JPH10270718A - 半導体慣性センサの製造方法 - Google Patents
半導体慣性センサの製造方法Info
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- JPH10270718A JPH10270718A JP9072960A JP7296097A JPH10270718A JP H10270718 A JPH10270718 A JP H10270718A JP 9072960 A JP9072960 A JP 9072960A JP 7296097 A JP7296097 A JP 7296097A JP H10270718 A JPH10270718 A JP H10270718A
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- polysilicon
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- silicon wafer
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ウェーハの貼り合わせやレーザ加工が不要で
大量生産に適し、容易で強力な陽極接合が実施でき、寄
生容量が低く、高感度で高精度な半導体慣性センサを低
コストで得る。 【解決手段】 シリコンウェーハ２１の片面に開口部２
０ａを有する酸化膜２０を形成し、ウエーハ２１の残り
の片面及び膜２０の上にポリシリコン層２２を形成す
る。膜２０上の層２２を選択的にエッチング除去して互
いに分離した複数のポリシリコン領域２２ａ，２２ｂ，
２２ｃを形成する。これらの領域を含む構造体２３を凹
部１１を有するガラス基板１０に接合する。ウェーハ２
１及び層２２をエッチング除去した後、膜２０を除去す
ることにより、ガラス基板１０に接合したポリシリコン
からなる固定電極２７，２８と基板１０の上方に浮動す
るポリシリコンからなる可動電極２６とを有する半導体
慣性センサ３０を得る。
大量生産に適し、容易で強力な陽極接合が実施でき、寄
生容量が低く、高感度で高精度な半導体慣性センサを低
コストで得る。 【解決手段】 シリコンウェーハ２１の片面に開口部２
０ａを有する酸化膜２０を形成し、ウエーハ２１の残り
の片面及び膜２０の上にポリシリコン層２２を形成す
る。膜２０上の層２２を選択的にエッチング除去して互
いに分離した複数のポリシリコン領域２２ａ，２２ｂ，
２２ｃを形成する。これらの領域を含む構造体２３を凹
部１１を有するガラス基板１０に接合する。ウェーハ２
１及び層２２をエッチング除去した後、膜２０を除去す
ることにより、ガラス基板１０に接合したポリシリコン
からなる固定電極２７，２８と基板１０の上方に浮動す
るポリシリコンからなる可動電極２６とを有する半導体
慣性センサ３０を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、静電容量型の加速
度センサ、角速度センサ等に適する半導体慣性センサ及
びその製造方法に関するものである。
度センサ、角速度センサ等に適する半導体慣性センサ及
びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の半導体慣性センサとし
て、ガラス基板と単結晶シリコンの構造からなる共振
角速度センサが提案されている（M. Hashimoto et al.,
"Silicon Resonant Angular Rate Sensor", Techinica
l Digest of the 12th Sensor Symposium, pp.163-166
(1994)）。このセンサは両側をトーションバーで浮動す
るようにした音叉構造の可動電極を有する。この可動電
極は電磁駆動によって励振されている。角速度が作用す
ると可動電極にコリオリ力が生じて、可動電極がトーシ
ョンバーの回りに捩り振動を起こして共振する。センサ
はこの可動電極の共振による可動電極と検出電極との間
の静電容量の変化により作用した角速度を検出する。こ
のセンサを作製する場合には、厚さ２００μｍ程度の結
晶方位が（１１０）の単結晶シリコン基板を基板表面に
対して垂直にエッチングして可動電極部分などの構造を
作製する。この比較的厚いシリコン基板を垂直にエッチ
ングするためにはＳＦ6ガスによる異方性ドライエッチ
ングを行うか、或いはトーションバーの可動電極部分へ
の付け根の隅部にＹＡＧレーザで孔あけを行った後に、
ＫＯＨなどでウエットエッチングを行っている。エッチ
ング加工を行ったシリコン基板は陽極接合によりガラス
基板と一体化される。
て、ガラス基板と単結晶シリコンの構造からなる共振
角速度センサが提案されている（M. Hashimoto et al.,
"Silicon Resonant Angular Rate Sensor", Techinica
l Digest of the 12th Sensor Symposium, pp.163-166
(1994)）。このセンサは両側をトーションバーで浮動す
るようにした音叉構造の可動電極を有する。この可動電
極は電磁駆動によって励振されている。角速度が作用す
ると可動電極にコリオリ力が生じて、可動電極がトーシ
ョンバーの回りに捩り振動を起こして共振する。センサ
はこの可動電極の共振による可動電極と検出電極との間
の静電容量の変化により作用した角速度を検出する。こ
のセンサを作製する場合には、厚さ２００μｍ程度の結
晶方位が（１１０）の単結晶シリコン基板を基板表面に
対して垂直にエッチングして可動電極部分などの構造を
作製する。この比較的厚いシリコン基板を垂直にエッチ
ングするためにはＳＦ6ガスによる異方性ドライエッチ
ングを行うか、或いはトーションバーの可動電極部分へ
の付け根の隅部にＹＡＧレーザで孔あけを行った後に、
ＫＯＨなどでウエットエッチングを行っている。エッチ
ング加工を行ったシリコン基板は陽極接合によりガラス
基板と一体化される。
【０００３】また別の半導体慣性センサとして、シリ
コン基板上にエッチングで犠牲層をパターン化した後、
除去することにより可動電極としてのポリシリコン振動
子を形成したマイクロジャイロ（K. Tanaka et al., "A
micromachined vibrating gyroscope", Sensors and A
ctuators A 50, pp.111-115 (1995)）が開示されてい
る。このマイクロジャイロは、いわゆる表面マイクロマ
シニング技術を用いた構造となっている。具体的には、
シリコン基板に不純物拡散によって検出電極を形成し、
その上に犠牲層となるリン酸ガラス膜を成膜してパター
ニングした後、ポリシリコンを成膜し、更に垂直エッチ
ング等の加工を行って構造体を形成する。最後に犠牲層
をエッチングにより除去することにより、可動電極部分
を切り離して検出電極に対してギャップを作り出し可動
電極を浮動状態にする。
コン基板上にエッチングで犠牲層をパターン化した後、
除去することにより可動電極としてのポリシリコン振動
子を形成したマイクロジャイロ（K. Tanaka et al., "A
micromachined vibrating gyroscope", Sensors and A
ctuators A 50, pp.111-115 (1995)）が開示されてい
る。このマイクロジャイロは、いわゆる表面マイクロマ
