JPH0254136A - Preparation of oscillation type transducer - Google Patents
Preparation of oscillation type transducerInfo
- Publication number
- JPH0254136A JPH0254136A JP20444188A JP20444188A JPH0254136A JP H0254136 A JPH0254136 A JP H0254136A JP 20444188 A JP20444188 A JP 20444188A JP 20444188 A JP20444188 A JP 20444188A JP H0254136 A JPH0254136 A JP H0254136A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- silicon
- diffusion layer
- layer
- vibrating
- 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.)
- Granted
Links
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 title abstract description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 52
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 48
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 45
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 45
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 39
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 26
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 14
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 13
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 claims description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 4
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 abstract description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 4
- 230000017105 transposition Effects 0.000 abstract 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 20
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 16
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 16
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 8
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 8
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 7
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 6
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 4
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 3
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N n-(2,4-dichloro-5-propan-2-yloxyphenyl)acetamide Chemical compound CC(C)OC1=CC(NC(C)=O)=C(Cl)C=C1Cl QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- -1 vibrating beam Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0001—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means
- G01L9/0008—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using vibrations
- G01L9/0022—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using vibrations of a piezoelectric element
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、シェルを有しシリコン単結晶の基板状に設け
られシリコン単結晶材よりなる振動梁を有する振動形ト
ランスデュサの製造方法に関するものである。[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention relates to a method for manufacturing a vibrating transducer having a shell, a vibrating beam made of a silicon single crystal material, and provided on a silicon single crystal substrate. be.
更に詳述すれば、本発明は、転位が少なく、初期張力が
大で感度が高い等の機械的、電気的特性が良好な振動形
トランスデュサの製造方法に関するものである。More specifically, the present invention relates to a method for manufacturing a vibrating transducer that has good mechanical and electrical properties such as few dislocations, large initial tension, and high sensitivity.
〈従来の技術〉
第5図は従来より一般に使用されている従来例の構成説
明図で、圧力センサに使用せる例を示し、第6図は第5
図におけるX−X断面図、第7図は一部を省略した平面
図である。<Prior art> Fig. 5 is an explanatory diagram of the configuration of a conventional example commonly used in the past, showing an example of use in a pressure sensor, and Fig. 6 is a diagram showing the configuration of a conventional example commonly used.
The XX sectional view in the figure and FIG. 7 are partially omitted plan views.
このような装置は、例えば、特願昭59−42632号
公報に示されている。Such a device is shown, for example, in Japanese Patent Application No. 59-42632.
これらの図において、
1は弾性を有する半導体で構成された基板で、例えば、
シリコン基板が用いられている。In these figures, 1 is a substrate made of an elastic semiconductor, for example,
A silicon substrate is used.
2はこの半導体基板1の一部を利用して構成されている
受圧ダイアフラムで、例えば、半導体基板1をエツチン
グして構成される。Reference numeral 2 denotes a pressure receiving diaphragm constructed using a part of the semiconductor substrate 1, for example, by etching the semiconductor substrate 1.
3および4は受圧ダイアフラム2上に形成された両端固
定の微小な振動梁である。3 and 4 are minute vibrating beams formed on the pressure receiving diaphragm 2 and fixed at both ends.
振動梁3は受圧ダイアフラム2のほぼ中央部に、振動梁
4は受圧ダイアフラム2の周縁部にそれぞれ位置してい
る。The vibrating beam 3 is located approximately at the center of the pressure receiving diaphragm 2, and the vibrating beam 4 is located at the periphery of the pressure receiving diaphragm 2.
この振動梁3.4は、例えば半導体基板1において、振
動梁に相当する箇所の周辺部を、例えばアンダエッチン
グして形成されている。The vibrating beam 3.4 is formed by, for example, under-etching the peripheral portion of the semiconductor substrate 1 corresponding to the vibrating beam.
5はシェルで、受圧ダイアフラム2上に形成された振動
梁3の周囲を覆い、この内部25(振動梁3の周囲)を
真空状態に保持するようにしたものである。Reference numeral 5 denotes a shell that covers the periphery of the vibrating beam 3 formed on the pressure receiving diaphragm 2 and maintains the interior 25 (around the vibrating beam 3) in a vacuum state.
シェル5は、この場合は、シリコンで構成され、受圧ダ
イアフラム2に、例えば陽極接合法によって取付けられ
る。シェル5は振動梁4にも設けられているが、ここで
は省略する。The shell 5 is made of silicon in this case and is attached to the pressure-receiving diaphragm 2 by, for example, anodic bonding. Although the shell 5 is also provided on the vibrating beam 4, it is omitted here.
なお、シェル5は、第5図においては、分りやすくする
ために省略されている。Note that the shell 5 is omitted in FIG. 5 for clarity.
第8図は第6図における振動梁付近を拡大して示す断面
図である。ここでは、受圧ダイアフラム2としてn形シ
リコン基板を用いた例である。この図において、21a
、21bはP十層で、218.21bとは切込み部20
によって電気的に分離している。FIG. 8 is an enlarged sectional view showing the vicinity of the vibrating beam in FIG. 6. Here, an example is shown in which an n-type silicon substrate is used as the pressure receiving diaphragm 2. In this figure, 21a
, 21b is the P ten layer, and 218.21b is the notch 20
electrically isolated by
22はn形エピタキシアル層、23はP十層、24はS
i 02層である。エピタキシアル層22の一部は、
例えば、アンダーエツチングによって隙間部25が形成
されており、振動梁3(4)は隙間部25上を跨がる両
端固定のP層とSiO2層とによって構成されている。22 is an n-type epitaxial layer, 23 is a P ten layer, 24 is an S
i02 layer. A part of the epitaxial layer 22 is
For example, a gap 25 is formed by under-etching, and the vibrating beam 3 (4) is constituted by a P layer and a SiO2 layer that are fixed at both ends and span the gap 25.
第8図において振動梁3(4)を構成する2層23と、
隙間部25を介して対向する1層21a。In FIG. 8, two layers 23 forming the vibrating beam 3 (4),
One layer 21a facing each other with a gap 25 in between.
