JPH0582806A - シリコン半導体圧力計の製造方法 - Google Patents

シリコン半導体圧力計の製造方法

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JPH0582806A
JPH0582806A JP24160491A JP24160491A JPH0582806A JP H0582806 A JPH0582806 A JP H0582806A JP 24160491 A JP24160491 A JP 24160491A JP 24160491 A JP24160491 A JP 24160491A JP H0582806 A JPH0582806 A JP H0582806A
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JP
Japan
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semiconductor substrate
silicon semiconductor
porous layer
pressure gauge
manufacturing
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JP24160491A
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English (en)
Inventor
Kyoichi Ikeda
恭一 池田
Takashi Yoshida
隆司 吉田
Takahiro Kudo
貴裕 工藤
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 製造コストを低減出来、特性の向上し得る過
大圧保護構造付きのシリコン半導体圧力計の製造方法を
提供するにある。 【構成】 シリコン半導体基板と、該半導体基板に設け
られ該半導体基板にエピタキシャル成長により形成され
たダイアフラムを形成する狭い空隙と、該空隙と外部と
を連通する連通孔と、前記測定ダイアフラムに設けられ
た歪み検出センサとを具備してなるシリコン半導体圧力
計の製造方法において、空隙の部分を陽極化処理により
ポ―ラス化して多孔質層を形成し、多孔質層を酸化し
て、沸化水素酸で除去するようにしたシリコン半導体圧
力計の製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、製造コストを低減出
来、特性の向上し得る過大圧保護構造付きのシリコン半
導体圧力計の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図16は、本願出願人の出願に係わる、
特願平2−222715号 平成2年8月24日出願の
一実施例の構成説明図、図17〜図24は図16の製作
工程説明図である。図16において、11は、エピタキ
シャル成長により形成された半導体基板である。12
は、半導体基板11に設けられ半導体基板11にダイア
フラム13を形成する狭い空隙である。14は、空隙1
3と外部とを連通する連通孔である。15は、測定ダイ
アフラム13に設けられた歪み検出センサである。
【0003】以上の構成において、図16従来例の装置
は図17〜図24に示す如くして作る。 (a)図17に示す如く、SOIウェハ101の一面側
にレジスト102を塗付する。 (b)図18に示す如く、4沸化メタン(CF4)ガス
中で、RIEエッチング(リアクティブ イオン エッ
チング)により、レジスト102塗付部分以外のSOI
ウェハ101の一面側のシリコン1011をエッチング
する。 (c)図19に示す如く、4沸化メタン(CF4)ガス
と3沸化メタン(CHF3)ガスの混合ガス中で、RI
Eエッチング(リアクティブ イオン エッチング)に
より、レジスト102塗付部分以外のSOIウェハ10
1の酸化シリコン1012をエッチングする。
【0004】(d)図20に示す如く、レジスト102
を除去する。 (e)図21に示す如く、SOIウェハ101の一面側
にエピタキシャル成長層103を成長させダイアフラム
104を形成する。 (f)図22に示す如く、ダイアフラム104に歪み検
