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JPH0645617A - 単結晶薄膜部材の製造方法 - Google Patents

単結晶薄膜部材の製造方法

Info

Publication number
JPH0645617A
JPH0645617A JP4193999A JP19399992A JPH0645617A JP H0645617 A JPH0645617 A JP H0645617A JP 4193999 A JP4193999 A JP 4193999A JP 19399992 A JP19399992 A JP 19399992A JP H0645617 A JPH0645617 A JP H0645617A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
type
etching
concentration
thin film
silicon substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP4193999A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomoaki Murakami
友章 村上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
OKI SHISUTETSUKU TOKAI KK
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
OKI SHISUTETSUKU TOKAI KK
Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by OKI SHISUTETSUKU TOKAI KK, Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical OKI SHISUTETSUKU TOKAI KK
Priority to JP4193999A priority Critical patent/JPH0645617A/ja
Publication of JPH0645617A publication Critical patent/JPH0645617A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 薄膜部の寸法のバラツキをなくすと共に、シ
リコン基板外周部への不必要なエッチングを防ぎ、また
金属薄膜の蒸着を不要とした単結晶薄膜部材を得る。 【構成】 単結晶薄膜部材の製造方法において、p型シ
リコン基板10にn型不純物を高濃度で導入した領域1
1を形成し、その領域11に高濃度で深く導入される高
濃度n型シリコン層14と、その高濃度n型シリコン層
14に接続されるn型高濃度層18とを順に成長させる
工程と、そのn型高濃度層18を電極として所定領域を
エレクトロケミカルエッチングを行う工程とを施す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ダイアフラム型シリコ
ン圧力センサ等の単結晶薄膜部材の製造方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば特開平2−203570号公報に記載されるよう
なものがあった。図3はかかる従来の単結晶薄膜部材の
製造工程断面図、図4は従来の他の単結晶薄膜部材の製
造方法を示す図である。
【0003】まず、図3(a)に示すように、n型シリ
コン基板1の表面全面にSiO2 膜等のマスク2を形成
し、n型シリコン基板1の裏面の所定領域を同様のマス
ク3により選択的に被覆する。次いで、このn型シリコ
ン基板1をKOH又はEPW(エチレンジアミンピロカ
テコール水)等のエッチャント内に浸漬する。
【0004】すると、図3(b)に示すように、n型シ
リコン基板1の裏面におけるマスク3により覆われてい
ない領域がエッチングされ、所定時間経過した後、n型
シリコン基板1をエッチャントから取り出して洗浄する
ことにより、この領域xにn型シリコン薄膜4が形成さ
れる。なお、n型シリコン基板1は数百μmの厚さを有
する。そして、例えば、結晶方位が(100)の場合の
エッチング速度は通常6μm/分であり、結晶方位が
(110)の場合のエッチング速度は通常11μm/分
である。
【0005】したがって、10及至20分間のエッチン
グで100及至200μmの深さ部分がエッチングで除
去される。この場合に、所定の膜厚のシリコン薄膜4を
形成するためには、エッチャントの組成が、例えば50
%KOHになるように比重計で濃度管理すると共に、エ
ッチャントの液温を、例えば110及至120℃内の所
定の温度に高精度で制御することにより、エッチング速
度を一定にする必要がある。
【0006】しかしながら、このような濃度管理及び温
度管理を行っても、シリコンのエッチング速度の安定性
は十分でない。また、通常シリコン基板の厚さには局部
的に又はロット間で、例えば、±10及至15μmのバ
ラツキがある。このため、数百μmの厚さを有する基板
の殆どの部分をエッチング除去して、数μmの厚さの薄
膜を均一に、かつ高歩留まりで形成することは、シリコ
ンのエッチング速度の安定性及びシリコン基板の厚さの
バラツキを考慮すると極めて困難である。