21bは、静電容量電極を構成しており、ここでは振動
片3(4)を、p+層21aとP十層23との間に働く
静電力を利用して励振させ、また、P十層21bとP十
層23との間の静電容量変化によって、振動梁3(4)
の振動を検出するようになっている。21b constitutes a capacitance electrode, in which the vibrating piece 3 (4) is excited using the electrostatic force acting between the p+ layer 21a and the p-layer 23; 21b and the P layer 23, the vibration beam 3 (4)
It is designed to detect vibrations.
oSCは発振回路で、この回路は外部、あるいは、半導
体基板1を利用して構成されており、入力端はP十層2
1bが接続され、振動梁3(4)の振動に関連した信号
が印加される。また、出力端はP十層21aが接続され
、P+W121aとP+層23間に出力信号を与える。oSC is an oscillation circuit, and this circuit is configured externally or using a semiconductor substrate 1, and the input terminal is connected to the P layer 2.
1b is connected, and a signal related to the vibration of the vibrating beam 3 (4) is applied. Further, the output terminal is connected to the P10 layer 21a, and provides an output signal between the P+W 121a and the P+ layer 23.
これによって、発振回路O8Cと振動梁3(4)とは振
#J梁の固有振動数で発振する自励発振回路を構成する
。As a result, the oscillation circuit O8C and the vibration beam 3 (4) constitute a self-excited oscillation circuit that oscillates at the natural frequency of the vibration #J beam.
このように構成した圧力センサにおいて、受圧ダイアフ
ッラム2に、第6図の矢印Pに示すように、内側から圧
力を与えるものとすれば、この圧力を受けて受圧ダイア
フラム2は撓み、中央に形成されている振動#、3には
引張力が、ダイアフラム2の周縁部に形成されている振
動梁4には圧縮力がそれぞれ加わる。これにより各振動
梁3,4の固有振動数f、、f2は、圧力Pに対して差
動的に変化する事となり、例えば、f、−f2の差を演
算することによって、圧力Pを測定することができる。In the pressure sensor configured in this way, if pressure is applied to the pressure receiving diaphragm 2 from the inside as shown by the arrow P in FIG. A tensile force is applied to the vibrations #3 and 3, and a compressive force is applied to the vibration beam 4 formed at the peripheral edge of the diaphragm 2. As a result, the natural frequencies f, f2 of each vibrating beam 3, 4 change differentially with respect to the pressure P. For example, the pressure P can be measured by calculating the difference between f and -f2. can do.
しかして、シェル5により振動梁3,4が真空中に置か
れる・為、振動梁3.4のQを高くすることができる。Since the shell 5 places the vibrating beams 3, 4 in a vacuum, the Q of the vibrating beams 3.4 can be increased.
しかしながら、この様な装置においては、受圧ダイアフ
ラム2にシェル5を取付けねばならないので、陽極接合
法等の接合技術が必要となり、接合時に振動梁に悪影響
を及ぼす恐れがある。また、接合強度等問題となり、小
形化にも限度を有する。However, in such a device, since the shell 5 must be attached to the pressure-receiving diaphragm 2, a bonding technique such as an anodic bonding method is required, and there is a risk that the vibration beam will be adversely affected during bonding. Further, problems such as bonding strength arise, and there is a limit to miniaturization.
このような問題点を解決するために、本願出願人は昭和
62年6月26日出願の特願昭62−159073 r
発明の名称:振動形トランスデュサの製造方法」を出願
している。In order to solve these problems, the applicant of the present application has filed Japanese Patent Application No. 159073/1982 filed on June 26, 1988.
Title of invention: "Method for manufacturing a vibrating transducer" has been filed.
以下、この出願について、第9図により説明する。This application will be explained below with reference to FIG.
図において、第5図から第8図までと同一記号は同一機
能を示す。In the figures, the same symbols as in FIGS. 5 to 8 indicate the same functions.
以下、第5図から第8図までと相違部分のみ説明する。Hereinafter, only the differences from FIGS. 5 to 8 will be explained.
(1)第9図(A)に示すごとく、n型シリコン(10
0)面にカットされた基板1に、シリコン酸化物あるい
はシリコン窒化物の膜101を形成する。膜101の所
要の箇所をホトリソグラフィにより除去する。(1) As shown in Figure 9(A), n-type silicon (10
0) A film 101 of silicon oxide or silicon nitride is formed on the substrate 1 which has been cut into a plane. Required portions of the film 101 are removed by photolithography.
(2)第9図(B)に示すごとく、1050℃の水素(
H2)雰囲気中で、塩化水素でエツチングを行い、基板
1に所要箇所102をエツチングしてWAlolをアン
ダーカットして凹部103を形成する。(2) As shown in Figure 9 (B), hydrogen (
H2) Etching is performed with hydrogen chloride in an atmosphere to etch required portions 102 on the substrate 1 to undercut WAlo1 and form recesses 103.
なお、塩化水素の代りに、高温水蒸気、酸素を用いるか
、あるいは、40℃〜130℃のアルカリ液による異方
性エツチングでもよい。Note that instead of hydrogen chloride, high-temperature steam or oxygen may be used, or anisotropic etching may be performed using an alkaline solution at a temperature of 40 DEG C. to 130 DEG C.
(3)第9図(C)に示すごとく、1050℃の水素(
H2)雰囲気中で、ソースガスに、塩化水素(1(CI
)ガスを混入して、選択エピタキシャル成長法を行う
。(3) As shown in Figure 9 (C), hydrogen (
H2) atmosphere, the source gas contains hydrogen chloride (1(CI)
) A selective epitaxial growth method is performed by mixing gas.
すなわち、
■ボロンの?JC10’ ” cm−”のP形シリコン
により、隙間部25の下半分に相当する第1エピタキシ
ャルM104を選択エピタキシャル成長させる。In other words, ■Boron? A first epitaxial layer M104 corresponding to the lower half of the gap 25 is selectively grown epitaxially using P-type silicon of JC10' cm-.
■ボロンの濃度10”am″3のP形シリコンにより、
第1エピタキシャル層104の表面に、所要の箇所10
2を塞ぐように、振動梁3.4に相当する第2エピタキ
シャル層105を選択エピタキシャル成長させる。■ P-type silicon with a boron concentration of 10"am"3,
At a required location 10 on the surface of the first epitaxial layer 104
A second epitaxial layer 105 corresponding to the vibrating beam 3.4 is selectively grown epitaxially so as to cover the vibrating beam 3.4.
■ボロンの濃度10”cm″3のP形シリコンにより、
第2エピタキシャル層105の表面に、隙間部25の上
半分に相当する第3エピタキシャル層106を選択エピ
タキシャル成長させる。■ P-type silicon with a boron concentration of 10"cm"3,
A third epitaxial layer 106 corresponding to the upper half of the gap 25 is selectively epitaxially grown on the surface of the second epitaxial layer 105 .
