JP2000208783A - Semiconductor pressure sensor and its manufacture - Google Patents
Semiconductor pressure sensor and its manufactureInfo
- Publication number
- JP2000208783A JP2000208783A JP11008532A JP853299A JP2000208783A JP 2000208783 A JP2000208783 A JP 2000208783A JP 11008532 A JP11008532 A JP 11008532A JP 853299 A JP853299 A JP 853299A JP 2000208783 A JP2000208783 A JP 2000208783A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- semiconductor substrate
- semiconductor
- recess
- diaphragm
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体圧力センサ
およびその製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor pressure sensor and a method for manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、図１７に示すように、単結晶
シリコン基板１に凹所３３を設けることによって形成さ
れ圧力を受けるダイアフラム部２０’の主表面側にピエ
ゾ抵抗７’が形成されたセンサチップＡ’を備えた半導
体圧力センサが知られている。なお、このセンサチップ
Ａ’は、ピエゾ抵抗７’にアルミニウムよりなる配線８
が接続されている。2. Description of the Related Art Conventionally, as shown in FIG. 17, a piezoresistor 7 'is formed on the main surface side of a diaphragm portion 20' which is formed by providing a recess 33 in a single crystal silicon substrate 1 and which receives pressure. A semiconductor pressure sensor having a sensor chip A 'is known. Note that this sensor chip A ′ is composed of a piezo resistor 7 ′ and a wiring 8 made of aluminum.
Is connected.
【０００３】以下、図１７に示すセンサチップＡ’の製
造方法について図１８を参照しながら簡単に説明する。Hereinafter, a method of manufacturing the sensor chip A ′ shown in FIG. 17 will be briefly described with reference to FIG.
【０００４】まず、図１８（ａ）に示すようにピエゾ抵
抗７’が主表面側に形成されるとともに主表面上に酸化
膜１５が形成された単結晶シリコン基板１上の上記酸化
膜１５上および単結晶シリコン基板１の裏面側にそれぞ
れ窒化膜３６，３７を形成し、裏面側の窒化膜３７に上
記凹所３３を形成するためのパターニングを施すことに
より図１８（ｂ）に示す構造が得られる。First, as shown in FIG. 18A, a piezoresistor 7 'is formed on the main surface side and an oxide film 15 is formed on the main surface. 18B are formed on the back surface of the single-crystal silicon substrate 1 and patterning is performed on the nitride film 37 on the back surface to form the recesses 33, whereby the structure shown in FIG. can get.
【０００５】次に、窒化膜３７をマスクとしてＫＯＨ溶
液を用いて、単結晶シリコン基板１の裏面側から異方性
エッチングを行い上記凹所３３を設けることによって単
結晶シリコン基板１の一部からなるダイアフラム部２
０’が形成され図１８（ｃ）に示す構造が得られる。Next, using the nitride film 37 as a mask, anisotropic etching is performed from the back surface side of the single crystal silicon substrate 1 by using a KOH solution to form the recess 33, whereby a part of the single crystal silicon substrate 1 is removed. Diaphragm part 2
0 'is formed to obtain the structure shown in FIG.
【０００６】次に、窒化膜３７を除去した後、フォトリ
ソグラフィ技術およびドライエッチング技術およびスパ
ッタ技術等を利用してアルミニウムからなる配線８を形
成することにより図１８（ｄ）に示す構造が得られる。Next, after removing the nitride film 37, a wiring 8 made of aluminum is formed by using a photolithography technique, a dry etching technique, a sputtering technique or the like, thereby obtaining a structure shown in FIG. .
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来構成の半導体圧力センサでは、ＫＯＨ溶液を用いた結
晶の異方性エッチングによりセンサチップＡ’の上記凹
所３３を形成しているので、該凹所３３が断面台形状に
形成され凹所３３の開口面積（つまり、圧力が導入され
る圧力導入口の面積）がダイアフラム部２０’（受圧
部）の面積よりも大きくなってしまい、結果として受圧
面積に比べてチップ面積がかなり大きくなり、センサチ
ップＡ’の小型化が難しく、センサ全体の小型化が難し
いという不具合があった。However, in the conventional semiconductor pressure sensor, the recess 33 of the sensor chip A 'is formed by anisotropic etching of the crystal using a KOH solution. The location 33 is formed in a trapezoidal cross section, and the opening area of the recess 33 (that is, the area of the pressure introduction port through which pressure is introduced) becomes larger than the area of the diaphragm portion 20 ′ (pressure receiving portion). The chip area is considerably larger than the area, and it is difficult to reduce the size of the sensor chip A ′, and it is difficult to reduce the size of the entire sensor.
【０００８】また、半導体圧力センサの高感度化のため
にはダイアフラム部２０’の厚さをÅ単位で制御するこ
とが望まれているが、上記従来構成では、単結晶シリコ
ン基板１を異方性エッチングすることにより上記凹所３
３を設けて単結晶シリコン基板１の一部からなるダイア
フラム部２０’を形成しているので、ダイアフラム部２
０’の厚さをμｍ単にでしか制御することができず、ダ
イアフラム部２０’面内やウェハ面内でのダイアフラム
部２０’の厚さの均一性が悪く、センサチップＡ’ごと
の感度のばらつきが大きく、高感度化のためにダイアフ
ラム部２０’の厚さをさらに薄くすると感度がより一層
ばらついてしまい、センサチップＡ’の高感度化および
高精度化が難しいという不具合があった。Further, in order to increase the sensitivity of the semiconductor pressure sensor, it is desired to control the thickness of the diaphragm 20 'in units of 、. Recess 3
3 to form a diaphragm portion 20 ′ which is a part of the single-crystal silicon substrate 1.
The thickness of 0 ′ can be controlled only by μm, the uniformity of the thickness of the diaphragm 20 ′ in the plane of the diaphragm 20 ′ and the plane of the wafer is poor, and the sensitivity of each sensor chip A ′ is low. If the thickness of the diaphragm portion 20 'is further reduced for higher sensitivity and sensitivity is further reduced, there is a problem that the sensitivity further varies and it is difficult to increase the sensitivity and accuracy of the sensor chip A'.
【０００９】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、小型化および高感度化および高精度
化が可能な半導体圧力センサおよびその製造方法を提供
することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a semiconductor pressure sensor that can be reduced in size, increased in sensitivity and increased in accuracy, and a method for manufacturing the same.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
目的を達成するために、厚み方向の一面から他面にわた
って開口面積が小さくなる圧力導入孔が形成された半導
体基板と、該半導体基板の上記一面における圧力導入孔
の開口面を閉塞し圧力を受けるダイアフラム部と、ダイ
アフラム部の変形を検出するセンシング部とを備え、ダ
イアフラム部は薄膜よりなることを特徴とするものであ
り、圧力導入孔の開口面積がダイアフラム部の面積より
も小さいので、従来のように開口面積がダイアフラム部
の面積よりも大きい場合に比べてセンサチップの小型化
を図ることができてセンサ全体のサイズを小型化するこ
とができ、また、ダイアフラム部が薄膜よりなるので、
ダイアフラム部の厚さを薄膜の成長膜厚もしくは堆積膜
厚により制御することができ、従来のように半導体基板
を異方性エッチングすることによりダイアフラム部を形
成する場合に比べてダイアフラム部の厚さの薄型化が容
易で、しかもダイアフラム部面内やウェハ面内でのダイ
アフラム部の厚さの均一性を高くでき、高感度化および
高精度化を図ることができる。According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor substrate having a pressure introducing hole having a reduced opening area from one surface in the thickness direction to the other surface, and A diaphragm portion that closes the opening surface of the pressure introduction hole on the one surface of the substrate and receives a pressure, and a sensing portion that detects deformation of the diaphragm portion, wherein the diaphragm portion is made of a thin film, Since the opening area of the introduction hole is smaller than the area of the diaphragm, the size of the sensor chip can be reduced compared to the conventional case where the opening area is larger than the area of the diaphragm. Since the diaphragm is made of a thin film,
The thickness of the diaphragm can be controlled by the growth thickness or the deposition thickness of the thin film, and the thickness of the diaphragm is smaller than that in the conventional case where the semiconductor substrate is anisotropically etched to form the diaphragm. The thickness of the diaphragm can be easily reduced, the uniformity of the thickness of the diaphragm in the plane of the diaphragm and the plane of the wafer can be increased, and high sensitivity and high precision can be achieved.
【００１１】請求項２の発明は、請求項１記載の半導体
圧力センサの製造方法であって、半導体基板の上記一面
上にパターニングされた窒化膜をマスクとして異方性エ
ッチングにより半導体基板の上記一面から厚み方向の途
中まで上記圧力導入孔に対応した凹所を形成した後、半
導体基板の上記一面側に多結晶半導体膜を堆積させるこ
とにより上記凹所を埋め込み、半導体基板の上記一面側
を平坦化し、半導体基板の他面側を上記凹所に埋め込ま
れた多結晶半導体膜が露出するように除去し、半導体基
板の上記一面側の多結晶半導体膜の表面を熱酸化させて
熱酸化膜よりなる上記薄膜を形成し、その後、凹所に埋
め込まれた多結晶半導体膜を除去することによって上記
薄膜よりなるダイアフラム部を形成することを特徴と
し、圧力導入孔の開口面積をダイアフラム部の面積より
も小さくすることができ、従来のように開口面積がダイ
アフラム部の面積よりも大きい場合に比べてセンサチッ
プの小型化を図ることができて従来よりも小型の半導体
圧力センサを提供することができ、また、ダイアフラム
部の厚さを熱酸化膜よりなる薄膜の成膜時の膜厚制御に
よって制御することができるので、従来のように半導体
基板を異方性エッチングすることによりダイアフラム部
を形成する場合に比べてダイアフラム部の厚さの薄型化
が容易で、しかもダイアフラム部面内やウェハ面内での
ダイアフラム部の厚さの均一性を高くでき、高感度で高
精度の半導体圧力センサを提供することができる。According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor pressure sensor according to the first aspect, wherein the one surface of the semiconductor substrate is anisotropically etched by using a patterned nitride film as a mask on the one surface of the semiconductor substrate. After forming a recess corresponding to the pressure introduction hole from the middle to the thickness direction, the recess is filled by depositing a polycrystalline semiconductor film on the one surface side of the semiconductor substrate, and the one surface side of the semiconductor substrate is flattened. And the other surface of the semiconductor substrate is removed so that the polycrystalline semiconductor film embedded in the recess is exposed, and the surface of the polycrystalline semiconductor film on the one surface of the semiconductor substrate is thermally oxidized to form a thermal oxide film. Forming a thin film, and then removing the polycrystalline semiconductor film embedded in the recess to form a diaphragm made of the thin film. The area can be made smaller than the area of the diaphragm, and the sensor chip can be made smaller than in the case where the opening area is larger than the area of the diaphragm as in the conventional case. A sensor can be provided, and the thickness of the diaphragm portion can be controlled by controlling the thickness of the thin film made of a thermal oxide film when the thin film is formed. This makes it easier to reduce the thickness of the diaphragm as compared to the case where the diaphragm is formed, and makes it possible to increase the uniformity of the thickness of the diaphragm within the surface of the diaphragm and the surface of the wafer, thereby achieving high sensitivity and high sensitivity. An accurate semiconductor pressure sensor can be provided.
【００１２】請求項３の発明は、請求項１記載の半導体
圧力センサの製造方法であって、半導体基板の上記一面
上にパターニングされた第１の窒化膜をマスクとして異
方性エッチングにより半導体基板の上記一面から厚み方
向の途中まで上記圧力導入孔に対応した凹所を形成した
後、半導体基板の上記一面側に多結晶半導体膜を堆積さ
せることにより上記凹所を埋め込み、半導体基板の上記
一面側を平坦化し、半導体基板の他面側を上記凹所に埋
め込まれた多結晶半導体膜が露出するように除去し、半
導体基板の上記一面側の多結晶半導体膜の表面を熱酸化
させて熱酸化膜を形成し、該熱酸膜上に第２の窒化膜を
積層することによって該熱酸化膜と該第２の窒化膜とよ
りなる上記薄膜を形成し、その後、凹所に埋め込まれた
多結晶半導体膜を除去することによって上記薄膜よりな
るダイアフラム部を形成することを特徴とし、圧力導入
孔の開口面積をダイアフラム部の面積よりも小さくする
ことができ、従来のように開口面積がダイアフラム部の
面積よりも大きい場合に比べてセンサチップの小型化を
図ることができて従来よりも小型の半導体圧力センサを
提供することができ、また、ダイアフラム部の厚さを熱
酸化膜と第２の窒化膜とよりなる薄膜の成膜時の膜厚制
御によって制御することができるので、従来のように半
導体基板を異方性エッチングすることによりダイアフラ
ム部を形成する場合に比べてダイアフラム部の厚さの薄
型化が容易で、しかもダイアフラム部面内やウェハ面内
でのダイアフラム部の厚さの均一性を高くでき、高感度
で高精度の半導体圧力センサを提供することができる。According to a third aspect of the present invention, there is provided the method of manufacturing a semiconductor pressure sensor according to the first aspect, wherein the first nitride film patterned on the one surface of the semiconductor substrate is used as a mask by anisotropic etching. After forming a recess corresponding to the pressure introducing hole from the one surface to the middle of the thickness direction, the recess is buried by depositing a polycrystalline semiconductor film on the one surface side of the semiconductor substrate, and the one surface of the semiconductor substrate is formed. Side is removed, the other side of the semiconductor substrate is removed so that the polycrystalline semiconductor film embedded in the recess is exposed, and the surface of the polycrystalline semiconductor film on the one side of the semiconductor substrate is thermally oxidized. An oxide film is formed, and a second nitride film is laminated on the thermal acid film to form the thin film including the thermal oxide film and the second nitride film, and then embedded in the recess. Polycrystalline semiconductor film By forming a diaphragm portion made of the thin film by removing, the opening area of the pressure introducing hole can be smaller than the area of the diaphragm portion, the opening area is smaller than the area of the diaphragm portion as in the conventional case The size of the sensor chip can be reduced as compared with the case where the size is large, and a semiconductor pressure sensor smaller than before can be provided. The thickness can be controlled by controlling the film thickness at the time of forming the thin film, so that the thickness of the diaphragm can be reduced as compared with the conventional case where the diaphragm is formed by anisotropically etching the semiconductor substrate. Provides a highly sensitive and highly accurate semiconductor pressure sensor that is easy and can increase the uniformity of the diaphragm thickness in the diaphragm surface and wafer surface. Rukoto can.
【００１３】請求項４の発明は、請求項１記載の半導体
圧力センサの製造方法であって、半導体基板の上記一面
上にパターニングされた第１の窒化膜をマスクとして異
方性エッチングにより半導体基板の上記一面から厚み方
向の途中まで上記圧力導入孔に対応した凹所を形成した
後、半導体基板の上記一面側に多結晶半導体膜を堆積さ
せることにより上記凹所を埋め込み、半導体基板の上記
一面側を平坦化し、半導体基板の他面側を上記凹所に埋
め込まれた多結晶半導体膜が露出するように除去し、半
導体基板の上記一面側に第２の窒化膜よりなる上記薄膜
を形成し、その後、凹所に埋め込まれた多結晶半導体膜
を除去することによって上記薄膜よりなるダイアフラム
部を形成することを特徴とし、圧力導入孔の開口面積を
ダイアフラム部の面積よりも小さくすることができ、従
来のように開口面積がダイアフラム部の面積よりも大き
い場合に比べてセンサチップの小型化を図ることができ
て従来よりも小型の半導体圧力センサを提供することが
でき、また、ダイアフラム部の厚さを第２の窒化膜より
なる薄膜の成膜時の膜厚制御によって制御することがで
きるので、従来のように半導体基板を異方性エッチング
することによりダイアフラム部を形成する場合に比べて
ダイアフラム部の厚さの薄型化が容易で、しかもダイア
フラム部面内やウェハ面内でのダイアフラム部の厚さの
均一性を高くでき、高感度で高精度の半導体圧力センサ
を提供することができる。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor pressure sensor according to the first aspect, wherein the first nitride film patterned on the one surface of the semiconductor substrate is used as a mask by anisotropic etching. After forming a recess corresponding to the pressure introduction hole from the one surface to the middle of the thickness direction, the recess is buried by depositing a polycrystalline semiconductor film on the one surface side of the semiconductor substrate, and the one surface of the semiconductor substrate is The other side of the semiconductor substrate is removed so that the polycrystalline semiconductor film embedded in the recess is exposed, and the thin film made of a second nitride film is formed on the one surface of the semiconductor substrate. Then, a diaphragm portion made of the thin film is formed by removing the polycrystalline semiconductor film embedded in the recess, and the opening area of the pressure introducing hole is reduced by the diaphragm portion. The present invention provides a semiconductor pressure sensor that can be smaller than the conventional product, and can reduce the size of the sensor chip as compared with the conventional case where the opening area is larger than the area of the diaphragm. In addition, the thickness of the diaphragm can be controlled by controlling the thickness of the thin film made of the second nitride film when the thin film is formed. It is easier to reduce the thickness of the diaphragm than in the case of forming the part, and the uniformity of the thickness of the diaphragm in the surface of the diaphragm and the surface of the wafer can be increased. A pressure sensor can be provided.
【００１４】請求項５の発明は、請求項１記載の半導体
圧力センサの製造方法であって、半導体基板の上記一面
上にパターニングされた窒化膜をマスクとして異方性エ
ッチングにより半導体基板の上記一面から厚み方向の途
中まで上記圧力導入孔に対応した凹所を形成した後、窒
化膜を除去し、半導体基板の上記一面側に多結晶半導体
膜を堆積させることにより上記凹所を埋め込み、半導体
基板の上記一面側を平坦化し、半導体基板の他面側を上
記凹所に埋め込まれた多結晶半導体膜が露出するように
除去し、半導体基板の上記一面側の多結晶半導体膜の表
面を熱酸化させて熱酸化膜よりなる上記薄膜を形成し、
その後、凹所に埋め込まれた多結晶半導体膜を除去する
ことによって上記薄膜よりなるダイアフラム部を形成す
ることを特徴とし、圧力導入孔の開口面積をダイアフラ
ム部の面積よりも小さくすることができ、従来のように
開口面積がダイアフラム部の面積よりも大きい場合に比
べてセンサチップの小型化を図ることができて従来より
も小型の半導体圧力センサを提供することができ、ま
た、ダイアフラム部の厚さを熱酸化膜よりなる薄膜の成
膜時の膜厚制御によって制御することができるので、従
来のように半導体基板を異方性エッチングすることによ
りダイアフラム部を形成する場合に比べてダイアフラム
部の厚さの薄型化が容易で、しかもダイアフラム部面内
やウェハ面内でのダイアフラム部の厚さの均一性を高く
でき、高感度で高精度の半導体圧力センサを提供するこ
とができる。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor pressure sensor according to the first aspect, wherein the one side of the semiconductor substrate is anisotropically etched by using a patterned nitride film as a mask on the one side of the semiconductor substrate. After forming a recess corresponding to the pressure introducing hole to the middle of the thickness direction, the nitride film is removed, and the recess is buried by depositing a polycrystalline semiconductor film on the one surface side of the semiconductor substrate. Is flattened, the other side of the semiconductor substrate is removed so that the polycrystalline semiconductor film embedded in the recess is exposed, and the surface of the polycrystalline semiconductor film on the one side of the semiconductor substrate is thermally oxidized. To form the thin film made of a thermal oxide film,
Thereafter, the diaphragm portion made of the thin film is formed by removing the polycrystalline semiconductor film embedded in the recess, and the opening area of the pressure introducing hole can be made smaller than the area of the diaphragm portion, As compared with the conventional case where the opening area is larger than the area of the diaphragm portion, the sensor chip can be made smaller, and a semiconductor pressure sensor smaller than the conventional one can be provided. The thickness can be controlled by controlling the thickness of the thin film made of the thermal oxide film when the thin film is formed, so that the diaphragm portion is formed in comparison with the conventional case where the diaphragm portion is formed by anisotropically etching the semiconductor substrate. The thickness can be easily reduced, and the uniformity of the thickness of the diaphragm in the surface of the diaphragm and the surface of the wafer can be increased. It is possible to provide a semiconductor pressure sensor.
