JP2003207516A

JP2003207516A - 半導体加速度センサおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2003207516A
Application number: JP2002006386A
Authority: JP
Inventors: Takuo Ishida; 拓郎石田; Hiroshi Saito; 宏齊藤; Hironori Kami; 浩則上
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2002-01-15
Filing date: 2002-01-15
Publication date: 2003-07-25

Abstract

(57)【要約】【課題】撓み部の反りを抑制することが可能な半導体加
速度センサおよびその製造方法を提供する。【解決手段】センサ本体１は、矩形枠状の支持部１１を
備え、支持部１１の中央に形成された開口窓１１ａの中
に重り部１２が配置され且つ重り部１２が２つの撓み部
１３を介して支持部１１に連続一体に連結されている。
各撓み部１３には、それぞれ２個ずつのゲージ抵抗１５
が形成されている。センサ本体１の主表面にはシリコン
酸化膜１８ａが形成され、シリコン酸化膜１８ａ上に
は、シリコン窒化膜１９ａが撓み部１３に重なる部位を
除いて形成されている。シリコン酸化膜１８ａの膜厚は
撓み部１３の反り量が所望の規定範囲内となる程度に小
さく設定してある。シリコン窒化膜１９ａはセンサ本体
１の主表面側の全面にシリコン窒化膜１９ａを形成した
後で撓み部１３に重なる部位が除去されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、航空機、
家電製品などに用いられる半導体加速度センサおよびそ
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、加速度センサとして、機械的
な歪みを電気抵抗の変化として検出するものと、静電容
量の変化として検出するものが知られており、機械的な
歪みを電気抵抗の変化として検出する加速度センサとし
て、半導体製造技術を用いて形成された半導体加速度セ
ンサが提供されている。

【０００３】この種の半導体加速度センサとしては、例
えば図１７および図１８に示すように、シリコン基板を
用いて形成したセンサ本体１を備えたものがある。

【０００４】センサ本体１は、矩形枠状の支持部１１を
備え、支持部１１の中央に厚み方向の表裏に貫通する形
で形成された開口窓１１ａの中に重り部１２が配置され
るとともに、重り部１２の周囲の一辺が他の部位よりも
薄肉である撓み部１３を介して支持部１１に連続一体に
連結された構造を有する。したがって、重り部１２の周
囲には撓み部１３を除いて支持部１１との間にスリット
１４が形成され、重り部１２は支持部１１に撓み部１３
を介して揺動自在に支持されている。また、撓み部１３
は重り部１２の一辺に沿う方向に離間して２箇所に形成
されている。各撓み部１３には、それぞれ２個ずつのゲ
ージ抵抗１５が形成されている。ゲージ抵抗１５はピエ
ゾ抵抗であり、ブリッジ回路を構成するように拡散配線
１７によって接続されている。また、ブリッジ回路の各
端子となるパッド１６は支持部１１の主表面上に形成さ
れている。

【０００５】したがって、センサ本体１の厚み方向の成
分を含む外力（すなわち、加速度）が作用すると、重り
部１２の慣性によって支持部１１と重り部１２とがセン
サ本体１の厚み方向に相対的に変位し、結果的に撓み部
１３が撓んでゲージ抵抗１５の抵抗値が変化することに
なる。つまり、ゲージ抵抗１５の抵抗値の変化を検出す
ることによりセンサ本体１に作用した加速度を検出する
ことができる。このセンサ本体１は、重り部１２が片持
ち梁としての撓み部１３を介して支持部１１に結合され
ている。なお、図１７および図１８の半導体加速度セン
サは、いわゆる片持ち梁式の半導体加速度センサを構成
しているが、両持ち梁式の半導体加速度センサも知られ
ている。

【０００６】ところで、センサ本体１の主表面にはシリ
コン酸化膜（ＳｉＯ₂膜）１８ａが形成されるととも
に、このシリコン酸化膜１８ａ上にシリコン窒化膜（Ｓ
ｉ₃Ｎ₄膜）１９ａが形成されており、上述のパッド１６
は、シリコン酸化膜１８ａとシリコン窒化膜１９ａとか
らなる保護膜に形成したコンタクトホールを埋め込むよ
うに形成されて拡散配線１７と接続されている。

【０００７】また、センサ本体１の厚み方向の表面側
（図１７の上面側）にはガラス製のカバー２が接合さ
れ、またセンサ本体１の厚み方向の裏面側（図１７の下
面側）にはガラス製のカバー３が接合されている。カバ
ー２とカバー３との間に形成される空間は密封する必要
はないが、重り部１２が支持部１１に対して相対的に移
動する際に、重り部１２に対して空気による制動力（い
わゆるエアダンプ）が作用し、過度の加速度がかかった
際に重り部１２の移動量を規制することによって撓み部
１３の折損が防止されるように構成してある。両カバー
２，３において重り部１２との対向面にはそれぞれ重り
部１２の移動範囲を確保するための凹所２ａ，３ａが形
成されている。ここにおいて、センサ本体１の裏面側の
カバー３は周部がセンサ本体１の裏面に陽極接合により
接合され、センサ本体１の表面側のカバー２はセンサ本
体１の支持部１１の表面側でシリコン窒化膜１９ａ上に
全周にわたって形成されたＡｌ−Ｓｉよりなる接合用薄
膜層２２を介してセンサ本体１の表面側に陽極接合され
ている。

【０００８】以下、上記半導体加速度センサの製造方法
について図１９を参照しながら簡単に説明する。なお、
以下に説明するウェハには最終的には多数のセンサ本体
１が形成され、第１のガラス基板にはあらかじめ多数の
カバー２が形成され、第２のガラス基板にはあらかじめ
多数のカバー３が形成される。

【０００９】まず、ｎ形の単結晶シリコンからなるウェ
ハ１０にｐ形不純物を拡散することによりゲージ抵抗１
５および拡散配線１７を形成した後、ウェハ１０の表面
側および裏面側それぞれの全面にシリコン酸化膜１８
ａ，１８ｂ、シリコン窒化膜１９ａ，１９ｂを順次形成
することによって、図１９（ａ）に示す構造を得る。

【００１０】その後、ウェハ１０の表面側のシリコン酸
化膜１８ａとシリコン窒化膜１９ａとからなる保護膜に
コンタクトホールを形成してからパッド１６および接合
用薄膜層２２を形成し、次に、ウェハ１０においてスリ
ット１４および撓み部１３に対応する部位を他の部位に
比べて薄くするためにウェハ１０の裏面側のシリコン窒
化膜１９ｂおよびシリコン酸化膜１８ｂをパターニング
し、続いて、各シリコン窒化膜１９ａ，１９ｂをマスク
として、ウェハ１０においてスリット１４および撓み部
１３それぞれに対応する部位の厚さが１０μｍ程度にな
るまでウェハ１０を裏面側から異方性エッチングし、そ
の後、ウェハ１０の裏面側のシリコン窒化膜１９ｂおよ
びシリコン酸化膜１８ｂをエッチングして除去すること
によって、図１９（ｂ）に示す構造を得る。

【００１１】次に、上述のスリット１４を形成するため
にウェハ１０の表面側のシリコン窒化膜１９ａおよびシ
リコン酸化膜１８ａをパターニングし、ウェハ１０にお
いてスリット１４に対応する部位を反応性イオンエッチ
ング装置などによりエッチングすることによって、図１
９（ｃ）に示す構造を得る（このとき、ウェハ１０には
多数のセンサ本体１が形成されている）。次に、ウェハ
１０の表面側に、あらかじめ多数のカバー２が形成され
た第１のガラス基板を陽極接合により接合し、続いて、
ウェハ１０の裏面側に、あらかじめ多数のカバー３が形
成された第２のガラス基板を陽極接合により接合するこ
とによって、図１９（ｄ）に示す構造を得て、その後、
ダイシングを行うことによって、上述の図１７に示す構
造の半導体加速度センサが得られる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述の図１７に示した
半導体加速度センサにおいては、センサ本体１の表面側
にシリコン酸化膜１８ａとシリコン窒化膜１９ａとから
なる保護膜が形成されているが、シリコンに対してシリ
コン酸化膜１８ａには圧縮応力が発生し、シリコン窒化
膜１９ａには引張応力が発生する（つまり、シリコン酸
化膜１８ａとシリコン窒化膜１９ａとで符号が逆の内部
応力が発生する）ので、シリコン酸化膜１８ａとシリコ
ン窒化膜１９ａとの膜厚比を最適化することによってセ
ンサ本体１上の膜の膜応力を相殺することができる（保
護膜のみかけの応力を小さくすることができる）ことに
なる。