■リンの濃度10”cm’のn形シリコンにより、第3
エピタキシャル層106の表面に、シェル5に相当する
第4エピタキシャル層107を選択エピタキシャル成長
させる。■N-type silicon with a phosphorus concentration of 10"cm'
A fourth epitaxial layer 107 corresponding to the shell 5 is selectively epitaxially grown on the surface of the epitaxial layer 106 .
(4)第9図(D>に示すごとく、シリコン酸化物、あ
るいは、シリコン窒化物の膜101をフッ化水素酸(H
F)でエツチングして除去し、エツチング液の注入口1
08を設ける。(4) As shown in FIG. 9 (D>), a film 101 of silicon oxide or silicon nitride is coated with hydrofluoric acid (H
Remove it by etching with step F) and insert the etching solution inlet 1.
08 will be provided.
(5)第9図(E>に示ずごとく、第2エピタキシャル
層105に対して、基板1と第4エピタキシャル層10
7に正のパルスを印加して、エツチング液の注入口10
8よりアルカリ液を注入して、第1エピタキシャル層1
04と第3エピタキシャル層106を、選択エツチング
して除去する。(5) As shown in FIG. 9 (E>), with respect to the second epitaxial layer 105, the substrate 1 and the fourth epitaxial layer 10 are
7, a positive pulse is applied to the etching solution inlet 10.
8, the alkaline solution is injected into the first epitaxial layer 1.
04 and the third epitaxial layer 106 are selectively etched and removed.
第2エピタキシャル層105と第1エピタキシャル層1
04あるいは第3エピタキシャル層106との間にエツ
チング作用の差があるのは、ボロンの濃度が3X10’
” cm″3以上となるとエツチング作用に抑制現象
が生ずることによる。Second epitaxial layer 105 and first epitaxial layer 1
04 or the third epitaxial layer 106 because the boron concentration is 3X10'
This is because when the thickness exceeds 3 cm, the etching action is suppressed.
このことは、例えば、「トランスデュサーズ87」日本
電気学会発行の123ベージ Fig8に示されている
。This is shown, for example, in Fig. 8 of "Transducers 87" published by the Institute of Electrical Engineers of Japan, page 123.
(6)熱酸化処理を行い各表面に酸化シリコン膜109
を生ザしぬる。(6) Perform thermal oxidation treatment to form a silicon oxide film 109 on each surface.
Namazashinuru.
なお、寸法精度がより緩かな場合には、この工程は必要
としない。Note that this step is not necessary if the dimensional accuracy is less strict.
(7)第9図(p゛)に示すごとく、プラズマエツチン
グ処理により、基板1と第4−1:ビタキシャル層10
7の外表面の酸化シリコン膜109を除去する。なお、
(7)の熱酸化処理を行なわない場合には、この]−程
も必要としない。(7) As shown in FIG. 9(p), the substrate 1 and the 4-1: bitaxial layer 10 are etched by plasma etching.
The silicon oxide film 109 on the outer surface of 7 is removed. In addition,
If the thermal oxidation treatment (7) is not performed, this step is not necessary.
(8)第9図(G)に示す如く、1050℃の水素(H
2)中で、n形シリコンのエピタキシャル成長を行い、
基板1と第4エピタキシャル層107の外表面にエピタ
キシャル成長層111を形成し、エツチング液の注入口
108をとじる。(8) As shown in Figure 9 (G), hydrogen (H
2) Perform epitaxial growth of n-type silicon in the
An epitaxial growth layer 111 is formed on the outer surfaces of the substrate 1 and the fourth epitaxial layer 107, and the etching solution injection port 108 is closed.
なお、この工程は、 ■熱酸化によりエツチング液の注入口108をとじる。In addition, this process is (2) Close the etching solution injection port 108 by thermal oxidation.
■ポリシリコンをCVD法またはスパッタ法によりエツ
チング液の注入口108の箇所に着膜させて、エツチン
グ液の注入口108をとじる。(2) A film of polysilicon is deposited on the etching solution injection port 108 by CVD or sputtering, and the etching solution injection port 108 is closed.
■真空蒸着法によるシリコンエピタキシャル法によりエ
ツチング液の注入口108を埋める。(2) Filling the etching solution injection port 108 by silicon epitaxial method using vacuum evaporation method.
■絶縁物、例えば、ガラス(Si02)、窒化物、アル
ミナ等をCVD法、または、スパッタ法あるいは、蒸着
法によりエツチング液の注入口108を埋めるようにし
てもよい。(2) The etching solution injection port 108 may be filled with an insulator such as glass (Si02), nitride, alumina, etc. by CVD, sputtering, or vapor deposition.
この結果、
(1)基板1と振動梁3.4とシェル5とが一体形で形
成されるので、基板1とシェル5との接合を必要ヒせず
、接合に基づく不安定さの問題が無くなる。As a result, (1) Since the substrate 1, the vibration beam 3.4, and the shell 5 are integrally formed, there is no need to bond the substrate 1 and the shell 5, and the problem of instability due to bonding is avoided. It disappears.
(2)単純な構造で、外部の流体と振動梁3,4を絶縁
でき、小形化が容易に出来る。(2) With a simple structure, the vibrating beams 3 and 4 can be insulated from external fluid, and can be easily miniaturized.
(3)振動梁3,4やシェル5の位置、厚さ、形状は、
半導体プロセス技術を利用して容易に正確に出来る。し
たがって、精度の高い振動形トランスデュサが得られる
。(3) The position, thickness, and shape of the vibration beams 3, 4 and shell 5 are as follows:
This can be done easily and accurately using semiconductor process technology. Therefore, a highly accurate vibrating transducer can be obtained.
〈発明が解決しようとする課題〉
しかしながら、この様な装置においては、第2エピタキ
シャル層105のエピタキシャル成長時において、酸化
シリコン等からなる膜101のエツジ部分を結晶が成長
して通過するときに転位が発生しやすい。<Problems to be Solved by the Invention> However, in such an apparatus, during the epitaxial growth of the second epitaxial layer 105, dislocations occur when the crystal grows and passes through the edge portion of the film 101 made of silicon oxide or the like. Likely to happen.
この結果、 ■不純物濃度差による銀力が緩和する。As a result, ■The silver strength due to the difference in impurity concentration is alleviated.
