JPH06302834A - 薄膜構造の製造方法 - Google Patents
薄膜構造の製造方法Info
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- JPH06302834A JPH06302834A JP10756493A JP10756493A JPH06302834A JP H06302834 A JPH06302834 A JP H06302834A JP 10756493 A JP10756493 A JP 10756493A JP 10756493 A JP10756493 A JP 10756493A JP H06302834 A JPH06302834 A JP H06302834A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 シリコンＩＣ製造プロセスとの整合性が良好
で、しかもホトリソグラフィ技術上の問題を生じる段差
をなくして基板と可動部との間隔を大きくできるよう
に、薄膜構造の製造方法を改善する。 【構成】 シリコン基板１１の表面にシリコン酸化膜１
２を設け、このシリコン酸化膜１２を部分的に除去して
凹部１３を設けることによりシリコン基板１１を露出さ
せる。この凹部１３内にゲルマニウム層１４を選択的に
成長させて表面を平坦とし、さらにその平坦な表面上に
第２のシリコン酸化膜１５を形成する。このシリコン酸
化膜１５にゲルマニウム層１４に到達するようなエッチ
穴１６を設け、Ｈ2Ｏ2液を用いてこの穴１６からゲルマ
ニウム層１４のみを選択的にエッチングする。これによ
って空洞部１７を設け、シリコン酸化膜１５のダイアフ
ラム１８となる部分を、シリコン基板１１から分離させ
る。
で、しかもホトリソグラフィ技術上の問題を生じる段差
をなくして基板と可動部との間隔を大きくできるよう
に、薄膜構造の製造方法を改善する。 【構成】 シリコン基板１１の表面にシリコン酸化膜１
２を設け、このシリコン酸化膜１２を部分的に除去して
凹部１３を設けることによりシリコン基板１１を露出さ
せる。この凹部１３内にゲルマニウム層１４を選択的に
成長させて表面を平坦とし、さらにその平坦な表面上に
第２のシリコン酸化膜１５を形成する。このシリコン酸
化膜１５にゲルマニウム層１４に到達するようなエッチ
穴１６を設け、Ｈ2Ｏ2液を用いてこの穴１６からゲルマ
ニウム層１４のみを選択的にエッチングする。これによ
って空洞部１７を設け、シリコン酸化膜１５のダイアフ
ラム１８となる部分を、シリコン基板１１から分離させ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、微小機械やセンサの
製造を可能にするサーフェスマイクロマシーニングの分
野に関し、とくに半導体圧力センサなどにおいて基板か
ら部分的にあるいは全体的に分離した薄膜の可動部（ダ
イアフラム、ブリッジ等）を形成する方法に関する。
製造を可能にするサーフェスマイクロマシーニングの分
野に関し、とくに半導体圧力センサなどにおいて基板か
ら部分的にあるいは全体的に分離した薄膜の可動部（ダ
イアフラム、ブリッジ等）を形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえば、半導体圧力センサでは圧力に
感応して変形するダイアフラムを設け、この上に歪みゲ
ージを形成する必要がある。このようなダイアフラム
や、あるいは他のブリッジ構造等の、基板から部分的に
あるいは全体的に分離した薄膜の可動部を製造する方法
として、従来より、犠牲層エッチング法が知られてい
る。この犠牲層エッチング法というのは、基板の上にあ
らかじめ薄膜層を形成しておいて、その上に、ダイアフ
ラム等となる薄膜層を形成した後、その最初の薄膜層の
みをエッチングによって除去することにより第２の薄膜
層を基板から分離させる、というものである。すなわ
ち、基板の上に形成した２種類の薄膜層のエッチングレ
ートの相違を利用している。第１の薄膜層は最終的に除
去・消滅させられるため、犠牲層と呼ばれ、代表的に
は、多結晶シリコンやＰＳＧ（Ｐ系シリカガラス）など
が知られている。
感応して変形するダイアフラムを設け、この上に歪みゲ
ージを形成する必要がある。このようなダイアフラム
や、あるいは他のブリッジ構造等の、基板から部分的に
あるいは全体的に分離した薄膜の可動部を製造する方法
として、従来より、犠牲層エッチング法が知られてい
る。この犠牲層エッチング法というのは、基板の上にあ
らかじめ薄膜層を形成しておいて、その上に、ダイアフ
ラム等となる薄膜層を形成した後、その最初の薄膜層の
みをエッチングによって除去することにより第２の薄膜
層を基板から分離させる、というものである。すなわ
ち、基板の上に形成した２種類の薄膜層のエッチングレ
