JPH0945937A - ３軸加速度センサの製造方法 - Google Patents
３軸加速度センサの製造方法Info
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- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ３軸加速度センサの歩留り向上を図る。
【解決手段】 単結晶シリコン層１３上にシリコン酸化
膜２０を形成し、単結晶シリコン層２０の表面領域のう
ち、たわみ部１５と重り部１４の接合面となる領域周辺
の所定領域のみにシリコン酸化膜２０を残し、シリコン
酸化膜２０上に多結晶シリコン層１９、その他の表面領
域上に単結晶シリコンをエピタキシャル成長させ、その
層にピエゾ抵抗層１６を形成し、裏面からシリコン酸化
膜２０に到達するまで単結晶シリコン層１３をエッチン
グし、単結晶シリコン層１３の裏面側に露出したシリコ
ン酸化膜２０をエッチング除去する。
膜２０を形成し、単結晶シリコン層２０の表面領域のう
ち、たわみ部１５と重り部１４の接合面となる領域周辺
の所定領域のみにシリコン酸化膜２０を残し、シリコン
酸化膜２０上に多結晶シリコン層１９、その他の表面領
域上に単結晶シリコンをエピタキシャル成長させ、その
層にピエゾ抵抗層１６を形成し、裏面からシリコン酸化
膜２０に到達するまで単結晶シリコン層１３をエッチン
グし、単結晶シリコン層１３の裏面側に露出したシリコ
ン酸化膜２０をエッチング除去する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンウエハと
半導体プロセスを応用した３軸加速度センサの製造方法
に関するものである。
半導体プロセスを応用した３軸加速度センサの製造方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】３軸加速度センサは、加速度を検知する
部分（重り部とその重り部の変位によって歪むたわみ
部）と、そのたわみ部に形成され、たわみ部の歪みを電
気信号に変換するピエゾ抵抗とを備えており、重り部に
作用する３軸方向の加速度を電気信号に変換して出力す
るセンサである。
部分（重り部とその重り部の変位によって歪むたわみ
部）と、そのたわみ部に形成され、たわみ部の歪みを電
気信号に変換するピエゾ抵抗とを備えており、重り部に
作用する３軸方向の加速度を電気信号に変換して出力す
るセンサである。
【０００３】図５の断面図に基づいて従来の３軸加速度
センサの一例について説明する。図で、１は略平板状の
単結晶シリコン層、２は周囲の単結晶シリコン層１から
分離され、単結晶シリコン層１の表面に形成された略薄
膜状のたわみ部３に支持された重り部であり、たわみ部
３の周縁部分は単結晶シリコン層１に支持されている。
たわみ部３の表面には、たわみ部３の歪みを電気信号に
変換するピエゾ抵抗層４と、ピエゾ抵抗層４に接続され
た、配線層となる高不純物領域５と、高不純物領域５に
接続された電極層６が形成されている。電極層６を形成
した部分以外のたわみ部３の表面はシリコン酸化膜７に
よって覆われている。また、単結晶シリコン層１の裏面
及び重り部２の下面に形成されている層はシリコン窒化
膜８である。このように構成された３軸加速度センサ
で、加速度が重り部２に作用すると、たわみ部３が重り
部２の変位によって歪み、その歪みに応じた電気信号が
ピエゾ抵抗層４から出力される。
センサの一例について説明する。図で、１は略平板状の
単結晶シリコン層、２は周囲の単結晶シリコン層１から
分離され、単結晶シリコン層１の表面に形成された略薄
膜状のたわみ部３に支持された重り部であり、たわみ部
３の周縁部分は単結晶シリコン層１に支持されている。
たわみ部３の表面には、たわみ部３の歪みを電気信号に
変換するピエゾ抵抗層４と、ピエゾ抵抗層４に接続され
た、配線層となる高不純物領域５と、高不純物領域５に
接続された電極層６が形成されている。電極層６を形成
した部分以外のたわみ部３の表面はシリコン酸化膜７に
よって覆われている。また、単結晶シリコン層１の裏面
及び重り部２の下面に形成されている層はシリコン窒化
膜８である。このように構成された３軸加速度センサ
で、加速度が重り部２に作用すると、たわみ部３が重り
部２の変位によって歪み、その歪みに応じた電気信号が
ピエゾ抵抗層４から出力される。
【０００４】図６の断面図に基づいて、図５に示した３
軸加速度センサの製造方法の一例について説明する。ま
ず、（ａ）に示すように、単結晶シリコン層１の表面側
にシリコン窒化膜９を形成すると共に、単結晶シリコン
層１の裏面側にシリコン窒化膜８を形成する。この時、
単結晶シリコン層１の側面部分にもシリコン窒化膜が形
成される。次に、（ｂ）に示すように、重り部２の根元
（たわみ部３との接合部）となる部分の周囲のシリコン
窒化膜９をフォトエッチングにより除去する。また、重
り部２の下面の周囲（単結晶シリコン層１と重り部３を
分離する溝を形成する箇所）のシリコン窒化膜８をフォ
トエッチングにより除去する。さらに、シリコン窒化膜
９，８をマスクとして単結晶シリコン層１を所定深さま
でエッチングする。次に、（ｄ）に示すように、単結晶
シリコン層１の表面のシリコン窒化膜９を除去し、
（ｅ）に示すように、単結晶シリコン層１の表面に別の
単結晶シリコン層１０を貼り合わせて、（ｆ）に示すよ
うに、貼り合わせた単結晶シリコン層１０の厚さが数十
μm となるように、単結晶シリコン層１０を研磨する。
軸加速度センサの製造方法の一例について説明する。ま
