JPS6199382A - 圧力センサの製造方法 - Google Patents
圧力センサの製造方法Info
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- JPS6199382A JPS6199382A JP22023584A JP22023584A JPS6199382A JP S6199382 A JPS6199382 A JP S6199382A JP 22023584 A JP22023584 A JP 22023584A JP 22023584 A JP22023584 A JP 22023584A JP S6199382 A JPS6199382 A JP S6199382A
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- H—ELECTRICITY
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- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/84—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by variation of applied mechanical force, e.g. of pressure
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、圧力センサの製造方法に係り、特に。
シリコンに応力を加えると抵抗値が変化する性質すなわ
ちピエゾ抵抗効果を利用した流蓮計、加速度センサ等に
用いられる圧力センサの製造方法に関するものである。
ちピエゾ抵抗効果を利用した流蓮計、加速度センサ等に
用いられる圧力センサの製造方法に関するものである。
シリコン等の半導体のピエゾ抵抗効果を利用した半導体
ストレインr−ジは、圧力による抵抗値の変化を検出し
ようとするもので、これを利用して、いろいろな物理量
を測定するためのセンサが提案されている。
ストレインr−ジは、圧力による抵抗値の変化を検出し
ようとするもので、これを利用して、いろいろな物理量
を測定するためのセンサが提案されている。
例えば、シリコンウェハを用いた加速度センサは、第7
図および第8図(第7図は第8図のA−入断面図)に示
す如く、長方形の薄板状に裁断されたシリコンウェハ1
11に貫通溝112を穿孔することによって形成される
もので、枠体部113とダイヤフラム部114と、加速
度による慣性力Fによりダイヤフラム部114の変位に
よって曲げ変形するように形成された肉薄の起歪部11
5とから構成されており、曲げ変形に伴って発生するピ
エゾ効果による抵抗変化を電気的に検出し、加速度な測
定するようにしたものである。
図および第8図(第7図は第8図のA−入断面図)に示
す如く、長方形の薄板状に裁断されたシリコンウェハ1
11に貫通溝112を穿孔することによって形成される
もので、枠体部113とダイヤフラム部114と、加速
度による慣性力Fによりダイヤフラム部114の変位に
よって曲げ変形するように形成された肉薄の起歪部11
5とから構成されており、曲げ変形に伴って発生するピ
エゾ効果による抵抗変化を電気的に検出し、加速度な測
定するようにしたものである。
この場合、ダイヤフラt\部114の変位による歪は、
枠体部とダイヤフラム部を接続する1本の肉薄の起歪部
115に集中するため、強い加速度が加わると、この起
歪部115が破損するという不都合があった。
枠体部とダイヤフラム部を接続する1本の肉薄の起歪部
115に集中するため、強い加速度が加わると、この起
歪部115が破損するという不都合があった。
更に、形成にあたっては通常、機械的切削法等が用いら
れているが、複雑な形状の切削は困難である上、寸法精
度にばらつきが生じ易く、再現性が悪い為、特性にばら
つきが生じ易い上、量産性が低いという問題があった。
れているが、複雑な形状の切削は困難である上、寸法精
度にばらつきが生じ易く、再現性が悪い為、特性にばら
つきが生じ易い上、量産性が低いという問題があった。
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、寸法精度
が良好で、再現性の良い圧力センサを製造することを目
的とする。
が良好で、再現性の良い圧力センサを製造することを目
的とする。
そこで、本発明では、シリコンウェハに対して加工を施
し、所望の形状の圧力センナを形成するに際し、結晶方
向によってエツチング速度が異なる性質−すなわち、異
方性−を有するようなエツチング条件下で、エツチング
を行なうことにより5. 成形し、寸法精度の良好
な圧力センサを得ようとするものである。
し、所望の形状の圧力センナを形成するに際し、結晶方
向によってエツチング速度が異なる性質−すなわち、異