ートの相違を利用している。第１の薄膜層は最終的に除
去・消滅させられるため、犠牲層と呼ばれ、代表的に
は、多結晶シリコンやＰＳＧ（Ｐ系シリカガラス）など
が知られている。
【０００３】ダイアフラムを形成する場合を例として説
明すると、まず、図３のＡに示すように、ウェハ（シリ
コン基板）３１の上に犠牲層３２を形成し、その上に図
３のＢに示すように薄膜層３３を形成した後エッチ穴３
４を設ける。この薄膜層３３は後に構造材（ダイアフラ
ム）となるものである。このエッチ穴３４から、犠牲層
３２と薄膜層３３とのエッチングレートの相違を利用し
て、エッチングを行なうことにより、犠牲層３２のみを
エッチングする。こうして、犠牲層３２が除去されるの
で、図３のＣに示すように、犠牲層３２があった部分が
空洞部３５となり、その上の薄膜層３３が基板３１から
分離したダイアフラムとなる。
明すると、まず、図３のＡに示すように、ウェハ（シリ
コン基板）３１の上に犠牲層３２を形成し、その上に図
３のＢに示すように薄膜層３３を形成した後エッチ穴３
４を設ける。この薄膜層３３は後に構造材（ダイアフラ
ム）となるものである。このエッチ穴３４から、犠牲層
３２と薄膜層３３とのエッチングレートの相違を利用し
て、エッチングを行なうことにより、犠牲層３２のみを
エッチングする。こうして、犠牲層３２が除去されるの
で、図３のＣに示すように、犠牲層３２があった部分が
空洞部３５となり、その上の薄膜層３３が基板３１から
分離したダイアフラムとなる。
【０００４】この犠牲層エッチング法では、第１に、犠
牲層と構造材となる薄膜層との間のエッチングレート比
がきわめて大きいこと、第２に、犠牲層をエッチングす
るエッチング液がプロセス全体に悪影響を与えないこ
と、つまりプロセス（多くの場合シリコンＩＣプロセ
ス）との整合性が良好であること、などが要求される。
牲層と構造材となる薄膜層との間のエッチングレート比
がきわめて大きいこと、第２に、犠牲層をエッチングす
るエッチング液がプロセス全体に悪影響を与えないこ
と、つまりプロセス（多くの場合シリコンＩＣプロセ
ス）との整合性が良好であること、などが要求される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
犠牲層エッチング法ではつぎのような問題がある。すな
わち、犠牲層として多結晶シリコンを用いる場合には、
一般的には、構造材となる薄膜層を形成する材料として
シリコン窒化膜を用い、エッチング液としてＫＯＨエッ
チング液を用いるが、ＫＯＨは汚染の問題があるのでＩ
Ｃプロセスとの整合性はよくない。また、シリコン基板
がエッチングされないように、シリコン基板の表面にシ
リコン窒化膜３０を形成しておく必要があり、プロセス
が煩雑となる点も問題である。
犠牲層エッチング法ではつぎのような問題がある。すな
わち、犠牲層として多結晶シリコンを用いる場合には、
一般的には、構造材となる薄膜層を形成する材料として
シリコン窒化膜を用い、エッチング液としてＫＯＨエッ
チング液を用いるが、ＫＯＨは汚染の問題があるのでＩ
Ｃプロセスとの整合性はよくない。また、シリコン基板
がエッチングされないように、シリコン基板の表面にシ
リコン窒化膜３０を形成しておく必要があり、プロセス
が煩雑となる点も問題である。
【０００６】さらに、犠牲層としてＰＳＧを用いる場
合、構造材となる薄膜層の材料として多結晶シリコンを
用い、エッチング液としてＨＦエッチング液を用いるの
が一般的である。この場合、エッチング速度が遅い点が
根本的に問題であるとともに、ＨＦにより、シリコン酸
化膜やシリコン窒化膜などの絶縁膜がエッチングされる
という問題などがある。
合、構造材となる薄膜層の材料として多結晶シリコンを
用い、エッチング液としてＨＦエッチング液を用いるの
が一般的である。この場合、エッチング速度が遅い点が
根本的に問題であるとともに、ＨＦにより、シリコン酸
化膜やシリコン窒化膜などの絶縁膜がエッチングされる
という問題などがある。
【０００７】また、従来では、犠牲層を基板の表面上に
堆積し、その上に構造材となる薄膜層を形成して加工す
るため、犠牲層を厚くすると段差が大きくなり、ホトリ
ソグラフィ技術を使用することができなくなってしまう
等の問題がある。すなわち、基板から分離した薄膜の可
動部と、基板との間の間隔をあまり大きくすることがで
きない。
堆積し、その上に構造材となる薄膜層を形成して加工す
るため、犠牲層を厚くすると段差が大きくなり、ホトリ
ソグラフィ技術を使用することができなくなってしまう
等の問題がある。すなわち、基板から分離した薄膜の可
動部と、基板との間の間隔をあまり大きくすることがで
きない。
【０００８】この発明は、上記に鑑み、シリコンＩＣ製
