JPH0961454A - 半導体磁気動作型加速度センサ - Google Patents
半導体磁気動作型加速度センサInfo
- Publication number
- JPH0961454A JPH0961454A JP7220474A JP22047495A JPH0961454A JP H0961454 A JPH0961454 A JP H0961454A JP 7220474 A JP7220474 A JP 7220474A JP 22047495 A JP22047495 A JP 22047495A JP H0961454 A JPH0961454 A JP H0961454A
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- JP
- Japan
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- magnetic
- acceleration sensor
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電極のリード取り出し構造が簡単となり、部
品価格のコストダウンが図れる半導体磁気動作型加速度
センサを提供することである。 【解決手段】 上下面の表面層にそれぞれ上側磁性体層
６１及び下側磁性体層６２がイオン注入によって形成さ
れている可動おもり部１１並びに梁部１２で形成されて
いるシリコン基板１と、シリコン基板１の上側及び下側
にそれぞれ接合されてなる上側絶縁基板２１及び下側絶
縁基板２２とで構成される。上側絶縁基板２１及び下側
絶縁基板２２のシリコン基板１と対向する平面上にはそ
れぞれ磁気検出素子５１，５２が形成されている。
品価格のコストダウンが図れる半導体磁気動作型加速度
センサを提供することである。 【解決手段】 上下面の表面層にそれぞれ上側磁性体層
６１及び下側磁性体層６２がイオン注入によって形成さ
れている可動おもり部１１並びに梁部１２で形成されて
いるシリコン基板１と、シリコン基板１の上側及び下側
にそれぞれ接合されてなる上側絶縁基板２１及び下側絶
縁基板２２とで構成される。上側絶縁基板２１及び下側
絶縁基板２２のシリコン基板１と対向する平面上にはそ
れぞれ磁気検出素子５１，５２が形成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の衝突検
出、あるいは姿勢制御等の用途に使用される半導体加速
度センサに関し、特に磁気動作型の半導体加速度センサ
の構造に関するものである。
出、あるいは姿勢制御等の用途に使用される半導体加速
度センサに関し、特に磁気動作型の半導体加速度センサ
の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体加速度センサの一実施例に
ついて図３〜図５を参照して説明する。図３は従来の半
導体加速度センサの加速度センサチップの構造を示した
断面図であり、図４は図３の平面図である。図５は従来
の半導体加速度センサの構造を示した斜視図である。図
３及び図４において、加速度センサチップは、静電容量
式であって、可動電極１０１と梁部１０６，１０７が形
成されているシリコン基板１２０の上層及び下層に、そ
れぞれ上側絶縁基板１０２及び下側絶縁基板１０３を静
電接合等の手段によって密着させて形成されている。上
側絶縁基板１０２は下面に段差部１０４を有する構造と
なっており、上側絶縁基板１０２の上面には電極取り出
し部１１０が、下面（段差部表面）には固定電極１１４
が形成されている。さらに上側絶縁基板１０２の中央部
には固定電極１１４からリード線を取り出すためのリー
ド線取出用スルーホール１１６が形成されている。下側
絶縁基板１０３は、上面に段差部１０５を有する構造と
なっており、下側絶縁基板１０３の下面には電極取り出
し部１１１，１１２，１１３が、上面（段差部表面）に
は固定電極１１５が形成されている。さらに下側絶縁基
板１０３の中央部には固定電極１１５からリード線を取
り出すためのリード線取出用スルーホール１１７が、電
極取り出し部１１２近傍にはリード線取出用スルーホー
ル１１８が形成されている。電極取り出し部１１０の一
端部から下側絶縁基板１０３の側面部に亘って導電ペー
スト１０９が施されている。
ついて図３〜図５を参照して説明する。図３は従来の半
導体加速度センサの加速度センサチップの構造を示した