【００１５】請求項６の発明は、請求項１記載の半導体
圧力センサの製造方法であって、半導体基板の上記一面
上にパターニングされた第１の窒化膜をマスクとして異
方性エッチングにより半導体基板の上記一面から厚み方
向の途中まで上記圧力導入孔に対応した凹所を形成した
後、第１の窒化膜を除去し、半導体基板の上記一面側に
多結晶半導体膜を堆積させることにより上記凹所を埋め
込み、半導体基板の上記一面側を平坦化し、半導体基板
の他面側を上記凹所に埋め込まれた多結晶半導体膜が露
出するように除去し、半導体基板の上記一面側の多結晶
半導体膜の表面を熱酸化させて熱酸化膜を形成し、該熱
酸膜上に第２の窒化膜を積層することによって該熱酸化
膜と該第２の窒化膜とよりなる上記薄膜を形成し、その
後、凹所に埋め込まれた多結晶半導体膜を除去すること
によって上記薄膜よりなるダイアフラム部を形成するこ
とを特徴とし、圧力導入孔の開口面積をダイアフラム部
の面積よりも小さくすることができ、従来のように開口
面積がダイアフラム部の面積よりも大きい場合に比べて
センサチップの小型化を図ることができて従来よりも小
型の半導体圧力センサを提供することができ、また、ダ
イアフラム部の厚さを熱酸化膜と第２の窒化膜とよりな
る薄膜の成膜時の膜厚制御によって制御することができ
るので、従来のように半導体基板を異方性エッチングす
ることによりダイアフラム部を形成する場合に比べてダ
イアフラム部の厚さの薄型化が容易で、しかもダイアフ
ラム部面内やウェハ面内でのダイアフラム部の厚さの均
一性を高くでき、高感度で高精度の半導体圧力センサを
提供することができる。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the method of manufacturing a semiconductor pressure sensor according to the first aspect, wherein the semiconductor substrate is anisotropically etched by using the first nitride film patterned on the one surface of the semiconductor substrate as a mask. After forming a recess corresponding to the pressure introduction hole from the one surface to the middle of the thickness direction, the first nitride film is removed, and a polycrystalline semiconductor film is deposited on the one surface side of the semiconductor substrate. And the other surface of the semiconductor substrate is planarized, and the other surface of the semiconductor substrate is removed so that the polycrystalline semiconductor film embedded in the recess is exposed, and the polycrystalline semiconductor on the one surface of the semiconductor substrate is removed. The surface of the film is thermally oxidized to form a thermal oxide film, and a second nitride film is stacked on the thermal oxide film to form the thin film including the thermal oxide film and the second nitride film. And then embedded in the recess Forming a diaphragm portion made of the above-mentioned thin film by removing the polycrystalline semiconductor film which has been removed, the opening area of the pressure introducing hole can be made smaller than the area of the diaphragm portion, and the opening area as in the prior art can be reduced. Is smaller than the area of the diaphragm part, the size of the sensor chip can be reduced, and a semiconductor pressure sensor smaller than the conventional one can be provided. Since the thickness can be controlled by controlling the thickness of the thin film made of the second nitride film when the film is formed, the diaphragm portion is formed as compared with the conventional case where the diaphragm portion is formed by anisotropically etching the semiconductor substrate. The thickness of the diaphragm can be easily reduced, and the uniformity of the thickness of the diaphragm in the surface of the diaphragm and the surface of the wafer can be increased. It is possible to provide a conductor pressure sensor.
【００１６】請求項７の発明は、請求項１記載の半導体
圧力センサの製造方法であって、半導体基板の上記一面
上にパターニングされた第１の窒化膜をマスクとして異
方性エッチングにより半導体基板の上記一面から厚み方
向の途中まで上記圧力導入孔に対応した凹所を形成した
後、ＳＯＧ膜により上記凹所を埋め込み、半導体基板の
上記一面側を平坦化し、半導体基板の他面側を上記凹所
に埋め込まれたＳＯＧ膜が露出するように除去し、半導
体基板の上記一面側に第２の窒化膜よりなる上記薄膜を
形成し、その後、凹所に埋め込まれたＳＯＧ膜を除去す
ることによって上記薄膜よりなるダイアフラム部を形成
することを特徴とし、圧力導入孔の開口面積をダイアフ
ラム部の面積よりも小さくすることができ、従来のよう
に開口面積がダイアフラム部の面積よりも大きい場合に
比べてセンサチップの小型化を図ることができて従来よ
りも小型の半導体圧力センサを提供することができ、ま
た、ダイアフラム部の厚さを第２の窒化膜よりなる薄膜
の成膜時の膜厚制御によって制御することができるの
で、従来のように半導体基板を異方性エッチングするこ
とによりダイアフラム部を形成する場合に比べてダイア
フラム部の厚さの薄型化が容易で、しかもダイアフラム
部面内やウェハ面内でのダイアフラム部の厚さの均一性
を高くでき、高感度で高精度の半導体圧力センサを提供
することができる。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the method of manufacturing a semiconductor pressure sensor according to the first aspect, wherein the semiconductor substrate is anisotropically etched by using the first nitride film patterned on the one surface of the semiconductor substrate as a mask. After forming a recess corresponding to the pressure introducing hole from the one surface to the middle in the thickness direction, the recess is filled with an SOG film, the one surface of the semiconductor substrate is flattened, and the other surface of the semiconductor substrate is Removing the SOG film embedded in the recess so as to be exposed, forming the thin film made of a second nitride film on the one surface side of the semiconductor substrate, and then removing the SOG film embedded in the recess; Forming a diaphragm portion made of the above-mentioned thin film, whereby the opening area of the pressure introducing hole can be made smaller than the area of the diaphragm portion. The size of the sensor chip can be reduced as compared with the case where the area is larger than the area of the diaphragm, so that a semiconductor pressure sensor smaller than before can be provided, and the thickness of the diaphragm can be reduced by the second nitride film. The thickness can be controlled by controlling the film thickness when forming a thin film, so that the thickness of the diaphragm portion can be reduced as compared with the conventional case where the diaphragm portion is formed by anisotropically etching the semiconductor substrate. It is possible to provide a highly sensitive and accurate semiconductor pressure sensor with high uniformity of the thickness of the diaphragm in the surface of the diaphragm and the surface of the wafer.
【００１７】請求項８の発明は、請求項１記載の半導体
圧力センサの製造方法であって、半導体基板の上記一面
上にパターニングされた第１の窒化膜をマスクとして異
方性エッチングにより半導体基板の上記一面から厚み方
向の途中まで上記圧力導入孔に対応した凹所を形成した
後、第１の窒化膜を除去し、ＳＯＧ膜により上記凹所を
埋め込み、半導体基板の上記一面側を平坦化し、半導体
基板の他面側を上記凹所に埋め込まれたＳＯＧ膜が露出
するように除去し、半導体基板の上記一面側に第２の窒
化膜よりなる上記薄膜を形成し、その後、凹所に埋め込
まれたＳＯＧ膜を除去することによって上記薄膜よりな
るダイアフラム部を形成することを特徴とし、圧力導入
孔の開口面積をダイアフラム部の面積よりも小さくする
ことができ、従来のように開口面積がダイアフラム部の
面積よりも大きい場合に比べてセンサチップの小型化を
図ることができて従来よりも小型の半導体圧力センサを
提供することができ、また、ダイアフラム部の厚さを第
２の窒化膜よりなる薄膜の成膜時の膜厚制御によって制
御することができるので、従来のように半導体基板を異
方性エッチングすることによりダイアフラム部を形成す
る場合に比べてダイアフラム部の厚さの薄型化が容易
で、しかもダイアフラム部面内やウェハ面内でのダイア
フラム部の厚さの均一性を高くでき、高感度で高精度の
半導体圧力センサを提供することができる。According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the method of manufacturing a semiconductor pressure sensor according to the first aspect, wherein the first nitride film patterned on the one surface of the semiconductor substrate is used as a mask by anisotropic etching. After forming a recess corresponding to the pressure introduction hole from the one surface to the middle of the thickness direction, the first nitride film is removed, the recess is filled with an SOG film, and the one surface side of the semiconductor substrate is planarized. Removing the other surface of the semiconductor substrate so that the SOG film embedded in the recess is exposed, forming the thin film made of a second nitride film on the one surface of the semiconductor substrate, and then forming the thin film in the recess. By removing the buried SOG film to form a diaphragm portion made of the above thin film, the opening area of the pressure introducing hole can be made smaller than the area of the diaphragm portion. As compared with the case where the opening area is larger than the area of the diaphragm portion, the size of the sensor chip can be reduced, and a semiconductor pressure sensor smaller than before can be provided, and the thickness of the diaphragm portion can be reduced. Since the thickness can be controlled by controlling the film thickness when the thin film made of the second nitride film is formed, the thickness of the diaphragm portion is reduced as compared with the conventional case where the diaphragm portion is formed by anisotropically etching the semiconductor substrate. It is easy to reduce the thickness, the uniformity of the thickness of the diaphragm in the surface of the diaphragm and the surface of the wafer can be increased, and a highly sensitive and accurate semiconductor pressure sensor can be provided.
【００１８】請求項９の発明は、請求項１記載の半導体
圧力センサの製造方法であって、シリコン基板からなる
半導体基板の上記一面上にパターニングされた第１の窒
化膜をマスクとして異方性エッチングにより半導体基板
の上記一面から厚み方向の途中まで上記圧力導入孔に対
応した凹所を形成した後、上記凹所が埋め込まれるよう
に上記凹所にゲルマニウム膜を選択成長させ、半導体基
板の他面側を上記凹所に埋め込まれたゲルマニウム膜が
露出するように除去し、半導体基板の上記一面側に第２
の窒化膜よりなる上記薄膜を形成し、その後、凹所に埋
め込まれたゲルマニウム膜を除去することによって上記
薄膜よりなるダイアフラム部を形成することを特徴と
し、圧力導入孔の開口面積をダイアフラム部の面積より
も小さくすることができ、従来のように開口面積がダイ
アフラム部の面積よりも大きい場合に比べてセンサチッ
プの小型化を図ることができて従来よりも小型の半導体
圧力センサを提供することができ、また、ダイアフラム
部の厚さを第２の窒化膜よりなる薄膜の成膜時の膜厚制
御によって制御することができるので、従来のように半
導体基板を異方性エッチングすることによりダイアフラ
ム部を形成する場合に比べてダイアフラム部の厚さの薄
型化が容易で、しかもダイアフラム部面内やウェハ面内
でのダイアフラム部の厚さの均一性を高くでき、高感度
で高精度の半導体圧力センサを提供することができる。According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the method for manufacturing a semiconductor pressure sensor according to the first aspect, wherein the first nitride film patterned on the one surface of the semiconductor substrate made of a silicon substrate is used as a mask. After forming a recess corresponding to the pressure introduction hole from the one surface of the semiconductor substrate to the middle of the thickness direction by etching, a germanium film is selectively grown in the recess so that the recess is embedded, and other portions of the semiconductor substrate are formed. The surface side is removed so that the germanium film embedded in the recess is exposed, and a second surface is provided on the one surface side of the semiconductor substrate.
Forming a thin film made of the nitride film, and then forming a diaphragm portion made of the thin film by removing the germanium film buried in the recess, the opening area of the pressure introduction hole of the diaphragm portion An object of the present invention is to provide a semiconductor pressure sensor which can be smaller than the conventional one and can reduce the size of the sensor chip as compared with the conventional case where the opening area is larger than the area of the diaphragm. In addition, the thickness of the diaphragm can be controlled by controlling the thickness of the thin film made of the second nitride film when the thin film is formed. It is easier to make the thickness of the diaphragm part thinner than when forming the part, and furthermore, the diaphragm part in the plane of the diaphragm or the wafer Thickness can be increased uniformity, it is possible to provide a semiconductor pressure sensor of high accuracy with high sensitivity.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】（実施形態１）本実施形態の半導
体圧力センサは、図１に示すようなセンサチップＡを備
えている。センサチップＡは、半導体基板たる単結晶シ
リコン基板１の厚み方向の一面（以下、主表面と称す）
から他面（以下、裏面と称す）にわたって開口面積が小
さくなる圧力導入孔６が形成されている。また、単結晶
シリコン基板１の主表面における圧力導入孔６の開口面
を閉塞し圧力を受けるダイアフラム部２０として熱酸化
膜（ＳｉＯ2膜）５よりなる薄膜が形成されている。ま
た、熱酸化膜５上には、ダイアフラム部２０の変形を検
出するセンシング部として多結晶シリコンよりなるピエ
ゾ抵抗素子７が形成され、ピエゾ抵抗素子７にはアルミ
ニウムよりなる配線８が接続されている。なお、図１中
の２は単結晶シリコン基板１の主表面側に堆積された窒
化膜（シリコン窒化膜）を示す。(Embodiment 1) A semiconductor pressure sensor according to this embodiment includes a sensor chip A as shown in FIG. The sensor chip A is a surface in the thickness direction of the single crystal silicon substrate 1 as a semiconductor substrate (hereinafter, referred to as a main surface).
A pressure introduction hole 6 having a smaller opening area is formed from the other surface (hereinafter referred to as a back surface). In addition, a thin film made of a thermal oxide film (SiO 2 film) 5 is formed as a diaphragm portion 20 that closes the opening of the pressure introduction hole 6 on the main surface of the single crystal silicon substrate 1 and receives pressure. On the thermal oxide film 5, a piezoresistive element 7 made of polycrystalline silicon is formed as a sensing unit for detecting deformation of the diaphragm section 20, and a wiring 8 made of aluminum is connected to the piezoresistive element 7. . Note that reference numeral 2 in FIG. 1 denotes a nitride film (silicon nitride film) deposited on the main surface side of the single crystal silicon substrate 1.
【００２０】本実施形態では、センサチップＡに形成さ
れた圧力導入孔６の開口面積がダイアフラム部２０の面
積（図１におけるダイアフラム部２０の下面の面積）よ
りも小さいので、図１７に示した従来構成のように凹所
３３の開口面積がダイアフラム部２０’の面積よりも大
きいセンサチップＡ’に比べて、センサチップＡの小型
化を図ることができ、センサ全体のサイズを小型化する
ことができる。In this embodiment, since the opening area of the pressure introducing hole 6 formed in the sensor chip A is smaller than the area of the diaphragm section 20 (the area of the lower surface of the diaphragm section 20 in FIG. 1), it is shown in FIG. Compared with the sensor chip A 'in which the opening area of the recess 33 is larger than the area of the diaphragm portion 20' as in the conventional configuration, the size of the sensor chip A can be reduced, and the size of the entire sensor can be reduced. Can be.
【００２１】また、本実施形態では、ダイアフラム部２
０が熱酸化膜５よりなる薄膜にて構成されているので、
ダイアフラム部２０の厚さをシリコンの熱酸化による熱
酸化膜５の成長時（成膜時）の膜厚制御によって制御す
ることができ、Å単位で熱酸化膜５の膜厚を制御できる
から、上記従来構成のように単結晶シリコン基板１をＫ
ＯＨ溶液によって異方性エッチングすることによりダイ
アフラム部２０’を形成したセンサチップＡ’に比べ
て、ダイアフラム部２０の厚さの薄型化が容易で、しか
もダイアフラム部２０面内やウェハ面内でのダイアフラ
ム部２０の厚さの均一性を高くでき、高感度化および高
精度化を図ることができる。また、本実施形態では、歩
留まりが高くなり、低コスト化を図ることも可能とな
る。In this embodiment, the diaphragm 2
0 is composed of a thin film composed of the thermal oxide film 5,
Since the thickness of the diaphragm portion 20 can be controlled by controlling the thickness of the thermal oxide film 5 during the growth (at the time of film formation) by thermal oxidation of silicon, and the thickness of the thermal oxide film 5 can be controlled in Δ units, The single crystal silicon substrate 1 is K
Compared with the sensor chip A 'in which the diaphragm portion 20' is formed by anisotropic etching using an OH solution, the thickness of the diaphragm portion 20 can be easily reduced, and the diaphragm portion 20 or the wafer surface can be thinned. The uniformity of the thickness of the diaphragm section 20 can be increased, and higher sensitivity and higher accuracy can be achieved. Further, in this embodiment, the yield is increased, and the cost can be reduced.
【００２２】以下、上記センサチップＡの製造方法につ
いて図２を参照しながら説明する。Hereinafter, a method of manufacturing the sensor chip A will be described with reference to FIG.
【００２３】まず、単結晶シリコン基板１の主表面上に
窒化膜２を堆積させ、フォトリソグラフィ技術およびエ
ッチング技術等を利用して窒化膜２をパターニングし、
該パターニングされた窒化膜２をマスクとしてＫＯＨ溶
液を用いたシリコンの異方性エッチングによって単結晶
シリコン基板１の主表面から厚み方向（深さ方向）の途
中（所定深さ）まで上記圧力導入孔６を形成するための
断面Ｖ字状の凹所３（該凹所３の開口面側が後の工程に
よって上記圧力導入孔６になる）を形成することによ
り、図２（ａ）に示す構造が得られる。First, a nitride film 2 is deposited on the main surface of a single-crystal silicon substrate 1, and the nitride film 2 is patterned using a photolithography technique, an etching technique, and the like.
Using the patterned nitride film 2 as a mask, the pressure introducing hole extends from the main surface of the single crystal silicon substrate 1 to the middle (predetermined depth) in the thickness direction (depth direction) by anisotropic etching of silicon using a KOH solution. By forming a recess 3 having a V-shaped cross section (the opening side of the recess 3 becomes the pressure introducing hole 6 in a later step) for forming the structure 6, the structure shown in FIG. can get.
【００２４】次に、単結晶シリコン基板１の主表面側の
全面に多結晶半導体膜たる多結晶シリコン膜４を堆積さ
せて（つまり、窒化膜２上および凹所３内に多結晶シリ
コン膜４を堆積させて）上記凹所３を埋め込むことによ
り、図２（ｂ）に示す構造が得られる。Next, a polycrystalline silicon film 4 as a polycrystalline semiconductor film is deposited on the entire surface of the single crystal silicon substrate 1 on the main surface side (that is, the polycrystalline silicon film 4 is formed on the nitride film 2 and in the recess 3). By embedding the recess 3), the structure shown in FIG. 2B is obtained.
【００２５】その後、化学的機械的研磨法であるＣＭＰ
（chemical-mechanical polishing）などの手段を用い
て単結晶シリコン基板１の主表面側を平坦化し、単結晶
シリコン基板１の裏面側を上記凹所３に埋め込まれた多
結晶シリコン膜４が露出するように研磨するすることに
より、図２（ｃ）に示す構造が得られる。Then, CMP, which is a chemical mechanical polishing method, is used.
(Chemical-mechanical polishing) or the like, the main surface of the single crystal silicon substrate 1 is flattened, and the back surface of the single crystal silicon substrate 1 is exposed to the polycrystalline silicon film 4 embedded in the recess 3. By polishing as described above, a structure shown in FIG. 2C is obtained.
【００２６】次に、熱酸化を行うことにより単結晶シリ
コン基板１の主表面側の多結晶シリコン膜４の表面側に
熱酸化膜５を成長させるとともに単結晶シリコン基板１
の裏面側に熱酸化膜を成長させ、単結晶シリコン基板１
の裏面側の熱酸化膜を除去した後に、上記凹所３に埋め
込まれた多結晶シリコン膜４を選択的に除去することに
よって、上記圧力導入孔６およびダイアフラム部２０が
形成され、図２（ｄ）に示す構造が得られる。Next, a thermal oxide film 5 is grown on the surface of the polycrystalline silicon film 4 on the main surface side of the single crystal silicon substrate 1 by performing thermal oxidation.
A thermal oxide film is grown on the back side of the
After removing the thermal oxide film on the back surface side of FIG. 2, the pressure introducing hole 6 and the diaphragm portion 20 are formed by selectively removing the polycrystalline silicon film 4 buried in the concave portion 3. The structure shown in d) is obtained.
【００２７】次に、単結晶シリコン基板１の主表面側の
全面に多結晶シリコン膜を堆積させて（つまり、窒化膜
２上および熱酸化膜５上に多結晶シリコン膜を堆積させ
て）、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術等
を利用して該多結晶シリコン膜の一部よりなるピエゾ抵
抗素子７を形成し、その後、スパッタリング等によりア
ルミニウムよりなる配線８を形成することによって、図
２（ｅ）に示す構造のセンサチップＡが得られる。セン
サチップＡを単結晶シリコンウェハ面内に複数形成でき
ることは勿論である。Next, a polycrystalline silicon film is deposited on the entire surface of the single crystal silicon substrate 1 on the main surface side (that is, a polycrystalline silicon film is deposited on the nitride film 2 and the thermal oxide film 5). By forming a piezoresistive element 7 composed of a part of the polycrystalline silicon film by using a photolithography technique, an etching technique and the like, and thereafter forming a wiring 8 made of aluminum by sputtering or the like, FIG. The sensor chip A having the structure shown in FIG. Needless to say, a plurality of sensor chips A can be formed in the plane of the single crystal silicon wafer.
