JPH1151966A - Semiconductor acceleration sensor and manufacture thereof - Google Patents
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- JPH1151966A JPH1151966A JP21354797A JP21354797A JPH1151966A JP H1151966 A JPH1151966 A JP H1151966A JP 21354797 A JP21354797 A JP 21354797A JP 21354797 A JP21354797 A JP 21354797A JP H1151966 A JPH1151966 A JP H1151966A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、容量式の半導体加
速度センサおよびその製造方法に関する。The present invention relates to a capacitive semiconductor acceleration sensor and a method of manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、容量式の半導体加速度センサとし
て、特開平５−３０４３０３号公報、特開平７−３３３
０７８号公報に示すものがあり、可動電極を有する可動
部と、可動電極と対向して配置された固定電極とを有
し、可動電極が加速度を受けて変位したときの可動電極
と固定電極間の容量変化に基づいて加速度を検出するよ
うにしている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a capacitive semiconductor acceleration sensor, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 5-304303 and 7-333 have been disclosed.
No. 078, which has a movable portion having a movable electrode, and a fixed electrode disposed opposite to the movable electrode, and is provided between the movable electrode and the fixed electrode when the movable electrode is displaced by receiving acceleration. The acceleration is detected on the basis of the change in the capacitance.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記従来の半導体加速
度センサにおいては、第１の半導体層の上に絶縁層を介
して第２の半導体層が形成された半導体基板を用い、第
２の半導体層の表面側からの加工によって第２の半導体
層に可動部および固定電極が形成されている。このた
め、可動部および固定電極が第１の半導体層側に付着す
るといった問題が生じ、そのような付着が生じないよう
な構造上の工夫が必要となる。In the above-mentioned conventional semiconductor acceleration sensor, a semiconductor substrate having a second semiconductor layer formed on a first semiconductor layer via an insulating layer is used. The movable portion and the fixed electrode are formed in the second semiconductor layer by processing from the surface side of the substrate. For this reason, there arises a problem that the movable portion and the fixed electrode adhere to the first semiconductor layer side, and it is necessary to devise a structure that prevents such adhesion.
【０００４】本発明は、容量式の半導体加速度センサに
おいて、可動部および固定電極の付着といった問題が生
じない新規な構造の半導体加速度センサおよびその製造
方法を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor acceleration sensor having a novel structure which does not cause a problem such as adhesion of a movable portion and a fixed electrode in a capacitive semiconductor acceleration sensor, and a method of manufacturing the same.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明においては、一方の表面側に
第１の半導体層（２１）を有し他方の表面側に第２の半
導体層（２３）を有する半導体基板（２０）によって半
導体加速度センサが構成され、半導体基板（２０）の一
方の表面側の所定領域において、第２の半導体層（２
３）が露出するように除去されており、第２の半導体層
（２３）には前記所定領域において貫通溝（１０）が形
成され、この貫通溝（１０）によって第２の半導体層
（２３）に可動部（１）および固定電極（６、７）が形
成されていることを特徴としている。In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a first semiconductor layer (21) is provided on one surface side and a second semiconductor layer (21) is provided on the other surface side. A semiconductor acceleration sensor is constituted by a semiconductor substrate (20) having a semiconductor layer (23), and a second semiconductor layer (2) is formed in a predetermined region on one surface side of the semiconductor substrate (20).
3) is removed so as to be exposed, and a through groove (10) is formed in the predetermined region in the second semiconductor layer (23), and the second semiconductor layer (23) is formed by the through groove (10). The movable part (1) and the fixed electrodes (6, 7) are formed on the substrate.
【０００６】また、請求項２に記載の発明においては、
第１の半導体層（２１）と第２の半導体層（２３）との
間に絶縁層（２２）を有する半導体基板（２０）によっ
て半導体加速度センサが構成され、第１の半導体層（２
１）および絶縁層（２２）は、所定領域において第２の
半導体層（２３）が露出するように除去されており、第
２の半導体層（２３）には前記所定領域において貫通溝
（１０）が形成され、この貫通溝（１０）によって第２
の半導体層（２３）に可動部（１）および固定電極
（６、７）が形成されていることを特徴としている。Further, in the invention according to claim 2,
A semiconductor acceleration sensor is constituted by a semiconductor substrate (20) having an insulating layer (22) between a first semiconductor layer (21) and a second semiconductor layer (23).
