JPH088445A - ８個のビームを有するブリッジ型シリコン加速度センサーの製造方法および該製造方法により製造される加速度センサー - Google Patents

８個のビームを有するブリッジ型シリコン加速度センサーの製造方法および該製造方法により製造される加速度センサー

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JPH088445A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明の８−ビームブリッジ型シリコン加速
度センサーの製造方法は、基板上にシリコン酸化膜を成
長させる段階と；前記シリコン酸化膜に拡散窓を開け、
拡散窓を通じて基板にｎ+不純物を注入した後、均一に
拡散させて、ｎ+拡散領域を形成させる段階と；前記シ
リコン酸化膜を除去し、その上にエピタキシャル層を成
長させる段階と；エピタキシャル層上にシリコン酸化膜
を成長させ、不純物を注入した後均一に拡散させて、前
記エピタキシャル層に、複数個の圧抵抗を形成させる段
階と；前記シリコン酸化膜を除去する段階と；フッ酸溶
液中での陽極反応により、ｎ+拡散領域から多孔質シリ
コン層を形成させる段階と；前記エピタキシャル層に質
量を搭載させる段階と；前記多孔質シリコン層を蝕刻し
て、基板にエアギャップを形成させる段階とからなる。 【効果】 容易かつ正確に８−ビームブリッジ型シリコ
ン加速度センサーを製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シリコン加速度センサ
ーの製造方法に関し、さらに詳しくは、８個のビームを
有するブリッジ形態にてシリコンセンサーを製作する、
８ビームブリッジ型シリコン加速度センサーの製造方法
に関する。
【０００２】また本発明は上記製法により得られる加速
度センサーに関する。
【０００３】
【従来の技術】一般的に、加速度又は振動等を感知する
シリコンセンサーは、質量（錘）が搭載される機械的な
構造に基づいて、カンチレバー型とブリッジ型に分類さ
れ、その中でブリッジ型シリコン加速度センサーにおい
ては、２個或いは４個のビーム構造を利用したものが紹
介されている。
【０００４】しかし、８方向から質量を支持したブリッ
ジ型の加速度センサー（以下、８−ビームブリッジ型加
速度センサーと記載する）の構造は報告されていない。
その理由はシリコン基板を従来の異方性エッチング方法
で蝕刻する際、８角構造を正確に具現することが難しい
ためである。
【０００５】更に、８個のビームを有する場合は、２個
のビーム構造に比して、その感度が１／４に減少される
ので、今まで考慮の対象になっていなかった。
【０００６】
【従来技術の問題点】加速度センサーにおいて、最も重
要なものは、信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）であり、これ
は、方向選択性において決定される。既存のカンチレバ
ー型や、２ビーム、４ビームブリッジ型構造は、該方向
選択性が良くないので、質量が望まない方向へ振動、又
は、加速されるのを防止するために、側面方向へのスト
ッパー（ｓｔｏｐｐｅｒ）を造ってやらなければならな
い。結果的に、ストッパーの設置のために、厳密でしか
も複雑な工程が要求され、またストッパーによる衝撃雑
音とか、磨耗等の２次的問題を根本的に解決することが
できないとの欠点があった。
【０００７】以上のような従来の加速度センサーが有す
る欠点等を解決するために、本発明者は、最近研究され
ている多孔質シリコンを利用した微細構造の製造法を応
用すれば、８角構造の形状を容易に製作することができ
るとの点に着眼して、本発明を完成するに至った。
【０００８】
【発明の目的】本発明は、方向選択性が優秀であり、剪
断応力（ｓｈｅａｒ ｓｔｒｅｓｓ）が減少して、機械
的強度が大きく改善され、正常動作の可否を相互比較監
視する機能を有する、８個のビームを有するブリッジ型
シリコン加速度センサー及び、その製造方法を提供する
ことにその目的がある。
【０００９】
【発明の概要】前記した目的を達成するために、本発明
の８−ビームブリッジ型シリコン加速度センサーの製造
方法は、基板上にシリコン酸化膜を成長させる段階と；
前記シリコン酸化膜に拡散窓を開け、拡散窓を通じて基
板にｎ+不純物を注入した後、均一に拡散させて、ｎ+拡
散領域を形成させる段階と；前記シリコン酸化膜を除去
し、その上にエピタキシャル層を成長させる段階と；エ
ピタキシャル層上にシリコン酸化膜を成長させ、不純物
を注入した後、均一に拡散させて、前記エピタキシャル
層に、複数個の圧抵抗を形成させる段階と；前記シリコ
ン酸化膜を除去する段階と；フッ酸溶液中での陽極反応
により、ｎ+拡散領域から多孔質シリコン層を形成させ
る段階と；前記エピタキシャル層に質量を搭載させる段
階と；前記多孔質シリコン層を蝕刻して、基板にエアギ
ャップを形成させる段階とから成る。
【００１０】
