
に分離され、その特性は安定となる。さらに、絶縁Ｎ７
及び単結晶シリコン層８はＰ°°分離層６を形成する際
に、新たな工程を加える事なく同時に形成されるので、
その分工程数を減少する事が出来る。
ヤフラム部１７を形成する為のエツチングは絶縁層７で
自動的に停止し、従来同様ダイヤフラム部１７は精度良
く形成される。しかも本実施例によるとＮ型エピタキシ
ャル層３をもエツチングされるので、その分ダイヤフラ
ム部１７の厚さを薄く形成する事が出来る。又、絶縁層
７上にＰ型ピエゾ抵抗層１０ｂが形成されているので、
周辺回路部であるバイポーラＩＣ部９とは電気的に完全
に分離され、その特性は安定となる。さらに、絶縁Ｎ７
及び単結晶シリコン層８はＰ°°分離層６を形成する際
に、新たな工程を加える事なく同時に形成されるので、
その分工程数を減少する事が出来る。
尚、上記実施例において、素子分離はＰ゛型骨分離層６
形成して、ＰＮ接合による分離を行なっているが、例え
ば溝をはり絶縁体を埋め込んだ、いわゆる絶縁体分離に
より行う事も可能である。
形成して、ＰＮ接合による分離を行なっているが、例え
ば溝をはり絶縁体を埋め込んだ、いわゆる絶縁体分離に
より行う事も可能である。
又、単結晶シリコン基板１として結晶の方向が（１００
）方位のものを使用しているので、エツチングにより形
成されたダイヤフラム支持体１８の水平方向に対する角
度は約θ＝５５°であるが、（１１０）方位のものを使
用すればその角度は約θ＝９０°となり、より小型な半
導体圧力センサを製造可能である。又、言うまでもない
が、周辺゛ 回路部としてはバイポーラＩＣに限定さ
れる事なく、モスＩＣ等の他のものでもよい。
）方位のものを使用しているので、エツチングにより形
成されたダイヤフラム支持体１８の水平方向に対する角
度は約θ＝５５°であるが、（１１０）方位のものを使
用すればその角度は約θ＝９０°となり、より小型な半
導体圧力センサを製造可能である。又、言うまでもない
が、周辺゛ 回路部としてはバイポーラＩＣに限定さ
れる事なく、モスＩＣ等の他のものでもよい。
第２図（ａｌ及び（ｂ）に上記第１実施例の応用とじて
の第２実施例の断面図を示す。尚、図において第１実施
例と同一構成要素には同一符号を付してその説明は省略
する。又、同図（ａｌは第１図（ｂ）に、同図（ｂｌは
第１図（ｅ）に対応している。そして、本実施例と第１
実施例との相違点は、本実施例においてはＮ型エピタキ
シャル層３上に熱酸化膜等の絶縁層７ａを形成しており
、さらにその上に部分的に多結晶シリコン又はアモルフ
ァスシリコン層を形成し、望ましくはそれを再結晶化等
する事によりピエゾ抵抗層１０ａを形成していることで
あり、第１実施例と比較して工程数は増加するが、その
他は同様の効果が得られる。
の第２実施例の断面図を示す。尚、図において第１実施
例と同一構成要素には同一符号を付してその説明は省略
する。又、同図（ａｌは第１図（ｂ）に、同図（ｂｌは
第１図（ｅ）に対応している。そして、本実施例と第１
実施例との相違点は、本実施例においてはＮ型エピタキ
シャル層３上に熱酸化膜等の絶縁層７ａを形成しており
、さらにその上に部分的に多結晶シリコン又はアモルフ
ァスシリコン層を形成し、望ましくはそれを再結晶化等
する事によりピエゾ抵抗層１０ａを形成していることで
あり、第１実施例と比較して工程数は増加するが、その
他は同様の効果が得られる。
尚、絶縁層７ａとしては、熱酸化膜の他にシリコン窒化
膜、Ｍｇ０−Ａｊ２ｚ ｏ３ 、ＣａＦｚ等であっても
よい。ＭｇＯ・Ａ１２０３ 、Ｃａ Ｆ２等を採用した
場合には、この上部にエピタキシャル成長シリコン層を
形成できる。
膜、Ｍｇ０−Ａｊ２ｚ ｏ３ 、ＣａＦｚ等であっても
よい。ＭｇＯ・Ａ１２０３ 、Ｃａ Ｆ２等を採用した
場合には、この上部にエピタキシャル成長シリコン層を
形成できる。
次に、ダイヤフラム部１７の厚みが任意に調整可能な本
発明の第３実施例を第３図（ａｌ及び（ｂｌの断面図に
示す。尚、図において第２実施例と同−構成要素には同
一符号を付してその説明は省略する。
発明の第３実施例を第３図（ａｌ及び（ｂｌの断面図に
示す。尚、図において第２実施例と同−構成要素には同
