JPH0519088B2 - - Google Patents
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- JPH0519088B2 JPH0519088B2 JP62166176A JP16617687A JPH0519088B2 JP H0519088 B2 JPH0519088 B2 JP H0519088B2 JP 62166176 A JP62166176 A JP 62166176A JP 16617687 A JP16617687 A JP 16617687A JP H0519088 B2 JPH0519088 B2 JP H0519088B2
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- 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
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Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、シリコンの単結晶を用いて形成され
た中空室に配置されたシリコンの振動梁の測定圧
力に対応した歪みを周波数信号として検出する振
動形トランスデユーサの製造方法に係り、特にこ
の中空室の中を真空にして良好な共振状態を作る
ための真空状態の形成方法を改良した振動形トラ
ンスデユーサの製造方法に関する。[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention detects strain corresponding to the measured pressure of a silicon vibrating beam placed in a hollow chamber formed using a silicon single crystal as a frequency signal. The present invention relates to a method of manufacturing a vibrating transducer, and more particularly, to a method of manufacturing a vibrating transducer that improves the method of creating a vacuum state for creating a good resonant state by creating a vacuum inside the hollow chamber.
〈従来の技術〉
シリコンの受圧ダイアフラムの上に形成されて
両端が固定され励振手段で励振された振動梁の共
振周波数の変化から測定圧力が検出される形式の
この発明の改良のベースとなる振動形トランスデ
ユーサは、例えば特願昭59−42632号「圧力セン
サ」に開示されている。<Prior Art> The vibration that forms the basis of the improvement of this invention is of the type in which the measured pressure is detected from the change in the resonance frequency of a vibrating beam formed on a silicon pressure receiving diaphragm, fixed at both ends, and excited by an excitation means. A type transducer is disclosed, for example, in Japanese Patent Application No. 59-42632 entitled "Pressure Sensor."
この振動形トランスデユーサについて、第4図
から第6図を用いてその概要を説明する。 An outline of this vibrating transducer will be explained using FIGS. 4 to 6.
第4図はこの従来の圧力センサのカバーをとつ
た構成を示す斜視図、第5図は第4図におけるX
−X断面におけるカバーをつけた断面図、第6図
は一部を省略した平面図である。 Figure 4 is a perspective view showing the configuration of this conventional pressure sensor with the cover removed, and Figure 5 is an
A cross-sectional view taken along the -X cross-section with the cover attached, and FIG. 6 is a partially omitted plan view.
これ等の図において、1は円筒状のシリコン基
板であり、2はこのシリコン基板1の中央を掘つ
て薄肉部を形成して測定圧力Pmを受ける受圧部
とした受圧ダイアフラムであり、例えばシリコン
基板1をエツチングして作られる。 In these figures, 1 is a cylindrical silicon substrate, and 2 is a pressure-receiving diaphragm that is formed by digging the center of this silicon substrate 1 to form a thin part to serve as a pressure-receiving part that receives the measurement pressure Pm. It is made by etching 1.
3,4は受圧ダイアフラム2の上に形成され、
両端がシリコン基板1に固定された振動梁であ
り、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の周辺部にそ
れぞれ位置している。 3 and 4 are formed on the pressure receiving diaphragm 2,
It is a vibrating beam whose both ends are fixed to a silicon substrate 1, and 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, respectively.
これ等の振動梁3,4は、具体的には例えばn
形シリコン基板1の上に第1のP+形エピタキシ
ヤル層を形成し、その中央部を切込んで電気的に
左右を分離し、この上にn形エピタキシヤル層を
形成した後、さらにP+形エピタキシヤル層を形
成してこの上を酸化膜SiO2で保護する。そして
振動梁3の下部の空洞部5はこのn形エピタキシ
ヤル層をアンダーエツチングで形成する。 Specifically, these vibrating beams 3 and 4 are, for example, n
A first P + -type epitaxial layer is formed on a silicon substrate 1 , a cut is made in the center to electrically separate the left and right sides, an n-type epitaxial layer is formed on this, and then a P + -type epitaxial layer is formed on top of the first P + -type epitaxial layer. A + type epitaxial layer is formed and the top thereof is protected with an oxide film SiO 2 . The cavity 5 at the bottom of the vibrating beam 3 is formed by under-etching this n-type epitaxial layer.