シニング技術を用いた構造となっている。具体的には、
シリコン基板に不純物拡散によって検出電極を形成し、
その上に犠牲層となるリン酸ガラス膜を成膜してパター
ニングした後、ポリシリコンを成膜し、更に垂直エッチ
ング等の加工を行って構造体を形成する。最後に犠牲層
をエッチングにより除去することにより、可動電極部分
を切り離して検出電極に対してギャップを作り出し可動
電極を浮動状態にする。
【０００４】また別の半導体慣性センサとして、ガラ
ス基板と単結晶シリコンの構造からなる振動型半導体素
子の製造方法が開示されている（特開平７−２８３４２
０）。この製造方法では、エッチストップ層を介して貼
り合わせた２枚のウェーハのうちの１枚のウェーハに可
動電極部分及び固定電極部分の加工を行い、この加工を
行ったウェーハを接合面として貼り合わせウェーハをガ
ラス基板に陽極接合した後、加工を行っていない側のウ
ェーハを除去し、続いてエッチストップ層を除去してい
る。更に別の半導体慣性センサとして、ガラス基板と
単結晶シリコンの構造からなるジャイロスコープが提案
されている（J.Bernstein et al., "A Micromachined C
omb-Drive Tuning Fork Rate Gyroscope", IEEE MEMS '
93 Proceeding, pp.143-148 (1993)）。このジャイロス
コープは、検出電極を形成したガラス基板と、エッチン
グを行った後に高濃度ボロン拡散を行って可動電極、固
定電極等を形成した単結晶シリコン基板とをボロン拡散
を行った部分を接合面として接合し、更にボロンを拡散
していないシリコン基板部分をエッチングにより除去す
ることにより、作られる。
ス基板と単結晶シリコンの構造からなる振動型半導体素
子の製造方法が開示されている（特開平７−２８３４２
０）。この製造方法では、エッチストップ層を介して貼
り合わせた２枚のウェーハのうちの１枚のウェーハに可
動電極部分及び固定電極部分の加工を行い、この加工を
行ったウェーハを接合面として貼り合わせウェーハをガ
ラス基板に陽極接合した後、加工を行っていない側のウ
ェーハを除去し、続いてエッチストップ層を除去してい
る。更に別の半導体慣性センサとして、ガラス基板と
単結晶シリコンの構造からなるジャイロスコープが提案
されている（J.Bernstein et al., "A Micromachined C
omb-Drive Tuning Fork Rate Gyroscope", IEEE MEMS '
93 Proceeding, pp.143-148 (1993)）。このジャイロス
コープは、検出電極を形成したガラス基板と、エッチン
グを行った後に高濃度ボロン拡散を行って可動電極、固
定電極等を形成した単結晶シリコン基板とをボロン拡散
を行った部分を接合面として接合し、更にボロンを拡散
していないシリコン基板部分をエッチングにより除去す
ることにより、作られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記〜の従来のセ
ンサの製造技術には、次の欠点があった。の共振角速
度センサの製造方法では、ガラス基板に対して浮動する
構造になるべきシリコン能動部が陽極接合時に静電引力
によりガラス基板に貼り付いて可動電極にならないこと
があった。この貼り付き（sticking）を防ぐために可動
電極と検出電極とを短絡して静電力が働かない状態で陽
極接合した後に、レーザを用いて短絡していた電極間を
切り離していた。また島状の固定電極を形成するために
ガラス基板に接合した後、レーザアシストエッチングを
行う必要があった。これらのレーザ加工は極めて複雑で
あって、センサを量産しようとする場合には不適切であ
った。
ンサの製造技術には、次の欠点があった。の共振角速
度センサの製造方法では、ガラス基板に対して浮動する
構造になるべきシリコン能動部が陽極接合時に静電引力
によりガラス基板に貼り付いて可動電極にならないこと
があった。この貼り付き（sticking）を防ぐために可動
電極と検出電極とを短絡して静電力が働かない状態で陽
極接合した後に、レーザを用いて短絡していた電極間を
切り離していた。また島状の固定電極を形成するために
ガラス基板に接合した後、レーザアシストエッチングを
行う必要があった。これらのレーザ加工は極めて複雑で
あって、センサを量産しようとする場合には不適切であ
った。
【０００６】のマイクロジャイロは、シリコンウェー
ハを基板とするため、センサの寄生容量が大きく、感度
や精度を高くすることが困難であった。の振動型半導
体素子の製造方法では、エッチストップ層を介して貼り
合わせた２枚のウェーハからなる構造体とガラス基板と
の陽極接合を行うため、接合時にガラス基板とウェーハ
間に生じるパルス電流の流れが絶縁膜であるエッチスト
ップ層によって妨げられ、接合過程や基板の接合状態に
悪影響を及ぼしやすいという問題点があった。
ハを基板とするため、センサの寄生容量が大きく、感度
や精度を高くすることが困難であった。の振動型半導
体素子の製造方法では、エッチストップ層を介して貼り
合わせた２枚のウェーハからなる構造体とガラス基板と
の陽極接合を行うため、接合時にガラス基板とウェーハ
間に生じるパルス電流の流れが絶縁膜であるエッチスト
ップ層によって妨げられ、接合過程や基板の接合状態に
悪影響を及ぼしやすいという問題点があった。
【０００７】更にのジャイロスコープの製造方法で
は、ボロンを拡散した部分をエッチストップ部分として
構造体全体を形成するため、エッチストップ効果が不完
全の場合にはオーバエッチングにより可動電極や固定電
極の厚さが薄くなり、寸法精度に劣る問題点があった。
本発明の目的は、レーザ加工が不要で大量生産に適す
る、低コストの半導体慣性センサの製造方法を提供する
ことにある。本発明の別の目的は、寄生容量が低く、高
感度で高精度の半導体慣性センサの製造方法を提供する
ことにある。本発明の別の目的は、間にエッチストップ
層を含んだ基板とガラス基板との陽極接合が容易にで
き、強い接合強度を得るための半導体慣性センサの製造
方法を提供することにある。
は、ボロンを拡散した部分をエッチストップ部分として
構造体全体を形成するため、エッチストップ効果が不完
全の場合にはオーバエッチングにより可動電極や固定電
極の厚さが薄くなり、寸法精度に劣る問題点があった。
本発明の目的は、レーザ加工が不要で大量生産に適す
る、低コストの半導体慣性センサの製造方法を提供する
ことにある。本発明の別の目的は、寄生容量が低く、高
感度で高精度の半導体慣性センサの製造方法を提供する
ことにある。本発明の別の目的は、間にエッチストップ
層を含んだ基板とガラス基板との陽極接合が容易にで
き、強い接合強度を得るための半導体慣性センサの製造
方法を提供することにある。
【０００８】本発明の更に別の目的は、寸法精度に優れ
た半導体慣性センサの製造方法を提供することにある。
た半導体慣性センサの製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
図１に示すように、ガラス基板１０に凹部１１を形成す
る工程と、シリコンウェーハ２１の片面に開口部２０ａ
を有するシリコンを浸食せずにエッチング可能な膜２０
を形成する工程と、シリコンウエーハ２１の残りの片面
及び開口部２０ａを含む膜２０の上にポリシリコン層２
