JPH04357882A - 半導体圧力センサの製造方法 - Google Patents
半導体圧力センサの製造方法Info
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- JPH04357882A JPH04357882A JP13294791A JP13294791A JPH04357882A JP H04357882 A JPH04357882 A JP H04357882A JP 13294791 A JP13294791 A JP 13294791A JP 13294791 A JP13294791 A JP 13294791A JP H04357882 A JPH04357882 A JP H04357882A
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体圧力センサ、
中でもシリコン半導体のもつピエゾ抵抗効果を利用した
圧力センサの製造方法に関するものである。
中でもシリコン半導体のもつピエゾ抵抗効果を利用した
圧力センサの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】シリコン圧力センサは、小型軽量で高性
能、応答性に優れていることから、自動車，計測分野，
ＦＡ分野等で多用されるようになってきている。
能、応答性に優れていることから、自動車，計測分野，
ＦＡ分野等で多用されるようになってきている。
【０００３】この種の圧力センサは、電気学会論文誌、
１０９Ｃ〔１２〕（１９８９）Ｐ．８２０およびＰ．８
５８−８６０に開示されているように、シリコンダイア
フラム上に形成したピエゾ抵抗素子の圧力による抵抗変
化を利用して、圧力を検出する構成が一般的であり、基
板としてシリコンを使うことからＬＳＩ等の集積化技術
との一体化も盛んになっている。
１０９Ｃ〔１２〕（１９８９）Ｐ．８２０およびＰ．８
５８−８６０に開示されているように、シリコンダイア
フラム上に形成したピエゾ抵抗素子の圧力による抵抗変
化を利用して、圧力を検出する構成が一般的であり、基
板としてシリコンを使うことからＬＳＩ等の集積化技術
との一体化も盛んになっている。
【０００４】従来のこの種の圧力センサの工程断面フロ
ーを図３，図４に示し、同図（ａ）〜（ｆ）の順に説明
する。
ーを図３，図４に示し、同図（ａ）〜（ｆ）の順に説明
する。
【０００５】図３（ａ）Ｐ型シリコン基板１０１のバイ
ポーラ素子形成領域に、拡散技術によりＳｂ（アンチモ
ン）を拡散しＮ＋ 埋込層１０２を形成する。
ポーラ素子形成領域に、拡散技術によりＳｂ（アンチモ
ン）を拡散しＮ＋ 埋込層１０２を形成する。
【０００６】図３（ｂ）次いで、拡散技術により、ピエ
ゾ抵抗形成領域にＢ（ボロン）を拡散し、Ｐ＋ 埋込層
１０３を形成する。
ゾ抵抗形成領域にＢ（ボロン）を拡散し、Ｐ＋ 埋込層
１０３を形成する。
【０００７】図３（ｃ）次いで、エピタキシャル技術に
より、Ｐ（リン）ドープのＮ型エピタキシャル層１０４
を形成する。次いで、拡散技術により、前記Ｎ＋ 埋込
層１０２周辺のＮ型エピタキシャル層１０４中にＢを拡
散し、Ｎ型エピタキシャル層１０４表面からＰ型シリコ
ン基板まで到達するＰ＋分離層１０５を形成する。
より、Ｐ（リン）ドープのＮ型エピタキシャル層１０４
を形成する。次いで、拡散技術により、前記Ｎ＋ 埋込
層１０２周辺のＮ型エピタキシャル層１０４中にＢを拡
散し、Ｎ型エピタキシャル層１０４表面からＰ型シリコ
ン基板まで到達するＰ＋分離層１０５を形成する。
【０００８】図３（ｄ）次いで、拡散技術により、バイ
ポーラ素子形成領域にＢを拡散し、ＮＰＮトランジスタ
のベース層１０６を形成する。次いで拡散技術により、
ピエゾ抵抗形成領域にＢを拡散し、ピエゾ抵抗１０７を
形成する。