ず、（ａ）に示すように、単結晶シリコン層１の表面側
にシリコン窒化膜９を形成すると共に、単結晶シリコン
層１の裏面側にシリコン窒化膜８を形成する。この時、
単結晶シリコン層１の側面部分にもシリコン窒化膜が形
成される。次に、（ｂ）に示すように、重り部２の根元
（たわみ部３との接合部）となる部分の周囲のシリコン
窒化膜９をフォトエッチングにより除去する。また、重
り部２の下面の周囲（単結晶シリコン層１と重り部３を
分離する溝を形成する箇所）のシリコン窒化膜８をフォ
トエッチングにより除去する。さらに、シリコン窒化膜
９，８をマスクとして単結晶シリコン層１を所定深さま
でエッチングする。次に、（ｄ）に示すように、単結晶
シリコン層１の表面のシリコン窒化膜９を除去し、
（ｅ）に示すように、単結晶シリコン層１の表面に別の
単結晶シリコン層１０を貼り合わせて、（ｆ）に示すよ
うに、貼り合わせた単結晶シリコン層１０の厚さが数十
μm となるように、単結晶シリコン層１０を研磨する。
【０００５】次に、（ｇ）に示すように、この研磨面上
にシリコン酸化膜１１を形成して、（ｈ）に示すよう
に、たわみ部３となる単結晶シリコン層１０の表面に、
フォトエッチング及び熱拡散によりピエゾ抵抗層４を形
成する。（ｇ）に示す工程では、単結晶シリコン層１の
裏面側に露出した単結晶シリコンの表面にもシリコン酸
化膜１２が形成される。さらに、（ｉ）に示すように、
ピエゾ抵抗層４と電極層６を接続するための高不純物領
域５を形成する。次に、（ｊ）に示すように、ピエゾ抵
抗層４に接続された高不純物領域５上に電極層６を形成
して、（ｋ）に示すように、単結晶シリコン層１の裏面
側のシリコン酸化膜１２をエッチングにより除去して、
異方性エッチングにより単結晶シリコン層１の裏面から
エッチングを行って、重り部２を周囲の単結晶シリコン
層１から分離し３軸加速度センサを完成させる。
にシリコン酸化膜１１を形成して、（ｈ）に示すよう
に、たわみ部３となる単結晶シリコン層１０の表面に、
フォトエッチング及び熱拡散によりピエゾ抵抗層４を形
成する。（ｇ）に示す工程では、単結晶シリコン層１の
裏面側に露出した単結晶シリコンの表面にもシリコン酸
化膜１２が形成される。さらに、（ｉ）に示すように、
ピエゾ抵抗層４と電極層６を接続するための高不純物領
域５を形成する。次に、（ｊ）に示すように、ピエゾ抵
抗層４に接続された高不純物領域５上に電極層６を形成
して、（ｋ）に示すように、単結晶シリコン層１の裏面
側のシリコン酸化膜１２をエッチングにより除去して、
異方性エッチングにより単結晶シリコン層１の裏面から
エッチングを行って、重り部２を周囲の単結晶シリコン
層１から分離し３軸加速度センサを完成させる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上に説明した３軸加
速度センサの製造方法では、図６（ｃ）に示した工程
で、単結晶シリコン層１の表面側の所定箇所をエッチン
グ除去しているため、図６（ｅ）に示した貼り合わせ工
程では、凹形状が形成された単結晶シリコン層１の表面
に、単結晶シリコン層１０を貼り合わせることになるた
め、貼り合わ工程で印加される熱が単結晶シリコン層
１，１０に加わった際、単結晶シリコン層１，１０が反
りやすくなり、密着性が低下したり、ボイドが発生しや
すくなるため、歩留りが悪くその技術開発が非常に難し
いという問題点があった。
速度センサの製造方法では、図６（ｃ）に示した工程
で、単結晶シリコン層１の表面側の所定箇所をエッチン
グ除去しているため、図６（ｅ）に示した貼り合わせ工
程では、凹形状が形成された単結晶シリコン層１の表面
に、単結晶シリコン層１０を貼り合わせることになるた
め、貼り合わ工程で印加される熱が単結晶シリコン層
１，１０に加わった際、単結晶シリコン層１，１０が反
りやすくなり、密着性が低下したり、ボイドが発生しや
すくなるため、歩留りが悪くその技術開発が非常に難し
いという問題点があった。
【０００７】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、容易に製造でき歩留りの
良い、３軸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、容易に製造でき歩留りの
良い、３軸加速度センサの製造方法を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の３軸加速度センサの製造方法は、略
薄膜状のたわみ部と、そのたわみ部の一方の面に接合さ
れた重り部とを備えた３軸加速度センサの製造方法であ
って、その一部が重り部となる単結晶シリコン層の表面
にシリコン酸化膜を形成する工程と、前記単結晶シリコ
ン層の表面領域のうち、前記たわみ部と前記重り部の接
合面となる領域周辺の所定領域のみに前記シリコン酸化
膜が残るように、前記シリコン酸化膜をエッチング除去
する工程と、エピタキシャル成長によって、前記シリコ
ン酸化膜上に多結晶シリコン層を形成すると共に、前記
多結晶シリコン層が形成されている領域以外の表面領域
に単結晶シリコンのエピタキシャル成長層を形成する工
程と、そのエピタキシャル成長層にピエゾ抵抗層を形成
する工程と、異方性エッチングにより前記単結晶シリコ
ン層の裏面側から前記シリコン酸化膜に到達するまで前
記単結晶シリコン層をエッチング除去する工程と、前記
単結晶シリコン層の裏面側に露出した前記シリコン酸化
膜をフッ酸でエッチング除去する工程とを備えたことを
特徴とするものである。