２をそれぞれ形成する工程と、開口部２０ａを含む膜２
０上のポリシリコン層２２を選択的にエッチング除去し
て互いに分離した複数のポリシリコン領域２２ａ，２２
ｂ，２２ｃを形成する工程と、ポリシリコン領域２２
ａ，２２ｂ，２２ｃ、膜２０、シリコンウエーハ２１及
びポリシリコン層２２からなる構造体２３をポリシリコ
ン領域の一部２２ｂが凹部１１に対向するようにポリシ
リコン領域の一部２２ａ，２２ｃを介してガラス基板１
０に接合する工程と、シリコンウェーハ２１及びポリシ
リコン層２２を膜２０をエッチストップ層としてエッチ
ング除去する工程と、膜２０を除去することにより、ガ
ラス基板１０に接合したポリシリコンからなる一対の固
定電極２７，２８と一対の固定電極２７，２８に挟まれ
かつガラス基板１０の上方に浮動するポリシリコンから
なる可動電極２６とを有する半導体慣性センサ３０を得
る工程とを含む半導体慣性センサの製造方法である。
図１に示すように、ガラス基板１０に凹部１１を形成す
る工程と、シリコンウェーハ２１の片面に開口部２０ａ
を有するシリコンを浸食せずにエッチング可能な膜２０
を形成する工程と、シリコンウエーハ２１の残りの片面
及び開口部２０ａを含む膜２０の上にポリシリコン層２
２をそれぞれ形成する工程と、開口部２０ａを含む膜２
０上のポリシリコン層２２を選択的にエッチング除去し
て互いに分離した複数のポリシリコン領域２２ａ，２２
ｂ，２２ｃを形成する工程と、ポリシリコン領域２２
ａ，２２ｂ，２２ｃ、膜２０、シリコンウエーハ２１及
びポリシリコン層２２からなる構造体２３をポリシリコ
ン領域の一部２２ｂが凹部１１に対向するようにポリシ
リコン領域の一部２２ａ，２２ｃを介してガラス基板１
０に接合する工程と、シリコンウェーハ２１及びポリシ
リコン層２２を膜２０をエッチストップ層としてエッチ
ング除去する工程と、膜２０を除去することにより、ガ
ラス基板１０に接合したポリシリコンからなる一対の固
定電極２７，２８と一対の固定電極２７，２８に挟まれ
かつガラス基板１０の上方に浮動するポリシリコンから
なる可動電極２６とを有する半導体慣性センサ３０を得
る工程とを含む半導体慣性センサの製造方法である。
【００１０】請求項２に係る発明は、図４に示すよう
に、ガラス基板１０に凹部１１を形成する工程と、ガラ
ス基板１０の凹部１１の底面に検出電極１２を形成する
工程と、シリコンウェーハ２１の片面に開口部２０ａを
有するシリコンを浸食せずにエッチング可能な膜２０を
形成する工程と、シリコンウエーハ２１の残りの片面及
び開口部２０ａを含む膜２０の上にポリシリコン層２２
をそれぞれ形成する工程と、開口部２０ａを含む膜２０
上のポリシリコン層２２を選択的にエッチング除去して
互いに分離した複数のポリシリコン領域２２ａ，２２
ｂ，２２ｃを形成する工程と、ポリシリコン領域２２
ａ，２２ｂ，２２ｃ、膜２０、シリコンウエーハ２１及
びポリシリコン層２２からなる構造体２３をポリシリコ
ン領域の一部２２ｂが検出電極１２に対向するようにポ
リシリコン領域の一部２２ａ，２２ｃを介してガラス基
板１０に接合する工程と、シリコンウェーハ２１及びポ
リシリコン層２２を膜２０をエッチストップ層としてエ
ッチング除去する工程と、膜２０を除去することによ
り、ガラス基板１０上に検出電極１２に対向して浮動す
るポリシリコンからなる可動電極２６を有する半導体慣
性センサ４０を得る工程とを含む半導体慣性センサの製
造方法である。
に、ガラス基板１０に凹部１１を形成する工程と、ガラ
ス基板１０の凹部１１の底面に検出電極１２を形成する
工程と、シリコンウェーハ２１の片面に開口部２０ａを
有するシリコンを浸食せずにエッチング可能な膜２０を
形成する工程と、シリコンウエーハ２１の残りの片面及
び開口部２０ａを含む膜２０の上にポリシリコン層２２
をそれぞれ形成する工程と、開口部２０ａを含む膜２０
上のポリシリコン層２２を選択的にエッチング除去して
互いに分離した複数のポリシリコン領域２２ａ，２２
ｂ，２２ｃを形成する工程と、ポリシリコン領域２２
ａ，２２ｂ，２２ｃ、膜２０、シリコンウエーハ２１及
びポリシリコン層２２からなる構造体２３をポリシリコ
ン領域の一部２２ｂが検出電極１２に対向するようにポ
リシリコン領域の一部２２ａ，２２ｃを介してガラス基
板１０に接合する工程と、シリコンウェーハ２１及びポ
リシリコン層２２を膜２０をエッチストップ層としてエ
ッチング除去する工程と、膜２０を除去することによ
り、ガラス基板１０上に検出電極１２に対向して浮動す
るポリシリコンからなる可動電極２６を有する半導体慣
性センサ４０を得る工程とを含む半導体慣性センサの製
造方法である。
【００１１】請求項３に係る発明は、図５に示すよう
に、ガラス基板１０に凹部１１を形成する工程と、ガラ
ス基板１０の凹部１１の底面に検出電極１２を形成する
工程と、シリコンウェーハ２１の片面に開口部２０ａを
有するシリコンを浸食せずにエッチング可能な膜２０を
形成する工程と、シリコンウエーハ２１の残りの片面及
び開口部２０ａを含む膜２０の上にポリシリコン層２２
をそれぞれ形成する工程と、開口部２０ａを含む膜２０
上のポリシリコン層２２を選択的にエッチング除去して
互いに分離した複数のポリシリコン領域２２ａ，２２
ｂ，２２ｃを形成する工程と、ポリシリコン領域２２
ａ，２２ｂ，２２ｃ、膜２０、シリコンウエーハ２１及
びポリシリコン層２２からなる構造体２３をポリシリコ
ン領域の一部２２ｂが検出電極１２に対向するようにポ
リシリコン領域の一部２２ａ，２２ｃを介してガラス基
板１０に接合する工程と、シリコンウェーハ２１及びポ
リシリコン層２２を膜２０をエッチストップ層としてエ
ッチング除去する工程と、膜２０を除去することによ
り、ガラス基板１０に接合したポリシリコンからなる一
対の固定電極２７，２８と一対の固定電極２７，２８に
挟まれかつガラス基板１０上に検出電極１２に対向して
浮動するポリシリコンからなる可動電極２６とを有する
半導体慣性センサ５０を得る工程とを含む半導体慣性セ
ンサの製造方法である。
に、ガラス基板１０に凹部１１を形成する工程と、ガラ
ス基板１０の凹部１１の底面に検出電極１２を形成する
工程と、シリコンウェーハ２１の片面に開口部２０ａを
有するシリコンを浸食せずにエッチング可能な膜２０を
形成する工程と、シリコンウエーハ２１の残りの片面及
び開口部２０ａを含む膜２０の上にポリシリコン層２２
をそれぞれ形成する工程と、開口部２０ａを含む膜２０
上のポリシリコン層２２を選択的にエッチング除去して
互いに分離した複数のポリシリコン領域２２ａ，２２
ｂ，２２ｃを形成する工程と、ポリシリコン領域２２
ａ，２２ｂ，２２ｃ、膜２０、シリコンウエーハ２１及
びポリシリコン層２２からなる構造体２３をポリシリコ
ン領域の一部２２ｂが検出電極１２に対向するようにポ
リシリコン領域の一部２２ａ，２２ｃを介してガラス基
板１０に接合する工程と、シリコンウェーハ２１及びポ
リシリコン層２２を膜２０をエッチストップ層としてエ
ッチング除去する工程と、膜２０を除去することによ
り、ガラス基板１０に接合したポリシリコンからなる一
対の固定電極２７，２８と一対の固定電極２７，２８に
挟まれかつガラス基板１０上に検出電極１２に対向して
浮動するポリシリコンからなる可動電極２６とを有する
半導体慣性センサ５０を得る工程とを含む半導体慣性セ
ンサの製造方法である。
【００１２】この請求項１ないし６に係る製造方法で
は、レーザ加工が不要で大量生産に適するため、低コス