断面図であり、図４は図３の平面図である。図５は従来
の半導体加速度センサの構造を示した斜視図である。図
３及び図４において、加速度センサチップは、静電容量
式であって、可動電極１０１と梁部１０６，１０７が形
成されているシリコン基板１２０の上層及び下層に、そ
れぞれ上側絶縁基板１０２及び下側絶縁基板１０３を静
電接合等の手段によって密着させて形成されている。上
側絶縁基板１０２は下面に段差部１０４を有する構造と
なっており、上側絶縁基板１０２の上面には電極取り出
し部１１０が、下面（段差部表面）には固定電極１１４
が形成されている。さらに上側絶縁基板１０２の中央部
には固定電極１１４からリード線を取り出すためのリー
ド線取出用スルーホール１１６が形成されている。下側
絶縁基板１０３は、上面に段差部１０５を有する構造と
なっており、下側絶縁基板１０３の下面には電極取り出
し部１１１，１１２，１１３が、上面（段差部表面）に
は固定電極１１５が形成されている。さらに下側絶縁基
板１０３の中央部には固定電極１１５からリード線を取
り出すためのリード線取出用スルーホール１１７が、電
極取り出し部１１２近傍にはリード線取出用スルーホー
ル１１８が形成されている。電極取り出し部１１０の一
端部から下側絶縁基板１０３の側面部に亘って導電ペー
スト１０９が施されている。
【０００３】図４に示すように、従来の半導体加速度セ
ンサは、上側絶縁基板１４２、シリコン基板１４３、及
び下側絶縁基板１４４から構成される加速度センサチッ
プ１４１並びに専用ＩＣ回路基板（ベアチップ形態）１
３１が平面的に主実装基板１３０に搭載され、加速度セ
ンサチップ１４１及び専用ＩＣ回路基板１３１の電極取
り出し部から主実装基板１３０の導体パターン部にワイ
ヤボンディングされている。主実装基板１３０の導体パ
ターン部は主実装基板１３０に設けられている外部リー
ド端子に接続されている。
ンサは、上側絶縁基板１４２、シリコン基板１４３、及
び下側絶縁基板１４４から構成される加速度センサチッ
プ１４１並びに専用ＩＣ回路基板（ベアチップ形態）１
３１が平面的に主実装基板１３０に搭載され、加速度セ
ンサチップ１４１及び専用ＩＣ回路基板１３１の電極取
り出し部から主実装基板１３０の導体パターン部にワイ
ヤボンディングされている。主実装基板１３０の導体パ
ターン部は主実装基板１３０に設けられている外部リー
ド端子に接続されている。
【０００４】上記した構造の静電容量式の半導体加速度
センサにおける印加加速度の検出の原理は、加速度によ
って、可動電極１０１が変位し、それによって加速度セ
ンサ内部のコンデンサ部の静電容量値が変化し、これを
ＩＣ回路１３１によって検出するというものである。
センサにおける印加加速度の検出の原理は、加速度によ
って、可動電極１０１が変位し、それによって加速度セ
ンサ内部のコンデンサ部の静電容量値が変化し、これを
ＩＣ回路１３１によって検出するというものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の半導体
磁気動作型加速度センサでは以下の問題点が生ずる。
磁気動作型加速度センサでは以下の問題点が生ずる。
【０００６】１．加速度センサチップが、静電容量式の
ため、その可動電極部及び固定電極部のリード線の取り
出しには、例えば固定電極からのスルーホール取り出し
等、浮遊容量の影響を考慮した対策が必要であり、その
ためＩＣチップの価格が高価となってしまう問題点が生
ずる。
ため、その可動電極部及び固定電極部のリード線の取り
出しには、例えば固定電極からのスルーホール取り出し
等、浮遊容量の影響を考慮した対策が必要であり、その
ためＩＣチップの価格が高価となってしまう問題点が生
ずる。
【０００７】２．専用ＩＣ回路基板は、センサチップの
静電容量を電圧等へ変換するＣ−Ｖコンバータ回路等が
一般に使用されるが、発振回路が基本のため、回路が複
雑で高価であるという問題点が生ずる。
静電容量を電圧等へ変換するＣ−Ｖコンバータ回路等が
一般に使用されるが、発振回路が基本のため、回路が複
雑で高価であるという問題点が生ずる。
【０００８】本発明の課題は、電極のリード取り出し構
造が簡単となり、部品価格のコストダウンが図れる半導
体磁気動作型加速度センサを提供することである。
造が簡単となり、部品価格のコストダウンが図れる半導
体磁気動作型加速度センサを提供することである。
【０００９】本発明の他の課題は、処理回路を簡単な構
