JPS60154575A - Manufacturing method of semiconductor pressure sensing element - Google Patents
Manufacturing method of semiconductor pressure sensing elementInfo
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- JPS60154575A JPS60154575A JP59009961A JP996184A JPS60154575A JP S60154575 A JPS60154575 A JP S60154575A JP 59009961 A JP59009961 A JP 59009961A JP 996184 A JP996184 A JP 996184A JP S60154575 A JPS60154575 A JP S60154575A
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D48/00—Individual devices not covered by groups H10D1/00 - H10D44/00
- H10D48/50—Devices controlled by mechanical forces, e.g. pressure
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- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
- Weting (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は工業計測をはじめ自動車用や慝療用。[Detailed description of the invention] [Technical field of invention] The present invention is applicable to industrial measurement, automobiles, and medical treatments.
家電用など一般用の圧力センサに用いられる半導体圧力
検出素子の製造方法に関するものである。The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor pressure detection element used in a pressure sensor for general use such as home appliances.
近年、半導体製造技術の発展に伴い、シリコンからダイ
ヤフラム状に形成された半導体圧力検出素子を受圧部に
用いた圧力センサが開発されている。この圧力センサは
結晶構造よりなる半導体に圧力が加わると結晶にひずみ
を生じ、そのピエゾ抵抗が変化するのを利用したもので
、圧力/電気信号変換は半導体圧力検出素子自身が直接
行い、機械的な可動部がないため機械の摩耗による特性
劣化が起こらないことなどから、広く注目されるように
なってきた。2. Description of the Related Art In recent years, with the development of semiconductor manufacturing technology, pressure sensors have been developed that use a semiconductor pressure detection element made of silicon in the shape of a diaphragm as a pressure receiving part. This pressure sensor utilizes the fact that when pressure is applied to a semiconductor with a crystal structure, strain is generated in the crystal, and its piezoresistance changes.The pressure/electrical signal conversion is directly performed by the semiconductor pressure sensing element itself, and is mechanically Since there are no moving parts, there is no characteristic deterioration due to mechanical wear, and this has attracted widespread attention.
前記半導体圧力検出素子は従来シリコンウェハを化学エ
ツチングあるいは電解エツチングすることにより製造さ
れている。すなわち前者はダイヤフラムとなる面にメタ
ル、レジスト等のマスクをした後、化学薬品の化学作用
で半導体基板を溶解す・る方法である。一方、後者は半
導体基板に抵抗層を設け、電気分解の原理を利用して半
導体基板を溶解させるものである。The semiconductor pressure sensing element is conventionally manufactured by chemically etching or electrolytically etching a silicon wafer. That is, the former is a method in which a mask of metal, resist, etc. is applied to the surface that will become the diaphragm, and then the semiconductor substrate is dissolved by the chemical action of chemicals. On the other hand, the latter method involves providing a resistive layer on a semiconductor substrate and melting the semiconductor substrate using the principle of electrolysis.
しかしながら従来のこの種半導体圧力検出素子の製造方
法においては、前者では温度や濃度、攪拌条件等のエツ
チング液の管理、および時間管理を行ってエツチングの
深さを調整することが要求される。このため、工程管理
要素が多く、正確な厚さのダイヤフラムを得るための工
程管理が困難になるという不具合がある。後者では第1
図に示すように半導体基板1に抵抗層2を設けているた
め、マスク3で被覆されないエツチング部4が抵抗層2
に近接すると電流が低下するようになるため、この電流
を利用して工程管理が容易にできるという利点がある。However, in the conventional manufacturing method of this type of semiconductor pressure sensing element, the former requires controlling the etching liquid such as temperature, concentration, stirring conditions, etc., and controlling the time to adjust the depth of etching. For this reason, there are many process control elements, making it difficult to control the process to obtain a diaphragm with an accurate thickness. In the latter case, the first
As shown in the figure, since the resistive layer 2 is provided on the semiconductor substrate 1, the etched portion 4 not covered with the mask 3 is exposed to the resistive layer 2.
Since the current decreases when the current is close to , there is an advantage that process control can be easily performed using this current.
その反面、前記電流はエツチング部4が抵抗層2に近接
すると端部4aに集中するため、端部4aに鋭角なノツ
チが形成されたり、中央部4bが厚い状態で残されたり
する。その結果、鋭角なノツチに応力が集中しエツチン
グ部4によって形成されるダイヤフラムの耐圧を減少さ
せるという不都合を生じていた。On the other hand, when the etched portion 4 approaches the resistive layer 2, the current is concentrated at the end portion 4a, so that an acute notch is formed at the end portion 4a or the central portion 4b is left thick. As a result, stress concentrates on the acute notch, resulting in a disadvantage in that the withstand pressure of the diaphragm formed by the etched portion 4 is reduced.