一符号を付してその説明は省略する。
又、同図ｔａ＋は第１図［ｂ）に、同図中）は第１図（
ｅ）に対応している。そして本実施例においては、絶縁
層７ａ下部のＮ型エピタキシャルＮ３内で、Ｐ゛゛離層
６間に所定の厚さをもって、又所定のＰ型不純物濃度を
有するＰ゛型広拡散層２０形成している。ここで所定の
Ｐ領事・鈍物濃度とは、第６図に示すボロン濃度とエツ
チング速度との特性図においてエツチング速度が遅くな
るような範囲、例えば５ ｘ １０ ｌ ８ ｃｍ −
３以上の濃度の事である。
ｅ）に対応している。そして本実施例においては、絶縁
層７ａ下部のＮ型エピタキシャルＮ３内で、Ｐ゛゛離層
６間に所定の厚さをもって、又所定のＰ型不純物濃度を
有するＰ゛型広拡散層２０形成している。ここで所定の
Ｐ領事・鈍物濃度とは、第６図に示すボロン濃度とエツ
チング速度との特性図においてエツチング速度が遅くな
るような範囲、例えば５ ｘ １０ ｌ ８ ｃｍ −
３以上の濃度の事である。
そこで本実施例によると、ダイヤフラム部１７を形成す
る際のエツチングはＰ１型拡散層２０により自動的に停
止し、又、そのＰ゛型広拡散層２０厚みを任意に調整す
る事によりダイヤフラム部１７の厚みを任意に調整可能
である。又、言うまでもなく、第１、第２実施例と同様
にＰ型ピエゾ抵抗１０の特性を安定にする事が出来る。
る際のエツチングはＰ１型拡散層２０により自動的に停
止し、又、そのＰ゛型広拡散層２０厚みを任意に調整す
る事によりダイヤフラム部１７の厚みを任意に調整可能
である。又、言うまでもなく、第１、第２実施例と同様
にＰ型ピエゾ抵抗１０の特性を安定にする事が出来る。
尚、Ｐ゛型広拡散層２０Ｐ°型骨分離層６形成する際に
同時に形成してもよく、その場合工程数は何ら増加しな
い。
同時に形成してもよく、その場合工程数は何ら増加しな
い。
次に、第３実施例の応用としてダイヤフラム部１７の厚
みをさらに高精度に制御可能な本発明の第４実施例を第
４図（ａ）乃至（Ｃ）の断面図に示す。尚、図において
第３実施例と同一構成要素には同一符号を付してその説
明は省略する。本実施例においては同図＋ａｌに示すよ
うに、まず、絶縁ｑ ７ ａ下部のＮ型エピタキシャル
層３内で、Ｐ゛型骨分離層６間後述するＰ゛型広拡散層
２０り厚い厚みをもって、又、Ｎ型エピタキシャル層３
の濃度より高濃度のＮ型不純物濃度（例えば５Ｘ１０”
〜５×１０１″ｃｍ″３の範囲）を有するＮ＋型拡散層
を２１形成する。そして、同図（ｂｌに示すように第３
実施例にて説明したのと同様の方法でＰ゛型広拡散層２
０形成する。
みをさらに高精度に制御可能な本発明の第４実施例を第
４図（ａ）乃至（Ｃ）の断面図に示す。尚、図において
第３実施例と同一構成要素には同一符号を付してその説
明は省略する。本実施例においては同図＋ａｌに示すよ
うに、まず、絶縁ｑ ７ ａ下部のＮ型エピタキシャル
層３内で、Ｐ゛型骨分離層６間後述するＰ゛型広拡散層
２０り厚い厚みをもって、又、Ｎ型エピタキシャル層３
の濃度より高濃度のＮ型不純物濃度（例えば５Ｘ１０”
〜５×１０１″ｃｍ″３の範囲）を有するＮ＋型拡散層
を２１形成する。そして、同図（ｂｌに示すように第３
実施例にて説明したのと同様の方法でＰ゛型広拡散層２
０形成する。
そこで本実施例においても、同図（Ｃ）に示すようにエ
ツチングはＰ゛型広拡散層２０自動的に停止し、第３実
施例の説明で述べたような効果が得られるが、本実施例
によるとＮ°型型数散層２１不純物濃度が比較的高濃度
であるために、Ｐ゛型広拡散層２０Ｎ＋拡散層２１との
界面近傍においてＰ型不純物の濃度分布は第６図におい
てエツチング速度が遅くなるような範囲にあり、その結
果エツチングはＰ゛型広拡散層２０達するとすみやかに
停止し、ダイヤフラム部１７の厚さの精度を向上する事
が出来るという効果がある。
ツチングはＰ゛型広拡散層２０自動的に停止し、第３実
施例の説明で述べたような効果が得られるが、本実施例
によるとＮ°型型数散層２１不純物濃度が比較的高濃度
であるために、Ｐ゛型広拡散層２０Ｎ＋拡散層２１との
界面近傍においてＰ型不純物の濃度分布は第６図におい
てエツチング速度が遅くなるような範囲にあり、その結