め、請求項１記載の３軸加速度センサの製造方法は、略
薄膜状のたわみ部と、そのたわみ部の一方の面に接合さ
れた重り部とを備えた３軸加速度センサの製造方法であ
って、その一部が重り部となる単結晶シリコン層の表面
にシリコン酸化膜を形成する工程と、前記単結晶シリコ
ン層の表面領域のうち、前記たわみ部と前記重り部の接
合面となる領域周辺の所定領域のみに前記シリコン酸化
膜が残るように、前記シリコン酸化膜をエッチング除去
する工程と、エピタキシャル成長によって、前記シリコ
ン酸化膜上に多結晶シリコン層を形成すると共に、前記
多結晶シリコン層が形成されている領域以外の表面領域
に単結晶シリコンのエピタキシャル成長層を形成する工
程と、そのエピタキシャル成長層にピエゾ抵抗層を形成
する工程と、異方性エッチングにより前記単結晶シリコ
ン層の裏面側から前記シリコン酸化膜に到達するまで前
記単結晶シリコン層をエッチング除去する工程と、前記
単結晶シリコン層の裏面側に露出した前記シリコン酸化
膜をフッ酸でエッチング除去する工程とを備えたことを
特徴とするものである。
【０００９】請求項１記載の３軸加速度センサの製造方
法では、単結晶シリコン層同士の貼り合わせの工程がな
く、貼り合わせに起因するボイドは発生しないため、歩
留りの向上が図れる。
法では、単結晶シリコン層同士の貼り合わせの工程がな
く、貼り合わせに起因するボイドは発生しないため、歩
留りの向上が図れる。
【００１０】請求項２記載の３軸加速度センサの製造方
法は、略薄膜状のたわみ部と、そのたわみ部の一方の面
に接合された重り部とを備えた３軸加速度センサの製造
方法であって、その一部が重り部となる単結晶シリコン
層の表面にシリコン酸化膜を形成する工程と、前記単結
晶シリコン層の表面領域のうち、前記たわみ部と前記重
り部の接合面となる領域周辺の所定領域の前記シリコン
酸化膜をエッチング除去する工程と、表面側から酸素イ
オンを高加速電圧にて注入する工程と、イオン注入後
の、前記シリコン酸化膜を除去する工程と、前記単結晶
シリコン層の表面に、たわみ部形成用単結晶シリコン層
を貼り合わせてそのたわみ部形成用単結晶シリコン層を
所定厚さに研磨する工程と、前記たわみ部形成用単結晶
シリコン層にピエゾ抵抗層となる拡散抵抗層を熱拡散に
より形成すると共に、酸素イオンを注入した領域に埋め
込みシリコン酸化膜を形成する工程と、異方性エッチン
グにより前記単結晶シリコン層の裏面側から前記埋め込
みシリコン酸化膜に到達するまで前記単結晶シリコン層
をエッチング除去する工程と、前記単結晶シリコン層の
裏面側に露出した前記埋め込みシリコン酸化膜をフッ酸
でエッチング除去する工程とを備えたことを特徴とする
ものである。
法は、略薄膜状のたわみ部と、そのたわみ部の一方の面
に接合された重り部とを備えた３軸加速度センサの製造
方法であって、その一部が重り部となる単結晶シリコン
層の表面にシリコン酸化膜を形成する工程と、前記単結
晶シリコン層の表面領域のうち、前記たわみ部と前記重
り部の接合面となる領域周辺の所定領域の前記シリコン
酸化膜をエッチング除去する工程と、表面側から酸素イ
オンを高加速電圧にて注入する工程と、イオン注入後
の、前記シリコン酸化膜を除去する工程と、前記単結晶
シリコン層の表面に、たわみ部形成用単結晶シリコン層
を貼り合わせてそのたわみ部形成用単結晶シリコン層を
所定厚さに研磨する工程と、前記たわみ部形成用単結晶
シリコン層にピエゾ抵抗層となる拡散抵抗層を熱拡散に
より形成すると共に、酸素イオンを注入した領域に埋め
込みシリコン酸化膜を形成する工程と、異方性エッチン
グにより前記単結晶シリコン層の裏面側から前記埋め込
みシリコン酸化膜に到達するまで前記単結晶シリコン層
をエッチング除去する工程と、前記単結晶シリコン層の
裏面側に露出した前記埋め込みシリコン酸化膜をフッ酸
でエッチング除去する工程とを備えたことを特徴とする
ものである。
【００１１】請求項２記載の３軸加速度センサの製造方
法では、単結晶シリコン層同士は、鏡面状の平坦な面の
全面で貼り合わされ密着性が高いため、ボイドが発生せ
ず安定した貼り合わせができる。
法では、単結晶シリコン層同士は、鏡面状の平坦な面の
全面で貼り合わされ密着性が高いため、ボイドが発生せ
ず安定した貼り合わせができる。
【００１２】請求項３記載の３軸加速度センサの製造方
法は、略薄膜状のたわみ部と、そのたわみ部の一方の面
に接合された重り部とを備えた３軸加速度センサの製造
方法であって、その一部が重り部となる単結晶シリコン
層の表面にシリコン酸化膜を形成する工程と、前記単結
晶シリコン層の表面領域のうち、前記たわみ部と前記重
り部の接合面となる領域周辺の所定領域の前記シリコン
酸化膜をエッチング除去する工程と、表面側から酸素イ
オンを高加速電圧にて注入する工程と、イオン注入後
の、前記シリコン酸化膜を除去する工程と、前記単結晶
シリコン層の表面にエピタキシャル成長層を形成すると
共に、酸素イオンを注入した領域に埋め込みシリコン酸
化膜を形成する工程と、前記エピタキシャル成長層にピ
エゾ抵抗層を形成する工程と、異方性エッチングにより
前記単結晶シリコン層の裏面側から前記埋め込みシリコ
ン酸化膜に到達するまで前記単結晶シリコン層をエッチ
ング除去する工程と、前記単結晶シリコン層の裏面側に
露出した前記埋め込みシリコン酸化膜をフッ酸でエッチ
ング除去する工程とを備えたことを特徴とするものであ
る。
法は、略薄膜状のたわみ部と、そのたわみ部の一方の面
に接合された重り部とを備えた３軸加速度センサの製造
方法であって、その一部が重り部となる単結晶シリコン