ポーラ素子形成領域にＢを拡散し、ＮＰＮトランジスタ
のベース層１０６を形成する。次いで拡散技術により、
ピエゾ抵抗形成領域にＢを拡散し、ピエゾ抵抗１０７を
形成する。
【０００９】図４（ｅ）次いで、拡散技術により、バイ
ポーラ素子形成領域に、Ｐを拡散し、エミッタ層１０８
、コレクタ層１０９を形成する。
ポーラ素子形成領域に、Ｐを拡散し、エミッタ層１０８
、コレクタ層１０９を形成する。
【００１０】ここまでの工程において、拡散層の形成で
、酸化膜の形成、選択拡散領域の酸化膜除去、拡散時の
選択拡散領域上への酸化膜の再形成、が行なわれており
、表裏面には酸化膜１１０が形成されている。次いで窒
化膜１１５を表裏面に形成し、表面の窒化膜１１５を除
去し、コンタクト孔１１１の開孔，Ａｌ配線１１２及び
素子を保護するためのパッシベーション膜１１３を形成
する。
、酸化膜の形成、選択拡散領域の酸化膜除去、拡散時の
選択拡散領域上への酸化膜の再形成、が行なわれており
、表裏面には酸化膜１１０が形成されている。次いで窒
化膜１１５を表裏面に形成し、表面の窒化膜１１５を除
去し、コンタクト孔１１１の開孔，Ａｌ配線１１２及び
素子を保護するためのパッシベーション膜１１３を形成
する。
【００１１】図４（ｆ）次に、Ｐ型シリコン基板１０１
の裏面を、ピエゾ抵抗１０７の位置に合わせて、アルカ
リ性のエッチャント（ＫＯＨなど）でエッチングし、ダ
イアフラム１１４を形成する。このとき、ダイアフラム
１１４の厚さを精度よく制御するために、Ｐ＋ 埋込層
１０３を形成してある。このＰ＋ 埋込層１０３は、濃
度で約１０１９／ｃｍ３ 以上にしておくことにより、
エッチングがストップするといった、不純物濃度依存性
を利用している。
の裏面を、ピエゾ抵抗１０７の位置に合わせて、アルカ
リ性のエッチャント（ＫＯＨなど）でエッチングし、ダ
イアフラム１１４を形成する。このとき、ダイアフラム
１１４の厚さを精度よく制御するために、Ｐ＋ 埋込層
１０３を形成してある。このＰ＋ 埋込層１０３は、濃
度で約１０１９／ｃｍ３ 以上にしておくことにより、
エッチングがストップするといった、不純物濃度依存性
を利用している。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上述
べた方法では、素子形成が完了した後にダイアフラムを
形成しているために以下のような問題点がある。
べた方法では、素子形成が完了した後にダイアフラムを
形成しているために以下のような問題点がある。
【００１３】Ｐ＋ 埋込層を形成した後に、Ｐ＋ 分離
層やピエゾ抵抗、バイポーラ素子を拡散技術で形成して
いるため、Ｐ＋ 埋込層自身も拡散され濃度が低くなる
。このためダイアフラムのエッチング時に１０１９／ｃ
ｍ３ 以上の濃度を保持していることが難しく、エッチ
ングのストッパとして、充分機能しないといった欠点が
あった。例えば、図３（ｂ）に於いて、Ｐ＋ 埋込層の
濃度を１×１０２０／ｃｍ３ に形成し、図３（ｃ）に
於いて、Ｎ型エピタキシャル層を厚さ２０μｍ 形成す
るが、この時、Ｐ＋ 分離層の拡散に於いて、１２００
℃２５Ｈ程度の熱処理が必要であり、この結果、Ｐ＋
埋込層の濃度は、５×１０１８／ｃｍ３ 程度となって
しまい、エッチングのストッパとして充分機能するだけ
の濃度にならない。また、このためＰ＋ 埋込層濃度を
２×１０２０／ｃｍ３ 程度に濃度を上げて形成すると
、Ｐ＋ 分離層形成時の熱処理で、Ｐ＋ 埋込層が拡散
し、濃度は１×１０１９／ｃｍ３ 程度になるもののＮ
型エピタキシャル層表面まで到達してしまい、ピエゾ抵
抗が形成できなくなってしまう。
層やピエゾ抵抗、バイポーラ素子を拡散技術で形成して
いるため、Ｐ＋ 埋込層自身も拡散され濃度が低くなる
。このためダイアフラムのエッチング時に１０１９／ｃ
ｍ３ 以上の濃度を保持していることが難しく、エッチ