果エツチングはＰ゛型広拡散層２０達するとすみやかに
停止し、ダイヤフラム部１７の厚さの精度を向上する事
が出来るという効果がある。
次に、ダイヤフラム部Ｉ７の厚みに加えて幅をも任意に
調整可能な本発明の第５実施例を第５図（ａｌ及び（ｂ
ｌの断面図に示す。尚、図において第３実施例と同一構
成要素には同一符号を付してその説明は省略する。本実
施例の特徴は素子分離のために形成されているＰ゛型骨
分離層６横方向へのエツチングの停止層として有効に用
いる事であり、同図（ａｌに示すように、バイポーラＩ
Ｃ部９の分離を行なう為のＰ゛型骨分離層６Ｐ°型型数
散層２０囲うように配置し、Ｐ＋型エッチング停止層６
ａとしている。尚、このＰ＋型エッチング停止層６ａの
Ｐ型不純物濃度はＰ゛型広拡散層２０同様に所定の濃度
を有している。
調整可能な本発明の第５実施例を第５図（ａｌ及び（ｂ
ｌの断面図に示す。尚、図において第３実施例と同一構
成要素には同一符号を付してその説明は省略する。本実
施例の特徴は素子分離のために形成されているＰ゛型骨
分離層６横方向へのエツチングの停止層として有効に用
いる事であり、同図（ａｌに示すように、バイポーラＩ
Ｃ部９の分離を行なう為のＰ゛型骨分離層６Ｐ°型型数
散層２０囲うように配置し、Ｐ＋型エッチング停止層６
ａとしている。尚、このＰ＋型エッチング停止層６ａの
Ｐ型不純物濃度はＰ゛型広拡散層２０同様に所定の濃度
を有している。
そこで本実施例によると、第３実施例と同様の効果を有
し、さらに、エンチング液の横方向への浸食をＰ＋型エ
ッチング停止Ｎ６ ａにて停止できるので、同図（ｂ）
に示すようにエンチングはＰ°°エツチング停止層６ａ
に沿って進み、したがってダイヤフラム部１７の幅をも
精度良く調整可能となる。尚、本発明において、Ｐ＋型
エッチング停止層６ａは何らＰ゛型骨分離層６かねる必
要はない。又、本実施例ではＰ＋型エッチング停止層６
ａはＰ゛型広拡散層２０全周を囲うものを想定している
が、それに限定されずに、その一部でも囲っておればあ
る程度効果が得られるものである。
し、さらに、エンチング液の横方向への浸食をＰ＋型エ
ッチング停止Ｎ６ ａにて停止できるので、同図（ｂ）
に示すようにエンチングはＰ°°エツチング停止層６ａ
に沿って進み、したがってダイヤフラム部１７の幅をも
精度良く調整可能となる。尚、本発明において、Ｐ＋型
エッチング停止層６ａは何らＰ゛型骨分離層６かねる必
要はない。又、本実施例ではＰ＋型エッチング停止層６
ａはＰ゛型広拡散層２０全周を囲うものを想定している
が、それに限定されずに、その一部でも囲っておればあ
る程度効果が得られるものである。
以上述べた如く本発明の半勇体圧カセンサによると、ま
ず第１発明においては、その製造過程でダイヤフラム部
を形成する為のエツチングは自動的に停止しダイヤフラ
ム部が精度良く形成でき、又、その際半導体エピタキシ
ャル層をもエツチングされるので、その分ダイヤフラム
部のｊ７さを薄くする事が可能となり、さらに、絶縁層
を介して感圧素子部が形成されているので感圧素子部は
周辺回路部と電気的に完全に分離され、高温においても
怒圧素子部の特性を安定的にする事が出来るという効果
がある。
ず第１発明においては、その製造過程でダイヤフラム部
を形成する為のエツチングは自動的に停止しダイヤフラ
ム部が精度良く形成でき、又、その際半導体エピタキシ
ャル層をもエツチングされるので、その分ダイヤフラム
部のｊ７さを薄くする事が可能となり、さらに、絶縁層
を介して感圧素子部が形成されているので感圧素子部は
周辺回路部と電気的に完全に分離され、高温においても
怒圧素子部の特性を安定的にする事が出来るという効果
がある。
第２発明及び第３発明においては、さらに、Ｐ・型拡散
層の厚みを調整する事により、ダイヤフラム部の厚みを
任意に調整可能とする事が出来るという効果がある。
層の厚みを調整する事により、ダイヤフラム部の厚みを
任意に調整可能とする事が出来るという効果がある。
第４発明においては、さらに、Ｐ＋型エッチング停止層
の間隔を調整する事によりダイヤフラム部の幅を任意に
調整可能とする事が出来るという効果がある。
の間隔を調整する事によりダイヤフラム部の幅を任意に
調整可能とする事が出来るという効果がある。
第１図（ａｌ乃至（ｅｌは本発明の第１実施例を工程順
に説明する為の断面図、第２図（ａｌ及び（ｂｌは本発
明の第２実施例を説明する為の断面図、第３図（ａｌ及
び（ｂｌは本発明の第３実施例を説明する為の断面図、
第４図（ａｌ乃至（Ｃ１は本発明の第４実施例を説明す
る為の断面図、第５図（ａｌ及び（ｂｌは本発明の第５
実施例を説明する為の断面図、第６図はボロン濃度とエ
ツチング速度との関係を示す特性図である。
に説明する為の断面図、第２図（ａｌ及び（ｂｌは本発
明の第２実施例を説明する為の断面図、第３図（ａｌ及
び（ｂｌは本発明の第３実施例を説明する為の断面図、
第４図（ａｌ乃至（Ｃ１は本発明の第４実施例を説明す
る為の断面図、第５図（ａｌ及び（ｂｌは本発明の第５
実施例を説明する為の断面図、第６図はボロン濃度とエ
ツチング速度との関係を示す特性図である。
Claims (6)
- （１）単結晶シリコン基板の一主面上に積層された半導
体エピタキシャル層と、該半導体エピタキシャル層に絶
縁層を介して形成された感圧素子部と、前記単結晶シリ
コン基板の他主面の受圧領域に相当する部分から前記絶
縁層までエッチングをして形成されたダイヤフラム部と
を備えており、前記絶縁層にて前記感圧素子部を周辺回
路部と電気的に分離した事を特徴とする半導体圧力セン
サ。 - （２）単結晶シリコン基板の一主面上に絶縁層を介して
形成された感圧素子部と、前記絶縁層下部の前記単結晶
シリコン基板内に部分的に形成されたそのＰ型不純物濃
度が所定値以上のＰ＾＋型拡散層と、前記単結晶シリコ
ン基板の他主面の受圧領域に相当する部分から、前記Ｐ
＾＋型拡散層までエッチングして形成されたダイヤフラ
ム部とを備えており、前記絶縁層にて前記感圧素子部を
前記単結晶シリコン基板と電気的に分離した事を特徴と
する半導体圧力センサ。 - （３）単結晶シリコン基板の一主面上に積層された半導
体エピタキシャル層と、該半導体エピタキシャル層に絶
縁層を介して形成された感圧素子部と、前記絶縁層下部
の前記半導体エピタキシャル層内に部分的に形成された
そのＰ型不純物濃度が所定値以上のＰ＾＋型拡散層と、
前記単結晶シリコン基板の他主面の受圧領域に相当する
部分から前記Ｐ＾＋型拡散層までエッチングをして形成
されたダイヤフラム部とを備えており、前記絶縁層にて
前記感圧素子部を周辺回路部と電気的に分離した事を特
徴とする半導体圧力センサ。 - （４）上記半導体エピタキシャル層がＮ型導電型の層で
あり、上記Ｐ＾＋型拡散層下部の上記半導体エピタキシ
ャル層内に、該半導体エピタキシャル層の不純物濃度よ
り高温度のＮ型不純物を有するＮ＾＋拡散層が形成して
ある特許請求の範囲第３項記載の半導体圧力センサ。 - （５）単結晶シリコン基板の一主面上に積層された半導
体エピタキシャル層と、該半導体エピタキシャル層に絶
縁層を介して形成された感圧素子部と、前記絶縁層下部
の前記半導体エピタキシャル層内に部分的に形成された
そのＰ型不純物濃度が所定値以上のＰ＾＋型拡散層と、
前記絶縁層下部の前記半導体エピタキシャル層内で前記
Ｐ＾＋型拡散層を囲うようにして、又その底部が前記Ｐ
＾＋型拡散層の底部より前記単結晶シリコン基板に接近
するように形成され、そのＰ型不純物濃度が所定値以上
のＰ＾＋型エッチング停止層と、前記単結晶シリコン基
板の他主面の受圧領域に相当する部分から前記Ｐ＾＋型
拡散層まで前記Ｐ＾＋型エッチング停止層に沿ってエッ
チングをして形成されたダイヤフラム部とを備えており
、前記絶縁層にて前記感圧素子部を周辺回路部と電気的
に分離した事を特徴とする半導体圧力センサ。 - （６）上記Ｐ＾＋型エッチング停止層の底部が上記単結
晶シリコン基板に達している特許請求の範囲第５項記載
の半導体圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11171286A JPS62266875A (ja) | 1986-05-14 | 1986-05-14 | 半導体圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11171286A JPS62266875A (ja) | 1986-05-14 | 1986-05-14 | 半導体圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62266875A true JPS62266875A (ja) | 1987-11-19 |