このようにして形成された振動梁3は、例えば
長さをl、厚さをh、幅をdとすれば、l=
100μm、h=1μm、d=5μmの程度の大きさであ
る。 For example, the vibrating beam 3 formed in this way has a length of l, a thickness of h, and a width of d, then l=
The sizes are approximately 100 μm, h = 1 μm, and d = 5 μm.
受圧ダイアフラム2の上に形成された振動梁3
の周囲は、例えばシリコンのカバー6を受圧ダイ
アフラム2に陽極接合などで接合して覆い、この
内部空間7を真空状態に保持する。なお、図示し
ていないが振動梁4側も同じ様に形成する。 Vibration beam 3 formed on pressure receiving diaphragm 2
The periphery of the pressure-receiving diaphragm 2 is covered with, for example, a silicon cover 6 bonded to the pressure-receiving diaphragm 2 by anodic bonding or the like, and the internal space 7 is maintained in a vacuum state. Although not shown, the vibrating beam 4 side is also formed in the same way.
この振動梁3、カバー6、空洞部5、内部空間
7などで振動形トランスデユーサの検出部Dを形
成している。 The vibrating beam 3, cover 6, cavity 5, internal space 7, etc. form a detection section D of the vibrating transducer.
以上の構成において、第2のP+形エピタキシ
ヤル層である振動梁3,4に対して第1の左右の
P+形エピタキシヤル層の間に発振回路を接続し
て発振を起こさせると、振動梁3,4はその固有
振動数で自励発振を起こす。 In the above configuration, the first left and right vibrating beams 3 and 4, which are the second P + type epitaxial layers,
When an oscillation circuit is connected between the P + type epitaxial layers to cause oscillation, the vibrating beams 3 and 4 cause self-oscillation at their natural frequencies.
この場合、カバー6の内部空間7が真空状態に
され振動梁3の真空の中に保持されるので、共振
の鋭さを示すQ値が大きくなり、共振周波数の検
出が容易となる。 In this case, the internal space 7 of the cover 6 is made into a vacuum state and held in the vacuum of the vibrating beam 3, so that the Q value indicating the sharpness of resonance becomes large, making it easy to detect the resonance frequency.
この自励発振の周波数は振動梁に印加される引
張或いは圧縮応力に対応して互いに逆方向に変化
する。第5図に示すように測定圧力Pmが受圧ダ
イアフラム2に印加されると振動梁3は引張応
力、振動梁4は圧縮応力を受ける。 The frequencies of this self-oscillation change in opposite directions in response to the tensile or compressive stress applied to the vibrating beam. As shown in FIG. 5, when the measurement pressure Pm is applied to the pressure receiving diaphragm 2, the vibrating beam 3 receives tensile stress and the vibrating beam 4 receives compressive stress.
したがつて、振動梁3と4の固有振動数は測定
圧力に対して差動的に変化し、これ等の差を演算
することによつて、2倍の感度で測定圧力Pmを
知ることができる。 Therefore, the natural frequencies of the vibrating beams 3 and 4 change differentially with respect to the measured pressure, and by calculating the difference between these, it is possible to know the measured pressure Pm with twice the sensitivity. can.
〈発明が解決しようとする問題点〉
しかしながら、この様な従来の振動形トランス
デユーサの製造方法では、薄肉の受圧ダイアフラ
ム2の上に形成された振動梁3の上部に別に作ら
れたシリコンのカバー5を陽極接合などで接合
し、カバー5と受圧ダイアフラム2とで形成され
た内部の空間を真空に引かなければならないの
で、振動形トランスデユーサの圧力特性或いは温
度特性が悪くなり精度低下の原因をなすという問
題がある。さらに、陽極接合を行なうためには高
温に、例えば450℃以上に保持する必要があり、
このため熱膨張の問題が生じ安定な加工が出来な
いという問題がある。<Problems to be Solved by the Invention> However, in the conventional method of manufacturing a vibrating transducer, a separately made silicon film is placed on the top of the vibrating beam 3 formed on the thin pressure receiving diaphragm 2. Since the cover 5 must be joined by anodic bonding or the like, and the internal space formed by the cover 5 and the pressure receiving diaphragm 2 must be evacuated, the pressure characteristics or temperature characteristics of the vibrating transducer may deteriorate, resulting in a decrease in accuracy. There is a question of what causes it. Furthermore, in order to perform anodic bonding, it is necessary to maintain the temperature at a high temperature, for example, 450°C or higher.
For this reason, there is a problem of thermal expansion and stable processing is not possible.