【００１３】しかしながら、上述の半導体加速度センサ
では、その製造プロセスにおいて、シリコン酸化膜１８
ａおよびシリコン窒化膜１９ａそれぞれの成膜時の膜厚
のばらつき（ウェハ１０面内での膜厚のばらつき、ウェ
ハ１０間での膜厚のばらつき）や、成膜後のエッチング
工程での膜厚の減少量のばらつきなどがあるので、シリ
コン酸化膜１８ａとシリコン窒化膜１９ａとの最適な膜
厚比を実現することが困難であり、結果的に保護膜に応
力が残留して撓み部１３が反ってしまい、温度特性や周
波数特性に影響してしまうという不具合があった。しか
も、残留応力による撓み部１３の反り量が大きくなりす
ぎると、加速度がかかっていないにもかかわらず重り部
１２がカバー２，３の一方に接触して正常に動作するこ
とができず不良品となるので、結果的に歩留まりが低下
してしまうという不具合があった。

【００１４】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、撓み部の反りを抑制することが可能
な半導体加速度センサおよびその製造方法を提供するこ
とにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、支持
部に重り部が支持部および重り部に比べて薄肉の撓み部
を介して揺動自在に支持され且つ撓み部内にゲージ抵抗
が形成されたセンサ本体を備え、センサ本体の主表面に
シリコン酸化膜が形成されるとともにシリコン酸化膜上
にシリコン窒化膜が形成された半導体加速度センサであ
って、前記シリコン窒化膜が撓み部に重なる部位を除い
て形成され、前記シリコン酸化膜の膜厚を撓み部の反り
量が所望の規定範囲内となる程度に小さく設定してなる
ことを特徴とするものであり、センサ本体における撓み
部上にはシリコン酸化膜しか形成されておらず、しか
も、シリコン酸化膜の膜厚は撓み部の反り量が所望の規
定範囲内となる程度に小さく設定してあるので、従来に
比べて撓み部の反りを抑制することができ、温度特性や
周波数特性を向上させることが可能になる。

【００１６】請求項２の発明は、支持部に重り部が支持
部および重り部に比べて薄肉の撓み部を介して揺動自在
に支持され且つ撓み部内にゲージ抵抗が形成されたセン
サ本体を備え、センサ本体の主表面にシリコン酸化膜が
形成されるとともにシリコン酸化膜上にシリコン窒化膜
が形成された半導体加速度センサであって、前記シリコ
ン酸化膜および前記シリコン窒化膜それぞれが撓み部に
重なる部位を除いて形成されてなることを特徴とするも
のであり、センサ本体における撓み部上には他の膜が形
成されていないので、撓み部上の膜による残留応力をな
くすことができて従来に比べ撓み部の反りを抑制するこ
とができ、従来に比べて温度特性や周波数特性を向上さ
せることができる。

【００１７】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て、前記撓み部がシリコンからなり、前記撓み部の主表
面上に熱膨張係数をシリコンの熱膨張係数に揃えるよう
に組成比を調整したシリコン酸窒化膜が形成されている
ので、撓み部がナトリウムなどで汚染されるのを抑制す
ることができるとともに耐湿性を向上でき、長期信頼性
を向上させることができる。

【００１８】請求項４の発明は、請求項２の発明におい
て、前記撓み部がシリコンからなり、前記撓み部の主表
面上に熱膨張係数をシリコンの熱膨張係数に揃えるよう
に組成比を調整したＳｉＯ_X膜（１＜ｘ＜２）が形成さ
れているので、撓み部がナトリウムなどで汚染されるの
を抑制することができるとともに耐湿性を向上でき、長
期信頼性を向上させることができる。

【００１９】請求項５の発明は、支持部に重り部が支持
部および重り部に比べて薄肉の撓み部を介して揺動自在
に支持され且つ撓み部内にゲージ抵抗が形成されたセン
サ本体を備え、センサ本体の主表面にシリコン酸化膜が
形成されるとともにシリコン酸化膜上にシリコン窒化膜
が形成された半導体加速度センサであって、前記シリコ
ン酸化膜および前記シリコン窒化膜それぞれが撓み部に
重なる部位のうちゲージ抵抗に重ならない部位を除いて
形成されてなることを特徴とするものであり、センサ本
体における撓み部上であってゲージ抵抗に重ならない部
位にはシリコン酸化膜もシリコン窒化膜も形成されてい
ないので、従来に比べて撓み部の反りを抑制することが
でき、温度特性や周波数特性を向上させることが可能に
なり、また、撓み部におけるゲージ抵抗上にはシリコン
酸化膜とシリコン窒化膜との積層膜が形成されているの
で、ゲージ抵抗がナトリウムなどで汚染されるのを抑制
することができる。

【００２０】請求項６の発明は、支持部に重り部が支持
部および重り部に比べて薄肉の撓み部を介して揺動自在
に支持され且つ撓み部内にゲージ抵抗が形成されたセン
サ本体を備え、センサ本体にはゲージ抵抗に拡散配線を
介して接続されたパッドが設けられ、センサ本体の主表
面にシリコン酸化膜が形成されるとともにシリコン酸化
膜上にシリコン窒化膜が形成された半導体加速度センサ
であって、前記シリコン酸化膜および前記シリコン窒化
膜それぞれが撓み部に重なる部位のうちゲージ抵抗およ
び拡散配線に重ならない部位を除いて形成されてなるこ
とを特徴とするものであり、センサ本体における撓み部
上であってゲージ抵抗および拡散配線に重ならない部位
にはシリコン酸化膜もシリコン窒化膜も形成されていな
いので、従来に比べて撓み部の反りを抑制することがで
き、温度特性や周波数特性を向上させることが可能にな
り、また、撓み部におけるゲージ抵抗上および拡散配線
上にはシリコン酸化膜とシリコン酸化膜との積層膜が形
成されているので、ゲージ抵抗および拡散配線がナトリ
ウムなどで汚染されるのを抑制することができる。

【００２１】請求項７の発明は、支持部に重り部が支持
部および重り部に比べて薄肉の撓み部を介して揺動自在
に支持され且つ撓み部内にゲージ抵抗が形成されたセン
サ本体を備え、センサ本体の主表面にシリコン酸化膜が
形成されるとともにシリコン酸化膜上にシリコン窒化膜
が形成された半導体加速度センサであって、前記シリコ
ン窒化膜は、撓み部に重なる部位において撓み部の延長
方向に直交する縞状にパターニングされてなることを特
徴とするものであり、センサ本体における撓み部上の膜
の残留応力による撓み部の反りを抑制することができ、
温度特性や周波数特性を向上させることができる。

【００２２】請求項８の発明は、支持部に重り部が支持
部および重り部に比べて薄肉の撓み部を介して揺動自在
に支持され且つ撓み部内にゲージ抵抗が形成されたセン
サ本体を備え、センサ本体の主表面にシリコン酸化膜が
形成されるとともにシリコン酸化膜上にシリコン窒化膜
が形成された半導体加速度センサであって、前記シリコ
ン酸化膜および前記シリコン窒化膜それぞれが撓み部に
重なる部位において撓み部の延長方向に直交する縞状に
パターニングされてなることを特徴とするものであり、
センサ本体における撓み部上の膜の残留応力を請求項７
の発明よりもさらに低減させることができ、撓み部上の
残留応力による撓み部の反りを抑制することができ、温
度特性や周波数特性を向上させることができる。

【００２３】請求項９の発明は、支持部に重り部が支持
部および重り部に比べて薄肉の撓み部を介して揺動自在
に支持され且つ撓み部内にゲージ抵抗が形成されたセン
サ本体を備え、センサ本体の主表面にシリコン酸化膜が
形成されるとともにシリコン酸化膜上にシリコン窒化膜
が形成された半導体加速度センサであって、前記シリコ
ン酸化膜が撓み部に重なる部位を除いて形成され前記シ
リコン窒化膜と撓み部との間に間隙が形成されてなるこ
とを特徴とするものであり、センサ本体における撓み部
上には他の膜が直接形成されていないので、撓み部上の
膜による残留応力をなくすことができて撓み部の反りを
抑制することができるから、従来に比べて温度特性や周
波数特性を向上させることができ、また、撓み部のナト
リウムなどによる汚染はシリコン窒化膜によって抑制さ
れる。

【００２４】請求項１０の発明は、支持部に重り部が支
持部および重り部に比べて薄肉の撓み部を介して揺動自
在に支持され且つ撓み部内にゲージ抵抗が形成されたセ
ンサ本体を備え、センサ本体の主表面に第１のシリコン
酸化膜が形成された半導体加速度センサであって、撓み
部の裏面に第１のシリコン酸化膜と同じ膜厚に設定した
第２のシリコン酸化膜が形成されてなることを特徴とす
るものであり、撓み部では表面の第１のシリコン酸化膜
の膜応力と裏面の第２のシリコン酸化膜の膜応力とでバ
ランスがとれて反りが抑制されるから、温度特性や周波
数特性を向上させることが可能になる。

【００２５】請求項１１の発明は、支持部に重り部が支
持部および重り部に比べて薄肉の撓み部を介して揺動自
在に支持され且つ撓み部内にゲージ抵抗が形成されたセ
ンサ本体を備え、センサ本体の主表面に第１のシリコン
酸化膜が形成されるとともに第１のシリコン酸化膜上に
第１のシリコン窒化膜が形成された半導体加速度センサ
であって、撓み部の裏面に第１のシリコン酸化膜と同じ
膜厚に設定した第２のシリコン酸化膜が形成され、第２
のシリコン酸化膜に第１のシリコン窒化膜と同じ膜厚に
設定した第２のシリコン窒化膜が積層されてなることを
特徴とするものであり、撓み部の表裏で膜応力のバラン
スがとれて撓み部の反りが抑制されるから、温度特性や
周波数特性を向上させることが可能になる。