【0007】このようなウェットエッチングによる薄膜
形成方法の欠点を解消し、高精度の薄膜を形成できる方
法として、エレクトロケミカルエッチングにより、シリ
コン薄膜を形成する方法がある。このエレクトロケミカ
ルエッチング方法においては、図4に示すように、p型
シリコン基板5の表面にn型エピタキシャルシリコン層
6を形成し、更にn型シリコン層6上にSiO2 膜等の
マスク7を形成するとともに、p型シリコン基板5の裏
面に同様のマスク8を選択的に形成する。そして、n型
シリコン層6に電極9を設け、基板をエッチャント内に
浸漬して、電極9を介してn型シリコン層6に正電圧を
印加し、エッチャント側に負電圧を印加する。これによ
り、マスク8に覆われていない部分のp型シリコン基板
5がエッチングされる。この場合に、上記電圧条件下で
はp型シリコン基板5のみがエッチングされ、n型シリ
コン層6はエッチングされないので、所定の膜厚のn型
シリコン層6からなるn型シリコン薄膜が形成される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の方法では、薄膜の厚さは所定の厚さに制御する
ことはできても、シリコン基板の厚さバラツキから生じ
る薄膜部寸法xのバラツキまでは制御することができな
かった。また、エレクトロケミカルエッチングは長時間
にわたってシリコン基板をエッチングするため、シリコ
ン基板外周部にまでエッチングが及び、外周形状を崩し
てしまい、プロセス上に必要なオリフラ検出ができなく
なる、電極コンタクトの形成のために、金属膜の蒸着が
必要となる等の問題点があった。
【0009】本発明は、上記問題点を解決するために、
以上述べた薄膜部の寸法のバラツキをなくすと共に、シ
リコン基板外周部への不必要なエッチングを防ぎ、また
金属薄膜の蒸着を不要とした単結晶薄膜部材の製造方法
を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、単結晶薄膜部材の製造方法において、第
1導電型半導体基板に第2導電型半導体層を高濃度で深
く導入する工程と、該第2導電型半導体層に接続される
第2導電型の高濃度のエピタキシャル層を形成する工程
と、該エピタキシャル層を電極として所定領域をエレク
トロケミカルエッチングを行う工程とを施すようにした
ものである。
【0011】
【作用】本発明によれば、上記のように構成したので、
n型不純物を高濃度に導入した領域が電極として使用で
きるため、エレクトロケミカルエッチングの際に金属膜
を形成することなく、シリコン基板に電流を供給するこ
とができる。更には、n型不純物を高濃度に導入する領
域を、選択して形成することによって、エレクトロケミ
カルエッチングによるエッチングを所定領域だけで停止
できるようにしたので、ダイアフラム型シリコン圧力セ
ンサ等を製造する際に、そのダイアフラム部の膜厚、薄
膜寸法を所定の値に精度よく仕上げることができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の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は本発明の実施例を示す単
結晶薄膜部材の要部製造工程断面図、図2は本発明の実
施例を示す単結晶薄膜部材の第1の製造工程を示す図
で、図2(a)はその表面図、図2(b)はその断面
図、図2(c)はその裏面図である。
【0013】まず、図2(b)に示すように、例えば、
200〜500μmの厚さを有するp型シリコン基板1
0を用いて選択的にn型不純物を高濃度で導入し、領域
11を深く(15〜20μm)形成する。その際には、
図2(a)に示すように、シリコン基板10の表面に
は、薄膜部寸法を決定する非導入部分12が形成されて
いる。同様に、図2(c)に示すように、P型シリコン
基板10の裏面には、薄膜部形成用エッチング開口部1
3が形成されている。
【0014】このエッチング開口部13の寸法は、ウェ
ットエッチングの特徴から非導入部分12の寸法によっ
て決まるが、ここでは合わせずれを見込み、エッチング
開口部13の寸法は大きく取る。そのn型不純物を高濃
度で導入した領域11はエレクトロケミカルエッチング
の際のエッチングストッパーの役割を果たす。n型不純
物を高濃度で導入した領域11は、p型シリコン基板1
0の側面にまで及んでいるため、p型シリコン基板10
の外周部の形状保護の役割を果たす。
【0015】そして、図1(a)に示すように、このn
型不純物を高濃度で導入したシリコン基板表面上に、高
濃度n型シリコン層14とn型シリコン層15をエピタ
キシャル成長させる。高濃度n型シリコン層14は、エ
ッチングストップのため、n型シリコン層15は半導体
回路の形成を可能にするためのものである。その高濃度
n型シリコン層14の厚さと、n型シリコン層15の厚
さの和は、そのまま薄膜部の厚さとなる。
【0016】次に、図1(b)に示すように、エレクト
ロケミカルエッチングの際のマスク膜17として、Si
N/SiO2 膜等を選択的に形成する。p型シリコン基
板10、n型シリコン層の外周部分には、マスク膜17
には覆われていない領域を形成し、この部分には更にn
型不純物を高濃度で導入し、n型高濃度層18を形成す
る。このn型高濃度層18は低抵抗の電極領域として用
いる。その後に、エレクトロケミカルエッチング用の開
口部20をマスク膜17に設ける。n型高濃度層18の
形成の後に、開口部20を設ける理由は、p型シリコン