トで半導体慣性センサを製造できる。また基板にガラス
基板を用いるので、センサは寄生容量が低い。また構造
体２３をガラス基板１０に接合する際には、陽極接合が
採用されるが、膜２０には開口部２０ａが形成されてい
るため、陽極接合の際に発生するパルス電流がこの開口
部を通って構造体２３とガラス基板１０との間を容易に
流れる。その結果、より強力な陽極接合を実施できる。
は、レーザ加工が不要で大量生産に適するため、低コス
トで半導体慣性センサを製造できる。また基板にガラス
基板を用いるので、センサは寄生容量が低い。また構造
体２３をガラス基板１０に接合する際には、陽極接合が
採用されるが、膜２０には開口部２０ａが形成されてい
るため、陽極接合の際に発生するパルス電流がこの開口
部を通って構造体２３とガラス基板１０との間を容易に
流れる。その結果、より強力な陽極接合を実施できる。
【００１３】なお、本明細書で、「シリコンを浸食せず
にエッチング可能な膜」とは、当該膜をエッチング除去
する際にシリコンが浸食されないエッチャントを選ぶこ
とができる膜であることを意味する。また、この膜をエ
ッチストップ層として利用する際には、前記エッチャン
トとは異なるエッチャントによって、シリコンのみをエ
ッチングすることが可能である。この様な性質の膜とし
ては酸化膜や窒化膜等が挙げられる。
にエッチング可能な膜」とは、当該膜をエッチング除去
する際にシリコンが浸食されないエッチャントを選ぶこ
とができる膜であることを意味する。また、この膜をエ
ッチストップ層として利用する際には、前記エッチャン
トとは異なるエッチャントによって、シリコンのみをエ
ッチングすることが可能である。この様な性質の膜とし
ては酸化膜や窒化膜等が挙げられる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて詳しく説明する。図１及び図２に示すように、本発
明の第１実施形態の半導体慣性センサ３０は加速度セン
サであって、ガラス基板１０上に固着された固定電極２
７及び２８の間に可動電極２６を有する。可動電極２
６、固定電極２７及び２８は、それぞれポリシリコンか
らなり、電極２６と電極２７及び電極２６と電極２８の
互いに対向する部分が櫛状に形成される。可動電極２６
はガラス基板１０の上方に位置し、ビーム３１，３１に
よりその両端が支持され、ガラス基板１０に対して浮動
になっている。ビーム３１の基端部３１ａは基板１０上
に固着される。図示しないが、ビーム基端部３１ａ、固
定電極２７及び２８には個別に電気配線がなされる。こ
の半導体慣性センサ３０では、可動電極２６に対して、
図の矢印で示すようにビーム基端部３１ａと３１ａを結
ぶ線に直交する水平方向の加速度が作用すると、可動電
極２６はビーム３１，３１を支軸として振動する。可動
電極２６と固定電極２７及び２８の間の間隔が広がった
り、狭まったりすると、可動電極２６と固定電極２７及
び２８の間の静電容量が変化する。この静電容量の変化
から作用した加速度が求められる。
いて詳しく説明する。図１及び図２に示すように、本発
明の第１実施形態の半導体慣性センサ３０は加速度セン
サであって、ガラス基板１０上に固着された固定電極２
７及び２８の間に可動電極２６を有する。可動電極２
６、固定電極２７及び２８は、それぞれポリシリコンか
らなり、電極２６と電極２７及び電極２６と電極２８の
互いに対向する部分が櫛状に形成される。可動電極２６
はガラス基板１０の上方に位置し、ビーム３１，３１に
よりその両端が支持され、ガラス基板１０に対して浮動
になっている。ビーム３１の基端部３１ａは基板１０上
に固着される。図示しないが、ビーム基端部３１ａ、固
定電極２７及び２８には個別に電気配線がなされる。こ
の半導体慣性センサ３０では、可動電極２６に対して、
図の矢印で示すようにビーム基端部３１ａと３１ａを結
ぶ線に直交する水平方向の加速度が作用すると、可動電
極２６はビーム３１，３１を支軸として振動する。可動
電極２６と固定電極２７及び２８の間の間隔が広がった
り、狭まったりすると、可動電極２６と固定電極２７及
び２８の間の静電容量が変化する。この静電容量の変化
から作用した加速度が求められる。
【００１５】次に、本発明の第１実施形態の半導体慣性
センサ３０の製造方法について述べる。図１に示すよう
に、先ずガラス基板１０にフッ酸などのエッチャントで
エッチングして凹部１１を形成する。一方、シリコンウ
ェーハ２１の両面にシリコンを浸食せずにエッチング可
能な膜２０を形成する。この膜２０としては、ウェーハ
を熱酸化することにより形成される酸化膜、或いは化学
気相成長（ＣＶＤ）法でＳｉＨ2Ｃｌ2又はＳｉＨ4とＮ
Ｈ3ガスを用いて形成される窒化シリコン膜などが挙げ
られる。ウェーハ両面に酸化膜２０を形成した後、片方
の膜２０を除去してシリコンウエーハ２１の片面を露出
させるとともに残りの膜２０をパターニングにより選択
的に除去して開口部２０ａを形成する。これらの開口部
２０ａは後述する固定電極２７，２８及びビーム基端部
３１ａの形成予定部分に形成される。
センサ３０の製造方法について述べる。図１に示すよう
に、先ずガラス基板１０にフッ酸などのエッチャントで
エッチングして凹部１１を形成する。一方、シリコンウ
ェーハ２１の両面にシリコンを浸食せずにエッチング可
能な膜２０を形成する。この膜２０としては、ウェーハ
を熱酸化することにより形成される酸化膜、或いは化学
気相成長（ＣＶＤ）法でＳｉＨ2Ｃｌ2又はＳｉＨ4とＮ
Ｈ3ガスを用いて形成される窒化シリコン膜などが挙げ
られる。ウェーハ両面に酸化膜２０を形成した後、片方
の膜２０を除去してシリコンウエーハ２１の片面を露出
させるとともに残りの膜２０をパターニングにより選択
的に除去して開口部２０ａを形成する。これらの開口部
２０ａは後述する固定電極２７，２８及びビーム基端部
３１ａの形成予定部分に形成される。
【００１６】なお、図示しないが、ウェーハの片面のみ
に酸化膜を形成した後にこの酸化膜をパターニングによ
り選択的に除去して開口部を形成してもよく、或いはウ
ェーハ両面に酸化膜を形成した後に片方の膜を除去し、
更に続いて残りの膜をパターニングにより選択的に除去
して開口部を形成してもよい。これらの開口部の形成方
法は後述する第２実施形態の半導体慣性センサ４０及び
第３実施形態の半導体慣性センサ５０についても同じで
ある。
に酸化膜を形成した後にこの酸化膜をパターニングによ
り選択的に除去して開口部を形成してもよく、或いはウ
ェーハ両面に酸化膜を形成した後に片方の膜を除去し、
更に続いて残りの膜をパターニングにより選択的に除去
して開口部を形成してもよい。これらの開口部の形成方
法は後述する第２実施形態の半導体慣性センサ４０及び
第３実施形態の半導体慣性センサ５０についても同じで
ある。
【００１７】シリコンウエーハ２１の露出した面及び開
口部２０ａを含む膜２０の上にＣＶＤ法によりポリシリ
コン層２２をそれぞれ形成する。膜２０上のポリシリコ
ン層２２の表面にスパッタリング等によりＡｌ膜２４を
形成し、パターニングした後、ＳＦ6ガスによる低温で
の異方性ドライエッチングを行う。これにより膜２０を
エッチストップ層としてポリシリコン層２２が選択的に
エッチング除去されて、後述する可動電極２６に相当す
るポリシリコン領域２２ｂが膜２０上に形成され、この
ポリシリコン領域２２ｂの両側に僅かに間隙をあけて後
述する固定電極２７，２８に相当するポリシリコン領域