出素子105を形成する。(g)図23に示す如く、S
OIウェハの他面側よりSOIウェハの酸化膜1012
に達する連通孔106を形成する。 (h)図24に示す如く、連通孔106より選択エッチ
ングによりSOIウェハの酸化膜1012を除去する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な製造方法においては、 (1)SOIウエハ―は高価である。 (2)欠陥や転移が発生する為、ダイアフラム13の周
辺部の結晶性が悪い。 (3)表面に凹凸が出来る。
【0006】本発明は、この問題点を解決するものであ
る。本発明の目的は、製造コストを低減出来、特性の向
上し得る過大圧保護構造付きのシリコン半導体圧力計の
製造方法を提供するにある。
【0007】
【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、シリコン半導体基板と、該半導体基板に
設けられ該半導体基板にエピタキシャル成長により形成
されたダイアフラムを形成する狭い空隙と、該空隙と外
部とを連通する連通孔と、前記測定ダイアフラムに設け
られた歪み検出センサとを具備してなる半導体圧力計の
製造方法において、以下の工程を有する事を特徴とする
シリコン半導体圧力計の製造方法を採用した。 (a)沸化水素酸中で、白金電極に対して前記シリコン
半導体基板を陽極になるように外部電源を接続し、電流
を流し該シリコン半導体基板の一面の所定箇所に多孔質
層を形成する工程。 (b)前記シリコン半導体基板の一面にエピタキシャル
成長層を形成する工程。 (c)前記シリコン半導体基板の他面から前記多孔質層
に達する連通孔をエッチングにより形成する工程。 (d)前記多孔質層を酸化して酸化層を形成する工程。 (e)沸化水素酸により該酸化シリコン膜を除去する工
程。
【0008】
【作用】以上の製造方法において、沸化水素酸中で、白
金電極に対してシリコン半導体基板を陽極になるように
外部電源を接続し、電流を流しシリコン半導体基板の一
面の所定箇所に多孔質層を形成する。シリコン半導体基
板の一面にエピタキシャル成長層を形成する。シリコン
半導体基板の他面から多孔質層に達する連通孔をエッチ
ングにより形成する。多孔質層を酸化して酸化層を形成
する。沸化水素酸により酸化シリコン膜を除去する。以
下、実施例に基づき詳細に説明する。
【0009】
【実施例】図1〜図6は、本発明の一実施例の製造方法
要部工程説明図である。 (a)図1に示す如く、P形シリコンウエハ―201の
表面にホトレジスト202を塗付し、ダイアフラム13
に対応する部分をパタ―ニングして、ホトレジスト20
2を取除く。 (b)図2に示す如く、沸化水素酸203中で、白金電
極204に対して、P形シリコンウエハ―201を陽極
になるように外部電源205を接続し、電流を流し、P
形シリコンウエハ―201の一面の所定箇所に、多孔質
層206を形成する。
【0010】(c)図3に示す如く、シリコン単結晶成
長装置において、P形シリコンウエハ―201の一面に
エピタキシャル成長層207を形成する。 (d)図4に示す如く、P形シリコンウエハ―201の
他面から、多孔質層206に達する連通孔208を異方
性エッチングにより形成する。 (d)図5に示す如く、多孔質層206を酸化して酸化
層209を形成する。 (e)図6に示す如く、沸化水素酸により、酸化シリコ
ン膜209を除去する。
【0011】すなわち、図2に示す工程において、種々
の文献に記載されているように、P形シリコン201よ
り白金電極204に対して、沸化水素酸203中で電流
を流す(陽極化処理)と、P形シリコン201は数10
オングストロ―ムの多孔質206に変化する。しかし、
この多孔質層206の結晶方位は、元の結晶方位と結晶
性を保っている。したがって、図3の工程において、シ
リコン単結晶成長装置で、P形シリコンウエハ―201
の一面にエピタキシャル成長層207を形成出来る。
【0012】図5の工程において、多孔質層206は酸
化されるが、この場合、多孔質層206は酸素、水素、
および水酸基イオンを透過しやすいため、単結晶バルク
に比べて、100倍以上の早さで酸化される。図5の工
程において、沸化水素酸により酸化物を除く事により、
ダイアフラム13と空隙12が形成出来る。この空隙1
