KR970010663B1

KR970010663B1 - 8개의 빔을 갖는 브릿지형 실리콘 가속도센서 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR970010663B1
Application number: KR1019930029498A
Authority: KR
Inventors: 이종현
Original assignee: 만도기계 주식회사; 정용원
Priority date: 1993-12-24
Filing date: 1993-12-24
Publication date: 1997-06-30
Also published as: JPH088445A; US5500078A; KR950021312A; JP2813308B2

Abstract

내용없음

Description

8개의 빔을 갖는 브릿지형 실리콘 가속도센서 및 그 제조방법

제1도(a)∼(f)는 본 발명 8개의 빔을 갖는 브릿지형 가속도센서의 제조공정도,

제2도는 (a), (b)는 본 발명 가속도 센서의 평면도 및 단면도,

제3도는 본 발명에 의해 제조된 가속도 센서의 사진이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 실리콘기판 2, 2' : 실리콘산화막

3 : 확산창 4 : n⁺확산영역

5 : 에피택셜층 6R1∼R4 : 압저항

7 : PSL 8 : 질량

9 : 에어갭

본 발명은 실리콘 가속도센서 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 가속도, 진동등을 감지하는 실리콘 센서의 구조를 8개의 빔을 갖는 브릿지 형태로 제작하는 8개의 빔을 갖는 브릿지형 실리콘 가속도센서 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 실리콘 가속도센서 및 진동센서는 그 기계적인 구조에 따라 캔틸레버형과 브릿지형으로 구분되며, 그중 브릿지형 실리콘 가속도센서로는 2개 혹은 4개의 빔 구조를 이용한 것이 소개되어 있다. 그러나 8개의 빔을 갖는 실리콘 가속도센서의 구조는 보고된 바가 없는바, 그 이유는 실리콘 기판을 종래의 방법인 이 방성 용액으로 식각할때 8각 구조를 정확히 구현하기 어렵기 때문이다.

또한, 8개의 빔을 가지는 경우는 2개의 빔 구조에 비해 그 감도가 1/4로 감소되므로 지금까지 고려의 대상이 되지 않고 있었다.

가속도센서에서 가장 중요한 것은 신호대 잡음비(SN비)이며, 이은 방향 선택성에서 결정된다. 기존의 캔틸레버형이나 2빔, 4빔 브릿지형 구조는 이 방향 선택성이 좋지 못하여 측면방향으로의 스톱퍼(stopper)을 만들어 주어야 하기 때문에 엄밀하고 복잡한 공정이 요구되고 스톱퍼에 의한 충격잡음이나 마모등의 2차적 문제를 근본적으로 해결할 수 없다고 하는 결점이 있었다.

이상과 같은 종래 가속도센서가 갖는 결점들을 해결하고자 본 발명의 발명자는 최근 연구되고 있는 다공질 실리콘을 이용한 미세구조의 제조법을 이용하면 8각구조의 형상을 쉽게 제작할 수 있다는 점에 착안하여 8개의 빔을 갖는 브릿저형 실리콘 가속도센서를 발명하게 되었다.

본 발명은 방향 선택성이 우수하며 전단용력(shear stress)이 감소하여 구조물의 기계적 강도가 크게 개선되고, 최대 강도를 가지면서도 정상 동작여부를 상호 비교감시하는 기능을 갖는 8개의 빔을 갖는 브릿지형 실리콘 가속도센서 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 가속도센서 및 그 제조방법은 실리콘기판(1)상에 실리콘 산화막(2)을 형성하여 확산창(3)을 열고 n⁺확산영역(4)을 형성한 후 실리콘 산화막(2)을 제거한 후 에피택셜층(5)을 형성하는 반도체 제조방법에 있어서, 상기 에피택셜층(5) 형성한 이후에 산화막(2') 성장공정과 불순물 주입확산공정으로 압저항(6)을 형성하고 산화막(2, 2')과 애피택셜층을 식각한 후 불산용액에서 양극반응시켜 PSL(7; Porous Si1icon Layer)을 형성하여 일렉트로-플래이팅(ELECTRO-PLANTING) 또는 디스펜싱(DISPENSING)에 의한 매스로딩(MASS LOADING)기술로 질량(8)을 형성한 다음 PSL(7)을 식각하여 에어갭(9)을 형성한다. 이하 본 발명 8개의 빔을 갖는 브릿지형 실리콘 가속도센서의 재조방법을 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

