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    公开号:WO1989012912A1
    申请号:PCT/JP1989/000600
    申请日:1989-06-15
    公开日:1989-12-28
    发明作者:Yasuhiko Hata；Hiroshi Inagaki；Yukie Suzuno
    申请人:Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho；
    IPC主号:G01L9-00
    专利说明:
    [0001] 明細書 応力変換素子お よ びそ の製造方法
    [0002] 技術分野
    [0003] こ の発明 は、 応力変換素子お よ びそ の製造方法 に 係 り 、 特に そ の歪ゲ ー ジ の構造お よ びそ の製造方法 に関 す る 。
    [0004] 背景技術
    [0005] 半導体技術の進歩 に伴い、 シ リ コ ン ゃゲルマ ニ ウ ム 等の半導体の も つ ピエ ゾ抵抗効果を利用 し た 半導体セ ン サが近年注 目 さ れて い る 。
    [0006] こ の よ う な半導体セ ン サ は 、 カ ン チ レ バ ー や ダ イ ヤ フ ラ ム等の起歪部に半導体歪ゲ ー ジ を設け、 起歪部 に 生 じ た歪量を半導体歪ゲ ー ジ で検知 し 、 電気信号 と し て 出力す る も の で、 圧力、 加速度あ る い は荷重な どの 計測に用 い ら れ る 。
    [0007] そ し て、 こ の半導体歪ゲ ー ジ の 感度 （すな わ ち 歪量 に 対す る 抵抗値変化量 の比） は、 結晶性の良好 な 単結 晶薄膜あ る い は多結晶薄膜が優れてお り 、 ま た真性半 導体よ り も 不純物を含ん だ P 型半導体あ る い は n 型半 導体の方が優れて い る と さ れて い る 。 従 っ て、 単結晶 基板内 に所望の導電型の不純物拡散層バ タ 一 ン を形成 し て歪ゲ ー ジ を構成 し た も の あ る い は所望の導電型 に ド ー プ さ れた多結晶薄膜パ タ ー ン を形成 し て歪ゲ ー ジ を構成 し た も の な どが用 い ら れて い る n な かで も 、 低負荷を測定す る セ ン サ と し て は、 単結 晶基板を用い て い る も の が多い o そ の代表的な も の の 1 つ と し て 、 肉薄部を有す る ダイ ャ フ ラ ム状に整形 さ れ 1こ 口 日日 シ リ コ ン基板の表面に、 不純物拡散層か ら な る歪ゲー ジパ タ ー ン を形成 し た も のがあ る 。
    [0008] こ の拡散型の圧力セ ン サ は、 次の よ う に し て形成 さ
    [0009] *tる 0
    [0010] ま ず、 第 1 0 図 （ a ) に示すよ う に、 単結晶 シ リ コ ン基板 1 の表面を酸化 し、 酸化 シ リ コ ン膜 2 を形成す o
    [0011] 次いで、 第 1 0 図 （ b ) に示すよ う に 、 フ ォ ト リ ソ 法に よ り 、 該酸化 シ リ コ ン膜 2 内 に拡散用 の窓 Wを形 成す る 0
    [0012] こ の後、 第 1 0 図 （ c ) に示すよ う に、 該拡散用 の 窓 Wを介 し て不純物拡散を行い、 歪ゲ ー ジノヽ。 夕 一 ン 3 と し て の不純物拡散層を形成する O
    [0013] こ の よ う に し て歪ゲ ー ジパ タ ー ン 3 を形成 し た後、 第 1 0 図 （ d ) に示すよ う に、 再び熱酸化法に よ っ て 酸化 シ リ コ ン膜 2 を形成 し た後、 表面およ び裏面を レ ジ ス ト 被覆 し 、 裏面の レ ジ ス ト'の みを選択的 に 除去 し こ れをマ ス ク と し て基板の裏面側に形成 さ れた酸化 シ リ コ ン膜 2 をノ、。 タ ー ニ ン グする 。
    [0014] そ し て さ ら に、 第 1 0 図 （ e ) に示すよ う に、 シ リ コ ン基板 1 を裏面側力、 ら エ ツ チ ン グ し 、 薄肉部 4 を形 成す る 。 こ の後、 第 1 0 図 （ f ) に示す よ う に 、 蒸着法 に よ り 、 ア ル ミ ニ ウ ム等の金属膜 5 を形成 し 、 ノヽ。 タ ー ニ ン グ し て、 配線層 5 を形成す る 。
    [0015] そ し て最後 に、 こ の よ う に し て歪ゲ ー ジ形成の な さ れた シ リ コ ン 基板 1 を台座 6 に 固着 し 、 第 1 0 図 （ g ) に示 し た よ う な圧力セ ン サが完成す る 。
    [0016] こ の よ な圧力セ ン サ は、 シ リ コ ン 基扳 1 の 肉薄部 4 が、 歪ゲ ー ジ形成面の裏面側か ら圧力 を受け る と 肉 薄部 4 と 共 に歪ゲ ー ジ が歪み、 こ れに よ る 歪ゲ ー ジ抵 抗値の変化を電気信号 と し て取 り 出す よ う に し た も の であ る 。
    [0017] そ し て、 単結晶 シ リ コ ン基板を用 い て い る た め、 極 め て高感度であ る 。
    [0018] ま た高負荷を測定す る た め の セ ン サ の 代表的 な も の と し て は、 ス テ ン レ ス な どの金属 ダイ ヤ フ ラ ム上 に 不 純物 ド ー プ さ れた多結晶 シ リ コ ン 薄膜パ タ ー ン 力、 ら な る 歪ゲ ー ジ を形成 し た も のがあ る 。
    [0019] こ の薄膜圧力セ ン サ は、 次の よ う に し て形成 さ れ る 。 ま ず、 第 1 1 図 （ a ) に示すよ う に 、 肉薄部を形成 し て な る ス テ ン レ ス ダイ ヤ フ ラ ム 1 1 上 に 、 絶縁膜 と し て酸化 シ リ コ ン膜 1 2 を形成す る 。
    [0020] 次いで、 第 1 1 図 （ b ) に示す よ う に 、 プ ラ ズマ C V D 法に よ り 、 該酸化 シ リ コ ン膜 1 2 上 に 、 n 型 ま た は P 型の多結晶 シ リ コ ン 薄膜 1 3 を堆積す る o
    [0021] こ の後、 第 1 1 図 （ c ) に 示す よ う に 、 前記多結晶 シ リ コ ン薄膜 1 3 をパ タ 一ニ ン グ し 、 歪ゲ 一 ジパ タ 一 ン 1 4 を形成する 。
    [0022] そ し て最後に、 第 1 1 図 （ d ) に示すよ う に、 蒸着 法に よ り 、 ア ル ミ ニ ウ ム等の金属膜を形成 し 、 パ タ ー ニ ン グ し て、 配線層 1 5 を形成す る 。
    [0023] こ の薄膜圧力セ ン サでは、 ス テ ン レ ス ダイ ヤ フ ラ ム 1 1 の 肉薄部が起歪部を構成 し 、 こ の歪を多結晶 シ リ コ ン薄膜力、 ら なる 歪ゲ ー ジパ タ 一 ンで検出す る も ので あ る 。 .