【００２８】しかして、本実施形態の半導体圧力センサ
の製造方法によれば、圧力導入孔６の開口面積をダイア
フラム部２０の面積よりも小さくすることができ、図１
８で説明した従来の製造方法のように開口面積がダイア
フラム部２０’の面積よりも大きくなる場合に比べて、
センサチップＡの小型化を図ることができて従来よりも
小型の半導体圧力センサを提供することができ、また、
ダイアフラム部２０の厚さを熱酸化膜よりなる薄膜の成
膜時の膜厚制御によって制御する（管理する）ことがで
きるので、図１８で説明した従来の製造方法のように単
結晶シリコン基板１を異方性エッチングすることにより
ダイアフラム部２０’を形成する場合に比べて、ダイア
フラム部２０の厚さの薄型化が容易で、しかもダイアフ
ラム部２０面内やウェハ面内でのダイアフラム部２０の
厚さの均一性を高くでき、高感度で高精度の半導体圧力
センサを提供することができる。According to the manufacturing method of the semiconductor pressure sensor of the present embodiment, the opening area of the pressure introducing hole 6 can be made smaller than the area of the diaphragm section 20.
8, as compared with the case where the opening area is larger than the area of the diaphragm portion 20 ′ as in the conventional manufacturing method described in FIG.
The size of the sensor chip A can be reduced, and a semiconductor pressure sensor smaller than before can be provided.
Since the thickness of the diaphragm portion 20 can be controlled (managed) by controlling the thickness at the time of forming a thin film made of a thermal oxide film, the single crystal silicon substrate 1 can be controlled as in the conventional manufacturing method described with reference to FIG. It is easier to reduce the thickness of the diaphragm portion 20 compared with the case where the diaphragm portion 20 'is formed by anisotropically etching the film, and moreover, the thickness of the diaphragm portion 20 in the surface of the diaphragm portion 20 or the surface of the wafer is reduced. It is possible to provide a semiconductor pressure sensor with high uniformity and high sensitivity and high accuracy.
【００２９】（実施形態２）本実施形態の半導体圧力セ
ンサの基本構成は図１に示した実施形態１と略同じであ
って、図３に示すように、単結晶シリコン基板１の主表
面における圧力導入孔６の開口面を閉塞し圧力を受ける
ダイアフラム部２０として熱酸化膜（ＳｉＯ 2膜）５と
窒化膜（シリコン窒化膜）９との２層からなる薄膜が形
成されている点に特徴がある。また、本実施形態では、
窒化膜９上に、ダイアフラム部２０の変形を検出するセ
ンシング部として多結晶シリコンよりなるピエゾ抵抗素
子７が形成され、ピエゾ抵抗素子７にはアルミニウムよ
りなる配線８が接続されている。なお、実施形態１と同
様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
また、以下では窒化膜２を第１の窒化膜２と称し、窒化
膜９を第２の窒化膜９と称す。(Embodiment 2) The semiconductor pressure cell of this embodiment
The basic configuration of the sensor is substantially the same as that of the first embodiment shown in FIG.
Therefore, as shown in FIG.
Closes the opening surface of the pressure introduction hole 6 on the surface and receives pressure
A thermal oxide film (SiO 2) TwoMembrane) 5 and
A thin film composed of two layers of a nitride film (silicon nitride film) 9 is formed.
The feature is that it is made. In the present embodiment,
On the nitride film 9, a cell for detecting the deformation of the diaphragm section 20 is formed.
Piezoresistive element made of polycrystalline silicon as lancing part
Element 7 is formed, and the piezoresistive element 7 is made of aluminum.
Wiring 8 is connected. The same as in the first embodiment
The same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
Hereinafter, the nitride film 2 is referred to as a first nitride film 2 and
The film 9 is called a second nitride film 9.
【００３０】本実施形態では、実施形態１と同様、セン
サチップＡに形成された圧力導入孔６の開口面積がダイ
アフラム部２０の面積（図３におけるダイアフラム部２
０の下面の面積）よりも小さいので、図１７に示した従
来構成のように凹所３３の開口面積がダイアフラム部２
０’の面積よりも大きいセンサチップＡ’に比べて、セ
ンサチップＡの小型化を図ることができ、センサ全体の
サイズを小型化することができる。In this embodiment, as in the first embodiment, the opening area of the pressure introducing hole 6 formed in the sensor chip A is equal to the area of the diaphragm 20 (the diaphragm 2 in FIG. 3).
0, the opening area of the recess 33 is smaller than that of the diaphragm portion 2 as in the conventional configuration shown in FIG.
The size of the sensor chip A can be reduced as compared with the sensor chip A 'larger than the area of 0', and the size of the entire sensor can be reduced.
【００３１】また、本実施形態では、ダイアフラム部２
０が熱酸化膜５と第２の窒化膜９との２層からなる薄膜
よりなるので、ダイアフラム部２０の厚さをシリコンの
熱酸化による成長膜厚および第２の窒化膜９の堆積膜厚
それぞれの膜厚制御によって制御する（管理する）こと
ができ、上記従来構成のように単結晶シリコン基板１を
ＫＯＨ溶液によって異方性エッチングすることによりダ
イアフラム部２０’を形成したセンサチップＡ’に比べ
て、ダイアフラム部２０の厚さの薄型化が容易で、しか
もダイアフラム部２０面内やウェハ面内でのダイアフラ
ム部２０の厚さの均一性を高くでき、高感度化および高
精度化を図ることができる。また、本実施形態では、歩
留まりが高くなり、低コスト化を図ることも可能とな
る。In this embodiment, the diaphragm 2
Since 0 is a thin film composed of two layers, a thermal oxide film 5 and a second nitride film 9, the thickness of the diaphragm portion 20 is determined by the thickness of the film grown by thermal oxidation of silicon and the thickness of the deposited film of the second nitride film 9. The thickness can be controlled (managed) by controlling the respective film thicknesses. The sensor chip A ′ having the diaphragm portion 20 ′ formed by anisotropically etching the single crystal silicon substrate 1 with a KOH solution as in the above-described conventional configuration can be used. In comparison, the thickness of the diaphragm portion 20 can be easily reduced, and the uniformity of the thickness of the diaphragm portion 20 within the surface of the diaphragm portion 20 and the surface of the wafer can be increased, thereby achieving higher sensitivity and higher accuracy. be able to. Further, in this embodiment, the yield is increased, and the cost can be reduced.
【００３２】以下、上記センサチップＡの製造方法につ
いて図４を参照しながら説明する。Hereinafter, a method for manufacturing the sensor chip A will be described with reference to FIG.
【００３３】まず、単結晶シリコン基板１の主表面上に
第１の窒化膜２を堆積させ、フォトリソグラフィ技術お
よびエッチング技術等を利用して第１の窒化膜２をパタ
ーニングし、該パターニングされた第１の窒化膜２をマ
スクとしてＫＯＨ溶液を用いたシリコンの異方性エッチ
ングによって単結晶シリコン基板１の主表面から厚み方
向（深さ方向）の途中（所定深さ）まで上記圧力導入孔
６を形成するための断面Ｖ字状の凹所３（該凹所３の開
口面側が後の工程によって上記圧力導入孔６になる）を
形成することにより、図４（ａ）に示す構造が得られ
る。First, a first nitride film 2 is deposited on the main surface of a single-crystal silicon substrate 1, and the first nitride film 2 is patterned by using a photolithography technique, an etching technique, and the like. Using the first nitride film 2 as a mask, anisotropic etching of silicon using a KOH solution from the main surface of the single crystal silicon substrate 1 to the middle (predetermined depth) in the thickness direction (depth direction). 4 (a) is obtained by forming a concave portion 3 having a V-shaped cross section (the opening side of the concave portion 3 will become the pressure introducing hole 6 in a later step). Can be
【００３４】次に、単結晶シリコン基板１の主表面側の
全面に多結晶半導体膜たる多結晶シリコン膜４を堆積さ
せて（つまり、窒化膜２上および凹所３内に多結晶シリ
コン膜４を堆積させて）上記凹所３を埋め込むことによ
り、図４（ｂ）に示す構造が得られる。Next, a polycrystalline silicon film 4 as a polycrystalline semiconductor film is deposited on the entire surface on the main surface side of the single crystal silicon substrate 1 (that is, the polycrystalline silicon film 4 is formed on the nitride film 2 and in the recess 3). By embedding the recess 3), the structure shown in FIG. 4B is obtained.
【００３５】その後、ＣＭＰなどの手段を用いて単結晶
シリコン基板１の主表面側を平坦化し、単結晶シリコン
基板１の裏面側を上記凹所３に埋め込まれた多結晶シリ
コン膜４が露出するように研磨するすることにより、図
４（ｃ）に示す構造が得られる。Thereafter, the main surface side of the single crystal silicon substrate 1 is flattened by means such as CMP, and the back surface side of the single crystal silicon substrate 1 exposes the polycrystalline silicon film 4 embedded in the recess 3. By polishing as described above, the structure shown in FIG. 4C is obtained.
【００３６】次に、熱酸化を行うことにより単結晶シリ
コン基板１の主表面側の多結晶シリコン膜４の表面に熱
酸化膜５を成長させるとともに単結晶シリコン基板１の
裏面側に熱酸化膜を成長させ、その後、単結晶シリコン
基板１の主表面側に第２の窒化膜９を例えばＣＶＤ法等
により堆積させ（つまり、熱酸化膜５上および第１の窒
化膜２上に第２の窒化膜９を堆積させ）、単結晶シリコ
ン基板１の裏面側の熱酸化膜を除去した後に、上記凹所
３に埋め込まれた多結晶シリコン膜４を選択的に除去す
ることによって、上記圧力導入孔６およびダイアフラム
部２０が形成され、図４（ｄ）に示す構造が得られる。Next, a thermal oxide film 5 is grown on the surface of the polycrystalline silicon film 4 on the main surface side of the single crystal silicon substrate 1 by performing thermal oxidation, and a thermal oxide film is formed on the back surface side of the single crystal silicon substrate 1. Then, a second nitride film 9 is deposited on the main surface side of the single-crystal silicon substrate 1 by, for example, a CVD method (that is, a second nitride film 9 is formed on the thermal oxide film 5 and the first nitride film 2). The nitride film 9 is deposited), and after removing the thermal oxide film on the back surface side of the single crystal silicon substrate 1, the polycrystalline silicon film 4 embedded in the recess 3 is selectively removed, so that the pressure introduction is achieved. The hole 6 and the diaphragm portion 20 are formed, and the structure shown in FIG. 4D is obtained.
【００３７】次に、単結晶シリコン基板１の主表面側の
全面に多結晶シリコン膜を堆積させて（つまり、第２の
窒化膜９上に多結晶シリコン膜を堆積させて）、フォト
リソグラフィ技術およびエッチング技術等を利用して該
多結晶シリコン膜の一部よりなるピエゾ抵抗素子７を形
成し、その後、スパッタリング等によりアルミニウムよ
りなる配線８を形成することによって、図４（ｅ）に示
す構造のセンサチップＡが得られる。センサチップＡを
単結晶シリコンウェハ面内に複数形成できることは勿論
である。Next, a polycrystalline silicon film is deposited on the entire surface on the main surface side of the single crystal silicon substrate 1 (that is, a polycrystalline silicon film is deposited on the second nitride film 9), and photolithography is performed. Then, a piezoresistive element 7 made of a part of the polycrystalline silicon film is formed by using an etching technique or the like, and thereafter, a wiring 8 made of aluminum is formed by sputtering or the like to obtain a structure shown in FIG. Is obtained. Needless to say, a plurality of sensor chips A can be formed in the plane of the single crystal silicon wafer.
【００３８】しかして、本実施形態の半導体圧力センサ
の製造方法によれば、圧力導入孔６の開口面積をダイア
フラム部２０の面積よりも小さくすることができ、図１
８で説明した従来の製造方法のように開口面積がダイア
フラム部２０’の面積よりも大きくなる場合に比べて、
センサチップＡの小型化を図ることができて従来よりも
小型の半導体圧力センサを提供することができ、また、
ダイアフラム部２０の厚さを熱酸化膜５と第２の窒化膜
９との２層よりなる薄膜の成膜時の膜厚制御によって制
御する（管理する）ことができるので、図１８で説明し
た従来の製造方法のように単結晶シリコン基板１を異方
性エッチングすることによりダイアフラム部２０’を形
成する場合に比べて、ダイアフラム部２０の厚さの薄型
化が容易で、しかもダイアフラム部２０面内やウェハ面
内でのダイアフラム部２０の厚さの均一性を高くでき、
高感度で高精度の半導体圧力センサを提供することがで
きる。According to the method of manufacturing the semiconductor pressure sensor of the present embodiment, the opening area of the pressure introducing hole 6 can be made smaller than the area of the diaphragm 20.
8, as compared with the case where the opening area is larger than the area of the diaphragm portion 20 ′ as in the conventional manufacturing method described in FIG.
The size of the sensor chip A can be reduced, and a semiconductor pressure sensor smaller than before can be provided.
The thickness of the diaphragm portion 20 can be controlled (managed) by controlling the thickness at the time of forming the thin film including the thermal oxide film 5 and the second nitride film 9 at the time of forming the two thin films. Compared with the case where the diaphragm portion 20 'is formed by anisotropically etching the single crystal silicon substrate 1 as in the conventional manufacturing method, the thickness of the diaphragm portion 20 can be easily reduced, and the surface of the diaphragm portion 20 can be easily formed. The uniformity of the thickness of the diaphragm portion 20 inside the wafer or within the wafer surface,
A highly sensitive and accurate semiconductor pressure sensor can be provided.
【００３９】なお、本実施形態では、ダイアフラム部２
０を熱酸化膜５と第２の窒化膜９とにより構成したこと
により、実施形態１に比べてダイアフラム部２０の強度
を高めることができる。また、ピエゾ抵抗素子７をパタ
ーニングする際に熱酸化膜５がエッチングされるの防ぐ
ことができる。In this embodiment, the diaphragm 2
By configuring the thermal oxide film 5 and the second nitride film 9 as 0, the strength of the diaphragm section 20 can be increased as compared with the first embodiment. Further, it is possible to prevent the thermal oxide film 5 from being etched when the piezoresistive element 7 is patterned.
【００４０】（実施形態３）本実施形態の半導体圧力セ
ンサの基本構成は図１に示した実施形態１と略同じであ
って、図５に示すように、単結晶シリコン基板１の主表
面における圧力導入孔６の開口面を閉塞し圧力を受ける
ダイアフラム部２０として窒化膜（シリコン窒化膜）９
よりなる薄膜が形成されている点に特徴がある。また、
本実施形態では、窒化膜９上に、ダイアフラム部２０の
変形を検出するセンシング部として多結晶シリコンより
なるピエゾ抵抗素子７が形成され、ピエゾ抵抗素子７に
はアルミニウムよりなる配線８が接続されている。な
お、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付し
て説明を省略する。また、以下では窒化膜２を第１の窒
化膜２と称し、窒化膜９を第２の窒化膜９と称す。(Embodiment 3) The basic configuration of a semiconductor pressure sensor of this embodiment is substantially the same as that of Embodiment 1 shown in FIG. 1, and as shown in FIG. A nitride film (silicon nitride film) 9 serving as a diaphragm portion 20 which closes the opening surface of the pressure introducing hole 6 and receives pressure.
The feature is that a thin film composed of Also,
In the present embodiment, a piezoresistive element 7 made of polycrystalline silicon is formed on the nitride film 9 as a sensing part for detecting deformation of the diaphragm part 20, and a wiring 8 made of aluminum is connected to the piezoresistive element 7. I have. Note that the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Hereinafter, nitride film 2 is referred to as first nitride film 2 and nitride film 9 is referred to as second nitride film 9.
【００４１】本実施形態では、実施形態１と同様、セン
サチップＡに形成された圧力導入孔６の開口面積がダイ
アフラム部２０の面積（図５におけるダイアフラム部２
０の下面の面積）よりも小さいので、図１７に示した従
来構成のように凹所３３の開口面積がダイアフラム部２
０’の面積よりも大きいセンサチップＡ’に比べて、セ
ンサチップＡの小型化を図ることができ、センサ全体の
サイズを小型化することができる。In the present embodiment, similarly to the first embodiment, the opening area of the pressure introducing hole 6 formed in the sensor chip A is equal to the area of the diaphragm 20 (the diaphragm 2 in FIG. 5).
0, the opening area of the recess 33 is smaller than that of the diaphragm portion 2 as in the conventional configuration shown in FIG.
The size of the sensor chip A can be reduced as compared with the sensor chip A 'larger than the area of 0', and the size of the entire sensor can be reduced.
【００４２】また、本実施形態では、ダイアフラム部２
０が第２の窒化膜９の薄膜よりなるので、ダイアフラム
部２０の厚さを第２の窒化膜９の堆積膜厚の膜厚制御に
よって制御する（管理する）ことができ、上記従来構成
のように単結晶シリコン基板１をＫＯＨ溶液によって異
方性エッチングすることによりダイアフラム部２０’を
形成したセンサチップＡ’に比べて、ダイアフラム部２
０の厚さの薄型化が容易で、しかもダイアフラム部２０
面内やウェハ面内でのダイアフラム部２０の厚さの均一
性を高くでき、高感度化および高精度化を図ることがで
きる。また、本実施形態では、歩留まりが高くなり、低
コスト化を図ることも可能となる。In this embodiment, the diaphragm 2
Since 0 is a thin film of the second nitride film 9, the thickness of the diaphragm portion 20 can be controlled (managed) by controlling the thickness of the deposited film of the second nitride film 9. The single crystal silicon substrate 1 is anisotropically etched with a KOH solution as compared with the sensor chip A 'in which the diaphragm portion 20' is formed.
The thickness of the diaphragm portion 20 can be easily reduced.
The uniformity of the thickness of the diaphragm portion 20 within the plane or the wafer plane can be increased, and higher sensitivity and higher precision can be achieved. Further, in this embodiment, the yield is increased, and the cost can be reduced.
【００４３】以下、上記センサチップＡの製造方法につ
いて図６を参照しながら説明する。Hereinafter, a method of manufacturing the sensor chip A will be described with reference to FIG.
【００４４】まず、単結晶シリコン基板１の主表面上に
第１の窒化膜２を堆積させ、フォトリソグラフィ技術お
よびエッチング技術等を利用して第１の窒化膜２をパタ
ーニングし、該パターニングされた第１の窒化膜２をマ
スクとしてＫＯＨ溶液を用いたシリコンの異方性エッチ
ングによって単結晶シリコン基板１の主表面から厚み方
向（深さ方向）の途中（所定深さ）まで上記圧力導入孔
６を形成するための断面Ｖ字状の凹所３（該凹所３の開
口面側が後の工程によって上記圧力導入孔６になる）を
形成することにより、図６（ａ）に示す構造が得られ
る。First, a first nitride film 2 is deposited on the main surface of a single-crystal silicon substrate 1, and the first nitride film 2 is patterned by using a photolithography technique, an etching technique, and the like. Using the first nitride film 2 as a mask, anisotropic etching of silicon using a KOH solution from the main surface of the single crystal silicon substrate 1 to a point (predetermined depth) in the thickness direction (depth direction) of the pressure introduction hole 6. 6 (a) is obtained by forming a recess 3 having a V-shaped cross section (the opening side of the recess 3 becomes the pressure introducing hole 6 in a later step). Can be
【００４５】次に、単結晶シリコン基板１の主表面側の
全面に多結晶半導体膜たる多結晶シリコン膜４を堆積さ
せて（つまり、窒化膜２上および凹所３内に多結晶シリ
コン膜４を堆積させて）上記凹所３を埋め込むことによ
り、図６（ｂ）に示す構造が得られる。Next, a polycrystalline silicon film 4 as a polycrystalline semiconductor film is deposited on the entire surface of the single crystal silicon substrate 1 on the main surface side (that is, the polycrystalline silicon film 4 is formed on the nitride film 2 and in the recess 3). By embedding the recess 3), the structure shown in FIG. 6B is obtained.