２２ａ及び２２ｃが開口部２０ａを含む膜２０上に形成
される。Ａｌ膜２４を除去した後、ポリシリコン領域２
２ａ，２２ｂ，２２ｃ、膜２０、シリコンウエーハ２１
及びポリシリコン層２２からなる構造体２３をポリシリ
コン領域の一部２２ｂが凹部１１に対向するようにポリ
シリコン領域の一部２２ａ及び２２ｃを介してガラス基
板１０に陽極接合する。その後、構造体２３を構成する
シリコンウエーハ２１とその上のポリシリコン層２２と
を膜２０をエッチストップ層としてＫＯＨなどのエッチ
ャントによるウエットエッチング又はＳＦ6などのエッ
チャントによるドライエッチングを行うことにより除去
する。このエッチング過程でオーバーエッチングが起き
た場合には、ポリシリコン領域２２ａ及び２２ｃには開
口部２０ａに対応する溝が形成される。続いて、フッ酸
などのエッチャントによるウエットエッチング又はＣＦ
4などのエッチャントによるドライエッチングを行っ
て、膜２０をエッチング除去する。これによりポリシリ
コンからなる可動電極２６がポリシリコンからなる一対
の固定電極２７，２８に挟まれて凹部１１の上方に浮動
に形成された半導体慣性センサ３０が得られる。
口部２０ａを含む膜２０の上にＣＶＤ法によりポリシリ
コン層２２をそれぞれ形成する。膜２０上のポリシリコ
ン層２２の表面にスパッタリング等によりＡｌ膜２４を
形成し、パターニングした後、ＳＦ6ガスによる低温で
の異方性ドライエッチングを行う。これにより膜２０を
エッチストップ層としてポリシリコン層２２が選択的に
エッチング除去されて、後述する可動電極２６に相当す
るポリシリコン領域２２ｂが膜２０上に形成され、この
ポリシリコン領域２２ｂの両側に僅かに間隙をあけて後
述する固定電極２７，２８に相当するポリシリコン領域
２２ａ及び２２ｃが開口部２０ａを含む膜２０上に形成
される。Ａｌ膜２４を除去した後、ポリシリコン領域２
２ａ，２２ｂ，２２ｃ、膜２０、シリコンウエーハ２１
及びポリシリコン層２２からなる構造体２３をポリシリ
コン領域の一部２２ｂが凹部１１に対向するようにポリ
シリコン領域の一部２２ａ及び２２ｃを介してガラス基
板１０に陽極接合する。その後、構造体２３を構成する
シリコンウエーハ２１とその上のポリシリコン層２２と
を膜２０をエッチストップ層としてＫＯＨなどのエッチ
ャントによるウエットエッチング又はＳＦ6などのエッ
チャントによるドライエッチングを行うことにより除去
する。このエッチング過程でオーバーエッチングが起き
た場合には、ポリシリコン領域２２ａ及び２２ｃには開
口部２０ａに対応する溝が形成される。続いて、フッ酸
などのエッチャントによるウエットエッチング又はＣＦ
4などのエッチャントによるドライエッチングを行っ
て、膜２０をエッチング除去する。これによりポリシリ
コンからなる可動電極２６がポリシリコンからなる一対
の固定電極２７，２８に挟まれて凹部１１の上方に浮動
に形成された半導体慣性センサ３０が得られる。
【００１８】図３及び図４は第２実施形態の半導体慣性
センサ４０を示す。この半導体慣性センサ４０は加速度
センサであって、検出電極１２が表面に形成されたガラ
ス基板１０上に固着された枠体２９の間に可動電極２６
を有する。可動電極２６、枠体２９は、それぞれポリシ
リコンからなり、電極２６は窓枠状の枠体２９に間隔を
あけて収容される。可動電極２６は検出電極１２の上方
に位置し、ビーム３１，３１によりその両端が支持さ
れ、ガラス基板１０に対して浮動になっている。ビーム
３１の基端部３１ａは枠体２９の凹み２９ａに位置し基
板１０上に固着される。図示しないが、ビーム基端部３
１ａ及び検出電極１２には個別に電気配線がなされる。
この半導体慣性センサ４０では、可動電極２６に対し
て、図の矢印で示すようにビーム基端部３１ａと３１ａ
を結ぶ線に直交する鉛直方向の加速度が作用すると、可
動電極２６はビーム３１，３１を支軸として振動する。
可動電極２６と検出電極１２の間の間隔が広がったり、
狭まったりすると、可動電極２６と検出電極１２の間の
静電容量が変化する。この静電容量の変化から作用した
加速度が求められる。
センサ４０を示す。この半導体慣性センサ４０は加速度
センサであって、検出電極１２が表面に形成されたガラ
ス基板１０上に固着された枠体２９の間に可動電極２６
を有する。可動電極２６、枠体２９は、それぞれポリシ
リコンからなり、電極２６は窓枠状の枠体２９に間隔を
あけて収容される。可動電極２６は検出電極１２の上方
に位置し、ビーム３１，３１によりその両端が支持さ
れ、ガラス基板１０に対して浮動になっている。ビーム
３１の基端部３１ａは枠体２９の凹み２９ａに位置し基
板１０上に固着される。図示しないが、ビーム基端部３
１ａ及び検出電極１２には個別に電気配線がなされる。
この半導体慣性センサ４０では、可動電極２６に対し
て、図の矢印で示すようにビーム基端部３１ａと３１ａ
を結ぶ線に直交する鉛直方向の加速度が作用すると、可
動電極２６はビーム３１，３１を支軸として振動する。
可動電極２６と検出電極１２の間の間隔が広がったり、
狭まったりすると、可動電極２６と検出電極１２の間の
静電容量が変化する。この静電容量の変化から作用した
加速度が求められる。
【００１９】次に、本発明の第２実施形態の半導体慣性
センサ４０の製造方法について述べる。図４に示すよう
に、先ずガラス基板１０にフッ酸などのエッチャントで
エッチングして凹部１１を形成し、この凹部１１の底面
にスパッタリング、真空蒸着などによりＡｕ，Ｐｔ，Ｃ
ｕなどから選ばれた金属の薄膜からなる検出電極１２を
形成する。一方、第１実施形態の製造方法と同様に行
い、シリコンウェーハ２１の両面に酸化膜２０を形成す
る。片方の膜２０を除去してシリコンウエーハ２１の片
面を露出させるとともに残りの膜２０をパターニングに
より選択的に除去して開口部２０ａを形成する。これら
の開口部２０ａは後述する枠体２９及びビーム基端部３
１ａの形成予定部分に形成される。シリコンウエーハ２
１の露出した面及び開口部２０ａを含む膜２０の上にＣ
ＶＤ法によりポリシリコン層２２をそれぞれ形成する。
膜２０上のポリシリコン層２２の表面にスパッタリング
等によりＡｌ膜２４を形成し、パターニングした後、Ｓ
Ｆ6ガスによる低温での異方性ドライエッチングを行
う。これにより膜２０をエッチストップ層としてポリシ
リコン層２２が選択的にエッチング除去されて、後述す
る可動電極２６に相当するポリシリコン領域２２ｂが膜
２０上に形成され、このポリシリコン領域２２ｂの両側
に僅かに間隙をあけて後述する枠体２９，２９に相当す
るポリシリコン領域２２ａ及び２２ｃが開口部２０ａを
含む膜２０上に形成される。Ａｌ膜２４を除去した後、
ポリシリコン領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃ、膜２０、シ
リコンウエーハ２１及びポリシリコン層２２からなる構
造体２３をポリシリコン領域の一部２２ｂが検出電極１
２に対向するようにポリシリコン領域の一部２２ａ及び
２２ｃを介してガラス基板１０に陽極接合する。その
後、構造体２３を構成するシリコンウエーハ２１とその
上のポリシリコン層２２とを膜２０をエッチストップ層
として第１実施形態の方法と同様にエッチング除去す
る。このエッチング過程でオーバーエッチングが起きた
場合には、ポリシリコン領域２２ａ及び２２ｃには開口
部２０ａに対応する溝が形成される。続いて、第１実施