〈問題点を解決するための手段〉
この発明は、以上の問題点を解決するために、
以下の各ステツプを踏む製造方法としてものであ
る。<Means for solving the problems> In order to solve the above problems, the present invention has the following features:
This manufacturing method involves the following steps.
シリコン単結晶基板の上に保護膜を形成し、
この後でパターンが形成されたマスクを用いて
先の保護膜の一部に開口部を設け、次にこの開
口部に対応する凹部を先の基板に形成し、
この凹部の上に先の基板の伝導形式とは反対
の伝導形式を持つ隙間対応部の下半分をエピタ
キシヤル成長により形成し、この上に所定の濃
度に調整された振動子対応部を形成しさらにこ
の振動子対応部と先の保護膜との上に先の隙間
対応部の上半分をエピタキシヤル成長により形
成し、更にこれ等の上にシエル相当部をエピタ
キシヤル成長により一体に形成し、
次に、先の保護膜をエツチングすることによ
り先の隙間対応部に達するエツチング液の注入
口を先のシエル相当部に形成し、この後、先の
隙間対応部をエツチングにより除去して振動子
を形成し、
この後、圧力を10-6Torr以下にした状態で
特定の気体を用いて先の注入口を封じてシエル
を形成し、先の振動子の周囲が10-1〜
10-5Torr程度の圧力に保持された状態とする。 A protective film is formed on a silicon single crystal substrate,
After this, an opening is formed in a part of the first protective film using a patterned mask, and then a recess corresponding to this opening is formed in the first substrate, and the first substrate is placed on top of this recess. The lower half of the gap corresponding part, which has a conduction mode opposite to that of The upper half of the gap-corresponding part is formed by epitaxial growth on top of the protective film, and then the shell-corresponding part is integrally formed on top of these by epitaxial growth. By etching, an injection port for the etching liquid that reaches the previous gap corresponding part is formed in the previous shell corresponding part, and after this, the previous gap corresponding part is removed by etching to form a vibrator. With the temperature below 10 -6 Torr, a specific gas is used to seal the injection port to form a shell, and the surrounding area of the vibrator is 10 -1 ~
The pressure is maintained at approximately 10 -5 Torr.
〈作用〉
先のからの各ステツプを踏むことにより、
基板にシエルとこれに覆われた振動子が一体に固
定され、先の注入口は特定の気体を用いて封じら
れて内部が所定の真空状態に保持されるので、圧
力特性及び温度特性の優れた振動形トランスデユ
ーサとなる。<Effect> By following each step from above,
The shell and the vibrator covered by the shell are integrally fixed to the substrate, and the injection port is sealed with a specific gas to maintain a predetermined vacuum state inside, resulting in excellent pressure and temperature characteristics. It becomes a vibration type transducer.
〈実施例〉
以下、本発明の実施例について図面に基づいて
説明する。第1図は本発明の振動形トランスデユ
ーサの要部である検出部の製造工程を示す工程図
である。これは第5図における検出部Dに対応す
る振動梁の軸方向の断面で示した検出部D′の工
程を示している。<Example> Hereinafter, an example of the present invention will be described based on the drawings. FIG. 1 is a process diagram showing the manufacturing process of a detection section which is a main part of the vibrating transducer of the present invention. This shows the process of the detection part D' shown in the axial cross section of the vibrating beam corresponding to the detection part D in FIG.
第1図イは検出部D′を作るためのベースとな
るn形のシリコン基板8を示す。 FIG. 1A shows an n-type silicon substrate 8 which is a base for making the detection section D'.
次に、このシリコン基板8を熱酸化してその表
面に酸化膜(SiO2)9を形成する(第1図ロ)
さらに、第1図ハの工程でこの酸化膜9の中央
部を紙面に垂直方向にフオトエツチングして、溝
10を形成する。 Next, this silicon substrate 8 is thermally oxidized to form an oxide film (SiO 2 ) 9 on its surface (FIG. 1B).Furthermore, in the step of FIG. Grooves 10 are formed by photoetching in the vertical direction.
第1図ニの工程では、1050℃の温度で水素ガス
H2に塩酸HClを混合した雰囲気でエツチングを
することによりシリコン基板8に溝10を介して
溝11を形成する。 In the process shown in Figure 1 (d), hydrogen gas is heated at a temperature of 1050°C.
A groove 11 is formed in the silicon substrate 8 through the groove 10 by etching in an atmosphere containing H 2 and hydrochloric acid HCl.
