JP4306162B2 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、集積化圧力センサ等の半導体装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来技術として、米国特許第５３６０５２１号明細書、米国特許第５５２５５４９号明細書、特開平６−４５６１８号公報等が提案されている。これらのものは、例えば集積化圧力センサとして、同一の半導体基板内に、電気化学エッチングにより薄肉部を形成するとともに、集積回路部を形成してなるものである。
【０００３】
具体的には、第１導電型の第１の半導体層（ｐ型シリコン層）と第２導電型の第２の半導体層（ｎ型シリコン層）とが積層されてなる半導体ウェハを用意し、この半導体ウェハに対して、チップ単位毎に集積回路部を形成するとともに電気化学エッチングにより薄肉部を形成した後、スクライブラインに沿って分断することにより形成される。
【０００４】
ここにおいて、半導体ウェハの第２の半導体層の表面には、電気化学エッチング用のＡｌ等よりなる配線を形成し、このエッチング用配線に電圧を印加して電気化学エッチングを行い、第１の半導体層の一部を除去して凹部を形成することにより、該凹部に対応した第２の半導体層により薄膜部を形成する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記半導体ウェハには、チップ（最終的に装置を構成する半導体基板）単位毎に、集積回路の各素子を絶縁分離するためのアイソレーション等として、第２の半導体層の表面から第１の半導体層に達するように第１導電型の不純物拡散層（例えばｐ⁺不純物拡散層等）を形成する。
【０００６】
ここにおいて、従来では、電気化学エッチング用のエッチング用配線が、これら不純物拡散層を跨いで重なった構成となっている。従来では、エッチング用配線と不純物拡散層とは、酸化膜等の絶縁膜にて電気的に絶縁されているものの、当該絶縁膜に存在する欠陥等により、エッチング用配線と不純物拡散層との重なり部では、短絡が発生する恐れがある。
【０００７】
一方、電気化学エッチングにおいては、第１の半導体層と第２の半導体層との間で逆バイアスとなるように、第２の半導体層側のエッチング用配線に電圧を印加して第１の半導体層のエッチングを進行させ、電流が急激に流れた時点でエッチングを完了するようにしている。
【０００８】
そのため、エッチング用配線と不純物拡散層との重なり部で短絡が発生すると、第２の半導体層側のエッチング用配線から不純物拡散層を介して第１の半導体層へ電流がリークしまう。すると、そのリークした時点でエッチングが完了する等、所望のエッチングが行われない。
【０００９】
本発明は上記問題に鑑み、第１導電型の第１の半導体層と第２導電型の第２の半導体層とが積層されてなる半導体基板に、電気化学エッチングにより薄肉部を形成するとともに集積回路部を形成してなる半導体装置において、電気化学エッチング時におけるエッチング用配線と不純物拡散層との短絡を防止することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、第１導電型の第１の半導体層（１１）と第２導電型の第２の半導体層（１２）とが積層されてなる半導体基板（１０）と、半導体基板における第１の半導体層の一部を電気化学エッチングにより除去することにより形成された凹部（１３）と、凹部に対応した部位にて第２の半導体層より形成された薄肉部（１４）と、第２の半導体層のうち薄肉部以外の部位に形成された集積回路部（１６）と、第２の半導体層の表面から第１の半導体層に達するように形成された第１導電型の不純物拡散層（２７）と、第２の半導体層の表面に形成され凹部の電気化学エッチングに用いるエッチング用配線（２８）とを備える半導体装置において、エッチング用配線は、一端部（２８ａ）が半導体基板の内周にて第２の半導体層に電気的に接続され、他端部（２８ｂ）が半導体基板の端部周辺にまで延長されているものであり、エッチング用配線はその一端部と他端部との間で不純物拡散層を跨がないように配置されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、半導体基板の内周部すなわちチップ内周部では、エッチング用配線が不純物拡散層を跨がない構成となっているため、これらエッチング用配線と不純物拡散層との重なり部がチップ内周部に存在しない。そのため、電気化学エッチング時におけるエッチング用配線と不純物拡散層との短絡を防止することができ、所望の電気化学エッチングを行うことの可能な半導体装置を提供できる。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明では、エッチング用配線（２８）の一端部（２８ａ）は、前記第２の半導体層（１２）から前記エッチング用配線への電流の流れを防止するダイオード（２９）を介して、前記第２の半導体層と電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１３】
それによれば、エッチング用配線と電気的に接続された第２の半導体層に形成されている回路素子やセンシング用の素子等から、エッチング用配線への電流漏れを防止することができるため、装置特性の向上につながる。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明は、第１導電型の第１の半導体層（１１）と第２導電型の第２の半導体層（１２）とが積層されてなる半導体ウェハ（１００）を用意し、この半導体ウェハに対して、チップ単位（Ｓ１’）毎に集積回路部（１６）を形成するとともに電気化学エッチングにより薄肉部（１４）を形成した後、スクライブライン（１０１）に沿って分断するようにした半導体装置の製造方法についてなされたものである。
【００１５】
すなわち、本製造方法は、まず、半導体ウェハ（１００）にてチップ単位毎に、第２の半導体層（１２）の表面から第１の半導体層（１１）に達するように第１導電型の不純物拡散層（２７）を形成する工程と、半導体ウェハにおける第２の半導体層に集積回路部（１６）を形成する工程と、半導体ウェハにてチップ単位毎に、第２の半導体層の表面に、電気化学エッチングに用いるエッチング用配線（２８）を、その一端部（２８ａ）がチップ単位の内周にて第２の半導体層に電気的に接続され他端部（２８ｂ）がスクライブライン（１０１）まで延長されるとともに、当該一端部と他端部との間で不純物拡散層を跨がないような形で形成する工程とを行う。
【００１６】
次に、エッチング用配線（２８）を用いて電気化学エッチングを行うことにより、半導体ウェハ（１００）のうち所定部分の第１の半導体層（１１）を除去して薄肉部（１４）を形成する工程と、しかる後、半導体ウェハをスクライブライン（１０１）に沿って分断する工程とを行う。本製造方法は、上記各工程を備えることを特徴としている。
【００１７】
本発明の製造方法によれば、チップ単位毎に、エッチング用配線が、当該チップ単位内に形成された不純物拡散層を跨がない構成となっているため、これらエッチング用配線と不純物拡散層との重なり部がチップ単位内に存在しない。そのため、電気化学エッチング時におけるエッチング用配線と不純物拡散層との短絡を防止することができ、所望の電気化学エッチングを行うことができる。
【００１８】
そして、所望の電気化学エッチングを行って薄肉部を形成した後、半導体ウェハをチップ単位に分断することで、請求項１に記載の半導体装置を適切に製造することができる。
【００１９】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。以下の各実施形態では、本発明の半導体装置をダイアフラム型の集積化圧力センサに具体化したものとして説明する。なお、各実施形態同士で同一の部分には、図中、同一符号を付してある。
【００２１】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る集積化圧力センサＳ１の概略断面図であり、図２は集積化圧力センサＳ１の概略平面図である。また、図３は図２中の一点鎖線Ａに沿った概略断面図である。なお、図２には、識別のためのハッチングが施されているが断面を示すものではない。
【００２２】
１０は半導体基板としてのシリコンチップであり、図１および図３に示すように、このシリコンチップ１０は、ｐ型単結晶シリコン基板（第１導電型の第１の半導体層）１１上にｎ型エピタキシャル層（第２導電型の第２の半導体層）１２が積層されたものである。
【００２３】
図１〜図３に示すように、シリコンチップ１０の中央部には、ｐ型単結晶シリコン基板１１の一部を、ｐ型単結晶シリコン基板１１の表面からｐｎ接合界面に向かって電気化学エッチングによって除去することにより、凹部１３が形成されている。そして、この凹部１３に対応してｎ型エピタキシャル層１２より形成されたダイアフラム部（薄肉部）１４が設けられている。
【００２４】
なお、図２に示すように、シリコンチップ１０におけるｐ型単結晶シリコン基板１１側には、ガラス台座３０が陽極接合等により接合されている。それにより、凹部１３内は真空室として封止されている。図３では、ガラス台座３０は省略してある。
【００２５】
ダイアフラム部１４の表面には、４つの歪みゲージ（ｐ⁺拡散抵抗層）１５が形成されている。各歪みゲージ１５は同一方向に配置され、かつ複数回の折り返しをして抵抗値を高くしてある（図２参照）。これらの歪みゲージ１５はホイートストンブリッジ接続されている。
【００２６】
また、図１、図２に示すように、シリコンチップ１０の周辺部であるダイアフラム部１４の周囲には、集積回路部１６が形成されている。この集積回路部１６は、歪みゲージ１５によるホイートストンブリッジの出力信号の増幅や温度補償等の信号処理を施すものである。
【００２７】
集積回路部１６は、図１に示す様なバイポーラｎｐｎトランジスタ１７や薄膜抵抗１８、さらには図示しないがベース抵抗やキャパシタ等を備え、これらの回路素子により構成されている。
【００２８】
バイポーラｎｐｎトランジスタ１７は、ｎ型エピタキシャル層１２においてｎ⁺コレクタ領域１９、ｐ⁺ベース領域２０、ｎ⁺エミッタ領域２１を形成したものである。また、薄膜抵抗１８は、ｎ型エピタキシャル層１２の表面に形成されたシリコン酸化膜（ＳｉＯ₂膜）２２の上に、ＣｒＳｉ等の薄膜抵抗体２３を形成して、集積回路部１６におけるアルミ等よりなる回路用配線２４と接続されている。
【００２９】
また、回路用配線２４により、歪みゲージ１４と集積回路部１６との間、および集積回路部１６内の各回路素子１７、１８等の間が電気的に接続されており、図１に示すように、回路用配線２４の所定部位はパッド部２５として構成されている。このパッド部２５にはボンディングワイヤ２６が接続されることによって、集積回路部１６と外部との電気的接続が行われるようになっている。
【００３０】
また、図１、図２に示すように、シリコンチップ（半導体基板）１０には、ｎ型エピタキシャル層（第２の半導体層）１２の表面からｐ型単結晶シリコン基板（第１の半導体層）１１に達するように、ｐ⁺不純物拡散層（第１導電型の不純物拡散層）２７が形成されている。なお、ｐ⁺不純物拡散層２７は、図２では斜線ハッチングを施してある。
【００３１】
このｐ⁺不純物拡散層２７は、集積回路部１６の各回路素子１７、１８等を絶縁分離するためのアイソレーションとなるものであり、当該回路素子はそれぞれ、ｐ⁺不純物拡散層２７により囲まれた領域（アイソレーション領域）内に形成されている。
【００３２】
ここで、図２、図３に示すように、シリコンチップ（半導体基板）１０において、ｎ型エピタキシャル層（第２の半導体層）１２の表面には、凹部１３の電気化学エッチングに用いるエッチング用配線２８が、アルミやポリシリコン等により形成されている。なお、エッチング用配線２８は、図２では点々ハッチングを施してある。
【００３３】
図２、図３に示すように、エッチング用配線２８の一端部２８ａは、シリコンチップ１０の内周にてｎ型エピタキシャル層１２に電気的に接続され、エッチング用配線２８の他端部２８ｂはシリコンチップ１０の端部にまで延長されている。そして、エッチング用配線２８は、その一端部２８ａと他端部２８ｂとの間でｐ⁺不純物拡散層２７を跨がないように配置されている。
【００３４】
ここで、エッチング用配線２８は、その一端部２８ａを除いてシリコン酸化膜２２の上に形成されてｎ型エピタキシャル層１２とは絶縁されており、エッチング用配線２８の一端部２８ａは、シリコン酸化膜２２のコンタクトホールに位置してｎ型エピタキシャル層１２と接触している。
【００３５】
当該接触部には、ｎ型エピタキシャル層１２に形成されたｎ⁺拡散層の内部にさらにｐ⁺拡散層を形成してなるオーミックコンタクト型のダイオード２９が形成されており、エッチング用配線２８の一端部２８ａは、ダイオード２９を介してｎ型エピタキシャル層１２に電気的に接続されている。
【００３６】
また、図２、図３に示すように、シリコンチップ１０の端部にも、ｐ⁺不純物拡散層（以下、チップ端部の不純物拡散層という）２７が形成されており、チップ端部に位置するエッチング用配線２８の他端部２８ｂは、このチップ端部の不純物拡散層２７とは重なり合っている。しかしながら、エッチング用配線２８は、その一端部２８ａと他端部２８ｂとの間では、ｐ⁺不純物拡散層２７を跨いでいない。
【００３７】
つまり、本実施形態においては、シリコンチップ１０の内周部にて、エッチング用配線２８は、集積回路部１６の素子分離用のｐ⁺不純物拡散層２７を跨がない構成となっている。
【００３８】
なお、チップ端部の不純物拡散層２７は、後述する製造工程において半導体ウェハのスクライブラインを規定するものである。このチップ端部の不純物拡散層２７を設けないと、ダイシングカット後のチップ１０の端部において、結晶構造が乱れたｐｎ接合界面（両層１１と１２との界面）が露出することになり、当該界面にてリークが発生しやすくなる。その点を防止すべく、好ましい形態として、チップ端部の不純物拡散層２７が設けられている。
【００３９】
このように、上記した回路用配線２４およびエッチング用配線２８は、シリコン酸化膜２２の上に形成されて、所定部位にてシリコン酸化膜２２に形成されたコンタクトホールを介して、ｎ型エピタキシャル層１２における各部と電気的に接続されている。
【００４０】
そして、図１に示すように、これら配線２４、２８およびシリコン酸化膜２２の上には、集積化圧力センサＳ１の表面保護膜としてシリコン窒化膜等よりなる保護膜３１が形成されている。この保護膜３１は、パッド部２５の上では除去されて開口部を形成しており、この開口部を介してボンディングワイヤ２６とパッド部２５とが接続されている。
【００４１】
かかる集積化圧力センサＳ１においては、ダイアフラム部１４に圧力が印加されることでダイアフラム部１４がたわみ、そのたわみに基づく歪みゲージ１５によるホイートストンブリッジの出力信号が、集積回路部１６にて信号処理され、ボンディングワイヤ２６を介して出力される。
【００４２】
次に、この集積化圧力センサＳ１の製造方法について説明するが、まず、図４および図５を参照して、分断前のウェハ状態における集積化圧力センサＳ１の構成を述べておく。図４は、その概略平面図、図５において、（ａ）は図４中の一点鎖線Ｂ、（ｂ）は図４中の一点鎖線Ｃ、（ｃ）は図４中の一点鎖線Ｄにそれぞれ沿った概略断面図である。
【００４３】
図４では、ｐ型単結晶シリコン基板（第１導電型の第１の半導体層）１１とｎ型エピタキシャル層（第２導電型の第２の半導体層）１２とが積層されてなるシリコンウェハ（半導体ウェハ）１００において、スクライブライン（図４中、破線にて図示）１０１にて区画された４個のチップ単位Ｓ１’が示されている。
【００４４】
各チップ単位Ｓ１’毎に、ｐ⁺不純物拡散層２７が形成されるとともに、集積回路部１６およびダイアフラム部１４が形成されている。また、ｐ⁺不純物拡散層２７は、チップ単位Ｓ１’の間のスクライブライン１０１上にも位置し、この位置のｐ⁺不純物拡散層２７が、分断後においてチップ端部の不純物拡散層２７となる。
【００４５】
また、図４、図５（ａ）に示すように、チップ単位Ｓ１’毎に、エッチング用配線２８は、その一端部２８ａがチップ単位の内周に位置し他端部２８ｂがスクライブライン１０１まで延長されるとともに、一端部２８ａと他端部２８ｂとの間でｐ⁺不純物拡散層２７を跨がないような形で形成されている。
【００４６】
そして、図４および図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、隣接するチップ単位Ｓ１’の間には、縦方向、横方向ともに、スクライブライン１０１およびｐ⁺不純物拡散層２７から外れた位置に１本ずつエッチング用配線２８が設けられた形となっている。それによって、エッチング用配線２８は、チップ単位Ｓ１’間を通るように格子状に設けられている。
【００４７】
このように、シリコンウェハ１００においてチップ単位Ｓ１’に集積化圧力センサＳ１を形成する。次に、そのための製造方法について、図６〜図８を参照して述べる。図６〜図８は、本製造方法を示すための工程図であり、一つのチップ単位Ｓ１’における要部断面を、上記図１に示す断面に対応して概略的に示したものである。
【００４８】
図６（ａ）に示すように、ｐ型単結晶シリコン基板（第１導電型の第１の半導体層）１１とｎ型エピタキシャル層（第２導電型の第２の半導体層）１２とが積層されてなるシリコンウェハ（半導体ウェハ）１００を用意する。そして、このウェハ１００に対して、チップ単位Ｓ１’毎に以下の工程を行う。
【００４９】
まず、図６（ｂ）に示すように、ｐ⁺不純物拡散層２７を形成してアイソレーション領域を形成する（アイソレーション拡散工程）。具体的には、熱酸化等によりシリコン酸化膜２２を形成し、このシリコン酸化膜２２の所定部位にエッチング等により穴空けを行い、これをマスクとして、イオン注入および熱拡散を行うことにより、ｐ⁺不純物拡散層２７を形成する。
【００５０】
このアイソレーション拡散工程が、第２の半導体層１２の表面から第１の半導体層１１に達するように第１導電型の不純物拡散層２７を形成する工程に相当する。
【００５１】
次に、図７（ａ）に示すように、ｎ型エピタキシャル層１２に形成されたアイソレーション領域に、バイポーラｎｐｎトランジスタ１７のｐ⁺ベース領域２０および歪みゲージ１５のコンタクト部となるｐ⁺拡散層１５ａを、イオン注入（スルーイオンインプランテーション）および熱拡散により形成する（ベース拡散工程）。
【００５２】
次に、図７（ｂ）に示すエミッタ拡散工程では、バイポーラｎｐｎトランジスタ１７のｎ⁺コレクタ領域１９およびｎ⁺エミッタ領域２１を、上記図７（ａ）と同様にイオン注入・熱拡散により形成する。続いて、図７（ｃ）に示す歪みゲージ形成工程では、歪みゲージ１５となるｐ⁺拡散抵抗層を、上記図７（ａ）と同様にイオン注入・熱拡散により形成する。
【００５３】
この図７（ａ）〜（ｃ）の工程においては、バイポーラｎｐｎトランジスタ１７や歪みゲージ１５を形成する合間に、集積回路部１６におけるその他の回路素子やダイオード２９が形成される。
【００５４】
例えば、図示しないベース抵抗、キャパシタは、それぞれ、上記ベース拡散工程、上記エミッタ拡散工程にて同時に形成することができる。また、これらの工程においてシリコン酸化膜２２は、図７（ｃ）に示すように形成される。さらに、薄膜抵抗体２３は蒸着やスパッタ等にて形成される。また、ダイオード２９はイオン注入・熱拡散等により形成される。
【００５５】
次に、図８（ａ）に示すように、シリコン酸化膜２２のうち、ｎ型エピタキシャル層１２に形成された回路素子と回路用配線２４とのコンタクトをとる部分にエッチング等により穴空けを行った後、アルミを蒸着、パターニングする。それにより、上記図４に示したようなパターンを有する回路用配線２４およびエッチング用配線２８を形成する。
【００５６】
ここで、上記図７（ａ）〜図８（ａ）の工程が、半導体ウェハ１００における第２の半導体層１２に集積回路部１６を形成する工程にである。また、図８（ａ）の工程が、チップ単位Ｓ１’毎に第２の半導体層１２の表面に、エッチング用配線２８を、その一端部２８ａがチップ単位Ｓ１’の内周にて第２の半導体層１２に電気的に接続され他端部２８ｂがスクライブライン１０１まで延長されるとともに、当該両端部２８ａと２８ｂとの間で不純物拡散層２７を跨がないような形で形成する工程である。
【００５７】
次に、図８（ｂ）に示すように、シリコン窒化膜やシリコン酸化膜等よりなる保護膜３１をＣＶＤ法やスパッタ法等により形成する（保護膜形成工程）。なお、図示しないが、エッチング用配線２８の所定部は、電気化学エッチングの際に外部と電気的に接続される接続部となっており、この接続部上では、保護膜３１は除去される。
【００５８】
そして、図８（ｂ）に示すように、シリコンウェハ１００の裏面（ｐ型単結晶シリコン基板１１側の面）を研磨等により鏡面化し、当該裏面にシリコン窒化膜等よりなるマスク３２を形成する。マスク３２は、チップ単位Ｓ１’毎に凹部１３となるべき部位に開口部を有するものである。
【００５９】
次に、図８（ｃ）に示すように、エッチング用配線２８を用いて電気化学エッチングを行うことにより、シリコンウェハ１００のうち所定部分のｐ型単結晶シリコン基板（第１の半導体層）１１を除去してダイアフラム部（薄肉部）１４を形成する。
【００６０】
この電気化学エッチング工程について、図９を参照してより詳細に述べる。図９はエッチング方法を示す説明図であり、２００は、ＫＯＨやＴＭＡＨ（水酸化４メチルアンモニウム）等よりなるエッチング液が蓄えられた容器である。
【００６１】
シリコンウェハ１００は、セラミック等よりなる保持部材２０１にワックス２０２を介して保持されている。保持部材２０１には、保持部材２０１の外部に延びる白金等よりなる配線材２０３が設けられており、この配線材２０３は、シリコンウェハ１００のエッチング用配線２８における上記接続部と電気的に接続されている。
【００６２】
また、ワックス２０２は、シリコンウェハ１００の裏面に形成されたマスク３２の開口部がエッチング液に露出するように、シリコンウェハ１００を包み込んでいる。また、図９において２０４は対向電極である。
【００６３】
この電気化学エッチング工程では、配線材２０３から電圧を印加して、エッチング用配線２８からダイオード２９、ｎ型エピタキシャル層１２を通してシリコンウェハ１００のｐｎ接合に逆バイアスがかかるようにしておく。
【００６４】
すると、シリコンウェハ１００におけるｐ型単結晶シリコン基板１１が、エッチング液への露出面側からｐｎ接合界面付近までエッチングされた後、エッチングが停止する。この停止位置は、ｐｎ接合界面からｐ型単結晶シリコン基板１１側へ伸びた空乏層により規定される。
【００６５】
このようにして、図８（ｃ）に示すように、ダイアフラム部１４が形成される。このダイアフラム厚は、ｎ型エピタキシャル層１２の形成精度と空乏層幅でほぼ決まり、高精度のダイアフラム厚制御が可能となる。
【００６６】
この電気化学エッチング工程の後、シリコンウェハ１００の裏面にガラス台座３０を陽極接合等により接合する。その後、シリコンウェハ１００をスクライブライン１０１に沿って、ガラス台座３０とともにダイシングカットしてチップ単位に分断する（ウェハ分断工程）。その結果、図１〜図３に示す集積化圧力センサＳ１が製造される。
【００６７】
ところで、本実施形態によれば、シリコンチップ（半導体基板）１０の内周部では、エッチング用配線２８が、両端部２８ａと２８ｂとの間でｐ⁺不純物拡散層２７を跨がない構成となっているため、エッチング用配線２８とｐ⁺不純物拡散層２７との重なり部がチップ内周部に存在しない。
【００６８】
なお、本実施形態では、上記図２に示すように、シリコンチップ１０の端部では、エッチング用配線２８の他端部２８ｂが、チップ端部の不純物拡散層２７と重なり合っている。
【００６９】
しかし、このチップ端部における重なり部にてエッチング配線２８と不純物拡散層２７とが短絡しても、このチップ端部の短絡部からエッチング面（マスク３２の開口部にてエッチング液に露出するｐ型単結晶シリコン基板１１の面）までの距離、すなわち電流リーク経路の距離が長く、不純物濃度も１０¹⁵ｃｍ^-3と低いために高抵抗となり、リーク電流も極めて少ないために、チップ端部（２８ｂ部）の短絡による電気化学エッチングへの影響は少ない。
【００７０】
そのため、本実施形態によれば、電気化学エッチング時におけるエッチング用配線２８とｐ⁺不純物拡散層２７との短絡を実質的に防止することができ、所望の電気化学エッチングを行うことの可能な集積化圧力センサＳ１およびその製造方法を提供することができる。
【００７１】
また、本実施形態では、エッチング用配線２８の一端部２８ａは、ダイオード２９を介して、ｎ型エピタキシャル層（第２の半導体層）１２と電気的に接続されているが、図３からわかるように、このダイオード２９は、ｎ型エピタキシャル層１２からエッチング用配線２８への電流の流れを防止するオーミックコンタクト型のものである。
【００７２】
このようにダイオード２９を介在させることにより、ｎ型エピタキシャル層１２に形成されている回路素子１７等やセンシング用素子である歪みゲージ１５等から、エッチング用配線２８への電流が逆流して漏れるのを防止することができるため、センサ感度や回路特性等の向上につながる。
【００７３】
（第２実施形態）
図１０は、本発明の第２実施形態に係る分断前のウェハ状態における集積化圧力センサＳ１の概略平面構成を示す図、図１１は図１０中の一点鎖線Ｅに沿った概略断面図である。本実施形態は、上記図４および図５に示すものに比べて、シリコンウェハ１００上のエッチング用配線２８のパターンを変更したものであり、他の部分は同一である。
【００７４】
上記第１実施形態では、隣接するチップ単位Ｓ１’の間には、縦方向、横方向ともに、スクライブライン１０１から外れた位置に１本ずつエッチング用配線２８が格子状に設けられた形（１本−１本の格子形状）となっていたが、本実施形態は、縦方向及び横方向のいずれか一方（図示例では縦方向）のエッチング用配線２８を２本にしたものである。
【００７５】
このように、シリコンウェハ１００上のエッチング用配線２８のパターンを、「１本−２本の格子形状」としても、上記第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００７６】
（第３実施形態）
図１２は、本発明の第３実施形態に係る集積化圧力センサＳ３の概略平面図であり、図１３は、図１２中の一点鎖線Ｆに沿った概略断面図である。図に示すように、本実施形態では、上記実施形態においてシリコンチップ１０の端部に設けられていたチップ端部の不純物拡散層２７を無いものとしている。
【００７７】
そして、エッチング用配線２８が、シリコンチップ１０の端部にて矩形枠状に形成されており、本実施形態では、エッチング用配線２８において、この矩形枠状の部分が、シリコンチップ（半導体基板）の端部にまで延長された他端部２８ｂとして構成されている。
【００７８】
そして、本実施形態においても、当該他端部２８ｂと一端部２８ａとの間では、エッチング用配線２８はｐ⁺不純物拡散層２７を跨がないように配置されていることにより、上記第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００７９】
なお、本実施形態では、チップ端部の不純物拡散層２７を設けていないため、シリコンウェハ１００の分断工程において、分断後のチップ１０の端部におけるｐｎ接合界面の結晶構造の乱れが抑制できる方法で分断可能な場合に用いた方が、好ましい。
【００８０】
さらに、本実施形態では、上記実施形態とは異なり、図１３に示すように、ダイシングライン１０１がエッチング用配線２８に接しており、ダイシングカット時には、エッチング用配線２８も一部切断されることになる。この場合、ダイサーが目詰まりしたり、チップ端部にＡｌの屑が残ってリークパスとなったりする可能性がある。
【００８１】
そこで、本実施形態においては、電気化学エッチング工程の後でダイシングカット工程の前に、シリコンチップ１０の端部のエッチング用配線２８（エッチング用配線２８の他端部２８ｂ）を、エッチング等により除去するようにしても良い。
【００８２】
（他の実施形態）
なお、本発明は、圧力センサ以外にも、ガスセンサ、赤外線センサ、湿度センサ等、第１導電型の第１の半導体層と第２導電型の第２の半導体層とが積層されてなる半導体基板に、電気化学エッチングにより薄肉部を形成するとともに集積回路部を形成してなる半導体装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る集積化圧力センサの概略断面図である。
【図２】図１に示す集積化圧力センサの概略平面図である。
【図３】図２中の一点鎖線Ａに沿った概略断面図である。
【図４】図１に示す集積化圧力センサの分断前のウェハ状態における概略平面構成を示す図である。
【図５】図４中の各部分の概略断面図である。
【図６】上記第１実施形態に係る集積化圧力センサの製造方法を示す工程図である。
【図７】図６に続く製造方法を示す工程図である。
【図８】図７に続く製造方法を示す工程図である。
【図９】電気化学エッチングの方法を示す説明図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る分断前のウェハ状態における集積化圧力センサの概略平面図である。
【図１１】図１０中の一点鎖線Ｅに沿った概略断面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る集積化圧力センサの概略平面図である。
【図１３】図１２中の一点鎖線Ｆに沿った概略断面図である。
【符号の説明】
１０…シリコンチップ（半導体基板）、
１１…ｐ型単結晶シリコン基板（第１の半導体層）、
１２…ｎ型エピタキシャル層（第２の半導体層）、１３…凹部、
１４…ダイアフラム部（薄肉部）、１６…集積回路部、
２７…ｐ⁺不純物拡散層（不純物拡散層）、２８…エッチング用配線、
２８ａ…エッチング用配線の一端部、２８ｂ…エッチング用配線の他端部、
２９…ダイオード、１００…シリコンウェハ（半導体ウェハ）、
１０１…スクライブライン。

Claims (3)

1. 第１導電型の第１の半導体層（１１）と第２導電型の第２の半導体層（１２）とが積層されてなる半導体基板（１０）と、
   前記半導体基板における前記第１の半導体層の一部を電気化学エッチングにより除去することにより形成された凹部（１３）と、
   前記凹部に対応した部位にて前記第２の半導体層より形成された薄肉部（１４）と、
   前記第２の半導体層のうち前記薄肉部以外の部位に形成された集積回路部（１６）と、
   前記第２の半導体層の表面から前記第１の半導体層に達するように形成された第１導電型の不純物拡散層（２７）と、
   前記第２の半導体層の表面に形成され前記凹部の電気化学エッチングに用いるエッチング用配線（２８）とを備える半導体装置において、
   前記エッチング用配線は、一端部（２８ａ）が前記半導体基板の内周にて前記第２の半導体層に電気的に接続され、他端部（２８ｂ）が前記半導体基板の端部周辺にまで延長されているものであり、
   前記エッチング用配線はその一端部と他端部との間で前記不純物拡散層を跨がないように配置されていることを特徴とする半導体装置。
2. 前記エッチング用配線（２８）の一端部（２８ａ）は、前記第２の半導体層（１２）から前記エッチング用配線への電流の流れを防止するダイオード（２９）を介して、前記第２の半導体層と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
3. 第１導電型の第１の半導体層（１１）と第２導電型の第２の半導体層（１２）とが積層されてなる半導体ウェハ（１００）を用意し、この半導体ウェハに対して、チップ単位毎に集積回路部（１６）を形成するとともに電気化学エッチングにより薄肉部（１４）を形成した後、スクライブライン（１０１）に沿って分断するようにした半導体装置の製造方法において、
   前記半導体ウェハにてチップ単位毎に、前記第２の半導体層の表面から前記第１の半導体層に達するように第１導電型の不純物拡散層（２７）を形成する工程と、
   前記半導体ウェハにおける前記第２の半導体層に、前記集積回路部を形成する工程と、
   前記半導体ウェハにてチップ単位毎に、前記第２の半導体層の表面に、前記電気化学エッチングに用いるエッチング用配線（２８）を、その一端部（２８ａ）がチップ単位の内周にて前記第２の半導体層に電気的に接続され他端部（２８ｂ）が前記スクライブラインまで延長されるとともに、当該一端部と他端部との間で前記不純物拡散層を跨がないような形で形成する工程と、
   前記エッチング用配線を用いて前記電気化学エッチングを行うことにより、前記半導体ウェハのうち所定部分の前記第１の半導体層を除去して前記薄肉部を形成する工程と、
   しかる後、前記半導体ウェハを前記スクライブラインに沿って分断する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。

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