造プロセスとの整合性が良好で、しかもホトリソグラフ
ィ技術上の問題を生じる段差をなくして基板と可動部と
の間隔を大きくできるように改善した、薄膜構造の製造
方法を提供することを目的とする。
造プロセスとの整合性が良好で、しかもホトリソグラフ
ィ技術上の問題を生じる段差をなくして基板と可動部と
の間隔を大きくできるように改善した、薄膜構造の製造
方法を提供することを目的とする。
【０００９】さらに、この発明は、上記の薄膜構造の製
造方法を応用することにより、設計の自由度が大きく、
しかもプロセスが簡単で製造歩留りを向上させ、コスト
削減を図ることができる、半導体圧力センサを製造する
方法をも目的とする。
造方法を応用することにより、設計の自由度が大きく、
しかもプロセスが簡単で製造歩留りを向上させ、コスト
削減を図ることができる、半導体圧力センサを製造する
方法をも目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明による薄膜構造の製造方法においては、表
面のシリコン反応物膜を部分的に除去することによりシ
リコン基板の該表面に凹部を設けてシリコン基板を露出
させ、該凹部内にのみゲルマニウムを選択的に堆積する
ことにより該凹部を埋め尽くして表面を平坦にし、該表
面上に構造材となる薄膜層を形成し、Ｈ2Ｏ2を用いて上
記ゲルマニウム層のみを選択的にエッチングして除去す
ることにより上記薄膜層を基板から分離させることが特
徴となっている。
め、この発明による薄膜構造の製造方法においては、表
面のシリコン反応物膜を部分的に除去することによりシ
リコン基板の該表面に凹部を設けてシリコン基板を露出
させ、該凹部内にのみゲルマニウムを選択的に堆積する
ことにより該凹部を埋め尽くして表面を平坦にし、該表
面上に構造材となる薄膜層を形成し、Ｈ2Ｏ2を用いて上
記ゲルマニウム層のみを選択的にエッチングして除去す
ることにより上記薄膜層を基板から分離させることが特
徴となっている。
【００１１】また、この発明による半導体圧力センサの
製造方法では、表面のシリコン反応物膜を部分的に除去
することによりシリコン基板の該表面に凹部を設けてシ
リコン基板を露出させ、該凹部内にのみゲルマニウムを
選択的に堆積することにより該凹部を埋め尽くして表面
を平坦にし、該表面上にダイアフラムとなる薄膜層を形
成し、該薄膜層上に歪みゲージを形成し、Ｈ2Ｏ2を用い
て上記ゲルマニウム層のみを選択的にエッチングして除
去することにより上記薄膜層を基板から分離させてダイ
アフラムとすることが特徴となっている。
製造方法では、表面のシリコン反応物膜を部分的に除去
することによりシリコン基板の該表面に凹部を設けてシ
リコン基板を露出させ、該凹部内にのみゲルマニウムを
選択的に堆積することにより該凹部を埋め尽くして表面
を平坦にし、該表面上にダイアフラムとなる薄膜層を形
成し、該薄膜層上に歪みゲージを形成し、Ｈ2Ｏ2を用い
て上記ゲルマニウム層のみを選択的にエッチングして除
去することにより上記薄膜層を基板から分離させてダイ
アフラムとすることが特徴となっている。
【００１２】
【作用】ゲルマニウムは、シリコン基板の表面露出部に
のみ堆積し、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜などの表
面を覆うシリコン化合物膜上には堆積しない性質を持
つ。そこで、表面の膜を除いた部分に凹部を設ければ、
上記の性質を利用してその凹部内にのみゲルマニウムを
選択的に堆積することにより該凹部を埋め尽くして表面
を平坦にすることができる。この平坦な表面上に構造材
となる薄膜層を形成し、後にＨ2Ｏ2を用いてゲルマニウ
ム層のみを選択的にエッチングして除去すれば、上記薄
膜層を基板から分離させて、ダイアフラムやブリッジと
することができる。この場合ゲルマニウムの堆積によっ
て表面が平坦になるので、段差を原因とするホトリソグ
ラフィ技術上の問題は解決され、基板とダイアフラム等
との間隔を大きくすることが可能となる。ゲルマニウム
とＨ2Ｏ2との組み合わせは、シリコンＩＣ製造プロセス
と完全に整合性がとれ、今までのシリコンＩＣ製造プロ
セスをそのまま使用することができる。また、エッチン
グ液としてＨ2Ｏ2を用いており、このＨ2Ｏ2はほとんど
の物質をエッチングすることがなく、しかも安価で安全
であるから、構造材となる薄膜層の材料として種々のも
のを使用することができ、設計の自由度が高まる。
のみ堆積し、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜などの表
面を覆うシリコン化合物膜上には堆積しない性質を持
つ。そこで、表面の膜を除いた部分に凹部を設ければ、
上記の性質を利用してその凹部内にのみゲルマニウムを
選択的に堆積することにより該凹部を埋め尽くして表面
を平坦にすることができる。この平坦な表面上に構造材
となる薄膜層を形成し、後にＨ2Ｏ2を用いてゲルマニウ
ム層のみを選択的にエッチングして除去すれば、上記薄
膜層を基板から分離させて、ダイアフラムやブリッジと
することができる。この場合ゲルマニウムの堆積によっ
て表面が平坦になるので、段差を原因とするホトリソグ
ラフィ技術上の問題は解決され、基板とダイアフラム等
との間隔を大きくすることが可能となる。ゲルマニウム
とＨ2Ｏ2との組み合わせは、シリコンＩＣ製造プロセス
と完全に整合性がとれ、今までのシリコンＩＣ製造プロ
セスをそのまま使用することができる。また、エッチン
グ液としてＨ2Ｏ2を用いており、このＨ2Ｏ2はほとんど
の物質をエッチングすることがなく、しかも安価で安全
であるから、構造材となる薄膜層の材料として種々のも
のを使用することができ、設計の自由度が高まる。
【００１３】さらに、この薄膜構造の製造方法を利用し
て半導体圧力センサを製造することにすれば、ダイアフ
ラムとなる薄膜層の材料として種々のものを使用できる
とともに、ダイアフラムと基板との間の間隔の制限もな
くなるため、任意形状で任意間隔のダイアフラムを得る
ことができ、半導体圧力センサの設計の自由度が大きく
なる。また、半導体圧力センサの製造プロセスが簡単に
なり、製造歩留りが向上してコスト削減を図ることがで
きる。
て半導体圧力センサを製造することにすれば、ダイアフ
ラムとなる薄膜層の材料として種々のものを使用できる
とともに、ダイアフラムと基板との間の間隔の制限もな
くなるため、任意形状で任意間隔のダイアフラムを得る
ことができ、半導体圧力センサの設計の自由度が大きく
なる。また、半導体圧力センサの製造プロセスが簡単に
なり、製造歩留りが向上してコスト削減を図ることがで
きる。
【００１４】
【実施例】以下、この発明の好ましい一実施例について
図面を参照しながら詳細に説明する。まず、図１のＡに
示すように、シリコン基板１１に対して熱酸化やＣＶＤ
法などの処理を施すことにより、その表面にシリコン酸
化膜１２を形成し、その後、ホトリソグラフィ技術によ
って酸化膜１２を部分的に除去し、その除去部分からシ
リコン基板１１をエッチングすることにより、所定深さ
の凹部１３を形成する。凹部１３の深さがあまり大きく
なくてシリコン基板１１までエッチングする必要のない
ときはシリコン酸化膜１２のみをエッチングするだけに
とどめる。
図面を参照しながら詳細に説明する。まず、図１のＡに
示すように、シリコン基板１１に対して熱酸化やＣＶＤ
法などの処理を施すことにより、その表面にシリコン酸
化膜１２を形成し、その後、ホトリソグラフィ技術によ
って酸化膜１２を部分的に除去し、その除去部分からシ
リコン基板１１をエッチングすることにより、所定深さ
の凹部１３を形成する。凹部１３の深さがあまり大きく
なくてシリコン基板１１までエッチングする必要のない
ときはシリコン酸化膜１２のみをエッチングするだけに
とどめる。
【００１５】つぎに、ＧｅＨ4ガスを用いて減圧ＣＶＤ
法により、４００℃程度の低温でゲルマニウムを酸化膜
１２のない領域、つまり凹部１３内に選択的に成長させ
る。ゲルマニウムは酸化膜１２がなくてシリコン基板１
１が露出している部分にのみ選択的に堆積する性質があ
るので、これを利用することにより上記のように凹部１
３内にのみゲルマニウムの堆積ができる。こうして、図
１のＢに示すように凹部１３内にゲルマニウム層１４を
堆積してシリコン酸化膜１２と同じ高さとし、表面を平
坦にすることができる。
法により、４００℃程度の低温でゲルマニウムを酸化膜
１２のない領域、つまり凹部１３内に選択的に成長させ
る。ゲルマニウムは酸化膜１２がなくてシリコン基板１
１が露出している部分にのみ選択的に堆積する性質があ
るので、これを利用することにより上記のように凹部１
３内にのみゲルマニウムの堆積ができる。こうして、図
１のＢに示すように凹部１３内にゲルマニウム層１４を
堆積してシリコン酸化膜１２と同じ高さとし、表面を平
坦にすることができる。
【００１６】その後、図１のＣに示すように、さらにＣ
ＶＤ法により表面にシリコン酸化膜１５を形成し、ホト
リソグラフィ技術によって酸化膜１５を部分的に除去し
て、エッチング用の穴１６を設ける。
ＶＤ法により表面にシリコン酸化膜１５を形成し、ホト
リソグラフィ技術によって酸化膜１５を部分的に除去し
て、エッチング用の穴１６を設ける。
【００１７】最後に、このエッチ穴１６からゲルマニウ
ム層１４のみをエッチングする。エッチング液としてＨ
2Ｏ2を用いることにより、ゲルマニウム層１４のみを選
択的にエッチングし、その上のシリコン酸化膜１５を残
すことができる。こうして、図１のＤに示すように、シ
リコン酸化膜１５の一部１８をシリコン基板１１から分
