JPH06283726A - 半導体加速度センサの製造方法 - Google Patents
半導体加速度センサの製造方法Info
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- JPH06283726A JPH06283726A JP7195993A JP7195993A JPH06283726A JP H06283726 A JPH06283726 A JP H06283726A JP 7195993 A JP7195993 A JP 7195993A JP 7195993 A JP7195993 A JP 7195993A JP H06283726 A JPH06283726 A JP H06283726A
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Landscapes
- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 微小な領域に高精度なカンチレバーを再現性
良く、容易に、短時間で作製できる半導体加速度センサ
の製造方法を提供すること。 【構成】 （ａ）シリコンウェハ１０の所定の場所にピ
エゾ抵抗体１１、配線用金属膜１２を形成し、（ｂ）酸
化シリコン膜１３および窒化シリコン膜１４を形成し、
（ｃ）カンチレバーを形成する部分の酸化シリコン膜１
３および窒化シリコン膜１４をエッチングにより除去
し、（ｄ）酸化シリコン膜１３および窒化シリコン膜１
４を除去した領域に、集束イオンビーム装置によりＧａ
イオンを照射してＧａイオン照射層１５を形成し、
（ｅ）Ｇａイオン照射層１５の所定の領域にタングステ
ン膜１６を形成してカンチレバー部のウエイトとし、
（ｆ）水酸化カリウム溶液に上記ウェハを浸し異方性エ
ッチングを行い彫り込み部１７を形成する。
良く、容易に、短時間で作製できる半導体加速度センサ
の製造方法を提供すること。 【構成】 （ａ）シリコンウェハ１０の所定の場所にピ
エゾ抵抗体１１、配線用金属膜１２を形成し、（ｂ）酸
化シリコン膜１３および窒化シリコン膜１４を形成し、
（ｃ）カンチレバーを形成する部分の酸化シリコン膜１
３および窒化シリコン膜１４をエッチングにより除去
し、（ｄ）酸化シリコン膜１３および窒化シリコン膜１
４を除去した領域に、集束イオンビーム装置によりＧａ
イオンを照射してＧａイオン照射層１５を形成し、
（ｅ）Ｇａイオン照射層１５の所定の領域にタングステ
ン膜１６を形成してカンチレバー部のウエイトとし、
（ｆ）水酸化カリウム溶液に上記ウェハを浸し異方性エ
ッチングを行い彫り込み部１７を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体加速度センサの
製造方法に関するものである。
製造方法に関するものである。
【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２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２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】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の方
法によるカンチレバー部の作製には、ウェハ裏面から彫
り込みエッチングを行う必要があった。このため、所定
の場所に精度良くカンチレバー部を形成するためには、
シリコンウェハ２０の厚みと同程度の彫り込み深さが必
要となり、エッチング時間が非常に長くかかるという欠
点があった。
法によるカンチレバー部の作製には、ウェハ裏面から彫
り込みエッチングを行う必要があった。このため、所定
の場所に精度良くカンチレバー部を形成するためには、
シリコンウェハ２０の厚みと同程度の彫り込み深さが必
要となり、エッチング時間が非常に長くかかるという欠
点があった。
【０００９】さらに、非常に小さい、例えば１００μｍ
角以下の面積のカンチレバーを形成しようとすれば、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
行う必要があるとともに、ウェハ裏面のエッチング開始
位置が非常に重要になり、高い精度でもってエッチング
マスクを形成する必要があった。また、異方性エッチン
グを行うためのエッチングマスクとして酸化シリコン膜
や窒化シリコン膜等を形成し、その後、フォトリソグラ
フィによるパターンニングおよびエッチングによるマス
ク作製の必要があった。
角以下の面積のカンチレバーを形成しようとすれば、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
行う必要があるとともに、ウェハ裏面のエッチング開始
位置が非常に重要になり、高い精度でもってエッチング
マスクを形成する必要があった。また、異方性エッチン
グを行うためのエッチングマスクとして酸化シリコン膜
や窒化シリコン膜等を形成し、その後、フォトリソグラ
フィによるパターンニングおよびエッチングによるマス
ク作製の必要があった。
【００１０】このように従来技術においては、ウェハ裏
面からのエッチングが必要であり、精度良く所定の場所
に微小なカンチレバーを形成することは困難である。そ
のため超小型の加速度センサの製造が難しいという問題
があった。また、ウェットエッチング用のマスク作製の
ためのフォトリソグラフィおよびエッチング工程が複雑
であった。
面からのエッチングが必要であり、精度良く所定の場所
に微小なカンチレバーを形成することは困難である。そ
のため超小型の加速度センサの製造が難しいという問題
があった。また、ウェットエッチング用のマスク作製の
