JPH06258338A - 半導体加速度センサ - Google Patents
半導体加速度センサInfo
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- JPH06258338A JPH06258338A JP4838093A JP4838093A JPH06258338A JP H06258338 A JPH06258338 A JP H06258338A JP 4838093 A JP4838093 A JP 4838093A JP 4838093 A JP4838093 A JP 4838093A JP H06258338 A JPH06258338 A JP H06258338A
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- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Micromachines (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 カンチレバー部の作製が容易で、しかも、小
型で高精度な半導体加速度センサを提供すること。 【構成】 シリコンウェハ１０を微細加工してカンチレ
バー１７を形成してなる半導体加速度センサにおいて、
前記カンチレバー１７の少なくとも一面にタングステン
膜１４を形成したことを特徴とするものであり、また、
前記タングステン膜１４を選択性ＣＶＤで形成したこと
を特徴とするものである。
型で高精度な半導体加速度センサを提供すること。 【構成】 シリコンウェハ１０を微細加工してカンチレ
バー１７を形成してなる半導体加速度センサにおいて、
前記カンチレバー１７の少なくとも一面にタングステン
膜１４を形成したことを特徴とするものであり、また、
前記タングステン膜１４を選択性ＣＶＤで形成したこと
を特徴とするものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体加速度センサに
関するものである。
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体加速度センサにおいては、
シリコンウェハに半導体微細加工技術を用い、厚みの薄
い領域を形成し、この部分が加速度により撓む、いわゆ
るカンチレバーを構成し、このカンチレバーが撓むこと
によりレバーの根元に設けたピエゾ抵抗体の抵抗値の変
化量により加速度を検出している。この加速度によって
撓むカンチレバー部の作製方法を図３を参照して説明す
る。
シリコンウェハに半導体微細加工技術を用い、厚みの薄
い領域を形成し、この部分が加速度により撓む、いわゆ
るカンチレバーを構成し、このカンチレバーが撓むこと
によりレバーの根元に設けたピエゾ抵抗体の抵抗値の変
化量により加速度を検出している。この加速度によって
撓むカンチレバー部の作製方法を図３を参照して説明す
る。
【０００３】（ａ）シリコンウェハ（ｎ形１００）２０
にイオン注入によりピエゾ抵抗体２１を形成する。その
後、配線用金属膜２２を形成する。
にイオン注入によりピエゾ抵抗体２１を形成する。その
後、配線用金属膜２２を形成する。
【０００４】（ｂ）ウェハ２０の表面および裏面にそれ
ぞれ酸化シリコン膜２３および窒化シリコン膜２４をプ
ラズマＣＶＤ等によって形成する。
ぞれ酸化シリコン膜２３および窒化シリコン膜２４をプ
ラズマＣＶＤ等によって形成する。
【０００５】（ｃ）ウェハ２０の裏面にフォトリソグラ
フィを行い所定のパターンを形成した後、酸化シリコン
膜２３および窒化シリコン膜２４のエッチングを行う。
フィを行い所定のパターンを形成した後、酸化シリコン
膜２３および窒化シリコン膜２４のエッチングを行う。
【０００６】（ｄ）裏面のパターンニングされた窒化シ
リコン膜２４および酸化シリコン膜２３をマスクとし
て、水酸化カリウム（ＫＯＨ）液等による異方性エッチ
ングを行い、シリコンウェハ２０に彫り込み部２５を形
成し、シリコンウエイト２６を形成する。この時のエッ
チング条件は、エッチング液に水酸化カリウム４０ｗｔ
％溶液、８０℃を用い、３００μｍの彫り込みを行っ
た。この時に要したエッチング時間は３３０分である。
リコン膜２４および酸化シリコン膜２３をマスクとし
て、水酸化カリウム（ＫＯＨ）液等による異方性エッチ
ングを行い、シリコンウェハ２０に彫り込み部２５を形
成し、シリコンウエイト２６を形成する。この時のエッ
チング条件は、エッチング液に水酸化カリウム４０ｗｔ
％溶液、８０℃を用い、３００μｍの彫り込みを行っ
た。この時に要したエッチング時間は３３０分である。
【０００７】（ｅ）カンチレバー部切り離しのため、ウ
ェハ表面の酸化シリコン膜２３および窒化シリコン膜２
４をエッチングにより除去し、この部分よりシリコンの
エッチングを開始し、カンチレバー部の切り離しを行い
加速度センサの加速度検出部を得る。
ェハ表面の酸化シリコン膜２３および窒化シリコン膜２
４をエッチングにより除去し、この部分よりシリコンの
エッチングを開始し、カンチレバー部の切り離しを行い