層の表面にシリコン酸化膜を形成する工程と、前記単結
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り部の接合面となる領域周辺の所定領域の前記シリコン
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オンを高加速電圧にて注入する工程と、イオン注入後
の、前記シリコン酸化膜を除去する工程と、前記単結晶
シリコン層の表面にエピタキシャル成長層を形成すると
共に、酸素イオンを注入した領域に埋め込みシリコン酸
化膜を形成する工程と、前記エピタキシャル成長層にピ
エゾ抵抗層を形成する工程と、異方性エッチングにより
前記単結晶シリコン層の裏面側から前記埋め込みシリコ
ン酸化膜に到達するまで前記単結晶シリコン層をエッチ
ング除去する工程と、前記単結晶シリコン層の裏面側に
露出した前記埋め込みシリコン酸化膜をフッ酸でエッチ
ング除去する工程とを備えたことを特徴とするものであ
る。
【００１３】請求項３記載の３軸加速度センサの製造方
法では、単結晶シリコン層同士の貼り合わせの工程がな
く、貼り合わせに起因するボイドは発生しないため、歩
留りの向上が図れる。
法では、単結晶シリコン層同士の貼り合わせの工程がな
く、貼り合わせに起因するボイドは発生しないため、歩
留りの向上が図れる。
【００１４】
【発明の実施の形態】図２の断面図に基づいて本発明の
３軸加速度センサの製造方法の一実施形態によって形成
された３軸加速度センサについて説明する。図で、１３
は略平板状の単結晶シリコン層、１４は周囲の単結晶シ
リコン層１３から分離され、単結晶シリコン層１３の表
面側に形成された略薄膜状のたわみ部１５に支持された
重り部であり、たわみ部１５の周縁部分は単結晶シリコ
ン層１３に支持されている。単結晶シリコン層１３の表
面には、たわみ部１５の歪みを電気信号に変換するピエ
ゾ抵抗層１６と、ピエゾ抵抗層１６に接続された電極層
１７が形成されている。電極層１７を形成した部分以外
の単結晶シリコン層１３の表面はシリコン酸化膜１８に
よって覆われている。また、略薄膜状のたわみ部１５の
領域のうち、重り部１４との接合部の周囲の部分には、
多結晶シリコン層１９が形成されている。
３軸加速度センサの製造方法の一実施形態によって形成
された３軸加速度センサについて説明する。図で、１３
は略平板状の単結晶シリコン層、１４は周囲の単結晶シ
リコン層１３から分離され、単結晶シリコン層１３の表
面側に形成された略薄膜状のたわみ部１５に支持された
重り部であり、たわみ部１５の周縁部分は単結晶シリコ
ン層１３に支持されている。単結晶シリコン層１３の表
面には、たわみ部１５の歪みを電気信号に変換するピエ
ゾ抵抗層１６と、ピエゾ抵抗層１６に接続された電極層
１７が形成されている。電極層１７を形成した部分以外
の単結晶シリコン層１３の表面はシリコン酸化膜１８に
よって覆われている。また、略薄膜状のたわみ部１５の
領域のうち、重り部１４との接合部の周囲の部分には、
多結晶シリコン層１９が形成されている。
【００１５】図１の断面図に基づいて、図２に示した３
軸加速度センサの製造方法の一実施形態について説明す
る。まず、（ａ）に示すように、単結晶シリコン層１３
の表面側にシリコン酸化膜２０を形成すると共に、単結
晶シリコン層１３の裏面側にシリコン酸化膜２１を形成
し、（ｂ）に示すように、単結晶シリコン層１３の表面
領域のうち、たわみ部１５と重り部１４の接合面となる
領域周辺の所定領域（たわみ部１５と重り部１４の接合
面となる領域と、最終的に基板部分として残る単結晶シ
リコン層１３の領域間の領域）のみにシリコン酸化膜２
０が残るように、シリコン酸化膜２０をエッチング除去
する。
軸加速度センサの製造方法の一実施形態について説明す
る。まず、（ａ）に示すように、単結晶シリコン層１３
の表面側にシリコン酸化膜２０を形成すると共に、単結
晶シリコン層１３の裏面側にシリコン酸化膜２１を形成
し、（ｂ）に示すように、単結晶シリコン層１３の表面
領域のうち、たわみ部１５と重り部１４の接合面となる
領域周辺の所定領域（たわみ部１５と重り部１４の接合
面となる領域と、最終的に基板部分として残る単結晶シ
リコン層１３の領域間の領域）のみにシリコン酸化膜２
０が残るように、シリコン酸化膜２０をエッチング除去
する。
【００１６】次に、（ｃ）に示すように、数十μm 厚程
度エピタキシャル成長させて、シリコン酸化膜２０上に
多結晶シリコン層１９を形成すると共に、多結晶シリコ
ン層１９が形成されている領域以外の単結晶シリコン層
１３の表面領域に、単結晶シリコンのエピタキシャル成
長層２２を形成する。さらに、（ｄ）に示すように、エ
ピタキシャル成長層２２上に熱酸化によりシリコン酸化
膜１８を形成して、（ｅ）に示すように、フォトリソグ
ラフィ工程、エッチング工程、熱拡散工程を経て、ピエ
ゾ抵抗層１６となる拡散抵抗層を形成する。
度エピタキシャル成長させて、シリコン酸化膜２０上に
多結晶シリコン層１９を形成すると共に、多結晶シリコ
ン層１９が形成されている領域以外の単結晶シリコン層
１３の表面領域に、単結晶シリコンのエピタキシャル成
長層２２を形成する。さらに、（ｄ）に示すように、エ
ピタキシャル成長層２２上に熱酸化によりシリコン酸化
膜１８を形成して、（ｅ）に示すように、フォトリソグ
ラフィ工程、エッチング工程、熱拡散工程を経て、ピエ
ゾ抵抗層１６となる拡散抵抗層を形成する。
【００１７】次に、フォトリソグラフィ工程、エッチン
グ工程を経て、ピエゾ抵抗層１６のコンタクト窓を開