【００２６】請求項１２の発明は、枠状の支持部の表裏
に貫通する開口窓内に配置した重り部が支持部および重
り部に比べて薄肉の撓み部を介して揺動自在に支持され
且つ撓み部内にゲージ抵抗が形成されたセンサ本体を備
え、センサ本体の主表面にシリコン酸化膜とシリコン窒
化膜との積層膜からなる保護膜が形成され、センサ本体
の主表面側に前記開口窓を覆うカバーが前記保護膜を介
して設けられた半導体加速度センサの製造方法であっ
て、前記カバーにおいて前記撓み部に重なる部位に開口
部を形成しておき、前記撓み部の反り量が所望の規定範
囲内となるように前記センサ本体の表面側から前記開口
部を通して前記保護膜のうち前記撓み部上の部分の膜厚
を調整することを特徴とし、センサ本体の主表面側にカ
バーを設けた後で前記保護膜のうち前記撓み部上の部分
の膜厚を調整することができるから、センサ本体の製造
プロセスの種々の変動要因によらず撓み部の反り量を所
望の規定範囲内に納めることができて歩留まりが向上
し、温度特性や周波数特性を向上した半導体加速度セン
サを低コストで提供することが可能になる。

【００２７】請求項１３の発明は、支持部に重り部が支
持部および重り部に比べて薄肉の撓み部を介して揺動自
在に支持され且つ撓み部内にゲージ抵抗が形成されたセ
ンサ本体を備え、センサ本体の主表面にシリコン酸化膜
が形成されるとともにシリコン酸化膜上にシリコン窒化
膜が形成された半導体加速度センサの製造方法であっ
て、前記センサ本体の主表面側に前記シリコン酸化膜お
よび前記シリコン窒化膜を前記撓み部が表面側へ反るよ
うに設定した膜厚で形成した後、前記撓み部の反り量が
所望の規定範囲内となるように前記撓み部を裏面側から
エッチングすることを特徴とし、前記シリコン酸化膜お
よび前記シリコン窒化膜を形成した後で前記撓み部を裏
面側からエッチングすることで撓み部の反り量を所望の
規定範囲内に納めることができて歩留まりが向上し、温
度特性や周波数特性を向上した半導体加速度センサを低
コストで提供することが可能になる。

【００２８】請求項１４の発明は、支持部に重り部が支
持部および重り部に比べて薄肉の撓み部を介して揺動自
在に支持され且つ撓み部内にゲージ抵抗が形成されたセ
ンサ本体を備え、センサ本体の主表面にシリコン酸化膜
が形成されるとともにシリコン酸化膜上にシリコン窒化
膜が形成された半導体加速度センサの製造方法であっ
て、前記センサ本体の主表面側に前記シリコン酸化膜お
よび前記シリコン窒化膜を前記撓み部が表面側へ反るよ
うに設定した膜厚で形成した後、前記シリコン窒化膜の
うち前記撓み部に重なる部位上に前記撓み部の反り量を
所望の規定範囲内に調整するための金属配線を形成して
おき、前記反り量が前記規定範囲内となるように金属配
線を溶断することを特徴とし、前記シリコン窒化膜のう
ち前記撓み部に重なる部位上に形成された金属配線を適
宜溶断することによって前記撓み部の反り量を所望の規
定範囲内に調整することができて歩留まりが向上し、温
度特性や周波数特性を向上した半導体加速度センサを低
コストで提供することが可能になる。

【００２９】

【発明の実施の形態】（実施形態１）本実施形態の半導
体加速度センサの基本構成は図１７に示した従来構成と
略同じであって、図１に示す構成のセンサ本体１を備え
ている。

【００３０】センサ本体１の基本構成は上記従来構成
（図１７および図１８参照）と略同じであって、図１に
示すように、矩形枠状の支持部１１を備え、支持部１１
の中央に厚み方向の表裏に貫通する形で形成された開口
窓１１ａの中に重り部１２が配置されるとともに、重り
部１２の周囲の一辺が他の部位よりも薄肉である撓み部
１３を介して支持部１１に連続一体に連結された構造を
有する。したがって、重り部１２の周囲には撓み部１３
を除いて支持枠１１との間にスリット１４が形成され、
重り部１２は支持部１１に撓み部１３を介して揺動自在
に支持されている。また、撓み部１３は重り部１２の一
辺に沿う方向に離間して２箇所に形成されている。各撓
み部１３には、それぞれ２個ずつのゲージ抵抗１５が形
成されている。ゲージ抵抗１５はピエゾ抵抗であり、ブ
リッジ回路を構成するように拡散配線１７によって接続
されている。また、ブリッジ回路の各端子となるパッド
１６は支持部１１に形成されている。なお、センサ本体
１はｎ形の単結晶シリコンからなるウェハを用いて製造
されるものであって、ゲージ抵抗１５および拡散配線１
７はウェハにｐ形不純物を導入することによって形成さ
れている。

【００３１】また、センサ本体１の主表面にはシリコン
酸化膜（ＳｉＯ₂膜）１８ａが形成されるとともに、こ
のシリコン酸化膜１８ａ上にシリコン窒化膜（Ｓｉ₃Ｎ₄
膜）１９ａが形成されており、上述のパッド１６は、シ
リコン酸化膜１８ａとシリコン窒化膜１９ａとからなる
保護膜に形成したコンタクトホールを埋め込むように形
成されて拡散配線１７と接続されている。なお、本実施
形態の半導体加速度センサの動作は上記従来構成と同じ
なので、上記従来構成と同様の構成要素には同一の符号
を付してある。

【００３２】ところで、本実施形態におけるセンサ本体
１は、シリコン窒化膜１９ａが撓み部１３に重なる部位
を除いて形成され、シリコン酸化膜１８ａの膜厚を撓み
部１３の反り量が所望の規定範囲内となる程度に小さく
設定してある。ここにおいて、シリコン酸化膜１８ａの
膜厚は保護膜として必要最低限の膜厚に設定してあり、
シリコン窒化膜１９ａはセンサ本体１の主表面側の全面
にシリコン窒化膜１９ａを形成した後で撓み部１３に重
なる部位が除去されている。なお、シリコン窒化膜１９
ａのうち撓み部１３に重なる部位を除去する方法として
は、例えば、反応性イオンエッチングやプラズマエッチ
ングなどのドライエッチング工程を採用してもよいし、
熱りん酸溶液やフッ酸溶液などを用いてエッチングする
ウェットエッチング工程を採用してもよい。

【００３３】しかして、本実施形態の半導体加速度セン
サでは、センサ本体１における撓み部１３上にはシリコ
ン酸化膜１８ａしか形成されておらず、しかも、シリコ
ン酸化膜１８ａの膜厚は撓み部１３の反り量が所望の規
定範囲内となる程度に小さく設定してあるので、撓み部
１３の上の膜による残留応力を低減することができ、撓
み部１２の反りを抑制することができ、温度特性や周波
数特性を向上させることが可能になる。

【００３４】（実施形態２）本実施形態の半導体加速度
センサの基本構成は実施形態１と略同じであって、図２
に示すように、センサ本体１の主表面側のシリコン酸化
膜１８ａが撓み部１３に重なる部位を除いて形成されて
いる点が相違する。なお、他の構成は実施形態１と同じ
であるから、実施形態１と同様の構成要素には同一の符
号を付して説明を省略する。

【００３５】すなわち、本実施形態におけるセンサ本体
１は、シリコン酸化膜１８ａおよびシリコン窒化膜１９
ａそれぞれが撓み部１３と重なる部位を除いて形成され
ている。シリコン酸化膜１８ａおよびシリコン窒化膜１
９ａは、センサ本体１の主表面側の全面にシリコン酸化
膜１８ａおよびシリコン窒化膜１９ａを形成した後で撓
み部１３に重なる部位が除去されている。なお、シリコ
ン窒化膜１９ａのうち撓み部１３に重なる部位を除去す
る方法としては、例えば、反応性イオンエッチングやプ
ラズマエッチングなどのドライエッチング工程を採用し
てもよいし、熱りん酸溶液やフッ酸溶液などを用いてエ
ッチングするウェットエッチング工程を採用してもよ
い。また、シリコン酸化膜１８ａのうち撓み部１３に重
なる部位を除去する方法としては、例えば、反応性イオ
ンエッチングやプラズマエッチングなどのドライエッチ
ング工程を採用してもよいし、フッ酸溶液などを用いて
エッチングするウェットエッチング工程を採用してもよ
い。

【００３６】しかして、本実施形態の半導体加速度セン
サでは、センサ本体１における撓み部１３上に他の膜
（シリコン酸化膜１８ａ、シリコン窒化膜１９ａ）が形
成されていないので、撓み部１３の上の膜による残留応
力をなくすことができて撓み部１２の反りを抑制するこ
とができ、温度特性や周波数特性を向上させることがで
きる。