    [0024] こ の よ う な圧力セ ン サでは、 通常歪ゲ ー ジパ タ ー ン いずれ も 第 1 2 図に示す如 く 、 プ リ ッ ジ回路を構成 し てお り 、 圧力 に起因 し た歪に よ る 歪ゲ ー ジ の抵抗値変 化に よ っ て生 じ る 配線層パ タ ー ン E 2 と E 5 と の 間の 電圧変化を検出す る こ と に よ り 圧力 を測定す る よ う に な っ てい る 。
    [0025] すな わ ち 、 無負荷時 （歪の な い時） 、 各歪ゲ ー ジパ 夕 一 ン R 1 〜 ： 4 の抵抗値はすべて等 し く と し てお 仮に、 第 1 3 図に示す如 く 圧力 P がダイ ヤ フ ラ ム 1 に作用 し た と す る と 歪ゲ一 ジパ タ ー ン R 1 と R 3 力 ダ ィ ャ フ ラ ム の周辺部に、 そ し て歪ゲ 一 ジノ、' タ ー ン R 2 と R 4 と が中央部に配 さ れる 構造 と な っ てい る た め、 歪ゲ— ジパ ター ン R 1 と R 3 は圧縮応力 を受け、 R +
    [0026] Δ R と な る 一方、 歪ゲー ジパ タ ー ン R 2 と R 4 は引 つ 張り 応力 を受けて R — と な る 。 電極配線パ タ ー ン E 1 , E 6 間 に V i nを印加す る も の と す る と 、 無負荷時に は 4 つ の歪ゲ ー ジパ タ ー ン R 1 R 2 , R 3 , R 4 はすべて等 し い故、 電極配線パ タ ー ン E 2 , E 5 間の電位 は等 し く こ れ ら の 間の電圧 は V = 0 で あ る 。
    [0027] 従 っ て第 1 3 図 に示す圧力 P の如 き 負荷がかか っ た と き 、 歪ゲ ー ジ タ ー ン R 1 , R 3 は R + Δ R 、 歪ゲ — ジ パ タ ー ン R 2 , R 4 は R — Δ R と な り 、 電極配線 、。 タ ー ン E 2 E 5 間の電圧 は
    [0028] V = 2 ( Δ R / R ) · ν ί ηと な る 。
    [0029] こ の よ う に し て負荷 に応 じ た 電圧力 出力 さ れ、 ア ン プ部 （図示せず） で増幅等の処理がな さ れ、 外部回路 に 出力せ し め ら れ る 。
    [0030] し か し な が ら 、 前者の拡散型圧力 セ ン サ の 形成 に 際 し て は、 拡散工程が 1 0 0 0 程度の高温工程を必要 と す る た め、 取扱が極めて困難で あ る 。
    [0031] ま た 、 歪ゲ ー ジ の形成後、 肉薄部形成の た め の エ ツ チ ン グがな さ れ る が、 こ の エ ッ チ ン グの保護膜 と し て の酸化 シ リ コ ン膜の形成 に （ 1 ◦ ◦ 0 c程度の ） 高温 工程が必要であ る た め、 歪ゲ ー ジ を構成す る 拡散層 の 延びを生 じ た り 、 再拡散を生 じ た り す る と い う 問題が あ っ た 。
    [0032] そ こ で、 歪ゲ ー ジ形成前 に 、 肉薄部形成の た め の ェ ツ チ ン グを お こ な う 方法 も 考え ら れて は い る 力《、 エ ツ チ ン グ に よ っ てすで に 肉薄部の形成 さ れた基板を拡散 時の高温に さ ら さね ばな ら ず、 熱歪に よ り 破壌を生 じ る 恐れ も あ り 、 こ れ も 問題の多 い方法であ つ た Ο
    [0033] ま た、 後者の薄膜圧力セ ン サでは、 歪ゲ一 ジ を構成 す る 半導体薄膜を形成す る に際 し 、 基板温度を 5 0 0
    [0034] °C程度に し なければな ら な い。 ま た、 こ の よ う なセ ン サで は、 検出精度を高め る た め に、 歪ゲー ジパ 夕 一 ン R 1 〜 R 4 の も つ抵抗値は全て一定でな ければな ら な い。 こ の た め、 パ タ ー ニ ン グに際 し 、 フ ォ ト リ ソ工程 等の繁雑な工程を得な く てはな ら な い と い う 問題があ つ た。
    [0035] 従 っ て、 起歪部の構成材料は 、 金属等咼温ゃ ^口口に 耐え ら れ る も のであ る必要があ り 、 限 ら れた も の し か 使用で き な い と い う 問題があ つ / O よ た、 金属等の導 電性材料で起歪部を構成 し た場合、 表面を絶縁膜で被 覆す る 必要があ る が、 こ の絶縁膜 も高 ¾DL -L ϊ^-耐え得 る も のでな ければな ら ず、 酸化 シ リ 3 ン膜等の 限 ら れ た も の し か使用で き な い。 さ ら に悪い こ と に は、 酸化 シ リ コ ン膜を必要な膜厚 と な る ま で積層す る に は、 多 大な時間を要 し、 コ ス 卜 の高騰の原因 と な っ てい た。
    [0036] 本発明 は、 前記実情に鑑みてな さ れた も ので、 低温 下で形成で き 、 安価で高精度の応力変換素子を提供す る こ と を 目 的 と す る'。 発明の開示
    [0037] そ こ で本発明の応力変換素子では、 歪ゲ ー ジパ タ ー ン を起歪部の少な く と も一部を構成す る 半導体基体表 面を選択的 に レ ー ザ照射す る こ と に よ っ て形成 し た不 純物領域で構成 し て い る 0
    [0038] ま た、 本発明の方法では、 歪ゲ ー ジ形成ェ程が、 起 歪部の少な く と も 一部を構成す る 半導体基体の表面に 不純物を導入す る 不純物導入工程 と 、 不純物導入の な さ れた前記半導体基体に レ ー ザ照射 し 、 不純物領域パ タ ー ン 力、 ら な る 歪ゲ 一 :ジ を形成す る レ ー ザ照射工程 と を含む よ う に し て い る o
    [0039] こ こ で、 起歪部 は全体を半導体基体で構成 し て い る も の 、 表面の みが半導体基体で構成 さ れ下地 は他の材 料か ら な る も の の両方を示す も の と す る 。
    [0040] すな わ ち 、 上記構成 に お け る レ ー ザ照射 に よ る 歪ゲ 一 ジ の形成過程は次に示す と お り で あ る 。
    [0041] ま ず、 半導体基体表面 に レ ー ザを照射す る と 、 照射 領域は レ ー ザ波長 と 半導体基体材料の 吸収係数 に 応 じ て表面か ら 光を吸収す る 0
    [0042] こ の 光 に よ る エ ネ ルギ 一 が半導体基体 に 与え ら れ る と 、 熱に変換 さ れ温度上昇がお こ る 。 そ し て こ の 温度 上昇に よ つ て半導体基体が融点以上に熱せ ら れ る と '、 溶融す る 。 （ こ の溶解深 さ は、 照射エ ネ ル ギ ー お よ び 時間 に比例す る 。 ）
