JPS6376485A - 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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- JPS6376485A JPS6376485A JP22145286A JP22145286A JPS6376485A JP S6376485 A JPS6376485 A JP S6376485A JP 22145286 A JP22145286 A JP 22145286A JP 22145286 A JP22145286 A JP 22145286A JP S6376485 A JPS6376485 A JP S6376485A
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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
ンの訃膜部と該ｉｌＩ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。
ンの訃膜部と該ｉｌＩ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
半導体のもつピエゾ抵抗効果を利用した半導体圧力セン
サが、近年注目されてきている。
半導体のもつピエゾ抵抗効果を利用した半導体圧力セン
サが、近年注目されてきている。
半導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４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ｉアフラム１０１を台座１０２
に接層固定したタイヤフラム型の圧力センナである。１
０３は接着［百である。
がなかでも最も広く用いられているのは、第４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ｉアフラム１０１を台座１０２
に接層固定したタイヤフラム型の圧力センナである。１
０３は接着［百である。
この圧力センナは、ダイレフラムが圧力を受けて歪を生
じることにより牝牛する低Ｉ７Ｌ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↑をブｔ！Ｌする
ようなダイ１７ノラムを形成ηる心弁がある。このため
、ダイレノラムのＪ！／さしは均一である必要があり、
又、設ｋｌ値通りの厚さである必要がある。
じることにより牝牛する低Ｉ７Ｌ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↑をブｔ！Ｌする
ようなダイ１７ノラムを形成ηる心弁がある。このため
、ダイレノラムのＪ！／さしは均一である必要があり、
又、設ｋｌ値通りの厚さである必要がある。
製造に際しては、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、裏面にレジストＲのパターンをホトリソ法
によって形成する。
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、裏面にレジストＲのパターンをホトリソ法
によって形成する。
（第５図（ａ））
そして、この後、水酸化カリウム（ＫＯＨ）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肉薄部を形成する。（第
５図（ｂ）） ここｒこのダイアフラムの厚さは圧力センサの性能を大
きく左右でるものであるため、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。
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肉薄部を形成する。（第
５図（ｂ）） ここｒこのダイアフラムの厚さは圧力センサの性能を大
きく左右でるものであるため、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、使用プるエツチング液に対するエツチングレー
トに基づき、エツチング時間を算出してこれに従ってエ
ツチング量（深さ）をコントロール１Ｊる方法がある。
トに基づき、エツチング時間を算出してこれに従ってエ
ツチング量（深さ）をコントロール１Ｊ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θさム
ラや、エツチング液の劣化等により、ダイアフラムとな
る肉薄部の厚さを精度良く形成するのは困難であった。
ラや、エツチング液の劣化等により、ダイアフラムとな
る肉薄部の厚さを精度良く形成するのは困難であった。
また、第６図（ａ＞に示ず如く、ｎ型シリコン基板２０
０の表面に気相又は液相エピタキシー技術によりｐ生型
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６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生型シリコン層２