제1도는 본 발명에 따른 실리콘 가속도센서의 제조공정도로서, 먼저 제1도(가)에 도시한 바와 같이 실리콘 기판(1)을 세척하여 실리콘 산화막(2)을 형성한 후 포토리소그래피방법으로 확산창(3)을 열고 불순물을 주입한 다음 확산시켜 n⁺확산영역(4)을 형성한다. 이어 제1도(b)에 도시한 바와 같이 앞면의 실리콘 산화막(2)을 제거하고 클리닝(Cleaning)한 후 에피택셜층(5)을 성장시킨다. 다음에는 제1도(c)에 도시한 바와 같이 산화막(2') 성장공정과 불순물 주입 확산공정으로 압저항(6)을 형성한다. 계속하여 제1도(d)에 도시한 바와 같이 산화막(2, 2')과 에피택셜층을 선택 식각한 후 불산용액에서 양극반응시져 PSL(4; Porous Si1icon Layer)을 형성하고, 제1도(e)에 도시한 바와 같이 일렉트로-플래이팅(ELECTRO - PLATING) 또는 디스펜싱(DISPENSING)에 의한 매스로딩(MASS LOADING)기술로 질량(7)을 형성한다. 그후 제1도(f)에 도시한 바와 같이 PSL(4)을 식각하여 에어갭(9)을 형성한다.

상기한 제1도(a)∼제1도(f)의 제조공정으로 8개의 빔을 갖는 브릿지형 실리콘 가속도센서가 제조되며, 그 구조를 보여주는 평면도 및 단면도는 제2도(a)(b)에 도시한 바와 같고, 대표적인 8각구조의 실리콘 가속도센서를 제조한 전자현미경사진은 제3도와 같다.

실리콘 기판의 정확한 8각구조 실현으로 8개의 빔이 배열되었음을 분명하게 알 수 있다.

이상에서 상술한 본 발명 가속도센서 및 그 제조방법에 의하면 8개의 빔이 배열되어 있어서 방향 선택성이 우수하며, 전단응력(shear stress)이 감소하여 구조물의 기계적 강도가 크게 개선되고, 빔의 두께나 길이, 폭 및 부가되는 질량의 크기의 조절로 최대감도를 가지는 가속도센서를 용이하게 제조할 수 있는 장점이있다.

뿐만 아니라 한개의 질량에 의해 4개 혹은 8개의 압저항소자가 동일하게 작동하므로 정상동작여부를 상호 비교감시하는 기능을 부여할 수 있는 장점이 있다.

Claims

실리콘기판(1)상에 실리콘 산화막(2)을 형성하여 확산창(3)을 열고 n⁺확산영역(4)을 형성 후 실리콘 산화막(2)을 제거한 후 에피택셜층(5)을 형성하는 반도체 제조방법에 있어서, 상기 에피택셜층(5) 형성한 이후에 산화막(2') 성장공정과 불순물 주입확산공정으로 압저항(6)을 형성하고 산화막(2, 2')과 에피택셜층을 식각한 후 불산용액에서 양극반응시켜 PSL(7; Porous Si1icon Layer)을 형성하여 일렉트로-플레이팅(ELECTRO-PLANTING 또는 디스펜싱(DISPENSING)에 의한 매스로딩(MASS LOADING)기술로 질량(8)을 형성한 다을 PSL(7)을 식각하여 에이갭(9)을 형성하여 구조물의 기계적 강도가 개선되고 정상동작 여부를 자체적으로 테스트하는 기능을 가지면서 제조가 용이함을 특징으로 하는 8개의 빔을 갖는 브렷지형 실리콘 가속도센서의 제조방법.
실리콘기판(1)상에 실리콘 산화막(2)을 형성하여 확산창(3)을 열고 n⁺확산영역(4)을 형성 후 실리콘 산화막(2)을 제거한 후 에피택셜층(5)을 형성하는 반도체 제조방법에 있어서, 상기 에피택셜층(5) 형성한 이후에 산화막(2') 성장공정과 불순물 주입확산공정으로 압저항(6)을 형성하고 산화막(2, 2')과 에피택셜층을 식각한 후 불산용액에서 양극반응시켜 PSL(7; Porous Si1icon Layer)을 형성하여 엘렉트로-플랜팅(ELECTRO-PANTING) 또는 디스펜싱(DISPENSING)에 의한 매스로딩(MASS LOAD ING)기술로 질량(8)을 형성한 다음 PSL(7)을 식각하여 에어갭(9)을 형성하여서 된 8개의 빔을 갖는 브릿지형 실리콘 가속도센서.