ためのフォトリソグラフィおよびエッチング工程が複雑
であった。
【００１１】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、微小な領域に高精度なカ
ンチレバーを再現性良く、容易に、短時間で作製できる
半導体加速度センサの製造方法を提供することにある。
で、その目的とするところは、微小な領域に高精度なカ
ンチレバーを再現性良く、容易に、短時間で作製できる
半導体加速度センサの製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明に係る半導体加速度センサの製造方法は、下記工
程を含んでなることを特徴とするものである。 （ａ）シリコンウェハの所定の場所にピエゾ抵抗体を形
成し、配線のための金属膜を形成する工程 （ｂ）酸化シリコン膜および窒化シリコン膜を形成する
工程 （ｃ）カンチレバーを形成する部分の酸化シリコン膜お
よび窒化シリコン膜をエッチングにより除去する工程 （ｄ）酸化シリコン膜および窒化シリコン膜を除去した
領域に、集束イオンビーム装置によりＧａイオンを照射
し、Ｇａイオン照射層を形成する工程 （ｅ）前記Ｇａイオン照射層の所定の領域に金属膜を形
成し、その部分をカンチレバー部のウエイトとする工程 （ｆ）水酸化カリウム溶液に前記ウェハを浸し異方性エ
ッチングを行い彫り込み部を形成する工程
本発明に係る半導体加速度センサの製造方法は、下記工
程を含んでなることを特徴とするものである。 （ａ）シリコンウェハの所定の場所にピエゾ抵抗体を形
成し、配線のための金属膜を形成する工程 （ｂ）酸化シリコン膜および窒化シリコン膜を形成する
工程 （ｃ）カンチレバーを形成する部分の酸化シリコン膜お
よび窒化シリコン膜をエッチングにより除去する工程 （ｄ）酸化シリコン膜および窒化シリコン膜を除去した
領域に、集束イオンビーム装置によりＧａイオンを照射
し、Ｇａイオン照射層を形成する工程 （ｅ）前記Ｇａイオン照射層の所定の領域に金属膜を形
成し、その部分をカンチレバー部のウエイトとする工程 （ｆ）水酸化カリウム溶液に前記ウェハを浸し異方性エ
ッチングを行い彫り込み部を形成する工程
【００１３】
【作用】本発明では、Ｇａイオン照射を行って形成した
不純物層が水酸化カリウム溶液に対してほとんどエッチ
ングされないことを利用している。つまり、集束イオン
ビーム装置によりＧａイオンを照射し、Ｇａイオン照射
層を形成した部分は、水酸化カリウム溶液によりエッチ
ングしたとき、ほとんどエッチングされず、彫り込み部
が形成され、Ｇａイオン照射層がカンチレバー部を形成
する。
不純物層が水酸化カリウム溶液に対してほとんどエッチ
ングされないことを利用している。つまり、集束イオン
ビーム装置によりＧａイオンを照射し、Ｇａイオン照射
層を形成した部分は、水酸化カリウム溶液によりエッチ
ングしたとき、ほとんどエッチングされず、彫り込み部
が形成され、Ｇａイオン照射層がカンチレバー部を形成
する。
【００１４】
【実施例】図１は本発明の一実施例を示すプロセス図で
ある。以下、図１（ａ）〜（ｆ）に従って説明する。 （ａ）シリコンウェハ（ｎ形１００）１０の所定の場所
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、配線のための金属膜１２を形成する。 （ｂ）酸化シリコン膜１３および窒化シリコン膜１４を
プラズマＣＶＤ等により形成する。 （ｃ）カンチレバーを形成する部分の酸化シリコン膜１
３および窒化シリコン膜１４をエッチングにより除去す
る。 （ｄ）酸化シリコン膜１３および窒化シリコン膜１４を
除去した領域に、集束イオンビーム装置によりＧａイオ
ンを照射し、Ｇａイオン照射層１５を形成した。この時
の照射条件は、加速電圧３０ＫｅＶ、Ｇａイオンビーム
電流１０ｐＡ、ドーズ量１×１０16／cm2 であった。ま
た、照射面積は２０μｍ角であった。 （ｅ）Ｇａイオン照射層１５の所定の領域にタングステ
ン膜１６をスパッタにより膜厚0.１μｍ形成した。その
後、不要なタングステン膜をフォトリソグラフィおよび
エッチングによって除去した。このタングステン膜１６
はカンチレバー部のウエイトとなる。なお、上記タング
ステン膜１６に代えて、密度の大きい他の金属膜を形成
してもよい。 （ｆ）水酸化カリウム（ＫＯＨ）溶液に上記ウェハを浸
し異方性エッチングを行い彫り込み部１７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、温度８０℃で、６分間エッチング
を行った。このとき形成されたカンチレバー１８の厚み
は0.02μｍであった。なお、エッチング時は、ウェハ１
０の裏面（図示せず）がエッチング液に浸されないよう
にした治具を用いた。また、裏面にも酸化シリコン膜お
よび窒化シリコン膜を形成してエッチング時の保護膜と
してもよい。
ある。以下、図１（ａ）〜（ｆ）に従って説明する。 （ａ）シリコンウェハ（ｎ形１００）１０の所定の場所
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、配線のための金属膜１２を形成する。 （ｂ）酸化シリコン膜１３および窒化シリコン膜１４を
プラズマＣＶＤ等により形成する。 （ｃ）カンチレバーを形成する部分の酸化シリコン膜１
３および窒化シリコン膜１４をエッチングにより除去す
る。 （ｄ）酸化シリコン膜１３および窒化シリコン膜１４を
除去した領域に、集束イオンビーム装置によりＧａイオ
ンを照射し、Ｇａイオン照射層１５を形成した。この時
の照射条件は、加速電圧３０ＫｅＶ、Ｇａイオンビーム
電流１０ｐＡ、ドーズ量１×１０16／cm2 であった。ま
た、照射面積は２０μｍ角であった。 （ｅ）Ｇａイオン照射層１５の所定の領域にタングステ
ン膜１６をスパッタにより膜厚0.１μｍ形成した。その
後、不要なタングステン膜をフォトリソグラフィおよび
エッチングによって除去した。このタングステン膜１６
はカンチレバー部のウエイトとなる。なお、上記タング
ステン膜１６に代えて、密度の大きい他の金属膜を形成
してもよい。 （ｆ）水酸化カリウム（ＫＯＨ）溶液に上記ウェハを浸
し異方性エッチングを行い彫り込み部１７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、温度８０℃で、６分間エッチング
を行った。このとき形成されたカンチレバー１８の厚み
は0.02μｍであった。なお、エッチング時は、ウェハ１
０の裏面（図示せず）がエッチング液に浸されないよう
にした治具を用いた。また、裏面にも酸化シリコン膜お
よび窒化シリコン膜を形成してエッチング時の保護膜と
してもよい。
【００１５】なお、上記工程（ｆ）は、集束イオンビー
ム装置によりＧａイオンをシリコンに照射した後、水酸
化カリウム溶液によりエッチングを行うと、Ｇａイオン
が照射された領域のエッチングレートが非常に小さくな
る〔ステックルほかによって発見された。ジャーナル・
オブ・アプライド・フィジックス（A.J.Steckl, H.C.Mo
gul and S.Mogren : Appl. Phys. Lett. Vol.60(15),P.
1833-1835(1992) ）参照〕ことを利用している。
ム装置によりＧａイオンをシリコンに照射した後、水酸
化カリウム溶液によりエッチングを行うと、Ｇａイオン
が照射された領域のエッチングレートが非常に小さくな
る〔ステックルほかによって発見された。ジャーナル・
オブ・アプライド・フィジックス（A.J.Steckl, H.C.Mo
gul and S.Mogren : Appl. Phys. Lett. Vol.60(15),P.
1833-1835(1992) ）参照〕ことを利用している。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、集束イオンビームによ
ってイオン照射した面からウェットエッチングを行うこ
とができるので、従来技術のようなシリコンウェハの厚
みと同程度の深さのエッチングが不要となり、エッチン
グ時間を大幅に短縮できる。また、集束イオンビームの
超微細加工性を活かし、超微小面積へのイオン注入が可
能なため、超小型のカンチレバーを容易に形成できる。
さらに、従来技術においてエッチング保護膜となる酸化
シリコン膜等の形成が不要となり、プロセス全体が簡素
化できる。
ってイオン照射した面からウェットエッチングを行うこ
とができるので、従来技術のようなシリコンウェハの厚
みと同程度の深さのエッチングが不要となり、エッチン
グ時間を大幅に短縮できる。また、集束イオンビームの
超微細加工性を活かし、超微小面積へのイオン注入が可
能なため、超小型のカンチレバーを容易に形成できる。
さらに、従来技術においてエッチング保護膜となる酸化
シリコン膜等の形成が不要となり、プロセス全体が簡素
化できる。
【図１】本発明の一実施例を示すプロセス図である。
【図２】従来例を示すプロセス図である。
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 窒化シリコン膜 １５ Ｇａイオン照射層 １６ 金属膜（タングステン膜） １７ 彫り込み部 １８ カンチレバー
Claims (1)
- 【請求項１】 下記工程を含んでなる半導体加速度セン
サの製造方法。 （ａ）シリコンウェハの所定の場所にピエゾ抵抗体を形
成し、配線のための金属膜を形成する工程 （ｂ）酸化シリコン膜および窒化シリコン膜を形成する
工程 （ｃ）カンチレバーを形成する部分の酸化シリコン膜お
よび窒化シリコン膜をエッチングにより除去する工程 （ｄ）酸化シリコン膜および窒化シリコン膜を除去した
領域に、集束イオンビーム装置によりＧａイオンを照射
し、Ｇａイオン照射層を形成する工程 （ｅ）前記Ｇａイオン照射層の所定の領域に金属膜を形
成し、その部分をカンチレバー部のウエイトとする工程 （ｆ）水酸化カリウム溶液に前記ウェハを浸し異方性エ
ッチングを行い彫り込み部を形成する工程
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7195993A JPH06283726A (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP7195993A JPH06283726A (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | 半導体加速度センサの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06283726A true JPH06283726A (ja) | 1994-10-07 |
Family
ID=13475529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7195993A Pending JPH06283726A (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | 半導体加速度センサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06283726A (ja) |
-
1993
- 1993-03-30 JP JP7195993A patent/JPH06283726A/ja active Pending
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