離させることができ、この部分１８がダイアフラムとな
る。
ム層１４のみをエッチングする。エッチング液としてＨ
2Ｏ2を用いることにより、ゲルマニウム層１４のみを選
択的にエッチングし、その上のシリコン酸化膜１５を残
すことができる。こうして、図１のＤに示すように、シ
リコン酸化膜１５の一部１８をシリコン基板１１から分
離させることができ、この部分１８がダイアフラムとな
る。
【００１８】なお、シリコン酸化膜１２の代わりにシリ
コン窒化膜など、図１のＢで示したゲルマニウム層１４
の成長をシリコン基板１１の露出面についてのみ選択的
に行なわせるような材質のシリコン反応物膜を用いるこ
とができる。また、ダイアフラム１８となるシリコン酸
化膜１５も、これに限られない。この膜１５は、Ｈ2Ｏ2
液によりゲルマニウム層１４をエッチングする際に、エ
ッチングレートがゲルマニウム層１４に比較して小さい
材質なら何でもよく、その形成方法もＣＶＤ法に限ら
ず、たとえば真空蒸着法により形成されたアルミニウム
膜でもよい。
コン窒化膜など、図１のＢで示したゲルマニウム層１４
の成長をシリコン基板１１の露出面についてのみ選択的
に行なわせるような材質のシリコン反応物膜を用いるこ
とができる。また、ダイアフラム１８となるシリコン酸
化膜１５も、これに限られない。この膜１５は、Ｈ2Ｏ2
液によりゲルマニウム層１４をエッチングする際に、エ
ッチングレートがゲルマニウム層１４に比較して小さい
材質なら何でもよく、その形成方法もＣＶＤ法に限ら
ず、たとえば真空蒸着法により形成されたアルミニウム
膜でもよい。
【００１９】このような方法によれば、凹部１３にゲル
マニウム層１４を形成して表面を平坦としているため、
表面の段差を原因とするホトリソグラフィ技術上の問題
は生じることがなく、シリコン基板１１とダイアフラム
１８との間隔を大きくすることが可能となる。また、ゲ
ルマニウムとＨ2Ｏ2との組み合わせは、シリコンＩＣ製
造プロセスと完全に整合性がとれ、今までのシリコンＩ
Ｃ製造プロセスをそのまま使用することができる。Ｈ2
Ｏ2はシリコン基板１１をエッチングしないため、従来
のエッチング液としてＫＯＨを用いた場合のあらかじめ
基板上にシリコン窒化膜を形成しておくという煩雑さが
なくなる。さらに、エッチング液としてＨ2Ｏ2を用いて
おり、このＨ2Ｏ2はＨＦなどと異なりほとんどの物質を
エッチングすることがなく、しかも安価で安全であるか
ら、ダイアフラム１８となる膜１５の材料として種々の
ものを使用することができ、設計の自由度が高まる。
マニウム層１４を形成して表面を平坦としているため、
表面の段差を原因とするホトリソグラフィ技術上の問題
は生じることがなく、シリコン基板１１とダイアフラム
１８との間隔を大きくすることが可能となる。また、ゲ
ルマニウムとＨ2Ｏ2との組み合わせは、シリコンＩＣ製
造プロセスと完全に整合性がとれ、今までのシリコンＩ
Ｃ製造プロセスをそのまま使用することができる。Ｈ2
Ｏ2はシリコン基板１１をエッチングしないため、従来
のエッチング液としてＫＯＨを用いた場合のあらかじめ
基板上にシリコン窒化膜を形成しておくという煩雑さが
なくなる。さらに、エッチング液としてＨ2Ｏ2を用いて
おり、このＨ2Ｏ2はＨＦなどと異なりほとんどの物質を
エッチングすることがなく、しかも安価で安全であるか
ら、ダイアフラム１８となる膜１５の材料として種々の
ものを使用することができ、設計の自由度が高まる。
【００２０】つぎに、第２の実施例について説明する。
この実施例は、この発明を半導体圧力センサを製造する
ことに適用したものである。まず図２のＡに示すよう
に、シリコン基板２１の表面に形成したシリコン酸化膜
２２を部分的に除去して、その除去した部分からシリコ
ン基板２１を所定の深さにエッチングして凹部２３を形
成する。凹部２３の深さがシリコン酸化膜２２の厚さに
等しいときはシリコン酸化膜２２のみをエッチングによ
って除去するだけでよい。
この実施例は、この発明を半導体圧力センサを製造する
ことに適用したものである。まず図２のＡに示すよう
に、シリコン基板２１の表面に形成したシリコン酸化膜
２２を部分的に除去して、その除去した部分からシリコ
ン基板２１を所定の深さにエッチングして凹部２３を形
成する。凹部２３の深さがシリコン酸化膜２２の厚さに
等しいときはシリコン酸化膜２２のみをエッチングによ
って除去するだけでよい。
【００２１】その後、４００℃程度の低温においてＧｅ
Ｈ4ガスを用いた減圧ＣＶＤ法により、図２のＢで示す
ようにゲルマニウム層２４を凹部２３内に選択的に成長
させる。こうしてゲルマニウム層２４とシリコン酸化膜
２２の表面を平坦とし、その平坦な表面上に図２のＣで
示すように第２のシリコン酸化膜２５を形成する。つぎ
にこのシリコン酸化膜２５の上の所定位置に多結晶シリ