形態の方法と同様に膜２０をエッチング除去する。これ
により、ガラス基板１０上に接合したポリシリコンから
なる枠体２９，２９と枠体２９，２９に挟まれかつ検出
電極１２に対向して浮動するポリシリコンからなる可動
電極２６とが形成された半導体慣性センサ４０が得られ
る。
センサ４０の製造方法について述べる。図４に示すよう
に、先ずガラス基板１０にフッ酸などのエッチャントで
エッチングして凹部１１を形成し、この凹部１１の底面
にスパッタリング、真空蒸着などによりＡｕ，Ｐｔ，Ｃ
ｕなどから選ばれた金属の薄膜からなる検出電極１２を
形成する。一方、第１実施形態の製造方法と同様に行
い、シリコンウェーハ２１の両面に酸化膜２０を形成す
る。片方の膜２０を除去してシリコンウエーハ２１の片
面を露出させるとともに残りの膜２０をパターニングに
より選択的に除去して開口部２０ａを形成する。これら
の開口部２０ａは後述する枠体２９及びビーム基端部３
１ａの形成予定部分に形成される。シリコンウエーハ２
１の露出した面及び開口部２０ａを含む膜２０の上にＣ
ＶＤ法によりポリシリコン層２２をそれぞれ形成する。
膜２０上のポリシリコン層２２の表面にスパッタリング
等によりＡｌ膜２４を形成し、パターニングした後、Ｓ
Ｆ6ガスによる低温での異方性ドライエッチングを行
う。これにより膜２０をエッチストップ層としてポリシ
リコン層２２が選択的にエッチング除去されて、後述す
る可動電極２６に相当するポリシリコン領域２２ｂが膜
２０上に形成され、このポリシリコン領域２２ｂの両側
に僅かに間隙をあけて後述する枠体２９，２９に相当す
るポリシリコン領域２２ａ及び２２ｃが開口部２０ａを
含む膜２０上に形成される。Ａｌ膜２４を除去した後、
ポリシリコン領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃ、膜２０、シ
リコンウエーハ２１及びポリシリコン層２２からなる構
造体２３をポリシリコン領域の一部２２ｂが検出電極１
２に対向するようにポリシリコン領域の一部２２ａ及び
２２ｃを介してガラス基板１０に陽極接合する。その
後、構造体２３を構成するシリコンウエーハ２１とその
上のポリシリコン層２２とを膜２０をエッチストップ層
として第１実施形態の方法と同様にエッチング除去す
る。このエッチング過程でオーバーエッチングが起きた
場合には、ポリシリコン領域２２ａ及び２２ｃには開口
部２０ａに対応する溝が形成される。続いて、第１実施
形態の方法と同様に膜２０をエッチング除去する。これ
により、ガラス基板１０上に接合したポリシリコンから
なる枠体２９，２９と枠体２９，２９に挟まれかつ検出
電極１２に対向して浮動するポリシリコンからなる可動
電極２６とが形成された半導体慣性センサ４０が得られ
る。
【００２０】図５及び図６は第３実施形態の半導体慣性
センサ５０を示す。この半導体慣性センサ５０は角速度
センサであって、ガラス基板１０上に固着された固定電
極２７及び２８の間に音叉構造の一対の可動電極２６，
２６を有する。可動電極２６、固定電極２７及び２８
は、それぞれポリシリコンからなり、電極２６と電極２
７及び電極２６と電極２８の互いに対向する部分が櫛状
に形成される。可動電極２６，２６はコ字状のビーム３
１，３１によりその両端が支持され、ガラス基板１０に
対して浮動になっている。ビーム３１の基端部３１ａは
基板１０上に固着される。シリコン基板１０の凹部１１
には検出電極１２が形成される。図示しないが、ビーム
基端部３１ａ、固定電極２７及び２８、検出電極１２に
は個別に電気配線がなされ、固定電極２７及び２８に交
流電圧を印加し、静電力により可動電極を励振するよう
になっている。この半導体慣性センサ５０では、可動電
極２６，２６に対してビーム基端部３１ａと３１ａを結
ぶ線を中心として角速度が作用すると、可動電極２６，
２６にコリオリ力が生じてこの中心線の回りに捩り振動
を起こして共振する。この共振時の可動電極２６と検出
電極１２との間の静電容量の変化により作用した角速度
が検出される。
センサ５０を示す。この半導体慣性センサ５０は角速度
センサであって、ガラス基板１０上に固着された固定電
極２７及び２８の間に音叉構造の一対の可動電極２６，
２６を有する。可動電極２６、固定電極２７及び２８
は、それぞれポリシリコンからなり、電極２６と電極２
７及び電極２６と電極２８の互いに対向する部分が櫛状
に形成される。可動電極２６，２６はコ字状のビーム３
１，３１によりその両端が支持され、ガラス基板１０に
対して浮動になっている。ビーム３１の基端部３１ａは
基板１０上に固着される。シリコン基板１０の凹部１１
には検出電極１２が形成される。図示しないが、ビーム
基端部３１ａ、固定電極２７及び２８、検出電極１２に
は個別に電気配線がなされ、固定電極２７及び２８に交
流電圧を印加し、静電力により可動電極を励振するよう
になっている。この半導体慣性センサ５０では、可動電
極２６，２６に対してビーム基端部３１ａと３１ａを結
ぶ線を中心として角速度が作用すると、可動電極２６，
２６にコリオリ力が生じてこの中心線の回りに捩り振動
を起こして共振する。この共振時の可動電極２６と検出
電極１２との間の静電容量の変化により作用した角速度
が検出される。
【００２１】次に、本発明の第３実施形態の半導体慣性
センサ５０の製造方法について述べる。図５に示すよう
に、先ずガラス基板１０にフッ酸などのエッチャントで
エッチングして凹部１１を形成し、この凹部１１の底面
にスパッタリング、真空蒸着などによりＡｕ，Ｐｔ，Ｃ
ｕなどから選ばれた金属の薄膜からなる検出電極１２を
形成する。一方、第１実施形態の製造方法と同様に行
い、シリコンウェーハ２１の両面に酸化膜２０を形成す
る。片方の膜２０を除去してシリコンウエーハ２１の片
面を露出させるとともに残りの膜２０をパターニングに
より選択的に除去して開口部２０ａを形成する。これら
の開口部２０ａは後述する固定電極２７，２８及びビー
ム基端部３１ａの形成予定部分に形成される。シリコン
ウエーハ２１の露出した面及び開口部２０ａを含む膜２
０の上にＣＶＤ法によりポリシリコン層２２をそれぞれ
形成する。膜２０上のポリシリコン層２２の表面にスパ
ッタリング等によりＡｌ膜２４を形成し、パターニング
した後、ＳＦ6ガスによる低温での異方性ドライエッチ
ングを行う。これにより膜２０をエッチストップ層とし
てポリシリコン層２２が選択的にエッチング除去され
て、後述する可動電極２６に相当するポリシリコン領域
２２ｂが膜２０上に形成され、このポリシリコン領域２
２ｂの両側に僅かに間隙をあけて後述する固定電極２
７，２８に相当するポリシリコン領域２２ａ及び２２ｃ
が開口部２０ａを含む膜２０上に形成される。Ａｌ膜２
４を除去した後、ポリシリコン領域２２ａ，２２ｂ，２
２ｃ、膜２０、シリコンウエーハ２１及びポリシリコン
層２２からなる構造体２３をポリシリコン領域の一部２
２ｂが検出電極１２に対向するようにポリシリコン領域
の一部２２ａ及び２２ｃを介してガラス基板１０に陽極
接合する。その後、構造体２３を構成するシリコンウエ
ーハ２１とその上のポリシリコン層２２とを膜２０をエ
ッチストップ層として第１実施形態の方法と同様にエッ
チング除去する。このエッチング過程でオーバーエッチ
ングが起きた場合には、ポリシリコン領域２２ａ及び２
２ｃには開口部２０ａに対応する溝が形成される。続い
て、第１実施形態の方法と同様に膜２０をエッチング除