    [0043] こ の と き 、 半導体基体表面に不純物が存在 し て い れ ば、 こ の不純物を取 り 込んで溶融す る た め高濃度の ド 一 ピ ン グが可能 と な る そ し て、 レ ー ザ照射を中止する と、 冷却 し始め、 溶 融領域は高濃度に ドー プされた状態で再固化す る。
    [0044] こ の と き 、 半導体基体が単锆晶半導体であ る 場合は、 不純物を取 り 込んだ状態で再び結晶成長 し、 基体と は 異な る 結晶状態の高濃度に ドー プさ れた不純物拡散領 域力、 ら な る 歪ゲ ー ジが形成 ざれる 。
    [0045] ま た、 こ の と き半導体基体が多結晶半導体であ る 場 合は、 不純物を取 り 込んだ状態で再び結晶成長 し 、 锆 晶粒径が大 き く （単結晶と な る こ と も あ る ） 、 基体 と は異な る 結晶状態の高濃度に ド ー プ さ れた不純物拡散 領域か ら な る 歪ゲ ー ジが形成 され る 。 - さ ら に ま た、 こ の と き半導体基体がァ モ ル フ ァ ス半 導体であ る 場合は、 不純物を取 り 込んだ状態で再び锆 晶成長 し、 多結晶又は微結晶 と な り 、 高濃度に ド一プ さ れた不純物拡散領域か ら な る 歪ゲー ジが形成 さ れ る 。
    [0046] と こ ろで、 こ の不純物導入工程 と し て は、 例え ば、 次に示す 3 つ の方法力 あ る 。
    [0047] そ の第 1 は、 半導体基体表面に不純物を吸着 さ せ る 方法であ り 、 例え ば レ - ザ照射を不純物含有雰囲気中 でお こ な い不純物拡散パ タ ー ン （歪ゲ — ジ） を形成す る
    [0048] 第 2 は、 半導体基体表面に不純物を含有 し た膜を形 成す る も の で、 こ の膜を拡散源 と し て不純物拡散バ タ — ン （歪ゲ ー ジ） を形成す る 。
    [0049] 第 3 は、 半導体基体形成時に半導体基体中に不純物 を含有 さ せ る も の で、 最初か ら い ずれか の導電形に ド ー プ さ れた半導体基体を形成 し て お き 、 こ の半導体基 体 に選択的 に レ ー ザ照射す る こ と に よ っ て低抵抗の不 純物拡散パ タ ー ン （歪ゲ ー ジ ） を形成す る 。 例え ば、 半導体基体が多結晶半導体であ れば、 上述 し た よ う に こ の領域の み結晶径が大 き く な り 、 低抵抗 と な る 。
    [0050] いずれの場合 も 、 歪ゲ ー ジ パ タ ー ン の形成力《 フ ォ ト リ ソ 工程を経 る こ と な く 、 低温下で な さ れ得、 製造が 容易 め る 0
    [0051] ま た 、 起歪部の表面 に半導体基体を形成 し 、 こ の 半 導体基体上 に歪ゲ ー ジパ タ ー ン を形成す る 場合 は特 に 歪ゲ — ジパ タ ー ン の形成力 フ ォ ト リ ソ 工程を経 る こ と な く 、 低温下で な さ れ得、 耐熱性あ る い は耐薬品性を 要 し な い た め起歪部を い かな る 材料で形成 し て も よ く 価柊の 低減を はか る こ と がで き る o
    [0052] 図面の 簡単な説明
    [0053] 第 1 図 （ a ) 乃至第 1 図 （ e ) は、 本発明 の第 1 の 実施例の応力変換素子の製造工程を示す図で あ り 、 第 2 図 は、 本発明実施例で用 い ら れ る レ ー ザ照射室を示 す図であ り 、 第 3 図 （ a ) お よ び第 3 図 （ b ) は、 レ 一ザ照射条件 と 歪ゲー ジパ タ ー ン と の 関係を示す図で あ り 、 第 4 図 （ a ) 乃至第 4 図 （ c ) は本発明 の第 2 の実施例の応力変換素子の製造工程を示す図で あ り 、 第 5 図 （ a ) 乃至第 5 図 （ c ) は、 本発明 の第 3 の実 施例の応力変換素子の製造工程を示す図であ り 、 第 6 図 は レーザの シ ョ ッ ト 数 と シー ト 抵抗と の関係を示す 図であ り 、 第 7 図 （ a ) 乃至第 7 図 （ c ) は、 第 3 の 実施例の第 1 の変形例であ り 、 第 8 図 （ a ) 乃至第 8 図 （ d ) は、 第 3 の実施例の第 2 の変形例であ り 、 第 9 図 は結晶性のエ ン ジニア リ ン グプラ ス チ ッ ク と 非晶 性の エ ン ジニア リ ン グプラ ス チ ッ ク と の温度と 弾性率 と の関係を示す図であ り 、 第 1 0 図お よ び第 1 1 図は 従来例の圧力セ ン サを示す図であ り 、 第 1 2 図 は、 圧 力セ ン サ の等価回路図であ り 、 第 1 3 図 は測定例の説 明図であ る 。 発明を実施する ため の最良の形態
    [0054] 本発明をよ り 詳細 に説明す る た めに、 図面を参照 し つっ こ れを説明す る 。
    [0055] 実施例 1
    [0056] 本発明の第 1 の実施例の圧力セ ン サは、 第 1 図 （ a ) 乃至第 1 図 （ e ) に そ の製造工程図を示すよ う に 、 n 型の単結晶 シ リ コ ン基板 1 1 1 をダイ ヤ フ ラ ム状 に成 形 し て起歪部を構成 し 、 こ の シ リ コ ン基板 1 1 1 の表 面 に B 2 H 6 ガス雰囲気中で レ ー ザ光 1 1 2 を照射す る こ と に よ っ て形成 し た不純物拡散パ タ ー ン カ、 ら な る 歪ゲー ジ 1 1 3 を配設 し てな る も のであ る 。
    [0057] 製造に際 し て は、 ま ず、 第 1 図 （ a ) に示す よ う に、 n 型の単結晶 シ リ コ ン基板 1 1 1 を レ ー ザ照射室に設 置 し 、 B 2 H 6 ガ ス 雰囲気中で レ ー ザ光 1 1 2 を所望 の ハ ' タ ー ン形状を な す よ う に照射す る 。
    [0058] こ の レ 一 ザ照射室は、 第 2 図 に示す よ う に 、 照射室 本体 1 0 1 と 、 こ の照射室内 に ガ ス を導入 し た り 排気 し た り す る た めの配管 1 0 2 と 、 レ ー ザ光導入用 の石 英窓 1 0 3 と 、 レ ー ザ発振器 1 0 4 と 力、 ら な り 、 照射 室 内 に 設置 さ れた試料 1 0 5 の表面 に選択的 に レ ー ザ 光照射を行 う も の で あ る 。 すな わ ち 、 レ ー ザ光ま た試 料 1 0 5 を移動 さ せ る こ と に よ り 、 微細 な 照射パ タ ー ン を描画す る こ と がで き る 。
