KR960012898B1 - 프리포옴(Preform)을 이용한 반도체 가속도센서 및 진동센서의 질량제조방법 - Google Patents
프리포옴(Preform)을 이용한 반도체 가속도센서 및 진동센서의 질량제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR960012898B1 KR960012898B1 KR1019940025355A KR19940025355A KR960012898B1 KR 960012898 B1 KR960012898 B1 KR 960012898B1 KR 1019940025355 A KR1019940025355 A KR 1019940025355A KR 19940025355 A KR19940025355 A KR 19940025355A KR 960012898 B1 KR960012898 B1 KR 960012898B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- mass
- preform
- sensor
- metal
- thin film
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 27
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 title claims description 26
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 30
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 22
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 15
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 14
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 claims description 4
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 claims description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 abstract 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 abstract 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 2
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 2
- 229910021334 nickel silicide Inorganic materials 0.000 description 2
- RUFLMLWJRZAWLJ-UHFFFAOYSA-N nickel silicide Chemical compound [Ni]=[Si]=[Ni] RUFLMLWJRZAWLJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- KMTYGNUPYSXKGJ-UHFFFAOYSA-N [Si+4].[Si+4].[Ni++] Chemical compound [Si+4].[Si+4].[Ni++] KMTYGNUPYSXKGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- PEUPIGGLJVUNEU-UHFFFAOYSA-N nickel silicon Chemical compound [Si].[Ni] PEUPIGGLJVUNEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007500 overflow downdraw method Methods 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P15/12—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by alteration of electrical resistance
- G01P15/123—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by alteration of electrical resistance by piezo-resistive elements, e.g. semiconductor strain gauges
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H11/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties
- G01H11/06—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by electric means
- G01H11/08—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by electric means using piezoelectric devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/84—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by variation of applied mechanical force, e.g. of pressure
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
내용없음.
Description
제1도는 종래기술의 반도체 가속도 및 진동센서의 구조를 개략적으로 보인 사시도.
제2도는 본 발명에 적용되는 메탈프리포옴을 도시한 사시도.
제3도(가) 내지 (마)는 본 발명의 원리에 따라 반도체가속도센서 및 진동센서에 질량을 제조하는 과정을 보인 도면들이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 실리콘기판2 : 압저항체
3 : 보5 : 금속박막
6 : 메탈프리포옴7 : 에어갭
8 : 질량9 : 질량패드
본 발명은 반도체가속도센서 및 진동센서의 질량을 제조하는 방법에 관한것으로, 타블레트(tablet)형태로 질량체를 사전에 제조한 프리포옴(Preform)을 이용하는 반도체가속도센서 및 진동센서의 질량제조방법에 관한 것이다.
이러한 반도체 가속도 및 진동센서의 질량은 제로하는 방법에 관련하여 1993년 10월9일과 1993년 12월24일에 각각 제93-20962호 및 제93-29500호로 명칭이 메탈페이스트 디스펜싱방법을 이용한 가속도센서 및 진동센서의 질량방법 과 선택적인 금속도금법을 이용한 가속도센서 및 진동센서의 질량제조방법이 출원되었다.
즉, 제1도에 도시와 같이 압저항체의 타입의 실리콘 가속도센서나 진동센서는 실리콘기판(1)을 식각하여 가속도를 저항값으로 바꾸어지는 압저항체(2) , 가속도에 의하여 휘게되는(응력을 받는) 보(3 : Beam) ,가속도를 보(3)에 전달해 주는 질량(mass)(4)들로 구성되어 있다.
이 센서는 가속도에 의하여 발생되는 하중이 보(3)에 전달되어 변형을 일으킨다.
이때 이 변형력은 보(3)에 확산되고 압저항체(2)에 전달되어 저항변화를 일으키도록 한다.
한편 이러한 센서에는 가속도를 보(3)에 전달하기 위한 질량(mass)이 필요하며, 이 질량은 센서의 감도와 응답특성을 향상시키도록 사이즈믹프루프매스(Seismic Proof-Mass)이여야 한다.