【００４６】その後、ＣＭＰなどの手段を用いて単結晶
シリコン基板１の主表面側を平坦化し、単結晶シリコン
基板１の裏面側を上記凹所３に埋め込まれた多結晶シリ
コン膜４が露出するように研磨するすることにより、図
６（ｃ）に示す構造が得られる。Thereafter, the main surface side of the single crystal silicon substrate 1 is flattened by means such as CMP, and the polycrystalline silicon film 4 embedded in the recess 3 is exposed on the back surface side of the single crystal silicon substrate 1. By polishing as described above, a structure shown in FIG. 6C is obtained.
【００４７】次に、単結晶シリコン基板１の主表面側に
第２の窒化膜９を例えばＣＶＤ法等により堆積させ（つ
まり、多結晶シリコン膜４上および第１の窒化膜２上に
第２の窒化膜９を堆積させ）、その後、上記凹所３に埋
め込まれた多結晶シリコン膜４を選択的に除去すること
によって、上記圧力導入孔６およびダイアフラム部２０
が形成され、図６（ｄ）に示す構造が得られる。Next, a second nitride film 9 is deposited on the main surface side of the single crystal silicon substrate 1 by, for example, a CVD method or the like (ie, a second nitride film 9 is formed on the polycrystalline silicon film 4 and the first nitride film 2). Then, the polycrystalline silicon film 4 embedded in the recess 3 is selectively removed, whereby the pressure introducing hole 6 and the diaphragm portion 20 are removed.
Is formed, and the structure shown in FIG. 6D is obtained.
【００４８】次に、単結晶シリコン基板１の主表面側の
全面に多結晶シリコン膜を堆積させて（つまり、第２の
窒化膜９上に多結晶シリコン膜を堆積させて）、フォト
リソグラフィ技術およびエッチング技術等を利用して該
多結晶シリコン膜の一部よりなるピエゾ抵抗素子７を形
成し、その後、スパッタリング等によりアルミニウムよ
りなる配線８を形成することによって、図６（ｅ）に示
す構造のセンサチップＡが得られる。センサチップＡを
単結晶シリコンウェハ面内に複数形成できることは勿論
である。Next, a polycrystalline silicon film is deposited on the entire surface on the main surface side of the single crystal silicon substrate 1 (that is, a polycrystalline silicon film is deposited on the second nitride film 9), and photolithography is performed. Then, a piezoresistive element 7 made of a part of the polycrystalline silicon film is formed by using an etching technique or the like, and then a wiring 8 made of aluminum is formed by sputtering or the like, thereby obtaining the structure shown in FIG. Is obtained. Needless to say, a plurality of sensor chips A can be formed in the plane of the single crystal silicon wafer.
【００４９】しかして、本実施形態の半導体圧力センサ
の製造方法によれば、圧力導入孔６の開口面積をダイア
フラム部２０の面積よりも小さくすることができ、図１
８で説明した従来の製造方法のように開口面積がダイア
フラム部２０’の面積よりも大きくなる場合に比べて、
センサチップＡの小型化を図ることができて従来よりも
小型の半導体圧力センサを提供することができ、また、
ダイアフラム部２０の厚さを第２の窒化膜９よりなる薄
膜の成膜時の膜厚制御によって制御する（管理する）こ
とができるので、図１８で説明した従来の製造方法のよ
うに単結晶シリコン基板１を異方性エッチングすること
によりダイアフラム部２０’を形成する場合に比べて、
ダイアフラム部２０の厚さの薄型化が容易で、しかもダ
イアフラム部２０面内やウェハ面内でのダイアフラム部
２０の厚さの均一性を高くでき、高感度で高精度の半導
体圧力センサを提供することができる。According to the method of manufacturing a semiconductor pressure sensor of the present embodiment, the opening area of the pressure introducing hole 6 can be made smaller than the area of the diaphragm 20.
8, as compared with the case where the opening area is larger than the area of the diaphragm portion 20 ′ as in the conventional manufacturing method described in FIG.
The size of the sensor chip A can be reduced, and a semiconductor pressure sensor smaller than before can be provided.
Since the thickness of the diaphragm portion 20 can be controlled (managed) by controlling the film thickness when the thin film made of the second nitride film 9 is formed, a single crystal can be formed as in the conventional manufacturing method described with reference to FIG. Compared with the case where the diaphragm portion 20 'is formed by anisotropically etching the silicon substrate 1,
The thickness of the diaphragm portion 20 can be easily reduced, and the uniformity of the thickness of the diaphragm portion 20 within the surface of the diaphragm portion 20 and the surface of the wafer can be increased, thereby providing a semiconductor pressure sensor with high sensitivity and high accuracy. be able to.
【００５０】なお、本実施形態では、ダイアフラム部２
０を第２の窒化膜９により構成したことにより、実施形
態２で説明した製造方法のような熱酸化膜の成長工程が
不要となるので、製造工程を簡単化することができ、低
コスト化を図ることができる。In this embodiment, the diaphragm 2
Since the second nitride film 9 is constituted by the second nitride film 9, the step of growing a thermal oxide film as in the manufacturing method described in the second embodiment becomes unnecessary, so that the manufacturing process can be simplified and the cost can be reduced. Can be achieved.
【００５１】（実施形態４）本実施形態の半導体圧力セ
ンサの基本構成は図１に示した実施形態１と略同じであ
って、図７に示すように、実施形態１において窒化膜２
が形成されていた部位にも熱酸化膜５が連続的に形成さ
れている点に特徴がある。要するに、本実施形態では、
熱酸化膜５の一部がダイアフラム部２０を構成してい
る。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号
を付して説明を省略する。(Embodiment 4) The basic configuration of the semiconductor pressure sensor of this embodiment is substantially the same as that of Embodiment 1 shown in FIG. 1, and as shown in FIG.
It is characterized in that the thermal oxide film 5 is continuously formed also in the portion where was formed. In short, in this embodiment,
Part of the thermal oxide film 5 constitutes the diaphragm section 20. Note that the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【００５２】本実施形態では、実施形態１と同様、セン
サチップＡに形成された圧力導入孔６の開口面積がダイ
アフラム部２０の面積（図７におけるダイアフラム部２
０の下面の面積）よりも小さいので、図１７に示した従
来構成のように凹所３３の開口面積がダイアフラム部２
０’の面積よりも大きいセンサチップＡ’に比べて、セ
ンサチップＡの小型化を図ることができ、センサ全体の
サイズを小型化することができる。In this embodiment, similarly to the first embodiment, the opening area of the pressure introducing hole 6 formed in the sensor chip A is equal to the area of the diaphragm section 20 (the diaphragm section 2 in FIG. 7).
0, the opening area of the recess 33 is smaller than that of the diaphragm portion 2 as in the conventional configuration shown in FIG.
The size of the sensor chip A can be reduced as compared with the sensor chip A 'larger than the area of 0', and the size of the entire sensor can be reduced.
【００５３】また、本実施形態では、ダイアフラム部２
０が熱酸化膜５の薄膜よりなるので、ダイアフラム部２
０の厚さを熱酸化膜５の成長時（成膜時）の膜厚制御に
よって制御することができ、上記従来構成のように単結
晶シリコン基板１をＫＯＨ溶液によって異方性エッチン
グすることによりダイアフラム部２０’を形成したセン
サチップＡ’に比べて、ダイアフラム部２０の厚さの薄
型化が容易で、しかもダイアフラム部２０面内やウェハ
面内でのダイアフラム部２０の厚さの均一性を高くで
き、高感度化および高精度化を図ることができる。ま
た、本実施形態では、歩留まりが高くなり、低コスト化
を図ることも可能となる。In the present embodiment, the diaphragm 2
0 is a thin film of the thermal oxide film 5, so that the diaphragm 2
0 can be controlled by controlling the film thickness when the thermal oxide film 5 is grown (at the time of film formation), and the single crystal silicon substrate 1 is anisotropically etched with a KOH solution as in the above-described conventional configuration. Compared with the sensor chip A 'having the diaphragm portion 20', the thickness of the diaphragm portion 20 can be easily reduced, and the uniformity of the thickness of the diaphragm portion 20 within the surface of the diaphragm portion 20 or the surface of the wafer can be improved. It is possible to achieve higher sensitivity and higher accuracy. Further, in this embodiment, the yield is increased, and the cost can be reduced.
【００５４】以下、上記センサチップＡの製造方法につ
いて図８を参照しながら説明する。Hereinafter, a method for manufacturing the sensor chip A will be described with reference to FIG.
【００５５】まず、単結晶シリコン基板１の主表面上に
窒化膜２を堆積させ、フォトリソグラフィ技術およびエ
ッチング技術等を利用して窒化膜２をパターニングし、
該パターニングされた窒化膜２をマスクとしてＫＯＨ溶
液を用いたシリコンの異方性エッチングによって単結晶
シリコン基板１の主表面から厚み方向（深さ方向）の途
中（所定深さ）まで上記圧力導入孔６を形成するための
断面Ｖ字状の凹所３（該凹所３の開口面側が後の工程に
よって上記圧力導入孔６になる）を形成することによ
り、図８（ａ）に示す構造が得られる。First, a nitride film 2 is deposited on the main surface of a single crystal silicon substrate 1, and the nitride film 2 is patterned by using a photolithography technique, an etching technique, and the like.
Using the patterned nitride film 2 as a mask, the pressure introducing hole extends from the main surface of the single crystal silicon substrate 1 to the middle (predetermined depth) in the thickness direction (depth direction) by anisotropic etching of silicon using a KOH solution. By forming a recess 3 having a V-shaped cross section (the opening side of the recess 3 becomes the above-described pressure introducing hole 6 in a later step) for forming the hole 6, the structure shown in FIG. can get.
【００５６】次に、窒化膜２を除去した後、単結晶シリ
コン基板１の主表面側の全面に多結晶半導体膜たる多結
晶シリコン膜４を堆積させて（つまり、単結晶シリコン
基板１の主表面上および凹所３内に多結晶シリコン膜４
を堆積させて）上記凹所３を埋め込むことにより、図８
（ｂ）に示す構造が得られる。Next, after the nitride film 2 is removed, a polycrystalline silicon film 4 as a polycrystalline semiconductor film is deposited on the entire surface on the main surface side of the single crystal silicon substrate 1 (that is, the main surface of the single crystal silicon substrate 1 is removed). Polycrystalline silicon film 4 on the surface and in recess 3
8) by embedding the recess 3
The structure shown in (b) is obtained.
【００５７】その後、ＣＭＰなどの手段を用いて単結晶
シリコン基板１の主表面側を平坦化し、単結晶シリコン
基板１の裏面側を上記凹所３に埋め込まれた多結晶シリ
コン膜４が露出するように研磨するすることにより、図
８（ｃ）に示す構造が得られる。Thereafter, the main surface of the single-crystal silicon substrate 1 is flattened by using a means such as CMP, and the back surface of the single-crystal silicon substrate 1 is exposed to the polycrystalline silicon film 4 embedded in the recess 3. By polishing as described above, the structure shown in FIG. 8C is obtained.
【００５８】次に、熱酸化を行うことにより単結晶シリ
コン基板１の主表面側に熱酸化膜５を成長させるととも
に単結晶シリコン基板１の裏面側にも熱酸化膜を成長さ
せ、単結晶シリコン基板１の裏面側の熱酸化膜を除去し
た後に、上記凹所３に埋め込まれた多結晶シリコン膜４
を選択的に除去することによって、上記圧力導入孔６お
よびダイアフラム部２０が形成され、図８（ｄ）に示す
構造が得られる。Next, a thermal oxide film 5 is grown on the main surface of the single crystal silicon substrate 1 by thermal oxidation, and a thermal oxide film is grown on the back surface of the single crystal silicon substrate 1 as well. After removing the thermal oxide film on the back side of the substrate 1, the polycrystalline silicon film 4 embedded in the recess 3 is removed.
Is selectively removed to form the pressure introducing hole 6 and the diaphragm portion 20, and the structure shown in FIG. 8D is obtained.
【００５９】次に、単結晶シリコン基板１の主表面側の
熱酸化膜５上の全面に多結晶シリコン膜を堆積させて、
フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術等を利用
して該多結晶シリコン膜の一部よりなるピエゾ抵抗素子
７を形成し、その後、スパッタリング等によりアルミニ
ウムよりなる配線８を形成することによって、図８
（ｅ）に示す構造のセンサチップＡが得られる。センサ
チップＡを単結晶シリコンウェハ面内に複数形成できる
ことは勿論である。Next, a polycrystalline silicon film is deposited on the entire surface of the thermal oxide film 5 on the main surface side of the single crystal silicon substrate 1,
By forming a piezoresistive element 7 composed of a part of the polycrystalline silicon film using a photolithography technique, an etching technique, and the like, and thereafter forming a wiring 8 made of aluminum by sputtering or the like, FIG.
The sensor chip A having the structure shown in FIG. Needless to say, a plurality of sensor chips A can be formed in the plane of the single crystal silicon wafer.
【００６０】しかして、本実施形態の半導体圧力センサ
の製造方法によれば、圧力導入孔６の開口面積をダイア
フラム部２０の面積よりも小さくすることができ、図１
８で説明した従来の製造方法のように開口面積がダイア
フラム部２０’の面積よりも大きくなる場合に比べて、
センサチップＡの小型化を図ることができて従来よりも
小型の半導体圧力センサを提供することができ、また、
ダイアフラム部２０の厚さを熱酸化膜５よりなる薄膜の
成膜時の膜厚制御によって制御する（管理する）ことが
できるので、図１８で説明した従来の製造方法のように
単結晶シリコン基板１を異方性エッチングすることによ
りダイアフラム部２０’を形成する場合に比べて、ダイ
アフラム部２０の厚さの薄型化が容易で、しかもダイア
フラム部２０面内やウェハ面内でのダイアフラム部２０
の厚さの均一性を高くでき、高感度で高精度の半導体圧
力センサを提供することができる。According to the method of manufacturing the semiconductor pressure sensor of the present embodiment, the opening area of the pressure introducing hole 6 can be made smaller than the area of the diaphragm 20.
8, as compared with the case where the opening area is larger than the area of the diaphragm portion 20 ′ as in the conventional manufacturing method described in FIG.
The size of the sensor chip A can be reduced, and a semiconductor pressure sensor smaller than before can be provided.
Since the thickness of the diaphragm portion 20 can be controlled (managed) by controlling the film thickness when the thin film made of the thermal oxide film 5 is formed, the single crystal silicon substrate can be controlled as in the conventional manufacturing method described with reference to FIG. Compared with the case where the diaphragm portion 20 ′ is formed by anisotropically etching the diaphragm portion 20, the thickness of the diaphragm portion 20 can be easily reduced, and the diaphragm portion 20 in the surface of the diaphragm portion 20 or the surface of the wafer can be formed.
The thickness uniformity of the semiconductor pressure sensor can be increased, and a highly sensitive and accurate semiconductor pressure sensor can be provided.
【００６１】なお、本実施形態では、実施形態１におけ
る窒化膜２の部分も熱酸化膜５により構成されているの
で、実施形態１に比べてダイアフラム部２０の強度が高
くなる。In this embodiment, since the portion of the nitride film 2 in the first embodiment is also constituted by the thermal oxide film 5, the strength of the diaphragm portion 20 is higher than that in the first embodiment.
【００６２】（実施形態５）本実施形態の半導体圧力セ
ンサの基本構成は図３に示した実施形態２と略同じであ
って、図９に示すように、実施形態２において第１の窒
化膜２が形成されていた部位にも熱酸化膜５が連続的に
形成されている点に特徴がある。なお、実施形態２と同
様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。(Embodiment 5) The basic configuration of a semiconductor pressure sensor of this embodiment is substantially the same as that of Embodiment 2 shown in FIG. 3, and as shown in FIG. It is characterized in that the thermal oxide film 5 is continuously formed also at the portion where the film 2 was formed. Note that the same components as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
【００６３】本実施形態では、実施形態２と同様、セン
サチップＡに形成された圧力導入孔６の開口面積がダイ
アフラム部２０の面積（図９におけるダイアフラム部２
０の下面の面積）よりも小さいので、図１７に示した従
来構成のように凹所３３の開口面積がダイアフラム部２
０’の面積よりも大きいセンサチップＡ’に比べて、セ
ンサチップＡの小型化を図ることができ、センサ全体の
サイズを小型化することができる。In this embodiment, similarly to the second embodiment, the opening area of the pressure introducing hole 6 formed in the sensor chip A is equal to the area of the diaphragm portion 20 (the diaphragm portion 2 in FIG. 9).
0, the opening area of the recess 33 is smaller than that of the diaphragm portion 2 as in the conventional configuration shown in FIG.
The size of the sensor chip A can be reduced as compared with the sensor chip A 'larger than the area of 0', and the size of the entire sensor can be reduced.
【００６４】また、本実施形態では、ダイアフラム部２
０が熱酸化膜５と第２の窒化膜９との２層の薄膜よりな
るので、ダイアフラム部２０の厚さを熱酸化膜５の成長
膜厚および第２の窒化膜９の堆積膜厚それぞれの膜厚制
御によって制御する（管理する）ことができ、上記従来
構成のように単結晶シリコン基板１をＫＯＨ溶液によっ
て異方性エッチングすることによりダイアフラム部２
０’を形成したセンサチップＡ’に比べて、ダイアフラ
ム部２０の厚さの薄型化が容易で、しかもダイアフラム
部２０面内やウェハ面内でのダイアフラム部２０の厚さ
の均一性を高くでき、高感度化および高精度化を図るこ
とができる。また、本実施形態では、歩留まりが高くな
り、低コスト化を図ることも可能となる。In this embodiment, the diaphragm 2
0 is a two-layer thin film of the thermal oxide film 5 and the second nitride film 9, so that the thickness of the diaphragm portion 20 is reduced by the growth thickness of the thermal oxide film 5 and the deposition thickness of the second nitride film 9. Can be controlled (managed) by controlling the film thickness of the diaphragm portion 2.
Compared with the sensor chip A ′ having the 0 ′ formed thereon, the thickness of the diaphragm portion 20 can be easily reduced, and the uniformity of the thickness of the diaphragm portion 20 within the surface of the diaphragm portion 20 and the surface of the wafer can be increased. , High sensitivity and high accuracy can be achieved. Further, in this embodiment, the yield is increased, and the cost can be reduced.
【００６５】以下、上記センサチップＡの製造方法につ
いて図１０を参照しながら説明する。Hereinafter, a method for manufacturing the sensor chip A will be described with reference to FIG.
【００６６】まず、単結晶シリコン基板１の主表面上に
第１の窒化膜２を堆積させ、フォトリソグラフィ技術お
よびエッチング技術等を利用して第１の窒化膜２をパタ
ーニングし、該パターニングされた第１の窒化膜２をマ
スクとしてＫＯＨ溶液を用いたシリコンの異方性エッチ
ングによって単結晶シリコン基板１の主表面から厚み方
向（深さ方向）の途中（所定深さ）まで上記圧力導入孔
６を形成するための断面Ｖ字状の凹所３（該凹所３の開
口面側が後の工程によって上記圧力導入孔６になる）を
形成することにより、図１０（ａ）に示す構造が得られ
る。First, a first nitride film 2 is deposited on the main surface of a single-crystal silicon substrate 1, and the first nitride film 2 is patterned by using a photolithography technique, an etching technique, and the like. Using the first nitride film 2 as a mask, anisotropic etching of silicon using a KOH solution from the main surface of the single crystal silicon substrate 1 to the middle (predetermined depth) in the thickness direction (depth direction). 10 (a) is obtained by forming a recess 3 having a V-shaped cross section (the opening side of the recess 3 becomes the above-described pressure introducing hole 6 in a later step). Can be
【００６７】次に、第１の窒化膜２を除去した後、単結
晶シリコン基板１の主表面側の全面に多結晶半導体膜た
る多結晶シリコン膜４を堆積させて（つまり、単結晶シ
リコン基板１の主表面上および凹所３内に多結晶シリコ
ン膜４を堆積させて）上記凹所３を埋め込むことによ
り、図１０（ｂ）に示す構造が得られる。Next, after removing the first nitride film 2, a polycrystalline silicon film 4 as a polycrystalline semiconductor film is deposited on the entire surface on the main surface side of the single crystal silicon substrate 1 (that is, the single crystal silicon substrate By embedding the recess 3 (by depositing the polycrystalline silicon film 4 on the main surface of the substrate 1 and in the recess 3), the structure shown in FIG. 10B is obtained.