造にし、回路部の価格のコストダウンが図れる半導体磁
気動作型加速度センサを提供することである。
造にし、回路部の価格のコストダウンが図れる半導体磁
気動作型加速度センサを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上下面
の表面層にそれぞれ磁性材料素子がイオン注入されてい
る可動おもり部及び該可動おもり部の左右から張り出し
ている梁部で形成されているシリコン基板と、該シリコ
ン基板の上側及び下側にそれぞれ接合されてなる上側絶
縁基板及び下側絶縁基板とで構成され、前記上側絶縁基
板及び下側絶縁基板の前記シリコン基板と対向する平面
上にそれぞれ磁気検出素子が形成されていることを特徴
とする半導体磁気動作型加速度センサが得られる。
の表面層にそれぞれ磁性材料素子がイオン注入されてい
る可動おもり部及び該可動おもり部の左右から張り出し
ている梁部で形成されているシリコン基板と、該シリコ
ン基板の上側及び下側にそれぞれ接合されてなる上側絶
縁基板及び下側絶縁基板とで構成され、前記上側絶縁基
板及び下側絶縁基板の前記シリコン基板と対向する平面
上にそれぞれ磁気検出素子が形成されていることを特徴
とする半導体磁気動作型加速度センサが得られる。
【００１１】さらに、本発明によれば、前記磁気検出素
子が磁気抵抗素子であることを特徴とする半導体磁気動
作型加速度センサが得られる。
子が磁気抵抗素子であることを特徴とする半導体磁気動
作型加速度センサが得られる。
【００１２】さらに、本発明によれば、前記磁気検出素
子がホール素子であることを特徴とする半導体磁気動作
型加速度センサが得られる。
子がホール素子であることを特徴とする半導体磁気動作
型加速度センサが得られる。
【００１３】さらに、本発明によれば、前記上側絶縁基
板及び前記下側絶縁基板の前記可動おもり部と対向する
側の平面上にはそれぞれ段差部と溝部が設けられ、前記
段差部の平面上に前記磁気検出素子が形成され、前記磁
気検出素子からの導体パターンが前記溝部を通って外部
に接続されることを特徴とする半導体磁気動作型加速度
センサが得られる。
板及び前記下側絶縁基板の前記可動おもり部と対向する
側の平面上にはそれぞれ段差部と溝部が設けられ、前記
段差部の平面上に前記磁気検出素子が形成され、前記磁
気検出素子からの導体パターンが前記溝部を通って外部
に接続されることを特徴とする半導体磁気動作型加速度
センサが得られる。
【００１４】
【作用】シリコン基板の可動おもり部は外部加速度を受
けてその厚み方向に変位し、その結果可動おもり部の磁
性体層が絶縁基板上の磁気検出素子に及ぼす作用（印加
する磁界強度）が変化し、この磁気検出素子の特性値の
変化分を処理回路にて検出して外部加速度を検出する。
けてその厚み方向に変位し、その結果可動おもり部の磁
性体層が絶縁基板上の磁気検出素子に及ぼす作用（印加
する磁界強度）が変化し、この磁気検出素子の特性値の
変化分を処理回路にて検出して外部加速度を検出する。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図１及び図２を参照して本
発明による半導体磁気動作型加速度センサの一実施の形
態を説明する。図１は本発明による半導体磁気動作型加
速度センサの構造を示した断面図である。図２は図１に
おけるシリコン基板及び下側絶縁基板の構造を示した分
解斜視図である。シリコン基板１には可動おもり部１１
及び梁部１２が形成されており、可動おもり部１１の上
部及び下部にはそれぞれ上側磁性体層６１及び下側磁性
体層６２が形成されている。磁性体層を形成する１方法
として、例えば磁性材料粒子をシリコン表面層にイオン
注入する方法がある。
発明による半導体磁気動作型加速度センサの一実施の形
態を説明する。図１は本発明による半導体磁気動作型加
速度センサの構造を示した断面図である。図２は図１に
おけるシリコン基板及び下側絶縁基板の構造を示した分
解斜視図である。シリコン基板１には可動おもり部１１
及び梁部１２が形成されており、可動おもり部１１の上
部及び下部にはそれぞれ上側磁性体層６１及び下側磁性
体層６２が形成されている。磁性体層を形成する１方法
として、例えば磁性材料粒子をシリコン表面層にイオン
注入する方法がある。
【００１６】シリコン基板１の上層及び下層にはそれぞ
れ上側絶縁基板２１及び下側絶縁基板２２が静電接合法
等の手段によって接合され、全体として３層構造となっ