2は、極めて狭い隙間に形成出来るので、過大な外圧が
ダイアフラム13に加わっても、ダイアフラム13をバ
ックアップ出来、ダイアフラム13を破壊から保護する
ことが出来る。なお、測定ダイアフラム3に設けられる
圧力センサは、ピエゾ抵抗素子あるいは静電容量形セン
サでもよく、要するに、圧力に対応して変位する測定ダ
イアフラム13の変位を測定出来るものであればよい。
また、多孔質層306に連通する連通孔はP形シリコン
ウエハ―201の一面からと説明したが他面から設けて
も良いことは勿論である。
【0013】この結果、 (1)空隙12の部分を陽極化処理によりポ―ラス化し
て多孔質層206を形成し、多孔質層206を酸化し
て、沸化水素酸で除去するようにしたので、加工時間を
短縮出来て、製造コストを低減出来る。 (2)SOIウエハ―は使用しないので、安価にする事
が出来る。 (3)ダイアフラム13の全面にわたって周辺部の結晶
性が良いものが得られる。(4)ダイアフラム13の表
面の平坦性の良いものが得られる。
【0014】図7から図15は、本発明の他の実施例の
製造方法要部工程説明図である。 (a)図7に示す如く、P形シリコンウエハ―301の
表面にホトレジスト302を塗付し、ダイアフラム13
に対応する部分をパタ―ニングして、ホトレジスト30
2を取除く。 (b)図8に示す如く、沸化水素酸303中で、白金電
極304に対して、P形シリコンウエハ―301を陽極
になるように外部電源305を接続し、電流を流し、P
形シリコンウエハ―301の一面の所定箇所に、多孔質
層306を形成する。 (c)図9に示す如く、シリコン単結晶成長装置におい
て、P形シリコンウエハ―301の一面にエピタキシャ
ル成長層307を形成する。
【0015】(d)図10に示す如く、エピタキシャル
成長層307の表面にホトレジスト308を塗付し、ダ
イアフラム13に対応する部分をパタ―ニングして、ホ
トレジスト308を取除く。 (e)図11に示す如く、沸化水素酸303中で、白金
電極311に対して、P形シリコンウエハ―301を陽
極になるように外部電源312を接続し、電流を流し、
P形シリコンウエハ―301の一面の所定箇所に、多孔
質層313を形成する。 (f)図12に示す如く、シリコン単結晶成長装置にお
いて、P形シリコンウエハ―301の一面にエピタキシ
ャル成長層314を形成する。
【0016】(g)図13に示す如く、P形シリコンウ
エハ―301の両面から、それぞれ、多孔質層306,
313に達する連通孔315,316を異方性エッチン
グにより形成する。 (h)図14に示す如く、多孔質層306,313を酸
化して酸化層317を形成する。 (i)図15に示す如く、沸化水素酸により、酸化シリ
コン膜317を除去する。
【0017】この結果、両側過大圧保護構造付きのシリ
コン半導体圧力計が得られる。なお、前述の実施例にお
いて、ホトレジスト302,308を使用したと説明し
たが、他のマスク材を使用しても良いことは勿論であ
る。また、ホトレジスト302,308の代りにn形シ
リコン層、あるいはP形シリコン層を利用しても良い。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、シリコ
ン半導体基板と、該半導体基板に設けられ該半導体基板
にエピタキシャル成長により形成されたダイアフラムを
形成する狭い空隙と、該空隙と外部とを連通する連通孔
と、前記測定ダイアフラムに設けられた歪み検出センサ
とを具備してなるシリコン半導体圧力計の製造方法にお
いて、以下の工程を有する事を特徴とするシリコン半導
体圧力計の製造方法を採用した。 (a)沸化水素酸中で、白金電極に対して前記シリコン
半導体基板を陽極になるように外部電源を接続し、電流
を流し該シリコン半導体基板の一面の所定箇所に多孔質
層を形成する工程。 (b)前記シリコン半導体基板の一面にエピタキシャル
成長層を形成する工程。 (c)前記シリコン半導体基板の他面から前記多孔質層
に達する前記連通孔をエッチングにより形成する工程。 (d)前記多孔質層を酸化して酸化層を形成する工程。 (e)沸化水素酸により該酸化シリコン膜を除去する工
程。
【0019】この結果、 (1)空隙の部分を陽極化処理によりポ―ラス化して多
孔質層を形成し、多孔質層を酸化して、沸化水素酸で除