【００３７】（実施形態３）ところで、実施形態２の半
導体加速度センサでは、センサ本体１の撓み部１３に形
成されたゲージ抵抗１５の表面側に他の膜（シリコン酸
化膜１８ａ、シリコン窒化膜１９ａ）が形成されていな
いので、例えば、カバー２を陽極接合する際に析出する
ナトリウムによるゲージ抵抗１５の汚染や耐湿性の問題
に注意する必要がある。

【００３８】これに対して、本実施形態の半導体加速度
センサでは、図３に示すように、センサ本体１における
撓み部１３の主表面上にシリコン酸窒化膜２３を形成し
てある。ここにおいて、シリコン酸窒化膜２３は、セン
サ本体１の主表面側の全面にシリコン酸化膜１８ａおよ
びシリコン窒化膜１９ａを形成した後でシリコン酸化膜
１８ａおよびシリコン窒化膜１９ａそれぞれにおいて撓
み部１３に重なる部位を除去した後で撓み部１３の主表
面上に形成している。シリコン酸窒化膜２３の形成方法
としては、例えば、Ｎ₂ＯとＮＨ₃（あるいはＮ₂）など
のガスを用いてプラズマＣＶＤ法により形成すればよ
い。また、シリコン酸窒化膜２３は、熱膨張係数がシリ
コンの熱膨張係数に略等しくなる（シリコンの熱膨張係
数に揃う）ように組成比を調整してある。なお、他の構
成は実施形態２と同じであるから、実施形態２と同様の
構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

【００３９】しかして、本実施形態の半導体加速度セン
サでは、撓み部１３の主表面上に熱膨張係数をシリコン
の熱膨張係数に揃えるように組成比を調整したシリコン
酸窒化膜２３が形成されているので、撓み部１３の上の
膜の残留応力を低減し且つ撓み部１３の反りを抑制しな
がらも撓み部１３がナトリウムなどで汚染されるのを抑
制することができるとともに耐湿性を向上でき、長期信
頼性を向上させることができる。

【００４０】（実施形態４）ところで、実施形態２の半
導体加速度センサでは、センサ本体１の撓み部１３に形
成されたゲージ抵抗１５の表面側に他の膜（シリコン酸
化膜１８ａ、シリコン窒化膜１９ａ）が形成されていな
いので、例えば、カバー２を陽極接合する際に析出する
ナトリウムによるゲージ抵抗１５の汚染や耐湿性の問題
に注意する必要がある。

【００４１】これに対して、本実施形態の半導体加速度
センサでは、図４に示すように、センサ本体１における
撓み部１３の主表面上にＳｉＯ_X膜（１＜ｘ＜２）２４
を形成してある。ここにおいて、ＳｉＯ_X膜２４は、セ
ンサ本体１の主表面側の全面にシリコン酸化膜１８ａお
よびシリコン窒化膜１９ａを形成した後でシリコン酸化
膜１８ａおよびシリコン窒化膜１９ａそれぞれにおいて
撓み部１３に重なる部位を除去した後で撓み部１３の主
表面上に形成している。ＳｉＯ_X膜２４の形成方法とし
ては、例えば、蒸着源としてシリコン粉を用いて酸素ガ
ス雰囲気中で、ＩＣＢ（イオンクラスタビーム）蒸着な
どにより形成すればよい。また、ＳｉＯ _X膜２４は、熱
膨張係数がシリコンの熱膨張係数に略等しくなる（シリ
コンの熱膨張係数に揃う）ように組成比を調整してあ
る。なお、他の構成は実施形態２と同じであるから、実
施形態２と同様の構成要素には同一の符号を付して説明
を省略する。

【００４２】しかして、本実施形態の半導体加速度セン
サでは、撓み部１３の主表面上に熱膨張係数をシリコン
の熱膨張係数に揃えるように組成比を調整したＳｉＯ_X
膜２４が形成されているので、撓み部１３の上の膜の残
留応力を低減し且つ撓み部１３の反りを抑制しながらも
撓み部１３がナトリウムなどで汚染されるのを抑制する
ことができるとともに耐湿性を向上でき、長期信頼性を
向上させることができる。

【００４３】（実施形態５）ところで、実施形態２の半
導体加速度センサでは、センサ本体１の撓み部１３に形
成されたゲージ抵抗１５の表面側に他の膜（シリコン酸
化膜１８ａ、シリコン窒化膜１９ａ）が形成されていな
いので、例えば、カバー２を陽極接合する際に析出する
ナトリウムによるゲージ抵抗１５の汚染や耐湿性の問題
に注意する必要がある。

【００４４】これに対して、本実施形態の半導体加速度
センサの基本構成は実施形態２と略同じであって、図５
に示すように、シリコン酸化膜１８ａおよびシリコン窒
化膜１９ａがゲージ抵抗１５に重なる部位にも形成され
ている点が相違する。すなわち、本実施形態では、シリ
コン酸化膜１８ａおよびシリコン窒化膜１９ａそれぞれ
が撓み部１３に重なる部位のうちゲージ抵抗１５に重な
らない部位を除いて形成されている。なお、他の構成は
実施形態２と同じであるから、実施形態２と同様の構成
要素には同一の符号を付して説明を省略する。

【００４５】しかして、本実施形態の半導体加速度セン
サでは、センサ本体１における撓み部１３上であってゲ
ージ抵抗１５に重ならない部位にはシリコン酸化膜１８
ａもシリコン窒化膜１９ａも形成されていないので、撓
み部１３の反りを抑制することができ、温度特性や周波
数特性を向上させることが可能になる。また、撓み部１
３におけるゲージ抵抗１５上にはシリコン酸化膜１８ａ
とシリコン窒化膜１９ａとの積層膜が形成されているの
で、ゲージ抵抗１５とその上の膜との良好な界面を得る
ことができ且つゲージ抵抗１５がナトリウムなどで汚染
されるのを抑制することができる。

【００４６】（実施形態６）本実施形態の半導体加速度
センサの基本構成は実施形態５と略同じであって、図６
に示すように、シリコン酸化膜１８ａおよびシリコン窒
化膜１９ａが撓み部１３における拡散配線１７に重なる
部位にも形成されている点が相違する。すなわち、本実
施形態では、シリコン酸化膜１８ａおよびシリコン窒化
膜１９ａそれぞれが撓み部１３に重なる部位のうちゲー
ジ抵抗１５および拡散配線１７に重ならない部位を除い
て形成されている。なお、他の構成は実施形態５と同じ
であるから、実施形態５と同様の構成要素には同一の符
号を付して説明を省略する。

【００４７】しかして、本実施形態の半導体加速度セン
サでは、センサ本体１における撓み部１３上であってゲ
ージ抵抗１５および拡散配線１７に重ならない部位には
シリコン酸化膜１８ａもシリコン窒化膜１９ａも形成さ
れていないので、撓み部１３の反りを抑制することがで
き、温度特性や周波数特性を向上させることが可能にな
る。また、撓み部１３におけるゲージ抵抗１５上および
拡散配線１７上にはシリコン酸化膜１８ａとシリコン窒
化膜１９ａとの積層膜が形成されているので、ゲージ抵
抗１５および拡散配線１７それぞれとその上の膜との良
好な界面を得ることができ且つゲージ抵抗１５および拡
散配線１７がナトリウムなどで汚染されるのを抑制する
ことができる。

【００４８】（実施形態７）本実施形態の半導体加速度
センサの基本構成は実施形態１と略同じであって、図７
に示すように、シリコン窒化膜１９ａが撓み部１３に重
なる部位において撓み部１３の延長方向（図７における
左右方向）に直交する縞状にパターニングされている点
が相違する。すなわち、本実施形態では、センサ本体１
の主表面側の全面にシリコン窒化膜１９ａを形成した後
でシリコン窒化膜１９ａのうち撓み部１３に重なる部位
の一部を除去することで上記縞状にパターニングしてい
る。なお、シリコン窒化膜１９ａの一部を除去する方法
としては、例えば、反応性イオンエッチングやプラズマ
エッチングなどのドライエッチング工程を採用すればよ
い。他の構成は実施形態１と同じであるから、実施形態
１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略
する。

【００４９】しかして、本実施形態の半導体加速度セン
サでは、センサ本体１における撓み部１３上の膜の残留
応力による撓み部１３の反りを抑制することができ、温
度特性や周波数特性を向上させることができる。

【００５０】（実施形態８）本実施形態の半導体加速度
センサの基本構成は実施形態７と略同じであって、図８
に示すように、シリコン酸化膜１８ａも撓み部１３に重
なる部位において撓み部１３の延長方向（図８における
左右方向）に直交する縞状にパターニングされている点
が相違する。ここにおいて、シリコン窒化膜１９ａとシ
リコン酸化膜１８ａとは撓み部１３に重なる部位におい
て同じようにパターニングされており、シリコン酸化膜
１８ａ上にシリコン窒化膜１９ａが形成されている。な
お、他の構成は実施形態７と同じであるから、実施形態
７と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略
する。