ている。上側絶縁基板２１には段差部２３が形成されて
おり、段差部２３の表面に、かつ上側磁性体層６１に対
向する位置に磁気検出素子５１が形成されている。又、
上側絶縁基板２１には図では現われていないが図２に示
すような溝部２５，２６が形成されており、磁気検出素
子５１からの導体パターン部分７１が溝部２５，２６を
通って外部に引き出されている。下側絶縁基板２２には
段差部２４が形成されており、段差部２４の底面部に、
かつ下側磁性体層６２に対向する位置に磁気検出素子５
２が形成されている。又、下側絶縁基板２２には溝部２
５，２６が形成されており、磁気検出素子５２からの導
体パターン部分７２が溝部２５，２６を通って外部に引
き出されている。図２に示すように、磁気検出素子５
１，５２（図では磁気検出素子５２しか現われていな
い）は、それぞれストライプパターンとして上側絶縁基
板２１及び下側絶縁基板２２上に形成されている。尚、
検出素子としては磁気抵抗素子あるいはホール素子等が
用いられる。
れ上側絶縁基板２１及び下側絶縁基板２２が静電接合法
等の手段によって接合され、全体として３層構造となっ
ている。上側絶縁基板２１には段差部２３が形成されて
おり、段差部２３の表面に、かつ上側磁性体層６１に対
向する位置に磁気検出素子５１が形成されている。又、
上側絶縁基板２１には図では現われていないが図２に示
すような溝部２５，２６が形成されており、磁気検出素
子５１からの導体パターン部分７１が溝部２５，２６を
通って外部に引き出されている。下側絶縁基板２２には
段差部２４が形成されており、段差部２４の底面部に、
かつ下側磁性体層６２に対向する位置に磁気検出素子５
２が形成されている。又、下側絶縁基板２２には溝部２
５，２６が形成されており、磁気検出素子５２からの導
体パターン部分７２が溝部２５，２６を通って外部に引
き出されている。図２に示すように、磁気検出素子５
１，５２（図では磁気検出素子５２しか現われていな
い）は、それぞれストライプパターンとして上側絶縁基
板２１及び下側絶縁基板２２上に形成されている。尚、
検出素子としては磁気抵抗素子あるいはホール素子等が
用いられる。
【００１７】次に、本発明の半導体磁気動作型加速度セ
ンサの加速度検出の原理を述べる。可動おもり部１１の
上側磁性体層６１及び下側磁性体層６２からは図１に示
すような磁束が出ており、上側磁性体層６１及び下側磁
性体層６２からの磁束によってそれぞれ磁気検出素子５
１及び磁気検出素子５２に磁界を印加している。ここ
で、外部加速度が印加されて可動おもり部１１が変位す
ると、磁性体層が磁気検出素子に与える磁界の強度が、
可動おもり部１１が接近する方向にて印加される磁界が
強くなる方向に変化し、磁気検出素子の抵抗値を変化さ
せる。この磁気検出素子の抵抗値の変化分を検出処理回
路（図示せず）にて検出する。前記検出処理回路は直流
増幅回路であり、比較的簡単な回路である。ここで、磁
気検出素子の各部材は非磁性体であるので検出への外乱
はほとんど影響がない。
ンサの加速度検出の原理を述べる。可動おもり部１１の
上側磁性体層６１及び下側磁性体層６２からは図１に示
すような磁束が出ており、上側磁性体層６１及び下側磁
性体層６２からの磁束によってそれぞれ磁気検出素子５
１及び磁気検出素子５２に磁界を印加している。ここ
で、外部加速度が印加されて可動おもり部１１が変位す
ると、磁性体層が磁気検出素子に与える磁界の強度が、
可動おもり部１１が接近する方向にて印加される磁界が
強くなる方向に変化し、磁気検出素子の抵抗値を変化さ
せる。この磁気検出素子の抵抗値の変化分を検出処理回
路（図示せず）にて検出する。前記検出処理回路は直流
増幅回路であり、比較的簡単な回路である。ここで、磁
気検出素子の各部材は非磁性体であるので検出への外乱
はほとんど影響がない。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、検出の原理が磁気式で
あるため、従来のような静電容量式での浮遊容量の影響
はほとんどなく、電極の取り出し構造が簡単となり、部
品のコストダウンが図れる。
あるため、従来のような静電容量式での浮遊容量の影響
はほとんどなく、電極の取り出し構造が簡単となり、部
品のコストダウンが図れる。
【００１９】又、本発明によれば、検出処理回路が比較
的簡単な構造の直流増幅回路でよいため、検出処理回路
部の価格を大幅に安価にすることができる。
的簡単な構造の直流増幅回路でよいため、検出処理回路