【００６８】その後、ＣＭＰなどの手段を用いて単結晶
シリコン基板１の主表面側を平坦化し、単結晶シリコン
基板１の裏面側を上記凹所３に埋め込まれた多結晶シリ
コン膜４が露出するように研磨するすることにより、図
１０（ｃ）に示す構造が得られる。Thereafter, the main surface side of the single crystal silicon substrate 1 is flattened by means such as CMP, and the polycrystalline silicon film 4 embedded in the recess 3 is exposed on the back surface side of the single crystal silicon substrate 1. By polishing as described above, the structure shown in FIG. 10C is obtained.
【００６９】次に、熱酸化を行うことにより単結晶シリ
コン基板１の主表面側に熱酸化膜５を成長させるととも
に単結晶シリコン基板１の裏面側にも熱酸化膜を成長さ
せ、その後、単結晶シリコン基板１の主表面側の熱酸化
膜５上に第２の窒化膜９を例えばＣＶＤ法等により堆積
させた後に、単結晶シリコン基板１の裏面側の熱酸化膜
を除去し、上記凹所３に埋め込まれた多結晶シリコン膜
４を選択的に除去することによって、上記圧力導入孔６
およびダイアフラム部２０が形成され、図１０（ｄ）に
示す構造が得られる。Next, by performing thermal oxidation, a thermal oxide film 5 is grown on the main surface side of the single crystal silicon substrate 1 and a thermal oxide film is also grown on the back surface side of the single crystal silicon substrate 1. After depositing a second nitride film 9 on the thermal oxide film 5 on the main surface side of the crystalline silicon substrate 1 by, for example, a CVD method or the like, the thermal oxide film on the rear surface side of the single crystal silicon substrate 1 is removed, and the concave portion is removed. By selectively removing the polycrystalline silicon film 4 embedded in the place 3,
Then, the diaphragm portion 20 is formed, and the structure shown in FIG. 10D is obtained.
【００７０】次に、第２の窒化膜９上の全面に多結晶シ
リコン膜を堆積させて、フォトリソグラフィ技術および
エッチング技術等を利用して該多結晶シリコン膜の一部
よりなるピエゾ抵抗素子７を形成し、その後、スパッタ
リング等によりアルミニウムよりなる配線８を形成する
ことによって、図１０（ｅ）に示す構造のセンサチップ
Ａが得られる。センサチップＡを単結晶シリコンウェハ
面内に複数形成できることは勿論である。Next, a polycrystalline silicon film is deposited on the entire surface of the second nitride film 9 and a piezoresistive element 7 composed of a part of the polycrystalline silicon film is formed by using a photolithography technique and an etching technique. Is formed, and then a wiring 8 made of aluminum is formed by sputtering or the like, whereby a sensor chip A having a structure shown in FIG. 10E is obtained. Needless to say, a plurality of sensor chips A can be formed in the plane of the single crystal silicon wafer.
【００７１】しかして、本実施形態の半導体圧力センサ
の製造方法によれば、圧力導入孔６の開口面積をダイア
フラム部２０の面積よりも小さくすることができ、図１
８で説明した従来の製造方法のように開口面積がダイア
フラム部２０’の面積よりも大きくなる場合に比べて、
センサチップＡの小型化を図ることができて従来よりも
小型の半導体圧力センサを提供することができ、また、
ダイアフラム部２０の厚さを熱酸化膜５と第２の窒化膜
９との２層よりなる薄膜の成膜時の膜厚制御によって制
御する（管理する）ことができるので、図１８で説明し
た従来の製造方法のように単結晶シリコン基板１を異方
性エッチングすることによりダイアフラム部２０’を形
成する場合に比べて、ダイアフラム部２０の厚さの薄型
化が容易で、しかもダイアフラム部２０面内やウェハ面
内でのダイアフラム部２０の厚さの均一性を高くでき、
高感度で高精度の半導体圧力センサを提供することがで
きる。According to the method of manufacturing the semiconductor pressure sensor of the present embodiment, the opening area of the pressure introducing hole 6 can be made smaller than the area of the diaphragm 20.
8, as compared with the case where the opening area is larger than the area of the diaphragm portion 20 ′ as in the conventional manufacturing method described in FIG.
The size of the sensor chip A can be reduced, and a semiconductor pressure sensor smaller than before can be provided.
The thickness of the diaphragm portion 20 can be controlled (managed) by controlling the thickness at the time of forming the thin film including the thermal oxide film 5 and the second nitride film 9 at the time of forming the two thin films. Compared with the case where the diaphragm portion 20 'is formed by anisotropically etching the single crystal silicon substrate 1 as in the conventional manufacturing method, the thickness of the diaphragm portion 20 can be easily reduced, and the surface of the diaphragm portion 20 can be easily formed. The uniformity of the thickness of the diaphragm portion 20 inside the wafer or within the wafer surface,
A highly sensitive and accurate semiconductor pressure sensor can be provided.
【００７２】なお、本実施形態では、実施形態２で説明
した図３における第１の窒化膜２の部分も熱酸化膜５に
より構成されているので、実施形態２に比べてダイアフ
ラム部２０の強度が高くなる。In this embodiment, since the portion of the first nitride film 2 in FIG. 3 described in the second embodiment is also constituted by the thermal oxide film 5, the strength of the diaphragm 20 is larger than that of the second embodiment. Will be higher.
【００７３】（実施形態６）本実施形態の半導体圧力セ
ンサの基本構成は図１に示した実施形態１と略同じであ
って、図１１に示すように、単結晶シリコン基板１の主
表面における圧力導入孔６の開口面を閉塞し圧力を受け
るダイアフラム部２０として窒化膜（シリコン窒化膜）
９よりなる薄膜が形成されている点に特徴がある。ま
た、本実施形態では、窒化膜９上に、ダイアフラム部２
０の変形を検出するセンシング部として多結晶シリコン
よりなるピエゾ抵抗素子７が形成され、ピエゾ抵抗素子
７にはアルミニウムよりなる配線８が接続されている。
なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付
して説明を省略する。また、以下では窒化膜２を第１の
窒化膜２と称し、窒化膜９を第２の窒化膜９と称す。(Embodiment 6) The basic configuration of a semiconductor pressure sensor of this embodiment is substantially the same as that of Embodiment 1 shown in FIG. 1, and as shown in FIG. A nitride film (silicon nitride film) as the diaphragm portion 20 which closes the opening surface of the pressure introducing hole 6 and receives pressure.
9 is characterized in that a thin film of 9 is formed. Further, in this embodiment, the diaphragm portion 2 is formed on the nitride film 9.
A piezoresistive element 7 made of polycrystalline silicon is formed as a sensing unit for detecting the deformation of 0, and a wiring 8 made of aluminum is connected to the piezoresistive element 7.
Note that the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Hereinafter, nitride film 2 is referred to as first nitride film 2 and nitride film 9 is referred to as second nitride film 9.
【００７４】本実施形態では、実施形態１と同様、セン
サチップＡに形成された圧力導入孔６の開口面積がダイ
アフラム部２０の面積（図１１におけるダイアフラム部
２０の下面の面積）よりも小さいので、図１７に示した
従来構成のように凹所３３の開口面積がダイアフラム部
２０’の面積よりも大きいセンサチップＡ’に比べて、
センサチップＡの小型化を図ることができ、センサ全体
のサイズを小型化することができる。In this embodiment, as in the first embodiment, the opening area of the pressure introducing hole 6 formed in the sensor chip A is smaller than the area of the diaphragm 20 (the area of the lower surface of the diaphragm 20 in FIG. 11). 17, compared with the sensor chip A ′ in which the opening area of the recess 33 is larger than the area of the diaphragm part 20 ′ as in the conventional configuration shown in FIG.
The size of the sensor chip A can be reduced, and the size of the entire sensor can be reduced.
【００７５】また、本実施形態では、ダイアフラム部２
０が第２の窒化膜９の薄膜よりなるので、ダイアフラム
部２０の厚さを第２の窒化膜９の堆積時（成膜時）の膜
厚制御によって制御することができ、第２の窒化膜９の
膜厚をÅ単位で制御できるから、上記従来構成のように
単結晶シリコン基板１をＫＯＨ溶液によって異方性エッ
チングすることによりダイアフラム部２０’を形成した
センサチップＡ’に比べて、ダイアフラム部２０の厚さ
の薄型化が容易で、しかもダイアフラム部２０面内やウ
ェハ面内でのダイアフラム部２０の厚さの均一性を高く
でき、高感度化および高精度化を図ることができる。ま
た、本実施形態では、歩留まりが高くなり、低コスト化
を図ることも可能となる。In this embodiment, the diaphragm 2
Since 0 is a thin film of the second nitride film 9, the thickness of the diaphragm portion 20 can be controlled by controlling the film thickness when depositing the second nitride film 9 (at the time of film formation). Since the thickness of the film 9 can be controlled in units of 、, compared with the sensor chip A ′ in which the diaphragm portion 20 ′ is formed by anisotropically etching the single crystal silicon substrate 1 with a KOH solution as in the above-described conventional configuration. The thickness of the diaphragm portion 20 can be easily reduced, and the uniformity of the thickness of the diaphragm portion 20 within the surface of the diaphragm portion 20 and the surface of the wafer can be increased, so that high sensitivity and high precision can be achieved. . Further, in this embodiment, the yield is increased, and the cost can be reduced.
【００７６】以下、上記センサチップＡの製造方法につ
いて図１２を参照しながら説明する。Hereinafter, a method for manufacturing the sensor chip A will be described with reference to FIG.
【００７７】まず、単結晶シリコン基板１の主表面上に
第１の窒化膜２を堆積させ、フォトリソグラフィ技術お
よびエッチング技術等を利用して第１の窒化膜２をパタ
ーニングし、該パターニングされた第１の窒化膜２をマ
スクとしてＫＯＨ溶液を用いたシリコンの異方性エッチ
ングによって単結晶シリコン基板１の主表面から厚み方
向（深さ方向）の途中（所定深さ）まで上記圧力導入孔
６を形成するための断面Ｖ字状の凹所３（該凹所３の開
口面側が後の工程によって上記圧力導入孔６になる）を
形成することにより、図１２（ａ）に示す構造が得られ
る。First, a first nitride film 2 is deposited on the main surface of a single-crystal silicon substrate 1, and the first nitride film 2 is patterned by using a photolithography technique, an etching technique, and the like. Using the first nitride film 2 as a mask, anisotropic etching of silicon using a KOH solution from the main surface of the single crystal silicon substrate 1 to a point (predetermined depth) in the thickness direction (depth direction) of the pressure introduction hole 6. 12 (a) is obtained by forming a recess 3 having a V-shaped cross section (the opening side of the recess 3 becomes the above-described pressure introducing hole 6 in a later step). Can be
【００７８】次に、単結晶シリコン基板１の主表面側の
全面にＳＯＧ膜１４を塗布して上記凹所３を埋め込むこ
とにより、図１２（ｂ）に示す構造が得られる。Next, an SOG film 14 is applied to the entire surface on the main surface side of the single-crystal silicon substrate 1 and the recess 3 is buried, whereby the structure shown in FIG. 12B is obtained.
【００７９】その後、いわゆるエッチバックにより単結
晶シリコン基板１の主表面側を平坦化し、単結晶シリコ
ン基板１の裏面側を上記凹所３に埋め込まれたＳＯＧ膜
１４が露出するように研磨するすることにより、図１２
（ｃ）に示す構造が得られる。Thereafter, the main surface of the single crystal silicon substrate 1 is flattened by so-called etch back, and the back surface of the single crystal silicon substrate 1 is polished so that the SOG film 14 embedded in the recess 3 is exposed. As a result, FIG.
The structure shown in (c) is obtained.
【００８０】次に、単結晶シリコン基板１の主表面側に
第２の窒化膜９を例えばＣＶＤ法等により堆積させ（つ
まり、ＳＯＧ膜１４上および第１の窒化膜２上に第２の
窒化膜９を堆積させ）、その後、上記凹所３に埋め込ま
れたＳＯＧ膜１４を選択的に除去することによって、上
記圧力導入孔６およびダイアフラム部２０が形成され、
図１２（ｄ）に示す構造が得られる。Next, a second nitride film 9 is deposited on the main surface side of single crystal silicon substrate 1 by, for example, a CVD method (that is, a second nitride film 9 is deposited on SOG film 14 and first nitride film 2). Then, the SOG film 14 embedded in the recess 3 is selectively removed to form the pressure introducing hole 6 and the diaphragm portion 20.
The structure shown in FIG. 12D is obtained.
【００８１】次に、単結晶シリコン基板１の主表面側の
全面に多結晶シリコン膜を堆積させて（つまり、第２の
窒化膜９上に多結晶シリコン膜を堆積させて）、フォト
リソグラフィ技術およびエッチング技術等を利用して該
多結晶シリコン膜の一部よりなるピエゾ抵抗素子７を形
成し、その後、スパッタリング等によりアルミニウムよ
りなる配線８を形成することによって、図１２（ｅ）に
示す構造のセンサチップＡが得られる。センサチップＡ
を単結晶シリコンウェハ面内に複数形成できることは勿
論である。Next, a polycrystalline silicon film is deposited on the entire surface of the single crystal silicon substrate 1 on the main surface side (that is, a polycrystalline silicon film is deposited on the second nitride film 9), and photolithography is performed. Then, a piezoresistive element 7 made of a part of the polycrystalline silicon film is formed by using an etching technique or the like, and then a wiring 8 made of aluminum is formed by sputtering or the like, thereby forming a structure shown in FIG. Is obtained. Sensor chip A
Can be formed in the plane of the single crystal silicon wafer.
【００８２】しかして、本実施形態の半導体圧力センサ
の製造方法によれば、圧力導入孔６の開口面積をダイア
フラム部２０の面積よりも小さくすることができ、図１
８で説明した従来の製造方法のように開口面積がダイア
フラム部２０’の面積よりも大きくなる場合に比べて、
センサチップＡの小型化を図ることができて従来よりも
小型の半導体圧力センサを提供することができ、また、
ダイアフラム部２０の厚さを第２の窒化膜９よりなる薄
膜の成膜時の膜厚制御によって制御する（管理する）こ
とができるので、図１８で説明した従来の製造方法のよ
うに単結晶シリコン基板１を異方性エッチングすること
によりダイアフラム部２０’を形成する場合に比べて、
ダイアフラム部２０の厚さの薄型化が容易で、しかもダ
イアフラム部２０面内やウェハ面内でのダイアフラム部
２０の厚さの均一性を高くでき、高感度で高精度の半導
体圧力センサを提供することができる。According to the manufacturing method of the semiconductor pressure sensor of the present embodiment, the opening area of the pressure introducing hole 6 can be made smaller than the area of the diaphragm section 20.
8, as compared with the case where the opening area is larger than the area of the diaphragm portion 20 ′ as in the conventional manufacturing method described in FIG.
The size of the sensor chip A can be reduced, and a semiconductor pressure sensor smaller than before can be provided.
Since the thickness of the diaphragm portion 20 can be controlled (managed) by controlling the film thickness when the thin film made of the second nitride film 9 is formed, a single crystal can be formed as in the conventional manufacturing method described with reference to FIG. Compared with the case where the diaphragm portion 20 'is formed by anisotropically etching the silicon substrate 1,
The thickness of the diaphragm portion 20 can be easily reduced, and the uniformity of the thickness of the diaphragm portion 20 within the surface of the diaphragm portion 20 and the surface of the wafer can be increased, thereby providing a semiconductor pressure sensor with high sensitivity and high accuracy. be able to.
【００８３】なお、本実施形態では、ダイアフラム部２
０を第２の窒化膜９により構成したことにより、実施形
態２で説明した製造方法のような熱酸化膜の成長工程が
不要となるので、製造工程を簡単化することができ、低
コスト化を図ることができる。In this embodiment, the diaphragm 2
Since the second nitride film 9 is constituted by the second nitride film 9, the step of growing a thermal oxide film as in the manufacturing method described in the second embodiment becomes unnecessary, so that the manufacturing process can be simplified and the cost can be reduced. Can be achieved.
【００８４】（実施形態７）本実施形態の半導体圧力セ
ンサの基本構成は図１１に示した実施形態６と略同じで
あって、図１３に示すように、図１１において第１の窒
化膜２が形成されていた部位に、熱酸化膜５が形成され
ている点が相違する。(Embodiment 7) The basic configuration of the semiconductor pressure sensor of this embodiment is substantially the same as that of Embodiment 6 shown in FIG. 11, and as shown in FIG. The difference is that the thermal oxide film 5 is formed in the portion where the is formed.
【００８５】本実施形態では、実施形態６と同様、セン
サチップＡに形成された圧力導入孔６の開口面積がダイ
アフラム部２０の面積（図１３におけるダイアフラム部
２０の下面の面積）よりも小さいので、図１７に示した
従来構成のように凹所３３の開口面積がダイアフラム部
２０’の面積よりも大きいセンサチップＡ’に比べて、
センサチップＡの小型化を図ることができ、センサ全体
のサイズを小型化することができる。In this embodiment, as in the sixth embodiment, the opening area of the pressure introducing hole 6 formed in the sensor chip A is smaller than the area of the diaphragm 20 (the area of the lower surface of the diaphragm 20 in FIG. 13). Compared with the sensor chip A ′ in which the opening area of the recess 33 is larger than the area of the diaphragm portion 20 ′ as in the conventional configuration shown in FIG.
The size of the sensor chip A can be reduced, and the size of the entire sensor can be reduced.
【００８６】また、本実施形態では、ダイアフラム部２
０が第２の窒化膜９よりなる薄膜にて構成されているの
で、ダイアフラム部２０の厚さを第２の窒化膜９の堆積
時（成膜時）の膜厚制御によって制御することができ、
第２の窒化膜９の膜厚をÅ単位で制御できるから、上記
従来構成のように単結晶シリコン基板１をＫＯＨ溶液に
よって異方性エッチングすることによりダイアフラム部
２０’を形成したセンサチップＡ’に比べて、ダイアフ
ラム部２０の厚さの薄型化が容易で、しかもダイアフラ
ム部２０面内やウェハ面内でのダイアフラム部２０の厚
さの均一性を高くでき、高感度化および高精度化を図る
ことができる。また、本実施形態では、歩留まりが高く
なり、低コスト化を図ることも可能となる。In this embodiment, the diaphragm 2
Since 0 is composed of a thin film made of the second nitride film 9, the thickness of the diaphragm portion 20 can be controlled by controlling the film thickness when depositing the second nitride film 9 (at the time of film formation). ,
Since the thickness of the second nitride film 9 can be controlled in units of セ ン サ, the sensor chip A ′ in which the diaphragm portion 20 ′ is formed by anisotropically etching the single crystal silicon substrate 1 with a KOH solution as in the above-described conventional configuration. In comparison with the above, the thickness of the diaphragm portion 20 can be easily reduced, and the uniformity of the thickness of the diaphragm portion 20 within the surface of the diaphragm portion 20 and the surface of the wafer can be increased, so that high sensitivity and high accuracy can be achieved. Can be planned. Further, in this embodiment, the yield is increased, and the cost can be reduced.
【００８７】以下、上記センサチップＡの製造方法につ
いて図１４を参照しながら説明する。Hereinafter, a method of manufacturing the sensor chip A will be described with reference to FIG.
【００８８】まず、単結晶シリコン基板１の主表面上に
第１の窒化膜２を堆積させ、フォトリソグラフィ技術お
よびエッチング技術等を利用して第１の窒化膜２をパタ
ーニングし、該パターニングされた第１の窒化膜２をマ
スクとしてＫＯＨ溶液を用いたシリコンの異方性エッチ
ングによって単結晶シリコン基板１の主表面から厚み方
向（深さ方向）の途中（所定深さ）まで上記圧力導入孔
６を形成するための断面Ｖ字状の凹所３（該凹所３の開
口面側が後の工程によって上記圧力導入孔６になる）を
形成することにより、図１４（ａ）に示す構造が得られ
る。First, a first nitride film 2 is deposited on the main surface of a single-crystal silicon substrate 1, and the first nitride film 2 is patterned by using a photolithography technique, an etching technique, and the like. Using the first nitride film 2 as a mask, anisotropic etching of silicon using a KOH solution from the main surface of the single crystal silicon substrate 1 to the middle (predetermined depth) in the thickness direction (depth direction). 14 (a) is obtained by forming a concave portion 3 having a V-shaped cross section (the opening side of the concave portion 3 becomes the above-described pressure introducing hole 6 in a later step). Can be
【００８９】次に、第１の窒化膜２を除去した後、単結
晶シリコン基板１の主表面側の全面にＳＯＧ膜１４を塗
布して上記凹所３を埋め込むことにより、図１４（ｂ）
に示す構造が得られる。Next, after removing the first nitride film 2, an SOG film 14 is applied to the entire surface on the main surface side of the single-crystal silicon substrate 1 to fill the recess 3, thereby obtaining a structure shown in FIG.