    [0059] こ こ で は、 配管 1 0 2 を介 し て、 5 % に希釈 さ れた B 2 H e ガ ス を導入 し 、 照射室本体 1 0 1 内を 5 0 To orの B 2 H G ガ ス雰囲気 と し た後、 歪ゲ ー ジ形成領域 に 、 キ セ ノ ン ク 口 ラ イ ド エ キ シ マ レ — ザ （波長 3 0 8 nm ) を発振源 と す る 1 J ノ cilの レ 一 ザ光 1 1 2 を 1 〇 ン ヨ ッ ト 照射 し て、 単結晶 シ リ コ ン 基板 1 1 1 内 に B を拡散 し 、 歪ゲ — ジ 1 1 3 を形成す る 。 こ の と き 、 歪 ゲ 一 ジ 1 1 3 の深 さ すな わ ち 拡散深 さ は 0 . 1 111 、 表面濃度 1 0 20 cm— 3、 シ ー ト 抵抗 は 2 0 Q / cif で あ つ た 。 こ の と さ 、 レ ー ザ光照射に先立 ち 、 歪ゲ ー ジ 形成 領域の み を残す よ う に酸化 シ リ コ ン膜等の保護膜を設 け て お い て も 良 い o
    [0060] 次い で 、 第 1 図 （ b ) に示す よ う に 、 歪ゲ ー ジ形成 の な さ れた単結晶 シ リ コ ン 基板 1 1 1 の表面お よ び裏 面に 、 ェ ッ チ ン グ保護用 の マ ス ク と し て の酸化 シ リ コ ン膜 1 4 を形成 し 、 裏面側の み に ダィ ャ フ ラ ム の形 状加工の た め の ェ ッ チ ン グ用 の窓 W 1 を形成する o そ し て 、 第 1 図 ( c ) に示すよ う に、 こ の マ ス ク と し ての酸化 シ リ コ ン膜 1 1 4 の形成 さ れた単結晶 シ リ コ ン基板 1 1 1 をエ ッ チ ン グ し 、 肉薄部 1 1 5 を形成 し ダイ ャ フ ラ ム状に成形す る.。
    [0061] こ の 、 第 1 図 ( d ) に示す よ つ に、 単結晶 シ リ ン基板 1 1 の表面側の酸化 シ リ コ ン膜 1 1 4 に、 歪 ゲ一 ジ 1 3 への コ ン タ ク ト 用 の窓 W 2 を形成 し、 蒸 着法に よ り ア ル ミ 二 ゥ ム層力、 ら な る配線バタ 一 ン 1 1
    [0062] 6 を形成す る 。
    [0063] そ し て取後に、 第 1 図 （ e ) に示す よ う に、 ダィ ャ フ ラ ム状に成形 さ れた単結晶 シ リ コ ン基扳 1 1 1 をセ ク か ら な る 台座 1 1 7 に接着す る こ と に よ り 、 圧力 セ ン サが完成す る 0
    [0064] こ の よ う に し て形成 さ れた圧カ セ ン サでは、 極めて 結晶性の良好な歪ゲ 一 ジが形成 さ れる た め、 極め て高 感度であ o
    [0065] ま た 歪ゲー ジ のノヽ0 タ ー ニ ン グの た め の フ ォ 卜 リ ソ ェ程が 略で き る 上、 レ ー ザ照射に よ り 高精度の歪ゲ 一 ジ ノヽ タ 一 ンが、 高温工程を経 る こ と な く 形成さ れ る 基板は 加熱を必要 と す る こ と な く 室温程度で よ い た め、 熱に よ る 歪を生 じ る よ う な こ と も な い。
    [0066] な お 前記実施例では、 歪ゲ ー ジ の形成後に単結 - B シ リ コ ン基板 1 1 1 をエ ツ チ ン グ し、 ダイ ャ フ ム状 に成形す る よ う に し たが、 レ ー ザ照射工程で は高温 と な ら な い た め熱に よ る 歪を生 じ る こ と は な い。 従 っ て、 歪ゲ — ジ の形成 に先立ち単結晶 シ リ コ ン基板を ダイ ャ フ ラ ム 状 に成形 し てお き 、 ダイ ヤ フ ラ ム状の単結晶 シ リ コ ン 基板表面に レ — ザ照射を行い、 歪ゲ - ジ を形成 す る よ う に し て も ダイ ヤ フ ラ ム の変形を生 じ る こ と は な い
    [0067] -ま た、 いずれの場合 も 高温工程を経 る こ と な く 形成 可能で あ る た め、 取扱が容易で あ る 。
    [0068] 更 に 、 実施例で は、 ダイ ヤ フ ラ ム状の起歪部を持つ も の につ い て説明 し たが、 力 ン チ レ バ ー 等他の形状で も よ い こ と は い う ま で も な い。
    [0069] 加え て、 実施例で は不純物ガ ス 雰囲気中で レ ーザ照 射す る よ う に し た が、 半導体基体を不純物ガ ス 中 に お き 、 不純物ガス を除去 し た後、 レ ーザ照射す る よ う に し て も よ い。
    [0070] ま た エ ネ ルギ ー 密度 と 拡散深 さ と の 関係を、 シ ョ ッ ト 数を変化 さ せて測定 し た結果を第 3 図 （ a ) に示す。 こ の 図力、 ら も あ き ら 力、 な よ う に 、 レ ー ザエ ネ ノレギ 一 力く 大 き く な ればな る ほ ど、 シ ョ ッ ト 数が多 く な ればな る ほ ど、 拡散深 さ は大 き く な り 、 レ ー ザエ ネ ゾレギ 一 お よ び シ ョ ッ ト 数を調整す る こ と に よ り 拡散深 さ （ ゲ ー ジ 深 さ ） を所望の値にす る こ と がで き る 。
    [0071] さ ら に ま た 、 エ ネ ルギ ー 密度 と シ ー ト 抵抗 と の 関係 を、 シ ョ ッ ト 数を変化 さ せて測定 し た結果を第 3 図 ( b ) に示す。 この 図力、 ら も あ き ら 力、な よ う に、 レ ー ザェネ ルギ一が大き く なればな る ほ ど、 シ ョ ッ ト 数が 多 く なればな る ほ ど、 シ ー ト 抵抗は小 さ く な り 、 レ ー ザエネ ルギ ー およ び シ ョ ッ ト 数を調整す る こ と に よ り 拡散深さ を所望の値にす る こ と がで き る 。 実施例 2
    [0072] 本発明の第 2 の実施例の圧力セ ン サ は、 第 4 図 （ a ) 乃至第 4 図 （ c ) に そ の製造工程図を示すよ う に 、 ス テ ン レ ス製の ダイ ヤ フ ラ ム 1 2 1 の表面に形成 さ れた 多結晶 シ リ コ ン薄膜 1 2 2 内 に B 2 H 6 ガ ス雰囲気中 で レ ー ザ光 1 2 3 を照射す る こ と に よ っ て形成 し た不 純物拡散パ タ ー ン 力、 ら な る 歪ゲ ー ジ 1 2 4 を配設 して な る も の で あ る 。
    [0073] ま ず、 第 4 図 （ a ) に示す よ う に、 ス テ ン レ ス製の ダイ ヤ フ ラ ム 1 2 1 を 4 0 0 。C 〜 5 0 0 °C に加熱 しつ つ 、 プラ ズマ C V D 法に よ り 多結晶シ リ コ ン薄膜 1 2 2 を堆積す る 。 な お、 こ の と き 多結晶 シ リ コ ン薄膜 1 2 2 の堆積に先立ち 、 絶縁膜を積層 し て も 良い。 .