次に、第1図ホに示すように、溝11の中に
1050℃の温度で水素ガスH2の雰囲気中で1018cm-3
の濃度のホウ素(P形)を選択エピタキシヤルし
て第1エピ層12を形成する。 Next, as shown in FIG.
10 18 cm -3 in an atmosphere of hydrogen gas H 2 at a temperature of 1050 ° C
The first epitaxial layer 12 is formed by selectively epitaxially using boron (P type) having a concentration of .
この後、第1図ヘに示すように、第1エピ層1
2の上に1050℃の温度で水素ガスH2の雰囲気中
で1020cm-3の濃度のホウ素(P形)を選択エピタ
キシヤルして振動梁13となる第2エピ層14を
形成する。 After this, as shown in FIG.
A second epitaxial layer 14, which will become the vibrating beam 13, is formed on the vibrating beam 13 by selectively epitaxially depositing boron (P type) at a concentration of 10 20 cm -3 in an atmosphere of hydrogen gas H 2 at a temperature of 1050° C.
振動梁13は測定圧力Pmがゼロの状態でも初
期張力を与えておかないと測定圧力Pmの印加に
より座屈を起こして測定できない状態となる。ま
た、シリコンの共有結合半径は1.17Åであり、ホ
ウ素のそれは0.88Åであるので、ホウ素が部分的
にシリコンの中に注入されるとその部分は引張歪
を受ける。 Even if the measurement pressure Pm is zero, the vibrating beam 13 must be given an initial tension, otherwise it will buckle due to the application of the measurement pressure Pm and become unable to be measured. Also, the covalent radius of silicon is 1.17 Å and that of boron is 0.88 Å, so if boron is partially implanted into silicon, that part will experience tensile strain.
そこで、この現象を利用して例えば第2エピ層
14のホウ素の濃度を調整することによりここに
初期張力を与えるか、或いはn形のシリコン基板
8の中のリン(共有結合半径は1.10Å)濃度を調
整してシリコン基板8と第2エピ層14との相対
歪みを考慮して初期張力を与えるようにする。 Therefore, by utilizing this phenomenon, for example, by adjusting the concentration of boron in the second epitaxial layer 14, an initial tension can be applied to the second epitaxial layer 14, or by applying phosphorus in the n-type silicon substrate 8 (covalent bond radius is 1.10 Å). The initial tension is given by adjusting the concentration and taking into account the relative strain between the silicon substrate 8 and the second epitaxial layer 14.
次に、第1図トに示すように、第2エピ層14
の上に1050℃の温度で水素ガスH2の雰囲気中で、
1018cm-3の濃度のホウ素(P形)を選択エピタキ
シヤルして第3エピ層15を形成する。 Next, as shown in FIG.
In an atmosphere of hydrogen gas H2 at a temperature of 1050 °C above
A third epitaxial layer 15 is formed by selectively epitaxially using boron (P type) with a concentration of 10 18 cm -3 .
更に、第1図チに示すように、第3エピ層15
の上に1050℃の温度で水素ガスH2の雰囲気中で、
1017cm-3の濃度のリン(n形)を選択エピタキシ
ヤルして第4エピ層16を形成する。 Furthermore, as shown in FIG.
In an atmosphere of hydrogen gas H2 at a temperature of 1050 °C above
A fourth epitaxial layer 16 is formed by selectively epitaxially using phosphorus (n-type) with a concentration of 10 17 cm -3 .
第1図リは、第1図チに示す選択エピタキシヤ
ルの工程の後にSiO2の酸化膜9を弗化水素HFで
エツチングして除去(工程は図示せず)した状態
において、第1エピ層12と第3エピ層15を除
去するエツチング工程を示している。 FIG. 1R shows that the first epitaxial layer is removed after the selective epitaxial process shown in FIG. 12 and the third epitaxial layer 15 are shown.