1) and the insulating layer (22) are removed so that the second semiconductor layer (23) is exposed in a predetermined region, and the second semiconductor layer (23) has a through groove (10) in the predetermined region. Is formed, and the through groove (10) forms the second
The movable portion (1) and the fixed electrodes (6, 7) are formed on the semiconductor layer (23).
【０００７】従って、請求項１、２に記載の発明によれ
ば、可動部（１）および固定電極（６、７）の下方に第
１の半導体層（２１）が存在せず、可動部（１）および
固定電極（６、７）が第１の半導体層（２１）側に付着
しない構造とすることができる。請求項３乃至１１に記
載の発明においては、一方の表面側に第１の半導体層
（２１）を有し他方の表面側に第２の半導体層（２３）
を有する半導体基板（２０）を用意し、第１の半導体層
（２１）を半導体基板（２０）の一方の表面側からエッ
チングし、このエッチングされた領域において第２の半
導体層（２３）に貫通溝（１０）を形成して、第２の半
導体層（２３）に可動部（１）および固定電極（６、
７）を形成するようにしたことを特徴としている。Therefore, according to the first and second aspects of the present invention, the first semiconductor layer (21) does not exist below the movable portion (1) and the fixed electrodes (6, 7), and the movable portion ( 1) and the structure in which the fixed electrodes (6, 7) do not adhere to the first semiconductor layer (21) side. In the inventions according to claims 3 to 11, the first semiconductor layer (21) is provided on one surface side and the second semiconductor layer (23) is provided on the other surface side.
A first semiconductor layer (21) is etched from one surface side of the semiconductor substrate (20), and penetrates through the second semiconductor layer (23) in the etched region. A groove (10) is formed, and the movable portion (1) and the fixed electrode (6,
7) is formed.
【０００８】従って、可動部（１）および固定電極
（６、７）の下方に第１の半導体層（２１）が存在せ
ず、可動部（１）および固定電極（６、７）が第１の半
導体層（２１）側に付着しない構造の半導体加速度セン
サを製造することができる。この場合、請求項１０に記
載の発明のように、可動電極（４）と固定電極（６、
７）を等電位にするための金属配線（４０）をスクライ
ブライン（４１）上に形成し、半導体基板（２０）をチ
ップ単位に切断する時にスクライブライン（４１）上に
形成された金属配線（４０）を切断するようにすれば、
可動電極（４）と固定電極（６、７）の帯電による張り
付きを防止することができる。Therefore, the first semiconductor layer (21) does not exist below the movable portion (1) and the fixed electrodes (6, 7), and the movable portion (1) and the fixed electrodes (6, 7) are not provided with the first semiconductor layer (21). A semiconductor acceleration sensor having a structure that does not adhere to the semiconductor layer (21) side can be manufactured. In this case, the movable electrode (4) and the fixed electrode (6,
A metal wiring (40) for making 7) equipotential is formed on the scribe line (41), and the metal wiring (40) formed on the scribe line (41) when the semiconductor substrate (20) is cut into chips. If you cut 40),
Sticking due to charging of the movable electrode (4) and the fixed electrodes (6, 7) can be prevented.
【０００９】また、請求項１１に記載の発明のように、
半導体基板（２０）をチップ単位に切断する前に、可動
部（１）と固定電極（６、７）を覆うカバー（５０、５
５）を形成するようにすれば、ダイシングカット時の水
が可動部（１）と固定電極（６、７）に付着するのを防
止することができる。このことによって、可動電極
（４）の破損や、可動電極（４）と固定電極（６、７）
間の張り付きといった問題をなくすことができる。Further, as in the invention according to claim 11,
Before cutting the semiconductor substrate (20) into chips, covers (50, 5) covering the movable part (1) and the fixed electrodes (6, 7).
By forming 5), it is possible to prevent water during dicing cut from adhering to the movable portion (1) and the fixed electrodes (6, 7). As a result, the movable electrode (4) is damaged, and the movable electrode (4) and the fixed electrode (6, 7)
The problem of sticking between can be eliminated.