    [0074] 次いで、 第 4 図 （ b ) に示すよ う に、 こ の多結晶 シ リ コ ン薄膜 1 2 2 の形成 さ れたダイ ヤフ ラ ム 1 2 1 を レ ー ザ照射室に設置 し 、 排気後、 照射室本体 1 0 1 内 を 5 0 Toorの B 2 H 6 ガス雰囲気 と し、 歪ゲ ― ジ形成 領域に、 X e C 1 ェキ シ マ レ ー ザを発振源 と す る 0 . 5 J / の レ ー ザ光 1 2 3 を 1 0 シ ョ ッ ト 照射 し て、 多結晶 シ リ コ ン 薄膜 1 2 2 内 に B を拡散 し 、 歪ゲ ー ジ 1 2 4 を形成す る 。
    [0075] そ し て最後に 、 第 4 図 （ c ) に示す よ う に 、 蒸着法 に よ り ァ ノレ ミ ニ ゥ ム 層力、 ら な る 配線パ タ ー ン 1 2 5 を 形成す る 。
    [0076] かか る 構成に よ れば、 多 シ リ コ ン 薄膜 は高抵抗 で あ る た め、 配線パ タ ー ン の形成に先立 ち 、 絶縁膜を 形成 し な く て も 、 ダ イ ヤ フ ラ ム と 歪ゲ — ジが導通す る よ う な こ と は な い。 従 っ て第 1 〇 図 に 示 し た よ う な 従 来の ス テ ン レ ス ダイ ヤ フ ラ ム に お い て必要で あ っ た絶 縁膜の形成が不用 と な る た め、 製造 に 要す る 時間が犬 幅 に短縮 さ れ る 。 （従来は こ の絶縁膜 と し て酸化 シ リ コ ン 膜を用 い て い た 力《 こ の酸化 シ リ コ ン膜の堆積 に 5 時間程度必要で あ っ た。 ）
    [0077] ま た 、 多結晶 シ リ コ ン 薄膜を十分 に 厚 く 形成す る よ う にすれば、 耐圧 も 十分な も の が得 ら れ る 。
    [0078] ま た 、 こ の 例で は 、 歪 ゲ ― ン の上層 に絶縁膜を形成 す る 必要が な い た め 、 配線パ 夕 一 ン は平坦 な 表面上 に 形成 さ れ、 段差に よ る 断線が防止 さ れ る 。
    [0079] 更に従来 は高温工程を経て、 ス テ ン レ ス と 多結晶 シ リ コ ン と の熱膨張率の差に よ る 歪を生 じ て い た が の例で は、 高温工程を経 る こ と な く 形成で き る た め、 従来生 じ て い た よ う な歪の発生 は な く 、 信頼性の 高い 応力変換素子を得 る こ と がで き る o
    [0080] こ の よ う に 、 こ の実施例 に よ れば、 工程が大幅 に 省 略で き 、 製造が容易で信頼性の高い応力変換素子を形 成す る こ と がで き る 。 実施例 3
    [0081] 本発明の第 3 の実施例の圧力セ ン サは、 第 5 図 （ a ) 乃至第 5 図 （ c ) に そ の製造工程図を示すよ う に、 ポ リ エ ー テ ル ス ル フ ォ ン樹脂製の ダイ ヤ フ ラ ム 1 3 1 の 表面に形成 さ れた ァ モ ルフ ァ ス シ リ コ ン薄膜 1 3 2 内 に B 2 H 6 ガス雰囲気中で レ ー ザ光を照射す る こ と に よ っ て形成 した不純物拡散バ タ 一 ン か ら な る 歪ゲ ― ジ 1 3 3 を配設 し てな る も のであ る 。
    [0082] ま ず、 第 5 図 （ a ) に示す よ う に、 ポ リ エ ー テルス ル フ ォ ン樹脂製の ダイ ヤフ ラ ム 1 3 1 の表面に、 R F ス ノ、。 ッ タ法に よ り 、 膜厚 6 0 0 0 入 のァ モ ノレ フ ァ ス シ リ コ ン薄膜 1 3 2 を堆積する 。 な お、 こ の と き の堆積 条件は、 タ 一 ゲ ッ 小 と し て焼結多結晶 シ リ コ ン ま た は 単結晶 ウ ェ ハを用 い 、 R F パ ワ ー 3 0 0 Wで 1 時間ス パ ッ タ リ ン グを行 う も の と す る 。
    [0083] 次いで、 第 5 図 （ b ) に示すよ う に、 こ の ァ モ ル フ ァ ス シ リ コ ン薄膜 1 3 2 の形成 さ れた ダイ ヤ フ ラ ム 1 3 1 を レ — ザ照射室に設置 し、 排気後、 照射室本体 1 0 1 内を 5 0 Toorの Β 2 Η 6 ガ ス雰囲気 と し 、 歪ゲ — ジ形成領域に、 0 . 2 J / cif の レ ー ザ光 1 3 3 を 1 0 シ ョ ッ ト 照射 し て、 ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン薄膜 1 3 2 内 に B を拡散 し 、 歪ゲ ― ジ 1 3 4 を形成す る 。 こ の と き の歪ゲ ー ジ 1 3 4 の深 さ すな わ ち 拡散深 さ は 0 . 2 〜 0 . 4 Di シ ー ト 抵抗は数百 Ω / cif 、 抵抗率 は 1 0 _ 2 Ω cmであ っ た。 な お、 ァ モ ル フ ァ ス シ リ コ ン 薄膜 1 3 2 の膜厚を制御す る こ と に よ り 、 歪ゲ ー ジ の深 さ す な わ ち 拡散深 さ がプラ ス チ ッ ク 製の ダイ ヤ フ ラ ム 1 3 1 の表面 に到達 し な い よ う にす る こ と も 可能で あ る が レ ー ザ照射時間 は極め て短時間で あ る た め、 レ ー ザ照 射 に よ る 溶解部がダイ ヤ フ ラ ム 1 3 1 の表面に到達 し て も 、 あ ま り 影響は な い。
    [0084] そ し て最後 に、 第 5 図 （ c ) に 示す よ う に 、 蒸着法 に よ り ア ル ミ ニ ウ ム層力、 ら な る 配線パ タ ー ン 1 3 5 を 形成す る 。
    [0085] かか る 構成 に よ れば、 ァ モ ル フ ァ ス シ リ コ ン 薄膜を 用 い て高感度で信頼性の高 い 応力変換素子を得 る こ と がで き る 。 こ の応力変換素子の ゲ ー ジ率 は 4 7 で あ つ た o
    [0086] ま た 、 従来ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン 薄膜等の ァ モ ル フ ァ ス 半導体 は、 結晶性が悪い た め、 熱処理を し な い と 歪ゲ ー ジ に用 い る こ と はで き な か っ た の に対 し 、 こ の 方法 に よ れば、 レ ー ザ照射 に よ つ て不純物拡散 と 同時 に結晶性を向上 さ せ感度を 向上 さ せ る こ と がで き 、 高 温工程やパ タ ー ニ ン グの た め の フ ォ ト リ ソ 工程を経 る こ と な く 、 製造が容易で信頼性の高い 応力変換素子を 得 る こ と 力くで き る 。 従 っ て、 さ ら に は、 耐熱性お よ び耐薬品性の面で従来使用 で き な 力、 つ た プ ラ ス チ ッ ク な どの有機材料 も 使用で き 、 価格の大幅な 低減を はか る こ と がで き る 。