■結晶性が悪くなるので、す〜り電流が多くなる。■Crystallinity deteriorates, so the current increases.
■結晶性が悪いので、破断応力が低い。■Poor crystallinity, so the breaking stress is low.
本発明は、この問題点を解決するものである。The present invention solves this problem.
本発明の目的は、転位が少な(、初期張力が大で感度が
高い等の機械的、電気的特性が良好な振動形トランスデ
ュサの製造方法を提供するにある。An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a vibrating transducer that has good mechanical and electrical properties such as fewer dislocations (large initial tension and high sensitivity).
く課題を解決するための手段〉
この目的を達成するために、本発明は、シリコン単結晶
の基板上に設けられ、励振手段により励振され励振検出
手段によって振動が検出されシリコン単結晶材よりなる
振f#J梁を形成し、該振動梁を囲み前記基板と室を構
成し該振動梁の周囲に隙間が維持されるようにシリコン
材よりなるシェルを形成する振動形トランスデュサの製
造方法において、
前記シリコン単結晶の基板上にシリコン酸化物あるいは
窒化物の膜を形成し、
該膜の所要箇所をエツチングにより取去り、前記基板に
前記室の基板(l」部分および前記振動梁が形成される
位置の部分にエツチングされやすい高濃度のP形シリコ
ンからなる第1拡散層を熱拡散により形成した後該第1
拡散層の前記振動梁が形成される位置の部分にエツチン
グされにくい高濃度のP形シリコンからなる第2拡散層
を熱拡散により形成したことを特徴とする振動形トラン
スデュサの製造方法を採用したものである。Means for Solving the Problems To achieve this object, the present invention provides a silicon single crystal material that is provided on a silicon single crystal substrate, excited by an excitation means, and whose vibrations are detected by an excitation detection means. In a method for manufacturing a vibrating transducer, the method includes forming a vibrating f#J beam, surrounding the vibrating beam to form a chamber with the substrate, and forming a shell made of silicon material so as to maintain a gap around the vibrating beam, A film of silicon oxide or nitride is formed on the silicon single crystal substrate, and required portions of the film are removed by etching, and the substrate (l) portion of the chamber and the vibrating beam are formed on the substrate. After forming a first diffusion layer made of high-concentration P-type silicon, which is easily etched, by thermal diffusion,
A method for manufacturing a vibrating transducer characterized in that a second diffusion layer made of highly concentrated P-type silicon that is difficult to be etched is formed by thermal diffusion in a portion of the diffusion layer where the vibrating beam is formed. It is.
く作用〉
以上の方法において、基板に振動梁と隙間対応部分とシ
ェル相当部分とを基板と一体となるように形成した後、
隙間対応部分をエツチングで除去することによって、基
板と振動梁とシェル一体形の振動形トランスデュサを得
ることができる。In the above method, after forming the vibrating beam, the gap corresponding part, and the shell corresponding part on the board so as to be integrated with the board,
By removing the portion corresponding to the gap by etching, it is possible to obtain a vibrating transducer in which the substrate, vibrating beam, and shell are integrated.
また、基板に振動梁が形成される位置の部分にエツチン
グされにくい高濃度のP形シリコンからなる第2拡散層
を熱拡散により形成したので、第2拡散層に転位を生ず
る恐れがない。Further, since the second diffusion layer made of highly-concentrated P-type silicon, which is difficult to be etched, is formed by thermal diffusion in the portion of the substrate where the vibrating beam is to be formed, there is no fear of dislocations occurring in the second diffusion layer.
以下、実施例に基づき詳細に説明する。Hereinafter, a detailed explanation will be given based on examples.
〈実施例〉
第1図は本発明の一実施例の要部製作工程説明図である
。<Embodiment> FIG. 1 is an explanatory diagram of the manufacturing process of the main part of an embodiment of the present invention.
図において、第5図から第8図と同一記号の構成は同一
機能を表わす。In the figure, structures with the same symbols as in FIGS. 5 to 8 represent the same functions.
以下、第5図から第8図と相違部分のみ説明する。Hereinafter, only the differences from FIGS. 5 to 8 will be explained.
(1)第1図(A)に示すごとく、n型シリコン(10
0)面の基板1に、シリコン酸化物あるいはシリコン窒
化物の膜201を形成する。a201の所要の箇所20
2をホトリソグラフィにより除去する。(1) As shown in Figure 1 (A), n-type silicon (10
0) A silicon oxide or silicon nitride film 201 is formed on the substrate 1. Required part 20 of a201
2 is removed by photolithography.
(2)第1図(B)に示すごとく、基板1に隙間部25
の基板側部分および振動梁3,4が形成される位置の部
分に3X10” /am’程度未満のP形シリコンから
なる第1拡散層203を熱拡散により形成する。(2) As shown in FIG. 1(B), there is a gap 25 in the substrate 1.
A first diffusion layer 203 made of P-type silicon with a thickness of less than about 3×10"/am' is formed by thermal diffusion on the substrate side portion and the portion where the vibrating beams 3 and 4 are to be formed.
(3)第1図(C)に示すごとく、第1拡散層203の
振動梁3.4が形成される位置の部分に3XIQ”/c
mコ程度以上のP形シリコンからなる第2拡散層204
を熱拡散により形成する(4)第1図(D)に示すごと
く、1050℃の水素(H2)雰囲気中でソースガスに
HClガスを混入して、ボロンの濃度1018cm″3
未満のP形シリコンにより、隙間部25の上半分に相当
する第1エピタキシャル層206を選択エピタキシャル
成長させる。(3) As shown in FIG. 1(C), the portion of the first diffusion layer 203 where the vibration beam 3.4 is formed is 3
A second diffusion layer 204 made of P-type silicon of approximately mco or more
(4) As shown in Figure 1 (D), HCl gas is mixed into the source gas in a hydrogen (H2) atmosphere at 1050°C to obtain a boron concentration of 1018 cm''3.
The first epitaxial layer 206 corresponding to the upper half of the gap 25 is selectively epitaxially grown using P-type silicon of less than 100 mL.
(5)第1図(E)に示すごとく、1050℃の水素(
H2)雰囲気中でソースガスにHC1’ガスを混入して
、ボロンの濃度3X10’ ” cm″3以上のP形シ
リコンにより、第1エピタキシャル層205の表面に、
シェル5に相当する第2エピタキシャル層206を選択
エピタキシャル成長させる。(5) As shown in Figure 1 (E), hydrogen (
H2) HC1' gas is mixed into the source gas in an atmosphere, and the surface of the first epitaxial layer 205 is coated with P-type silicon having a boron concentration of 3 x 10' cm3 or more.
A second epitaxial layer 206 corresponding to shell 5 is selectively epitaxially grown.
(6)第1図<F)に示すごとく、シリコン酸化物、あ
るいは、シリコン窒化物のII!201をフヅ化水素酸
(HF)でエツチングして除去し、エツチング液の一注
入口207を設ける。(6) As shown in Figure 1<F), silicon oxide or silicon nitride II! 201 is removed by etching with hydrofluoric acid (HF), and one inlet 207 for an etching solution is provided.
(7)第1図(G)に示すごとく、第2拡散層204に
対して基板1と第2エピタキシャル層206に、正のパ
ルスを印加して、エツチング液の注入口207よりアル
カリ液を注入して、第1拡散層203と第1エピタキシ
ャル層205を選択エツチングして除去する。(7) As shown in FIG. 1(G), a positive pulse is applied to the second diffusion layer 204, the substrate 1 and the second epitaxial layer 206, and an alkaline solution is injected from the etching solution injection port 207. Then, the first diffusion layer 203 and the first epitaxial layer 205 are selectively etched and removed.
第2拡散層204と第1拡散層203あるいは第1エピ
タキシャル層205との間にエツチング作用の差がある
のは、ボロンの濃度が3X10’’cm’以上となると
エツチング作用に抑制現象が生ずることによる。The reason why there is a difference in etching effect between the second diffusion layer 204 and the first diffusion layer 203 or the first epitaxial layer 205 is that when the boron concentration exceeds 3X10'' cm, a phenomenon that suppresses the etching effect occurs. by.
(8)第1図(H)に示すごとく、熱酸化処理を行い各
表面に酸化シリコンpA208を生ぜしめる。(8) As shown in FIG. 1(H), thermal oxidation treatment is performed to produce silicon oxide pA208 on each surface.
なお、寸法精度がより緩かな場合には、この工程は必要
としない。Note that this step is not necessary if the dimensional accuracy is less strict.
プラズマエツチング処理により、基板1と第2エピタキ
シヤルNl206の外表面の、酸化シリコン膜208を
除去する。The silicon oxide film 208 on the outer surfaces of the substrate 1 and the second epitaxial layer 206 is removed by plasma etching.
なお、(8)の熱酸化処理を行なわない場合には、この
工程も必要としない。Note that if the thermal oxidation treatment (8) is not performed, this step is also not necessary.
(9)第1図(I)に示すごとく、1050℃の水素(
H2)中でn形シリコンのエピタキシャル成長を行い、
基板1と第2エピタキシヤルffJ206の外表面に、
エピタキシャル成長層209を形成し、エツチング液の
注入口207をとじる。(9) As shown in Figure 1 (I), hydrogen (
Perform epitaxial growth of n-type silicon in H2),
On the outer surfaces of the substrate 1 and the second epitaxial ffJ206,
An epitaxial growth layer 209 is formed, and the etching solution injection port 207 is closed.
なお、この工程は、 ■熱酸化によりエツチング液の注入口207をとじる。In addition, this process is (2) Close the etching solution injection port 207 by thermal oxidation.
■ポリシリコンをCVD法またはスパッタ法によりエツ
チング液の注入口207の箇所に着膜させて、エツチン
グ液の注入口207をとじる。(2) A film of polysilicon is deposited on the etching solution injection port 207 by CVD or sputtering, and the etching solution injection port 207 is closed.
■真空蒸着法によるシリコンエピタキシャル法によりエ
ツチング液の注入口207を埋める。(2) Filling the etching solution injection port 207 by silicon epitaxial method using vacuum evaporation method.
■絶縁物、例えば、ガラス(SiOz)、窒化物、アル
ミナ等をCVD法、または、スパッタ法あるいは、蒸着
法によりエツチング液の注入口207を埋めるようにし
てもよい。(2) The etching solution injection port 207 may be filled with an insulator such as glass (SiOz), nitride, alumina, etc. by CVD, sputtering, or vapor deposition.
なお、振動梁3.4とシェル5との絶縁が取れないため
に、a動検出信号eは、第3図に示すごとく、
e= (Zs −eQ ) / (Zv
−ト Zs)Zs;シェル5の内部インピーダンス
eo+振動梁3,4の起電力
Zv;振動梁3,4の内部インピーダンスとなって、減
少するが、振動梁3.4のQ〈共振の尖鋭度)が充分大
きいため、実用上問題にならない。Note that since the vibration beam 3.4 and the shell 5 cannot be insulated, the a motion detection signal e is expressed as e= (Zs −eQ ) / (Zv
-G Zs) Zs; internal impedance eo of shell 5 + electromotive force Zv of vibrating beams 3 and 4; internal impedance of vibrating beams 3 and 4 decreases, but Q of vibrating beam 3.4 <resonance sharpness ) is sufficiently large that it does not pose a practical problem.
また、第1エピタキシャル層205はn形シリコンであ
ってもよい。Further, the first epitaxial layer 205 may be n-type silicon.
以上の方法において、基板1に振動梁3,4と隙間25
対応部分とシェル5相当部分とを基板1と一体となるよ
うに形成した後、隙間25対応部分をエツチングで除去
することによって、基板1と振動梁3,4とシェル5一
体形の振動形トランスデュサを得ることができる。In the above method, the vibration beams 3, 4 and the gap 25 are attached to the substrate 1.
After forming the corresponding portion and the portion corresponding to the shell 5 integrally with the substrate 1, the portion corresponding to the gap 25 is removed by etching, thereby creating a vibrating transducer in which the substrate 1, the vibrating beams 3, 4, and the shell 5 are integrated. can be obtained.
また、基板1に振動梁3,4が形成される位置の部分に
3X10”/am’程度以上のP形シリコンからなる第
2拡散層204を熱拡散により形成したので、第2拡散
層204に生ずる転位が少ない。In addition, since the second diffusion layer 204 made of P-type silicon of approximately 3×10"/am' or more was formed by thermal diffusion at the position where the vibration beams 3 and 4 are formed on the substrate 1, the second diffusion layer 204 Fewer dislocations occur.