去するようにしたので、加工時間を短縮出来て、製造コ
ストを低減出来る。 (2)SOIウエハ―は使用しないので、安価にする事
が出来る。 (3)ダイアフラムの全面にわたって結晶性が良いもの
が得られる。 (4)ダイアフラムの表面の平坦性の良いものが得られ
る。
【0020】従って、本発明によれば、製造コストを低
減出来、特性の向上し得る過大圧保護構造付きのシリコ
ン半導体圧力計の製造方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のパタ―ニング工程説明図で
ある。
【図2】本発明の一実施例の陽極化処理工程説明図であ
る。
【図3】本発明の一実施例のエピタキシャル成長工程説
明図である。
【図4】本発明の一実施例の連通孔エッチング工程説明
図である。
【図5】本発明の一実施例の酸化工程説明図である。
【図6】本発明の一実施例の酸化層除去工程説明図であ
る。
【図7】本発明の他の実施例のパタ―ニング工程説明図
である。
【図8】本発明の他の実施例の陽極化処理工程説明図で
ある。
【図9】本発明の他の実施例のエピタキシャル成長工程
説明図である。
【図10】本発明の他の実施例のパタ―ニング工程説明
図である。
【図11】本発明の他の実施例の陽極化処理工程説明図
である。
【図12】本発明の他の実施例のエピタキシャル成長工
程説明図である。
【図13】本発明の他の実施例の連通孔エッチング工程
説明図である。
【図14】本発明の他の実施例の酸化工程説明図であ
る。
【図15】本発明の他の実施例の酸化層除去工程説明図
である。
【図16】従来より一般に使用されている従来例の構成
説明図である。
【図17】図16従来例のレジスト塗付工程説明図であ
る。
【図18】図16従来例のエッチング工程説明図であ
る。
【図19】図16従来例のエッチング工程説明図であ
る。
【図20】図16従来例のレジスト除去工程説明図であ
る。
【図21】図16従来例のエピタキシャル成長工程説明
図である。
【図22】図16従来例の歪み検出素子形成工程説明図
である。
【図23】図16従来例の連通孔エッチング工程説明図
である。
【図24】図16従来例の酸化層除去工程説明図であ
る。
【符号の説明】
201…P形シリコンウエハ― 202…フォトレジスト 203…沸化水素酸 204…白金電極 205…外部電源 206…多孔質層 207…エピタキシャル成長層 208…連通孔 209…酸化層 301…P形シリコンウエハ― 302…フォトレジスト 303…沸化水素酸 304…白金電極 305…外部電源 306…多孔質層 307…エピタキシャル成長層 308…フォトレジスト 309…沸化水素酸 311…白金電極 312…外部電源 313…多孔質層 314…エピタキシャル成長層 315…連通孔 316…連通孔 317…酸化層

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シリコン半導体基板と、該半導体基板に設
    けられ該半導体基板にエピタキシャル成長により形成さ
    れたダイアフラムを形成する狭い空隙と、該空隙と外部
    とを連通する連通孔とを具備してなるシリコン半導体圧
    力計の製造方法において、 以下の工程を有する事を特徴とするシリコン半導体圧力
    計の製造方法。 (a)沸化水素酸中で、白金電極に対して前記シリコン
    半導体基板を陽極になるように外部電源を接続し、電流
    を流し該シリコン半導体基板の一面の所定箇所に多孔質
    層を形成する工程。 (b)前記シリコン半導体基板の一面にエピタキシャル
    成長層を形成する工程。 (c)前記シリコン半導体基板の一面又は他面から前記
    多孔質層に達する前記連通孔をエッチングにより形成す
    る工程。 (d)前記多孔質層を酸化して酸化層を形成する工程。 (e)沸化水素酸により該酸化シリコン膜を除去する工
    程。
JP24160491A 1991-09-20 1991-09-20 シリコン半導体圧力計の製造方法 Pending JPH0582806A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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