    [0087] 有機材料は単結晶半導体に比べ、 加工 し易 く 、 起歪 部 と 台座 と を一体成形で得る こ と がで き 、 起歪部 と台 座 と の接着等 も不用 と な る 。
    [0088] ま た、 金属材料は起歪部 と 台座と を一体成形で得 る こ と がで き る が、 起歪部の 肉厚を薄 く す る の に加工限 界があ っ た の に対 し 、 有機材料は金属材料 と 比べて も 加工性がよ く 、 さ ら に薄 く 形成で き る た め、 低負荷の 計測が可能であ る 。
    [0089] ま た、 有機材料は非導電性であ る た め、 半導体や金 属 を起歪部に用 い る 場合の よ う に起歪部 と ゲ ー ジ部 と の 間 に界在 さ せ る 必要の あ っ た絶縁膜は不用 と な る 。
    [0090] 尚、 上記実施例では 、 ポ リ エ — テ ル ス ル フ ォ ン樹脂 製の ダイ ャ フ ラ ムの表面に形成 さ れた ァモ ル フ ァ ス シ リ コ ン 薄膜内 に不純物拡散パ タ ー ンか ら な る 歪ゲ ー ジ を形成す る に際 し 、 B 2 H 6 ガ ス雰囲気中 におかれる こ と に よ つ て ァ モ ル フ ァ ス シ リ コ ン薄膜表面に吸着 さ れた B 2 H 6 を拡散源と し て用 い たが、 次に変形例を 示すよ う に、 ァ モノレ フ ァ ス シ リ コ ン薄膜表面に ァ モ ル フ ァ ス水素化ボ ロ ン a — B : H を薄 く 堆積 し、 こ れを 拡散源 と し て レ ー ザ照射 し ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン薄膜 内に不純物拡散パ タ ー ンか ら な る 歪ゲ ー ジ を形成す る 方法 も 有効であ る 。
    [0091] 加えて、 前記 レ ー ザ照射工程におけ る シ ョ ッ ト 数 と シ ー ト 抵抗 と の関係を、 レ ー ザエネ ルギ ー を変化 さ せ なが ら 測定 し た結果を第 6 図 に示す。 こ の 図カ ら も あ き ら かな よ う に、 レ ー ザエ ネ ルギ ー が大 き く な ればな る ほ ど、 シ ョ ッ ト 数力 多 く な ればな る ほ ど、 シ — ト 抵 抗は小 さ く な り 、 レ 一 ザエ ネ ノレギ ー お よ び シ ョ ッ ト 数 を調整す る こ と に よ り シ — ト 抵抗を所望の 値 に す る こ と がで き る 。 実施例 4
    [0092] こ の方法で は、 ポ リ エ ー テ ルス ル フ ォ ン樹脂製の ダ ィ ャ フ ラ ム 1 4 1 の表面に 、 R F ス パ ッ タ 法 に よ り 、 膜厚 6 0 0 0 Aの ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン 薄膜 1 4 2 を 堆積す る と こ ろ ま で は第 5 図 （ a ) に示 し た実施例 3 の工程 と 同様で あ る （第 7 図 （ a ) 参照） 。
    [0093] 次いで、 第 7 図 （ b ) に示す よ う に 、 こ の ァ モ ノレ フ ァ ス シ リ コ ン 薄膜 1 4 2 の表面 に B 2 H 6 ガ ス を原料 ガ ス と す る プ ラ ズマ C V D 法 に よ り 、 拡散源 と し て、 膜厚 5 0 〜 1 0 0 A の ア モ ル フ ァ ス 水素化ボ ロ ン 薄膜 1 4 4 を堆積す る 。
    [0094] こ の後、 第 7 図 （ c ) に示す よ う に 、 ダ イ ヤ フ ラ ム 1 4 1 を レ ー ザ照射室 に設置 し 、 排気後、 不活性ガ ス 雰囲気中で、 歪ゲ ー ジ 形成領域 に 、 ◦ . 2 J ノ erf の レ — ザ光 1 4 3 を 1 0 シ ョ ッ ト 照射 し て、 ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン 薄膜 1 4 2 内 に B を拡散 し 、 歪ゲ ― ジ 1 4 5 を形成す る 。 こ こ で非照射領域 に は そ の ま ま ァ モ ル フ ァ ス水素化ポ π ン薄膜 1 4 4 が残留 し てい る が、 こ の ァ モ ノレ フ ァ ス水素化ポ 口 ン薄膜は比抵抗が高い物質で あ る た め、 除去する こ と な く そ の ま ま に し ておい て も よ い 0 しか し、 拡散源薄膜の種類に よ つ て は レ ー ザ照 射後、 除去する 必要の あ る も の め る o
    [0095] そ し て最後に、 (第 5 図 （ c ) に示 し た の と 同様） 第 7 図 ( d ) に示す よ う に、 蒸着法に よ り ァ ゾレ ミ ニ ゥ ム層か ら な る 配線ノヽ0 夕 一 ン 1 4 6 を形成す る 。
    [0096] こ の方法に よ つ て も 、 前記実施例 3 と 同様、 製造が 谷易 信頼性の高い応力変換素子を得 る こ と がで き る 尚、 こ の例では P 形拡散源薄膜 と し てプ ラ ズマ C V D 法で形成 し た ァ モ ノレ フ ァ ス水素化ボ口 ン薄膜を用い た力《、 フ ォ ス フ ィ ン P H 3 を原料ガス と し て用 い たァ モ ノレ フ ァ ス水素化 リ ン薄膜 a — P ： H等の n 形拡散源 薄膜で も よ い
    [0097] ま た、 拡散源薄膜の形成方法 と し て は 、 こ の 他 ス ピ ン 3 — ト 法を用 い る こ と も 可能であ る 。 すな わ ち こ の 方法は、 リ ン等の n 形不純物あ る い はボロ ン等の p 形 不純物 と S i 0 2 等の ガラ ス質形成剤 と をァ ノレコ ー ル 系等の有機溶剤に溶か し た被膜形成用塗布液を半導体 基体表面 に供耠 し てス ピナ — にか け均一に塗布す る 方 法であ り 、 塗布液の濃度ゃス ビナ — の 回転数を変化 さ せ る こ と に よ り 、 膜厚を容易に制御で き る 。 從 っ 、 こ の拡散源不純物の膜厚制御に よ り 歪ゲ 一 ジの不純物 濃度を谷易に制御する こ と 力 で き る 。 実施例 5
    [0098] 更 に ま た、 実施例 3 の変形例 と し て、 半導体基体 そ の も の を不純物を含有す る 半導体薄膜で構成す る こ と も 可能であ る 。