この結果、
■不純物濃度差による振動梁3.4の残留歪み(張力)
を大きく保てる。As a result, ■Residual strain (tension) in vibrating beam 3.4 due to impurity concentration difference
can be kept large.
■結晶性が良くなるので、振動梁3,4のリーク電流が
少なくなる。(2) Since the crystallinity is improved, the leakage current of the vibrating beams 3 and 4 is reduced.
■結晶性が良いので、振動梁3,4の破断応力が高い。■Since the crystallinity is good, the breaking stress of the vibrating beams 3 and 4 is high.
第3図は本発明の他の実施例の要部製作工程説明図であ
る。FIG. 3 is an explanatory view of the main part manufacturing process of another embodiment of the present invention.
図において、
(1)第3図(A>に示すごとく、n型シリコン(10
0)面の基板1に、シリコン酸化物あるいはシリコン窒
化物の膜201を形成する。[201の所要の箇所20
2をホトリソグラフィにより除去する。In the figure, (1) As shown in Figure 3 (A>), n-type silicon (10
0) A silicon oxide or silicon nitride film 201 is formed on the substrate 1. [Required part 20 of 201
2 is removed by photolithography.
(2)第3図(B)に示すごとく、基板1に隙間部25
の基板側部分および振動梁3,4が形成される位置の部
分に3X10”/cm’程度未満のP形シリコンからな
る第1拡散層203を熱拡散により形成する。(2) As shown in FIG. 3(B), there is a gap 25 in the substrate 1.
A first diffusion layer 203 made of P-type silicon and having a thickness of less than about 3×10″/cm′ is formed by thermal diffusion on the substrate side portion and the portion where the vibrating beams 3 and 4 are to be formed.
(3)第3図<C)に示すごとく、第1拡散層203の
振動梁3.4が形成される位置の部分に3x I Q
l 9 / Cm 2程度以上のP形シリコンからなる
第2拡散層204を熱拡散により形成する(4)第3図
(D)に示すごとく、1050℃の水素(H2)雰囲気
中でソースガスに塩化水素(M CIりとシラン(Si
H4)ガスを混入して、リンの濃度10”cm″3のn
形シリコンにより、隙間部25の上半分とシェル5に相
当する第5エピタキシャルM211を選択エピタキシャ
ル成長させる。(3) As shown in Fig. 3 <C), 3x IQ is applied to the portion of the first diffusion layer 203 where the vibration beam 3.4 is formed.
A second diffusion layer 204 made of P-type silicon with a l 9 / Cm 2 or more is formed by thermal diffusion. (4) As shown in FIG. Hydrogen chloride (MCI and silane (Si)
H4) By mixing gas, the concentration of phosphorus is 10"cm"3.
A fifth epitaxial layer M211 corresponding to the upper half of the gap 25 and the shell 5 is selectively grown epitaxially using molded silicon.
この場合、第2拡散層204の表面は塩化水素によるエ
ツチングと結晶成長とが同時に進行するために、ボロン
が出てくる(アウト デイフュージョン Out D
iffusion)。In this case, since etching by hydrogen chloride and crystal growth proceed simultaneously on the surface of the second diffusion layer 204, boron comes out (Out Diffusion).
iffusion).
(5)第3図(F、)に示すごとく、成長するシリコン
中のリンの濃度(1017cm’)より、ボロンの濃度
が高い所まで、P形の層2111が成長する。(5) As shown in FIG. 3(F), the P-type layer 2111 grows to a point where the concentration of boron is higher than the concentration of phosphorus (1017 cm') in the growing silicon.
〈6)第3図(F)に示すごとく、ボロン濃度が低下す
ると、n形の層2112が成長する。(6) As shown in FIG. 3(F), when the boron concentration decreases, an n-type layer 2112 grows.
(7)第3図(G)に示すごとく、シリコン酸化物、あ
るいは、シリコン窒化物の膜201をフッ化水素酸(H
P)でエツチングして除去し、エツチング液の注入口2
07を設ける。(7) As shown in FIG. 3(G), a film 201 of silicon oxide or silicon nitride is coated with hydrofluoric acid (H
P) to remove it by etching, and then insert the etching solution inlet 2.
07 will be provided.
(7)第3図(H)に示すごとく、第2拡散層204に
対して基板1と第2エピタキシャル層206に、正のパ
ルスを印加して、エツチング液の注入口207よりアル
カリ液を注入して、第1拡散層203とP形の層211
1を選択エツチングして除去する。(7) As shown in FIG. 3(H), a positive pulse is applied to the second diffusion layer 204, the substrate 1 and the second epitaxial layer 206, and an alkaline solution is injected from the etching solution injection port 207. Then, the first diffusion layer 203 and the P-type layer 211
1 is selectively etched and removed.
第2拡散層204と第1拡散層203あるいはP形の層
2111との間にエツチング作用の差があるのは、ボロ
ンの濃度が3X101gcm’以上となるとエツチング
作用に抑制現象が生ずることによる。The reason why there is a difference in etching effect between the second diffusion layer 204 and the first diffusion layer 203 or the P-type layer 2111 is due to the phenomenon that the etching effect is suppressed when the boron concentration exceeds 3×101 gcm'.
(8)第3図(I)に示すごとく、熱酸化処理を行い各
表面に酸化シリコン膜208を生ザしめる。(8) As shown in FIG. 3(I), thermal oxidation treatment is performed to form a silicon oxide film 208 on each surface.
なお、寸法精度がより綬かな場合には、この工程は必要
としない。Note that this step is not necessary if the dimensional accuracy is higher.
プラズマエツチング処理により、基板1とn形の層21
12の外表面の、酸化シリコン膜208を除去する。By plasma etching process, the substrate 1 and the n-type layer 21 are
The silicon oxide film 208 on the outer surface of 12 is removed.
なお、(8)の熱酸化処理を行なわない場合には、この
工程も必要としない。Note that if the thermal oxidation treatment (8) is not performed, this step is also not necessary.
(9)第3図(J)に示すごとく、1050℃の水素(
1(2)中でnlシリコンのエピタキシャル成長を行い
、基板1とn形の層2112の外表面に、エピタキシャ
ル成長W1212を形成し、エツチング液の注入口20
7をとじる。(9) As shown in Figure 3 (J), hydrogen (
1 (2), epitaxial growth of nl silicon is performed, epitaxial growth W1212 is formed on the outer surfaces of the substrate 1 and the n-type layer 2112, and an etching solution injection port 20 is formed.
Close 7.
第4図は本発明の装置により製造した振動梁の使用例の
要部構成説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of the main part configuration of an example of the use of a vibrating beam manufactured by the apparatus of the present invention.
図において、3は振動梁である。振動梁3は両端がダイ
アフラム2に固定され互いに平行に配置された二個の第
1振動子31と第一振動子31の振動の腹の部分を相互
に機械的に結合する第二振動子32とを備える。In the figure, 3 is a vibrating beam. The vibrating beam 3 has two first vibrators 31 that are fixed to the diaphragm 2 at both ends and are arranged parallel to each other, and a second vibrator 32 that mechanically couples the antinode portions of the vibrations of the first vibrators 31 to each other. Equipped with.
40は振動梁3に直交する直流磁界を磁石13により加
え一方の第一振動子31の両端に交流電流を入カドラン
ス41により流して磁気誘導牛用により振動梁3を磁界
と電流に直交する方向に励振する励振手段である。Reference numeral 40 applies a DC magnetic field perpendicular to the vibrating beam 3 using a magnet 13, and an alternating current is applied to both ends of one first vibrator 31 by an inductor transformer 41, so that the vibrating beam 3 is moved in a direction perpendicular to the magnetic field and the current by magnetic induction. This is an excitation means that excites the
入カドランス41は、二次側が一方の第一振動子31の
両端に接続されている。The input cadence 41 has its secondary side connected to both ends of one first vibrator 31 .
50は他方の第一振動子31の両端に発生する起電力を
検出する振動検出手段である。Reference numeral 50 denotes vibration detection means for detecting the electromotive force generated at both ends of the other first vibrator 31.
この場合は、出カドランス51、増幅器52が用いられ
ている。In this case, an output transformer 51 and an amplifier 52 are used.
出カドランス51の一次側は、他方の第一振動子31の
両端に接続され、二次側は増幅器52を介して出力端子
53に接続されるとともに、分岐して入カドランス41
の一次側に接続され、全体として、正帰還自動発振回路
を構成する。The primary side of the output transformer 51 is connected to both ends of the other first vibrator 31, and the secondary side is connected to the output terminal 53 via the amplifier 52, and is branched to the input transformer 41.
The positive feedback automatic oscillation circuit is connected to the primary side of the oscillator as a whole.
振動梁3の振動は、振動検出手段50により検出され出
力信号として取出される。The vibration of the vibrating beam 3 is detected by the vibration detection means 50 and taken out as an output signal.
なお、前述の実施例においては、圧力センサに適用せる
例を説明したが、これに限ることはなく、例えば、温度
センサ、加速度センサに適用しても良いことは勿論であ
る。In addition, in the above-mentioned embodiment, an example in which the present invention is applied to a pressure sensor has been described, but the present invention is not limited to this, and it goes without saying that the present invention may be applied to, for example, a temperature sensor or an acceleration sensor.
また、前述の製造方法は、両端固定の振動梁3゜4のみ
でなく、片持梁、あるいは複数固定梁であっても適用出
来る。Furthermore, the above-mentioned manufacturing method can be applied not only to the vibrating beam 3.4 which is fixed at both ends, but also to a cantilever beam or a plurality of fixed beams.
〈発明の効果〉
以上説明したように、本発明は、シリコン単結晶の基板
上に設けられ、励振手段により励振され励振検出手段に
よって振動が検出されシリコン単結晶材よりなる振動梁
を形成し、該振動梁を囲み前記基板と室を構成し該1i
it!IJ梁の周囲に隙間が維持されるようにシリコン
材よりなるシェルを形成する振動形トランスデュサの製
造方法において、前記シリコン単結晶の基板上にシリコ
ン酸化物あるいは窒化物の膜を形成し、
該膜の所要箇所をエツチングにより取去り、前記基板に
前記室の基板側部分および前記振動梁が形成される位置
の部分にエツチングされやすい高濃度のP形シリコンか
らなる第1拡散層を熱拡散により形成した後該第1拡散
層の前記振動梁が形成される位置の部分にエツチングさ
れにくい高濃度のP形シリコンからなる第2拡散層を熱
拡散により形成したことを特徴とする振動形トランスデ
ュサの製造方法を採用した。<Effects of the Invention> As explained above, the present invention forms a vibrating beam made of a silicon single crystal material, which is provided on a silicon single crystal substrate, excited by an excitation means, and whose vibrations are detected by an excitation detection means. A chamber is formed with the substrate surrounding the vibrating beam, and the 1i
It! A method for manufacturing a vibrating transducer in which a shell made of a silicon material is formed so as to maintain a gap around an IJ beam, comprising: forming a silicon oxide or nitride film on the silicon single crystal substrate; A first diffusion layer made of high-concentration P-type silicon, which is easily etched, is formed on the substrate by thermal diffusion on the substrate side portion of the chamber and the portion where the vibration beam is to be formed. After that, a second diffusion layer made of highly-concentrated P-type silicon that is difficult to be etched is formed by thermal diffusion on a portion of the first diffusion layer where the vibration beam is formed. method was adopted.
この結果、
■不純物濃度差による振動梁の残留歪み(張力)を大き
く保てる。As a result, ① The residual strain (tension) in the vibrating beam due to the difference in impurity concentration can be kept large.
■結晶性が良くなるので、振動梁のリーク電流が少なく
なる。- Improved crystallinity reduces leakage current in the vibrating beam.
■結晶性が良いので、振動梁の破断応力が高い。■Since the crystallinity is good, the breaking stress of the vibrating beam is high.
従って、本発明によれば、転位が少なく、初期張力が大
で感度が高い等の機械的、電気的特性が良好な振動形ト
ランスデュサの製造方法を実現することが出来る。Therefore, according to the present invention, it is possible to realize a method for manufacturing a vibrating transducer that has good mechanical and electrical properties such as fewer dislocations, a large initial tension, and high sensitivity.