このエツチング工程では、図示していないが、
アルカリの液中に全体が浸積されており、n形の
シリコン基板8と第4エピ素16がp形の第2エ
ピ層14に対してプラスの電位となるように直流
パルス電源17からピーク値が5Vで繰返し周期
が0.04Hz程度の正のパルス電圧が印加されてい
る。この電圧印加によりn形のシリコン基板8と
第4エピ層16はその表面に不溶性膜が形成され
て不働態化される結果そのエツチング速度が第1
エピ層12と第3エピ層15に対して大幅に遅く
なるので、これを利用して第1エピ層12と第3
エピ層15を除去する。さらに、第2エピ層14
はドープされたホウ素の濃度が4×1019より大き
いときにはエツチング速度がドープされないシリ
コンの場合の通常の速度から大幅に遅れる現象を
利用して、第2エピ層14を残して全体として第
1図ヌに示すように一部に開口部18をもち、さ
らにシリコン基板8と第2エピ層14との間に間
隙を持つように形成される。 In this etching process, although not shown,
The entire structure is immersed in an alkaline solution, and a peak voltage is applied from a DC pulse power source 17 so that the n-type silicon substrate 8 and the fourth epitaxial layer 16 have a positive potential with respect to the p-type second epitaxial layer 14. A positive pulse voltage with a value of 5V and a repetition period of about 0.04Hz is applied. By applying this voltage, an insoluble film is formed on the surfaces of the n-type silicon substrate 8 and the fourth epitaxial layer 16 and the etching rate is increased to the first level.
Since it is much slower than the epitaxial layer 12 and the third epitaxial layer 15, the first epitaxial layer 12 and the third epitaxial layer are
Epi layer 15 is removed. Furthermore, the second epi layer 14
Taking advantage of the phenomenon that when the concentration of doped boron is greater than 4×10 19 , the etching rate is significantly slower than the normal rate for undoped silicon, the second epitaxial layer 14 is left in place as a whole, as shown in FIG. As shown in FIG. 3, it is formed to have an opening 18 in a part and a gap between the silicon substrate 8 and the second epitaxial layer 14.
第1図ルは、開口部18を封じる封止工程を示
す。全体をスパツタ装置19の中に入れ、その内
部を10-6Torr程度の真空状態にした後、アルゴ
ン(Ar)、ヘリウム(He)、或いはネオン(Ne)
などを10-3Torr程度スパツタ装置19の中に入
れ、シリコン(Si)或いは2酸化珪素(SiO2)
などをスパツタして、開口部18を埋める。 FIG. 1 shows a sealing process for sealing the opening 18. After putting the entire body into a sputtering device 19 and making the inside a vacuum state of about 10 -6 Torr, argon (Ar), helium (He), or neon (Ne) is applied.
etc. into the sputtering device 19 at about 10 -3 Torr, and silicon (Si) or silicon dioxide (SiO 2 )
etc. to fill the opening 18.
第1図オは、開口部18を封止した結果を示
す。第2エピ層14は振動梁13としてその両端
がシリコン基板8に一体に固定され、それ以外は
所定の間隙を保持して形成されている。振動梁1
3の上部はシエル20で覆われ、内部に中空室2
1が形成されている。この中空室21は真空状態
で形成されたので、真空になつている。 FIG. 1E shows the result of sealing the opening 18. The second epitaxial layer 14 is formed as the vibrating beam 13, with both ends thereof being integrally fixed to the silicon substrate 8, with a predetermined gap being maintained at the other ends. Vibration beam 1
The upper part of 3 is covered with a shell 20, and there is a hollow chamber 2 inside.
1 is formed. Since this hollow chamber 21 was formed in a vacuum state, it is in a vacuum state.
第2図は第1図に示す工程の一部を変更した工
程図である。 FIG. 2 is a process diagram in which a part of the process shown in FIG. 1 is changed.
第1図イ〜ヌまでの工程は同一であり、この後
に第2図イの工程に移る。 The steps from I to I in FIG. 1 are the same, and then proceed to the step in FIG. 2 A.
第3図イの工程は第1図ヌの工程で、エツチン
グにより開口部18を形成したが、この開口部1
8を封じる他の封止工程である。第1図ヌで得ら
れたものをプラズマCVD装置22の中に入れ、
その内部を10-6Torr程度の真空状態にした後、
水素(H2)とシラン(SiH4)を入れてプラズマ
励起によりシランを分解して開口部18をアモル
フアス、多結晶、或いは単結晶のシリコンで埋め
て10-2〜10-3Torrの真空に封止する。 The process shown in FIG. 3A is the same as the process shown in FIG.
8 is another sealing process. Put the material obtained in Fig. 1 into the plasma CVD device 22,
After making the inside a vacuum state of about 10 -6 Torr,
Hydrogen (H 2 ) and silane (SiH 4 ) are introduced, the silane is decomposed by plasma excitation, the opening 18 is filled with amorphous, polycrystalline, or single crystal silicon, and a vacuum of 10 -2 to 10 -3 Torr is created. Seal.