０１が露ｉ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の表面に気相又は液相エピタキシー技術によりｐ生型
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６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生型シリコン層２
０１が露ｉ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生型シリコン層およびｉ
型シリコン層の成膜時および感圧抵抗層等の歪検出部の
形成時に、オートドーピングによりシリコン基板表面に
不純物が拡散して、ｐ生型シリコン層とｎ型シリコン基
板との界面が移動し、界面が急峻でなくなるため、高精
度に膜厚制御は困難であった。また、これは、エツチン
グムラを生じる原因にもなっている。
型シリコン層の成膜時および感圧抵抗層等の歪検出部の
形成時に、オートドーピングによりシリコン基板表面に
不純物が拡散して、ｐ生型シリコン層とｎ型シリコン基
板との界面が移動し、界面が急峻でなくなるため、高精
度に膜厚制御は困難であった。また、これは、エツチン
グムラを生じる原因にもなっている。
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、高精度に
膜厚制御のなされたシリコン肉薄部を含む半導体装置を
提供することを目的とする。
膜厚制御のなされたシリコン肉薄部を含む半導体装置を
提供することを目的とする。
そこで本発明では、低ＦＩＪ度にドープされた一導電型
のシリコンからなる第１の基板と、低濃度にドープされ
た一導電型のシリコンからなる第２の基板上に高ＨＵに
ドープされたｐ中型のシリコン層を形成したものとを固
相−固相エピタキシー法によって接合せしめｐ十埋込み
層を有する基板を形成し、前記ｐ十浬込み層をエツチン
グ停止層として、異方性エツチングにより、前記第１の
基板側又は第２の基板側から選択的にエツチング除去し
所望の形状の肉薄部を形成するようにしている。
のシリコンからなる第１の基板と、低濃度にドープされ
た一導電型のシリコンからなる第２の基板上に高ＨＵに
ドープされたｐ中型のシリコン層を形成したものとを固
相−固相エピタキシー法によって接合せしめｐ十埋込み
層を有する基板を形成し、前記ｐ十浬込み層をエツチン
グ停止層として、異方性エツチングにより、前記第１の
基板側又は第２の基板側から選択的にエツチング除去し
所望の形状の肉薄部を形成するようにしている。
固相−固相エピタキシー技術により形成されたｐ＋ ｎ
、ｐ＋ Ｏ等の界面は極めて急峻であり、また異方性エ
ツチング液中においてｐ十埋込み層はｎ型及び低濃度の
ｐ型シリコンに対して１０〜２０程度のエツチング速度
比を有しており、極めて高精度に膜厚制御を行いつつ肉
薄部を形成することができる。
、ｐ＋ Ｏ等の界面は極めて急峻であり、また異方性エ
ツチング液中においてｐ十埋込み層はｎ型及び低濃度の
ｐ型シリコンに対して１０〜２０程度のエツチング速度
比を有しており、極めて高精度に膜厚制御を行いつつ肉
薄部を形成することができる。
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。
説明する。
第１図（ａ）乃至（ｆ）は、本光明実施例の半導体圧力
センサの製造工程を示η図である。
センサの製造工程を示η図である。
まず、第１図（ａ）に示り−如く、面方位（１００）の
ｎ型シリコン基板１上にボロンＳ度１×１０２０程度ｐ
十型シリコン層２′を形成してなる第１の基板旦と同じ
く而り位（１００）のｎ−型シリコン基板からなる第２
の基板４とを用意し、これらを固相−固相エピタキシー
技術によって接合せしめｐ十埋め込み層２を具えたｎ−
ｐ＋ｎ構造の基板旦を形成する。
ｎ型シリコン基板１上にボロンＳ度１×１０２０程度ｐ
十型シリコン層２′を形成してなる第１の基板旦と同じ
く而り位（１００）のｎ−型シリコン基板からなる第２
の基板４とを用意し、これらを固相−固相エピタキシー
技術によって接合せしめｐ十埋め込み層２を具えたｎ−
ｐ＋ｎ構造の基板旦を形成する。
次いで、この基板のｎ″″側に、ラッピング、エツチン
グ、ポリッシング等を施し、ｎ−シリコン１１（ｎ−シ
リコン基板）の膜厚が２０ＩＩＩｎ程度となるようにす
る。（第１図（ｂ）） 続いて、第１図（Ｃ）に示す如＜ＣＶＤ法又は熱酸化法
により基板旦の両面に酸化シリコン膜６ａ、６ｂを形成
する。
グ、ポリッシング等を施し、ｎ−シリコン１１（ｎ−シ
リコン基板）の膜厚が２０ＩＩＩｎ程度となるようにす
る。（第１図（ｂ）） 続いて、第１図（Ｃ）に示す如＜ＣＶＤ法又は熱酸化法
により基板旦の両面に酸化シリコン膜６ａ、６ｂを形成
する。
この後、フ４トリソエッチングにより、表面側の酸化シ
リコン膜６ａに拡散用の窓Ｗを穿孔し、該窓Ｗを介して
ボロン（Ｂ）拡散又はボロンのイオン注入を行い、ドラ