이러한 사이즈믹프루프매스로 제조하기 위하여 종래에는 실리콘기판(1)을 3차원적으로 식각하여 자체질량을 만드는 방법, 금(Au) 및 백금(Pt)등과 같이 무거운 금속을 진공종착하는 방법과 금속만을 가공하여 융착하는 방법등이 알려져 있었다.
그러나 이러한 방법들에서, 자체 질량을 만드는 방법은 여러단계의 식각공정을 필요로하여 공정이 복잡할 뿐만 아니라 균일한 측면 식각의 어려움으로 질량의 불균일성이 심각하여 양산시에는 균일성을 보장하기가 어렵다는 결점이 있었다.
금속을 진공증착하여 질량을 제조하는 방법은 무거운 진동질량을 제조하기 어렵고, 두꺼운 금속의 식각에도 문제가 있다.
또한 금속판을 가공하여 융착하는 질량제조방법도 정밀도와 양산에 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 선출원서 제93-20962호에서는 실리콘웨이퍼상에 압전저항을 형성하고 진공증착법으로 니켈(Ni)박막을 형성하며, 이 박막을 사진식각법과 습식식각으로 패턴을 형성한 후 열처리하는데, 열처리시 산화된 니켈(Ni)의 표면산화층을 제거하고, 이 박막위에 디스펜서(dispense)를 사용하여 메틸페이스트를 정량 올리고 난 후 열처리하여 경화시키는 방법을 개시하고 있다.
그러나 이 방법은 질량의 기계적 배분에 의료하므로 질량편차가 발생되었다. 또한 선출원서 제93-29500호에서는 실리콘기판상에 니켈(Ni)박막을 증착시키고 그위에 포토레지스터를 도포시켜 패턴을 정의하고, 계속하여 2차에 걸린 드라이폴리에틸렌 필림 포토레지스터를 다층으로 형성하고 질량패드영역을 형성하여 이 영역을 선택적으로 금속을 전기도금함으로 소정부위에 형성하는 방법을 개시하고 있다.
이 방법은 전기도금제어를 하는데 질량패드의 밀도와 두께에 따른 편차 발생의 우려가 있다.
이러한 점에 비추어 본 발명은 금속마스크의 패턴 및 두께에 따라 질량을 선택적으로 조정할 수 있도록 사전에 제조되는 메탈프리포옴을 이용한 반도체 가속도센서 및 진동센서의 질량제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 하고 있다.
본 발명의 다른 목적은 반도체 가속도센서 및 진동센서를 제조하는데 있어 집적회로 제조공정 및 미세구조공정과는 별도로 독립적으로 수행될 수 있어 공정을 간소화한 질량제조방법을 제조하는 것에 관한 것이다.
본 발명은 실리콘웨이퍼를 세척한 후 압저항체를 실리콘기판상에 형성하는 단계 ; 실리콘기판상에 금속박막을 진공증착하는 단계; 이 금속박막을 사진식각이거나 습식식각으로 패터닝한 후 열처리하는 단계; 이 금속박막위에 메틸페이스트를 소정의 타블레이트형태의 질량체로써 사전에 제조한 프리포옴을 위치시키는 단계와; 이 메탈프리포옴을 열처리하여 경화시키는 단계로 이루어진다.
따라서 본 발명은 반도체 가속도 및 진동센서의 제조에 있어 질량제조가 집적회로공정이나 미세구조공정과는 별도로 독립적인 공정으로 수행되도록 하므로 정확한 질량을 소정의 금속패드에 형성할 수 있는 프리포옴을 이용한 질량제조 방법을 제공한다.
이후 본 발명은 첨부도면을 참조하여 상세히 기술된다.
제3도에 도시와 같이, 가속도센서나 진동센서는 실리콘기판(1)를 구비한다. 이 실리콘기판(1)은 가속도를 저항값으로 변환하는 압저항체(2), 가속도에 의하여 휘게되는 보(3), 보가 휘도록 중공으로 되는 에어갭(7 : Air GaP)과 가속도를 보(3)에 전달해주는 질량(8)으로 구성된다.