【００５１】しかして、本実施形態の半導体加速度セン
サでは、実施形態７に比べて撓み部１３上の膜の残留応
力を低減することができ、撓み部１３の反りを抑制する
ことができる。

【００５２】（実施形態９）本実施形態の半導体加速度
センサの基本構成は図１７に示した従来構成と略同じで
あって、図９に示すように、センサ本体１の主表面のシ
リコン酸化膜１８ａが撓み部１３に重なる部位を除いて
形成され、シリコン窒化膜１９ａと撓み部１３の主表面
との間に間隙２５が形成されている点が相違する。隙間
２５はシリコン酸化膜１８ａのうち撓み部１３に重なる
部位を除去することにより形成されている。隙間２５を
形成するには、センサ本体１の主表面側の全面にシリコ
ン酸化膜１８ａを形成し更にシリコン酸化膜１８ａ上の
全面にシリコン窒化膜１９ａを形成した後で、例えば、
シリコン窒化膜１９ａにおいて撓み部１３に重なる部分
の一部にエッチング液導入用の孔（図示せず）を形成
し、当該孔を通してフッ酸溶液などのエッチング液によ
りシリコン酸化膜１８ａのうち撓み部１３に重なってい
る部分をエッチングすればよい。この時に用いるエッチ
ング液としては、シリコン窒化膜１９ａのエッチングレ
ートに対してシリコン酸化膜１８ａのエッチングレート
が十分に大きなエッチング液を用いればよい。つまり、
シリコン窒化膜１９ａに比してフッ酸溶液に対するエッ
チング選択比の大きなシリコン酸化膜１８ａをエッチン
グすればよい。なお、他の構成は上記従来構成と同じで
あるから、上記従来構成と同様の構成要素には同一の符
号を付して説明を省略する。

【００５３】しかして、本実施形態の半導体加速度セン
サでは、センサ本体１における撓み部１３上には他の膜
が直接形成されていない（直接接触していない）ので、
撓み部１３上の膜による残留応力をなくすことができて
撓み部１３の反りを抑制することができるから、温度特
性や周波数特性を向上させることができる。また、撓み
部１３の表面はシリコン窒化膜１９ａにより保護される
から、ナトリウムなどによる汚染はシリコン窒化膜１９
ａによって抑制される。

【００５４】（実施形態１０）本実施形態の半導体加速
度センサの基本構成は図１７に示した従来構成と略同じ
であって、図１０に示す構成のセンサ本体１を備えてい
る。すなわち、本実施形態におけるセンサ本体１は、上
記従来構成（図１７および図１８参照）におけるシリコ
ン窒化膜１９ａを形成する代わりに、センサ本体１の撓
み部１３の裏面にシリコン酸化膜２６を形成している点
が相違する。ここにおいて、撓み部１３の主表面のシリ
コン酸化膜１８ａの膜厚と撓み部１３の裏面のシリコン
酸化膜２６の膜厚とは同じ値に設定してある。なお、他
の構成は上記従来構成と同じであるから、上記従来構成
と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略す
る。また、本実施形態では、シリコン酸化膜１８ａが第
１のシリコン酸化膜を構成し、シリコン酸化膜２６が第
２のシリコン酸化膜を構成している。

【００５５】しかして、本実施形態の半導体加速度セン
サでは、撓み部１３の裏面にシリコン酸化膜１８ａと同
じ膜厚に設定したシリコン酸化膜２６が形成されている
ので、撓み部１３では表面の第１のシリコン酸化膜の膜
応力と裏面の第２のシリコン酸化膜の膜応力とでバラン
スがとれて反りが抑制されるから、温度特性や周波数特
性を向上させることが可能になる。

【００５６】なお、本実施形態では、従来例で説明した
製造方法と同様に、ｎ形の単結晶シリコンからなるウェ
ハ（シリコンウェハ）を用いてセンサ本体１を形成して
いるので、シリコン酸化膜２６を別途に成膜する工程を
必要とするが、厚み方向の中間にシリコン酸化膜よりな
る埋込酸化膜が形成されたＳＯＩウェハを用いてセンサ
本体１を形成するようにしてもよく、ＳＯＩウェハを用
いる場合には製造プロセスにおいて撓み部１３の裏面に
埋込酸化膜を残し且つ活性層の表面に膜厚を埋込酸化膜
と同じ膜厚に設定したシリコン酸化膜を形成するように
すればよい。

【００５７】（実施形態１１）本実施形態の半導体加速
度センサの基本構成は図１７に示した従来構成と略同じ
であって、図１１に示すように、センサ本体１における
撓み部１３の裏面にシリコン酸化膜２６が形成されシリ
コン酸化膜２６にシリコン窒化膜２７が積層されている
点が相違する。ここにおいて、撓み部１３の主表面のシ
リコン酸化膜１８ａの膜厚と撓み部１３の裏面のシリコ
ン酸化膜２６の膜厚とは同じ値に設定してあり、撓み部
１３の主表面側のシリコン窒化膜１９ａの膜厚と裏面側
のシリコン窒化膜２７の膜厚とは同じ値に設定してあ
る。シリコン窒化膜１９ａ，２７は、例えば、減圧ＣＶ
Ｄ法やプラズマＣＶＤ法などにより形成すればよい。な
お、他の構成は上記従来構成と同じであるから、上記従
来構成と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を
省略する。また、本実施形態では、シリコン酸化膜１８
ａが第１のシリコン酸化膜を、シリコン酸化膜２６が第
２のシリコン酸化膜を、シリコン窒化膜１９ａが第１の
シリコン窒化膜を、シリコン窒化膜２６が第２のシリコ
ン窒化膜を、それぞれ構成している。

【００５８】しかして、本実施形態の半導体加速度セン
サでは、撓み部１３の裏面にシリコン酸化膜１８ａと同
じ膜厚に設定したシリコン酸化膜２６が形成され、シリ
コン酸化膜２６にシリコン窒化膜１９ａと同じ膜厚に設
定したシリコン窒化膜２７が積層されているので、撓み
部１３の表裏で膜応力のバランスがとれて撓み部１３の
反りが抑制されるから、温度特性や周波数特性を向上さ
せることが可能になる。

【００５９】なお、本実施形態では、従来例で説明した
製造方法と同様に、ｎ形の単結晶シリコンからなるウェ
ハ（シリコンウェハ）を用いてセンサ本体１を形成して
いるので、シリコン酸化膜２６を別途に成膜する工程を
必要とするが、厚み方向の中間にシリコン酸化膜よりな
る埋込酸化膜が形成されたＳＯＩウェハを用いてセンサ
本体１を形成するようにしてもよく、ＳＯＩウェハを用
いる場合には製造プロセスにおいて撓み部１３の裏面に
埋込酸化膜を残し且つ活性層の表面に膜厚を埋込酸化膜
と同じ膜厚に設定したシリコン酸化膜を形成するように
すればよい。

【００６０】（実施形態１２）本実施形態の半導体加速
度センサの基本構成は図１７に示した従来構成と略同じ
であって、図１２に示すように、センサ本体１の主表面
側のカバー２において撓み部１３に重なる部位に開口部
２ｂが形成され、撓み部１３の反り量が所望の規定範囲
となるようにシリコン酸化膜１８ａとシリコン窒化膜１
９ａとからなる保護膜の膜厚が調整されている点が相違
する。すなわち、保護膜のうち撓み部１３に重なる部分
は撓み部１３の反り量が所望の規定範囲となるように薄
膜化されている。なお、他の構成は上記従来構成と同じ
であるから、上記従来構成と同様の構成要素には同一の
符号を付して説明を省略する。

【００６１】本実施形態の半導体加速度センサを製造す
るにあたっては、まず、上記従来構成と同様の製造プロ
セスでセンサ本体１を形成した後にセンサ本体１の表面
側にあらかじめカバー２において撓み部１３に重なる部
位に開口部２ｂが形成されたカバー２を陽極接合し、裏
面側にカバー３を陽極接合することにより図１３（ａ）
に示す構造を得る。その後、撓み部１３の反り量が所望
の規定範囲内となるようにセンサ本体１の表面側から開
口部２ｂを通して保護膜のうち撓み部１３に重なる部分
を適宜エッチングして撓み部１３上の部分の膜厚を調整
することにより図１３（ｂ）に示す構造を得る。

【００６２】撓み部１３上の保護膜を薄膜化する方法と
しては、例えば、反応性イオンエッチング装置やプラズ
マエッチング装置などによるエッチングを行えばよい。
また、撓み部１３の反り量の計測方法としては、例え
ば、焦点深度により高さを読み取る光学的な方法や、撓
み部１３の反り量とオフセット電圧が相関を持つことを
利用してプローブ検査でのオフセット電圧の測定値から
計算するようにしてもよい。なお、プローブ検査ではパ
ッド１６を利用する。