第1図は本発明の一実施例の工程説明図、第2図は動作
説明図、第3図は本発明の他の実施例の工程説明図、第
4図は使用説明図、第5図から第8図は従来より一般に
使用されている従来例の構成説明図、第9図は特願昭6
2−159073号「発明の名称:振動形トランスデュ
サの製造方法」の製作工程説明図である。
1・・・基板、13・・・磁石、2・・・受圧ダイアフ
ラム、3.4・・・振動梁、20・・・切込み部、21
a、21b 23・・・P十層、22・・・n形エピ
タキシャル層、24・・・5i02.25・・・隙間部
、31・・・第一振動子、32・・・第二振動子、40
・・・励振手段、41・・・入カドランス、42・・・
入力端子、50・・・振動検出手段、51・・・出カド
ランス、52・・・増幅器、53・・・出力端子、20
1・・・膜、202・・・箇所、203・・・第1拡散
層、204・・・第2拡散層、205・・・第1エピタ
キシャル層、206・・・第2エピタキシャル層、20
7・・・エツチング液の注入【]、208・・・酸化シ
リコン膜、209・・・エピタキシャル層、211・・
・第5エビタキヤル層、2111・・・P型の層、21
12・・・n型の層、212・・・エビタキャル層。
第1
図
第2図
S
(B)
第3図
(D)
(F)
第9図Fig. 1 is a process explanatory diagram of one embodiment of the present invention, Fig. 2 is an operation explanatory diagram, Fig. 3 is a process explanatory diagram of another embodiment of the present invention, Fig. 4 is a usage explanatory diagram, and Fig. 5 is an explanatory diagram of the process of an embodiment of the present invention. Figure 8 is an explanatory diagram of the configuration of a conventional example that has been generally used, and Figure 9 is a patent application filed in 1983.
2-159073 ``Title of the invention: Method for manufacturing a vibrating transducer'' is an explanatory diagram of the manufacturing process. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Substrate, 13... Magnet, 2... Pressure receiving diaphragm, 3.4... Vibration beam, 20... Notch part, 21
a, 21b 23...P ten layers, 22...n-type epitaxial layer, 24...5i02.25...gap, 31...first vibrator, 32...second vibrator , 40
...Excitation means, 41...Input cadence, 42...
Input terminal, 50... Vibration detection means, 51... Output transformer, 52... Amplifier, 53... Output terminal, 20
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Membrane, 202... Location, 203... First diffusion layer, 204... Second diffusion layer, 205... First epitaxial layer, 206... Second epitaxial layer, 20
7... Injection of etching solution [], 208... Silicon oxide film, 209... Epitaxial layer, 211...
・Fifth Ebitakal layer, 2111... P-type layer, 21
12...n-type layer, 212...Evitacal layer. Figure 1 Figure 2 S (B) Figure 3 (D) (F) Figure 9
Claims (1)
振され励振検出手段によって振動が検出されシリコン単
結晶材よりなる振動梁を形成し、該振動梁を囲み前記基
板と室を構成し該振動梁の周囲に隙間が維持されるよう
にシリコン材よりなるシェルを形成する振動形トランス
デュサの製造方法において、 前記シリコン単結晶の基板上にシリコン酸化物あるいは
窒化物の膜を形成し、 該膜の所要箇所をエッチングにより取去り、前記基板に
前記室の基板側部分および前記振動梁が形成される位置
の部分にエッチングされやすい高濃度のP形シリコンか
らなる第1拡散層を熱拡散により形成した後該第1拡散
層の前記振動梁が形成される位置の部分にエッチングさ
れにくい高濃度のP形シリコンからなる第2拡散層を熱
拡散により形成したことを特徴とする振動形トランスデ
ュサの製造方法。[Claims] A vibration beam made of a silicon single crystal material is provided on a silicon single crystal substrate, excited by an excitation means, and vibration is detected by an excitation detection means, and is surrounded by the vibration beam and connected to the substrate and a chamber. and forming a shell made of silicon material so as to maintain a gap around the vibrating beam, the method comprising: forming a silicon oxide or nitride film on the silicon single crystal substrate; Then, required portions of the film are removed by etching, and a first diffusion layer made of high-concentration P-type silicon that is easily etched is formed on the substrate in the substrate-side portion of the chamber and in the portion where the vibration beam is to be formed. A vibration device characterized in that after forming by thermal diffusion, a second diffusion layer made of highly concentrated P-type silicon that is difficult to be etched is formed by thermal diffusion in a portion of the first diffusion layer at a position where the vibration beam is formed. Manufacturing method for shaped transducers.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20444188A JPH0786443B2 (en) | 1988-08-17 | 1988-08-17 | Vibratory Transducer Manufacturing Method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20444188A JPH0786443B2 (en) | 1988-08-17 | 1988-08-17 | Vibratory Transducer Manufacturing Method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0254136A true JPH0254136A (en) | 1990-02-23 |
JPH0786443B2 JPH0786443B2 (en) | 1995-09-20 |
Family
ID=16490579
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20444188A Expired - Lifetime JPH0786443B2 (en) | 1988-08-17 | 1988-08-17 | Vibratory Transducer Manufacturing Method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0786443B2 (en) |
-
1988
- 1988-08-17 JP JP20444188A patent/JPH0786443B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0786443B2 (en) | 1995-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR920010024B1 (en) | Vibration type detector and manufacturing method | |
EP0451992A2 (en) | Detection of vibrations of a microbeam through a shell | |
JP2005037309A (en) | Vibration-type transducer | |
JPH0254136A (en) | Preparation of oscillation type transducer | |
JPH01258475A (en) | Manufacture of vibration transducer | |
JP2007170843A (en) | Vibration-type transducer and method for manufacturing the same | |
JPH01276771A (en) | Manufacture of vibration type transducer | |
JPH02103432A (en) | Manufacture of oscillation type transducer | |
JP2687676B2 (en) | Vibration type transducer | |
JPH0628320B2 (en) | Vibration transducer manufacturing method | |
JPH0239575A (en) | Manufacture of vibration type transducer | |
JP2513280B2 (en) | Mechanical filter | |
JPH02254763A (en) | Manufacture of oscillatory type transducer | |
JPH0238934A (en) | Vibration type semiconductor transducer | |
JP2822594B2 (en) | Vibration type transducer | |
JP5007912B2 (en) | Structure with semiconductor beam | |
JP2822596B2 (en) | Vibration type transducer | |
JP2822598B2 (en) | Vibration type transducer | |
JPH05248973A (en) | Vibration type transducer and manufacture of the same | |
JPH04297838A (en) | Vibration-type semiconductor transducer | |
JPH03204978A (en) | Manufacture of oscillatory type transducer | |
JPH0590615A (en) | Manufacture of vibrating-type transducer | |
JPH02232539A (en) | Vibration type semiconductor transducer | |
JPH0468575B2 (en) | ||
JPH055663A (en) | Vibration type transducer |