ングのストッパとして、充分機能しないといった欠点が
あった。例えば、図３（ｂ）に於いて、Ｐ＋ 埋込層の
濃度を１×１０２０／ｃｍ３ に形成し、図３（ｃ）に
於いて、Ｎ型エピタキシャル層を厚さ２０μｍ 形成す
るが、この時、Ｐ＋ 分離層の拡散に於いて、１２００
℃２５Ｈ程度の熱処理が必要であり、この結果、Ｐ＋
埋込層の濃度は、５×１０１８／ｃｍ３ 程度となって
しまい、エッチングのストッパとして充分機能するだけ
の濃度にならない。また、このためＰ＋ 埋込層濃度を
２×１０２０／ｃｍ３ 程度に濃度を上げて形成すると
、Ｐ＋ 分離層形成時の熱処理で、Ｐ＋ 埋込層が拡散
し、濃度は１×１０１９／ｃｍ３ 程度になるもののＮ
型エピタキシャル層表面まで到達してしまい、ピエゾ抵
抗が形成できなくなってしまう。
【００１４】この発明は、以上述べた、Ｐ＋ 埋込層の
濃度低下によるダイアフラム形成時のエッチングストッ
プ性が悪いといった問題点を除去するため、Ｐ＋ 埋込
層の濃度が低下する前に、ダイアフラムのエッチングを
するようにし、ダイアフラム厚さ制御性の優れた装置を
提供することを目的とする。
濃度低下によるダイアフラム形成時のエッチングストッ
プ性が悪いといった問題点を除去するため、Ｐ＋ 埋込
層の濃度が低下する前に、ダイアフラムのエッチングを
するようにし、ダイアフラム厚さ制御性の優れた装置を
提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】前述の目的のためにこの
発明は、半導体圧力センサにおいて、Ｐ＋ 分離層形成
の前にダイアフラムを形成し、そのダイアフラム部に多
結晶シリコンを埋め、その後拡散、配線を処し、最後に
該多結晶シリコンを除去するようにしたものである。
発明は、半導体圧力センサにおいて、Ｐ＋ 分離層形成
の前にダイアフラムを形成し、そのダイアフラム部に多
結晶シリコンを埋め、その後拡散、配線を処し、最後に
該多結晶シリコンを除去するようにしたものである。
【００１６】
【作用】本発明は、前述のようにＰ＋ 分離層形成の前
に、ダイアフラムを形成するようにしたので、Ｐ＋ 埋
込層の濃度が低下することがなくなり、該層がアルカリ
エッチングのときのストッパとして充分機能する。
に、ダイアフラムを形成するようにしたので、Ｐ＋ 埋
込層の濃度が低下することがなくなり、該層がアルカリ
エッチングのときのストッパとして充分機能する。
【００１７】
【実施例】図１，２は、本発明の実施例を示す工程断面
フローであり、以下同図（ａ）〜（ｈ）の順を追って説
明する。
フローであり、以下同図（ａ）〜（ｈ）の順を追って説
明する。
【００１８】図１（ａ）比抵抗２０Ω・ｃｍ厚さ４００
μｍ 程度のＰ型シリコン基板１を、公知の酸化技術に
より酸化し、３０００Å程度の酸化膜２を形成する。次
いで、バイポーラ素子形成領域の酸化膜２を公知のホト
リソグラフィ・エッチング（以下ホト・エッチングと省
略）技術により開孔し、開孔部を通して、公知の拡散技
術により、Ｓｂ（アンチモン）をＰ型シリコン基板１に
拡散し、ρｓ＝２０Ω／□、ｘｊ＝５μｍ 程度のＮ＋
埋込層３を形成する。この時Ｎ＋ 埋込層３上は、拡
散時に再酸化され酸化膜２が形成される。（この再酸化
は以降の拡散でも同様であり、以下の拡散においては説
明を省略する。）次いで、公知のホト・エッチング技術
により、ピエゾ抵抗形成領域の酸化膜２を開孔し、開孔
部を通して、公知の拡散技術により、Ｂ（ボロン）をＰ
型シリコン基板１中に拡散し、ｘｊ＝２μｍ、表面濃度
１×１０１９／ｃｍ３ 程度のＰ＋ 埋込層４を形成す
る。
μｍ 程度のＰ型シリコン基板１を、公知の酸化技術に
より酸化し、３０００Å程度の酸化膜２を形成する。次
いで、バイポーラ素子形成領域の酸化膜２を公知のホト
リソグラフィ・エッチング（以下ホト・エッチングと省