The structure shown in FIG.
【００９０】その後、エッチバックにより単結晶シリコ
ン基板１の主表面側を平坦化し、単結晶シリコン基板１
の裏面側を上記凹所３に埋め込まれたＳＯＧ膜１４が露
出するように研磨するすることにより、図１４（ｃ）に
示す構造が得られる。Thereafter, the main surface side of the single crystal silicon substrate 1 is flattened by etching back,
Is polished so that the SOG film 14 buried in the recess 3 is exposed, whereby the structure shown in FIG. 14C is obtained.
【００９１】次に、熱酸化を行うことにより単結晶シリ
コン基板１の主表面側に熱酸化膜５を成長させるととも
に単結晶シリコン基板１の裏面側にも熱酸化膜を成長さ
せ、単結晶シリコン基板１の主表面側に第２の窒化膜９
を例えばＣＶＤ法等により堆積させ（つまり、ＳＯＧ膜
１４上および熱酸化膜５上に第２の窒化膜９を堆積さ
せ）、その後、単結晶シリコン基板１の裏面側の熱酸化
膜を除去し、上記凹所３に埋め込まれたＳＯＧ膜１４を
選択的に除去することによって、上記圧力導入孔６およ
びダイアフラム部２０が形成され、図１４（ｄ）に示す
構造が得られる。Next, a thermal oxide film 5 is grown on the main surface side of the single crystal silicon substrate 1 by thermal oxidation, and a thermal oxide film is also grown on the back surface side of the single crystal silicon substrate 1. A second nitride film 9 is formed on the main surface side of the substrate 1.
Is deposited by, for example, the CVD method (that is, the second nitride film 9 is deposited on the SOG film 14 and the thermal oxide film 5), and then the thermal oxide film on the back surface side of the single crystal silicon substrate 1 is removed. By selectively removing the SOG film 14 embedded in the recess 3, the pressure introducing hole 6 and the diaphragm 20 are formed, and the structure shown in FIG. 14D is obtained.
【００９２】次に、単結晶シリコン基板１の主表面側の
全面に多結晶シリコン膜を堆積させて（つまり、第２の
窒化膜９上に多結晶シリコン膜を堆積させて）、フォト
リソグラフィ技術およびエッチング技術等を利用して該
多結晶シリコン膜の一部よりなるピエゾ抵抗素子７を形
成し、その後、スパッタリング等によりアルミニウムよ
りなる配線８を形成することによって、図１４（ｅ）に
示す構造のセンサチップＡが得られる。センサチップＡ
を単結晶シリコンウェハ面内に複数形成できることは勿
論である。Next, a polycrystalline silicon film is deposited on the entire surface of the single crystal silicon substrate 1 on the main surface side (that is, a polycrystalline silicon film is deposited on the second nitride film 9), and photolithography is performed. Then, a piezoresistive element 7 made of a part of the polycrystalline silicon film is formed by using an etching technique or the like, and then a wiring 8 made of aluminum is formed by sputtering or the like, thereby forming the structure shown in FIG. Is obtained. Sensor chip A
Can be formed in the plane of the single crystal silicon wafer.
【００９３】しかして、本実施形態の半導体圧力センサ
の製造方法によれば、圧力導入孔６の開口面積をダイア
フラム部２０の面積よりも小さくすることができ、図１
８で説明した従来の製造方法のように開口面積がダイア
フラム部２０’の面積よりも大きくなる場合に比べて、
センサチップＡの小型化を図ることができて従来よりも
小型の半導体圧力センサを提供することができ、また、
ダイアフラム部２０の厚さを第２の窒化膜９よりなる薄
膜の成膜時の膜厚制御によって制御する（管理する）こ
とができるので、図１８で説明した従来の製造方法のよ
うに単結晶シリコン基板１を異方性エッチングすること
によりダイアフラム部２０’を形成する場合に比べて、
ダイアフラム部２０の厚さの薄型化が容易で、しかもダ
イアフラム部２０面内やウェハ面内でのダイアフラム部
２０の厚さの均一性を高くでき、高感度で高精度の半導
体圧力センサを提供することができる。According to the method of manufacturing the semiconductor pressure sensor of the present embodiment, the opening area of the pressure introducing hole 6 can be made smaller than the area of the diaphragm section 20.
8, as compared with the case where the opening area is larger than the area of the diaphragm portion 20 ′ as in the conventional manufacturing method described in FIG.
The size of the sensor chip A can be reduced, and a semiconductor pressure sensor smaller than before can be provided.
Since the thickness of the diaphragm portion 20 can be controlled (managed) by controlling the film thickness when the thin film made of the second nitride film 9 is formed, a single crystal can be formed as in the conventional manufacturing method described with reference to FIG. Compared with the case where the diaphragm portion 20 'is formed by anisotropically etching the silicon substrate 1,
The thickness of the diaphragm portion 20 can be easily reduced, and the uniformity of the thickness of the diaphragm portion 20 within the surface of the diaphragm portion 20 and the surface of the wafer can be increased, thereby providing a semiconductor pressure sensor with high sensitivity and high accuracy. be able to.
【００９４】（実施形態８）本実施形態の半導体圧力セ
ンサの基本構成は図１に示した実施形態１と略同じであ
って、図１５に示すように、単結晶シリコン基板１の主
表面における圧力導入孔６の開口面を閉塞し圧力を受け
るダイアフラム部２０として窒化膜（シリコン窒化膜）
９よりなる薄膜が形成されている点に特徴がある。ま
た、本実施形態では、窒化膜９上に、ダイアフラム部２
０の変形を検出するセンシング部として多結晶シリコン
よりなるピエゾ抵抗素子７が形成され、ピエゾ抵抗素子
７にはアルミニウムよりなる配線８が接続されている。
なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付
して説明を省略する。また、以下では窒化膜２を第１の
窒化膜２と称し、窒化膜９を第２の窒化膜９と称す。(Embodiment 8) The basic configuration of a semiconductor pressure sensor of this embodiment is substantially the same as that of Embodiment 1 shown in FIG. 1, and as shown in FIG. A nitride film (silicon nitride film) as the diaphragm portion 20 which closes the opening surface of the pressure introducing hole 6 and receives pressure.
9 is characterized in that a thin film of 9 is formed. Further, in this embodiment, the diaphragm portion 2 is formed on the nitride film 9.
A piezoresistive element 7 made of polycrystalline silicon is formed as a sensing unit for detecting the deformation of 0, and a wiring 8 made of aluminum is connected to the piezoresistive element 7.
Note that the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Hereinafter, nitride film 2 is referred to as first nitride film 2 and nitride film 9 is referred to as second nitride film 9.
【００９５】本実施形態では、実施形態１と同様、セン
サチップＡに形成された圧力導入孔６の開口面積がダイ
アフラム部２０の面積（図１５におけるダイアフラム部
２０の下面の面積）よりも小さいので、図１７に示した
従来構成のように凹所３３の開口面積がダイアフラム部
２０’の面積よりも大きいセンサチップＡ’に比べて、
センサチップＡの小型化を図ることができ、センサ全体
のサイズを小型化することができる。In this embodiment, as in the first embodiment, the opening area of the pressure introducing hole 6 formed in the sensor chip A is smaller than the area of the diaphragm 20 (the area of the lower surface of the diaphragm 20 in FIG. 15). Compared with the sensor chip A ′ in which the opening area of the recess 33 is larger than the area of the diaphragm portion 20 ′ as in the conventional configuration shown in FIG.
The size of the sensor chip A can be reduced, and the size of the entire sensor can be reduced.
【００９６】また、本実施形態では、ダイアフラム部２
０が第２の窒化膜９よりなる薄膜にて構成されているの
で、ダイアフラム部２０の厚さを第２の窒化膜９の堆積
時（成膜時）の膜厚制御によって制御（管理）すること
ができ、第２の窒化膜９の膜厚をÅ単位で制御できるか
ら、上記従来構成のように単結晶シリコン基板１をＫＯ
Ｈ溶液によって異方性エッチングすることによりダイア
フラム部２０’を形成したセンサチップＡ’に比べて、
ダイアフラム部２０の厚さの薄型化が容易で、しかもダ
イアフラム部２０面内やウェハ面内でのダイアフラム部
２０の厚さの均一性を高くでき、高感度化および高精度
化を図ることができる。また、本実施形態では、歩留ま
りが高くなり、低コスト化を図ることも可能となる。In this embodiment, the diaphragm 2
Since 0 is constituted by a thin film made of the second nitride film 9, the thickness of the diaphragm portion 20 is controlled (managed) by controlling the film thickness when the second nitride film 9 is deposited (at the time of film formation). Since the thickness of the second nitride film 9 can be controlled in units of Å, the single crystal silicon substrate 1 can be
Compared with the sensor chip A 'in which the diaphragm portion 20' is formed by anisotropic etching with the H solution,
The thickness of the diaphragm portion 20 can be easily reduced, and the uniformity of the thickness of the diaphragm portion 20 within the surface of the diaphragm portion 20 and the surface of the wafer can be increased, so that high sensitivity and high precision can be achieved. . Further, in this embodiment, the yield is increased, and the cost can be reduced.
【００９７】以下、上記センサチップＡの製造方法につ
いて図１６を参照しながら説明する。Hereinafter, a method of manufacturing the sensor chip A will be described with reference to FIG.
【００９８】まず、単結晶シリコン基板１の主表面上に
第１の窒化膜２を堆積させ、フォトリソグラフィ技術お
よびエッチング技術等を利用して第１の窒化膜２をパタ
ーニングし、該パターニングされた第１の窒化膜２をマ
スクとしてＫＯＨ溶液を用いたシリコンの異方性エッチ
ングによって単結晶シリコン基板１の主表面から厚み方
向（深さ方向）の途中（所定深さ）まで上記圧力導入孔
６を形成するための断面Ｖ字状の凹所３（該凹所３の開
口面側が後の工程によって上記圧力導入孔６になる）を
形成することにより、図１６（ａ）に示す構造が得られ
る。First, a first nitride film 2 is deposited on the main surface of a single crystal silicon substrate 1, and the first nitride film 2 is patterned by using a photolithography technique, an etching technique, and the like, and the patterned Using the first nitride film 2 as a mask, anisotropic etching of silicon using a KOH solution from the main surface of the single crystal silicon substrate 1 to the middle (predetermined depth) in the thickness direction (depth direction). 16 (a) is obtained by forming a recess 3 having a V-shaped cross section (the opening side of the recess 3 becomes the pressure introducing hole 6 in a later step). Can be
【００９９】次に、第１の窒化膜２をマスクとして、上
記凹所３内が埋め込まれるようにゲルマニウム膜２４を
選択成長させることにより、図１６（ｂ）に示す構造が
得られる。Next, by using the first nitride film 2 as a mask, the germanium film 24 is selectively grown so as to fill the recess 3, thereby obtaining the structure shown in FIG. 16B.
【０１００】その後、単結晶シリコン基板１の裏面側を
上記凹所３に成長されたゲルマニウム膜２４が露出する
ように研磨するすることにより、図１６（ｃ）に示す構
造が得られる。Thereafter, the back surface of the single crystal silicon substrate 1 is polished so that the germanium film 24 grown in the recess 3 is exposed, whereby the structure shown in FIG. 16C is obtained.
【０１０１】次に、単結晶シリコン基板１の主表面側に
第２の窒化膜９を例えばＣＶＤ法等により堆積させ（つ
まり、ゲルマニウム膜２４上および第１の窒化膜２上に
第２の窒化膜９を堆積させ）、その後、ゲルマニウム膜
２４を選択的に除去することによって、上記圧力導入孔
６およびダイアフラム部２０が形成され、図１６（ｄ）
に示す構造が得られる。Next, a second nitride film 9 is deposited on the main surface side of the single crystal silicon substrate 1 by, for example, a CVD method (that is, a second nitride film 9 is formed on the germanium film 24 and the first nitride film 2). The pressure introducing hole 6 and the diaphragm portion 20 are formed by selectively removing the germanium film 24, and FIG.
The structure shown in FIG.
【０１０２】次に、単結晶シリコン基板１の主表面側の
全面に多結晶シリコン膜を堆積させて（つまり、第２の
窒化膜９上に多結晶シリコン膜を堆積させて）、フォト
リソグラフィ技術およびエッチング技術を利用して該多
結晶シリコン膜の一部よりなるピエゾ抵抗素子７を形成
し、その後、スパッタリング等によりアルミニウムより
なる配線８を形成することによって、図１６（ｅ）に示
す構造のセンサチップＡが得られる。センサチップＡを
単結晶シリコンウェハ面内に複数形成できることは勿論
である。Next, a polycrystalline silicon film is deposited on the entire surface of the single crystal silicon substrate 1 on the main surface side (that is, a polycrystalline silicon film is deposited on the second nitride film 9), and photolithography is performed. Then, a piezoresistive element 7 made of a part of the polycrystalline silicon film is formed by using an etching technique, and then a wiring 8 made of aluminum is formed by sputtering or the like, whereby the structure shown in FIG. The sensor chip A is obtained. Needless to say, a plurality of sensor chips A can be formed in the plane of the single crystal silicon wafer.
【０１０３】しかして、本実施形態の半導体圧力センサ
の製造方法によれば、圧力導入孔６の開口面積をダイア
フラム部２０の面積よりも小さくすることができ、図１
８で説明した従来の製造方法のように開口面積がダイア
フラム部２０’の面積よりも大きくなる場合に比べて、
センサチップＡの小型化を図ることができて従来よりも
小型の半導体圧力センサを提供することができ、また、
ダイアフラム部２０の厚さを第２の窒化膜９よりなる薄
膜の成膜時の膜厚制御によって制御する（管理する）こ
とができるので、図１８で説明した従来の製造方法のよ
うに単結晶シリコン基板１を異方性エッチングすること
によりダイアフラム部２０’を形成する場合に比べて、
ダイアフラム部２０の厚さの薄型化が容易で、しかもダ
イアフラム部２０面内やウェハ面内でのダイアフラム部
２０の厚さの均一性を高くでき、高感度で高精度の半導
体圧力センサを提供することができる。According to the method of manufacturing the semiconductor pressure sensor of the present embodiment, the opening area of the pressure introducing hole 6 can be made smaller than the area of the diaphragm 20.
8, as compared with the case where the opening area is larger than the area of the diaphragm portion 20 ′ as in the conventional manufacturing method described in FIG.
The size of the sensor chip A can be reduced, and a semiconductor pressure sensor smaller than before can be provided.
Since the thickness of the diaphragm portion 20 can be controlled (managed) by controlling the film thickness when the thin film made of the second nitride film 9 is formed, a single crystal can be formed as in the conventional manufacturing method described with reference to FIG. Compared with the case where the diaphragm portion 20 'is formed by anisotropically etching the silicon substrate 1,
The thickness of the diaphragm portion 20 can be easily reduced, and the uniformity of the thickness of the diaphragm portion 20 within the surface of the diaphragm portion 20 and the surface of the wafer can be increased, thereby providing a semiconductor pressure sensor with high sensitivity and high accuracy. be able to.
【０１０４】[0104]
【発明の効果】請求項１の発明は、厚み方向の一面から
他面にわたって開口面積が小さくなる圧力導入孔が形成
された半導体基板と、該半導体基板の上記一面における
圧力導入孔の開口面を閉塞し圧力を受けるダイアフラム
部と、ダイアフラム部の変形を検出するセンシング部と
を備え、ダイアフラム部は薄膜よりなるので、圧力導入
孔の開口面積がダイアフラム部の面積よりも小さいか
ら、従来のように開口面積がダイアフラム部の面積より
も大きい場合に比べてセンサチップの小型化を図ること
ができてセンサ全体のサイズを小型化することができる
という効果があり、また、ダイアフラム部の厚さを薄膜
の成長膜厚もしくは堆積膜厚により制御することがで
き、従来のように半導体基板を異方性エッチングするこ
とによりダイアフラム部を形成する場合に比べてダイア
フラム部の厚さの薄型化が容易で、しかもダイアフラム
部面内やウェハ面内でのダイアフラム部の厚さの均一性
を高くでき、高感度化を図ることができるという効果が
ある。According to the first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor substrate having a pressure introducing hole having a reduced opening area from one surface in the thickness direction to the other surface, and an opening surface of the pressure introducing hole on the one surface of the semiconductor substrate. It has a diaphragm part that is closed and receives pressure, and a sensing part that detects deformation of the diaphragm part.Since the diaphragm part is made of a thin film, the opening area of the pressure introduction hole is smaller than the area of the diaphragm part. As compared with the case where the opening area is larger than the area of the diaphragm portion, the sensor chip can be made smaller and the size of the entire sensor can be reduced, and the thickness of the diaphragm portion can be reduced. The thickness can be controlled by the growth film thickness or the deposition film thickness of the diaphragm. It is easier to reduce the thickness of the diaphragm portion than in the case of forming the diaphragm, and the uniformity of the thickness of the diaphragm portion within the surface of the diaphragm portion or the surface of the wafer can be increased, and high sensitivity can be achieved. This has the effect.
【０１０５】請求項２の発明は、請求項１記載の半導体
圧力センサの製造方法であって、半導体基板の上記一面
上にパターニングされた窒化膜をマスクとして異方性エ
ッチングにより半導体基板の上記一面から厚み方向の途
中まで上記圧力導入孔に対応した凹所を形成した後、半
導体基板の上記一面側に多結晶半導体膜を堆積させるこ
とにより上記凹所を埋め込み、半導体基板の上記一面側
を平坦化し、半導体基板の他面側を上記凹所に埋め込ま
れた多結晶半導体膜が露出するように除去し、半導体基
板の上記一面側の多結晶半導体膜の表面を熱酸化させて
熱酸化膜よりなる上記薄膜を形成し、その後、凹所に埋
め込まれた多結晶半導体膜を除去することによって上記
薄膜よりなるダイアフラム部を形成するので、圧力導入
孔の開口面積をダイアフラム部の面積よりも小さくする
ことができ、従来のように開口面積がダイアフラム部の
面積よりも大きい場合に比べてセンサチップの小型化を
図ることができて従来よりも小型の半導体圧力センサを
提供することができるという効果があり、また、ダイア
フラム部の厚さを熱酸化膜よりなる薄膜の成膜時の膜厚
制御によって制御することができるから、従来のように
半導体基板を異方性エッチングすることによりダイアフ
ラム部を形成する場合に比べてダイアフラム部の厚さの
薄型化が容易で、しかもダイアフラム部面内やウェハ面
内でのダイアフラム部の厚さの均一性を高くでき、高感
度で高精度の半導体圧力センサを提供することができる
という効果がある。According to a second aspect of the present invention, there is provided the method of manufacturing a semiconductor pressure sensor according to the first aspect, wherein the one surface of the semiconductor substrate is anisotropically etched by using a patterned nitride film as a mask on the one surface of the semiconductor substrate. After forming a recess corresponding to the pressure introduction hole from the middle to the thickness direction, the recess is filled by depositing a polycrystalline semiconductor film on the one surface side of the semiconductor substrate, and the one surface side of the semiconductor substrate is flattened. The other side of the semiconductor substrate is removed so that the polycrystalline semiconductor film embedded in the recess is exposed, and the surface of the polycrystalline semiconductor film on the one side of the semiconductor substrate is thermally oxidized to form a thermal oxide film. The thin film is formed, and then the diaphragm portion made of the thin film is formed by removing the polycrystalline semiconductor film embedded in the recess. It is possible to make the sensor chip smaller than the case where the opening area is larger than the area of the diaphragm part as in the conventional case, and to make the semiconductor pressure sensor smaller than the conventional case. The thickness of the diaphragm can be controlled by controlling the thickness of a thin film made of a thermal oxide film, so that the semiconductor substrate can be anisotropic as in the prior art. Compared to the case where the diaphragm is formed by etching, the thickness of the diaphragm can be made thinner easily, and the uniformity of the thickness of the diaphragm within the surface of the diaphragm or the surface of the wafer can be increased, thereby achieving high sensitivity. Therefore, there is an effect that a semiconductor pressure sensor with high accuracy can be provided.
