JPS6267880A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔：ｅ叩の溶１田仝妊〕 本発明は、梁構造体を有する半導体装置の製造方法に関
するものである。

〔従来技術〕

従来の梁構造体を有する半導体装置としては。

例えばベーターセン等の考案した装置が知られている（
　Ｋ、Ｅ、Ｐｅｔｅｒｓｅｎ、　　ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎ
ｓａｃｔｉｏｎ　ｏｎＥｌｅｃｔｒｏｎ　Ｄｅｖｉｃｅ
ｓ、　Ｖｏｌ、ＥＤ−２５，Ｎｏ、１０　Ｏｃｔ　１９
７８に記載）。

第４図は、上記の装置の断面図である。

第４図の装置は、シリコン基板７にｐ＋埋込層６を形成
した後、ｎ形エピタキシャル層５をエピタキシャル成長
させ、その上に耐エツチング材４を設け、その耐エツチ
ング材４に設けた窓から異方性エツチングを行なうこと
により、エッチ孔２の部分を除去することによって梁１
を形成したものである。

この場合、ｐ＋埋込層６は、異方性エツチングにおける
エツチングストッパとして作用すると共に、装置の完成
後は金属電極３と対になってコンデンサを構成する６ 上記のごとき梁構造体を有する半導体装置に圧力や加速
度が印加されると梁１が撓み、それによって金属電極３
とＰ＋埋込層６とで形成されるコンデンサの静電容量が
変化するので、上記の両電極間に印加している電圧の変
化を検出することによって印加された圧力や加速度を検
出することが出来る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記のごとき従来の梁構造体を有する半
導体装置においては、その製造時に、エツチングストッ
パとして作用するＰ＋埋込層及びｎ形エピタキシャル層
の厚さによってシリコン基板のエツチング量を制御する
ようになっていたため、梁の長さがエツチング条件（エ
ツチング液成分、温度、時間等）によって左右されるの
で、寸法精度が悪゛いという問題があり、また、エピタ
キシャル基板を用いる必要があるのでコストが高くなる
という問題があった。

本発明は、上記のごとき従来技術の問題を解決し、安価
で寸法精度の高い梁構造体を有する半導体装置の製造方
法を提供することを目的とするものである。

〔問題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため本発明においては、梁構造体
の周囲のエツチングによって除去する部分をｐ形拡散層
で形成し、エレクトロケミカルエツチングによってｐ形
拡散層のみを除去するように構成している。

〔発明の実施例〕

第１図は、本発明の製造方法で製造した半導体装置の一
実施例の平面図、第２図は、第１図のＡ−Ａ’断面図で
あり、第３図は、本発明の製造工程図である。

以下、第３図に基づいて本発明の製造方法を工程順に説
明する。

まず、ＣＡ）において、ｎ形シリコン基板１００にボロ
ンのイオン注入と熱拡散によって、所定の部分に選択的
にｐ形拡散層１０７を形成する。

なお、この時、熱酸化等によって酸化膜１０６も形成す
る。

次に、（Ｂ）において、リンのイオン注入と熱拡散によ
って梁部分となるｎ形拡散層１０２を形成する。

次に、（Ｃ）において、ｎ形拡散層１０２にコンタクト
をとるためのｎ＋拡散層１０５をリンのイオン注入と熱
拡散によって選択的に形成し、更に、梁部分の撓みを検
出するためのピエゾ抵抗１１２をボロンのイオン注入と
熱拡散によって形成する。

次に、（Ｄ）において、ｎ形シリコン基板１００の裏面
にＰＳＧ等の裏面保護膜１０９をＣＶＤ法等によって形
成した後、表面の酸化膜１０６にコンタクト孔１０４及
びエツチング窓１１１をホトエツチングによって開孔す
る。

次に、（Ｅ）において、　Ａｎ等の金属電極１１０を蒸
着やホトエツチングによって形成する。

上記のごとき処理を行なったシリコン基板を図示しない
エツチング槽内に満たしたアルカリ系エツチング液に浸
漬し、上記の金属電極１１０と図示しないエツチング槽
内に設けた白金等の対抗電極との間に、例えば約０．７
ｖの電圧を印加してエレクトロケミカルエツチングを行
なう。