略）技術により開孔し、開孔部を通して、公知の拡散技
術により、Ｓｂ（アンチモン）をＰ型シリコン基板１に
拡散し、ρｓ＝２０Ω／□、ｘｊ＝５μｍ 程度のＮ＋
埋込層３を形成する。この時Ｎ＋ 埋込層３上は、拡
散時に再酸化され酸化膜２が形成される。（この再酸化
は以降の拡散でも同様であり、以下の拡散においては説
明を省略する。）次いで、公知のホト・エッチング技術
により、ピエゾ抵抗形成領域の酸化膜２を開孔し、開孔
部を通して、公知の拡散技術により、Ｂ（ボロン）をＰ
型シリコン基板１中に拡散し、ｘｊ＝２μｍ、表面濃度
１×１０１９／ｃｍ３ 程度のＰ＋ 埋込層４を形成す
る。
【００１９】図１（ｂ）次いで酸化膜２を公知のエッチ
ング技術により除去し、公知のエピタキシャル技術によ
り１０００℃程度の温度で厚さ２０μｍ 比抵抗２Ω・
ｃｍ程度のＮ型エピタキシャル層５を形成する。次いで
、公知の酸化技術により、５００Å程度の酸化膜６を、
１０００℃２０分程度の酸化を行ない表裏面に形成する
。次いで、公知のＣＶＤ技術により７００℃程度の温度
で、２０００Å程度の窒化膜７を表裏面に形成する。
ング技術により除去し、公知のエピタキシャル技術によ
り１０００℃程度の温度で厚さ２０μｍ 比抵抗２Ω・
ｃｍ程度のＮ型エピタキシャル層５を形成する。次いで
、公知の酸化技術により、５００Å程度の酸化膜６を、
１０００℃２０分程度の酸化を行ない表裏面に形成する
。次いで、公知のＣＶＤ技術により７００℃程度の温度
で、２０００Å程度の窒化膜７を表裏面に形成する。
【００２０】図１（ｃ）次いで、公知のホト・エッチン
グ技術により、ピエゾ抵抗形成領域のＰ型シリコン基板
１上の窒化膜７，酸化膜６を除去する。次いで、公知の
エッチング技術によりアルカリ系のエッチャント（ＫＯ
Ｈ等）でＰ型シリコン基板１をＰ＋ 埋込層４のところ
までエッチングし、ダイアフラム８を形成する。このエ
ッチング時において、Ｐ＋ 埋込層４の濃度は、２×１
０１９／ｃｍ３ 程度となっているため、エッチングは
、Ｐ＋ 埋込層４のところでストップする。
グ技術により、ピエゾ抵抗形成領域のＰ型シリコン基板
１上の窒化膜７，酸化膜６を除去する。次いで、公知の
エッチング技術によりアルカリ系のエッチャント（ＫＯ
Ｈ等）でＰ型シリコン基板１をＰ＋ 埋込層４のところ
までエッチングし、ダイアフラム８を形成する。このエ
ッチング時において、Ｐ＋ 埋込層４の濃度は、２×１
０１９／ｃｍ３ 程度となっているため、エッチングは
、Ｐ＋ 埋込層４のところでストップする。
【００２１】図１（ｄ）次いで、公知のエッチング技術
により、窒化膜７，酸化膜６を順次除去する。次いで、
公知の酸化技術により、水蒸気中で１０００℃４０分程
度の酸化を行ない３０００Å程度の酸化膜９を形成する
。次いで公知のＣＶＤ技術によりダイアフラム８の溝が
埋まるまで多結晶シリコン１０を堆積する。
により、窒化膜７，酸化膜６を順次除去する。次いで、
公知の酸化技術により、水蒸気中で１０００℃４０分程
度の酸化を行ない３０００Å程度の酸化膜９を形成する
。次いで公知のＣＶＤ技術によりダイアフラム８の溝が
埋まるまで多結晶シリコン１０を堆積する。
【００２２】図１（ｅ）次いで、公知の研磨技術により
、Ｐ型シリコン基板１が露出するまで多結晶シリコン１
０をけずる。次いで、公知の酸化技術により、酸素雰囲
気で１０００℃２０分程度の酸化を行ない、５００Å程
度の酸化膜１１を形成する。次いで公知のＣＶＤ技術に
より、窒化膜１２を２０００Å程度形成し、公知のエッ
チング技術により、酸化膜９上の窒化膜１２を除去する
。次いで、公知のホト・エッチング技術により、Ｎ＋
埋込層３周辺のＮ型エピタキシャル層５上部の酸化膜９
を開孔し、その開孔部を通して、Ｎ型エピタキシャル層
５中に公知の拡散技術により、Ｂ（ボロン）を拡散し、
Ｐ＋ 分離層１３を形成する。