    [0099] すな わ ち 、 ま ず、 第 7 図 （ a ) に示す ご と く 、 ポ リ エ ー テ ノレ ス ノレ フ ォ ン樹脂製の ダイ ヤ フ ラ ム 1 5 1 の 表 面 に 、 B を 含有 し て な る シ リ コ ン を タ ー ゲ ッ 卜 と し て ス パ ッ タ リ ン グ法 に よ り 、 膜厚 6 0 ◦ 0 Aの ボ ロ ン ド ー プ さ れた ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン 薄膜 1 5 2 を堆積す る 。 な お、 こ の と き の堆積条件 は、 タ ー ゲ ッ ト と し て 1 % の B を 含有 し て な る 焼結多結晶 シ リ コ ン を用 い 、 R F パ ワ ー 3 0 0 Wで 1 時間 ス パ ッ 夕 リ ン グを行 う も の と す る 。
    [0100] 次い で、 第 7 図 （ b ) に 示す よ う に 、 こ の ボ ロ ン ド ー プ さ れた ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン 薄膜 1 5 2 の 形成 さ れた ダ イ ヤ フ ラ ム 1 5 1 を レ ー ザ照射室 に設置 し 、 排 気後、 照射室本体 1 0 1 内を 5 O Toorの不活性ガ ス 雰 囲気 と し 、 歪ゲ ー ジ形成領域 に 、 0 . 2 J Z cif の レ ー ザ光 1 5 3 を 1 0 シ ョ ッ ト 照射 し て、 ボ ロ ン ド ― プ さ れた ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン 薄膜 1 5 2 の一部 に 、 ポ ロ ン ド ー プ さ れた多結晶 シ リ コ ン か ら な る 低抵抗の歪ゲ ー ジ 1 5 4 を形成す る 。 こ の と き の歪ゲ ー ジ 1 5 4 の 深 さ すな わ ち 拡散深 さ は 0 . 4 〜 0 . 8 m シ ー ト 抵 抗は数百 Ω ci、 抵抗率は 1 0 _ 2 Ω cmであ っ た。
    [0101] そ し て最後に、 第 7 図 （ c ) に示すよ う に、 蒸着法 に よ り ア ル ミ ニ ウ ム層か ら な る 配線パ タ ー ン 1 5 5 を 形成する 。
    [0102] こ の方法では、 半導体基体堆積時に、 同時に不純物 を含有 させ る よ う に してい る ため、 工数が低減 さ れ、 容易に信頼性の高い応力変換素子を得 る こ と がで き る なお、 不純物を含む半導体薄膜の形成は、 ス パ ッ タ リ ン グ法に限定さ れ る こ と な く 、 真空蒸着法、 プラ ズ マ C V D 法等を用 いて も良い。 こ こ で、 真空蒸着法を 用 い る 場合は、 B や P 等の不純物を含有す る 夕 — ゲ ッ ト を用 い る 。 ま た、 プラ ズマ C V D 法を用い る場合は B 2 H 6 ガ ス あ る い は P H s ガ ス を S i H 4 や S i 2 H e に混合 し 分解成膜す る と い う 方法を と る 。
    [0103] 尚、 前記実施例では、 ポ リ エ ー テル ス ル フ ォ ン 樹脂 を ダ イ ヤ フ ラ ム に用 い た力 、 こ の他、 ポ リ ア セ タ ー ル 等、 機械、 装置な どの部品やハ ウ ジ ン グ類の よ う にェ 業的分野で主に金属の代わ り に使用 さ れてい る い わ ゆ る "ェ ン ジニ ア リ ン グプラ ス チ ッ ク " と よ ばれ'る 各種 強化プ ラ ス チ ッ ク （高機能樹脂 と も い う ） が適用可能 であ 0 ο
    [0104] こ の起歪部に用 い ら れ る 有機材料 （エ ン ジニ ア リ ン グプラ ス チ ッ ク ） の一例を第 1 表に示す。 第 1表
    [0105] 例
    [0106] ナイロン （N6,N66,N11) ポリアセタール (POM)
    [0107] 汎用エンジニアリング 結晶性 ポリプチレンテフ夕レート プラスチック （熱可塑性） (PBT)
    [0108] 5¾1 G リエノレンァノメ レ Γ
    [0109] (耐熱性 100 140°C) (強化 PET)
    [0110] ポリカーボネ一ト（PC)
    [0111] 非晶性 変型ポリフエニレンォキシド
    [0112] (変形 PP0)
    [0113] ポリフエ二レンスルフィ ド
    [0114] (PPS) 結晶性 ポリエーテルエーテルケトン
    [0115] (PEEK) 孰^ "MJ朔¾^杜|土フ、ソ、)表^ ¾嶽¾£jfl8¾曰
    [0116] (PFA.BTFE.etc) 特殊エンプラ 熱可塑性
    [0117] (耐熱性 非架橋型
    [0118] 150°C以上）
    [0119] 非晶性
    [0120]
    [0121] ポリテトラフルォロエチレン 非熱可塑性 (PTFE) (圧縮成形主体） 全芳香族ポリエステル
    [0122] ポリイミ ド (PI)
    [0123] ポリアミノビスマレイミ ド
    [0124] (PABM)
    [0125] ¾木口桐开， J トリアジン樹脂
    [0126] 架橋性ポリイミ ド (PI), 架橋性ポリアミ ドィミ ド (PAI) こ の よ う な有機材料の う ち 、 起歪部に最 も適 し てい る の は、 加工が容易で射出成型がで き、 量産性がよ く 形状の 自 由度が高い 、 汎用エ ン ジニア リ ン グプラ ス チ ッ ク 、 熱可塑性エ ン ジニア リ ン グプラ ス チ ッ ク の う ち 非晶性の も のであ る 。 こ れ ら は機械的特性の熱的安定 性が良い。
    [0127] —方、 第 9 図に、 結晶性の エ ン ジニア リ ン グプラ ス チ ッ ク と 非晶性の エ ン ジニア リ ン グプラ ス チ ッ ク と の 温度 と弾性率 と の関係を示すよ う に、 結晶性の も の は 非晶性の も の に比べ、 機械的特性の熱的安定性は劣る が、 機械的強度は大 き い ので、 使用温度範囲 に よ っ て は優れた起歪部を構成する こ と がで き る 。
    [0128] さ ら に、 こ の例で は、 使用温度に よ っ て は、 ァ ク リ ルゃ塩化 ビニルな どのエ ン ジニア リ ン グプラ ス チ ッ ク 以外の有機材料に適用す る こ と も 可能であ り ま た、 ス テ ン レ ス な どの金属を用 い て も よ い こ と はい う ま で も な い。