【実施例】以下には、添付された図面を参照して、本発
明の８−ビームブリッジ型シリコン加速度センサー及び
その製造方法を詳細に説明する。
【００１１】第１図Ａ〜Ｆは、本発明に係るシリコン加
速度センサーの製造工程図である。先ず、第１図Ａに図
示したように、シリコン基板１を洗浄して、その上にシ
リコン酸化膜２ａを形成した後、写真蝕刻方法にて拡散
窓３を開け、ｎ+不純物を注入した後、均一に拡散させ
て、ｎ+拡散領域４を形成する。ここで、シリコン基板
１の下面のシリコン酸化膜２ｂは、上面のシリコン酸化
膜２ａと同時に形成されるもので、本発明の構成には重
要でない。
【００１２】続いて、第１図Ｂに図示したように、上面
のシリコン酸化膜２ａを除去し、洗浄した後、エピタキ
シャル層５、例えば、ｎ型エピタキシャル層を成長させ
る。次に、第１図Ｃに図示したように、エピタキシャル
層５上に酸化膜２ｃに成長させ、不純物を注入し、これ
を均一拡散させて、エピタキシャル層５に複数個の圧抵
抗６を形成する。圧抵抗６は、好ましくはｐ型不純物に
て形成され得る。
【００１３】次いで、第１図Ｄに図示したように、酸化
膜２ｂ及び２ｃを除去した後に、フッ酸溶液において陽
極反応させて、ｎ+拡散領域４に多孔質シリコン層７
（ＰＳＬ）を形成する。
【００１４】続いて、第１図Ｅに図示したように、エレ
クトロ−プレーティング（ＥＬＥＣＴＲＯ−ＰＬＡＴＩ
ＮＧ）又はディスペンシング（ＤＩＳＰＥＮＳＩＮＧ）
のような、マスローディング（ＭＡＳＳ ＬＯＡＤＩＮ
Ｇ）技術で質量（錘）８を形成する。
【００１５】その後に、第１図Ｆに図示したところのよ
うに、多孔質シリコン層７を蝕刻して、エアギャップ９
を形成する。前記した第１図Ａ〜Ｆの製造工程にて、８
個のビームを有するブリッジ型シリコン加速度センサー
が正確に製造される。
【００１６】第２図Ａは、本発明に係る８−ビームブリ
ッジ型シリコン加速度センサーの、質量８を含む部分を
示した平面図であり、第２図Ｂは、第２図ＡにおけるＦ
１−Ｆ１線の切断面を示し、第２図Ｃは、第２図Ａにお
けるＦ２−Ｆ２線の切断面を示す。
【００１７】第２図Ａ〜Ｃにおいて、Ｒ1〜Ｒ4は、圧抵
抗を示し、１はシリコン基板を、８は質量を、９はエア
ギャップを各々示す。第３図Ａは、８−ビームブリッジ
型シリコン加速度センサーの構造体の質量が搭載されな
い状態において、垂直方向より撮った電子顕微鏡写真で
あり、第３図Ｂは、やや斜め方向にて撮った電子顕微鏡
写真である。
【００１８】
【発明の効果】以上において説明したように、本発明に
よれば、容易でありながらも正確に８−ビームブリッジ
型シリコン加速度センサーを製造することができる。ま
た、このような構造の加速度センサーにおいては、質量
が搭載された部分を８個のビームで支持するために、機
械的強度が向上され、しかも各々の圧抵抗において検出
された抵抗値を、相互比較することにより、加速度セン
サーが正常に動作しているか否かを監視する機能を付与
することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１Ａ〜Ｆは、本発明に係る８個のビームを
有するブリッジ型加速度センサーの製造工程図である。
【図２】 図２Ａ〜Ｃは、本発明に係る加速度センサー
の平面図及び断面図である。
【図３】 図３Ａ及びＢは、本発明により製造された、
加速度センサーの電子顕微鏡写真である。
【符号の説明】
１…シリコン基板 ２ａ〜２ｂ…シリコン酸化膜 ３…拡散窓 ４…ｎ+拡散領域 ５…エピタキシャル層 ６…圧抵抗 Ｒ1〜Ｒ4…圧抵抗 ７…多孔質シリコン層 ８…質量（錘） ９…エアギャップ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板上にシリコン酸化膜を成長させる段
    階と；前記シリコン酸化膜に拡散窓を開け、拡散窓を通
    じて基板にｎ+不純物を注入した後、均一に拡散させ
    て、ｎ+拡散領域を形成せしめる段階と；前記シリコン
    酸化膜を除去し、その上にエピタキシャル層を成長させ
    る段階と；エピタキシャル層上にシリコン酸化膜を成長
    せしめ、不純物を注入した後、均一に拡散させて、前記
    エピタキシャル層に、複数個の圧抵抗を形成させる段階
    と；前記シリコン酸化膜を除去する段階と；フッ酸溶液
    中での陽極反応により、ｎ+拡散領域から多孔質シリコ
    ン層を形成させる段階と；前記エピタキシャル層に質量
    を搭載させる段階と；前記多孔質シリコン層を蝕刻し
    て、基板にエアギャップを形成させる段階とからなる８
    ビームブリッジ型シリコン加速度センサーの製造方法。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の製造方法により製造さ
    れる、８−ビームブリッジ型シリコン加速度センサー。
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