コンの歪みゲージ２７を形成し、さらにエッチ穴２６を
ゲルマニウム層２４に到達するように設ける。
Ｈ4ガスを用いた減圧ＣＶＤ法により、図２のＢで示す
ようにゲルマニウム層２４を凹部２３内に選択的に成長
させる。こうしてゲルマニウム層２４とシリコン酸化膜
２２の表面を平坦とし、その平坦な表面上に図２のＣで
示すように第２のシリコン酸化膜２５を形成する。つぎ
にこのシリコン酸化膜２５の上の所定位置に多結晶シリ
コンの歪みゲージ２７を形成し、さらにエッチ穴２６を
ゲルマニウム層２４に到達するように設ける。
【００２２】つぎにエッチ穴２６よりＨ2Ｏ2液を用いて
ゲルマニウム層２４のみを選択的にエッチングする。こ
うして、図２のＤに示すように第２のシリコン酸化膜２
５の一部２９の下に空洞部２８が形成されて、この部分
２９がシリコン基板２１より分離される。この部分２９
がダイアフラムとなり、上記の歪みゲージ２７はこのダ
イアフラム２９の上に位置することになる。
ゲルマニウム層２４のみを選択的にエッチングする。こ
うして、図２のＤに示すように第２のシリコン酸化膜２
５の一部２９の下に空洞部２８が形成されて、この部分
２９がシリコン基板２１より分離される。この部分２９
がダイアフラムとなり、上記の歪みゲージ２７はこのダ
イアフラム２９の上に位置することになる。
【００２３】その後、適当なマスクを用いてアルミニウ
ム電極（図示しない）を設け、たとえばプラズマＣＶＤ
法によりシリコン基板２１の表面全体にシリコン窒化膜
３０を形成する。これにより図２のＥに示すようにシリ
コン窒化膜３０で表面全体が保護されるとともに、エッ
チ穴２６が封止されることになる。
ム電極（図示しない）を設け、たとえばプラズマＣＶＤ
法によりシリコン基板２１の表面全体にシリコン窒化膜
３０を形成する。これにより図２のＥに示すようにシリ
コン窒化膜３０で表面全体が保護されるとともに、エッ
チ穴２６が封止されることになる。
【００２４】この場合も、上記と第１の実施例と同様に
ダイアフラム２９の基板２１からの間隔を大きくするこ
とができる。また、ゲルマニウムとＨ2Ｏ2との組み合わ
せにより、シリコンＩＣ製造プロセスと完全に整合性が
とれ、今までのシリコンＩＣ製造プロセスをそのまま使
用することができる。犠牲層エッチング用のエッチング
液として、ほとんどの物質をエッチングしない安価で安
全なＨ2Ｏ2を用いているため、ダイアフラム２９となる
膜２５の材料に種々のものが使用できるようになり、プ
ロセス上の制限が小さくなり、任意形状のダイアフラム
２９を作ることができ、半導体圧力センサの設計の自由
度が高まる。さらに、従来のＫＯＨ液を用いた異方性エ
ッチングによる犠牲層エッチング法に比較してマスクの
数が少なくなり、プロセスが簡単となり製造歩留りを向
上させて製造コストを削減できる。
ダイアフラム２９の基板２１からの間隔を大きくするこ
とができる。また、ゲルマニウムとＨ2Ｏ2との組み合わ
せにより、シリコンＩＣ製造プロセスと完全に整合性が
とれ、今までのシリコンＩＣ製造プロセスをそのまま使
用することができる。犠牲層エッチング用のエッチング
液として、ほとんどの物質をエッチングしない安価で安
全なＨ2Ｏ2を用いているため、ダイアフラム２９となる
膜２５の材料に種々のものが使用できるようになり、プ
ロセス上の制限が小さくなり、任意形状のダイアフラム
２９を作ることができ、半導体圧力センサの設計の自由
度が高まる。さらに、従来のＫＯＨ液を用いた異方性エ
ッチングによる犠牲層エッチング法に比較してマスクの
数が少なくなり、プロセスが簡単となり製造歩留りを向
上させて製造コストを削減できる。
【００２５】
【発明の効果】以上、実施例について説明したように、
この発明の薄膜構造の製造方法によれば、ダイアフラム
やブリッジなどの薄膜が基板から分離した構造を、シリ
コンＩＣ製造プロセスとの整合性をとりながら、安価・
安全に、かつ設計の自由度を高めつつ、製造することが
可能となる。さらにこの薄膜構造の製造方法を応用した
半導体圧力センサの製造方法によれば、任意形状で任意
間隔のダイアフラムを得ることができ、半導体圧力セン
サの設計の自由度が大きくなるとともに、その製造プロ
セスを簡単にし、製造歩留りを向上させてコスト削減を
図ることができる。
この発明の薄膜構造の製造方法によれば、ダイアフラム
やブリッジなどの薄膜が基板から分離した構造を、シリ
コンＩＣ製造プロセスとの整合性をとりながら、安価・
安全に、かつ設計の自由度を高めつつ、製造することが
可能となる。さらにこの薄膜構造の製造方法を応用した
半導体圧力センサの製造方法によれば、任意形状で任意
間隔のダイアフラムを得ることができ、半導体圧力セン
サの設計の自由度が大きくなるとともに、その製造プロ