    [0129] ま た、 こ の不純物導入工程に は、 前述 し た よ う に、 ( 1 ) 半導体基体表面に不純物を吸着 さ せ る 方法と 、
    [0130] ( 2 ) 半導体基体表面に不純物を含有 し た膜 （拡散源 膜） を形成す る 方法 と
    [0131] ( 3 ) 半導体基体形成時に半導体基体中 に不純物を含 有 さ せ る方法 と があ り 、 起歪部の構成材料や歪ゲー ジ
    [0132] r<
    [0133] Θ
    [0134] 瓣 ^ 4。 2 π 起歪部材 半導体基体（性質） ゲ 小 /等八力 貞往 p刑 孑 ？" f AT开 U
    [0135] 起翻才が
    [0136] 早結曰日 ^1^ r INT开 <άέ u. 1丄， つ
    [0137] (単結晶
    [0138] 半導体） 醒 P开 U 具任 开 lj XT开1 J 1
    [0139] 丄， つ 丄, , 金属等耐熱性 多結晶半導体 P型
    [0140] を有する材料 丄， 厶 丄 1 ムつ
    [0141] N型
    [0142] 画 1， 2, 3 真性 P型または N型 1， 2 金属、 プラス P型 1, 2, 3 チック材等 ァモルファス P型
    [0143] 何でもよい 半導体 麵 1, 2
    [0144] P型 1， 2 醒
    [0145] 醒 1, 2, 3
    [0146] 産業上の利用可能性
    [0147] 以上説明 し て き た よ う に 、 本発明 に かか る 応力変換 素子は、 い かな る 材料を基台 と し て用 い て も よ く 、 か つ低温下で形成で き る た め、 広 く 色 々 な分野での 応力 変換 に利用 で き る 。 特 に圧力 セ ン サ、 加速度セ ン サ を は じ め高精度の歪ゲ ー ジパ タ ー ン を必要 と す る デバィ ス の応力変換素子 と し て有効であ る 。
    权利要求:
    Claims" 請求の範囲
    ( 1 ) 単結晶半導体か ら な る 起歪部と、 表面に不純物 が存在す る 状態の下で該起歪部表面を選択的 に レ - ザ 照射す る こ と に よ っ て形成さ れた歪ゲ ー ジノ、 ° 夕 — ン と を備え た こ とを特徴 と する 応力変換素子。
    ( 2 ) 金属 あ る い は合金か ら な る 起歪部 と 、 該起歪部 麦面に配設さ れた半導体基体と 、 表面に不純物が存在 す る 状態の下で該半導体基体表面を選択的 に レ 一 ザ照 射する こ と に よ っ て形成さ れた歪ゲ ー ジパ タ 一 ン と を 備え た こ と を特徵と す る応力変換素子。
    ( 3 ) 有機材料か ら な る 起歪部 と 、 該起歪部表面に配 設 さ れた半導体基体と 、 表面に不純物が存在す る 状態 の下で該半導体基体表面を選択的 に レ - ザ照射す る こ と に よ っ て形成 さ れた歪ゲ ー ジパ タ ー ン と を備え た こ と を特徴 と す る 応力変換素子。
    ( 4 ) 起歪部 と 起歪部の表面に配設 さ れた歪ゲー ジパ 夕 — ン と を備え た応力変換素子の製造方法に おい て、 単結晶半導体か ら な る 起歪部を形成す る 起歪部形 成工程 と 、
    前記起歪部の表面に不純物を導入す る 不純物導入 工程と 、
    不純物導入の な さ れた前記起歪部表面に選択的に レ ー ザ照射 し、 不純物領域パ タ ー ン 力、 ら な る 歪ゲ — ジ を形成す る レ ー ザ照射工程 と を含む よ う に し た こ と を 特徴 と す る 応力変換素子の製造方法。 WO 89/12912 ― 2 g 一 PCT/JP89/00600
    ( 5 ) 起歪部 と 起歪部の表面に 配設 さ れた歪ゲ ー ジパ タ ー ン と を備え た応力変換素子の製造方法 に お い て、
    起歪部を形成す る 起歪部形成工程 と 、
    前記起歪部上に半導体基体を形成す る 半導体基体 形成工程 と 、
    前記半導体基体の表面に不純物を導入す る 不純物 導入工程 と 、 - 不純物導入の な さ れた前記半導体基体 に レ ー ザ照 射 し 、 不純物領域パ タ ー ン か ら な る 歪ゲ ー ジ を形成す る レ ー ザ照射工程 と を含む よ う に し た こ と を特徵 と す る 応力変換素子の製造方法。
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    US5059556A|1991-10-22|Low stress polysilicon microstructures
    US4510671A|1985-04-16|Dielectrically isolated transducer employing single crystal strain gages
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    EP0372092A1|1990-06-13|
    JPH01315172A|1989-12-20|
    EP0372092A4|1991-05-15|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1989-12-28| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): KR US |
    1989-12-28| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
    1990-02-05| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1989907276 Country of ref document: EP |
    1990-06-13| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1989907276 Country of ref document: EP |
    1994-04-12| WWW| Wipo information: withdrawn in national office|Ref document number: 1989907276 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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