【００６３】しかして、本実施形態の製造方法によれ
ば、センサ本体１の主表面側にカバー２を設けた後で保
護膜のうち撓み部１３上の部分の膜厚を調整することが
できるから、センサ本体１の製造プロセスの種々の変動
要因によらず撓み部１３の上の膜の残留応力を低減でき
撓み部１３の反り量を所望の規定範囲内に納めることが
できて歩留まりが向上し、温度特性や周波数特性を向上
した半導体加速度センサを低コストで提供することが可
能になる。

【００６４】（実施形態１３）本実施形態の半導体加速
度センサの基本構成は図１７に示した従来構成と略同じ
であって、図１４に示すセンサ本体１におけるシリコン
酸化膜１８ａおよびシリコン窒化膜１９ａの各膜厚が上
記従来構成と相違する。他の構成は上記従来構成と同じ
であるから、上記従来構成と同様の構成要素には同一の
符号を付して説明を省略する。

【００６５】本実施形態では、センサ本体１を形成する
際に、撓み部１３が図１４における上側に撓むようにシ
リコン酸化膜１８ａおよびシリコン窒化膜１９ａの各膜
厚をあらかじめ調整して図１５（ａ）に示す構造を得た
後、撓み部１３の反り量が所望の規定範囲内に収まるま
で撓み部１３を裏面側からエッチングすることにより図
１５（ｂ）（図１４）に示す構造を得ている。ここに、
撓み部１３を裏面側からエッチングするには、例えば、
ＩＣＰ−ＲＩＥ（誘導結合プラズマ型反応性イオンエッ
チング）装置などを用いればよい。

【００６６】しかして、本実施形態の製造方法によれ
ば、シリコン酸化膜１８ａおよびシリコン窒化膜１９ａ
を形成した後で撓み部１３を裏面側からエッチングする
ことで撓み部１３の反り量を所望の規定範囲内に納める
ことができて歩留まりが向上し、温度特性や周波数特性
を向上した半導体加速度センサを低コストで提供するこ
とが可能になる。

【００６７】（実施形態１４）本実施形態の半導体加速
度センサの基本構成は図１７に示した従来構成と略同じ
であって、図１６に示すようにセンサ本体１の主表面側
のシリコン窒化膜１９ａのうち撓み部１３に重なる部位
上に撓み部１３の反り量を所望の規定範囲内に調整する
ための複数本の金属配線３１が形成されている。図示例
では、撓み部１３の延長方向（図１６における左右方
向）を長手方向とする金属配線３１が各撓み部１３に対
して４本ずつ設けられ、各４本の金属配線３１は金属配
線３１に直交する方向の金属配線３２により一端部が共
通接続さ、他端部がそれぞれ異なるパッド１６に接続さ
れている。なお、金属配線３１の材料としては例えばア
ルミニウムを採用すればよい。他の構成は上記従来構成
と同じであるから、上記従来構成と同様の構成要素には
同一の符号を付して説明を省略する。

【００６８】本実施形態では、センサ本体１を形成する
際に、撓み部１３が図１７における上側に撓むようにシ
リコン酸化膜１８ａおよびシリコン窒化膜１９ａの各膜
厚をあらかじめ調整しておき、撓み部１３の反り量が所
望の規定範囲内に収まるのに必要な本数分のみ金属配線
３１を溶断することによって撓み部１３の反り量を所望
の規定範囲内に調整している。ここに、金属配線３１を
溶断する方法としては、例えば溶断したい金属配線３１
の両端に接続されたパッド１６を通して金属配線３１に
電流を流してジュール熱により溶断する方法を採用すれ
ばよい。このような方法によれば、プローブ検査中に金
属配線３１の溶断が可能となるので、実施形態１２で説
明したプローブ検査でのオフセット電圧の測定値から計
算した撓み部１３の反り量に応じて金属配線３１を溶断
するようにすることで、撓み部１３の反り量の自動調整
が可能になる。また、センサ本体１とカバー２とカバー
３とからなるセンサチップ単位で撓み部１３の反り量の
調整を実現することができ、製造途中で撓み部１３の反
り量を抑制するための厳密な工程管理が不要となり、製
造が容易になる。

【００６９】しかして、本実施形態の製造方法によれ
ば、金属配線３１を適宜溶断することによって撓み部１
３の反り量を所望の規定範囲内に調整することができて
歩留まりが向上し、温度特性や周波数特性を向上した半
導体加速度センサを低コストで提供することが可能にな
る。

【００７０】なお、上記各実施形態では、ｎ形の単結晶
シリコンからなるウェハを用いてセンサ本体１を形成し
ているが、厚み方向の中間に埋込酸化膜を有する所謂Ｓ
ＯＩウェハを用いてセンサ本体１を形成するようにして
もよい。

【００７１】

【発明の効果】請求項１の発明は、支持部に重り部が支
持部および重り部に比べて薄肉の撓み部を介して揺動自
在に支持され且つ撓み部内にゲージ抵抗が形成されたセ
ンサ本体を備え、センサ本体の主表面にシリコン酸化膜
が形成されるとともにシリコン酸化膜上にシリコン窒化
膜が形成された半導体加速度センサであって、前記シリ
コン窒化膜が撓み部に重なる部位を除いて形成され、前
記シリコン酸化膜の膜厚を撓み部の反り量が所望の規定
範囲内となる程度に小さく設定してなるものであり、セ
ンサ本体における撓み部上にはシリコン酸化膜しか形成
されておらず、しかも、シリコン酸化膜の膜厚は撓み部
の反り量が所望の規定範囲内となる程度に小さく設定し
てあるので、従来に比べて撓み部の反りを抑制すること
ができ、温度特性や周波数特性を向上させることが可能
になるという効果がある。

【００７２】請求項２の発明は、支持部に重り部が支持
部および重り部に比べて薄肉の撓み部を介して揺動自在
に支持され且つ撓み部内にゲージ抵抗が形成されたセン
サ本体を備え、センサ本体の主表面にシリコン酸化膜が
形成されるとともにシリコン酸化膜上にシリコン窒化膜
が形成された半導体加速度センサであって、前記シリコ
ン酸化膜および前記シリコン窒化膜それぞれが撓み部に
重なる部位を除いて形成されてなるものであり、センサ
本体における撓み部上には他の膜が形成されていないの
で、撓み部上の膜による残留応力をなくすことができて
従来に比べ撓み部の反りを抑制することができ、従来に
比べて温度特性や周波数特性を向上させることができる
という効果がある。

【００７３】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て、前記撓み部がシリコンからなり、前記撓み部の主表
面上に熱膨張係数をシリコンの熱膨張係数に揃えるよう
に組成比を調整したシリコン酸窒化膜が形成されている
ので、撓み部がナトリウムなどで汚染されるのを抑制す
ることができるとともに耐湿性を向上でき、長期信頼性
を向上させることができるという効果がある。

【００７４】請求項４の発明は、請求項２の発明におい
て、前記撓み部がシリコンからなり、前記撓み部の主表
面上に熱膨張係数をシリコンの熱膨張係数に揃えるよう
に組成比を調整したＳｉＯ_X膜（１＜ｘ＜２）が形成さ
れているので、撓み部がナトリウムなどで汚染されるの
を抑制することができるとともに耐湿性を向上でき、長
期信頼性を向上させることができるという効果がある。

【００７５】請求項５の発明は、支持部に重り部が支持
部および重り部に比べて薄肉の撓み部を介して揺動自在
に支持され且つ撓み部内にゲージ抵抗が形成されたセン
サ本体を備え、センサ本体の主表面にシリコン酸化膜が
形成されるとともにシリコン酸化膜上にシリコン窒化膜
が形成された半導体加速度センサであって、前記シリコ
ン酸化膜および前記シリコン窒化膜それぞれが撓み部に
重なる部位のうちゲージ抵抗に重ならない部位を除いて
形成されてなるものであり、センサ本体における撓み部
上であってゲージ抵抗に重ならない部位にはシリコン酸
化膜もシリコン窒化膜も形成されていないので、従来に
比べて撓み部の反りを抑制することができ、温度特性や
周波数特性を向上させることが可能になるという効果が
あり、また、撓み部におけるゲージ抵抗上にはシリコン
酸化膜とシリコン窒化膜との積層膜が形成されているの
で、ゲージ抵抗がナトリウムなどで汚染されるのを抑制
することができるという効果がある。

【００７６】請求項６の発明は、支持部に重り部が支持
部および重り部に比べて薄肉の撓み部を介して揺動自在
に支持され且つ撓み部内にゲージ抵抗が形成されたセン
サ本体を備え、センサ本体にはゲージ抵抗に拡散配線を
介して接続されたパッドが設けられ、センサ本体の主表
面にシリコン酸化膜が形成されるとともにシリコン酸化
膜上にシリコン窒化膜が形成された半導体加速度センサ
であって、前記シリコン酸化膜および前記シリコン窒化
膜それぞれが撓み部に重なる部位のうちゲージ抵抗およ
び拡散配線に重ならない部位を除いて形成されてなるも
のであり、センサ本体における撓み部上であってゲージ
抵抗および拡散配線に重ならない部位にはシリコン酸化
膜もシリコン窒化膜も形成されていないので、従来に比
べて撓み部の反りを抑制することができ、温度特性や周
波数特性を向上させることが可能になるという効果があ
り、また、撓み部におけるゲージ抵抗上および拡散配線
上にはシリコン酸化膜とシリコン酸化膜との積層膜が形
成されているので、ゲージ抵抗および拡散配線がナトリ
ウムなどで汚染されるのを抑制することができるという
効果がある。