【０１０６】請求項３の発明は、請求項１記載の半導体
圧力センサの製造方法であって、半導体基板の上記一面
上にパターニングされた第１の窒化膜をマスクとして異
方性エッチングにより半導体基板の上記一面から厚み方
向の途中まで上記圧力導入孔に対応した凹所を形成した
後、半導体基板の上記一面側に多結晶半導体膜を堆積さ
せることにより上記凹所を埋め込み、半導体基板の上記
一面側を平坦化し、半導体基板の他面側を上記凹所に埋
め込まれた多結晶半導体膜が露出するように除去し、半
導体基板の上記一面側の多結晶半導体膜の表面を熱酸化
させて熱酸化膜を形成し、該熱酸膜上に第２の窒化膜を
積層することによって該熱酸化膜と該第２の窒化膜とよ
りなる上記薄膜を形成し、その後、凹所に埋め込まれた
多結晶半導体膜を除去することによって上記薄膜よりな
るダイアフラム部を形成するので、圧力導入孔の開口面
積をダイアフラム部の面積よりも小さくすることがで
き、従来のように開口面積がダイアフラム部の面積より
も大きい場合に比べてセンサチップの小型化を図ること
ができて従来よりも小型の半導体圧力センサを提供する
ことができるという効果があり、また、ダイアフラム部
の厚さを熱酸化膜と第２の窒化膜とよりなる薄膜の成膜
時の膜厚制御によって制御することができるから、従来
のように半導体基板を異方性エッチングすることにより
ダイアフラム部を形成する場合に比べてダイアフラム部
の厚さの薄型化が容易で、しかもダイアフラム部面内や
ウェハ面内でのダイアフラム部の厚さの均一性を高くで
き、高感度で高精度の半導体圧力センサを提供すること
ができるという効果がある。According to a third aspect of the present invention, there is provided the method of manufacturing a semiconductor pressure sensor according to the first aspect, wherein the semiconductor substrate is anisotropically etched by using the first nitride film patterned on the one surface of the semiconductor substrate as a mask. After forming a recess corresponding to the pressure introducing hole from the one surface to the middle of the thickness direction, the recess is buried by depositing a polycrystalline semiconductor film on the one surface side of the semiconductor substrate, and the one surface of the semiconductor substrate is formed. Side is removed, the other side of the semiconductor substrate is removed so that the polycrystalline semiconductor film embedded in the recess is exposed, and the surface of the polycrystalline semiconductor film on the one side of the semiconductor substrate is thermally oxidized. An oxide film is formed, and a second nitride film is laminated on the thermal acid film to form the thin film including the thermal oxide film and the second nitride film, and then embedded in the recess. Polycrystalline semiconductor film Since the diaphragm portion made of the thin film is formed by removing, the opening area of the pressure introducing hole can be made smaller than the area of the diaphragm portion, and when the opening area is larger than the area of the diaphragm portion as in the related art. As a result, the size of the sensor chip can be reduced, and a semiconductor pressure sensor smaller than before can be provided. In addition, the thickness of the diaphragm portion can be reduced by the thermal oxide film and the second nitride film. The thickness can be controlled by controlling the thickness of the thin film when forming the thin film, so that the thickness of the diaphragm can be reduced as compared with the conventional case where the diaphragm is formed by anisotropically etching the semiconductor substrate. It is possible to increase the uniformity of the thickness of the diaphragm in the diaphragm surface and the wafer surface, and to achieve a high sensitivity and high precision semiconductor pressure sensor. There is an effect that can be provided.
【０１０７】請求項４の発明は、請求項１記載の半導体
圧力センサの製造方法であって、半導体基板の上記一面
上にパターニングされた第１の窒化膜をマスクとして異
方性エッチングにより半導体基板の上記一面から厚み方
向の途中まで上記圧力導入孔に対応した凹所を形成した
後、半導体基板の上記一面側に多結晶半導体膜を堆積さ
せることにより上記凹所を埋め込み、半導体基板の上記
一面側を平坦化し、半導体基板の他面側を上記凹所に埋
め込まれた多結晶半導体膜が露出するように除去し、半
導体基板の上記一面側に第２の窒化膜よりなる上記薄膜
を形成し、その後、凹所に埋め込まれた多結晶半導体膜
を除去することによって上記薄膜よりなるダイアフラム
部を形成するので、圧力導入孔の開口面積をダイアフラ
ム部の面積よりも小さくすることができ、従来のように
開口面積がダイアフラム部の面積よりも大きい場合に比
べてセンサチップの小型化を図ることができて従来より
も小型の半導体圧力センサを提供することができるとい
う効果があり、また、ダイアフラム部の厚さを第２の窒
化膜よりなる薄膜の成膜時の膜厚制御によって制御する
ことができるから、従来のように半導体基板を異方性エ
ッチングすることによりダイアフラム部を形成する場合
に比べてダイアフラム部の厚さの薄型化が容易で、しか
もダイアフラム部面内やウェハ面内でのダイアフラム部
の厚さの均一性を高くでき、高感度で高精度の半導体圧
力センサを提供することができるという効果がある。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the method of manufacturing a semiconductor pressure sensor according to the first aspect, wherein the first nitride film patterned on the one surface of the semiconductor substrate is used as a mask by anisotropic etching. After forming a recess corresponding to the pressure introducing hole from the one surface to the middle of the thickness direction, the recess is buried by depositing a polycrystalline semiconductor film on the one surface side of the semiconductor substrate, and the one surface of the semiconductor substrate is formed. The other side of the semiconductor substrate is removed so that the polycrystalline semiconductor film embedded in the recess is exposed, and the thin film made of a second nitride film is formed on the one surface of the semiconductor substrate. Then, since the diaphragm portion made of the above thin film is formed by removing the polycrystalline semiconductor film embedded in the recess, the opening area of the pressure introducing hole is made larger than the area of the diaphragm portion. It is possible to reduce the size of the sensor chip as compared with the conventional case where the opening area is larger than the area of the diaphragm portion, and to provide a semiconductor pressure sensor smaller than before. This has an effect, and the thickness of the diaphragm can be controlled by controlling the film thickness of the thin film made of the second nitride film. Compared to the case of forming a diaphragm, it is easier to reduce the thickness of the diaphragm, and the uniformity of the thickness of the diaphragm in the surface of the diaphragm and the surface of the wafer can be increased. There is an effect that a semiconductor pressure sensor can be provided.
【０１０８】請求項５の発明は、請求項１記載の半導体
圧力センサの製造方法であって、半導体基板の上記一面
上にパターニングされた窒化膜をマスクとして異方性エ
ッチングにより半導体基板の上記一面から厚み方向の途
中まで上記圧力導入孔に対応した凹所を形成した後、窒
化膜を除去し、半導体基板の上記一面側に多結晶半導体
膜を堆積させることにより上記凹所を埋め込み、半導体
基板の上記一面側を平坦化し、半導体基板の他面側を上
記凹所に埋め込まれた多結晶半導体膜が露出するように
除去し、半導体基板の上記一面側の多結晶半導体膜の表
面を熱酸化させて熱酸化膜よりなる上記薄膜を形成し、
その後、凹所に埋め込まれた多結晶半導体膜を除去する
ことによって上記薄膜よりなるダイアフラム部を形成す
るので、圧力導入孔の開口面積をダイアフラム部の面積
よりも小さくすることができ、従来のように開口面積が
ダイアフラム部の面積よりも大きい場合に比べてセンサ
チップの小型化を図ることができて従来よりも小型の半
導体圧力センサを提供することができるという効果があ
り、また、ダイアフラム部の厚さを熱酸化膜よりなる薄
膜の成膜時の膜厚制御によって制御することができるか
ら、従来のように半導体基板を異方性エッチングするこ
とによりダイアフラム部を形成する場合に比べてダイア
フラム部の厚さの薄型化が容易で、しかもダイアフラム
部面内やウェハ面内でのダイアフラム部の厚さの均一性
を高くでき、高感度で高精度の半導体圧力センサを提供
することができるという効果がある。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the method of manufacturing a semiconductor pressure sensor according to the first aspect, wherein the one surface of the semiconductor substrate is anisotropically etched by using the patterned nitride film on the one surface of the semiconductor substrate as a mask. After forming a recess corresponding to the pressure introduction hole to the middle of the thickness direction, the nitride film is removed, and the recess is buried by depositing a polycrystalline semiconductor film on the one surface side of the semiconductor substrate. Is flattened, the other side of the semiconductor substrate is removed so that the polycrystalline semiconductor film embedded in the recess is exposed, and the surface of the polycrystalline semiconductor film on the one side of the semiconductor substrate is thermally oxidized. To form the thin film made of a thermal oxide film,
Thereafter, the diaphragm portion made of the thin film is formed by removing the polycrystalline semiconductor film embedded in the recess, so that the opening area of the pressure introducing hole can be made smaller than the area of the diaphragm portion, as in the conventional case. This has the effect that the size of the sensor chip can be reduced as compared with the case where the opening area is larger than the area of the diaphragm, and a semiconductor pressure sensor smaller than before can be provided. Since the thickness can be controlled by controlling the film thickness at the time of forming the thin film made of the thermal oxide film, the diaphragm portion is compared with the conventional case where the diaphragm portion is formed by anisotropically etching the semiconductor substrate. The thickness of the diaphragm can be easily reduced, and the uniformity of the thickness of the diaphragm in the surface of the diaphragm and the surface of the wafer can be increased. In an effect that it is possible to provide a semiconductor pressure sensor with high accuracy.
【０１０９】請求項６の発明は、請求項１記載の半導体
圧力センサの製造方法であって、半導体基板の上記一面
上にパターニングされた第１の窒化膜をマスクとして異
方性エッチングにより半導体基板の上記一面から厚み方
向の途中まで上記圧力導入孔に対応した凹所を形成した
後、第１の窒化膜を除去し、半導体基板の上記一面側に
多結晶半導体膜を堆積させることにより上記凹所を埋め
込み、半導体基板の上記一面側を平坦化し、半導体基板
の他面側を上記凹所に埋め込まれた多結晶半導体膜が露
出するように除去し、半導体基板の上記一面側の多結晶
半導体膜の表面を熱酸化させて熱酸化膜を形成し、該熱
酸膜上に第２の窒化膜を積層することによって該熱酸化
膜と該第２の窒化膜とよりなる上記薄膜を形成し、その
後、凹所に埋め込まれた多結晶半導体膜を除去すること
によって上記薄膜よりなるダイアフラム部を形成するの
で、圧力導入孔の開口面積をダイアフラム部の面積より
も小さくすることができ、従来のように開口面積がダイ
アフラム部の面積よりも大きい場合に比べてセンサチッ
プの小型化を図ることができて従来よりも小型の半導体
圧力センサを提供することができるという効果があり、
また、ダイアフラム部の厚さを熱酸化膜と第２の窒化膜
とよりなる薄膜の成膜時の膜厚制御によって制御するこ
とができるから、従来のように半導体基板を異方性エッ
チングすることによりダイアフラム部を形成する場合に
比べてダイアフラム部の厚さの薄型化が容易で、しかも
ダイアフラム部面内やウェハ面内でのダイアフラム部の
厚さの均一性を高くでき、高感度で高精度の半導体圧力
センサを提供することができるという効果がある。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the method of manufacturing a semiconductor pressure sensor according to the first aspect, wherein the first nitride film patterned on the one surface of the semiconductor substrate is used as a mask by anisotropic etching. After forming a recess corresponding to the pressure introduction hole from the one surface to the middle in the thickness direction, the first nitride film is removed, and a polycrystalline semiconductor film is deposited on the one surface side of the semiconductor substrate. And the other surface of the semiconductor substrate is planarized, and the other surface of the semiconductor substrate is removed so that the polycrystalline semiconductor film embedded in the recess is exposed, and the polycrystalline semiconductor on the one surface of the semiconductor substrate is removed. The surface of the film is thermally oxidized to form a thermal oxide film, and a second nitride film is stacked on the thermal oxide film to form the thin film including the thermal oxide film and the second nitride film. And then embedded in the recess Since the diaphragm portion made of the thin film is formed by removing the removed polycrystalline semiconductor film, the opening area of the pressure introducing hole can be made smaller than the area of the diaphragm portion. The size of the sensor chip can be reduced as compared with the case where the area is larger than the area of the semiconductor pressure sensor, and a semiconductor pressure sensor smaller than the conventional one can be provided.
Further, since the thickness of the diaphragm can be controlled by controlling the thickness of the thin film including the thermal oxide film and the second nitride film at the time of forming the thin film, the semiconductor substrate is conventionally subjected to anisotropic etching. This makes it easier to reduce the thickness of the diaphragm as compared to the case where a diaphragm is formed, and makes it possible to increase the uniformity of the thickness of the diaphragm in the plane of the diaphragm or wafer, resulting in high sensitivity and high accuracy. There is an effect that the semiconductor pressure sensor can be provided.
【０１１０】請求項７の発明は、請求項１記載の半導体
圧力センサの製造方法であって、半導体基板の上記一面
上にパターニングされた第１の窒化膜をマスクとして異
方性エッチングにより半導体基板の上記一面から厚み方
向の途中まで上記圧力導入孔に対応した凹所を形成した
後、ＳＯＧ膜により上記凹所を埋め込み、半導体基板の
上記一面側を平坦化し、半導体基板の他面側を上記凹所
に埋め込まれたＳＯＧ膜が露出するように除去し、半導
体基板の上記一面側に第２の窒化膜よりなる上記薄膜を
形成し、その後、凹所に埋め込まれたＳＯＧ膜を除去す
ることによって上記薄膜よりなるダイアフラム部を形成
するので、圧力導入孔の開口面積をダイアフラム部の面
積よりも小さくすることができ、従来のように開口面積
がダイアフラム部の面積よりも大きい場合に比べてセン
サチップの小型化を図ることができて従来よりも小型の
半導体圧力センサを提供することができるという効果が
あり、また、ダイアフラム部の厚さを第２の窒化膜より
なる薄膜の成膜時の膜厚制御によって制御することがで
きるから、従来のように半導体基板を異方性エッチング
することによりダイアフラム部を形成する場合に比べて
ダイアフラム部の厚さの薄型化が容易で、しかもダイア
フラム部面内やウェハ面内でのダイアフラム部の厚さの
均一性を高くでき、高感度で高精度の半導体圧力センサ
を提供することができるという効果がある。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the method of manufacturing a semiconductor pressure sensor according to the first aspect, wherein the first nitride film patterned on one surface of the semiconductor substrate is used as a mask to perform anisotropic etching. After forming a recess corresponding to the pressure introduction hole from the one surface to the middle in the thickness direction, the recess is filled with an SOG film, the one surface side of the semiconductor substrate is flattened, and the other surface side of the semiconductor substrate is Removing the SOG film embedded in the recess so as to be exposed, forming the thin film made of a second nitride film on the one surface side of the semiconductor substrate, and then removing the SOG film embedded in the recess; As a result, the diaphragm area made of the thin film is formed, so that the opening area of the pressure introducing hole can be made smaller than the area of the diaphragm section. The size of the sensor chip can be reduced as compared with the case where the area is larger than the area, and a semiconductor pressure sensor smaller than the conventional one can be provided. Since the thickness can be controlled by controlling the film thickness of the thin film made of the film, the thickness of the diaphragm is thinner than in the conventional case where the diaphragm is formed by anisotropically etching the semiconductor substrate. Therefore, the thickness of the diaphragm can be made more uniform in the plane of the diaphragm and the plane of the wafer, and a highly sensitive and accurate semiconductor pressure sensor can be provided.
【０１１１】請求項８の発明は、請求項１記載の半導体
圧力センサの製造方法であって、半導体基板の上記一面
上にパターニングされた第１の窒化膜をマスクとして異
方性エッチングにより半導体基板の上記一面から厚み方
向の途中まで上記圧力導入孔に対応した凹所を形成した
後、第１の窒化膜を除去し、ＳＯＧ膜により上記凹所を
埋め込み、半導体基板の上記一面側を平坦化し、半導体
基板の他面側を上記凹所に埋め込まれたＳＯＧ膜が露出
するように除去し、半導体基板の上記一面側に第２の窒
化膜よりなる上記薄膜を形成し、その後、凹所に埋め込
まれたＳＯＧ膜を除去することによって上記薄膜よりな
るダイアフラム部を形成するので、圧力導入孔の開口面
積をダイアフラム部の面積よりも小さくすることがで
き、従来のように開口面積がダイアフラム部の面積より
も大きい場合に比べてセンサチップの小型化を図ること
ができて従来よりも小型の半導体圧力センサを提供する
ことができるという効果があり、また、ダイアフラム部
の厚さを第２の窒化膜よりなる薄膜の成膜時の膜厚制御
によって制御することができるから、従来のように半導
体基板を異方性エッチングすることによりダイアフラム
部を形成する場合に比べてダイアフラム部の厚さの薄型
化が容易で、しかもダイアフラム部面内やウェハ面内で
のダイアフラム部の厚さの均一性を高くでき、高感度で
高精度の半導体圧力センサを提供することができるとい
う効果がある。The invention according to claim 8 is the method of manufacturing a semiconductor pressure sensor according to claim 1, wherein the semiconductor substrate is anisotropically etched using the first nitride film patterned on the one surface of the semiconductor substrate as a mask. After forming a recess corresponding to the pressure introduction hole from the one surface to the middle in the thickness direction, the first nitride film is removed, the recess is filled with an SOG film, and the one surface side of the semiconductor substrate is planarized. Removing the other surface of the semiconductor substrate so that the SOG film embedded in the recess is exposed, forming the thin film made of a second nitride film on the one surface of the semiconductor substrate, and then forming the thin film in the recess. By removing the buried SOG film to form the diaphragm portion made of the above-mentioned thin film, the opening area of the pressure introducing hole can be made smaller than the area of the diaphragm portion. As compared with the case where the area is larger than the area of the diaphragm, the size of the sensor chip can be reduced and a semiconductor pressure sensor smaller than before can be provided, and the thickness of the diaphragm can be increased. Can be controlled by controlling the film thickness when the thin film made of the second nitride film is formed, so that the diaphragm portion is formed in comparison with the conventional case where the diaphragm portion is formed by anisotropically etching the semiconductor substrate. The thickness of the diaphragm can be easily reduced, and the uniformity of the thickness of the diaphragm in the surface of the diaphragm and the surface of the wafer can be increased, so that a semiconductor pressure sensor with high sensitivity and high accuracy can be provided. There is.
【０１１２】請求項９の発明は、請求項１記載の半導体
圧力センサの製造方法であって、シリコン基板からなる
半導体基板の上記一面上にパターニングされた第１の窒
化膜をマスクとして異方性エッチングにより半導体基板
の上記一面から厚み方向の途中まで上記圧力導入孔に対
応した凹所を形成した後、上記凹所が埋め込まれるよう
に上記凹所にゲルマニウム膜を選択成長させ、半導体基
板の他面側を上記凹所に埋め込まれたゲルマニウム膜が
露出するように除去し、半導体基板の上記一面側に第２
の窒化膜よりなる上記薄膜を形成し、その後、凹所に埋
め込まれたゲルマニウム膜を除去することによって上記
薄膜よりなるダイアフラム部を形成するので、圧力導入
孔の開口面積をダイアフラム部の面積よりも小さくする
ことができ、従来のように開口面積がダイアフラム部の
面積よりも大きい場合に比べてセンサチップの小型化を
図ることができて従来よりも小型の半導体圧力センサを
提供することができるという効果があり、また、ダイア
フラム部の厚さを第２の窒化膜よりなる薄膜の成膜時の
膜厚制御によって制御することができるから、従来のよ
うに半導体基板を異方性エッチングすることによりダイ
アフラム部を形成する場合に比べてダイアフラム部の厚
さの薄型化が容易で、しかもダイアフラム部面内やウェ
ハ面内でのダイアフラム部の厚さの均一性を高くでき、
高感度で高精度の半導体圧力センサを提供することがで
きるという効果がある。According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the method of manufacturing a semiconductor pressure sensor according to the first aspect, wherein the first nitride film patterned on the one surface of the semiconductor substrate made of a silicon substrate is used as a mask. After forming a recess corresponding to the pressure introducing hole from the one surface of the semiconductor substrate to halfway in the thickness direction by etching, a germanium film is selectively grown in the recess so that the recess is embedded, and the other portion of the semiconductor substrate is formed. The surface side is removed so that the germanium film embedded in the recess is exposed, and a second surface is provided on the one surface side of the semiconductor substrate.