け、Alスパッタ工程、フォトリソグラフィ工程、エッチ
ング工程を経て、（ｆ）に示すように、ピエゾ抵抗層１
６上に電極層１７を形成する。さらに、表面側を全面レ
ジスト（図示省略）で被覆して、（ｇ）に示すように、
フォトリソグラフィ工程、エッチング工程によって、基
板部分となる単結晶シリコン層１３から重り部１４を分
離するための溝を形成するために、裏面のシリコン酸化
膜２１に窓２３を形成し、この窓２３を通して、（ｈ）
に示すように、ドライエッチングにより、シリコン酸化
膜２０に到達するまで単結晶シリコンをエッチング除去
する。最後に、表面側の全面レジスト（図示省略）を残
したまま、薄いバッファードフッ酸で、裏面のシリコン
酸化膜２１と、エピタキシャル成長で埋め込まれ、裏面
側に露出したシリコン酸化膜２０を除去し、表面側の全
面レジストを除去すれば、（ｉ）に示すような３軸加速
度センサが完成する。
グ工程を経て、ピエゾ抵抗層１６のコンタクト窓を開
け、Alスパッタ工程、フォトリソグラフィ工程、エッチ
ング工程を経て、（ｆ）に示すように、ピエゾ抵抗層１
６上に電極層１７を形成する。さらに、表面側を全面レ
ジスト（図示省略）で被覆して、（ｇ）に示すように、
フォトリソグラフィ工程、エッチング工程によって、基
板部分となる単結晶シリコン層１３から重り部１４を分
離するための溝を形成するために、裏面のシリコン酸化
膜２１に窓２３を形成し、この窓２３を通して、（ｈ）
に示すように、ドライエッチングにより、シリコン酸化
膜２０に到達するまで単結晶シリコンをエッチング除去
する。最後に、表面側の全面レジスト（図示省略）を残
したまま、薄いバッファードフッ酸で、裏面のシリコン
酸化膜２１と、エピタキシャル成長で埋め込まれ、裏面
側に露出したシリコン酸化膜２０を除去し、表面側の全
面レジストを除去すれば、（ｉ）に示すような３軸加速
度センサが完成する。
【００１８】図３に基づいて本発明の３軸加速度センサ
の製造方法の異なる実施形態について説明する。但し、
図１に示した構成と同等構成については同符号を付すこ
ととする。まず、（ａ）に示すように、単結晶シリコン
層１３の表面側にシリコン酸化膜２０を形成すると共
に、単結晶シリコン層１３の裏面側にシリコン酸化膜２
１を形成し、（ｂ）に示すように、単結晶シリコン層１
３の表面領域のうち、たわみ部１５と重り部１４の接合
面となる領域周辺の所定領域（たわみ部１５と重り部１
４の接合面となる領域と、最終的に基板部分として残る
単結晶シリコン層１３の領域間の領域）のシリコン酸化
膜２０をエッチング除去して、イオン注入用の窓２４を
形成する。
の製造方法の異なる実施形態について説明する。但し、
図１に示した構成と同等構成については同符号を付すこ
ととする。まず、（ａ）に示すように、単結晶シリコン
層１３の表面側にシリコン酸化膜２０を形成すると共
に、単結晶シリコン層１３の裏面側にシリコン酸化膜２
１を形成し、（ｂ）に示すように、単結晶シリコン層１
３の表面領域のうち、たわみ部１５と重り部１４の接合
面となる領域周辺の所定領域（たわみ部１５と重り部１
４の接合面となる領域と、最終的に基板部分として残る
単結晶シリコン層１３の領域間の領域）のシリコン酸化
膜２０をエッチング除去して、イオン注入用の窓２４を
形成する。
【００１９】次に、（ｃ）に示すように、この窓２４を
介して、数百keV 〜数百MeV の加速電圧で酸素イオンを
単結晶シリコン層１３に注入して酸素イオン注入層２５
を形成し、裏面全面にレジスト（図示省略）を塗布し
て、（ｄ）に示すように、表面側のシリコン酸化膜２０
をフッ酸でエッチング除去する。さらに、（ｅ）に示す
ように、単結晶シリコン層１３の表面に熱処理により別
の単結晶シリコン層（たわみ部形成用単結晶シリコン層
２６）を貼り合わせて、数十μm 程度の厚さとなるよう
にたわみ部形成用単結晶シリコン層２６の表面を研磨及
びエッチングしてたわみ部形成用単結晶シリコン層２６
の表面を鏡面状に加工する。
介して、数百keV 〜数百MeV の加速電圧で酸素イオンを
単結晶シリコン層１３に注入して酸素イオン注入層２５
を形成し、裏面全面にレジスト（図示省略）を塗布し
て、（ｄ）に示すように、表面側のシリコン酸化膜２０
をフッ酸でエッチング除去する。さらに、（ｅ）に示す
ように、単結晶シリコン層１３の表面に熱処理により別
の単結晶シリコン層（たわみ部形成用単結晶シリコン層
２６）を貼り合わせて、数十μm 程度の厚さとなるよう
にたわみ部形成用単結晶シリコン層２６の表面を研磨及
びエッチングしてたわみ部形成用単結晶シリコン層２６
の表面を鏡面状に加工する。
【００２０】次に、（ｆ）に示すように、表面にシリコ
ン酸化膜１８を形成し、フォトリソグラフィ工程、エッ
チング工程、熱拡散工程を経て、たわみ部形成用単結晶
シリコン層２６の表面に、ピエゾ抵抗層１６となる拡散
抵抗層を形成する。この熱拡散工程で、酸素イオン注入
層２５の酸素はシリコンと反応するので、酸素イオン注
入層２５の領域に、埋め込みシリコン酸化膜２７が形成
される。
ン酸化膜１８を形成し、フォトリソグラフィ工程、エッ
チング工程、熱拡散工程を経て、たわみ部形成用単結晶
シリコン層２６の表面に、ピエゾ抵抗層１６となる拡散
抵抗層を形成する。この熱拡散工程で、酸素イオン注入
層２５の酸素はシリコンと反応するので、酸素イオン注
入層２５の領域に、埋め込みシリコン酸化膜２７が形成
される。
【００２１】次に、フォトリソグラフィ工程、エッチン
グ工程を経て、ピエゾ抵抗層１６のコンタクト窓を開
け、Alスパッタ工程、フォトリソグラフィ工程、エッチ