方性−を有するようなエツチング条件下で、エツチング
を行なうことにより5. 成形し、寸法精度の良好
な圧力センサを得ようとするものである。
すなわち、シリコンはダイヤモンド構造をもつ結晶であ
り、この結晶方向の違いによってエツチング液(大部分
は、(110)面を最も速くエツチングし、(100)
面では遅< 、(111)面はほとんど工、チングされ
ない異方性エツチング液)があることに着目し、本発明
の方法では、例えばシリコン単結晶を(100)面に沿
ってスライスすることによって得られるシリコンウェハ
(以下(100)シリコンウェハと指称する)の表面に
酸化シリコン膜のパターンを形成した後、これをマスク
として、アルカリエツチング液を用いた異方性エツチン
グを行なうことにより、センサ部の成形加工を行なうよ
うにしている。
り、この結晶方向の違いによってエツチング液(大部分
は、(110)面を最も速くエツチングし、(100)
面では遅< 、(111)面はほとんど工、チングされ
ない異方性エツチング液)があることに着目し、本発明
の方法では、例えばシリコン単結晶を(100)面に沿
ってスライスすることによって得られるシリコンウェハ
(以下(100)シリコンウェハと指称する)の表面に
酸化シリコン膜のパターンを形成した後、これをマスク
として、アルカリエツチング液を用いた異方性エツチン
グを行なうことにより、センサ部の成形加工を行なうよ
うにしている。
従って、複雑な形状のセンサも寸法精度良く、又、極め
て再現性良く形成することが可能となる。
て再現性良く形成することが可能となる。
以下、本発明の実施例について、図面を参照しつつ、詳
細に説明する。
細に説明する。
この加速度センサは、前述の加速度センナの構造を改良
したもので、第1図および第2図に示す如く、(第2図
は第1図のB−B断面図)枠体部1と該枠体部1の内部
に形成されたダイヤフラム部2と、固定状態の該枠体部
と、変位するダイヤフラム部を接続すると共に加速度に
よる慣性力Fによる“ダイヤスラム部2の変位に伴って
、ねじれ変形を生じるように形成された第1および第2
の起歪部3,4とから構成されている。
したもので、第1図および第2図に示す如く、(第2図
は第1図のB−B断面図)枠体部1と該枠体部1の内部
に形成されたダイヤフラム部2と、固定状態の該枠体部
と、変位するダイヤフラム部を接続すると共に加速度に
よる慣性力Fによる“ダイヤスラム部2の変位に伴って
、ねじれ変形を生じるように形成された第1および第2
の起歪部3,4とから構成されている。
この加速度センサの形成に際しては、まず、(100)
シリコンウェハ10i、水蒸気を満たした容器の中で8
00〜1200℃に加熱し表面を酸化することにより、
第3図(!L)に示す如く酸化シリコン膜11を形成す
る。
シリコンウェハ10i、水蒸気を満たした容器の中で8
00〜1200℃に加熱し表面を酸化することにより、
第3図(!L)に示す如く酸化シリコン膜11を形成す
る。
次いで、第3図(b)に示す如く、フォトレジスト12
を該シリコンウェハ10の表面全体に塗布する。
を該シリコンウェハ10の表面全体に塗布する。
この後、フォトマスク(図示せず)をこの表面に合わせ
て順次紫外線露光し、現像することにより、第3図(c
)に示す如く、両面のレジス) a4ターン12を形成
する。
て順次紫外線露光し、現像することにより、第3図(c
)に示す如く、両面のレジス) a4ターン12を形成
する。
続いて、このレジストノやターンをマスクとして、フッ
酸(HF)系の溶液でエツチングし、開口窓内の酸化シ
リコン膜11を除去した後、前記レジストノ母ターン1
2を剥離することにより、第3図(d)に示す如く、酸
化シリコン暎11のパターンヲ形成する。
酸(HF)系の溶液でエツチングし、開口窓内の酸化シ
リコン膜11を除去した後、前記レジストノ母ターン1
2を剥離することにより、第3図(d)に示す如く、酸
化シリコン暎11のパターンヲ形成する。
そして、該酸化シリコン膜11の両面パターンをマスク
とし、水酸化カリウム(KOH)系の異方性エツチング
液を用いてシリコンウェハ10をエツチングすることに
より、第1図および第2図に示す如く、肉薄の部分であ
る第1および第2の起歪部3,4を有する加速度センナ
が精度良く形成される。
とし、水酸化カリウム(KOH)系の異方性エツチング
液を用いてシリコンウェハ10をエツチングすることに
より、第1図および第2図に示す如く、肉薄の部分であ
る第1および第2の起歪部3,4を有する加速度センナ
が精度良く形成される。
このように、貫通溝の形成て異方性エツチング法を用い
ているため、(110)面のエツチングのみが早く進み
、(100)面すなわち側方へのエツチング(サイドエ
ツチング)は小さくてすみ、複雑なパターンを形成する
場合にも寸法精度の良好な・々ターンが再現性良く形成
される。
ているため、(110)面のエツチングのみが早く進み