本発明はこのような事情に鑑がみなされたもの “で、
半導体基板に抵抗層およびマスクを設け、半導体基板の
一部を電解エツチングした後、さらにこのエツチング部
を化学エツチングするというきわめて簡単な構成により
、耐圧の大きな半導体圧力検出素子を簡単な工程管理で
製造できる半導体圧力検出素子の製造方法を提供するも
のである。The present invention has been made in consideration of these circumstances.
With an extremely simple configuration in which a resistive layer and a mask are provided on a semiconductor substrate, a part of the semiconductor substrate is electrolytically etched, and this etched portion is further chemically etched, a semiconductor pressure sensing element with a high withstand voltage can be manufactured with simple process control. The present invention provides a method for manufacturing a semiconductor pressure sensing element.
以下、その構成等を図示す実施例により詳細に説明する
。Hereinafter, the configuration and the like will be explained in detail with reference to illustrated embodiments.
第2図〜第5図は本発明に係る半導体圧力検出素子の製
造方法を説明するための断面図で、これらの図において
1はシリコンウェハなどの半導体基板で、p型のほうが
n型よりピエゾ抵抗係数が大きなため、n型の半導体が
用いられ板状に形成されている。まず第2図に示すよう
にこの半導体基板1上表面にこの半導体基板1よりも相
対的に抵抗が大きな抵抗層2を設ける。この抵抗層2は
p型の抵抗層で、半導体内における不純物の拡散、ある
いはエピタキシャル成長により設けることができる。次
いで第3図に示すように半導体基板1の裏面に裏面の非
エツチング部を被覆するマスク3を設ける。このマスク
3は例えば白金ptや合金などの導電性金属、あるいは
この金属とレジスト膜との組合せたものを用いることが
できる。5は前記半導体基板1の表面を被覆するマスク
で、 1前記導電性金属のほか薬品に耐蝕性を有する耐
薬品材を使用することができる。2 to 5 are cross-sectional views for explaining the method of manufacturing a semiconductor pressure sensing element according to the present invention. In these figures, 1 is a semiconductor substrate such as a silicon wafer, and p-type is more piezoelectric than n-type. Since the resistance coefficient is large, an n-type semiconductor is used and formed into a plate shape. First, as shown in FIG. 2, a resistive layer 2 having a relatively higher resistance than the semiconductor substrate 1 is provided on the upper surface of the semiconductor substrate 1. This resistance layer 2 is a p-type resistance layer, and can be provided by diffusion of impurities in a semiconductor or by epitaxial growth. Next, as shown in FIG. 3, a mask 3 is provided on the back surface of the semiconductor substrate 1 to cover the non-etched portion of the back surface. This mask 3 can be made of, for example, a conductive metal such as platinum PT or an alloy, or a combination of this metal and a resist film. 5 is a mask that covers the surface of the semiconductor substrate 1, and in addition to the conductive metal 1, a chemical-resistant material having corrosion resistance against chemicals can be used.
そして、第4図に示す工程で水酸化ナトリウムNa’O
Hの水溶液などの電解液中に直流電源マイナス側に接続
された電極をい゛れてマイナス電性をかけ、前記マスク
3を直流電源のプラス側に接続した半導体基板1を液中
に浸し半導体基板1裏面の一部であるエツチング部4の
電解エツチングを行う。この電解エツチングの工程管理
はエツチング電流によって行うことができる。すなわち
第6図にエツチング電流Iと時間Tとの関係を示すよう
に、エツチング電流自よエツチング部4が抵抗層2に近
接するようになると減少するため、エツチング電流Iが
減少して所定電流1cとなる時間Tcで電解エツチング
を終了させる。Then, in the step shown in Fig. 4, sodium hydroxide Na'O
The electrode connected to the negative side of the DC power source is placed in an electrolytic solution such as an aqueous solution of H to apply negative electricity, and the semiconductor substrate 1 with the mask 3 connected to the positive side of the DC power source is immersed in the liquid. Electrolytic etching is performed on the etching portion 4, which is a part of the back surface of the substrate 1. The process control of this electrolytic etching can be performed using an etching current. That is, as shown in FIG. 6, which shows the relationship between the etching current I and the time T, the etching current decreases as the etched portion 4 approaches the resistive layer 2, so the etching current I decreases to a predetermined current 1c. The electrolytic etching is finished at a time Tc.