部の価格を大幅に安価にすることができる。
【図１】本発明による半導体磁気動作型加速度センサの
構造を示した断面図である。
構造を示した断面図である。
【図２】図１におけるシリコン基板及び下側絶縁基板の
構造を示した分解斜視図である。
構造を示した分解斜視図である。
【図３】従来の半導体加速度センサの加速度センサチッ
プの構造を示した断面図である。
プの構造を示した断面図である。
【図４】図３の加速度センサチップの構造を示した平面
図である。
図である。
【図５】従来の半導体加速度センサの構造を示した斜視
図である。
図である。
１ シリコン基板 １１ 可動おもり部 １２ 梁部 ２１ 上側絶縁基板 ２２ 下側絶縁基板 ２３，２４ 段差部 ２５，２６ 溝部 ５１，５２ 磁気検出素子 ６１ 上側磁性体層 ６２ 下側磁性体層 ７１，７２ 導体パターン部分
Claims (4)
- 【請求項１】 上下面の表面層にそれぞれ磁性材料素子
がイオン注入されている可動おもり部及び該可動おもり
部の左右から張り出している梁部で形成されているシリ
コン基板と、該シリコン基板の上側及び下側にそれぞれ
接合されてなる上側絶縁基板及び下側絶縁基板とで構成
され、前記上側絶縁基板及び下側絶縁基板の前記シリコ
ン基板と対向する平面上にそれぞれ磁気検出素子が形成
されていることを特徴とする半導体磁気動作型加速度セ
ンサ。 - 【請求項２】 前記磁気検出素子が磁気抵抗素子である
ことを特徴とする請求項１記載の半導体磁気動作型加速
度センサ。 - 【請求項３】 前記磁気検出素子がホール素子であるこ
とを特徴とする請求項１記載の半導体磁気動作型加速度
センサ。 - 【請求項４】 前記上側絶縁基板及び前記下側絶縁基板
の前記可動おもり部と対向する側の平面上にはそれぞれ
段差部と溝部が設けられ、前記段差部の平面上に前記磁
気検出素子が形成され、前記磁気検出素子からの導体パ
ターンが前記溝部を通って外部に接続されることを特徴
とする請求項１記載の半導体磁気動作型加速度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7220474A JPH0961454A (ja) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | 半導体磁気動作型加速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7220474A JPH0961454A (ja) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | 半導体磁気動作型加速度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0961454A true JPH0961454A (ja) | 1997-03-07 |
Family
ID=16751675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7220474A Withdrawn JPH0961454A (ja) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | 半導体磁気動作型加速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0961454A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009503858A (ja) * | 2005-07-29 | 2009-01-29 | フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド | 磁気トンネル接合センサ |
-
1995
- 1995-08-29 JP JP7220474A patent/JPH0961454A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009503858A (ja) * | 2005-07-29 | 2009-01-29 | フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド | 磁気トンネル接合センサ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20021105 |