The thin film made of the nitride film is formed, and thereafter, the diaphragm portion made of the thin film is formed by removing the germanium film embedded in the recess, so that the opening area of the pressure introducing hole is larger than the area of the diaphragm portion. It is possible to reduce the size of the sensor chip as compared with the conventional case where the opening area is larger than the area of the diaphragm portion, thereby providing a semiconductor pressure sensor smaller than before. This has an effect, and the thickness of the diaphragm can be controlled by controlling the film thickness of the thin film made of the second nitride film. It is easier to reduce the thickness of the diaphragm than in the case of forming a diaphragm, and moreover, the diaphragm in the surface of the diaphragm or in the wafer surface is formed. Can enhance the uniformity of the thickness of the ram unit,
There is an effect that a highly sensitive and accurate semiconductor pressure sensor can be provided.
【図１】実施形態１を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view showing a first embodiment.
【図２】同上の製造方法を説明するための主要工程断面
図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a main process for describing the manufacturing method.
【図３】実施形態２を示す概略断面図である。FIG. 3 is a schematic sectional view showing a second embodiment.
【図４】同上の製造方法を説明するための主要工程断面
図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a main process for explaining the manufacturing method of the above.
【図５】実施形態３を示す概略断面図である。FIG. 5 is a schematic sectional view showing a third embodiment.
【図６】同上の製造方法を説明するための主要工程断面
図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a main process for describing the manufacturing method.
【図７】実施形態４を示す概略断面図である。FIG. 7 is a schematic sectional view showing a fourth embodiment.
【図８】同上の製造方法を説明するための主要工程断面
図である。FIG. 8 is a sectional view of a main step for describing the manufacturing method of the above.
【図９】実施形態５を示す概略断面図である。FIG. 9 is a schematic sectional view showing a fifth embodiment.
【図１０】同上の製造方法を説明するための主要工程断
面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of a main process for describing the manufacturing method of the above.
【図１１】実施形態６を示す概略断面図である。FIG. 11 is a schematic sectional view showing a sixth embodiment.
【図１２】同上の製造方法を説明するための主要工程断
面図である。FIG. 12 is a main process sectional view for explaining the manufacturing method of the above.
【図１３】実施形態７を示す概略断面図である。FIG. 13 is a schematic sectional view showing a seventh embodiment.
【図１４】同上の製造方法を説明するための主要工程断
面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view of a main process for describing the manufacturing method of the above.
【図１５】実施形態８を示す概略断面図である。FIG. 15 is a schematic sectional view showing an eighth embodiment.
【図１６】同上の製造方法を説明するための主要工程断
面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view of a main process for describing the manufacturing method of the above.
【図１７】従来例を示す概略断面図である。FIG. 17 is a schematic sectional view showing a conventional example.
【図１８】同上の製造方法を説明するための主要工程断
面図である。FIG. 18 is a cross-sectional view of a main process for describing the manufacturing method thereof.
１ 単結晶シリコン基板 ５ 熱酸化膜 ６ 圧力導入孔 ７ ピエゾ抵抗素子 ２０ ダイアフラム部 Ａ センサチップ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Single crystal silicon substrate 5 Thermal oxide film 6 Pressure introduction hole 7 Piezoresistive element 20 Diaphragm part A Sensor chip
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮島 久和 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Ｆターム(参考） 2F055 AA40 BB20 CC02 DD05 EE13 FF11 FF43 GG01 GG15 4M112 AA01 BA01 CA03 CA13 CA16 DA04 DA05 DA11 EA03 EA04 EA06 EA07 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hisawa Miyajima 1048 Kazuma, Kadoma, Osaka Prefecture F-term in Matsushita Electric Works Co., Ltd. 2F055 AA40 BB20 CC02 DD05 EE13 FF11 FF43 GG01 GG15 4M112 AA01 BA01 CA03 CA13 CA16 DA04 DA05 DA11 EA03 EA04 EA06 EA07
Claims (9)
面積が小さくなる圧力導入孔が形成された半導体基板
と、該半導体基板の上記一面における圧力導入孔の開口
面を閉塞し圧力を受けるダイアフラム部と、ダイアフラ
ム部の変形を検出するセンシング部とを備え、ダイアフ
ラム部は薄膜よりなることを特徴とする半導体圧力セン
サ。1. A semiconductor substrate having a pressure introduction hole having a reduced opening area from one surface in a thickness direction to another surface, and a diaphragm portion receiving a pressure by closing an opening surface of the pressure introduction hole on the one surface of the semiconductor substrate. And a sensing unit for detecting deformation of the diaphragm, wherein the diaphragm is made of a thin film.
方法であって、半導体基板の上記一面上にパターニング
された窒化膜をマスクとして異方性エッチングにより半
導体基板の上記一面から厚み方向の途中まで上記圧力導
入孔に対応した凹所を形成した後、半導体基板の上記一
面側に多結晶半導体膜を堆積させることにより上記凹所
を埋め込み、半導体基板の上記一面側を平坦化し、半導
体基板の他面側を上記凹所に埋め込まれた多結晶半導体
膜が露出するように除去し、半導体基板の上記一面側の
多結晶半導体膜の表面を熱酸化させて熱酸化膜よりなる
上記薄膜を形成し、その後、凹所に埋め込まれた多結晶
半導体膜を除去することによって上記薄膜よりなるダイ
アフラム部を形成することを特徴とする半導体圧力セン
サの製造方法。2. The method for manufacturing a semiconductor pressure sensor according to claim 1, wherein the nitride film patterned on the one surface of the semiconductor substrate is used as a mask and anisotropically etched from the one surface of the semiconductor substrate in a thickness direction. After forming the recess corresponding to the pressure introduction hole, the recess is buried by depositing a polycrystalline semiconductor film on the one surface side of the semiconductor substrate, the one surface side of the semiconductor substrate is flattened, The other side is removed so that the polycrystalline semiconductor film embedded in the recess is exposed, and the surface of the polycrystalline semiconductor film on the one side of the semiconductor substrate is thermally oxidized to form the thin film made of a thermal oxide film. Then, a diaphragm portion made of the thin film is formed by removing the polycrystalline semiconductor film buried in the concave portion.
方法であって、半導体基板の上記一面上にパターニング
された第１の窒化膜をマスクとして異方性エッチングに
より半導体基板の上記一面から厚み方向の途中まで上記
圧力導入孔に対応した凹所を形成した後、半導体基板の
上記一面側に多結晶半導体膜を堆積させることにより上
記凹所を埋め込み、半導体基板の上記一面側を平坦化
し、半導体基板の他面側を上記凹所に埋め込まれた多結
晶半導体膜が露出するように除去し、半導体基板の上記
一面側の多結晶半導体膜の表面を熱酸化させて熱酸化膜
を形成し、該熱酸膜上に第２の窒化膜を積層することに
よって該熱酸化膜と該第２の窒化膜とよりなる上記薄膜
を形成し、その後、凹所に埋め込まれた多結晶半導体膜
を除去することによって上記薄膜よりなるダイアフラム
部を形成することを特徴とする半導体圧力センサの製造
方法。3. The method for manufacturing a semiconductor pressure sensor according to claim 1, wherein said first nitride film patterned on said one surface of said semiconductor substrate is used as a mask to perform thickness etching from said one surface of said semiconductor substrate by anisotropic etching. After forming a depression corresponding to the pressure introduction hole halfway in the direction, filling the depression by depositing a polycrystalline semiconductor film on the one surface side of the semiconductor substrate, flattening the one surface side of the semiconductor substrate, The other side of the semiconductor substrate is removed so that the polycrystalline semiconductor film embedded in the recess is exposed, and the surface of the polycrystalline semiconductor film on the one side of the semiconductor substrate is thermally oxidized to form a thermal oxide film. Forming a thin film composed of the thermal oxide film and the second nitride film by laminating a second nitride film on the thermal acid film, and then forming a polycrystalline semiconductor film embedded in the recess. By removing Forming a diaphragm portion made of the above-mentioned thin film.
方法であって、半導体基板の上記一面上にパターニング
された第１の窒化膜をマスクとして異方性エッチングに
より半導体基板の上記一面から厚み方向の途中まで上記
圧力導入孔に対応した凹所を形成した後、半導体基板の
上記一面側に多結晶半導体膜を堆積させることにより上
記凹所を埋め込み、半導体基板の上記一面側を平坦化
し、半導体基板の他面側を上記凹所に埋め込まれた多結
晶半導体膜が露出するように除去し、半導体基板の上記
一面側に第２の窒化膜よりなる上記薄膜を形成し、その
後、凹所に埋め込まれた多結晶半導体膜を除去すること
によって上記薄膜よりなるダイアフラム部を形成するこ
とを特徴とする半導体圧力センサの製造方法。4. The method for manufacturing a semiconductor pressure sensor according to claim 1, wherein the first nitride film patterned on the one surface of the semiconductor substrate is used as a mask to perform a thickness from the one surface of the semiconductor substrate by anisotropic etching. After forming a depression corresponding to the pressure introduction hole halfway in the direction, filling the depression by depositing a polycrystalline semiconductor film on the one surface side of the semiconductor substrate, flattening the one surface side of the semiconductor substrate, The other surface of the semiconductor substrate is removed so that the polycrystalline semiconductor film embedded in the recess is exposed, and the thin film made of a second nitride film is formed on the one surface of the semiconductor substrate. A method of manufacturing a semiconductor pressure sensor, comprising forming a diaphragm portion made of the above-mentioned thin film by removing a polycrystalline semiconductor film embedded in the semiconductor pressure sensor.
方法であって、半導体基板の上記一面上にパターニング
された窒化膜をマスクとして異方性エッチングにより半
導体基板の上記一面から厚み方向の途中まで上記圧力導
入孔に対応した凹所を形成した後、窒化膜を除去し、半
導体基板の上記一面側に多結晶半導体膜を堆積させるこ
とにより上記凹所を埋め込み、半導体基板の上記一面側
を平坦化し、半導体基板の他面側を上記凹所に埋め込ま
れた多結晶半導体膜が露出するように除去し、半導体基
板の上記一面側の多結晶半導体膜の表面を熱酸化させて
熱酸化膜よりなる上記薄膜を形成し、その後、凹所に埋
め込まれた多結晶半導体膜を除去することによって上記
薄膜よりなるダイアフラム部を形成することを特徴とす
る半導体圧力センサの製造方法。5. The method for manufacturing a semiconductor pressure sensor according to claim 1, wherein the nitride film patterned on the one surface of the semiconductor substrate is used as a mask and anisotropically etched from the one surface of the semiconductor substrate in the thickness direction. After forming a recess corresponding to the pressure introduction hole, the nitride film is removed, and the recess is filled by depositing a polycrystalline semiconductor film on the one surface side of the semiconductor substrate, and the one surface side of the semiconductor substrate is removed. Flattening, removing the other side of the semiconductor substrate so that the polycrystalline semiconductor film embedded in the recess is exposed, and thermally oxidizing the surface of the polycrystalline semiconductor film on the one side of the semiconductor substrate to form a thermal oxide film A semiconductor pressure sensor comprising: forming a thin film formed of the above thin film; and removing a polycrystalline semiconductor film embedded in the recess to form a diaphragm portion formed of the thin film. Manufacturing method.
方法であって、半導体基板の上記一面上にパターニング
された第１の窒化膜をマスクとして異方性エッチングに
より半導体基板の上記一面から厚み方向の途中まで上記
圧力導入孔に対応した凹所を形成した後、第１の窒化膜
を除去し、半導体基板の上記一面側に多結晶半導体膜を
堆積させることにより上記凹所を埋め込み、半導体基板
の上記一面側を平坦化し、半導体基板の他面側を上記凹
所に埋め込まれた多結晶半導体膜が露出するように除去
し、半導体基板の上記一面側の多結晶半導体膜の表面を
熱酸化させて熱酸化膜を形成し、該熱酸膜上に第２の窒
化膜を積層することによって該熱酸化膜と該第２の窒化
膜とよりなる上記薄膜を形成し、その後、凹所に埋め込
まれた多結晶半導体膜を除去することによって上記薄膜
よりなるダイアフラム部を形成することを特徴とする半
導体圧力センサの製造方法。6. The method for manufacturing a semiconductor pressure sensor according to claim 1, wherein the first nitride film patterned on the one surface of the semiconductor substrate is used as a mask and the thickness from the one surface of the semiconductor substrate is anisotropically etched. After forming a recess corresponding to the pressure introduction hole halfway in the direction, the first nitride film is removed, and the recess is filled by depositing a polycrystalline semiconductor film on the one surface side of the semiconductor substrate. The one side of the substrate is flattened, the other side of the semiconductor substrate is removed so that the polycrystalline semiconductor film embedded in the recess is exposed, and the surface of the polycrystalline semiconductor film on the one side of the semiconductor substrate is heated. Oxidizing to form a thermal oxide film, and laminating a second nitride film on the thermal oxide film to form the thin film including the thermal oxide film and the second nitride film; Embedded in polycrystalline semiconductor A method for manufacturing a semiconductor pressure sensor, comprising forming a diaphragm portion made of the thin film by removing the film.
方法であって、半導体基板の上記一面上にパターニング
された第１の窒化膜をマスクとして異方性エッチングに
より半導体基板の上記一面から厚み方向の途中まで上記
圧力導入孔に対応した凹所を形成した後、ＳＯＧ膜によ
り上記凹所を埋め込み、半導体基板の上記一面側を平坦
化し、半導体基板の他面側を上記凹所に埋め込まれたＳ
ＯＧ膜が露出するように除去し、半導体基板の上記一面
側に第２の窒化膜よりなる上記薄膜を形成し、その後、
凹所に埋め込まれたＳＯＧ膜を除去することによって上
記薄膜よりなるダイアフラム部を形成することを特徴と
する半導体圧力センサの製造方法。7. The method for manufacturing a semiconductor pressure sensor according to claim 1, wherein the first nitride film patterned on the one surface of the semiconductor substrate is used as a mask to perform the thickness from the one surface of the semiconductor substrate by anisotropic etching. After forming a recess corresponding to the pressure introduction hole halfway in the direction, the recess is filled with an SOG film, the one surface side of the semiconductor substrate is flattened, and the other surface of the semiconductor substrate is filled in the recess. S
The OG film is removed so as to be exposed, and the thin film made of a second nitride film is formed on the one surface side of the semiconductor substrate.
A method of manufacturing a semiconductor pressure sensor, comprising forming a diaphragm portion made of the thin film by removing the SOG film embedded in the recess.
方法であって、半導体基板の上記一面上にパターニング
された第１の窒化膜をマスクとして異方性エッチングに
より半導体基板の上記一面から厚み方向の途中まで上記
圧力導入孔に対応した凹所を形成した後、第１の窒化膜
を除去し、ＳＯＧ膜により上記凹所を埋め込み、半導体
基板の上記一面側を平坦化し、半導体基板の他面側を上
記凹所に埋め込まれたＳＯＧ膜が露出するように除去
し、半導体基板の上記一面側に第２の窒化膜よりなる上
記薄膜を形成し、その後、凹所に埋め込まれたＳＯＧ膜
を除去することによって上記薄膜よりなるダイアフラム
部を形成することを特徴とする半導体圧力センサの製造
方法。8. The method for manufacturing a semiconductor pressure sensor according to claim 1, wherein the first nitride film patterned on the one surface of the semiconductor substrate is used as a mask, and the thickness from the one surface of the semiconductor substrate is anisotropically etched. After forming a recess corresponding to the pressure introduction hole halfway in the direction, the first nitride film is removed, the recess is filled with an SOG film, and the one surface side of the semiconductor substrate is planarized. The surface side is removed so that the SOG film embedded in the recess is exposed, the thin film made of a second nitride film is formed on the one surface side of the semiconductor substrate, and then the SOG film embedded in the recess Forming a diaphragm portion made of the thin film by removing the thin film.
方法であって、シリコン基板からなる半導体基板の上記
一面上にパターニングされた第１の窒化膜をマスクとし
て異方性エッチングにより半導体基板の上記一面から厚
み方向の途中まで上記圧力導入孔に対応した凹所を形成
した後、上記凹所が埋め込まれるように上記凹所にゲル
マニウム膜を選択成長させ、半導体基板の他面側を上記
凹所に埋め込まれたゲルマニウム膜が露出するように除
去し、半導体基板の上記一面側に第２の窒化膜よりなる
上記薄膜を形成し、その後、凹所に埋め込まれたゲルマ
ニウム膜を除去することによって上記薄膜よりなるダイ
アフラム部を形成することを特徴とする半導体圧力セン
サの製造方法。9. The method for manufacturing a semiconductor pressure sensor according to claim 1, wherein the first nitride film patterned on the one surface of the semiconductor substrate made of a silicon substrate is used as a mask to perform anisotropic etching of the semiconductor substrate. After forming a recess corresponding to the pressure introduction hole from the one surface to the middle in the thickness direction, a germanium film is selectively grown in the recess so that the recess is embedded, and the other surface side of the semiconductor substrate is recessed. By removing the germanium film buried in the place so as to be exposed, forming the thin film made of the second nitride film on the one surface side of the semiconductor substrate, and then removing the germanium film buried in the recess. A method for manufacturing a semiconductor pressure sensor, comprising forming a diaphragm portion made of the above thin film.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11008532A JP2000208783A (en) | 1999-01-14 | 1999-01-14 | Semiconductor pressure sensor and its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11008532A JP2000208783A (en) | 1999-01-14 | 1999-01-14 | Semiconductor pressure sensor and its manufacture |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000208783A true JP2000208783A (en) | 2000-07-28 |
Family
ID=11695769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11008532A Withdrawn JP2000208783A (en) | 1999-01-14 | 1999-01-14 | Semiconductor pressure sensor and its manufacture |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000208783A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010256281A (en) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Yamatake Corp | Pressure sensor and manufacturing method thereof |
| JP2013515949A (en) * | 2009-12-23 | 2013-05-09 | エプコス アーゲー | Pressure sensor and pressure sensor manufacturing method |
-
1999
- 1999-01-14 JP JP11008532A patent/JP2000208783A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010256281A (en) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Yamatake Corp | Pressure sensor and manufacturing method thereof |
| KR101195297B1 (en) | 2009-04-28 | 2012-10-26 | 아즈빌주식회사 | Pressure sensor and method for manufacturing the same |
| JP2013515949A (en) * | 2009-12-23 | 2013-05-09 | エプコス アーゲー | Pressure sensor and pressure sensor manufacturing method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20090142872A1 (en) | Fabrication of capacitive micromachined ultrasonic transducers by local oxidation | |
| JP3506932B2 (en) | Semiconductor pressure sensor and method of manufacturing the same | |
| WO2001067509A1 (en) | Semiconductor device and method of manufacture thereof | |
| US8785330B2 (en) | Method for producing a structure comprising at least one active part having zones of different thicknesses | |
| JP2005246601A (en) | Micro-machining type component and suitable manufacturing method | |
| US8076169B2 (en) | Method of fabricating an electromechanical device including at least one active element | |
| EP1433199B1 (en) | Method for forming a cavity structure in an soi substrate and cavity structure formed in an soi substrate | |
| CN110456451B (en) | Preparation method of area thick film silicon nitride | |
| JP2000208783A (en) | Semiconductor pressure sensor and its manufacture | |
| US20230061430A1 (en) | Method for manufacturing an integrated system including a capacitive pressure sensor and an inertial sensor, and integrated system | |
| JP2005051690A (en) | Ultrasonic array sensor and method of manufacturing the same | |
| CN111562687B (en) | Method for manufacturing semiconductor device, semiconductor device and semiconductor integrated circuit | |
| JP3709967B2 (en) | Semiconductor pressure measuring device and manufacturing method thereof | |
| JPH02218172A (en) | Manufacture of semiconductor acceleration sensor | |
| JPH06221945A (en) | Semiconductor pressure sensor and manufacture thereof | |
| JP2625994B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor pressure sensor | |
| JP3812411B2 (en) | Semiconductor device having membrane and method of manufacturing the same | |
| JPH06318713A (en) | Manufacture of thin film structure and thin film structure | |
| JP4590790B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor sensor | |
| JP2009026929A (en) | Method of manufacturing semiconductor substrate | |
| JP2002350259A (en) | Semiconductor pressure senor and its manufacturing method | |
| JP2006003102A (en) | Semiconductor pressure sensor and its manufacturing method | |
| JP2001304996A (en) | Integrated semiconductor pressure sensor and its manufacturing method | |
| JP4134367B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor pressure sensor | |
| JPH03268444A (en) | Manufacture of semiconductor device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060404 |