加速度センサの加速度検出部を得る。
【０００８】一方、シリコンウエイトの代わりに金属を
用いることも種々提案されている。カンチレバーをシリ
コンで作製した後、金属からなるウエイトを接合する例
もあるが、非常に薄く壊れやすいカンチレバーに後から
接合することは現実には無理である。
用いることも種々提案されている。カンチレバーをシリ
コンで作製した後、金属からなるウエイトを接合する例
もあるが、非常に薄く壊れやすいカンチレバーに後から
接合することは現実には無理である。
【０００９】また、シリコン上に金属膜を形成し、その
後、フォトリソグラフィにより金属膜のパターンニング
を行った後、エッチングし、所望のウエイト形状を得る
ことも提案されているが、少なくとも１０μｍ以上の厚
みの金属膜を正確にパターンニングおよびエッチングす
ることは、かなり困難である。
後、フォトリソグラフィにより金属膜のパターンニング
を行った後、エッチングし、所望のウエイト形状を得る
ことも提案されているが、少なくとも１０μｍ以上の厚
みの金属膜を正確にパターンニングおよびエッチングす
ることは、かなり困難である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来の方法によ
るカンチレバー部の作製には、密度の小さいシリコンを
ウエイトとして利用しているため、ある程度の体積が必
要であった。それ故、シリコンウェハの厚みと同程度の
彫り込み深さを必要とし、エッチング深さ、エッチング
時間の管理を非常に精度良く行う必要があった。
るカンチレバー部の作製には、密度の小さいシリコンを
ウエイトとして利用しているため、ある程度の体積が必
要であった。それ故、シリコンウェハの厚みと同程度の
彫り込み深さを必要とし、エッチング深さ、エッチング
時間の管理を非常に精度良く行う必要があった。
【００１１】また、金属膜をウエイトとして利用する場
合、１０μｍ以上の厚みの金属膜を正確にエッチングす
ることは困難である。
合、１０μｍ以上の厚みの金属膜を正確にエッチングす
ることは困難である。
【００１２】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、その目的とするところは、カンチレバー部の作製が
容易で、しかも、小型で高精度な半導体加速度センサを
提供することにある。
で、その目的とするところは、カンチレバー部の作製が
容易で、しかも、小型で高精度な半導体加速度センサを
提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、シリコンウェハを微細加工してカンチレバー
を形成してなる半導体加速度センサにおいて、前記カン
チレバーの少なくとも一面にタングステン膜を形成した
ことを特徴とするものであり、また、前記タングステン
膜を選択性ＣＶＤで形成したことを特徴とするものであ
る。
本発明は、シリコンウェハを微細加工してカンチレバー
を形成してなる半導体加速度センサにおいて、前記カン
チレバーの少なくとも一面にタングステン膜を形成した
ことを特徴とするものであり、また、前記タングステン
膜を選択性ＣＶＤで形成したことを特徴とするものであ
る。
【００１４】
【作用】本発明によれば、密度の高いタングステンをウ
エイトとするので、従来のシリコンウエイトと比較する
と体積比で約１０分の１になり、加速度センサ本体を小
型化できる。
エイトとするので、従来のシリコンウエイトと比較する
と体積比で約１０分の１になり、加速度センサ本体を小
型化できる。
【００１５】また、請求項２記載の発明にあっては、ウ
エイトとしてのタングステンは、シリコン上にのみ成長
し、酸化シリコンの上には成長しない選択性ＣＶＤで形
成するので、所定の領域にのみタングステンを形成でき
る。従って、通常のようなフォトリソグラフィを行い、
所定のパターンニング後、エッチングを行うといったプ
ロセスが必要でなくなる。
エイトとしてのタングステンは、シリコン上にのみ成長
し、酸化シリコンの上には成長しない選択性ＣＶＤで形
成するので、所定の領域にのみタングステンを形成でき
る。従って、通常のようなフォトリソグラフィを行い、
所定のパターンニング後、エッチングを行うといったプ
ロセスが必要でなくなる。
【００１６】
【実施例】図１は本発明の一実施例を示すもので、図に
おいて、１１はシリコンウェハ１０の表面に形成された
ピエゾ抵抗体、１２は配線用金属膜、１７はシリコンウ
ェハ１０をエッチングして形成したカンチレバー部、１
４はカンチレバー部１７の上面に形成されたタングステ
ン膜で、カンチレバーのウエイトを構成する。
おいて、１１はシリコンウェハ１０の表面に形成された
ピエゾ抵抗体、１２は配線用金属膜、１７はシリコンウ
ェハ１０をエッチングして形成したカンチレバー部、１
４はカンチレバー部１７の上面に形成されたタングステ
ン膜で、カンチレバーのウエイトを構成する。
【００１７】次に、図２（ａ）〜（ｈ）を参照して上記
実施例に係るカンチレバー作製のプロセスを説明する。
実施例に係るカンチレバー作製のプロセスを説明する。
【００１８】（ａ）従来例と同様に、シリコンウェハ１