、(100)面すなわち側方へのエツチング(サイドエ
ツチング)は小さくてすみ、複雑なパターンを形成する
場合にも寸法精度の良好な・々ターンが再現性良く形成
される。
また、この加速度センサは、ダイヤスラム部が2つの第
1および第2の起歪部を介して枠体部に接続されている
ため、加速度により生じた慣性力Fによるダイヤプラム
部の変位は前記第1および第2の起歪部のねじれ変形と
して表われる。従って、このねじれ変形に伴って発生す
るピエゾ効果に起因する抵抗変化を電気的に検出し、加
速度を検出するわけであるが、従来の如き1つの起歪部
の曲げ変形によってダイヤフラム部の変位のすべてを受
ける場合に比べ、2つの起歪部のねじれ変形によって受
ける本発明の構造では、(同一の加速度における)起歪
部の変形量を少なくすることができ、機械的強度を増す
ことができるため、信頼性が向上する。
1および第2の起歪部を介して枠体部に接続されている
ため、加速度により生じた慣性力Fによるダイヤプラム
部の変位は前記第1および第2の起歪部のねじれ変形と
して表われる。従って、このねじれ変形に伴って発生す
るピエゾ効果に起因する抵抗変化を電気的に検出し、加
速度を検出するわけであるが、従来の如き1つの起歪部
の曲げ変形によってダイヤフラム部の変位のすべてを受
ける場合に比べ、2つの起歪部のねじれ変形によって受
ける本発明の構造では、(同一の加速度における)起歪
部の変形量を少なくすることができ、機械的強度を増す
ことができるため、信頼性が向上する。
次に、本発明の他の実施例として、流速計の例を説明す
る。
る。
この流速計は、第4図および第5図(第5図は第4図の
C−C断面図)に示す如<、(100)シリコンウェハ
20内に形成された貫通溝21によっ〒・ て枠体部
22とダイヤフラム部23と該枠体部22とダイヤフラ
ム部23との間をつなぐ起歪部24とから構成され、該
起歪部24内には、拡散抵抗25が作り込まれ・ており
、流速による圧力を受けてダイヤフラムが変位するのに
伴い、前記起歪部が歪み、拡散抵抗25の抵抗値がピエ
ゾ抵抗効果によって変化するのを検出することにより、
流速を測定しようとするものである。
C−C断面図)に示す如<、(100)シリコンウェハ
20内に形成された貫通溝21によっ〒・ て枠体部
22とダイヤフラム部23と該枠体部22とダイヤフラ
ム部23との間をつなぐ起歪部24とから構成され、該
起歪部24内には、拡散抵抗25が作り込まれ・ており
、流速による圧力を受けてダイヤフラムが変位するのに
伴い、前記起歪部が歪み、拡散抵抗25の抵抗値がピエ
ゾ抵抗効果によって変化するのを検出することにより、
流速を測定しようとするものである。
上記流速計の形成に際しては、まず第6図(−)に示す
如く、加速度センサの場合と同様に、(100)シリコ
ンウェハ20を、水蒸気を満たした容器の中で800〜
1200℃に宗す如く、酸化シリコン膜26金形成する
。(なお、製造工程を示す第6図(a)乃至第6図(g
)は、第4図のD−D断面を示すものとする。) 次いで、該シリコンクエバ20の表面に第1の7オトレ
ジスト27を塗布した後、フォトマスク(図示せず)を
この表面に合わせて紫外線露光し現像(フォトリソエツ
チング)すること圧より第6図(b)に示す如く、開口
Wlを有する第1のレジストパターン27を形成する。
如く、加速度センサの場合と同様に、(100)シリコ
ンウェハ20を、水蒸気を満たした容器の中で800〜
1200℃に宗す如く、酸化シリコン膜26金形成する
。(なお、製造工程を示す第6図(a)乃至第6図(g
)は、第4図のD−D断面を示すものとする。) 次いで、該シリコンクエバ20の表面に第1の7オトレ
ジスト27を塗布した後、フォトマスク(図示せず)を
この表面に合わせて紫外線露光し現像(フォトリソエツ
チング)すること圧より第6図(b)に示す如く、開口
Wlを有する第1のレジストパターン27を形成する。
そして、この第1のレジストパターン27をマスクとし
て、酸化シリコン膜26をフッ酸系の溶液でエツチング
し、拡散窓DWを形成する。この拡散窓DW内に9?ロ
ン(B) ’rドープし、シリコンウェハ内に拡散抵抗
25を第6図(C)に示す如く形成する。
て、酸化シリコン膜26をフッ酸系の溶液でエツチング
し、拡散窓DWを形成する。この拡散窓DW内に9?ロ
ン(B) ’rドープし、シリコンウェハ内に拡散抵抗
25を第6図(C)に示す如く形成する。
このとき拡散抵抗面25上には拡散時の熱によって酸化
シリコン膜が生成されている。
シリコン膜が生成されている。
更に、第2のフォトレジスト28を塗布し、同様にフォ
トリソエツチングを施し、貫通溝2.1の形成部に対応
する部分に開口Wzk有するレジストノやターン28を
形成し、これをマスクとしてフッ酸系の溶液でエツチン
グ1−1第6図(d)に示す如く、酸化シリコンのパタ
ーン26?:形成する。