第2図ロはこのようにして封止された結果を示
す。第2エピ層14は振動梁13としてその両端
がシリコン基板8に一体に固定され、それ以外は
所定の間隙を保持して形成されている。振動梁1
3の上部はシエル23で覆われ、内部に中空室2
1が形成されている。この中空室21は真空状態
で形成されたので、真空状態になつている。 FIG. 2B shows the result of sealing in this manner. The second epitaxial layer 14 is formed as the vibrating beam 13, with both ends thereof being integrally fixed to the silicon substrate 8, with a predetermined gap being maintained at the other ends. Vibration beam 1
The upper part of 3 is covered with a shell 23, and there is a hollow chamber 2 inside.
1 is formed. Since this hollow chamber 21 was formed in a vacuum state, it is in a vacuum state.
第3図イの工程は第1図ヌの工程で、エツチン
グにより開口部18を形成したが、この開口部1
8を封じる第3の封止工程である。第1図ヌで得
られたものを分子線エピタキシヤル装置24の中
に入れ、その内部を超高真空状態にした後、蒸発
源から蒸発させたシリコンをシリコン基板8など
にビーム状にして放射させてエピタキシヤル成長
させて開口部18を封止する。 The process shown in FIG. 3A is the same as the process shown in FIG.
This is the third sealing step. The material obtained in Fig. 1 is put into the molecular beam epitaxial device 24, and the inside thereof is brought to an ultra-high vacuum state, and then the silicon evaporated from the evaporation source is radiated in the form of a beam onto the silicon substrate 8, etc. The opening 18 is sealed by epitaxial growth.
第3図ロはこのようにして封止された結果を示
す。第2エピ層14は振動梁13としてその両端
がシリコン基板8に一体に固定され、それ以外は
所定の間隙を保持して形成されている。振動梁1
3の上部はシエル25で覆われ、内部に中空室2
1が形成されている。この中空室21は超高真空
状態で形成されたので、超高真空になつている。 FIG. 3B shows the result of sealing in this manner. The second epitaxial layer 14 is formed as the vibrating beam 13, with both ends thereof being integrally fixed to the silicon substrate 8, with a predetermined gap being maintained at the other ends. Vibration beam 1
The upper part of 3 is covered with a shell 25, and there is a hollow chamber 2 inside.
1 is formed. Since this hollow chamber 21 was formed in an ultra-high vacuum state, it is in an ultra-high vacuum state.
〈発明の効果〉
以上、実施例と共に具体的に説明したように本
発明による製造方法によれば、シリコン基板に対
して所定の間隙を保持して振動梁を一体に形成し
た後、圧力を10-6Torr以下にした状態で特定の
気体を用いて注入口を封じてシエルを形成し、振
動梁の周囲が10-1〜10-5Torr程度の圧力に保持
された状態とするようにしたので、圧力特性及び
温度特性の優れた振動形トランスデユーサを実現
することができる。さらに、特定の気体を用いて
注入口を封じる工程を経ることにより200℃以下
の低温での加工ができるので、熱膨張による特性
変化も少ない。<Effects of the Invention> As specifically explained above in conjunction with the embodiments, according to the manufacturing method of the present invention, after the vibrating beam is integrally formed with a predetermined gap with respect to the silicon substrate, a pressure of 10 The injection port was sealed with a specific gas under -6 Torr to form a shell, and the pressure around the vibrating beam was maintained at around 10 -1 to 10 -5 Torr. Therefore, a vibrating transducer with excellent pressure characteristics and temperature characteristics can be realized. Furthermore, by going through the process of sealing the injection port with a specific gas, processing can be performed at a low temperature of 200°C or less, so there is little change in properties due to thermal expansion.
