JPH0636980A - 薄膜の製造方法 - Google Patents
薄膜の製造方法Info
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- JPH0636980A JPH0636980A JP21348092A JP21348092A JPH0636980A JP H0636980 A JPH0636980 A JP H0636980A JP 21348092 A JP21348092 A JP 21348092A JP 21348092 A JP21348092 A JP 21348092A JP H0636980 A JPH0636980 A JP H0636980A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 薄膜を形成するための凹部の側面が傾斜面と
なることによる不都合を解消し、感度が高い半導体装置
の小型化を容易にするとともに製造歩留りを向上させ
る。 【構成】 シリコン基板１１の表面を酸化し、これによ
り形成された酸化膜１２を部分的に選択除去して凹部１
３を形成した後、シリコンウェハ１４を酸化膜１２上に
重ねて高温下でアニールして、シリコン基板１１とシリ
コンウェハ１４とを上記酸化膜１２を介して接合し、つ
ぎにこの接合された第２の基板を研磨して薄膜化するこ
とにより、凹部１３上に位置している薄膜部１５をダイ
アフラムとして機能させる。
なることによる不都合を解消し、感度が高い半導体装置
の小型化を容易にするとともに製造歩留りを向上させ
る。 【構成】 シリコン基板１１の表面を酸化し、これによ
り形成された酸化膜１２を部分的に選択除去して凹部１
３を形成した後、シリコンウェハ１４を酸化膜１２上に
重ねて高温下でアニールして、シリコン基板１１とシリ
コンウェハ１４とを上記酸化膜１２を介して接合し、つ
ぎにこの接合された第２の基板を研磨して薄膜化するこ
とにより、凹部１３上に位置している薄膜部１５をダイ
アフラムとして機能させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、薄膜を製造する方法
の改良に関する。
の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置を製造する場合、ダイアフラ
ムや片持ち構造の薄膜などを作製しなければならないこ
とがある。すなわち、たとえば圧力センサや絶対圧圧力
センサではダイアフラムとして機能する薄膜を作り、そ
の薄膜上にゲージ抵抗や電極を形成して素子を形成す
る。また加速度センサでは、片持ち構造の薄膜を作っ
て、その薄膜上にゲージ抵抗や電極を形成して素子を形
成する。
ムや片持ち構造の薄膜などを作製しなければならないこ
とがある。すなわち、たとえば圧力センサや絶対圧圧力
センサではダイアフラムとして機能する薄膜を作り、そ
の薄膜上にゲージ抵抗や電極を形成して素子を形成す
る。また加速度センサでは、片持ち構造の薄膜を作っ
て、その薄膜上にゲージ抵抗や電極を形成して素子を形
成する。
【０００３】このような薄膜は従来では、基板をエッチ
ングすることにより製造されていた。これを絶対圧圧力
センサについて説明する。絶対圧圧力センサは図３のよ
うな構造となっている。図３において、ガラス台座２１
の上にシリコンチップ２２が接合されており、このシリ
コンチップ２２にはその下面に凹部２３が形成されてい
る。このような凹部２３が形成されることによりシリコ
ンチップ２２に薄膜部２４が作製されることとなり、こ
の薄膜部２４がダイアフラムとして機能する。この凹部
２３はシリコンチップ２２がガラス台座２１に接合され
ることにより密閉されるが、そのとき真空状態とされて
この凹部２３が真空基準室となる。シリコンチップ２２
の薄膜部２４の上にはゲージ抵抗が不純物拡散により形
成され、電極等が設けられて素子が形成される。
ングすることにより製造されていた。これを絶対圧圧力
センサについて説明する。絶対圧圧力センサは図３のよ
うな構造となっている。図３において、ガラス台座２１
の上にシリコンチップ２２が接合されており、このシリ
コンチップ２２にはその下面に凹部２３が形成されてい
る。このような凹部２３が形成されることによりシリコ
ンチップ２２に薄膜部２４が作製されることとなり、こ
の薄膜部２４がダイアフラムとして機能する。この凹部
２３はシリコンチップ２２がガラス台座２１に接合され
ることにより密閉されるが、そのとき真空状態とされて
この凹部２３が真空基準室となる。シリコンチップ２２
の薄膜部２４の上にはゲージ抵抗が不純物拡散により形
成され、電極等が設けられて素子が形成される。
【０００４】ここで、ダイアフラム２４は図４に示すよ
うにして作られる。まず、図４のＡのようにシリコンチ
ップ２２の下面にマスク２５を形成し、その後このマス
ク２５を加工してエッチング用の窓２６を設ける。そし
て、この窓２６を通してエッチングが行なわれるが、そ
の際、通常、エッチング液としてＫＯＨ等の異方性エッ
チング液が使用される。こうして図４のＢに示すように
窓２６の部分に凹部２３を形成する。
うにして作られる。まず、図４のＡのようにシリコンチ
ップ２２の下面にマスク２５を形成し、その後このマス
ク２５を加工してエッチング用の窓２６を設ける。そし
て、この窓２６を通してエッチングが行なわれるが、そ
の際、通常、エッチング液としてＫＯＨ等の異方性エッ
チング液が使用される。こうして図４のＢに示すように
窓２６の部分に凹部２３を形成する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ように、シリコンチップに異方性エッチングを行なって
薄膜を形成する方法では、圧力センサ等の半導体装置を
小型化する際に問題を生じる。
ように、シリコンチップに異方性エッチングを行なって
薄膜を形成する方法では、圧力センサ等の半導体装置を
小型化する際に問題を生じる。
【０００６】すなわち、図４に示すように、シリコンチ
ップ２２に異方性エッチングを行なって薄膜部２４を形
成するとき、形成する凹部２３の側面は傾斜面となり、
そのため、薄膜部（ダイアフラム）２４として有効なサ
イズａはマスク２５の窓２６のサイズｂよりも必ず小さ
いものとなる。このサイズの差はシリコンチップ２２の
厚さが同一であるかぎり同一である。つまり、凹部２３
の傾斜した側面が占める面積は変わらないので、半導体
装置のサイズ（図の横方向サイズ）を小さくしようとし
て、窓２６を小さくすれば窓２６のサイズｂに対するダ
イアフラムとしての有効サイズａは相対的にますます小
さいものとなってしまう。
ップ２２に異方性エッチングを行なって薄膜部２４を形
成するとき、形成する凹部２３の側面は傾斜面となり、
そのため、薄膜部（ダイアフラム）２４として有効なサ
イズａはマスク２５の窓２６のサイズｂよりも必ず小さ
いものとなる。このサイズの差はシリコンチップ２２の
厚さが同一であるかぎり同一である。つまり、凹部２３
の傾斜した側面が占める面積は変わらないので、半導体
装置のサイズ（図の横方向サイズ）を小さくしようとし
て、窓２６を小さくすれば窓２６のサイズｂに対するダ
イアフラムとしての有効サイズａは相対的にますます小
さいものとなってしまう。
【０００７】そのため、半導体装置を小型に設計するほ
ど高感度とするためには薄膜部２４の厚さを薄くしなけ
ればならず（有効サイズが小さいから）、製造上及び管
理上の困難が倍加し、製造歩留りが悪化するという問題
を生じる。
ど高感度とするためには薄膜部２４の厚さを薄くしなけ
ればならず（有効サイズが小さいから）、製造上及び管
理上の困難が倍加し、製造歩留りが悪化するという問題
を生じる。
【０００８】この発明は、上記に鑑み、薄膜を形成する
ための凹部の側面が傾斜面となることによる不都合を解
消し、感度が高い半導体装置を小型化する際に製造歩留
りを向上させることができる、薄膜の製造方法を提供す
ることを目的とする。
ための凹部の側面が傾斜面となることによる不都合を解
消し、感度が高い半導体装置を小型化する際に製造歩留
りを向上させることができる、薄膜の製造方法を提供す
ることを目的とする。
【０００９】
【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の製造方法においては、支持体
となる第１のシリコン基板の表面を酸化し、これにより
形成された酸化膜を部分的に選択除去して凹部を形成し
た後、第２のシリコン基板を上記酸化膜上に重ねて高温
下でアニールして、第１、第２の基板を、上記酸化膜を
介して接合し、つぎにこの接合された第２の基板を研磨
して薄膜化することが特徴となっている。
め、この発明による薄膜の製造方法においては、支持体
となる第１のシリコン基板の表面を酸化し、これにより
形成された酸化膜を部分的に選択除去して凹部を形成し
た後、第２のシリコン基板を上記酸化膜上に重ねて高温
下でアニールして、第１、第２の基板を、上記酸化膜を
介して接合し、つぎにこの接合された第２の基板を研磨
して薄膜化することが特徴となっている。
【００１０】
【作用】第１、第２のシリコン基板を酸化膜が介在させ
て重ねた状態で高温下でアニールすると、これらが強固
に接合される。そして、この第１、第２のシリコン基板
の間の酸化膜には凹部が形成されているので、第２のシ
リコン基板を研磨して薄膜化すると、その凹部の上に位
置する薄膜部をダイアフラムなどとして機能させること
