JPH0471344B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0471344B2 JPH0471344B2 JP58201196A JP20119683A JPH0471344B2 JP H0471344 B2 JPH0471344 B2 JP H0471344B2 JP 58201196 A JP58201196 A JP 58201196A JP 20119683 A JP20119683 A JP 20119683A JP H0471344 B2 JPH0471344 B2 JP H0471344B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- type
- silicon layer
- porous silicon
- layer
- cantilever
- 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.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D48/00—Individual devices not covered by groups H10D1/00 - H10D44/00
- H10D48/50—Devices controlled by mechanical forces, e.g. pressure
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P15/0802—Details
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P2015/0805—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
- G01P2015/0822—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass
- G01P2015/0825—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass
- G01P2015/0828—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass the mass being of the paddle type being suspended at one of its longitudinal ends
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体加速度センサの製造方法に係る
もので、特にそのカンチレバー部分の製造方法に
特徴を有するものである。
もので、特にそのカンチレバー部分の製造方法に
特徴を有するものである。
半導体加速度センサは、半導体表面に形成され
た拡散抵抗の抵抗値の変化によつて半導体に加わ
る加速度を検出するものである。加速度によつて
カンチレバー部分が曲がると表面の拡散抵抗に張
力ストレスが加わつて電子易動度が増加して抵抗
が下がるか、逆に圧縮ストレスが加わつて電子易
動度が減少して抵抗が上がるかして抵抗値が変化
する。したがつて、Ｎ型の拡散抵抗をカンチレバ
ー部分に形成することが必要となる。
た拡散抵抗の抵抗値の変化によつて半導体に加わ
る加速度を検出するものである。加速度によつて
カンチレバー部分が曲がると表面の拡散抵抗に張
力ストレスが加わつて電子易動度が増加して抵抗
が下がるか、逆に圧縮ストレスが加わつて電子易
動度が減少して抵抗が上がるかして抵抗値が変化
する。したがつて、Ｎ型の拡散抵抗をカンチレバ
ー部分に形成することが必要となる。
また、カンチレバー部分が加速度によつて変位
を生じるために、それに接する部分に空洞を設け
る必要がある。そのために、半導体基板をエツチ
ングして空洞を形成することが一般に行われてい
るが、異方性エツチングによるために使用する単
結晶シリコン基板の結晶面が制約されたり、エツ
チングの時間が長くなるといつた問題がある。本
発明は、上記のような問題を解決して、カンチレ
バー部分の空洞を短時間で形成できる半導体加速
度センサの製造方法を提供することを目的とす
る。
を生じるために、それに接する部分に空洞を設け
る必要がある。そのために、半導体基板をエツチ
ングして空洞を形成することが一般に行われてい
るが、異方性エツチングによるために使用する単
結晶シリコン基板の結晶面が制約されたり、エツ
チングの時間が長くなるといつた問題がある。本
発明は、上記のような問題を解決して、カンチレ
バー部分の空洞を短時間で形成できる半導体加速
度センサの製造方法を提供することを目的とす
る。
また、使用する半導体基板も制約されず、信頼
性の高い半導体加速度センサを得ることを目的と
する。
性の高い半導体加速度センサを得ることを目的と
する。
本発明による半導体加速度センサの製造方法に
おいては、多孔質シリコンの酸化、エツチングに
よつてカンチレバー部分の空洞を形成することに
よつて上記の目的を達成する。すなわち、単結晶
シリコンを陽極化成によつて多孔質化させ、この
多孔質シリコンが酸化し易いことを利用して短時
間で酸化し、この部分を除去することによつて空