セスを簡単にし、製造歩留りを向上させてコスト削減を
図ることができる。
【図１】この発明の一実施例にかかる製造方法の各プロ
セスを示す断面図。
セスを示す断面図。
【図２】他の実施例にかかる製造方法の各プロセスを示
す断面図。
す断面図。
【図３】従来例の製造方法の各プロセスを示す断面図。
１１、２１、３１ シリコン基板 １２、１５、２２、２５ シリコン酸化膜 １３、２３ 凹部 １４、２４ ゲルマニウム層 １６、２６、３４ エッチ穴 １７、２８、３５ 空洞部 １８、２９、３６ ダイアフラム ３０ シリコン窒化膜 ３２ 犠牲層 ３３ 構造材となる薄膜
層
層
Claims (2)
- 【請求項１】 表面のシリコン反応物膜を部分的に除去
することによりシリコン基板の該表面に凹部を設けてシ
リコン基板を露出させる工程と、該凹部内にのみゲルマ
ニウムを選択的に堆積することにより該凹部を埋め尽く
して表面を平坦にする工程と、該表面上に構造材となる
薄膜層を形成する工程と、Ｈ2Ｏ2を用いて上記ゲルマニ
ウム層のみを選択的にエッチングして除去することによ
り上記薄膜層を基板から分離させる工程とを有すること
を特徴とする薄膜構造の製造方法。 - 【請求項２】 表面のシリコン反応物膜を部分的に除去
することによりシリコン基板の該表面に凹部を設けてシ
リコン基板を露出させる工程と、該凹部内にのみゲルマ
ニウムを選択的に堆積することにより該凹部を埋め尽く
して表面を平坦にする工程と、該表面上にダイアフラム
となる薄膜層を形成する工程と、該薄膜層上に歪みゲー
ジを形成する工程と、Ｈ2Ｏ2を用いて上記ゲルマニウム
層のみを選択的にエッチングして除去することにより上
記薄膜層を基板から分離させてダイアフラムとする工程
とを有することを特徴とする半導体圧力センサの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10756493A JPH06302834A (ja) | 1993-04-09 | 1993-04-09 | 薄膜構造の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10756493A JPH06302834A (ja) | 1993-04-09 | 1993-04-09 | 薄膜構造の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06302834A true JPH06302834A (ja) | 1994-10-28 |
Family
ID=14462373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10756493A Pending JPH06302834A (ja) | 1993-04-09 | 1993-04-09 | 薄膜構造の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06302834A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004061983A1 (ja) * | 2002-12-27 | 2004-07-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 電子デバイスおよびその製造方法 |
| JP2006245567A (ja) * | 2005-03-03 | 2006-09-14 | Sharp Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JP2008107323A (ja) * | 2006-10-24 | 2008-05-08 | Headway Technologies Inc | 磁性膜センサおよびその製造方法 |
| JP2008514441A (ja) * | 2004-09-30 | 2008-05-08 | トラシット テクノロジーズ | マイクロエレクトロニクス及びマイクロシステムの新規構造、及びその製造方法 |
| JP2008543597A (ja) * | 2005-06-27 | 2008-12-04 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | マイクロマシニング型の構成エレメントを製造する方法ならびにマイクロマシニング型の構成エレメント |
| WO2011055734A1 (ja) * | 2009-11-04 | 2011-05-12 | ローム株式会社 | 圧力センサおよび圧力センサの製造方法 |
| CN115028139A (zh) * | 2022-05-10 | 2022-09-09 | 美满芯盛(杭州)微电子有限公司 | 一种mems硅应变片的分离方法 |
-
1993
- 1993-04-09 JP JP10756493A patent/JPH06302834A/ja active Pending
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7563635B2 (en) | 2002-12-27 | 2009-07-21 | Panasonic Corporation | Electronic device and method of manufacturing the same |
| WO2004061983A1 (ja) * | 2002-12-27 | 2004-07-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 電子デバイスおよびその製造方法 |
| US7364932B2 (en) | 2002-12-27 | 2008-04-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electronic device and method of manufacturing the same |
| JP2011098434A (ja) * | 2004-09-30 | 2011-05-19 | Soitec Silicon On Insulator Technologies | マイクロエレクトロニクス及びマイクロシステムの新規構造、及びその製造方法 |
| JP2008514441A (ja) * | 2004-09-30 | 2008-05-08 | トラシット テクノロジーズ | マイクロエレクトロニクス及びマイクロシステムの新規構造、及びその製造方法 |
| JP2011098435A (ja) * | 2004-09-30 | 2011-05-19 | Soitec Silicon On Insulator Technologies | マイクロエレクトロニクス及びマイクロシステムの新規構造、及びその製造方法 |
| JP2006245567A (ja) * | 2005-03-03 | 2006-09-14 | Sharp Corp | 半導体装置の製造方法 |
| US8481427B2 (en) | 2005-06-27 | 2013-07-09 | Robert Bosch Gmbh | Method for manufacturing a micromechanical component, and micromechanical component |
| JP2008543597A (ja) * | 2005-06-27 | 2008-12-04 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | マイクロマシニング型の構成エレメントを製造する方法ならびにマイクロマシニング型の構成エレメント |
| JP2008107323A (ja) * | 2006-10-24 | 2008-05-08 | Headway Technologies Inc | 磁性膜センサおよびその製造方法 |
| JP2011247897A (ja) * | 2006-10-24 | 2011-12-08 | Headway Technologies Inc | 磁性膜センサ |
| US8174261B2 (en) | 2006-10-24 | 2012-05-08 | Headway Technologies, Inc. | Magnetic film sensor with a deformable part |
| WO2011055734A1 (ja) * | 2009-11-04 | 2011-05-12 | ローム株式会社 | 圧力センサおよび圧力センサの製造方法 |
| JP5687202B2 (ja) * | 2009-11-04 | 2015-03-18 | ローム株式会社 | 圧力センサおよび圧力センサの製造方法 |
| US9341529B2 (en) | 2009-11-04 | 2016-05-17 | Rohm Co., Ltd | Pressure sensor and method for manufacturing pressure sensor |
| CN115028139A (zh) * | 2022-05-10 | 2022-09-09 | 美满芯盛(杭州)微电子有限公司 | 一种mems硅应变片的分离方法 |
| CN115028139B (zh) * | 2022-05-10 | 2023-05-16 | 美满芯盛(杭州)微电子有限公司 | 一种mems硅应变片的分离方法 |
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