その後さらに酸などのエツチング液中に半導体基板1を
浸し、エツチング部4を化学エツチングする。この第5
図に示す化学エツチング工程における工程管理は時間管
理によって行う。Thereafter, the semiconductor substrate 1 is further immersed in an etching solution such as acid, and the etched portion 4 is chemically etched. This fifth
Process control in the chemical etching process shown in the figure is performed by time management.
このように構成された半導体圧力検出素子の製造方法に
おいては、半導体基板1に“抵抗層2を設け、導電性の
マスク3を直流電源に接続して電解エツチングしている
から、抵抗層2をエツチングの停止層として利用し、こ
の層をダイヤフラム状に残すように加工することができ
る。これは抵抗層2は半導体基板1より抵抗が大きいた
め電解されにくいからである。そして、エツチング部4
がこの抵抗層2に近接するようになると、エツチング電
流が減少するため、このエツチング電流を工程管理要素
′として容易に工程管理することができる。In the method for manufacturing the semiconductor pressure sensing element constructed in this way, the resistive layer 2 is provided on the semiconductor substrate 1, and the conductive mask 3 is connected to a DC power source for electrolytic etching. This layer can be used as an etching stop layer and processed to leave a diaphragm shape.This is because the resistance layer 2 has a higher resistance than the semiconductor substrate 1 and is less likely to be electrolyzed.
As the etching current approaches the resistive layer 2, the etching current decreases, so that the etching current can be used as a process control element to easily control the process.
さらに電解エツチングした後このエツチング部4を化学
エツチングしているから、第7図において電解エツチン
グによるエツチング部4を鎖線で示すように、前の工程
においてエツチング部4の端部4aに形成された鋭角な
ノツチを丸みを有する曲面状に加工することができる。Furthermore, since this etched portion 4 is chemically etched after electrolytic etching, as shown in FIG. 7 by the chain line in FIG. The notch can be processed into a rounded curved surface.
これは化学エツチングは同一の材質においては一様に行
われると共に、鋭角部においては他の平滑な面に比べて
薬品が供給されにくいからである。また化学エツチング
においては抵抗が小さい半導体基板1の方が速く熔解が
進行するから、前記電解エツチング工程において残され
た中央部4bの厚肉部を抵抗層2よりも速く熔解し、肉
厚が略均−となるように修正することができる。This is because chemical etching is performed uniformly on the same material, and chemicals are less likely to be supplied to sharp corners than to other smooth surfaces. In addition, in chemical etching, since the semiconductor substrate 1 with lower resistance melts faster, the thick part of the central part 4b left in the electrolytic etching process is melted faster than the resistive layer 2, and the thickness is reduced to approximately It can be modified to be even.
ここで前の電解エツチング工程においてすでにエツチン
グしているため、エツチング量は少ないからエツチング
液の管理は必要とせず時間管理のみで工程管理すること
ができる。Here, since etching has already been carried out in the previous electrolytic etching process, the amount of etching is small, so that the process can be controlled only by time management without requiring the management of the etching solution.
したがってエツチング電流と化学エツチング時間との管
理により、ダイヤフラムとなるエツチング部4の端部4
aを丸みを有する曲面状に形成することができる。Therefore, by controlling the etching current and the chemical etching time, the end portion 4 of the etching portion 4 that becomes the diaphragm can be
a can be formed into a rounded curved surface.
なお、上記実施例においてはn型の半導体基板1にp型
の抵抗Ii2を設けた例について説明したが、本発明は
これに限定されるものではなく、p型の半導体基板1に
n型の抵抗層2を設けてもよいのは勿論である。In the above embodiment, an example was explained in which a p-type resistor Ii2 was provided on an n-type semiconductor substrate 1, but the present invention is not limited to this. Of course, the resistance layer 2 may also be provided.
以上説明したように本発明によれば半導体基板上に抵抗
層を設は電解エツチングをした後、さらにこのエツチン
グ部を化学エツチングするようにしたから、電解エツチ
ングで加工された鋭角な端部を化学エツチング液程によ
り曲面状に修正することができ、しかもエツチング電流
管理と時間管理とにより工程管理することにより半導体
圧力検出素子を加工することができる。As explained above, according to the present invention, after electrolytically etching a resistive layer on a semiconductor substrate, the etched portion is further chemically etched. The curved surface shape can be corrected by the etching liquid level, and the semiconductor pressure sensing element can be processed by controlling the process by controlling the etching current and time.