洞を形成するものである。また、カンチレバー部
分は単結晶シリコンのエピタキシアル層によつて
形成できるようにしたものである。
おいては、多孔質シリコンの酸化、エツチングに
よつてカンチレバー部分の空洞を形成することに
よつて上記の目的を達成する。すなわち、単結晶
シリコンを陽極化成によつて多孔質化させ、この
多孔質シリコンが酸化し易いことを利用して短時
間で酸化し、この部分を除去することによつて空
洞を形成するものである。また、カンチレバー部
分は単結晶シリコンのエピタキシアル層によつて
形成できるようにしたものである。
以下、本発明の実施例につき、図面を参照して
説明する。
説明する。
第１図は、本発明の実施例を示す正面断面図
で、工程順にＡ−Ｆに分けて示したものである。
で、工程順にＡ−Ｆに分けて示したものである。
Ｐ型の単結晶シリコン基板１０の表面の所定の
部分に窒化シリコン膜１１を形成し、フツ化水素
（HF）20〜50％溶液中で陽極化成する。窒化シ
リコン膜１１で覆われない単結晶シリコン基板１
０の表面から内部に向つて多孔質シリコン層１２
が形成される(A)。
部分に窒化シリコン膜１１を形成し、フツ化水素
（HF）20〜50％溶液中で陽極化成する。窒化シ
リコン膜１１で覆われない単結晶シリコン基板１
０の表面から内部に向つて多孔質シリコン層１２
が形成される(A)。
窒化シリコン膜１１を除去した後、単結晶シリ
コン基板１０の表面にＰ型単結晶シリコンをエピ
タキシヤル成長させる。このＰ型シリコン層１３
はカンチレバー部分となるもので、0.5〜3μmの
厚みに形成する(B)。多孔質シリコン層１２も単結
晶シリコンであるので、エピタキシアル成長させ
たＰ型シリコン層１３も単結晶シリコンとなる。
コン基板１０の表面にＰ型単結晶シリコンをエピ
タキシヤル成長させる。このＰ型シリコン層１３
はカンチレバー部分となるもので、0.5〜3μmの
厚みに形成する(B)。多孔質シリコン層１２も単結
晶シリコンであるので、エピタキシアル成長させ
たＰ型シリコン層１３も単結晶シリコンとなる。
なお、この工程でエピタキシアル成長の温度に
は注意を払わなければならない。酸化し易くなつ
ている（活性化している）多孔質シリコンの性質
を失わせないように、950℃以下の温度とする必
要がある。
は注意を払わなければならない。酸化し易くなつ
ている（活性化している）多孔質シリコンの性質
を失わせないように、950℃以下の温度とする必
要がある。
エピタキシアル成長によつて形成されたＰ型シ
リコン層１３の一部をエツチングして多孔質シリ
コン１２の一部を露出させる(C)。多孔質シリコン
１２の上のＰ型シリコン層１３のうちカンチレバ
ーとして残る部分以外をエツチングするものであ
る。
リコン層１３の一部をエツチングして多孔質シリ
コン１２の一部を露出させる(C)。多孔質シリコン
１２の上のＰ型シリコン層１３のうちカンチレバ
ーとして残る部分以外をエツチングするものであ
る。
次に、高圧酸化炉で酸化する。Ｐ型シリコン層
１３の表面と多孔質シリコン層１２は酸化されて
二酸化シリコン１４となる(D)。
１３の表面と多孔質シリコン層１２は酸化されて
二酸化シリコン１４となる(D)。
Ｐ型シリコン層１３の表面の二酸化シリコン膜
を除去し、Ｐ型シリコン層１３の表面にＮ型の不
純物を拡散して拡散抵抗領域を形成する(E)。この
Ｎ型拡散抵抗１５は、カンチレバーとなる部分の
表面に所定のパターンで形成する。
を除去し、Ｐ型シリコン層１３の表面にＮ型の不
純物を拡散して拡散抵抗領域を形成する(E)。この
Ｎ型拡散抵抗１５は、カンチレバーとなる部分の
表面に所定のパターンで形成する。
次に、多孔質シリコンが酸化されて形成された
二酸化シリコンをフツ化水素溶液によつてエツチ
ングして除去し、カンチレバー部分の下に空洞を
形成する。また、拡散抵抗１５にアルミニウムの
電極１７を接続する(F)。
二酸化シリコンをフツ化水素溶液によつてエツチ
ングして除去し、カンチレバー部分の下に空洞を
形成する。また、拡散抵抗１５にアルミニウムの
電極１７を接続する(F)。
以上のようにして、単結晶シリコンのカンチレ
バーに拡散抵抗領域が形成され、かつ、カンチレ
バー下部に空洞を有する半導体加速度センサが形
成される。これを斜視図に示したのが第２図であ
る。
バーに拡散抵抗領域が形成され、かつ、カンチレ
バー下部に空洞を有する半導体加速度センサが形
成される。これを斜視図に示したのが第２図であ
る。
なお、カンチレバーは所望の形状に形成できる
エツチングのパターンによつて、第３図のように
カンチレバーの根元の部分を細くして感度を上げ
ることも可能となる。あるいは、同じく感度を上
げるために、第４図のように、カンチレバーの先
端に金属１８を付加するようにしても良い。
エツチングのパターンによつて、第３図のように
カンチレバーの根元の部分を細くして感度を上げ
ることも可能となる。あるいは、同じく感度を上
げるために、第４図のように、カンチレバーの先
端に金属１８を付加するようにしても良い。
カンチレバーに加速度が加わると、表面のＮ型
の拡散抵抗に張力ストレスが加わり、電子易動度
が増加して抵抗が下がる。SiO2−Siの界面での
張力ストレスによる電子易動度の増加は20〜30％
程度である。
の拡散抵抗に張力ストレスが加わり、電子易動度