基板10へのn型不純物の導入を防ぐためである。
【0017】エレクトロケミカルエッチングを行なう際
には、このn型高濃度層18を電極としてリード線を導
出し、正極性端子に接続すると共に、基板をエッチャン
ト内に浸漬するエレクトロケミカルエッチングによっ
て、マスク膜17に覆われていない領域からp型シリコ
ン基板10が、一定の規則性を持ってエッチングされて
いく。このエレクトロケミカルエッチングにおいては、
シリコンのエッチングはp型シリコン基板10のみで進
行し、高濃度n型シリコン層14、n型不純物を高濃度
で導入した領域11が露出するとこのエッチングは停止
する。
【0018】したがって、エレクトロケミカルエッチン
グ工程においては、高濃度n型シリコン層14と、n型
シリコン層15がエッチング前の厚さを有して残存し、
図1(b)に示すように、薄膜部19を形成することが
できる。薄膜部の寸法について述べると、n型不純物を
高濃度で導入した領域11においては、エッチングは進
行しないので、n型不純物の非導入部分であるエッチン
グ開口部13からのみエッチングは進行する。n型不純
物の非導入部分であるエッチング開口部13は、計算値
より大きく取ってあるために、n型不純物を高濃度で導
入した領域11にエッチングが達した時には、薄膜部寸
法を決定する非導入部分12より広くエッチングされて
いることになる。
【0019】その後、図1(c)に示すように、更にエ
ッチングを進めていくと、n型不純物を高濃度で導入し
た領域11では、エッチングが進行しないので、薄膜部
寸法を決定する非導入部12のみがエッチングされる。
この時、n型不純物を高濃度で導入した領域11によっ
て段差16が形成されるが、この部分はn型不純物導入
時に深く(15〜20μm)導入することによって必要
十分な厚さを得ているため、薄膜部への影響はない。
【0020】このようにして、薄膜部の厚さと寸法を所
定の値に仕上げることができる。なお、図1(c)にお
いて、21はエッチングのために負電位が印加される電
極である。また、p型シリコン基板10の側面部分につ
いても同様で、n型不純物を高濃度で導入した領域11
が形成されているため、エッチングは停止する。
【0021】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能で
あり、それらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【0022】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、n型不純物を高濃度に導入した領域が電極とし
て使用できるため、エレクトロケミカルエッチングの際
に金属膜を形成することなく、シリコン基板に電流を供
給することができる。更には、n型不純物を高濃度に導
入する領域を、選択して形成することによって、エレク
トロケミカルエッチングによるエッチングを、所定領域
だけで停止できるようにしたので、ダイアフラム型シリ
コン圧力センサ等を製造する際に、そのダイアフラム部
の膜厚、薄膜寸法を所定の値に精度よく仕上げることが
できる。同時にn型不純物を高濃度に導入した領域は、
長時間にわたるエレクトロケミカルエッチングに対し
て、シリコン基板外周部の形状くずれ防止の効果も果た
す。
【0023】また、エピタキシャル形成時には、エッチ
ングストップ用のn型高濃度エピタキシャル層と、通常
のn型エピタキシャル層を二層で形成させているため、
表面上には容易に半導体回路を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す単結晶薄膜部材の要部製
造工程断面図である。
【図2】本発明の実施例を示す単結晶薄膜部材の第1の
製造工程を示す図である。
【図3】従来の単結晶薄膜部材の製造工程断面図であ
る。
【図4】従来の他の単結晶薄膜部材の製造方法を示す図
である。
【符号の説明】
10 P型シリコン基板 11 n型不純物を高濃度で導入した領域 12 非導入部分 13 薄膜部形成用エッチング開口部 14 高濃度n型シリコン層 15 n型シリコン層 16 段差 17 マスク膜 18 n型高濃度層 19 薄膜部 20 エレクトロケミカルエッチング用の開口部 21 電極

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a)第1導電型半導体基板に第2導電型
    半導体層を高濃度で深く導入する工程と、 (b)該第2導電型半導体層に接続される第2導電型の
    高濃度のエピタキシャル層を形成する工程と、 (c)該エピタキシャル層を電極として所定領域をエレ
    クトロケミカルエッチングを行う工程とを施すことを特
    徴とする単結晶薄膜部材の製造方法。
JP4193999A 1992-07-21 1992-07-21 単結晶薄膜部材の製造方法 Withdrawn JPH0645617A (ja)

Priority Applications (1)

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JP4193999A JPH0645617A (ja) 1992-07-21 1992-07-21 単結晶薄膜部材の製造方法

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Effective date: 19991005