去する。これによりポリシリコンからなる可動電極２６
がポリシリコンからなる一対の固定電極２７，２８に挟
まれて検出電極１２に対向して浮動するポリシリコンか
らなる可動電極２６とが形成された半導体慣性センサ５
０が得られる。
センサ５０の製造方法について述べる。図５に示すよう
に、先ずガラス基板１０にフッ酸などのエッチャントで
エッチングして凹部１１を形成し、この凹部１１の底面
にスパッタリング、真空蒸着などによりＡｕ，Ｐｔ，Ｃ
ｕなどから選ばれた金属の薄膜からなる検出電極１２を
形成する。一方、第１実施形態の製造方法と同様に行
い、シリコンウェーハ２１の両面に酸化膜２０を形成す
る。片方の膜２０を除去してシリコンウエーハ２１の片
面を露出させるとともに残りの膜２０をパターニングに
より選択的に除去して開口部２０ａを形成する。これら
の開口部２０ａは後述する固定電極２７，２８及びビー
ム基端部３１ａの形成予定部分に形成される。シリコン
ウエーハ２１の露出した面及び開口部２０ａを含む膜２
０の上にＣＶＤ法によりポリシリコン層２２をそれぞれ
形成する。膜２０上のポリシリコン層２２の表面にスパ
ッタリング等によりＡｌ膜２４を形成し、パターニング
した後、ＳＦ6ガスによる低温での異方性ドライエッチ
ングを行う。これにより膜２０をエッチストップ層とし
てポリシリコン層２２が選択的にエッチング除去され
て、後述する可動電極２６に相当するポリシリコン領域
２２ｂが膜２０上に形成され、このポリシリコン領域２
２ｂの両側に僅かに間隙をあけて後述する固定電極２
７，２８に相当するポリシリコン領域２２ａ及び２２ｃ
が開口部２０ａを含む膜２０上に形成される。Ａｌ膜２
４を除去した後、ポリシリコン領域２２ａ，２２ｂ，２
２ｃ、膜２０、シリコンウエーハ２１及びポリシリコン
層２２からなる構造体２３をポリシリコン領域の一部２
２ｂが検出電極１２に対向するようにポリシリコン領域
の一部２２ａ及び２２ｃを介してガラス基板１０に陽極
接合する。その後、構造体２３を構成するシリコンウエ
ーハ２１とその上のポリシリコン層２２とを膜２０をエ
ッチストップ層として第１実施形態の方法と同様にエッ
チング除去する。このエッチング過程でオーバーエッチ
ングが起きた場合には、ポリシリコン領域２２ａ及び２
２ｃには開口部２０ａに対応する溝が形成される。続い
て、第１実施形態の方法と同様に膜２０をエッチング除
去する。これによりポリシリコンからなる可動電極２６
がポリシリコンからなる一対の固定電極２７，２８に挟
まれて検出電極１２に対向して浮動するポリシリコンか
らなる可動電極２６とが形成された半導体慣性センサ５
０が得られる。
【００２２】
【発明の効果】以上述べたように、従来のウェーハのレ
ーザ加工による半導体慣性センサの製法と異なり、本発
明によればレーザ加工が不要となり、大量生産に適した
低コストの半導体慣性センサを製作することができる。
可動電極、固定電極又は枠体などを含む構造体が所望の
厚さを有するシリコンウェーハ及びポリシリコン層に支
持された状態でガラス基板に接合するため、従来のよう
な貼り付き（sticking）現象を生じず、検出電極やガラ
ス基板に対して所定のギャップで可動電極を設けること
ができる。また、ガラス基板とウェーハとの陽極接合時
に生じるパルス電流の流れを阻害しない構造を持つこと
により、容易に強力な陽極接合を実施できる。
ーザ加工による半導体慣性センサの製法と異なり、本発
明によればレーザ加工が不要となり、大量生産に適した
低コストの半導体慣性センサを製作することができる。
可動電極、固定電極又は枠体などを含む構造体が所望の
厚さを有するシリコンウェーハ及びポリシリコン層に支
持された状態でガラス基板に接合するため、従来のよう
な貼り付き（sticking）現象を生じず、検出電極やガラ
ス基板に対して所定のギャップで可動電極を設けること
ができる。また、ガラス基板とウェーハとの陽極接合時
に生じるパルス電流の流れを阻害しない構造を持つこと
により、容易に強力な陽極接合を実施できる。
【００２３】更に基板をシリコン基板でなく、ガラス基
板にすることにより、静電容量で検出を行うセンサで
は、素子の寄生容量が低下し、高感度で高精度の半導体
慣性センサが得られる。
板にすることにより、静電容量で検出を行うセンサで
は、素子の寄生容量が低下し、高感度で高精度の半導体
慣性センサが得られる。
【図１】図２のＡ−Ａ線要部に相当する本発明の第１実
施形態の半導体慣性センサ及びその製造工程を示す断面
図。
施形態の半導体慣性センサ及びその製造工程を示す断面
図。
【図２】本発明の第１実施形態の半導体慣性センサの外
観斜視図。
観斜視図。
【図３】本発明の第２実施形態の半導体慣性センサの外
観斜視図。
観斜視図。
【図４】図３のＢ−Ｂ線要部に相当する本発明の第２実
施形態の半導体慣性センサ及びその製造工程を示す断面
図。
施形態の半導体慣性センサ及びその製造工程を示す断面
図。
【図５】図６のＣ−Ｃ線要部に相当する本発明の第３実
施形態の半導体慣性センサ及びその製造工程を示す断面
図。
施形態の半導体慣性センサ及びその製造工程を示す断面
図。
【図６】本発明の第３実施形態の半導体慣性センサの外
観斜視図。
観斜視図。
１０ ガラス基板 １１ 凹部 １２ 検出電極 ２０ 膜 ２０ａ 開口部 ２１ シリコンウェーハ ２２ ポリシリコン層 ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ ポリシリコン領域 ２３ 構造体 ２６ 可動電極 ２７，２８ 一対の固定電極 ３０，４０，５０ 半導体慣性センサ
Claims (3)
- 【請求項１】 ガラス基板(10)に凹部(11)を形成する工
程と、 シリコンウェーハ(21)の片面に開口部(20a)を有するシ
リコンを浸食せずにエッチング可能な膜(20)を形成する
工程と、 前記シリコンウエーハ(21)の残りの片面及び前記開口部
(20a)を含む前記膜(20)の上にポリシリコン層(22)をそ
れぞれ形成する工程と、 前記開口部(20a)を含む前記膜(20)上のポリシリコン層
(22)を選択的にエッチング除去して互いに分離した複数
のポリシリコン領域(22a,22b,22c)を形成する工程と、 前記ポリシリコン領域(22a,22b,22c)、前記膜(20)、前
記シリコンウエーハ(21)及び前記ポリシリコン層(22)か
らなる構造体(23)を前記ポリシリコン領域の一部(22b)
が前記凹部(11)に対向するように前記ポリシリコン領域
の一部(22a,22c)を介して前記ガラス基板(10)に接合す
る工程と、 前記シリコンウェーハ(21)及びポリシリコン層(22)を前
記膜(20)をエッチストップ層としてエッチング除去する
工程と、 前記膜(20)を除去することにより、前記ガラス基板(10)
に接合したポリシリコンからなる一対の固定電極(27,2
8)と前記一対の固定電極(27,28)に挟まれかつ前記ガラ
ス基板(10)の上方に浮動するポリシリコンからなる可動
電極(26)とを有する半導体慣性センサ(30)を得る工程と
を含む半導体慣性センサの製造方法。 - 【請求項２】 ガラス基板(10)に凹部(11)を形成する工
程と、 前記ガラス基板(10)の凹部(11)の底面に検出電極(12)を
形成する工程と、 シリコンウェーハ(21)の片面に開口部(20a)を有するシ
リコンを浸食せずにエッチング可能な膜(20)を形成する
工程と、 前記シリコンウエーハ(21)の残りの片面及び前記開口部