が増加して抵抗が下がる。SiO2−Siの界面での
張力ストレスによる電子易動度の増加は20〜30％
程度である。
本発明によれば、カンチレバー部分の空洞の形
成が短時間でできる。したがつて、半導体加速度
センサの製造の工数を大幅に低減できることにな
る。また、使用する半導体基板を任意に選択でき
るので、他の素子と同一基板内に形成したりする
ことも容易となる。
成が短時間でできる。したがつて、半導体加速度
センサの製造の工数を大幅に低減できることにな
る。また、使用する半導体基板を任意に選択でき
るので、他の素子と同一基板内に形成したりする
ことも容易となる。
更に、カンチレバー部分を単結晶シリコンで形
成することになるので、機械的な強度の面で有利
であり、弾性限界が高く、機械的疲労破壊がない
など、信頼性の高い半導体加速度センサが得られ
る利点もある。
成することになるので、機械的な強度の面で有利
であり、弾性限界が高く、機械的疲労破壊がない
など、信頼性の高い半導体加速度センサが得られ
る利点もある。
第１図は本発明の実施例を示す正面断面図、第
２図は本発明により製造された半導体加速度セン
サの一例の斜視図、第３図は他の例の平面図、第
４図は他の例の正面断面図を示す。 １２……多孔質シリコン層、１３……Ｐ型（エ
ピタキシアル）シリコン層、１４……二酸化シリ
コン。
２図は本発明により製造された半導体加速度セン
サの一例の斜視図、第３図は他の例の平面図、第
４図は他の例の正面断面図を示す。 １２……多孔質シリコン層、１３……Ｐ型（エ
ピタキシアル）シリコン層、１４……二酸化シリ
コン。
Claims (1)
- １ Ｐ型単結晶シリコン基板の一部をフツ化水素
溶液中で陽極化成処理して多孔質シリコン層を所
定の深さで形成し、該表面にＰ型の単結晶シリコ
ン層をエピタキシアル成長させ、エツチングによ
り該Ｐ型のエピタキシアル層の一部を除去して該
多孔質シリコン層の一部を露出させ、該多孔質シ
リコン層を酸化し、該Ｐ型のエピタキシアル層の
該多孔質シリコン層の上部にＮ型の拡散抵抗領域
を形成し、該酸化された多孔質シリコン層をフツ
化水素溶液によつてエツチングして除去してＰ型
のエピタキシアル層の下部に空洞を形成し、Ｎ型
の拡散抵抗領域に電極を形成することを特徴とす
る半導体加速度センサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58201196A JPS6092671A (ja) | 1983-10-27 | 1983-10-27 | 半導体加速度センサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58201196A JPS6092671A (ja) | 1983-10-27 | 1983-10-27 | 半導体加速度センサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6092671A JPS6092671A (ja) | 1985-05-24 |
| JPH0471344B2 true JPH0471344B2 (ja) | 1992-11-13 |
Family
ID=16436933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58201196A Granted JPS6092671A (ja) | 1983-10-27 | 1983-10-27 | 半導体加速度センサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6092671A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0821722B2 (ja) * | 1985-10-08 | 1996-03-04 | 日本電装株式会社 | 半導体振動・加速度検出装置 |
| JP2701845B2 (ja) * | 1987-08-21 | 1998-01-21 | 株式会社東海理化電機製作所 | シリコン薄膜の製造方法 |
| JP2765610B2 (ja) * | 1993-09-02 | 1998-06-18 | 株式会社デンソー | 半導体振動・加速度検出装置 |
| KR970010663B1 (ko) * | 1993-12-24 | 1997-06-30 | 만도기계 주식회사 | 8개의 빔을 갖는 브릿지형 실리콘 가속도센서 및 그 제조방법 |
| CN110161282B (zh) * | 2019-05-22 | 2021-03-30 | 龙微科技无锡有限公司 | 基于son结构的压阻式加速度传感器的制作方法 |
| JP7476149B2 (ja) | 2021-09-14 | 2024-04-30 | 株式会社東芝 | カンチレバーアレイ |
-
1983
- 1983-10-27 JP JP58201196A patent/JPS6092671A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6092671A (ja) | 1985-05-24 |
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