０にイオン注入等によりピエゾ抵抗体１１を形成する。
その後、配線用金属膜１２を形成する。
０にイオン注入等によりピエゾ抵抗体１１を形成する。
その後、配線用金属膜１２を形成する。
【００１９】（ｂ）ウェハ１０の表面および裏面にそれ
ぞれ酸化シリコン膜１３をプラズマＣＶＤ等により形成
する。
ぞれ酸化シリコン膜１３をプラズマＣＶＤ等により形成
する。
【００２０】（ｃ）フォトリソグラフィによりパターン
ニングを行い、その後、エッチングにより所定の領域の
酸化シリコン膜１３を除去する。
ニングを行い、その後、エッチングにより所定の領域の
酸化シリコン膜１３を除去する。
【００２１】（ｄ）選択性ＣＶＤによりタングステン膜
１４を形成する。この時、タングステン膜１４はシリコ
ン１０上には形成されるが、酸化シリコン膜１３の上に
は形成されない。所定の重量になるまでタングステン膜
１４を形成する。この時の成膜条件は、六フッ化タング
ステン（ＷＦ6 ）ガスおよびシラン（ＳｉＨ4 ）ガスを
用い、成長温度３００〜３５０℃でタングステン膜１４
を形成した。タングステンの膜厚は１０μｍであった。
１４を形成する。この時、タングステン膜１４はシリコ
ン１０上には形成されるが、酸化シリコン膜１３の上に
は形成されない。所定の重量になるまでタングステン膜
１４を形成する。この時の成膜条件は、六フッ化タング
ステン（ＷＦ6 ）ガスおよびシラン（ＳｉＨ4 ）ガスを
用い、成長温度３００〜３５０℃でタングステン膜１４
を形成した。タングステンの膜厚は１０μｍであった。
【００２２】（ｅ）ウェハ１０の裏面に窒化シリコン膜
１５をプラズマＣＶＤ等により形成する。この窒化シリ
コン膜１５は異方性エッチング時のマスクとして用い
る。当然酸化シリコン膜１３のみでも異方性エッチング
のマスクとして用いることが可能であるが、エッチング
する深さが２００μｍ以上のように非常に大きい場合、
酸化シリコンの膜厚を大きくする必要がある。これに対
し、酸化シリコンと窒化シリコンの２層構造膜では、例
えば、酸化シリコン膜１３の膜厚が0.５μｍ、窒化シリ
コン膜１５の膜厚が0.２μｍで充分彫り込み深さ４００
μｍ以上の異方性エッチングに対しマスクとして充分耐
える。
１５をプラズマＣＶＤ等により形成する。この窒化シリ
コン膜１５は異方性エッチング時のマスクとして用い
る。当然酸化シリコン膜１３のみでも異方性エッチング
のマスクとして用いることが可能であるが、エッチング
する深さが２００μｍ以上のように非常に大きい場合、
酸化シリコンの膜厚を大きくする必要がある。これに対
し、酸化シリコンと窒化シリコンの２層構造膜では、例
えば、酸化シリコン膜１３の膜厚が0.５μｍ、窒化シリ
コン膜１５の膜厚が0.２μｍで充分彫り込み深さ４００
μｍ以上の異方性エッチングに対しマスクとして充分耐
える。
【００２３】（ｆ）この裏面にフォトリソグラフィによ
りパターンニングを行った後、水酸化カリウム（ＫＯ
Ｈ）液により異方性エッチングを行い、シリコンウェハ
１０に彫り込み部１６を形成しカンチレバー部とする
（ｇ）。この時のエッチング条件は、エッチング液に水
酸化カリウム４０ｗｔ％溶液、８０℃を用い、エッチン
グ時間は３８０分であった。
りパターンニングを行った後、水酸化カリウム（ＫＯ
Ｈ）液により異方性エッチングを行い、シリコンウェハ
１０に彫り込み部１６を形成しカンチレバー部とする
（ｇ）。この時のエッチング条件は、エッチング液に水
酸化カリウム４０ｗｔ％溶液、８０℃を用い、エッチン
グ時間は３８０分であった。
【００２４】なお、カンチレバー形成のエッチングは、
ＫＯＨ液等によるウェットエッチングに限定されず、例
えばドライエッチングで行ってもよい。
ＫＯＨ液等によるウェットエッチングに限定されず、例
えばドライエッチングで行ってもよい。
【００２５】（ｈ）表面の酸化シリコン膜１３にパター
ンニングを行い、この酸化シリコン膜１３をマスクとし
てエッチングを行い、カンチレバー部１７を切り離す。
ンニングを行い、この酸化シリコン膜１３をマスクとし
てエッチングを行い、カンチレバー部１７を切り離す。
【００２６】なお、本発明は上記プロセスに限定される
ものではなく、例えばカンチレバー部１７を形成した
後、選択性タングステンＣＶＤによりウエイトを成膜し
てもよい。この時、タングステンをカンチレバーの表面
および裏面に成膜すれば、その膜厚は表面にのみ成膜す
るときのタングステン膜厚の半分ですみ、成膜時間の短
縮が図れる。
ものではなく、例えばカンチレバー部１７を形成した
後、選択性タングステンＣＶＤによりウエイトを成膜し
てもよい。この時、タングステンをカンチレバーの表面
および裏面に成膜すれば、その膜厚は表面にのみ成膜す
るときのタングステン膜厚の半分ですみ、成膜時間の短
縮が図れる。
【００２７】
【発明の効果】本発明は上記のように、密度の高いタン
グステンをカンチレバーのウエイトとするので、従来の
シリコンウエイトと比較して小型化が図れる。
グステンをカンチレバーのウエイトとするので、従来の
シリコンウエイトと比較して小型化が図れる。
【００２８】また、請求項２記載の発明にあっては、ウ
