JPS6315422A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS6315422A JPS6315422A JP16015186A JP16015186A JPS6315422A JP S6315422 A JPS6315422 A JP S6315422A JP 16015186 A JP16015186 A JP 16015186A JP 16015186 A JP16015186 A JP 16015186A JP S6315422 A JPS6315422 A JP S6315422A
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Landscapes
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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、半導体装置の製造方法に係り、特に、シリコ
ンの薄膜部と該薄膜部に延設された支持部とを含む半導
体装置の製造方法に関する。
ンの薄膜部と該薄膜部に延設された支持部とを含む半導
体装置の製造方法に関する。
半導体技術の進歩に伴い、シリコンやゲルマニウム等の
半導体のもつどニジ抵抗効果を利用した半導体圧ノコセ
ンサが、近年注目されてきている。
半導体のもつどニジ抵抗効果を利用した半導体圧ノコセ
ンサが、近年注目されてきている。
半々体圧力センサにはいろいろな構造が提案されている
がなかでも最も広く用いられているのは、第3図に示す
如く、感圧抵抗層としての拡散層101aを具えた単結
晶シリコンからなるダイヤフラム101を台座102に
接着固定したダイヤフラム型の圧力センサである。10
3は接着層である。
がなかでも最も広く用いられているのは、第3図に示す
如く、感圧抵抗層としての拡散層101aを具えた単結
晶シリコンからなるダイヤフラム101を台座102に
接着固定したダイヤフラム型の圧力センサである。10
3は接着層である。
この圧力センサは、ダイヤフラムが圧力を受けて歪を生
じることにより発生する抵抗値の変化を検出するもので
ある。従って圧力に応じて正しい歪を発生するようなダ
イヤフラムを形成する必要がある。このため、ダイヤフ
ラムの厚さtは均一である必要があり、又、設計値通り
の厚さである必要がある。
じることにより発生する抵抗値の変化を検出するもので
ある。従って圧力に応じて正しい歪を発生するようなダ
イヤフラムを形成する必要がある。このため、ダイヤフ
ラムの厚さtは均一である必要があり、又、設計値通り
の厚さである必要がある。
¥7造に際しては、通常、シリコン基板内に感圧抵抗層
としての拡散層101aあるいは電極(図示せず)等を
形成した後、前記シリコン基板表面をレジストで被覆保
護すると共に、表面にレジストRのパターンをホトリソ
法によって形成する。
としての拡散層101aあるいは電極(図示せず)等を
形成した後、前記シリコン基板表面をレジストで被覆保
護すると共に、表面にレジストRのパターンをホトリソ
法によって形成する。
(第4図(a))
そして、この後、水酸化カリウム(K OH)をエツチ
ング液として使用して、シリコン基板を裏面側からエツ
チングし、ダイアフラムとしての薄肉部を形成1yる。
ング液として使用して、シリコン基板を裏面側からエツ
チングし、ダイアフラムとしての薄肉部を形成1yる。
(第4図(b))
ここでこのダイアフラムの厚さは圧力センサの性能を大
きく左右するものであるため、エツチング精度を高める
ためにいろいろな工夫がなされている。
きく左右するものであるため、エツチング精度を高める
ためにいろいろな工夫がなされている。
例えば、使用するエツチング液に対するエツチングレー
トに基づき、エツチング時間を等用してこれに従ってエ
ツチング量(深さ)をコントロールする方法がある。
トに基づき、エツチング時間を等用してこれに従ってエ
ツチング量(深さ)をコントロールする方法がある。
この方法では、出発材料としてのシリコン基板の厚さム
ラや、エツチング液の劣化等により、ダイ(7フラムと
なる肉薄部の厚さを精度良く形成するのは固片であった
。
ラや、エツチング液の劣化等により、ダイ(7フラムと
なる肉薄部の厚さを精度良く形成するのは固片であった
。
また、第5図(a)に示す如く、n型シリコン基板20
.0の表面にP中型シリコン層201を形成した後、(
i型の)シリコン薄膜層202をエピタキシャル成長せ
しめることによって形成したものを出発材料とし、該P
生型シリコン層をエツチング停止層として用いる方法が
ある。この方法では、まずこのシリコン薄膜層202内
に拡散層202aや電極(図示せず)等を形成する。そ
して前記と同様にして、表面をレジストRで被覆すると
共に表面をレジストRのパターンで被覆した後、第5図
(b)に示す如く裏面側からエツチング停止層としての
P中型シリコン層201が露望するまでエツチングを続
行するという方法がとられる。
.0の表面にP中型シリコン層201を形成した後、(
i型の)シリコン薄膜層202をエピタキシャル成長せ
しめることによって形成したものを出発材料とし、該P
生型シリコン層をエツチング停止層として用いる方法が
ある。この方法では、まずこのシリコン薄膜層202内
に拡散層202aや電極(図示せず)等を形成する。そ
して前記と同様にして、表面をレジストRで被覆すると
共に表面をレジストRのパターンで被覆した後、第5図
(b)に示す如く裏面側からエツチング停止層としての
P中型シリコン層201が露望するまでエツチングを続
行するという方法がとられる。
しかしながら、この方法でも、P+シリコン層とn型シ
リコン基板とのエツチング選択比はせいぜい10〜20
程度であるため、エツチング時間の許容度が小さい。ま
た、P型シリコン層の成膜時に、オートドーピングによ
りシリコン基板表面に不純物が拡散し、P型シリコン層
とn型シリコン基板との界面が移動し、これもエツチン
グによるダイせフラムの厚さにムラを生じる原因となる
。
リコン基板とのエツチング選択比はせいぜい10〜20
程度であるため、エツチング時間の許容度が小さい。ま
た、P型シリコン層の成膜時に、オートドーピングによ
りシリコン基板表面に不純物が拡散し、P型シリコン層
とn型シリコン基板との界面が移動し、これもエツチン
グによるダイせフラムの厚さにムラを生じる原因となる
。
更に、電気的にエツチングレートを測定しコントロール
する方法も提案されてはいるが、装置が複雑であるため
量産性に欠ける上、複雑な形状のパターンを形成するこ
とは不可能である。
する方法も提案されてはいるが、装置が複雑であるため
量産性に欠ける上、複雑な形状のパターンを形成するこ
とは不可能である。
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、寸法精度
良くシリコンの肉薄部を形成することを目的とする。
良くシリコンの肉薄部を形成することを目的とする。
そこで本発明では、シリコン基板表面に、窒化膜又は酸
化膜を形成した後、所望の厚さのシリコン薄膜層を形成
したものを出発材料とし、前記窒化膜又は酸化膜をエツ
チング停止層として異方性エツチングにより前記シリコ
ン基板を裏面側から選択的に除去し所望の形状のシリコ
ンの肉薄部を形成するようにしている。
化膜を形成した後、所望の厚さのシリコン薄膜層を形成
したものを出発材料とし、前記窒化膜又は酸化膜をエツ
チング停止層として異方性エツチングにより前記シリコ
ン基板を裏面側から選択的に除去し所望の形状のシリコ
ンの肉薄部を形成するようにしている。
(作用)
例えば窒化シリコン膜(Si3N4)、窒化ホウ素膜(
8N)等は、水酸化カリウムをはじめとするシリコンの
異方性エッヂヤントに対して、少なくとも300倍以上
の選択比があるため、エツチング時間の余裕度が大きく
、エッチャントに浸漬するだけで極めて容易に形成可能
である。また、エツチング停止層の膜厚を薄くすること
が可能である。
8N)等は、水酸化カリウムをはじめとするシリコンの
異方性エッヂヤントに対して、少なくとも300倍以上
の選択比があるため、エツチング時間の余裕度が大きく
、エッチャントに浸漬するだけで極めて容易に形成可能
である。また、エツチング停止層の膜厚を薄くすること
が可能である。
更にまた、シリコン基板、窒化膜、シリコン薄膜の各界
面はシャープであるため、精度良い膜厚のシリコン77
!Ivおよび窒化膜からなる肉薄部が形成される。
面はシャープであるため、精度良い膜厚のシリコン77
!Ivおよび窒化膜からなる肉薄部が形成される。
C実施例〕
以下、本発明の実施例について、図面を参照しつつ詳細
に説明する。
に説明する。
第1図(a)乃至(0)は、本発明実施例の半導体圧力
センサの製造工程について説明する。
センサの製造工程について説明する。
まず、第1図(a>に示す如く、(100)方向に配向
性を有する厚さ300IIInのn型シリコン基板1上
に、膜厚0.5mの絶縁層としての第1の窒化シリコン
膜2および膜厚10−のシリコン薄膜層3を堆積せしめ
てなるS OI (5ilicon oninsula
tor)基板丘を用意する。なおこのシリコン薄WA層
3は堆積後にアニールにより中結晶化されて形成したも
ので下地の(100)シリコン基板1の1部をシーズと
しており、同一の面方位を有するようになっている。
性を有する厚さ300IIInのn型シリコン基板1上
に、膜厚0.5mの絶縁層としての第1の窒化シリコン
膜2および膜厚10−のシリコン薄膜層3を堆積せしめ
てなるS OI (5ilicon oninsula
tor)基板丘を用意する。なおこのシリコン薄WA層
3は堆積後にアニールにより中結晶化されて形成したも
ので下地の(100)シリコン基板1の1部をシーズと
しており、同一の面方位を有するようになっている。
次いで、第1図(b)に示す如く、熱酸1ヒ法により、
前記SOI基板ユの両面に膜厚0.5岬の第1の酸化シ
リコン膜5a、5bを形成する。
前記SOI基板ユの両面に膜厚0.5岬の第1の酸化シ
リコン膜5a、5bを形成する。
この後、フォトリソエツチングにより、第1図(C)に
示す如く、前記SOI基板丘の表面に拡散用の窓Wを穿
孔し、該窓Wを介してポロン(B)拡散を行ない、ドラ
イブイン(酸化雰囲気中での熱処理)工程を経て、感圧
抵抗層としてのP型拡散層6を形成する。このとき表面
には第2の酸1ヒシリコン膜7が形成されている。
示す如く、前記SOI基板丘の表面に拡散用の窓Wを穿
孔し、該窓Wを介してポロン(B)拡散を行ない、ドラ
イブイン(酸化雰囲気中での熱処理)工程を経て、感圧
抵抗層としてのP型拡散層6を形成する。このとき表面
には第2の酸1ヒシリコン膜7が形成されている。
続いて、CVD法により第1図(d)に示す如く、SO
I基板4の表面および裏面に第2の窒化シリコン膜3a
、3bを堆積し、更に、フォトリソエツチングにより表
面側の窒化シリコンIIQ 8 aに対し、コンタクト
ホールHを穿孔する。
I基板4の表面および裏面に第2の窒化シリコン膜3a
、3bを堆積し、更に、フォトリソエツチングにより表
面側の窒化シリコンIIQ 8 aに対し、コンタクト
ホールHを穿孔する。
更に、電子ビーム蒸着法により、アルミニウム薄膜を形
成し、これをフォトリソエツチングによりパターニング
し、配線パターン9を形成する。
成し、これをフォトリソエツチングによりパターニング
し、配線パターン9を形成する。
(第1図(e))
このようにして、表面に、感圧抵抗層6および配線パタ
ーン9を形成した後、フォトリソエツチングにより、S
OI基板の裏面側の第1の酸化シリコンIIQ5bおよ
び第2の窒化シリコンIIQ8bをバターニングする。
ーン9を形成した後、フォトリソエツチングにより、S
OI基板の裏面側の第1の酸化シリコンIIQ5bおよ
び第2の窒化シリコンIIQ8bをバターニングする。
(第1図(f))
そして最後に、この第1の酸化シリコン膜および第2の
窒化シリコン膜のパターンをマスクとして、水酸化カリ
ウム液による異方性エツチングを行ない、前記第1の窒
化シリコン膜2を露?せしめ、第1図(g)に示1如く
、厚さ10周のダイヤフラムとしての肉薄部10を形成
し、半導体圧力センサが完成する。
窒化シリコン膜のパターンをマスクとして、水酸化カリ
ウム液による異方性エツチングを行ない、前記第1の窒
化シリコン膜2を露?せしめ、第1図(g)に示1如く
、厚さ10周のダイヤフラムとしての肉薄部10を形成
し、半導体圧力センサが完成する。
ここで(第1の)窒化シリコン膜に対するn型シリコン
基板1との水酸化カリウムに対するエツチング選択性は
300倍以上であるため、第1の窒化シリコン膜が良好
なエツチング停止層として禎く。従ってエツチング時間
を厳密に制御することなく、容易に再現性良く、高精度
(±11En)に厚さをコントロールしたダイヤフラム
を具えた半導体圧力センサを得ることができる。
基板1との水酸化カリウムに対するエツチング選択性は
300倍以上であるため、第1の窒化シリコン膜が良好
なエツチング停止層として禎く。従ってエツチング時間
を厳密に制御することなく、容易に再現性良く、高精度
(±11En)に厚さをコントロールしたダイヤフラム
を具えた半導体圧力センサを得ることができる。
また、エツチング停止層として用いられる(第1の)窒
化シリコン膜は、n型シリ′コン基板1およびシリコン
薄膜層3との界面が極めてシャープである上、エツチン
グ選択性が高いため薄くても充分であり、センサ特性を
高めることが可能である。また肉薄部の厚さも均一であ