(20a)を含む前記膜(20)の上にポリシリコン層(22)をそ
れぞれ形成する工程と、 前記開口部(20a)を含む前記膜(20)上のポリシリコン層
(22)を選択的にエッチング除去して互いに分離した複数
のポリシリコン領域(22a,22b,22c)を形成する工程と、 前記ポリシリコン領域(22a,22b,22c)、前記膜(20)、前
記シリコンウエーハ(21)及び前記ポリシリコン層(22)か
らなる構造体(23)を前記ポリシリコン領域の一部(22b)
が前記検出電極(12)に対向するように前記ポリシリコン
領域の一部(22a,22c)を介して前記ガラス基板(10)に接
合する工程と、 前記シリコンウェーハ(21)及びポリシリコン層(22)を前
記膜(20)をエッチストップ層としてエッチング除去する
工程と、 前記膜(20)を除去することにより、前記ガラス基板(10)
上に前記検出電極(12)に対向して浮動するポリシリコン
からなる可動電極(26)を有する半導体慣性センサ(40)を
得る工程とを含む半導体慣性センサの製造方法。 - 【請求項３】 ガラス基板(10)に凹部(11)を形成する工
程と、 前記ガラス基板(10)の凹部(11)の底面に検出電極(12)を
形成する工程と、 シリコンウェーハ(21)の片面に開口部(20a)を有するシ
リコンを浸食せずにエッチング可能な膜(20)を形成する
工程と、 前記シリコンウエーハ(21)の残りの片面及び前記開口部
(20a)を含む前記膜(20)の上にポリシリコン層(22)をそ
れぞれ形成する工程と、 前記開口部(20a)を含む前記膜(20)上のポリシリコン層
(22)を選択的にエッチング除去して互いに分離した複数
のポリシリコン領域(22a,22b,22c)を形成する工程と、 前記ポリシリコン領域(22a,22b,22c)、前記膜(20)、前
記シリコンウエーハ(21)及び前記ポリシリコン層(22)か
らなる構造体(23)を前記ポリシリコン領域の一部(22b)
が前記検出電極(12)に対向するように前記ポリシリコン
領域の一部(22a,22c)を介して前記ガラス基板(10)に接
合する工程と、 前記シリコンウェーハ(21)及びポリシリコン層(22)を前
記膜(20)をエッチストップ層としてエッチング除去する
工程と、 前記膜(20)を除去することにより、前記ガラス基板(10)
に接合したポリシリコンからなる一対の固定電極(27,2
8)と前記一対の固定電極(27,28)に挟まれかつ前記ガラ
ス基板(10)上に検出電極(12)に対向して浮動するポリシ
リコンからなる可動電極(26)とを有する半導体慣性セン
サ(50)を得る工程とを含む半導体慣性センサの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9072960A JPH10270718A (ja) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | 半導体慣性センサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9072960A JPH10270718A (ja) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | 半導体慣性センサの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10270718A true JPH10270718A (ja) | 1998-10-09 |
Family
ID=13504467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9072960A Withdrawn JPH10270718A (ja) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | 半導体慣性センサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10270718A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002101836A1 (fr) * | 2001-06-12 | 2002-12-19 | Hitachi, Ltd. | Dispositif semiconducteur et procede de production associe |
| KR20030077754A (ko) * | 2002-03-27 | 2003-10-04 | 삼성전기주식회사 | 마이크로 관성센서 및 그 제조 방법 |
| KR20030077753A (ko) * | 2002-03-27 | 2003-10-04 | 삼성전기주식회사 | 마이크로 센서의 웨이퍼 레벨 패키징 방법 |
| JP2006005731A (ja) * | 2004-06-18 | 2006-01-05 | Seiko Epson Corp | マイクロメカニカル静電振動子 |
| JP2007331095A (ja) * | 2006-05-18 | 2007-12-27 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 微小構造体、マイクロマシンおよび半導体装置、ならびに微小構造体およびマイクロマシンの作製方法 |
| JP2010247329A (ja) * | 2010-08-03 | 2010-11-04 | Honeywell Internatl Inc | 溶解ウェーハ製造プロセス、およびスペーシング・メサを持つ支持基板を有する関連マイクロ電気機械デバイス |
| KR101194536B1 (ko) | 2011-04-20 | 2012-10-24 | 삼성전기주식회사 | 관성센서의 제조방법 |
| US8741682B2 (en) | 2006-05-18 | 2014-06-03 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Microstructure, micromachine, and manufacturing method of microstructure and micromachine |
-
1997
- 1997-03-26 JP JP9072960A patent/JPH10270718A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US9130012B2 (en) | 2006-05-18 | 2015-09-08 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Microstructure, micromachine, and manufacturing method of microstructure and micromachine |
| JP2010247329A (ja) * | 2010-08-03 | 2010-11-04 | Honeywell Internatl Inc | 溶解ウェーハ製造プロセス、およびスペーシング・メサを持つ支持基板を有する関連マイクロ電気機械デバイス |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040601 |