、Ｐ型シリコン基板１が露出するまで多結晶シリコン１
０をけずる。次いで、公知の酸化技術により、酸素雰囲
気で１０００℃２０分程度の酸化を行ない、５００Å程
度の酸化膜１１を形成する。次いで公知のＣＶＤ技術に
より、窒化膜１２を２０００Å程度形成し、公知のエッ
チング技術により、酸化膜９上の窒化膜１２を除去する
。次いで、公知のホト・エッチング技術により、Ｎ＋
埋込層３周辺のＮ型エピタキシャル層５上部の酸化膜９
を開孔し、その開孔部を通して、Ｎ型エピタキシャル層
５中に公知の拡散技術により、Ｂ（ボロン）を拡散し、
Ｐ＋ 分離層１３を形成する。
【００２３】図２（ｆ）次いで、公知のホト・エッチン
グ技術により、バイポーラ素子形成領域の酸化膜９を開
孔し、その開孔部を通して、公知の拡散技術によりＢ（
ボロン）を拡散し、ＮＰＮトランジスタのベースとなる
ベース層１４を形成する。次いで、公知のホト・エッチ
ング技術により、ピエゾ抵抗形成領域の酸化膜９を開孔
し、その開孔部を通して公知の拡散技術によりＢ（ボロ
ン）を拡散し、ピエゾ抵抗１５を形成する。
グ技術により、バイポーラ素子形成領域の酸化膜９を開
孔し、その開孔部を通して、公知の拡散技術によりＢ（
ボロン）を拡散し、ＮＰＮトランジスタのベースとなる
ベース層１４を形成する。次いで、公知のホト・エッチ
ング技術により、ピエゾ抵抗形成領域の酸化膜９を開孔
し、その開孔部を通して公知の拡散技術によりＢ（ボロ
ン）を拡散し、ピエゾ抵抗１５を形成する。
【００２４】図２（ｇ）次いで公知のホト・エッチング
技術及び拡散技術を用いて、バイポーラ素子形成領域に
、Ｐ（リン）を拡散し、エミッタ層１６，コレクタ層１
７を形成する。次いで公知のホト・エッチング技術によ
りコンタクト孔１８の開孔を行ない、次いで公知の蒸着
技術、ホト・エッチング技術によりＡｌ配線１９を形成
する。次いで、公知のＣＶＤ技術、ホト・エッチング技
術を用いて、素子を保護するためのパッシベーション膜
２０を形成する。
技術及び拡散技術を用いて、バイポーラ素子形成領域に
、Ｐ（リン）を拡散し、エミッタ層１６，コレクタ層１
７を形成する。次いで公知のホト・エッチング技術によ
りコンタクト孔１８の開孔を行ない、次いで公知の蒸着
技術、ホト・エッチング技術によりＡｌ配線１９を形成
する。次いで、公知のＣＶＤ技術、ホト・エッチング技
術を用いて、素子を保護するためのパッシベーション膜
２０を形成する。
【００２５】図２（ｈ）次いで、公知のエッチング技術
により、窒化膜１２，酸化膜１１，多結晶シリコン１０
，ダイアフラム８の酸化膜９を除去する。
により、窒化膜１２，酸化膜１１，多結晶シリコン１０
，ダイアフラム８の酸化膜９を除去する。
【００２６】以上のように、Ｐ＋ 分離層形成工程の前
にダイアフラムを形成する方法で半導体圧力センサを製
造するものである。
にダイアフラムを形成する方法で半導体圧力センサを製
造するものである。
【００２７】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
製造方法によれば、ダイアフラム形成を、熱処理量の多
いＰ＋ 分離層形成工程の前に行なっているため、Ｐ＋
埋込層の濃度が低下する前にダイアフラムを形成する
ことができる。このため、Ｐ＋ 埋込層がアルカリエッ
チングのストッパとして機能し、精度のよいエッチング
ができるという利点がある。
製造方法によれば、ダイアフラム形成を、熱処理量の多
いＰ＋ 分離層形成工程の前に行なっているため、Ｐ＋
埋込層の濃度が低下する前にダイアフラムを形成する
ことができる。このため、Ｐ＋ 埋込層がアルカリエッ
チングのストッパとして機能し、精度のよいエッチング
ができるという利点がある。
【図１】本発明の実施例の工程断面図（その１）
【図２
】本発明の実施例の工程断面図（その２）
】本発明の実施例の工程断面図（その２）