エイトとしてのタングステンは、シリコン上にのみ成長
し、酸化シリコンの上には成長しない選択性ＣＶＤで形
成するので、所定の領域にのみタングステンを形成でき
る。従って、フォトリソグラフィを行い、所定のパター
ンニング後、エッチングを行うといった従来のプロセス
を必要とせず、加工が容易で高精度な半導体加速度セン
サを提供できる。
エイトとしてのタングステンは、シリコン上にのみ成長
し、酸化シリコンの上には成長しない選択性ＣＶＤで形
成するので、所定の領域にのみタングステンを形成でき
る。従って、フォトリソグラフィを行い、所定のパター
ンニング後、エッチングを行うといった従来のプロセス
を必要とせず、加工が容易で高精度な半導体加速度セン
サを提供できる。
【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。
【図２】本発明に係るカンチレバー部作製のプロセス図
である。
である。
【図３】従来例に係るカンチレバー部作製のプロセス図
である。
である。
１０ シリコンウェハ １１ ピエゾ抵抗体 １２ 配線用金属膜 １３ 酸化シリコン膜 １４ タングステン膜 １５ 窒化シリコン膜 １６ 彫り込み部 １７ カンチレバー部
Claims (2)
- 【請求項１】 シリコンウェハを微細加工してカンチレ
バーを形成してなる半導体加速度センサにおいて、前記
カンチレバーの少なくとも一面にタングステン膜を形成
したことを特徴とする半導体加速度センサ。 - 【請求項２】 前記タングステン膜を選択性ＣＶＤで形
成したことを特徴とする請求項１記載の半導体加速度セ
ンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4838093A JPH06258338A (ja) | 1993-03-09 | 1993-03-09 | 半導体加速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4838093A JPH06258338A (ja) | 1993-03-09 | 1993-03-09 | 半導体加速度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06258338A true JPH06258338A (ja) | 1994-09-16 |
Family
ID=12801715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4838093A Pending JPH06258338A (ja) | 1993-03-09 | 1993-03-09 | 半導体加速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06258338A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006525132A (ja) * | 2003-04-29 | 2006-11-09 | フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド | Ｍｅｍｓ構造体に質量を付加する方法 |
| CN101968495A (zh) * | 2010-07-27 | 2011-02-09 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 在单硅片上单面微加工制作的悬臂梁加速度传感器及方法 |
| CN120522414A (zh) * | 2025-05-19 | 2025-08-22 | 华中科技大学 | 基于双石墨烯带单端悬臂结构的加速度传感器及其制备方法 |
-
1993
- 1993-03-09 JP JP4838093A patent/JPH06258338A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006525132A (ja) * | 2003-04-29 | 2006-11-09 | フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド | Ｍｅｍｓ構造体に質量を付加する方法 |
| CN101968495A (zh) * | 2010-07-27 | 2011-02-09 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 在单硅片上单面微加工制作的悬臂梁加速度传感器及方法 |
| CN101968495B (zh) | 2010-07-27 | 2013-03-06 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 在单硅片上单面微加工制作的悬臂梁加速度传感器及方法 |
| CN120522414A (zh) * | 2025-05-19 | 2025-08-22 | 华中科技大学 | 基于双石墨烯带单端悬臂结构的加速度传感器及其制备方法 |
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