ができる。この凹部の上に位置する薄膜部の有効サイズ
は、凹部のサイズとほとんど同じであるため、個々のチ
ップサイズを、凹部およびその上の薄膜部のサイズより
やや大きいだけのものとすることができる。そのため、
凹部上の薄膜部のサイズを大きくとって感度を上げなが
ら、チップを小型化することが容易となる。
て重ねた状態で高温下でアニールすると、これらが強固
に接合される。そして、この第１、第２のシリコン基板
の間の酸化膜には凹部が形成されているので、第２のシ
リコン基板を研磨して薄膜化すると、その凹部の上に位
置する薄膜部をダイアフラムなどとして機能させること
ができる。この凹部の上に位置する薄膜部の有効サイズ
は、凹部のサイズとほとんど同じであるため、個々のチ
ップサイズを、凹部およびその上の薄膜部のサイズより
やや大きいだけのものとすることができる。そのため、
凹部上の薄膜部のサイズを大きくとって感度を上げなが
ら、チップを小型化することが容易となる。
【００１１】
【実施例】つぎに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。図１はこの発明の
一実施例にかかる薄膜の製造方法の各工程を示す断面図
である。この実施例ではＳＩＯ(Silicon-on-Insulator)
技術が用いられている。まず、図１のＡに示すようにシ
リコン基板１１を酸化することによって、その表面にシ
リコン酸化（２酸化シリコン）膜１２を形成する。この
酸化膜１２の厚さは１〜２μｍ程度とする。
図面を参照しながら詳細に説明する。図１はこの発明の
一実施例にかかる薄膜の製造方法の各工程を示す断面図
である。この実施例ではＳＩＯ(Silicon-on-Insulator)
技術が用いられている。まず、図１のＡに示すようにシ
リコン基板１１を酸化することによって、その表面にシ
リコン酸化（２酸化シリコン）膜１２を形成する。この
酸化膜１２の厚さは１〜２μｍ程度とする。
【００１２】つぎに図１のＢで示すように、この酸化膜
１２を加工して酸化膜１２を部分的に選択的に除去す
る。こうして凹部１３を形成する。この工程はＨＦ系エ
ッチャントおよび適当なマスクとを用いた選択エッチン
グにより行なう。
１２を加工して酸化膜１２を部分的に選択的に除去す
る。こうして凹部１３を形成する。この工程はＨＦ系エ
ッチャントおよび適当なマスクとを用いた選択エッチン
グにより行なう。
【００１３】その後、図１のＣで示すようにシリコンウ
ェハ１４をこの酸化膜１２の上に重ねる。このように２
つのシリコン基板１１、１４が酸化膜１２を介して重な
っている状態で、これらを高温でアニールする。これ
は、たとえば１１００℃の窒素雰囲気下で行なわれる。
この工程により２つのシリコン基板１１、１４は酸化膜
１２を介して強固に接合される。
ェハ１４をこの酸化膜１２の上に重ねる。このように２
つのシリコン基板１１、１４が酸化膜１２を介して重な
っている状態で、これらを高温でアニールする。これ
は、たとえば１１００℃の窒素雰囲気下で行なわれる。
この工程により２つのシリコン基板１１、１４は酸化膜
１２を介して強固に接合される。
【００１４】つぎに図１のＤに示すようにシリコンウェ
ハ１４の表面を研磨して薄膜化する。これによりシリコ
ンウェハ１４は２〜１０μｍ程度の薄さにされる。
ハ１４の表面を研磨して薄膜化する。これによりシリコ
ンウェハ１４は２〜１０μｍ程度の薄さにされる。
【００１５】このシリコンウェハ１４は素子を形成する
ための基板であり、上記のような研磨工程が終了した
後、素子の形成工程へと移る。ここでは絶対圧圧力セン
サを作製するものとすると、不純物拡散によりゲージ抵
抗となる領域を形成し、つぎに全面を絶縁層で覆った
後、コンタクトホールを形成し、そのコンタクトホール
を経てゲージ抵抗領域に接触するような電極を形成す
る。その後、テストしてチップを分割すれば絶対圧圧力
センサの各素子ができあがる。
ための基板であり、上記のような研磨工程が終了した
後、素子の形成工程へと移る。ここでは絶対圧圧力セン
サを作製するものとすると、不純物拡散によりゲージ抵
抗となる領域を形成し、つぎに全面を絶縁層で覆った
後、コンタクトホールを形成し、そのコンタクトホール
を経てゲージ抵抗領域に接触するような電極を形成す
る。その後、テストしてチップを分割すれば絶対圧圧力
センサの各素子ができあがる。
【００１６】この場合、酸化膜１２に形成した凹部１３
は、シリコンウェハ１４を接合した段階（図１のＣ）
で、真空に近いものとなる。上記のように１１００℃と
いう高温で接合工程が行なわれ、その温度で密閉される
ので、常温となったときにはほとんど真空状態となるか
らである。そこで、この凹部１３は絶対圧圧力センサの
真空基準室として機能する。そして、その凹部１３の上
に位置する薄膜部１５が、外部の圧力に応じて変形する
ダイアフラムとして機能する。
は、シリコンウェハ１４を接合した段階（図１のＣ）
で、真空に近いものとなる。上記のように１１００℃と
いう高温で接合工程が行なわれ、その温度で密閉される
ので、常温となったときにはほとんど真空状態となるか
らである。そこで、この凹部１３は絶対圧圧力センサの
真空基準室として機能する。そして、その凹部１３の上
に位置する薄膜部１５が、外部の圧力に応じて変形する
ダイアフラムとして機能する。
【００１７】このダイアフラムを形成するための凹部１
３はシリコン酸化膜１２をエッチングすることにより作
り、１〜２μｍ程度の深さのエッチングを行なえばよい
ので、ダイアフラムの有効サイズは凹部１３のサイズと
ほとんど同じになる。そこで、凹部１３およびその上の
薄膜部１５のサイズよりやや大きいだけのサイズで切断
して個々のチップとすることができる。換言すると、各
素子のチップを小型化してもダイアフラムの有効サイズ
を大きくすることが容易である。
３はシリコン酸化膜１２をエッチングすることにより作
り、１〜２μｍ程度の深さのエッチングを行なえばよい
ので、ダイアフラムの有効サイズは凹部１３のサイズと
ほとんど同じになる。そこで、凹部１３およびその上の
薄膜部１５のサイズよりやや大きいだけのサイズで切断
して個々のチップとすることができる。換言すると、各
素子のチップを小型化してもダイアフラムの有効サイズ
を大きくすることが容易である。
【００１８】このようにダイアフラムサイズを大きくで
きるということは、ダイアフラムをそれほど薄膜化しな
くても高感度化できるということを意味している。ま
た、チップ全体が同一のシリコン材料で形成されること
となるので、熱膨張係数差等によるストレスの発生がな
く、特性を安定化できる。これらのため、小型で感度が
高く、しかも特性が安定した絶対圧圧力センサを容易に
製造できるようになり、製造歩留りを向上させることが
できる。
きるということは、ダイアフラムをそれほど薄膜化しな
くても高感度化できるということを意味している。ま
た、チップ全体が同一のシリコン材料で形成されること
となるので、熱膨張係数差等によるストレスの発生がな
く、特性を安定化できる。これらのため、小型で感度が
高く、しかも特性が安定した絶対圧圧力センサを容易に
製造できるようになり、製造歩留りを向上させることが
できる。
【００１９】なお、上記の実施例では図１のＢに示すよ
うに、酸化膜１２のみを選択的に除去して凹部１３を形
成したが、この凹部１３を図２に示すようにシリコン基
板１１まで掘り下げたようなものとすることもできる。
これは、ＫＯＨ等の異方性エッチャントあるいはＲＩＥ
やプラズマエッチングなどのシリコンエッチングで行な
うことができる。こうすると、凹部１３の深さが深くな
り、つまり真空基準室の厚さが厚くなるため、変形した
ダイアフラムが凹部１３の底部に接触することがなくな
る。これにより、凹部１３上の薄膜部１５を非常に薄く
して高感度とすることが可能となる。
うに、酸化膜１２のみを選択的に除去して凹部１３を形
成したが、この凹部１３を図２に示すようにシリコン基
板１１まで掘り下げたようなものとすることもできる。
これは、ＫＯＨ等の異方性エッチャントあるいはＲＩＥ
やプラズマエッチングなどのシリコンエッチングで行な
うことができる。こうすると、凹部１３の深さが深くな
り、つまり真空基準室の厚さが厚くなるため、変形した
ダイアフラムが凹部１３の底部に接触することがなくな
る。これにより、凹部１３上の薄膜部１５を非常に薄く
して高感度とすることが可能となる。
【００２０】なお、上記では、ダイアフラムを有する絶
対圧圧力センサを製造する際にこの発明を適用した実施
例について説明したが、この発明は薄膜を有する半導体
装置を製造するものであればどのようなものでも適用で
きるものである。たとえば、ダイアフラムではなくて片
持ち構造の薄膜を有する加速度センサなどを製造する際
にも適用でき、非常に効果的である。
対圧圧力センサを製造する際にこの発明を適用した実施
例について説明したが、この発明は薄膜を有する半導体
装置を製造するものであればどのようなものでも適用で
きるものである。たとえば、ダイアフラムではなくて片
持ち構造の薄膜を有する加速度センサなどを製造する際
にも適用でき、非常に効果的である。
【００２１】
【発明の効果】以上、実施例について説明したように、
この発明の薄膜の製造方法によれば、薄膜を有する小型
の高感度な半導体装置を容易に製造できるようになり、
製造歩留りを向上させることができる。
この発明の薄膜の製造方法によれば、薄膜を有する小型
の高感度な半導体装置を容易に製造できるようになり、
製造歩留りを向上させることができる。
【図１】この発明の一実施例にかかる薄膜の製造方法の
各工程を示す断面図。
各工程を示す断面図。
【図２】他の実施例の断面図。
【図３】従来例にかかる絶対圧圧力センサの断面図。
【図４】従来例にかかる薄膜の製造方法の各工程を示す
断面図。
断面図。
１１ シリコン基板 １２ シリコン酸化膜 １３、２３ 凹部 １４ シリコンウェハ １５、２４ 薄膜部 ２１ ガラス台座 ２２ シリコンチップ ２５ マスク ２６ エッチング用窓
Claims (1)
- 【請求項１】 支持体となる第１のシリコン基板の表面
を酸化する工程と、該酸化工程で形成された酸化膜を部
分的に選択除去して凹部を形成する工程と、その後、第
２のシリコン基板を上記酸化膜上に重ねて高温下でアニ
ールすることにより第１、第２の基板を、上記酸化膜を
介して接合する工程と、該第２の基板を上記の接合後に
研磨して薄膜化する工程とを有することを特徴とする薄
膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21348092A JPH0636980A (ja) | 1992-07-17 | 1992-07-17 | 薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21348092A JPH0636980A (ja) | 1992-07-17 | 1992-07-17 | 薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0636980A true JPH0636980A (ja) | 1994-02-10 |
Family
ID=16639901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21348092A Pending JPH0636980A (ja) | 1992-07-17 | 1992-07-17 | 薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0636980A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6245442B1 (en) | 1997-05-28 | 2001-06-12 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo | Metal matrix composite casting and manufacturing method thereof |
| CN103377983A (zh) * | 2012-04-24 | 2013-10-30 | 三菱电机株式会社 | Soi晶圆和其制造方法以及mems器件 |
-
1992
- 1992-07-17 JP JP21348092A patent/JPH0636980A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6245442B1 (en) | 1997-05-28 | 2001-06-12 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo | Metal matrix composite casting and manufacturing method thereof |
| CN103377983A (zh) * | 2012-04-24 | 2013-10-30 | 三菱电机株式会社 | Soi晶圆和其制造方法以及mems器件 |
| JP2013229356A (ja) * | 2012-04-24 | 2013-11-07 | Mitsubishi Electric Corp | Ｓｏｉウェハおよびその製造方法、並びにｍｅｍｓデバイス |
| US9212049B2 (en) | 2012-04-24 | 2015-12-15 | Mitsubishi Electric Corporation | SOI wafer, manufacturing method therefor, and MEMS device |
| US9266715B2 (en) | 2012-04-24 | 2016-02-23 | Mitsubishi Electric Corporation | SOI wafer, manufacturing method therefor, and MEMS device |
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