イブイン〈酸化雰囲気中での熱処理）工程又はアニール
工程を経て、感圧抵抗層としてのｐ型拡散層７を形成す
る。更に、電子ビーム蒸着工程、フォトリソエツチング
工程を経て、アルミニウムＡＩ膜等からなる配線パター
ン８を形成し歪検出用のピエゾ抵抗素子旦を形成する。
リコン膜６ａに拡散用の窓Ｗを穿孔し、該窓Ｗを介して
ボロン（Ｂ）拡散又はボロンのイオン注入を行い、ドラ
イブイン〈酸化雰囲気中での熱処理）工程又はアニール
工程を経て、感圧抵抗層としてのｐ型拡散層７を形成す
る。更に、電子ビーム蒸着工程、フォトリソエツチング
工程を経て、アルミニウムＡＩ膜等からなる配線パター
ン８を形成し歪検出用のピエゾ抵抗素子旦を形成する。
（第１図（ｄ））
そして、第１図（ｅ）に示す如く裏面側の前記酸化シリ
コン膜６ｂをフォトリソエツチングによりパターニング
する。
コン膜６ｂをフォトリソエツチングによりパターニング
する。
続いて、第１図（ｆ）に示す如く、前記酸化シリコン［
６ｂ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ｐ＋シリコン層２を露呈
せしめ、厚さ約２０ｔａ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。
６ｂ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ｐ＋シリコン層２を露呈
せしめ、厚さ約２０ｔａ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、このｎ−ｐ＋ ｎ構造の基板は固相−固相エピ
タキシー技術によって形成されているためｐ＋シリコン
層とｎ型シリコン基板の界面は極めてシャープであり、
極めて制御性良く均一な膜厚を有する肉薄部を得ること
ができ、信頼性の高い半導体圧力センサを得ることがで
きる。
タキシー技術によって形成されているためｐ＋シリコン
層とｎ型シリコン基板の界面は極めてシャープであり、
極めて制御性良く均一な膜厚を有する肉薄部を得ること
ができ、信頼性の高い半導体圧力センサを得ることがで
きる。
なお、実施例では、固相−固相エピタキシー技術によっ
て得たｎ−ｐ＋ ｎ構造のシリコン基板を用いたが、こ
れに限定されることなく、ｐ−ｏ”ｎ構造、ｐ−ｐ”
ｎ構造等、適宜変形可能である。
て得たｎ−ｐ＋ ｎ構造のシリコン基板を用いたが、こ
れに限定されることなく、ｐ−ｏ”ｎ構造、ｐ−ｐ”
ｎ構造等、適宜変形可能である。
ここで、研磨しない側、りなわら、肉薄部を形成する際
にエツチング除去１Ｊる側の基板の導電型およびドーピ
ング濃度は任意に選択すればよい。
にエツチング除去１Ｊる側の基板の導電型およびドーピ
ング濃度は任意に選択すればよい。
また、基板の面方位は（１００）に限定されるものでは
なく（１１０）等、異方性エツチング可能な面であれば
よい。
なく（１１０）等、異方性エツチング可能な面であれば
よい。
更に、異方性エツチングのマスクとなる絶縁膜について
も酸化シリコン膜に限定されるのものではなく、非晶質
絶縁膜であればよい。
も酸化シリコン膜に限定されるのものではなく、非晶質
絶縁膜であればよい。
更にまた、異方性エツチングにおけるエッチャントとし
ては、水酸化カリウム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。
ては、水酸化カリウム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。
加えて、実施例では、半導体圧力センサについて説明し
たが、これに限定されるものではなく、第２図および第
３図に示す如く、カンチレバーに上に歪検出手段９０の
形成された加速度センサ、ビーム状の振動子Ｏ上に歪検
出手段９００の形成８れた振動セン４ノ等の形成をはじ
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、他の半導体
デバイスについ・でも適用可能であることはいうまでも
のない。
たが、これに限定されるものではなく、第２図および第
３図に示す如く、カンチレバーに上に歪検出手段９０の
形成された加速度センサ、ビーム状の振動子Ｏ上に歪検
出手段９００の形成８れた振動セン４ノ等の形成をはじ
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、他の半導体
デバイスについ・でも適用可能であることはいうまでも
のない。
〔効果］
以上説明してぎたように、本発明によれば、シリコン肉
ａ部を形成するに際し、固相−固相エピタキシー法によ
って形成したｐ生埋め込み層を有する基板を、前記ｐ生
埋め込み層をエツチング停止層として異方性エツチング
により選択的に除去し、所望の形状の肉薄部を形成する
ようにしているため、厚さを高精度にコントロールし再
現性良く、特性の良好な半導体デバイスを形成１゛るこ
とが可能となる。
ａ部を形成するに際し、固相−固相エピタキシー法によ
って形成したｐ生埋め込み層を有する基板を、前記ｐ生