이를 더욱 구체적으로 단계별로 설명하면, 제3도 (가)에 도시와 같이 결정면이 (100)이고 저항율이 5Ω-cm 인 실리콘웨이퍼기판(1)을 초기 세척한 후 미세구조 가공 및 확산을 통하여 공기갭(7) 및 압저항체(2)를 형성시킨다.
제3도(나)에 도시와 같이 실리콘웨이퍼기판(1)전면에 진공증착법으로 질량 패드(Mass Pad)(9)로서 니켈(Ni) 박막(5)을 1800~2200증착한다.
제3도(다)에 도시와 같이 이 니켈 박막(5)은 사진식각법과 습식식각법으로 패터닝되고 열처리되어 니켈실리사이드의 질량패드(9)로써 형성된다. 이 질량패드(9)는 열처리시 산화된 니켈 표면의 산화층이 암모니아 수용액(NH4OH)으로 제거된다. 여기서 니켈 박막의 열처리시 350℃로 열처리되어 니켈실리사이드(NiSi)를 형성하거나 750℃로 열처리되어 니켈실리사이드(NiSi2)를 형성한다. 이러한 니켈실리사이드의 형성은 진동질량층과 실리콘기판 사이의 기계적 접합 및 전기적 접촉을 좋게 해주기 위한 것이다.
그 다음, 니켈패드상에는 제2도에 도시와 같은 타블레트 타입의 질량체로써 사전에 메탈페이스트에 의하여 제조되는 메탈프리포옴(6)이 제작된다. 이 메탈프리포옴(6)은 여러가지 크기 및 용도에 따라 제작될 수 있다.
그러므로 본 공정에서는 실리콘기판(1)상의 모든 질량패드(9)에 소정의 메탈프리포옴(6)들이 위치되게 된다.
그 다음 180 °~ 200°의 온도로 열처리하여 이 메탈프리포옴(6)들을 경화시켜 질량(8)을 형성하는데, 이때 질량의 크기는 프리포옴(6)의 직경, 두께 및 메탈종류에 따라 조절할 수 있다.
따라서 정확한 질량 및 두께로 질량의 제조가 가능함을 알 수 있다.
여기서 메탈프리포옴으로는 Pb/Sn, Ag/Pb, Pt/Au 및 Pb/Su/Ag등의 합금이 사용된다.
한편 지금까지 질량패드는 니켈(Ni)을 사용하는 경우에 대하여 설명하였지만 본 발명은 이에 한정되지 않고 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 질량패드로써, Cr, Au, 또는 Au/Ni/Cr이나 Au/Cr/Ti의 합금을 다층 박막으로 사용할 수 있다.
이렇게 제작된 센서는 가속도 및 진동에 의하여 보에 힘이 가해지고 압저항체에 변형이 전달되어 저항변화가 일어나게 되므로 가속도를 감지하거나, 진동을 감지하므로 가속도 및 진동센서로 이용될 수 있다.
이와같이 본발명에 따른 가속도센서 및 진동센서의 질량제조방법은 프리포옴의 크기가 정확한 것을 사용하므로 질량의 오차를 최대한으로 줄일 수 있으며, 양산작업중에 일어날 수 있는 오차를 없앨 수 있다. 또한 질량을 올리는 작업시 프리포옴만 바꾸어 사용하면 감도가 다른 여러가지 용도의 가속도센서 및 진동센서를 동시에 제작할 수 있을 뿐만아니라 직접회로 공정이나 미세구조공정과는 독립적으로 수행될 수 있어 공정이 간편하다.