【図３】従来
例の工程断面図（その１）
例の工程断面図（その１）
【図４】従来例の工程断面図
（その２）
（その２）
１ Ｐ型シリコン基板
２，６，９，１１ 酸化膜
３ Ｎ＋ 埋込層
４ Ｐ＋ 埋込層
５ Ｎ型エピタキシャル層
７，１２ 窒化膜
８ ダイアフラム
１０ 多結晶シリコン
１３ Ｐ＋ 分離層
１４ ベース層
１５ ピエゾ抵抗
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体圧力センサを製造する工程とし
て、熱処理量を多く必要とする拡散層を形成する前に、
ダイアフラムを形成するようにしたことを特徴とする半
導体圧力センサの製造方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の熱処理量を多く必要と
する拡散層形成が、バイポーラ素子形成領域とピエゾ抵
抗形成領域との分離層の形成工程であることを特徴とす
る請求項１記載の半導体圧力センサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13294791A JPH04357882A (ja) | 1991-06-04 | 1991-06-04 | 半導体圧力センサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13294791A JPH04357882A (ja) | 1991-06-04 | 1991-06-04 | 半導体圧力センサの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04357882A true JPH04357882A (ja) | 1992-12-10 |
Family
ID=15093217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13294791A Pending JPH04357882A (ja) | 1991-06-04 | 1991-06-04 | 半導体圧力センサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04357882A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6278167B1 (en) * | 1998-08-14 | 2001-08-21 | Infineon Technologies Ag | Semiconductor sensor with a base element and at least one deformation element |
| JP2007292559A (ja) * | 2006-04-24 | 2007-11-08 | Mitsumi Electric Co Ltd | 半導体圧力センサーの製造方法 |
-
1991
- 1991-06-04 JP JP13294791A patent/JPH04357882A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6278167B1 (en) * | 1998-08-14 | 2001-08-21 | Infineon Technologies Ag | Semiconductor sensor with a base element and at least one deformation element |
| JP2007292559A (ja) * | 2006-04-24 | 2007-11-08 | Mitsumi Electric Co Ltd | 半導体圧力センサーの製造方法 |
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