ング工程を経て、（ｇ）に示すように、ピエゾ抵抗層１
６上に電極層１７を形成する。さらに、表面側を全面レ
ジスト（図示省略）で被覆して、（ｈ）に示すように、
フォトリソグラフィ工程、エッチング工程によって、基
板部分となる単結晶シリコン層１３から重り部１４を分
離するための溝を形成するために、裏面のシリコン酸化
膜２１に窓２３を形成し、この窓２３を通して、（ｉ）
に示すように、ドライエッチングにより、埋め込みシリ
コン酸化膜２７に到達するまで単結晶シリコンをエッチ
ング除去する。最後に、表面側の全面レジスト（図示省
略）を残したまま、薄いバッファードフッ酸で、裏面の
シリコン酸化膜２１と、裏面側に露出した埋め込みシリ
コン酸化膜２７を除去し、表面側の全面レジストを除去
すれば、（ｊ）に示すような３軸加速度センサが完成す
る。
グ工程を経て、ピエゾ抵抗層１６のコンタクト窓を開
け、Alスパッタ工程、フォトリソグラフィ工程、エッチ
ング工程を経て、（ｇ）に示すように、ピエゾ抵抗層１
６上に電極層１７を形成する。さらに、表面側を全面レ
ジスト（図示省略）で被覆して、（ｈ）に示すように、
フォトリソグラフィ工程、エッチング工程によって、基
板部分となる単結晶シリコン層１３から重り部１４を分
離するための溝を形成するために、裏面のシリコン酸化
膜２１に窓２３を形成し、この窓２３を通して、（ｉ）
に示すように、ドライエッチングにより、埋め込みシリ
コン酸化膜２７に到達するまで単結晶シリコンをエッチ
ング除去する。最後に、表面側の全面レジスト（図示省
略）を残したまま、薄いバッファードフッ酸で、裏面の
シリコン酸化膜２１と、裏面側に露出した埋め込みシリ
コン酸化膜２７を除去し、表面側の全面レジストを除去
すれば、（ｊ）に示すような３軸加速度センサが完成す
る。
【００２２】図４に基づいて本発明の３軸加速度センサ
の製造方法のさらに異なる実施形態について説明する。
但し、図３に示した構成と同等構成については同符号を
付すこととする。まず、（ａ）に示すように、単結晶シ
リコン層１３の表面側にシリコン酸化膜２０を形成する
と共に、単結晶シリコン層１３の裏面側にシリコン酸化
膜２１を形成し、（ｂ）に示すように、単結晶シリコン
層１３の表面領域のうち、たわみ部１５と重り部１４の
接合面となる領域周辺の所定領域（たわみ部１５と重り
部１４の接合面となる領域と、最終的に基板部分として
残る単結晶シリコン層１３の領域間の領域）のシリコン
酸化膜２０をエッチング除去して、イオン注入用の窓２
４を形成する。
の製造方法のさらに異なる実施形態について説明する。
但し、図３に示した構成と同等構成については同符号を
付すこととする。まず、（ａ）に示すように、単結晶シ
リコン層１３の表面側にシリコン酸化膜２０を形成する
と共に、単結晶シリコン層１３の裏面側にシリコン酸化
膜２１を形成し、（ｂ）に示すように、単結晶シリコン
層１３の表面領域のうち、たわみ部１５と重り部１４の
接合面となる領域周辺の所定領域（たわみ部１５と重り
部１４の接合面となる領域と、最終的に基板部分として
残る単結晶シリコン層１３の領域間の領域）のシリコン
酸化膜２０をエッチング除去して、イオン注入用の窓２
４を形成する。
【００２３】次に、（ｃ）に示すように、この窓２４を
介して、数百keV 〜数百MeV の加速電圧で酸素イオンを
単結晶シリコン層１３に注入して酸素イオン注入層２５
を形成し、裏面全面にレジスト（図示省略）を塗布し
て、（ｄ）に示すように、表面側のシリコン酸化膜２０
をフッ酸でエッチング除去する。さらに、（ｅ）に示す
ように、エピタキシャル成長により、単結晶シリコン層
１３の表面に数十μm 程度の厚さのエピタキシャル成長
層２８を形成する。このエピタキシャル成長工程で、酸
素イオン注入層２５の酸素は、シリコンと反応して埋め
込みシリコン酸化膜２９が形成される。
介して、数百keV 〜数百MeV の加速電圧で酸素イオンを
単結晶シリコン層１３に注入して酸素イオン注入層２５
を形成し、裏面全面にレジスト（図示省略）を塗布し
て、（ｄ）に示すように、表面側のシリコン酸化膜２０
をフッ酸でエッチング除去する。さらに、（ｅ）に示す
ように、エピタキシャル成長により、単結晶シリコン層
１３の表面に数十μm 程度の厚さのエピタキシャル成長
層２８を形成する。このエピタキシャル成長工程で、酸
素イオン注入層２５の酸素は、シリコンと反応して埋め
込みシリコン酸化膜２９が形成される。
【００２４】次に、（ｆ）に示すように、表面にシリコ
ン酸化膜１８を形成し、フォトリソグラフィ工程、エッ
チング工程、熱拡散工程を経て、エピタキシャル成長層
２８の表面に、ピエゾ抵抗層１６となる拡散抵抗層を形
成する。
ン酸化膜１８を形成し、フォトリソグラフィ工程、エッ
チング工程、熱拡散工程を経て、エピタキシャル成長層
２８の表面に、ピエゾ抵抗層１６となる拡散抵抗層を形
成する。
【００２５】次に、フォトリソグラフィ工程、エッチン
グ工程を経て、ピエゾ抵抗層１６のコンタクト窓を開
け、Alスパッタ工程、フォトリソグラフィ工程、エッチ
ング工程を経て、（ｇ）に示すように、電極層１７を形
成する。さらに、表面側を全面レジスト（図示省略）で
被覆して、（ｈ）に示すように、フォトリソグラフィ工
程、エッチング工程によって、基板部分となる単結晶シ
リコン層１３から重り部１４を分離するための溝を形成
するために、裏面のシリコン酸化膜２１に窓２３を形成
し、この窓２３を通して、（ｉ）に示すように、ドライ
エッチングにより、埋め込みシリコン酸化膜２９に到達
するまで単結晶シリコンをエッチング除去する。最後