Claims (1)
- 프리포옴을 이용한 반도체 가속도센서 및 진동센서의 제조에 있어서, 실리콘웨이퍼를 세척한 후 압저항체를 실리콘 기판상에 형성하고 ; 실리콘기판상에 금속박막을 진공증착하며 ; 이 금속박막을 사진식각 및 습식식각으로 패터닝한 후 열처리하고 ; 이 금속박막위에 메탈페이스트를 소정의 타블레트형태의 질량체로서 사전에 제조한 프리포옴을 위치시키며 ; 이 메탈프리포옴을 열처리하여 경화시키는 단계들로 구성되는 프리포옴을 이용한 반도체 가속도센서 및 진동센서의 질량제조방법.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019940025355A KR960012898B1 (ko) | 1994-10-04 | 1994-10-04 | 프리포옴(Preform)을 이용한 반도체 가속도센서 및 진동센서의 질량제조방법 |
| US08/319,498 US5905044A (en) | 1993-10-09 | 1994-10-07 | Mass manufacturing method of semiconductor acceleration and vibration sensors |
| JP6271789A JP2828914B2 (ja) | 1993-10-09 | 1994-10-11 | 半導体加速度センサ及び振動センサの錘製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019940025355A KR960012898B1 (ko) | 1994-10-04 | 1994-10-04 | 프리포옴(Preform)을 이용한 반도체 가속도센서 및 진동센서의 질량제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR960014940A KR960014940A (ko) | 1996-05-22 |
| KR960012898B1 true KR960012898B1 (ko) | 1996-09-25 |
Family
ID=19394390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019940025355A KR960012898B1 (ko) | 1993-10-09 | 1994-10-04 | 프리포옴(Preform)을 이용한 반도체 가속도센서 및 진동센서의 질량제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR960012898B1 (ko) |
-
1994
- 1994-10-04 KR KR1019940025355A patent/KR960012898B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR960014940A (ko) | 1996-05-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3096061B2 (ja) | フリップチップ実装のためのマイクロバンプの製造方法 | |
| JPH0322437A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| KR960012898B1 (ko) | 프리포옴(Preform)을 이용한 반도체 가속도센서 및 진동센서의 질량제조방법 | |
| JP7112472B2 (ja) | 計時器構成要素を製作する方法およびこの方法から得られる構成要素 | |
| EP2781626A1 (en) | Production method for transfer mold, transfer mold produced using same, and component produced using said transfer mold | |
| JP2828914B2 (ja) | 半導体加速度センサ及び振動センサの錘製造方法 | |
| KR960012899B1 (ko) | 스크린프린팅(Screen Printing)방법을 이용한 가속도센서 및 진동센서의 질량제조방법 | |
| KR100213753B1 (ko) | 반도체형 가속도센서 및 진동센서의 질량제조방법 | |
| JPH02168619A (ja) | シリコーンゴム膜のパターン形成方法 | |
| JP4865686B2 (ja) | 加速度センサの製造方法および加速度センサ | |
| KR100356014B1 (ko) | 정렬 마크 제조 방법 | |
| WO2008044803A1 (en) | Method for manufacturing metal structure and carbon nano tube by using immersion plating | |
| JP2684220B2 (ja) | 微細部品の製造方法 | |
| JP3358751B2 (ja) | 厚膜レジストの平坦化方法及び半導体素子の製造方法 | |
| JPS6341238B2 (ko) | ||
| KR950012077A (ko) | 메탈 페이스트 디스펜싱(metal paste dispensing)방법을 이용한 가속도센서 및 진동센서의 질량제조방법 | |
| JPH08186115A (ja) | 金属膜の形成方法 | |
| JP2558128B2 (ja) | 金属配線の形成方法 | |
| KR20000020823A (ko) | 금속 미세 구조물 제조 방법 | |
| JPH05255862A (ja) | 微小機械の製造方法 | |
| JP3967574B2 (ja) | プローブピン製造方法 | |
| JP3058514B2 (ja) | 金属箔を加工した探針部品の製造方法 | |
| KR970008893B1 (ko) | 선택적인 금속도금법(Electro-Plating Method)을 이용한 가속도센서 및 진동센서의 질량제조 방법 | |
| JPH01194424A (ja) | 自己整合パターン形成方法 | |
| JPH04131109A (ja) | ２層構造ＳｉＣセラミックスフィルタおよびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| G160 | Decision to publish patent application | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20021226 Year of fee payment: 8 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |