JPH11311579A - 半導体圧力センサのダイアフラム形成方法 - Google Patents

半導体圧力センサのダイアフラム形成方法

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JPH11311579A
JPH11311579A JP11913098A JP11913098A JPH11311579A JP H11311579 A JPH11311579 A JP H11311579A JP 11913098 A JP11913098 A JP 11913098A JP 11913098 A JP11913098 A JP 11913098A JP H11311579 A JPH11311579 A JP H11311579A
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JP
Japan
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diaphragm
pressure sensor
forming
semiconductor pressure
mask
Prior art date
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Application number
JP11913098A
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Inventor
Atsushi Ogiwara
淳 荻原
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 所定の感度を有する半導体圧力センサを低コ
ストで得ることのできる半導体圧力センサのダイアフラ
ムの形成方法を提供する。 【解決手段】 半導体基板1をエッチングすることによ
り凹部を形成し、ダイアフラム11とする半導体圧力セ
ンサのダイアフラム形成方法において、半導体基板1に
対して、前記凹部を形成したい部分のみ開口したマスク
9を介して、微粒子10を高速でマスク9面の方から吹
き付けることにより、前記凹部を形成するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板をエッ
チングすることにより凹部を形成し、ダイアフラムとす
る半導体圧力センサのダイアフラムの形成方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来のKOHによる異方性エッチングを
用いた半導体圧力センサのダイアフラムの形成方法を図
3に示す。まず、図3(a)に示すように、ピエゾ抵
抗、拡散抵抗等の不純物拡散層2を形成した単結晶シリ
コン基板1の両面に、シリコン酸化膜3、及びシリコン
窒化膜4を形成する。次に、図3(b)に示すように、
さらにその上にレジスト5を塗布し、適当なマスクを用
いて露光・現像を行うことにより、ダイアフラム形成位
置のレジスト5を除去する。次に、図3(c)に示すよ
うに、前記レジスト5のパターンをマスクとして、CF
4−H2系のガスを用いたドライエッチングを行い、ダ
イアフラム形成部分のシリコン酸化膜3及びシリコン窒
化膜4を除去したの後、発煙硝酸等を用いてレジスト5
を除去する。次に、図3(d)に示すように、単結晶シ
リコン基板1を、70℃〜80℃に加熱したKOH水溶
液8に浸すことにより、単結晶シリコン基板1のむき出
しになった部分6が異方性エッチングされ、ダイアフラ
ム7が形成される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようなKOHによる異方性エッチングを用いた半導体圧
力センサのダイアフラムの形成方法では、ダイアフラム
7の側壁が大きな順テーパ角を持ち、チップ面積に対し
てダイアフラムの面積が小さくなり、圧力センサとして
の感度が低下してしまう。例えば、面方位100のシリ
コンウエハを用いた場合、ダイアフラム7の側壁はウエ
ハ面に対して35.3°の角度を持つ。この場合、感度
を大きくしようとすると、ダイアフラム開口部のマスク
上の寸法を大きく設計しなければならず、チップ面積が
増大しコストアップになってしまう。
【0004】また、RIEによるシリコンのドライエッ
チングによりダイアフラムを形成する方法は、ダイアフ
ラムの側壁は基板に対して略垂直に立つが、エッチング
レートが1μm/分に満たず、100μm以上の深いエ
ッチングが必要となるダイアフラム形成工程に使用する
ことは、スループットの点から現実的でない。
【0005】本発明は、上記の点に鑑みてなしたもので
あり、その目的とするところは、所定の感度を有する半
導体圧力センサを低コストで得ることのできる半導体圧
力センサのダイアフラムの形成方法を提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
半導体基板をエッチングすることにより凹部を形成し、
ダイアフラムとする半導体圧力センサのダイアフラム形
成方法において、半導体基板に対して、前記凹部を形成
したい部分のみ開口したマスクを介して、微粒子を高速
でマスク面の方から吹き付けることにより、前記凹部を
形成するようにしたことを特徴とするものである。
【0007】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、前記微粒子を吹き付ける角度を時間的に変
化させることにより、ダイアフラムの側壁に逆テーパ角
をつけるようにしたことを特徴とするものである。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を図面に基づき説明する。図1は本発明の第1の実施形
態に係る半導体圧力センサのダイアフラム形成方法を示
す工程図である。まず、図1(a)に示すように、ピエ
ゾ抵抗、拡散抵抗等の不純物拡散層2を形成した単結晶
シリコン基板1の両面に、シリコン酸化膜3、及びシリ
コン窒化膜4を形成する。次に、図1(b)に示すよう
に、単結晶シリコン基板1の裏面(不純物拡散層2の形
成していない面)に、感光性ドライフィルム9をラミネ
ートし、適当なマスクを用いて露光・現像を行うことに
より、感光性ドライフィルム9のダイアフラム形成位置
の部分を除去する。
【0009】次に、図1(c)に示すように、感光性ド
ライフィルム9のパターンをマスクとして、サンドブラ
スター(図示せず)により、シリコンカーバイドやアル
ミナ等の微粒子10を、高圧エアーとともに、単結晶シ
リコン基板1の裏面に吹き付け凹部を形成することによ
りダイアフラム11を形成する。
【0010】本実施形態によれば、ダイアフラム11の
側壁は、単結晶シリコン基板1に対して垂直に近い角度
で立ち上がり、一定の感度を有する半導体圧力センサが
低コストで製造できる。また、エッチングレートは20
μm/分程度と大きく、生産性にも優れている。さら
に、シリコン酸化膜3及びシリコン窒化膜4も微粒子1
0の吹き付けの1回の工程でエッチングされるので、工
程の削減がなされる。
【0011】図2は本発明の第2の実施形態に係る半導
体圧力センサのダイアフラム形成方法を示す工程図であ
る。まず、図2(a)に示すように、ピエゾ抵抗、拡散
抵抗等の不純物拡散層2を形成した単結晶シリコン基板
1の両面に、シリコン酸化膜3、及びシリコン窒化膜4
を形成する。次に、図2(b)に示すように、単結晶シ
リコン基板1の裏面(不純物拡散層2の形成していない
面)に、感光性ドライフィルム9をラミネートし、適当
なマスクを用いて露光・現像を行うことにより、感光性
ドライフィルム9のダイアフラム形成位置の部分を除去
する。
【0012】次に、図2(c)に示すように、感光性ド
ライフィルム9のパターンをマスクとして、サンドブラ
スター(図示せず)により、シリコンカーバイドやアル
ミナ等の微粒子10を、高圧エアーとともに、単結晶シ
リコン基板1の裏面に吹き付け凹部を形成することによ
りダイアフラム11を形成する。本実施形態では、ここ
で、サンドブラスターのノズル(図示せず)を単結晶シ
リコン基板1に対して所定角度傾けることにより、微粒
子10が単結晶シリコン基板1に対して所定角度を持っ
て吹き付けられるようにしている。さらに、単結晶シリ
コン基板1自体を回転させることにより、微粒子10が
吹き付けられる角度が時間的に変化するようにすること
により、図2(d)に示すように、ダイアフラム12の
側壁は全体的に逆テーパを持つようになる。
【0013】本実施形態によれば、ダイアフラム12の
側壁が逆テーパを持つので、チップ面積に占めるダイア
フラム12の面積の割合がさらに大きくなり、さらに、
感度向上とコスト低減を図ることができる。
【0014】
【発明の効果】以上のように、請求項1記載の発明によ
れば、半導体基板をエッチングすることにより凹部を形
成し、ダイアフラムとする半導体圧力センサのダイアフ
ラム形成方法において、半導体基板に対して、前記凹部
を形成したい部分のみ開口したマスクを介して、微粒子
を高速でマスク面の方から吹き付けることにより、前記
凹部を形成するようにしたので、ダイアフラムの側壁
は、半導体基板に対して垂直に近い角度で立ち上がり、
一定の感度を有する半導体圧力センサが低コストで製造
でき、また、エッチングレートが大きく、生産性にも優
れている。さらに、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜
も微粒子の吹き付けの1回の工程でエッチングされるの
で、工程の削減がなされる。
【0015】請求項2記載の発明によれば、請求項1記
載の発明において、前記微粒子を吹き付ける角度を時間
的に変化させることにより、ダイアフラムの側壁に逆テ
ーパ角をつけるようにすれば、ダイアフラムの側壁が逆
テーパを持ち、チップ面積に占めるダイアフラムの面積
の割合がさらに大きくなり、さらに、感度向上とコスト
低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る半導体圧力セン
サのダイアフラム形成方法を示す工程図である。
【図2】本発明の第2の実施形態に係る半導体圧力セン
サのダイアフラム形成方法を示す工程図である。
【図3】従来例に係る半導体圧力センサのダイアフラム
形成方法を示す工程図である。
【符号の説明】
1 単結晶シリコン基板 2 不純物拡散層 3 シリコン酸化膜 4 シリコン窒化膜 5 レジスト 6 むき出しになった部分 7 ダイアフラム 8 KOH水溶液 9 感光性ドライフィルム 10 微粒子 11 ダイアフラム 12 ダイアフラム