【００７７】請求項７の発明は、支持部に重り部が支持
部および重り部に比べて薄肉の撓み部を介して揺動自在
に支持され且つ撓み部内にゲージ抵抗が形成されたセン
サ本体を備え、センサ本体の主表面にシリコン酸化膜が
形成されるとともにシリコン酸化膜上にシリコン窒化膜
が形成された半導体加速度センサであって、前記シリコ
ン窒化膜は、撓み部に重なる部位において撓み部の延長
方向に直交する縞状にパターニングされてなるものであ
り、センサ本体における撓み部上の膜の残留応力による
撓み部の反りを抑制することができ、温度特性や周波数
特性を向上させることができるという効果がある。

【００７８】請求項８の発明は、支持部に重り部が支持
部および重り部に比べて薄肉の撓み部を介して揺動自在
に支持され且つ撓み部内にゲージ抵抗が形成されたセン
サ本体を備え、センサ本体の主表面にシリコン酸化膜が
形成されるとともにシリコン酸化膜上にシリコン窒化膜
が形成された半導体加速度センサであって、前記シリコ
ン酸化膜および前記シリコン窒化膜それぞれが撓み部に
重なる部位において撓み部の延長方向に直交する縞状に
パターニングされてなるものであり、センサ本体におけ
る撓み部上の膜の残留応力を請求項７の発明よりもさら
に低減させることができ、撓み部上の残留応力による撓
み部の反りを抑制することができ、温度特性や周波数特
性を向上させることができるという効果がある。

【００７９】請求項９の発明は、支持部に重り部が支持
部および重り部に比べて薄肉の撓み部を介して揺動自在
に支持され且つ撓み部内にゲージ抵抗が形成されたセン
サ本体を備え、センサ本体の主表面にシリコン酸化膜が
形成されるとともにシリコン酸化膜上にシリコン窒化膜
が形成された半導体加速度センサであって、前記シリコ
ン酸化膜が撓み部に重なる部位を除いて形成され前記シ
リコン窒化膜と撓み部との間に間隙が形成されてなるも
のであり、センサ本体における撓み部上には他の膜が直
接形成されていないので、撓み部上の膜による残留応力
をなくすことができて撓み部の反りを抑制することがで
きるから、従来に比べて温度特性や周波数特性を向上さ
せることができるという効果があり、また、撓み部のナ
トリウムなどによる汚染はシリコン窒化膜によって抑制
されるという効果がある。

【００８０】請求項１０の発明は、支持部に重り部が支
持部および重り部に比べて薄肉の撓み部を介して揺動自
在に支持され且つ撓み部内にゲージ抵抗が形成されたセ
ンサ本体を備え、センサ本体の主表面に第１のシリコン
酸化膜が形成された半導体加速度センサであって、撓み
部の裏面に第１のシリコン酸化膜と同じ膜厚に設定した
第２のシリコン酸化膜が形成されてなるものであり、撓
み部では表面の第１のシリコン酸化膜の膜応力と裏面の
第２のシリコン酸化膜の膜応力とでバランスがとれて反
りが抑制されるから、温度特性や周波数特性を向上させ
ることが可能になるという効果がある。

【００８１】請求項１１の発明は、支持部に重り部が支
持部および重り部に比べて薄肉の撓み部を介して揺動自
在に支持され且つ撓み部内にゲージ抵抗が形成されたセ
ンサ本体を備え、センサ本体の主表面に第１のシリコン
酸化膜が形成されるとともに第１のシリコン酸化膜上に
第１のシリコン窒化膜が形成された半導体加速度センサ
であって、撓み部の裏面に第１のシリコン酸化膜と同じ
膜厚に設定した第２のシリコン酸化膜が形成され、第２
のシリコン酸化膜に第１のシリコン窒化膜と同じ膜厚に
設定した第２のシリコン窒化膜が積層されてなるもので
あり、撓み部の表裏で膜応力のバランスがとれて撓み部
の反りが抑制されるから、温度特性や周波数特性を向上
させることが可能になるという効果がある。

【００８２】請求項１２の発明は、枠状の支持部の表裏
に貫通する開口窓内に配置した重り部が支持部および重
り部に比べて薄肉の撓み部を介して揺動自在に支持され
且つ撓み部内にゲージ抵抗が形成されたセンサ本体を備
え、センサ本体の主表面にシリコン酸化膜とシリコン窒
化膜との積層膜からなる保護膜が形成され、センサ本体
の主表面側に前記開口窓を覆うカバーが前記保護膜を介
して設けられた半導体加速度センサの製造方法であっ
て、前記カバーにおいて前記撓み部に重なる部位に開口
部を形成しておき、前記撓み部の反り量が所望の規定範
囲内となるように前記センサ本体の表面側から前記開口
部を通して前記保護膜のうち前記撓み部上の部分の膜厚
を調整するので、センサ本体の主表面側にカバーを設け
た後で前記保護膜のうち前記撓み部上の部分の膜厚を調
整することができるから、センサ本体の製造プロセスの
種々の変動要因によらず撓み部の反り量を所望の規定範
囲内に納めることができて歩留まりが向上し、温度特性
や周波数特性を向上した半導体加速度センサを低コスト
で提供することが可能になるという効果がある。

【００８３】請求項１３の発明は、支持部に重り部が支
持部および重り部に比べて薄肉の撓み部を介して揺動自
在に支持され且つ撓み部内にゲージ抵抗が形成されたセ
ンサ本体を備え、センサ本体の主表面にシリコン酸化膜
が形成されるとともにシリコン酸化膜上にシリコン窒化
膜が形成された半導体加速度センサの製造方法であっ
て、前記センサ本体の主表面側に前記シリコン酸化膜お
よび前記シリコン窒化膜を前記撓み部が表面側へ反るよ
うに設定した膜厚で形成した後、前記撓み部の反り量が
所望の規定範囲内となるように前記撓み部を裏面側から
エッチングするので、前記シリコン酸化膜および前記シ
リコン窒化膜を形成した後で前記撓み部を裏面側からエ
ッチングすることで撓み部の反り量を所望の規定範囲内
に納めることができて歩留まりが向上し、温度特性や周
波数特性を向上した半導体加速度センサを低コストで提
供することが可能になるという効果がある。

【００８４】請求項１４の発明は、支持部に重り部が支
持部および重り部に比べて薄肉の撓み部を介して揺動自
在に支持され且つ撓み部内にゲージ抵抗が形成されたセ
ンサ本体を備え、センサ本体の主表面にシリコン酸化膜
が形成されるとともにシリコン酸化膜上にシリコン窒化
膜が形成された半導体加速度センサの製造方法であっ
て、前記センサ本体の主表面側に前記シリコン酸化膜お
よび前記シリコン窒化膜を前記撓み部が表面側へ反るよ
うに設定した膜厚で形成した後、前記シリコン窒化膜の
うち前記撓み部に重なる部位上に前記撓み部の反り量を
所望の規定範囲内に調整するための金属配線を形成して
おき、前記反り量が前記規定範囲内となるように金属配
線を溶断するので、前記シリコン窒化膜のうち前記撓み
部に重なる部位上に形成された金属配線を適宜溶断する
ことによって前記撓み部の反り量を所望の規定範囲内に
調整することができて歩留まりが向上し、温度特性や周
波数特性を向上した半導体加速度センサを低コストで提
供することが可能になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１の半導体加速度センサにおけるセン
サ本体の断面図である。

【図２】実施形態２の半導体加速度センサにおけるセン
サ本体の断面図である。

【図３】実施形態３の半導体加速度センサにおけるセン
サ本体の断面図である。

【図４】実施形態４の半導体加速度センサにおけるセン
サ本体の断面図である。

【図５】実施形態５の半導体加速度センサにおけるセン
サ本体の断面図である。

【図６】実施形態６の半導体加速度センサにおけるセン
サ本体の断面図である。

【図７】実施形態７の半導体加速度センサにおけるセン
サ本体の断面図である。

【図８】実施形態８の半導体加速度センサにおけるセン
サ本体の断面図である。

【図９】実施形態９の半導体加速度センサにおけるセン
サ本体の断面図である。

【図１０】実施形態１０の半導体加速度センサにおける
センサ本体の断面図である。

【図１１】実施形態１１の半導体加速度センサにおける
センサ本体の断面図である。

【図１２】実施形態１２の半導体加速度センサの断面図
である。

【図１３】同上の製造方法を説明するための主要工程断
面図である。

【図１４】実施形態１３の半導体加速度センサにおける
センサ本体の断面図である。

【図１５】同上の製造方法を説明するための主要工程断
面図である。

【図１６】実施形態１４の半導体加速度センサにおける
センサ本体の概略平面図である。

【図１７】従来例の半導体加速度センサの断面図であ
る。

【図１８】同上におけるセンサ本体の概略平面図であ
る。

【図１９】同上の製造方法を説明するための主要工程断
面図である。

【符号の説明】

１センサ本体１１支持部１１ａ開口窓１２重り部１３撓み部１４スリット１５ゲージ抵抗１６パッド１７拡散配線２２接合用薄膜層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者上浩則大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内Ｆターム(参考） 4M112 AA02 BA01 CA21 CA22 CA24 CA28 CA32 DA03 DA04 DA06 DA08 DA12 DA16 DA18 EA01 EA03 EA06 EA07 EA10 EA11 FA03 FA05 FA09 FA20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持部に重り部が支持部および重り部に
比べて薄肉の撓み部を介して揺動自在に支持され且つ撓
み部内にゲージ抵抗が形成されたセンサ本体を備え、セ
ンサ本体の主表面にシリコン酸化膜が形成されるととも
にシリコン酸化膜上にシリコン窒化膜が形成された半導
体加速度センサであって、前記シリコン窒化膜が撓み部
に重なる部位を除いて形成され、前記シリコン酸化膜の
膜厚を撓み部の反り量が所望の規定範囲内となる程度に
小さく設定してなることを特徴とする半導体加速度セン
サ。
【請求項２】支持部に重り部が支持部および重り部に
比べて薄肉の撓み部を介して揺動自在に支持され且つ撓
み部内にゲージ抵抗が形成されたセンサ本体を備え、セ
ンサ本体の主表面にシリコン酸化膜が形成されるととも
にシリコン酸化膜上にシリコン窒化膜が形成された半導
体加速度センサであって、前記シリコン酸化膜および前
記シリコン窒化膜それぞれが撓み部に重なる部位を除い
て形成されてなることを特徴とする半導体加速度セン
サ。
【請求項３】前記撓み部がシリコンからなり、前記撓
み部の主表面上に熱膨張係数をシリコンの熱膨張係数に
揃えるように組成比を調整したシリコン酸窒化膜が形成
されてなることを特徴とする請求項２記載の半導体加速
度センサ。
【請求項４】前記撓み部がシリコンからなり、前記撓
み部の主表面上に熱膨張係数をシリコンの熱膨張係数に
揃えるように組成比を調整したＳｉＯ_X膜（１＜ｘ＜
２）が形成されてなることを特徴とする請求項２記載の
半導体加速度センサ。
【請求項５】支持部に重り部が支持部および重り部に
比べて薄肉の撓み部を介して揺動自在に支持され且つ撓
み部内にゲージ抵抗が形成されたセンサ本体を備え、セ
ンサ本体の主表面にシリコン酸化膜が形成されるととも
にシリコン酸化膜上にシリコン窒化膜が形成された半導
体加速度センサであって、前記シリコン酸化膜および前
記シリコン窒化膜それぞれが撓み部に重なる部位のうち
ゲージ抵抗に重ならない部位を除いて形成されてなるこ
とを特徴とする半導体加速度センサ。
【請求項６】支持部に重り部が支持部および重り部に
比べて薄肉の撓み部を介して揺動自在に支持され且つ撓
み部内にゲージ抵抗が形成されたセンサ本体を備え、セ
ンサ本体にはゲージ抵抗に拡散配線を介して接続された
パッドが設けられ、センサ本体の主表面にシリコン酸化
膜が形成されるとともにシリコン酸化膜上にシリコン窒
化膜が形成された半導体加速度センサであって、前記シ
リコン酸化膜および前記シリコン窒化膜それぞれが撓み
部に重なる部位のうちゲージ抵抗および拡散配線に重な
らない部位を除いて形成されてなることを特徴とする半
導体加速度センサ。
【請求項７】支持部に重り部が支持部および重り部に
比べて薄肉の撓み部を介して揺動自在に支持され且つ撓
み部内にゲージ抵抗が形成されたセンサ本体を備え、セ
ンサ本体の主表面にシリコン酸化膜が形成されるととも
にシリコン酸化膜上にシリコン窒化膜が形成された半導
体加速度センサであって、前記シリコン窒化膜は、撓み
部に重なる部位において撓み部の延長方向に直交する縞
状にパターニングされてなることを特徴とする半導体加
速度センサ。
【請求項８】支持部に重り部が支持部および重り部に
比べて薄肉の撓み部を介して揺動自在に支持され且つ撓
み部内にゲージ抵抗が形成されたセンサ本体を備え、セ
ンサ本体の主表面にシリコン酸化膜が形成されるととも
にシリコン酸化膜上にシリコン窒化膜が形成された半導
体加速度センサであって、前記シリコン酸化膜および前
記シリコン窒化膜それぞれが撓み部に重なる部位におい
て撓み部の延長方向に直交する縞状にパターニングされ
てなることを特徴とする半導体加速度センサ。
【請求項９】支持部に重り部が支持部および重り部に
比べて薄肉の撓み部を介して揺動自在に支持され且つ撓
み部内にゲージ抵抗が形成されたセンサ本体を備え、セ
ンサ本体の主表面にシリコン酸化膜が形成されるととも
にシリコン酸化膜上にシリコン窒化膜が形成された半導
体加速度センサであって、前記シリコン酸化膜が撓み部
に重なる部位を除いて形成され前記シリコン窒化膜と撓
み部との間に間隙が形成されてなることを特徴とする半
導体加速度センサ。
【請求項１０】支持部に重り部が支持部および重り部
に比べて薄肉の撓み部を介して揺動自在に支持され且つ
撓み部内にゲージ抵抗が形成されたセンサ本体を備え、
センサ本体の主表面に第１のシリコン酸化膜が形成され
た半導体加速度センサであって、撓み部の裏面に第１の
シリコン酸化膜と同じ膜厚に設定した第２のシリコン酸
化膜が形成されてなることを特徴とする半導体加速度セ
ンサ。
【請求項１１】支持部に重り部が支持部および重り部
に比べて薄肉の撓み部を介して揺動自在に支持され且つ
撓み部内にゲージ抵抗が形成されたセンサ本体を備え、
センサ本体の主表面に第１のシリコン酸化膜が形成され
るとともに第１のシリコン酸化膜上に第１のシリコン窒
化膜が形成された半導体加速度センサであって、撓み部
の裏面に第１のシリコン酸化膜と同じ膜厚に設定した第
２のシリコン酸化膜が形成され、第２のシリコン酸化膜
に第１のシリコン窒化膜と同じ膜厚に設定した第２のシ
リコン窒化膜が積層されてなることを特徴とする半導体
加速度センサ。
【請求項１２】枠状の支持部の表裏に貫通する開口窓
内に配置した重り部が支持部および重り部に比べて薄肉
の撓み部を介して揺動自在に支持され且つ撓み部内にゲ
ージ抵抗が形成されたセンサ本体を備え、センサ本体の
主表面にシリコン酸化膜とシリコン窒化膜との積層膜か
らなる保護膜が形成され、センサ本体の主表面側に前記
開口窓を覆うカバーが前記保護膜を介して設けられた半
導体加速度センサの製造方法であって、前記カバーにお
いて前記撓み部に重なる部位に開口部を形成しておき、
前記撓み部の反り量が所望の規定範囲内となるように前
記センサ本体の表面側から前記開口部を通して前記保護
膜のうち前記撓み部上の部分の膜厚を調整することを特
徴とする半導体加速度センサの製造方法。
【請求項１３】支持部に重り部が支持部および重り部
に比べて薄肉の撓み部を介して揺動自在に支持され且つ
撓み部内にゲージ抵抗が形成されたセンサ本体を備え、
センサ本体の主表面にシリコン酸化膜が形成されるとと
もにシリコン酸化膜上にシリコン窒化膜が形成された半
導体加速度センサの製造方法であって、前記センサ本体
の主表面側に前記シリコン酸化膜および前記シリコン窒
化膜を前記撓み部が表面側へ反るように設定した膜厚で
形成した後、前記撓み部の反り量が所望の規定範囲内と
なるように前記撓み部を裏面側からエッチングすること
を特徴とする半導体加速度センサの製造方法。
【請求項１４】支持部に重り部が支持部および重り部
に比べて薄肉の撓み部を介して揺動自在に支持され且つ
撓み部内にゲージ抵抗が形成されたセンサ本体を備え、
センサ本体の主表面にシリコン酸化膜が形成されるとと
もにシリコン酸化膜上にシリコン窒化膜が形成された半
導体加速度センサの製造方法であって、前記センサ本体
の主表面側に前記シリコン酸化膜および前記シリコン窒
化膜を前記撓み部が表面側へ反るように設定した膜厚で
形成した後、前記シリコン窒化膜のうち前記撓み部に重
なる部位上に前記撓み部の反り量を所望の規定範囲内に
調整するための金属配線を形成しておき、前記反り量が
前記規定範囲内となるように金属配線を溶断することを
特徴とする半導体加速度センサの製造方法。