に、表面側の全面レジスト（図示省略）を残したまま、
薄いバッファードフッ酸で、裏面のシリコン酸化膜２１
と、裏面側に露出した埋め込みシリコン酸化膜２９を除
去し、表面側の全面レジストを除去すれば、（ｊ）に示
すような３軸加速度センサが完成する。
グ工程を経て、ピエゾ抵抗層１６のコンタクト窓を開
け、Alスパッタ工程、フォトリソグラフィ工程、エッチ
ング工程を経て、（ｇ）に示すように、電極層１７を形
成する。さらに、表面側を全面レジスト（図示省略）で
被覆して、（ｈ）に示すように、フォトリソグラフィ工
程、エッチング工程によって、基板部分となる単結晶シ
リコン層１３から重り部１４を分離するための溝を形成
するために、裏面のシリコン酸化膜２１に窓２３を形成
し、この窓２３を通して、（ｉ）に示すように、ドライ
エッチングにより、埋め込みシリコン酸化膜２９に到達
するまで単結晶シリコンをエッチング除去する。最後
に、表面側の全面レジスト（図示省略）を残したまま、
薄いバッファードフッ酸で、裏面のシリコン酸化膜２１
と、裏面側に露出した埋め込みシリコン酸化膜２９を除
去し、表面側の全面レジストを除去すれば、（ｊ）に示
すような３軸加速度センサが完成する。
【００２６】
【発明の効果】請求項１または請求項３記載の３軸加速
度センサの製造方法によれば、単結晶シリコン層同士の
貼り合わせの工程がなく、貼り合わせに起因するボイド
は発生しないため歩留りの向上が図れる。
度センサの製造方法によれば、単結晶シリコン層同士の
貼り合わせの工程がなく、貼り合わせに起因するボイド
は発生しないため歩留りの向上が図れる。
【００２７】請求項２記載の３軸加速度センサの製造方
法によれば、単結晶シリコン層同士は、鏡面状の平坦な
面の全面で貼り合わされ密着性が高いため、ボイドが発
生せず安定した貼り合わせができ歩留りの向上が図れ
る。
法によれば、単結晶シリコン層同士は、鏡面状の平坦な
面の全面で貼り合わされ密着性が高いため、ボイドが発
生せず安定した貼り合わせができ歩留りの向上が図れ
る。
【図１】本発明の３軸加速度センサの製造方法の一実施
形態を示す断面図である。
形態を示す断面図である。
【図２】本発明の３軸加速度センサの製造方法の一実施
形態によって形成された３軸加速度センサを示す断面図
である。
形態によって形成された３軸加速度センサを示す断面図
である。
【図３】本発明の３軸加速度センサの製造方法の異なる
実施形態を示す断面図である。
実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明の３軸加速度センサの製造方法のさらに
異なる実施形態を示す断面図である。
異なる実施形態を示す断面図である。
【図５】従来の３軸加速度センサの一例を示す断面図で
ある。
ある。
【図６】従来の３軸加速度センサの製造方法の一例を示
す断面図である。
す断面図である。
１３ 単結晶シリコン層 １４ 重り部 １５ たわみ部 １６ ピエゾ抵抗層（拡散抵抗層） １９ 多結晶シリコン層 ２０ シリコン酸化膜 ２２，２８ エピタキシャル成長層 ２６ たわみ部形成用単結晶シリコン層 ２７，２９ 埋め込みシリコン酸化膜
Claims (3)
- 【請求項１】 略薄膜状のたわみ部と、そのたわみ部の
一方の面に接合された重り部とを備えた３軸加速度セン
サの製造方法であって、その一部が重り部となる単結晶
シリコン層の表面にシリコン酸化膜を形成する工程と、
前記単結晶シリコン層の表面領域のうち、前記たわみ部
と前記重り部の接合面となる領域周辺の所定領域のみに
前記シリコン酸化膜が残るように、前記シリコン酸化膜
をエッチング除去する工程と、エピタキシャル成長によ
って、前記シリコン酸化膜上に多結晶シリコン層を形成
すると共に、前記多結晶シリコン層が形成されている領
域以外の表面領域に単結晶シリコンのエピタキシャル成
長層を形成する工程と、そのエピタキシャル成長層にピ
エゾ抵抗層を形成する工程と、異方性エッチングにより
前記単結晶シリコン層の裏面側から前記シリコン酸化膜
に到達するまで前記単結晶シリコン層をエッチング除去
する工程と、前記単結晶シリコン層の裏面側に露出した
前記シリコン酸化膜をフッ酸でエッチング除去する工程
とを備えたことを特徴とする３軸加速度センサの製造方
法。 - 【請求項２】 略薄膜状のたわみ部と、そのたわみ部の
一方の面に接合された重り部とを備えた３軸加速度セン
サの製造方法であって、その一部が重り部となる単結晶
シリコン層の表面にシリコン酸化膜を形成する工程と、
前記単結晶シリコン層の表面領域のうち、前記たわみ部
と前記重り部の接合面となる領域周辺の所定領域の前記
シリコン酸化膜をエッチング除去する工程と、表面側か
ら酸素イオンを高加速電圧にて注入する工程と、イオン
注入後の、前記シリコン酸化膜を除去する工程と、前記
単結晶シリコン層の表面に、たわみ部形成用単結晶シリ
コン層を貼り合わせてそのたわみ部形成用単結晶シリコ
ン層を所定厚さに研磨する工程と、前記たわみ部形成用
単結晶シリコン層にピエゾ抵抗層となる拡散抵抗層を熱
拡散により形成すると共に、酸素イオンを注入した領域
に埋め込みシリコン酸化膜を形成する工程と、異方性エ
ッチングにより前記単結晶シリコン層の裏面側から前記
埋め込みシリコン酸化膜に到達するまで前記単結晶シリ
コン層をエッチング除去する工程と、前記単結晶シリコ
ン層の裏面側に露出した前記埋め込みシリコン酸化膜を
フッ酸でエッチング除去する工程とを備えたことを特徴
とする３軸加速度センサの製造方法。 - 【請求項３】 略薄膜状のたわみ部と、そのたわみ部の
一方の面に接合された重り部とを備えた３軸加速度セン
サの製造方法であって、その一部が重り部となる単結晶
シリコン層の表面にシリコン酸化膜を形成する工程と、
前記単結晶シリコン層の表面領域のうち、前記たわみ部
と前記重り部の接合面となる領域周辺の所定領域の前記
シリコン酸化膜をエッチング除去する工程と、表面側か
ら酸素イオンを高加速電圧にて注入する工程と、イオン
注入後の、前記シリコン酸化膜を除去する工程と、前記
単結晶シリコン層の表面にエピタキシャル成長層を形成
すると共に、酸素イオンを注入した領域に埋め込みシリ
コン酸化膜を形成する工程と、前記エピタキシャル成長
層にピエゾ抵抗層を形成する工程と、異方性エッチング
により前記単結晶シリコン層の裏面側から前記埋め込み
シリコン酸化膜に到達するまで前記単結晶シリコン層を
エッチング除去する工程と、前記単結晶シリコン層の裏
面側に露出した前記埋め込みシリコン酸化膜をフッ酸で
エッチング除去する工程とを備えたことを特徴とする３
軸加速度センサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7190869A JPH0945937A (ja) | 1995-07-26 | 1995-07-26 | ３軸加速度センサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7190869A JPH0945937A (ja) | 1995-07-26 | 1995-07-26 | ３軸加速度センサの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0945937A true JPH0945937A (ja) | 1997-02-14 |
Family
ID=16265119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7190869A Withdrawn JPH0945937A (ja) | 1995-07-26 | 1995-07-26 | ３軸加速度センサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0945937A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998037425A1 (en) * | 1997-02-21 | 1998-08-27 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Acceleration sensor element and method of its manufacture |
| ES2137847A1 (es) * | 1997-05-28 | 1999-12-16 | Consejo Superior Investigacion | Acelerometro triaxial. |
| EP1385010A3 (en) * | 2002-07-26 | 2004-05-12 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Semiconductor acceleration sensor using doped semiconductor layer as wiring |
| US6920788B2 (en) | 2002-05-13 | 2005-07-26 | Wacoh Corporation | Acceleration sensor |
-
1995
- 1995-07-26 JP JP7190869A patent/JPH0945937A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998037425A1 (en) * | 1997-02-21 | 1998-08-27 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Acceleration sensor element and method of its manufacture |
| US6293149B1 (en) | 1997-02-21 | 2001-09-25 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Acceleration sensor element and method of its manufacture |
| ES2137847A1 (es) * | 1997-05-28 | 1999-12-16 | Consejo Superior Investigacion | Acelerometro triaxial. |
| US6920788B2 (en) | 2002-05-13 | 2005-07-26 | Wacoh Corporation | Acceleration sensor |
| EP1385010A3 (en) * | 2002-07-26 | 2004-05-12 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Semiconductor acceleration sensor using doped semiconductor layer as wiring |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20021001 |