JPH0320781Y2 - - Google Patents
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- JPH0320781Y2 JPH0320781Y2 JP15722684U JP15722684U JPH0320781Y2 JP H0320781 Y2 JPH0320781 Y2 JP H0320781Y2 JP 15722684 U JP15722684 U JP 15722684U JP 15722684 U JP15722684 U JP 15722684U JP H0320781 Y2 JPH0320781 Y2 JP H0320781Y2
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- Japan
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- solder
- weight
- cantilever beam
- film
- substrate
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- Expired
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Landscapes
- Pressure Sensors (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔考案の利用分野〕
本考案は半導体基板上に形成した片持ばりを用
いた超小型の半導体加速度センサに関するもので
ある。
いた超小型の半導体加速度センサに関するもので
ある。
最近半導体基板上に形成された超小型の半導体
加速度センサが開発されている。この半導体加速
度センサは、エツチング等の薄膜技術を用いて半
導体基板上に形成されるものであり、半導体のピ
エゾ抵抗効果による抵抗変化や偏位による微小な
容量変化を検出することによつて加速度を検出す
るようになつている。
加速度センサが開発されている。この半導体加速
度センサは、エツチング等の薄膜技術を用いて半
導体基板上に形成されるものであり、半導体のピ
エゾ抵抗効果による抵抗変化や偏位による微小な
容量変化を検出することによつて加速度を検出す
るようになつている。
これらの半導体加速度センサは上記のように薄
膜技術を用いて形成されるため、例えば振動部分
の長さが100μｍ程度、厚さが1μｍ程度、チツプ
全体の大きさが１mm角程度と極めて小型に形成す
ることが出来、又、集積回路で他の素子と同一基
板上に形成することも出来るという優れた特徴が
ある。
膜技術を用いて形成されるため、例えば振動部分
の長さが100μｍ程度、厚さが1μｍ程度、チツプ
全体の大きさが１mm角程度と極めて小型に形成す
ることが出来、又、集積回路で他の素子と同一基
板上に形成することも出来るという優れた特徴が
ある。
上記のごとき半導体加速度センサとしては、例
えばIEEE Electron Devices，Vol.ED−26，No.
12，p.1911，Dec.1979“Ａ Batch−Fabricated
Silicon Accelerometer”に記載されているもの
がある。
えばIEEE Electron Devices，Vol.ED−26，No.
12，p.1911，Dec.1979“Ａ Batch−Fabricated
Silicon Accelerometer”に記載されているもの
がある。
第２図は上記の半導体加速度センサの斜視図及
び断面図である。
び断面図である。
第２図において、２１はSi単結晶のSi基板、２
２はSi片持ばり、２３はSiおもり、２４は空隙、
２５は拡散抵抗である。
２はSi片持ばり、２３はSiおもり、２４は空隙、
２５は拡散抵抗である。
第２図に示す半導体加速度センサにおいては、
加速度が加わつたときにSiおもり２３が偏位し、
そのためSi片持ばり２２に歪を生ずる。
加速度が加わつたときにSiおもり２３が偏位し、
そのためSi片持ばり２２に歪を生ずる。
このSi片持ばり２２の支持部付近には拡散抵抗
２５が形成されており、片持ばりに歪を生ずると
ピエゾ抵抗効果によつて上記の拡散抵抗２５の抵
抗値が変化する。
２５が形成されており、片持ばりに歪を生ずると
ピエゾ抵抗効果によつて上記の拡散抵抗２５の抵
抗値が変化する。
この抵抗値の変化を検出することによつて加速
度を検出することが出来る。
度を検出することが出来る。
一般に半導体加速度センサは、共振周波数付近
での感度を下げるため、シリコンオイル等のダン
ピング液中に浸して用いられる。
での感度を下げるため、シリコンオイル等のダン
ピング液中に浸して用いられる。
この際実質的なおもりの重量は、空気中でのお
もりの重量をＭ、おもりの密度をρ1、ダンピング
液の密度をρ2とすれば、Ｍ（１−ρ2／ρ1）で与え
られる。
もりの重量をＭ、おもりの密度をρ1、ダンピング
液の密度をρ2とすれば、Ｍ（１−ρ2／ρ1）で与え
られる。
ところが前記第２図の装置のようにおもりとし
てSiを用いた場合には、Siの密度が2.35ｇ／cm3と
比較的小さく、ダンピング液の密度とあまり差が
ないので、実質的なおもりの重さが軽くなり、感
度が低下してしまうという問題がある。
てSiを用いた場合には、Siの密度が2.35ｇ／cm3と
比較的小さく、ダンピング液の密度とあまり差が
ないので、実質的なおもりの重さが軽くなり、感
度が低下してしまうという問題がある。
本考案は上記のごとき従来技術の問題点を解決
することを目的とするものである。
することを目的とするものである。
上記の目的を達成するため、本考案において
は、片持ばりの先端部にソルダボールをリフロー
することによつて、金属おもりを形成するように
構成している。
は、片持ばりの先端部にソルダボールをリフロー
することによつて、金属おもりを形成するように
構成している。
第１図は本考案の平面図及び断面図である。
第１図において、１１は片持ばりであり、その
支持部付近には拡散抵抗１４が形成されている。
又、片持ばり１１の先端部にはAl−Agなどの蒸
着膜１２上にはんだ１３がリフローされている。
支持部付近には拡散抵抗１４が形成されている。
又、片持ばり１１の先端部にはAl−Agなどの蒸
着膜１２上にはんだ１３がリフローされている。
なおこの蒸着膜１２において、AlはSiO2との
密着性をよくし、又Agははんだ１３とのぬれを
よくするために設けた膜である。
密着性をよくし、又Agははんだ１３とのぬれを
よくするために設けた膜である。
このはんだ１３はおもりとして一定の重さであ
ることが必要であるため、所定の重量を有するソ
ルダボールを一個づつ付着させ、それをリフロー
したものである。
ることが必要であるため、所定の重量を有するソ
ルダボールを一個づつ付着させ、それをリフロー
したものである。
又、１５はSi基板、１６は空隙、１７はSiO2
膜、１８は保護膜である。
膜、１８は保護膜である。
上記の構成において、はんだの密度は7.8ｇ／
cm3であり、シリコンオイル等のダンピング液の比
重よりはるかに大きいので、ダンピング液の浮力
によつて感度が低下する等の悪影響が生ずる恐れ
がなくなる。
cm3であり、シリコンオイル等のダンピング液の比
重よりはるかに大きいので、ダンピング液の浮力
によつて感度が低下する等の悪影響が生ずる恐れ
がなくなる。
なお、直径0.7mmのソルダボールの重量は1.5mg
である。
である。
次に第３図は第１図の装置の製造工程図であ
る。
る。
第３図において、まずａにおいて、ｐ型のSi基
板３１上にｎ型のSi層３２をエピタキシヤル成長
させる。
板３１上にｎ型のSi層３２をエピタキシヤル成長
させる。
次にｂにおいて、SiO2膜３４をマスクとして
ｐ型不純物を拡散することにより、片持ばりの周
辺形状に沿つてp+層３３（後に空隙４３となる
部分）を形成する。
ｐ型不純物を拡散することにより、片持ばりの周
辺形状に沿つてp+層３３（後に空隙４３となる
部分）を形成する。
次にｃにおいて、同様の方法で拡散抵抗３５を
形成する。
形成する。
次にｄにおいて、拡散抵抗３５上のSiO2膜に
コンタクト用の窓３６を開ける。
コンタクト用の窓３６を開ける。
次にｅにおいて、配線層としてAl膜３７、は
んだ付けのためのAg膜３８を順次蒸着等で形成
し、不要部分は除去する。
んだ付けのためのAg膜３８を順次蒸着等で形成
し、不要部分は除去する。
なお、Al膜３７とAg膜３８との間にNi膜を中
間層として設ければさらによい。
間層として設ければさらによい。
次にｆにおいて、両面にSi3N4等の保護膜３９
をCVD等で形成し、不要部分を除去する。
をCVD等で形成し、不要部分を除去する。
次にｇにおいて、はんだ層を設ける方の面にソ
ルダフラツクス４０を塗布して乾燥させ、ソルダ
ボール４１を押し付けてソルダフラツクスの粘着
力で付着させる。
ルダフラツクス４０を塗布して乾燥させ、ソルダ
ボール４１を押し付けてソルダフラツクスの粘着
力で付着させる。
次にｈにおいて、基板全体をはんだの融点以上
の温度にし、ソルダボール４１をリフローするこ
とによつて、はんだ層４２を形成する。
の温度にし、ソルダボール４１をリフローするこ
とによつて、はんだ層４２を形成する。
次にｉにおいて、保護膜３９をマスクとしてｐ
型のSi部分をエツチングすることによつて片持ば
りを形成する。
型のSi部分をエツチングすることによつて片持ば
りを形成する。
次に第４図はソルダボールの位置決め工程の説
明図であり、前記第３図のｇにおいてソルダボー
ル４１を片持ばりの先端部の所定位置に位置決め
する方法を示すものである。
明図であり、前記第３図のｇにおいてソルダボー
ル４１を片持ばりの先端部の所定位置に位置決め
する方法を示すものである。
第４図において、まずａにおいては、基板４４
に凹部４５をエツチング等で形成する。
に凹部４５をエツチング等で形成する。
この凹部４５は前記第３図の片持ばりの先端部
分に一致するようにｘ、ｙ方向とも片持ばりの基
板と同一のピツチで形成する。
分に一致するようにｘ、ｙ方向とも片持ばりの基
板と同一のピツチで形成する。
なお、基板としてSiウエハを用いれば通常の集
積回路の工程で形成することが出来る。
積回路の工程で形成することが出来る。
次にｂにおいて、上記の基板４４上を多数のソ
ルダボールを通過させることによつて凹部４５に
一個づつのソルダボール４１をセツトする。
ルダボールを通過させることによつて凹部４５に
一個づつのソルダボール４１をセツトする。
次にｃにおいて、前記第３図のｇの工程に示す
ごときソルダフラツクスを塗布した基板４７を基
板４４に押し付ければ、ソルダフラツクスの粘着
力で基板４７側にソルダボール４１が付着する。
ごときソルダフラツクスを塗布した基板４７を基
板４４に押し付ければ、ソルダフラツクスの粘着
力で基板４７側にソルダボール４１が付着する。
そして、前記のように凹部４５が各片持ばりの
先端部に一致するように形成されているので、各
ソルダボール４１は各々の片持ばり先端部の所定
位置４６に付着することになる。
先端部に一致するように形成されているので、各
ソルダボール４１は各々の片持ばり先端部の所定
位置４６に付着することになる。
なお、この付着する位置が多少ずれても、後の
リフロー工程によつて溶融はんだの表面張力で自
動的に修正されるので位置合わせは容易である。
リフロー工程によつて溶融はんだの表面張力で自
動的に修正されるので位置合わせは容易である。
以上説明したごとく、本考案においては、ソル
ダボールをリフローすることによつて、おもりを
形成するように構成しているので、ダンピング液
の浮力によつて感度が低下する等の悪影響を生ず
るおそれがなく、かつおもりの形成が容易にしか
も安価に行うことが出来るという効果がある。
ダボールをリフローすることによつて、おもりを
形成するように構成しているので、ダンピング液
の浮力によつて感度が低下する等の悪影響を生ず
るおそれがなく、かつおもりの形成が容易にしか
も安価に行うことが出来るという効果がある。
第１図は本考案の一実施例の平面図及び断面
図、第２図は従来装置の斜視図及び断面図、第３
図及び第４図はそれぞれ本考案の製造工程図であ
る。 符号の説明、１１……片持ばり、１２……蒸着
膜、１３……はんだ、１４……拡散抵抗、１５…
…Si基板、１６……空隙、１７……SiO2膜、１
８……保護膜。
図、第２図は従来装置の斜視図及び断面図、第３
図及び第４図はそれぞれ本考案の製造工程図であ
る。 符号の説明、１１……片持ばり、１２……蒸着
膜、１３……はんだ、１４……拡散抵抗、１５…
…Si基板、１６……空隙、１７……SiO2膜、１
８……保護膜。
Claims (1)
- 半導体基板上に形成され、一端を支持された片
持ばりの支持部付近に拡散抵抗を形成し、上記片
持ばりの偏位に応じて上記拡散抵抗に生じる抵抗
値の変化を検出することによつて加速度を検出す
る半導体加速度センサにおいて、上記片持ばりの
先端部に所定の重量を有するソルダボールをリフ
ローすることによつて金属おもりを形成したこと
を特徴とする半導体加速度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15722684U JPH0320781Y2 (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15722684U JPH0320781Y2 (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6172678U JPS6172678U (ja) | 1986-05-17 |
| JPH0320781Y2 true JPH0320781Y2 (ja) | 1991-05-07 |
Family
ID=30715224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15722684U Expired JPH0320781Y2 (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0320781Y2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2714961B2 (ja) * | 1988-10-15 | 1998-02-16 | 株式会社フジクラ | 傾斜角発信器 |
| JP2706676B2 (ja) * | 1988-10-15 | 1998-01-28 | 株式会社フジクラ | 傾斜監視システム |
-
1984
- 1984-10-19 JP JP15722684U patent/JPH0320781Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6172678U (ja) | 1986-05-17 |
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