トリソエツチングを施し、貫通溝2.1の形成部に対応
する部分に開口Wzk有するレジストノやターン28を
形成し、これをマスクとしてフッ酸系の溶液でエツチン
グ1−1第6図(d)に示す如く、酸化シリコンのパタ
ーン26?:形成する。
この後、該酸化シリコンのパターンをマスクとして、シ
リコンウェハ20を水酸化カリウム系の異方性エツチン
グ液を用いてシリコンウェハ20をエツチングすること
により、第6図(、)に示す如く、マスクに忠実て溝C
が形成される。
リコンウェハ20を水酸化カリウム系の異方性エツチン
グ液を用いてシリコンウェハ20をエツチングすること
により、第6図(、)に示す如く、マスクに忠実て溝C
が形成される。
そして更に、該シリコンウェハ20の表面全体に第3の
レジストヲ塗布し、フォトリソエツチングにより、第6
図Cf)に示す如く、裏面側に、前記貫通溝21の外側
の輪郭よりもやや大きい程度の開口W3を有する第3の
レジストパターン29を形成する。そして、これをマス
クとして同様に、酸化シリコン膜26をエツチングし、
酸化シリコン26のマスクパターンを形成した後、水酸
化カリウム系の異方性エツチング液を用いてシリコンウ
ェハ20を表面から形成した前記溝C(Cつながるまで
エツチングし、第6図Q)に示す如く、肉薄のダイヤフ
ラム部23および起歪部24が形成される。そして、酸
化シリコン膜26を除去することにより、第4図および
第5図に示されたような流速計が完成する。
レジストヲ塗布し、フォトリソエツチングにより、第6
図Cf)に示す如く、裏面側に、前記貫通溝21の外側
の輪郭よりもやや大きい程度の開口W3を有する第3の
レジストパターン29を形成する。そして、これをマス
クとして同様に、酸化シリコン膜26をエツチングし、
酸化シリコン26のマスクパターンを形成した後、水酸
化カリウム系の異方性エツチング液を用いてシリコンウ
ェハ20を表面から形成した前記溝C(Cつながるまで
エツチングし、第6図Q)に示す如く、肉薄のダイヤフ
ラム部23および起歪部24が形成される。そして、酸
化シリコン膜26を除去することにより、第4図および
第5図に示されたような流速計が完成する。
このようにして形成された流速計は、異方性工、チング
を用いた成形加工工程全経ているため、寸法精度が良好
でかつ再現性が高いという利点を有している上、温度補
償回路等の信号処理回路を、同一のチップ(シリコンウ
ェハ)内に形成することができ、装置の小型化をはかる
ことが可能となる。
を用いた成形加工工程全経ているため、寸法精度が良好
でかつ再現性が高いという利点を有している上、温度補
償回路等の信号処理回路を、同一のチップ(シリコンウ
ェハ)内に形成することができ、装置の小型化をはかる
ことが可能となる。
なお、実施例においては、(100)シリコンウェハを
用いたが、必ずしもこれに限定されるものではなく、適
宜選択すればよい。
用いたが、必ずしもこれに限定されるものではなく、適
宜選択すればよい。
以上説明してきたように、本発明によれば、成形加工時
の寸法精度のばらつきによって、特性のばらつきが生じ
易い圧力センサの形成〈際し、シリコンウェハを異方性
エツチングによって成形するようにしているため、極め
て信頼性が高く、再現性の良い圧力センナの形成が可能
となる。
の寸法精度のばらつきによって、特性のばらつきが生じ
易い圧力センサの形成〈際し、シリコンウェハを異方性
エツチングによって成形するようにしているため、極め
て信頼性が高く、再現性の良い圧力センナの形成が可能
となる。
第1図および第2図は、本発明実施例の方法によって形
成された加速度センサを示す図、第3図針)乃至(d)
は同加速度センサの製造工程を示す図、第4図および第
5図は、本発明の他の実施例の方法によって形成された
流速計を示す図、第6図C)乃至第6図針)は同流速計
の製造工程を示す図、第7図および第8図は従来例の加
速度センサを示す図である。 111・・・シリコンウェハ、112・・・貫通孔、1
13・・・枠体部、114・・・ダイヤフラム部、11
5・・・起歪部、1・・・枠体部、2・・・ダイヤフラ
ム部、3・・・第1の起歪部、4・・・第2の起歪部、
F・・・貫性力、10・・・・(100)シリコンウェ
ハ、11・・・酸化シリマン膜、12・・・フォトレジ
スト、20・・・(100)シリコンウェハ、21・・
・貫通溝、22・・・枠体部、23・・・ダイヤフラム
部、24・・・起歪部、25・・・拡散抵抗、26・・
・酸化シリコン膜、27・・・第1の7オトレジストノ
やターン、Wl・・・開口、28・・・第2のフォトレ
ジストパターン、ツ・・・拡散窓、W、・・・開口、W
、・・・開口、29・・・第3の7オトレジストノやタ
ーン。
成された加速度センサを示す図、第3図針)乃至(d)
は同加速度センサの製造工程を示す図、第4図および第
5図は、本発明の他の実施例の方法によって形成された
流速計を示す図、第6図C)乃至第6図針)は同流速計
の製造工程を示す図、第7図および第8図は従来例の加
速度センサを示す図である。 111・・・シリコンウェハ、112・・・貫通孔、1
13・・・枠体部、114・・・ダイヤフラム部、11
5・・・起歪部、1・・・枠体部、2・・・ダイヤフラ
ム部、3・・・第1の起歪部、4・・・第2の起歪部、
F・・・貫性力、10・・・・(100)シリコンウェ
ハ、11・・・酸化シリマン膜、12・・・フォトレジ
スト、20・・・(100)シリコンウェハ、21・・
・貫通溝、22・・・枠体部、23・・・ダイヤフラム
部、24・・・起歪部、25・・・拡散抵抗、26・・
・酸化シリコン膜、27・・・第1の7オトレジストノ
やターン、Wl・・・開口、28・・・第2のフォトレ
ジストパターン、ツ・・・拡散窓、W、・・・開口、W
、・・・開口、29・・・第3の7オトレジストノやタ
ーン。
Claims (1)
- 枠体部と、圧力を受けて変位するように構成されたダ
イヤフラム部と、該ダイヤフラム部の変位を受けて歪を
生じる起歪部からなり、ピエゾ抵抗効果による該起歪部
の抵抗変化を検出するようにした圧力センサの製造方法
において、シリコンウェハを出発材料として使用し、異
方性エッチング工程を含む成形工程を用いたことを特徴
とする圧力センサの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22023584A JPS6199382A (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | 圧力センサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22023584A JPS6199382A (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | 圧力センサの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6199382A true JPS6199382A (ja) | 1986-05-17 |
Family
ID=16748004
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22023584A Pending JPS6199382A (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | 圧力センサの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6199382A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01259264A (ja) * | 1988-04-08 | 1989-10-16 | Fujikura Ltd | 半導体加速度センサ |
JP2006517661A (ja) * | 2003-02-11 | 2006-07-27 | ヴェーテーイー テクノロジーズ オサケユキチュア | 容量型加速度センサー |
JP2008010330A (ja) * | 2006-06-30 | 2008-01-17 | Jst Mfg Co Ltd | 一対の平形柔軟ケーブルコネクタ及び平形柔軟ケーブルのハーネス |
JP2011034944A (ja) * | 2009-07-29 | 2011-02-17 | Itei Kofun Yugenkoshi | 回路基板の挿入位置決めコネクタ |
-
1984
- 1984-10-19 JP JP22023584A patent/JPS6199382A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01259264A (ja) * | 1988-04-08 | 1989-10-16 | Fujikura Ltd | 半導体加速度センサ |
JP2551625B2 (ja) * | 1988-04-08 | 1996-11-06 | 株式会社フジクラ | 半導体加速度センサ |
JP2006517661A (ja) * | 2003-02-11 | 2006-07-27 | ヴェーテーイー テクノロジーズ オサケユキチュア | 容量型加速度センサー |
JP2008010330A (ja) * | 2006-06-30 | 2008-01-17 | Jst Mfg Co Ltd | 一対の平形柔軟ケーブルコネクタ及び平形柔軟ケーブルのハーネス |
JP2011034944A (ja) * | 2009-07-29 | 2011-02-17 | Itei Kofun Yugenkoshi | 回路基板の挿入位置決めコネクタ |
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