る。更にまた、SOI基板をそのまま出発材料として使
うことができ製造が極めて容易である。
化シリコン膜は、n型シリ′コン基板1およびシリコン
薄膜層3との界面が極めてシャープである上、エツチン
グ選択性が高いため薄くても充分であり、センサ特性を
高めることが可能である。また肉薄部の厚さも均一であ
る。更にまた、SOI基板をそのまま出発材料として使
うことができ製造が極めて容易である。
なお、実施例では、SOI基板の絶縁層として窒化シリ
コン膜を用いたがこの他窒化ホウ素膜等の窒化膜、酸化
シリコンffQ等の酸化膜を用いてもよい。ちなみに、
酸化シリコン膜は、シリコンの異方性エツチングに用い
られるエッチャントに対してエツチング時間が1/20
0倍以下である。
コン膜を用いたがこの他窒化ホウ素膜等の窒化膜、酸化
シリコンffQ等の酸化膜を用いてもよい。ちなみに、
酸化シリコン膜は、シリコンの異方性エツチングに用い
られるエッチャントに対してエツチング時間が1/20
0倍以下である。
また、エッチャントとしては、水酸化カリウl\に限定
されることなく、他のエッチャントを用いてもよいこと
はいうまでもない。
されることなく、他のエッチャントを用いてもよいこと
はいうまでもない。
加えて、実施例では、半導体圧力セン[すについて説明
したが、これに限定されるものではなく、第2図(a)
および(b)に示す如くカンチレバ−、ビーム等の形成
をはじめ、表面からもエツチングし、酸化膜、窒化膜の
みをビーム状、ブリッジ状に残すこともできる等信の半
導体デバイスについても適用可能であることはいうまで
もない。
したが、これに限定されるものではなく、第2図(a)
および(b)に示す如くカンチレバ−、ビーム等の形成
をはじめ、表面からもエツチングし、酸化膜、窒化膜の
みをビーム状、ブリッジ状に残すこともできる等信の半
導体デバイスについても適用可能であることはいうまで
もない。
(効果〕
以上説明してきたように、本発明によれば、シリコン薄
膜部を形成するに際し、シリコン基板上に絶縁層として
の窒化膜又は酸化膜を介してシリコン薄膜の形成された
SOI基板を出発H料とし、これを基板側から前記窒化
膜又は酸化膜をエツチング停止層として異方性エツチン
グにより選択的にエツチングするようにしているため、
再現性良く、高精度の厚さのシリコン薄膜部を形成する
ことが可能となる。
膜部を形成するに際し、シリコン基板上に絶縁層として
の窒化膜又は酸化膜を介してシリコン薄膜の形成された
SOI基板を出発H料とし、これを基板側から前記窒化
膜又は酸化膜をエツチング停止層として異方性エツチン
グにより選択的にエツチングするようにしているため、
再現性良く、高精度の厚さのシリコン薄膜部を形成する
ことが可能となる。
第1図(a)乃至(g)は、本光明実施例の半導体圧力
センサの製造工程図、第2図(a>および(b)は、本
弁明の方法の他の適用例を示す図、第3図は、通常の半
導体圧力センサの構造例を示す図、第4図(a)(b)
および第5図(a)(b)は夫々、従来はダイヤフラム
(薄肉部)の形成工程を示す図である。 101・・・ダイヤフラム、101a・・・拡散(抵抗
)層、R・・・レジスト、200・・・n型シリコン基
板、201・・・P十型シリコン層、202・・・シリ
コン薄膜層、202a・・・拡散層、1・・・n型シリ
コン基板、2・・・第1の窒化シリコン膜、3・・・シ
リコン薄膜層、4・・・SOI基板、5a、5b・・・
第1の酸化シリコン膜、6・・・P型拡散層(感圧抵抗
層)、7・・・第2の酸化シリコン膜、8a、8b・・
・第2の窒化シリコン膜、9・・・配線パターン、1o
・・・肉薄部。 第1図(Q) 第1図(e)第1図((1) 第2図(Q) 第4図(0) 第4図(b) 第5図(b)
センサの製造工程図、第2図(a>および(b)は、本
弁明の方法の他の適用例を示す図、第3図は、通常の半
導体圧力センサの構造例を示す図、第4図(a)(b)
および第5図(a)(b)は夫々、従来はダイヤフラム
(薄肉部)の形成工程を示す図である。 101・・・ダイヤフラム、101a・・・拡散(抵抗
)層、R・・・レジスト、200・・・n型シリコン基
板、201・・・P十型シリコン層、202・・・シリ
コン薄膜層、202a・・・拡散層、1・・・n型シリ
コン基板、2・・・第1の窒化シリコン膜、3・・・シ
リコン薄膜層、4・・・SOI基板、5a、5b・・・
第1の酸化シリコン膜、6・・・P型拡散層(感圧抵抗
層)、7・・・第2の酸化シリコン膜、8a、8b・・
・第2の窒化シリコン膜、9・・・配線パターン、1o
・・・肉薄部。 第1図(Q) 第1図(e)第1図((1) 第2図(Q) 第4図(0) 第4図(b) 第5図(b)
Claims (5)
- (1)シリコン薄膜部を有する半導体装置の製造方法に
おいて、 出発材料として、シリコン基板表面に絶縁層として窒化
膜又は酸化膜を形成すると共に更にシリコン薄膜を形成
してなるSOI(SiliconOnInsulato
r)基板を使用し、 前記絶縁層をエッチング停止層として、前記SOI基板
の所定の領域をシリコン基板側から異方性エッチングに
より選択的にエッチングすることにより、前記シリコン
薄膜部を形成するエッチング工程を含むことを特徴とす
る半導体装置の製造方法。 - (2)前記窒化膜は、窒化シリコン(Si_3N_4)
からなることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記
載の半導体装置の製造方法。 - (3)前記窒化膜は、窒化ホウ素(BN)からなること
を特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の半導体装
置の製造方法。 - (4)前記酸化膜は、酸化シリコン(SiO_2)から
なることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の
半導体装置の製造方法。 - (5)前記異方性エッチング工程は、水酸化カリウム(
KOH)をエッチャントとする工程であることを特徴と
する特許請求の範囲第(1)項乃至第(4)項のいずれ
かに記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16015186A JPS6315422A (ja) | 1986-07-08 | 1986-07-08 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16015186A JPS6315422A (ja) | 1986-07-08 | 1986-07-08 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6315422A true JPS6315422A (ja) | 1988-01-22 |
Family
ID=15708977
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16015186A Pending JPS6315422A (ja) | 1986-07-08 | 1986-07-08 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6315422A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02184080A (ja) * | 1989-01-11 | 1990-07-18 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体圧力センサの製造方法 |
KR100324570B1 (ko) * | 1999-08-13 | 2002-02-16 | 곽정소 | 반도체 소자의 제조방법 |
US7270763B2 (en) | 2003-02-10 | 2007-09-18 | Yamaha Corporation | Anisotropic wet etching of silicon |
CN107934910A (zh) * | 2017-10-17 | 2018-04-20 | 北方电子研究院安徽有限公司 | 一种压阻式mems传感器制作方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5037398A (ja) * | 1973-06-21 | 1975-04-08 | ||
JPS6037177A (ja) * | 1983-08-09 | 1985-02-26 | Nec Corp | 半導体圧力センサ |
-
1986
- 1986-07-08 JP JP16015186A patent/JPS6315422A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5037398A (ja) * | 1973-06-21 | 1975-04-08 | ||
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