したがって、従来のように端部に応力が集中するのを防
止することができるから、耐力の大きな半導体圧力検出
素子を簡単な工程管理で製造できるという効果がある。Therefore, since it is possible to prevent stress from concentrating on the end portions as in the conventional case, there is an effect that a semiconductor pressure sensing element with high proof strength can be manufactured with simple process control.
その結果、素子の厚さを薄くすることもできるから、測
定圧力に対し出力を高くすることも可能となる。As a result, since the thickness of the element can be made thinner, it is also possible to increase the output with respect to the measured pressure.
第1図は従来の半導体圧力検出素子の製造方法を説明す
るための半導体基板の断面図、第2図〜第5図は本発明
に係る半導体圧力検出素子の製造方法を説明するための
半導体基板の断面図である。
第6図は電解エツチング工程におけるエツチング電流2
時間6″関係を示すパう7・第7図31′″′′1チン
グ部の端部を拡大して示す断面図である。
1・・・・半導体基板、 2・・・・抵抗層、3・・・
・マスク、4・・・・エツチング部、4a・・・・端部
。
特許出願人 山武ハネウェル株式会社
代 理 人 山川 政樹(ほか2名)
第 1 図
第2図
第3図
ち
’、:(、s図
第7図
4 ]FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor substrate for explaining a conventional method for manufacturing a semiconductor pressure sensing element, and FIGS. 2 to 5 are semiconductor substrates for explaining a method for manufacturing a semiconductor pressure sensing element according to the present invention. FIG. Figure 6 shows the etching current 2 in the electrolytic etching process.
Fig. 7 is an enlarged cross-sectional view showing the end of the cutting part of Fig. 7 showing the time 6'' relationship. 1... Semiconductor substrate, 2... Resistance layer, 3...
・Mask, 4...Etched part, 4a...End part. Patent applicant: Yamatake Honeywell Co., Ltd. Agent: Masaki Yamakawa (and 2 others) Figure 1 Figure 2 Figure 3
Claims (1)
きな抵抗層を設けると共に裏面、に非エツチング部を被
覆するマスクを設け、前記半導体基板の裏面の一部を電
解エツチングした後、さらにこのエツチング部を化学エ
ツチングすることを特徴とする半導体圧力検出素子の製
造方法。A semiconductor substrate is provided with a resistive layer having a relatively higher resistance on the upper surface of the semiconductor substrate, and a mask is provided on the back surface of the semiconductor substrate to cover the non-etched portion, and after a part of the back surface of the semiconductor substrate is electrolytically etched, this etching is further performed. 1. A method of manufacturing a semiconductor pressure sensing element, comprising chemically etching a portion thereof.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59009961A JPS60154575A (en) | 1984-01-25 | 1984-01-25 | Manufacturing method of semiconductor pressure sensing element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59009961A JPS60154575A (en) | 1984-01-25 | 1984-01-25 | Manufacturing method of semiconductor pressure sensing element |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60154575A true JPS60154575A (en) | 1985-08-14 |
JPH0337749B2 JPH0337749B2 (en) | 1991-06-06 |
Family
ID=11734533
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59009961A Granted JPS60154575A (en) | 1984-01-25 | 1984-01-25 | Manufacturing method of semiconductor pressure sensing element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60154575A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02203570A (en) * | 1989-02-01 | 1990-08-13 | Fujikura Ltd | Manufacture of single crystal thin film member |
JPH02128934U (en) * | 1989-03-31 | 1990-10-24 | ||
JPH02281760A (en) * | 1989-04-24 | 1990-11-19 | Fujikura Ltd | Manufacture of single crystal thin-film member |
US5223086A (en) * | 1991-03-11 | 1993-06-29 | Nippondenso Co., Ltd. | Method of producing an acceleration sensor of a semiconductor |
-
1984
- 1984-01-25 JP JP59009961A patent/JPS60154575A/en active Granted
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02203570A (en) * | 1989-02-01 | 1990-08-13 | Fujikura Ltd | Manufacture of single crystal thin film member |
JPH02128934U (en) * | 1989-03-31 | 1990-10-24 | ||
JPH02281760A (en) * | 1989-04-24 | 1990-11-19 | Fujikura Ltd | Manufacture of single crystal thin-film member |
US5223086A (en) * | 1991-03-11 | 1993-06-29 | Nippondenso Co., Ltd. | Method of producing an acceleration sensor of a semiconductor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0337749B2 (en) | 1991-06-06 |
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