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板をエッチングすることにより
    凹部を形成し、ダイアフラムとする半導体圧力センサの
    ダイアフラム形成方法において、半導体基板に対して、
    前記凹部を形成したい部分のみ開口したマスクを介し
    て、微粒子を高速でマスク面の方から吹き付けることに
    より、前記凹部を形成するようにしたことを特徴とする
    半導体圧力センサのダイアフラム形成方法。
  2. 【請求項2】 前記微粒子を吹き付ける角度を時間的に
    変化させることにより、ダイアフラムの側壁に逆テーパ
    角をつけるようにしたことを特徴とする請求項1記載の
    半導体圧力センサのダイアフラム形成方法。
JP11913098A 1998-04-28 1998-04-28 半導体圧力センサのダイアフラム形成方法 Pending JPH11311579A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005214668A (ja) * 2004-01-27 2005-08-11 Kyocera Corp 圧力検出装置用パッケージ
JP2006010537A (ja) * 2004-06-25 2006-01-12 Saginomiya Seisakusho Inc 薬液用圧力センサ
JP2007017254A (ja) * 2005-07-07 2007-01-25 Mitsubishi Electric Corp 半導体圧力センサの製造方法
JP2009506323A (ja) * 2005-08-24 2009-02-12 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 圧力センサ及び製造方法
JP2010256281A (ja) * 2009-04-28 2010-11-11 Yamatake Corp 圧力センサ及びその製造方法

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