第1図は本発明の要部の製造工程を示す工程
図、第2図は第1図における工程の1部を変更し
た製造工程を示す工程図、第3図は第1図の工程
の更に他の一部を変更した製造工程を示す工程
図、第4図は従来の圧力センサの検出部のカバー
をとつた構成を示す斜視図、第5図は第4図にお
けるX−X断面におけるカバーをつけた断面図、
第6図は一部を省略した平面図である。
1…シリコン基板、2…受圧ダイアフラム、
3,4…振動梁、5…空洞部、6…カバー、7…
内部空間、8…シリコン基板、12…第1エピ
層、13…振動梁、14…第2エピ層、15…第
3エピ層、16…第4エピ層、18…開口部、1
9…スパツタ装置、20,23,25…シエル、
21…中空室、22…プラズマCVD装置、24
…分子線エピタキシヤル装置。
FIG. 1 is a process diagram showing the manufacturing process of the main part of the present invention, FIG. 2 is a process diagram showing a manufacturing process in which a part of the process in FIG. 1 is changed, and FIG. A process diagram showing the manufacturing process with some other changes; Fig. 4 is a perspective view showing the configuration of the detection section of a conventional pressure sensor with the cover removed; Fig. 5 is a cover taken along the line X-X in Fig. 4; Cross-sectional view with
FIG. 6 is a partially omitted plan view. 1...Silicon substrate, 2...Pressure receiving diaphragm,
3, 4... Vibration beam, 5... Cavity, 6... Cover, 7...
Internal space, 8... Silicon substrate, 12... First epi layer, 13... Vibration beam, 14... Second epi layer, 15... Third epi layer, 16... Fourth epi layer, 18... Opening, 1
9... Sputter device, 20, 23, 25... Ciel,
21...Hollow chamber, 22...Plasma CVD device, 24
...Molecular beam epitaxial equipment.
Claims (1)
この後でパターンが形成されたマスクを用いて前
記保護膜の一部に開口部を設け、次にこの開口部
に対応する凹部を前記基板に形成し、 2 この凹部の上に前記基板の伝導形式とは反対
の伝導形式を持つ隙間対応部の下半分をエピタキ
シヤル成長により形成し、この上に所定の濃度に
調整された振動子対応部を形成しさらにこの振動
子対応部と前記保護膜との上に前記隙間対応部の
上半分をエピタキシヤル成長により形成し、更に
これ等の上にシエル相当部をエピタキシヤル成長
により一体に形成し、 3 次に、前記保護膜をエツチングすることによ
り前記隙間対応部に達するエツチング液の注入口
を前記シエル相当部に形成し、この後、前記隙間
対応部をエツチングにより除去して振動子を形成
し、 4 この後、圧力を10-6Torr以下にした状態で
特定の気体を用いて前記注入口を封じてシエルを
形成し、前記振動子の周囲が10-1〜10-5Torr程
度の圧力に保持された状態とする、 各ステツプからなることを特徴とするトランス
デユーサの製造方法。[Claims] 1. Forming a protective film on a silicon single crystal substrate,
After this, an opening is formed in a part of the protective film using a patterned mask, and then a recess corresponding to the opening is formed in the substrate, and 2 the conduction of the substrate is formed on the recess. A lower half of the gap corresponding part having a conduction type opposite to the above-mentioned type is formed by epitaxial growth, a vibrator corresponding part adjusted to a predetermined concentration is formed on this, and this vibrator corresponding part and the protective film are further formed. 3. Forming the upper half of the gap-corresponding part by epitaxial growth on top of the above, further integrally forming a shell-corresponding part by epitaxial growth on these parts, 3. Next, by etching the protective film. An inlet for an etching liquid that reaches the gap corresponding part is formed in the shell corresponding part, and then the gap corresponding part is removed by etching to form a vibrator. 4 After this, the pressure is reduced to 10 -6 Torr or less. The inlet is sealed with a specific gas to form a shell in the state of A method of manufacturing a transducer, characterized in that:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16617687A JPS6410139A (en) | 1987-07-02 | 1987-07-02 | Manufacture of vibration type transducer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16617687A JPS6410139A (en) | 1987-07-02 | 1987-07-02 | Manufacture of vibration type transducer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6410139A JPS6410139A (en) | 1989-01-13 |
| JPH0519088B2 true JPH0519088B2 (en) | 1993-03-15 |
Family
ID=15826487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16617687A Granted JPS6410139A (en) | 1987-07-02 | 1987-07-02 | Manufacture of vibration type transducer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6410139A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03226637A (en) * | 1990-01-31 | 1991-10-07 | Yokogawa Electric Corp | Vibrator type semiconductor manometer |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60186725A (en) * | 1984-03-06 | 1985-09-24 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Pressure sensor |
| FI75426C (en) * | 1984-10-11 | 1988-06-09 | Vaisala Oy | ABSOLUTTRYCKGIVARE. |
-
1987
- 1987-07-02 JP JP16617687A patent/JPS6410139A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6410139A (en) | 1989-01-13 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |