JPH07260821A - 半導体センサ - Google Patents
半導体センサInfo
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- JPH07260821A JPH07260821A JP7951794A JP7951794A JPH07260821A JP H07260821 A JPH07260821 A JP H07260821A JP 7951794 A JP7951794 A JP 7951794A JP 7951794 A JP7951794 A JP 7951794A JP H07260821 A JPH07260821 A JP H07260821A
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Landscapes
- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ピエゾ抵抗を形成したシリコン基板と、この
シリコン基板の上，下側に陽極接合で固定したガラスか
らなる上，下ストッパとからなる半導体センサにおい
て、シリコン基板と上，下ストッパとの接合を良好に行
う。 【構成】 半導体センサは、ピエゾ抵抗６を形成して絶
縁層１３，１４を上面に形成したシリコン基板１と、こ
のシリコン基板１の上，下側に陽極接合で固定したガラ
スからなる上，下ストッパ７，８とからなる。表面に安
定な酸化膜を生じる金属膜１６を上ストッパ７と当接す
る絶縁層１３，１４の上面に形成した。
シリコン基板の上，下側に陽極接合で固定したガラスか
らなる上，下ストッパとからなる半導体センサにおい
て、シリコン基板と上，下ストッパとの接合を良好に行
う。 【構成】 半導体センサは、ピエゾ抵抗６を形成して絶
縁層１３，１４を上面に形成したシリコン基板１と、こ
のシリコン基板１の上，下側に陽極接合で固定したガラ
スからなる上，下ストッパ７，８とからなる。表面に安
定な酸化膜を生じる金属膜１６を上ストッパ７と当接す
る絶縁層１３，１４の上面に形成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の車両の加速
度や圧力をピエゾ抵抗の変化により外力を検出する半導
体センサに関するものである。
度や圧力をピエゾ抵抗の変化により外力を検出する半導
体センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】かかる半導体センサを加速度センサとし
て利用した従来の技術として、例えばIEEE TRANS. Vol.
ED-26 DEC. 1979. "A Batch-Fabricated Silicon Acce
lerometer"に開示され、図２〜４に示すものがある。図
２は要部断面図で、１は固定部２を有するＰ型シリコン
基板であり、シリコン基板１は選択的なエッチングによ
り溝３の部分が取り除かれ、固定部２の所定位置には薄
肉の片持梁４が固定され、その自由端部には略正方形の
重り部５が設けられている。また、片持梁４の上面には
複数のピエゾ抵抗６がブリッジ回路を構成するように形
成されていて、重り部５に加わる加速度により片持梁４
が撓んだ時、その応力によってピエゾ抵抗６の抵抗値が
変化するようになっている。また、シリコン基板１の
上，下側には絶縁材料からなる上，下ストッパ７，８が
固定され、重り部５の上下方向への変位を規制すること
により、過大な加速度に対する片持梁４の応力破壊を防
止するものである。そして、前記ブリッジ回路にはリー
ド線９が接続され、ピエゾ抵抗６の抵抗値の変化を外部
へ出力するようになっている。
て利用した従来の技術として、例えばIEEE TRANS. Vol.
ED-26 DEC. 1979. "A Batch-Fabricated Silicon Acce
lerometer"に開示され、図２〜４に示すものがある。図
２は要部断面図で、１は固定部２を有するＰ型シリコン
基板であり、シリコン基板１は選択的なエッチングによ
り溝３の部分が取り除かれ、固定部２の所定位置には薄
肉の片持梁４が固定され、その自由端部には略正方形の
重り部５が設けられている。また、片持梁４の上面には
複数のピエゾ抵抗６がブリッジ回路を構成するように形
成されていて、重り部５に加わる加速度により片持梁４
が撓んだ時、その応力によってピエゾ抵抗６の抵抗値が
変化するようになっている。また、シリコン基板１の
上，下側には絶縁材料からなる上，下ストッパ７，８が
固定され、重り部５の上下方向への変位を規制すること
により、過大な加速度に対する片持梁４の応力破壊を防
止するものである。そして、前記ブリッジ回路にはリー
ド線９が接続され、ピエゾ抵抗６の抵抗値の変化を外部
へ出力するようになっている。
【０００３】図３は図２の片持梁４付近のピエゾ抵抗６
の配置例を示す平面図で、１０は端部にリード線９接続
用の電極端子１０ａを有する配線電極、１１は配線電極
１０とピエゾ抵抗６とを接続するリード、１２は配線電
極１０とリード１１とを接続するためのコンタクトホー
ルであり、ピエゾ抵抗６とリード１１とは直に接続され
ている。そして、配線電極１０及び電極端子１０ａを除
いて他の上面には、外部からの影響を阻止するための後
述する各種絶縁層（図示しない）が設けられている（こ
のような配置例として、例えば特開平4- 13975号公報参
照）。
の配置例を示す平面図で、１０は端部にリード線９接続
用の電極端子１０ａを有する配線電極、１１は配線電極
１０とピエゾ抵抗６とを接続するリード、１２は配線電
極１０とリード１１とを接続するためのコンタクトホー
ルであり、ピエゾ抵抗６とリード１１とは直に接続され
ている。そして、配線電極１０及び電極端子１０ａを除
いて他の上面には、外部からの影響を阻止するための後
述する各種絶縁層（図示しない）が設けられている（こ
のような配置例として、例えば特開平4- 13975号公報参
照）。
【０００４】このような加速度センサの製造方法の一例
を図４を用いて説明すると、Ｐ型（１００）シリコン基
板１の表面にＮ型エピタキシャル層１ａを成長形成し、
この層１ａの表面の一部から重り部５を囲むようにＰ型
素子分離拡散領域１ｂをシリコン基板１へ達するように
形成する（図４（ａ））。
を図４を用いて説明すると、Ｐ型（１００）シリコン基
板１の表面にＮ型エピタキシャル層１ａを成長形成し、
この層１ａの表面の一部から重り部５を囲むようにＰ型
素子分離拡散領域１ｂをシリコン基板１へ達するように
形成する（図４（ａ））。
【０００５】次に、エピタキシャル層１ａの所定個所
に、リンの拡散等によりウエハコンタクト１ｃ、ボロン
の拡散等によりリード１１、ボロンのイオン注入等によ
りピエゾ抵抗６を夫々＜１１０＞方向に設け、その上面
にＳｉＯ2 からなる安定化膜（絶縁層）１３及びＳｉ3
Ｎ4からなる保護膜（絶縁層）１４を形成する（図４
（ｂ））。
に、リンの拡散等によりウエハコンタクト１ｃ、ボロン
の拡散等によりリード１１、ボロンのイオン注入等によ
りピエゾ抵抗６を夫々＜１１０＞方向に設け、その上面
にＳｉＯ2 からなる安定化膜（絶縁層）１３及びＳｉ3
Ｎ4からなる保護膜（絶縁層）１４を形成する（図４
（ｂ））。
【０００６】次に、ウエハコンタクト１ｃ及びリード１
１の所定個所に対応する安定化膜１３及び保護膜１４に
コンタクトホール１２を形成し、保護膜１４の上面にア
ルミの印刷等によりコンタクトホール１２に合わせて配
線電極１０及び電極端子１０ａを形成する。また、シリ
コン基板１の下面には、Ｓｉ3Ｎ4からなる耐エッチング
膜１５をパターン形成する（図４（ｃ））。
１の所定個所に対応する安定化膜１３及び保護膜１４に
コンタクトホール１２を形成し、保護膜１４の上面にア
ルミの印刷等によりコンタクトホール１２に合わせて配
線電極１０及び電極端子１０ａを形成する。また、シリ
コン基板１の下面には、Ｓｉ3Ｎ4からなる耐エッチング
膜１５をパターン形成する（図４（ｃ））。
【０００７】そして、Ｎ型エピタキシャル層１ａを正電
位にバイアスしながらシリコン基板１をＫＯＨ等のアル
カリエッチング液により異方性エッチングする。これに
より、Ｐ型シリコン基板１は、（１１１）面を残すよう
にエッチングが進行し、同時にＰ型素子分離拡散領域１
ｂまでエッチングが行われ、片持梁４はＮ型エピタキシ
ャル層１ａが残り、耐エッチング膜１５を除去すると、
片持梁４や重り部５を有するウエハ構造が得られる（図
４（ｄ））。
位にバイアスしながらシリコン基板１をＫＯＨ等のアル
カリエッチング液により異方性エッチングする。これに
より、Ｐ型シリコン基板１は、（１１１）面を残すよう
にエッチングが進行し、同時にＰ型素子分離拡散領域１
ｂまでエッチングが行われ、片持梁４はＮ型エピタキシ
ャル層１ａが残り、耐エッチング膜１５を除去すると、
片持梁４や重り部５を有するウエハ構造が得られる（図
４（ｄ））。
【０００８】このようなシリコンウエハは、パイレック
スガラスからなる上，下ストッパ７，８を陽極接合によ
り固定した後、個々のチップにダイシングされ、電極端
子１０ａにリード線９をワイヤボンディング等により接
続することにより、図２で示した加速度センサが完成す
る。
スガラスからなる上，下ストッパ７，８を陽極接合によ
り固定した後、個々のチップにダイシングされ、電極端
子１０ａにリード線９をワイヤボンディング等により接
続することにより、図２で示した加速度センサが完成す
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】シリコン基板１と上，
下ストッパ７，８とを陽極接合で固定する際、シリコン
基板１の上面の安定化膜１３や保護膜１４の絶縁層によ
り、シリコン基板１と上，下ストッパ７，８との固定が
充分に確保できないという問題があった。
下ストッパ７，８とを陽極接合で固定する際、シリコン
基板１の上面の安定化膜１３や保護膜１４の絶縁層によ
り、シリコン基板１と上，下ストッパ７，８との固定が
充分に確保できないという問題があった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、ピエゾ抵抗を形成して絶縁層を上面に形成
したシリコン基板と、このシリコン基板の上，下側に陽
極接合で固定したガラスからなる上，下ストッパとから
なり、前記ピエゾ抵抗の抵抗値変化により外力を検出す
る半導体センサにおいて、表面に安定な酸化膜を生じる
金属膜を前記上ストッパと当接する前記絶縁層の上面に
形成したものである。
決するため、ピエゾ抵抗を形成して絶縁層を上面に形成
したシリコン基板と、このシリコン基板の上，下側に陽
極接合で固定したガラスからなる上，下ストッパとから
なり、前記ピエゾ抵抗の抵抗値変化により外力を検出す
る半導体センサにおいて、表面に安定な酸化膜を生じる
金属膜を前記上ストッパと当接する前記絶縁層の上面に
形成したものである。
【００１１】特に、前記金属膜をアルミにて形成したも
のである。
のである。
【００１２】
【作用】表面に安定な酸化膜を生じる金属膜を介在させ
ることにより、シリコン基板は前記金属膜の酸化膜によ
り上ストッパとの接合が良好に行われる。
ることにより、シリコン基板は前記金属膜の酸化膜によ
り上ストッパとの接合が良好に行われる。
【００１３】
【実施例】以下に図１に示した実施例に基づき本発明を
説明するが、前記従来例と同一もしくは相当個所には同
一符号を付してその詳細な説明を省く。
説明するが、前記従来例と同一もしくは相当個所には同
一符号を付してその詳細な説明を省く。
【００１４】図１は、本発明の第１実施例の要部断面図
であり、表面に安定な酸化膜を生じる金属膜１６を上ス
トッパ７と当接する保護膜（絶縁層）１４の上面に形成
したものである。すなわち陽極接合で従来はシリコン基
板１と上ストッパ７とが安定膜１３や保護膜１４の絶縁
層を介して固定されていたのに対し、本実施例では、上
ストッパ７は金属膜１６個所にて固定される。従って、
前記絶縁層により陽極接合が阻害される不具合を解消す
ることができ、シリコン基板１は金属膜１６の表面に生
じる酸化膜（図示しない）により上ストッパ７との接合
が良好に行われる。
であり、表面に安定な酸化膜を生じる金属膜１６を上ス
トッパ７と当接する保護膜（絶縁層）１４の上面に形成
したものである。すなわち陽極接合で従来はシリコン基
板１と上ストッパ７とが安定膜１３や保護膜１４の絶縁
層を介して固定されていたのに対し、本実施例では、上
ストッパ７は金属膜１６個所にて固定される。従って、
前記絶縁層により陽極接合が阻害される不具合を解消す
ることができ、シリコン基板１は金属膜１６の表面に生
じる酸化膜（図示しない）により上ストッパ７との接合
が良好に行われる。
【００１５】金属膜１６としては、例えばアルミやクロ
ム等の表面に安定な酸化膜を生じる金属材料を蒸着やス
パッタ等の適宜な手段により形成することにより実現で
きる。特に、アルミは長期的に安定して使いやすい。
ム等の表面に安定な酸化膜を生じる金属材料を蒸着やス
パッタ等の適宜な手段により形成することにより実現で
きる。特に、アルミは長期的に安定して使いやすい。
【００１６】なお、本発明の半導体センサは、実施例で
述べてた加速度センサの他、触圧や気圧等の圧力、機械
的振動の物理的な外力等を検出するセンサとしても利用
することができる。
述べてた加速度センサの他、触圧や気圧等の圧力、機械
的振動の物理的な外力等を検出するセンサとしても利用
することができる。
【００１７】
【発明の効果】本発明は、ピエゾ抵抗を形成して絶縁層
を上面に形成したシリコン基板と、このシリコン基板の
上，下側に陽極接合で固定したガラスからなる上，下ス
トッパとからなり、前記ピエゾ抵抗の抵抗値変化により
外力を検出する半導体センサにおいて、表面に安定な酸
化膜を生じる金属膜を前記上ストッパと当接する前記絶
縁層の上面に形成したものであり、上ストッパは金属膜
個所にて固定されるため、前記絶縁層により陽極接合が
阻害される不具合を解消することができ、シリコン基板
は金属膜の表面に生じる酸化膜により上ストッパとの接
合が良好に行われ、確実な構造の半導体センサを得るこ
とができる。
を上面に形成したシリコン基板と、このシリコン基板の
上，下側に陽極接合で固定したガラスからなる上，下ス
トッパとからなり、前記ピエゾ抵抗の抵抗値変化により
外力を検出する半導体センサにおいて、表面に安定な酸
化膜を生じる金属膜を前記上ストッパと当接する前記絶
縁層の上面に形成したものであり、上ストッパは金属膜
個所にて固定されるため、前記絶縁層により陽極接合が
阻害される不具合を解消することができ、シリコン基板
は金属膜の表面に生じる酸化膜により上ストッパとの接
合が良好に行われ、確実な構造の半導体センサを得るこ
とができる。
【図１】本発明の実施例の要部断面図。
【図２】従来の加速度センサの要部断面図。
【図３】同上の要部平面図。
【図４】同上の製造方法を説明する工程図。
１ シリコン基板 ２ 固定部 ３ 溝 ４ 片持梁 ５ 重り部 ６ ピエゾ抵抗 ７ 上ストッパ ８ 下ストッパ ９ リード線 １０ 配線電極 １１ リード １２ コンタクトホール １３ 安定化膜（絶縁層） １４ 保護膜（絶縁層） １５ 耐エッチング膜 １６ 金属膜
Claims (2)
- 【請求項１】 ピエゾ抵抗を形成して絶縁層を上面に形
成したシリコン基板と、このシリコン基板の上，下側に
陽極接合で固定したガラスからなる上，下ストッパとか
らなり、前記ピエゾ抵抗の抵抗値変化により外力を検出
する半導体センサにおいて、表面に安定な酸化膜を生じ
る金属膜を前記上ストッパと当接する前記絶縁層の上面
に形成したことを特徴とする半導体センサ。 - 【請求項２】 前記金属膜は、アルミからなることを特
徴とする請求項１に記載の半導体センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7951794A JPH07260821A (ja) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | 半導体センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7951794A JPH07260821A (ja) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | 半導体センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07260821A true JPH07260821A (ja) | 1995-10-13 |
Family
ID=13692177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7951794A Pending JPH07260821A (ja) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | 半導体センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07260821A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011066429A (ja) * | 2010-09-30 | 2011-03-31 | Dainippon Printing Co Ltd | センサデバイス及びその製造方法 |
| US8421240B2 (en) | 2009-04-07 | 2013-04-16 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Sensor device and method of manufacturing the sensor device |
-
1994
- 1994-03-25 JP JP7951794A patent/JPH07260821A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8421240B2 (en) | 2009-04-07 | 2013-04-16 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Sensor device and method of manufacturing the sensor device |
| JP2011066429A (ja) * | 2010-09-30 | 2011-03-31 | Dainippon Printing Co Ltd | センサデバイス及びその製造方法 |
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