Family
ID=14568248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11171286A Pending JPS62266875A (ja) | 1986-05-14 | 1986-05-14 | 半導体圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62266875A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03229470A (ja) * | 1990-02-02 | 1991-10-11 | Nippondenso Co Ltd | 半導体圧力センサ |
| JPH07105440B2 (ja) * | 1990-02-27 | 1995-11-13 | フラウンホーファー・ゲゼルシャフト ツア フェルデルンク デル アンゲワンテン フォルシュンク アインゲトラーゲナー フェライン | 絶縁された単結晶シリコンアイランドの製法 |
| US6140143A (en) * | 1992-02-10 | 2000-10-31 | Lucas Novasensor Inc. | Method of producing a buried boss diaphragm structure in silicon |
| US6615668B2 (en) | 2000-10-27 | 2003-09-09 | Denso Corporation | Semiconductor pressure sensor having signal processor circuit |
| JP2009510421A (ja) * | 2005-09-27 | 2009-03-12 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | モノリシック集積回路を有するセンサユニットを製作するための方法 |
-
1986
- 1986-05-14 JP JP11171286A patent/JPS62266875A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03229470A (ja) * | 1990-02-02 | 1991-10-11 | Nippondenso Co Ltd | 半導体圧力センサ |
| JPH07105440B2 (ja) * | 1990-02-27 | 1995-11-13 | フラウンホーファー・ゲゼルシャフト ツア フェルデルンク デル アンゲワンテン フォルシュンク アインゲトラーゲナー フェライン | 絶縁された単結晶シリコンアイランドの製法 |
| US6140143A (en) * | 1992-02-10 | 2000-10-31 | Lucas Novasensor Inc. | Method of producing a buried boss diaphragm structure in silicon |
| US6615668B2 (en) | 2000-10-27 | 2003-09-09 | Denso Corporation | Semiconductor pressure sensor having signal processor circuit |
| JP2009510421A (ja) * | 2005-09-27 | 2009-03-12 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | モノリシック集積回路を有するセンサユニットを製作するための方法 |
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