埋め込み層をエツチング停止層として異方性エツチング
により選択的に除去し、所望の形状の肉薄部を形成する
ようにしているため、厚さを高精度にコントロールし再
現性良く、特性の良好な半導体デバイスを形成１゛るこ
とが可能となる。
第１図（ａ＞乃至（ｆ）は、本発明実施例の半導体圧力
センサの製ｍ Ｉ稈図、第２図Ｊ３よび第３図は、夫々
本発明の他の適用例を示す図、第４図は、通常の半導体
圧力センナの構造例を示す図、第５図（ａ＞（ｂ）およ
び第６図（ａ）（ｂ）は、従来のダイヤフラムの形成■
稈を示−す図である。 １０１・・・ダイヤフラム、１０１０・・・拡散（抵抗
層）、Ｒ・・・レジスト、２００・・・ｎ型シリコン基
板、２０１・・・ｐ＋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・・・ｐ生埋め込み層、
旦・・・第１の基板、４・・・第２の基板（ｎ−型シリ
コン基板）、旦・・・基板、６ａ、６ｂ・・・酸化シリ
コン膜、Ｗ・・・窓、７・・・ｐ型拡散層、８・・・配
線パターン、旦・・・ピエゾ抵抗素子、１０・・・肉薄
部、９０．９００・・・歪検出手段 第１図、。、 第１図（・） 第１図（ｂ） 第１図（ｆ） 第１図（Ｃ） 第２図 第１図（ｄ） 第３図 第４図 第５図（Ｑ） 第５図（ｂ） 第６図（Ｑ） 第６図（ｂ）
センサの製ｍ Ｉ稈図、第２図Ｊ３よび第３図は、夫々
本発明の他の適用例を示す図、第４図は、通常の半導体
圧力センナの構造例を示す図、第５図（ａ＞（ｂ）およ
び第６図（ａ）（ｂ）は、従来のダイヤフラムの形成■
稈を示−す図である。 １０１・・・ダイヤフラム、１０１０・・・拡散（抵抗
層）、Ｒ・・・レジスト、２００・・・ｎ型シリコン基
板、２０１・・・ｐ＋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・・・ｐ生埋め込み層、
旦・・・第１の基板、４・・・第２の基板（ｎ−型シリ
コン基板）、旦・・・基板、６ａ、６ｂ・・・酸化シリ
コン膜、Ｗ・・・窓、７・・・ｐ型拡散層、８・・・配
線パターン、旦・・・ピエゾ抵抗素子、１０・・・肉薄
部、９０．９００・・・歪検出手段 第１図、。、 第１図（・） 第１図（ｂ） 第１図（ｆ） 第１図（Ｃ） 第２図 第１図（ｄ） 第３図 第４図 第５図（Ｑ） 第５図（ｂ） 第６図（Ｑ） 第６図（ｂ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 シリコン肉薄部を有する半導体装置の製造方法において
、 固相−固相エピタキシー法によって形成されたｐ＾＋埋
込み層を有する基板を形成し、 前記ｐ＾＋埋込み層をエッチング停止層として、異方性
エッチングにより前記基板を一方の面からエッチング除
去し、シリコン肉薄部を形成するようにしたことを特徴
とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22145286A JPS6376485A (ja) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22145286A JPS6376485A (ja) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6376485A true JPS6376485A (ja) | 1988-04-06 |
Family
ID=16766947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22145286A Pending JPS6376485A (ja) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6376485A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5520051A (en) * | 1989-09-27 | 1996-05-28 | Nippondenso Co., Ltd. | Strain sensing device |
| US5913130A (en) * | 1996-06-12 | 1999-06-15 | Harris Corporation | Method for fabricating a power device |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58171866A (ja) * | 1982-03-31 | 1983-10-08 | Sanyo Electric Co Ltd | 圧力センサ |
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1986
- 1986-09-19 JP JP22145286A patent/JPS6376485A/ja active Pending
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