この場合、金属電極１１０側を十に、対抗電極側を−に
接続する。

上記のエレクトロケミカルエツチングにおいては、酸化
膜１０６及び裏面保護膜１０９は耐エツチング性を有し
ているため、シリコンの露出している部分のみがエツチ
ングされるが、ｎ形シリコン基板１００及びｎ形拡散層
１０２には十の電圧が印加されているため、エツチング
はｐ形拡散層１０７のみに行なわれ、ｎ形シリコン基板
１００及びｎ形拡散層１０２はエツチングされない。

そのため、（Ｆ）に示すごとく、ｐ形拡散層１０７の部
分のみが除去されてｎ形拡散層１０２からなる梁構造体
１０３が形成される。

その後、裏面保護膜１０９を例えばＣＨ，Ｃ０ＯＨ＋Ｎ
Ｈ４Ｆ＋Ｈ２０液によって除去すれば、前記第１図及び
第２図に示した梁構造体を有する半導体装置が完成する
。

上記第１図及び第２図に示した半導体装置は、片持梁構
造となっており、この片持梁は梁の厚さ、長さ及び材質
で定まる固有の共振周波数を有している。

そのため、この半導体装置に共振周波数と同じ周波数の
振動が印加されると梁は共振して上下に撓むので、梁の
根元に形成しておいたピエゾ抵抗１１２によって梁の振
動を電気信号として取出すことにより、振動検出装置と
して用いることが出来る。

上記のごとき本発明の製造方法によれば、エレクトロケ
ミカルエツチングによってｐ形拡散層１０７の部分を除
去するようになっているので、梁の寸法精度はｐ形拡散
層１０７の拡散精度によって定まることになる。

この拡散精度は、前記のごとき異方性エツチングによる
エツチング条件で定まる寸法精度よりもはるかに高く、
高精度にすることが出来るので、従来に比べて梁の寸法
精度を大幅に向上させることが出来る。

〔発明の効果〕

以上説明したごとく本発明においては、エレクトロケミ
カルエツチングを用いてｐ形拡散層の部分のみを除去す
ることによって梁構造体を形成するように構成している
ので、従来の製造方法で用いられていたＰ＋埋込層によ
るエツチングストップ手法を用いる必要がなく、そのた
め高価なエピタキシャル基板を用いる必要がなくなるの
で、製造コストを安価にすることが出来る。

また、梁構造体の寸法精度がｐ形拡散層及びｎ形拡散層
の拡散精度で定まるので、従来よりも梁構造体の寸法精
度を大幅に向上させることが出来る、等の効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造方法で製造した半導体装置の一実
施例の平面図、第２図は第１図のＡ−Ａ′断面図、第３
＠は本発明の製造工程図、第４図は従来装置の一例の断
面図である。 〈符号の説明〉 １００・・・ｎ形シリコン基板 １０１・・・エツチング孔　　１０２・・・ｎ形拡散層
１０３・・・梁　　　　　　　１０４・・・コンタクト
孔１０５・・・ｎ＋拡散層　　　　１０６・・・酸化膜
１０７・・・ｐ形拡散層　　　１０９・・・裏面保護膜
１１０・・・金属電極　　　　１１１・・・エツチング
窓１１２・・・ピエゾ抵抗 代理人弁理士　　中　村　純之助 才１　図 １０１　　　ｆ−”＋　〉グＪＬ、　　　　　　　１０
６　　ａｔ化ｄ１０２　　ス町掠勤層　　　　１１２　
　ピエゾ軟洩１０３　　翠 １０４　　コ〉ククト）し 矛３図 １０７Ｐ刑拡食層 ＋０２ １０５　　イ籾（漕 １１２　　ピエヅ紙仇 矛３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ｎ形半導体基板の所定部分にｐ形拡散層を形成し、その
   ｐ形拡散層の所定部分及びその所定部分に接するｎ形半
   導体基板の所定部分に渡って所定の形状にｎ形拡散層を
   形成し、ｎ形半導体基板の表面及び裏面に保護膜を形成
   し、表面の保護膜の所定部分にエッチング窓を開け、上
   記ｎ形拡散層に電極を接続した後、エッチング液に浸漬
   して上記電極と別途に設けた対抗電極との間に直流電圧
   を印加して上記エッチング窓の部分からエレクトロケミ
   カルエッチングを行ない、ｐ形拡散層の部分をエッチン
   グで除去することにより、上記ｐ形拡散層内に形成した
   ｎ形拡散層の形状を有する梁構造体を形成することを特
   徴とする半導体装置の製造方法。