【００１０】[0010]
（第１実施形態）図１に本発明の第１実施形態を示す半
導体加速度センサの構成を示す。（ａ）は平面図、
（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ断面図である。図１（ａ）に
示すように、半導体加速度センサは、可動部１と固定電
極６、７とを有している。可動部１は、根元部をなす支
持部２によって支持されたビーム状の重り部３と、この
重り部３の両側に櫛歯形状に形成された可動電極４と、
加速度を受けたときに重り部を図の矢印方向に変位さ
せ、加速度を受けなくなったときに元の状態に復元させ
るばね部（梁部）５とから構成されている。固定電極
６、７は、可動電極４と対向する櫛歯状の形状をしてお
り、可動電極４の一方側に対向して配置された第１の固
定電極６と、可動電極４の他方側に対向して配置された
第２の固定電極７とから構成されている。(First Embodiment) FIG. 1 shows a configuration of a semiconductor acceleration sensor according to a first embodiment of the present invention. (A) is a plan view,
(B) is AA sectional drawing in (a). As shown in FIG. 1A, the semiconductor acceleration sensor has a movable section 1 and fixed electrodes 6 and 7. The movable portion 1 includes a beam-shaped weight portion 3 supported by a support portion 2 serving as a base portion, a movable electrode 4 formed in a comb shape on both sides of the weight portion 3,
A spring portion (beam portion) 5 that displaces the weight portion in the direction of the arrow when receiving acceleration and restores the original state when no acceleration is applied. The fixed electrodes 6 and 7 have a comb-like shape facing the movable electrode 4, and have a first fixed electrode 6 disposed on one side of the movable electrode 4 and the other side of the movable electrode 4. And the second fixed electrode 7 disposed opposite to the second fixed electrode 7.
【００１１】この半導体加速度センサは、図１（ｂ）に
示すように、第１の半導体層２１と第２の半導体層２３
との間に絶縁層２２を有する半導体基板（ＳＯＩ基板）
２０によって構成されており、第１の半導体層２１およ
び絶縁層２２は、可動部１と固定電極６、７が形成され
る領域において、第２の半導体層２３が露出するように
除去されている。また、第２の半導体層２３には、第２
の半導体層２３が露出した領域において貫通溝１０が形
成されており、この貫通溝１０によって第２の半導体層
２３に、上述した可動部１および固定電極６、７が形成
される。This semiconductor acceleration sensor has a first semiconductor layer 21 and a second semiconductor layer 23, as shown in FIG.
Semiconductor substrate (SOI substrate) having insulating layer 22 between
The first semiconductor layer 21 and the insulating layer 22 are removed so that the second semiconductor layer 23 is exposed in a region where the movable portion 1 and the fixed electrodes 6 and 7 are formed. . In addition, the second semiconductor layer 23 includes the second
The through groove 10 is formed in a region where the semiconductor layer 23 is exposed, and the movable portion 1 and the fixed electrodes 6 and 7 described above are formed in the second semiconductor layer 23 by the through groove 10.
【００１２】また、可動部１と固定電極６、７とを電気
的に絶縁分離するために、可動部１と固定電極６、７の
それぞれの根元部の周囲および第１の固定電極６の導電
路８および第２の固定電極７の導電路９の周囲におい
て、第２の半導体層２３に、絶縁層２２に達する溝が形
成され、その溝内に絶縁物２４が埋設されている。第２
の半導体層２３の上には絶縁膜２５が形成されている。
そして、この絶縁膜２５の上に、可動部１に電気接続さ
れた電極パッド１１、第１の固定電極６の導電路８に電
気接続された電極パッド１２、第２の固定電極７の導電
路９に電気接続された電極パッド１３、および第１、第
２のＡｌ配線（金属配線）１４、１５が形成されてい
る。第１のＡｌ配線１４は、コンタクトホール１６およ
び１７を介して図１（ａ）の左側の第１の固定電極６と
右側に配置された導電路８とを電気的に接続する。同様
に、第２のＡｌ配線１５は、コンタクトホール１８およ
び１９を介して図１（ａ）の右側の固定電極７と左側に
配置された導電路９とを電気的に接続する。Further, in order to electrically insulate and separate the movable portion 1 from the fixed electrodes 6 and 7, the periphery of the root of each of the movable portion 1 and the fixed electrodes 6 and 7 and the conductivity of the first fixed electrode 6 are controlled. A groove reaching the insulating layer 22 is formed in the second semiconductor layer 23 around the path 8 and the conductive path 9 of the second fixed electrode 7, and an insulator 24 is embedded in the groove. Second
An insulating film 25 is formed on the semiconductor layer 23 of FIG.
The electrode pad 11 electrically connected to the movable portion 1, the electrode pad 12 electrically connected to the conductive path 8 of the first fixed electrode 6, and the conductive path of the second fixed electrode 7 are formed on the insulating film 25. An electrode pad 13 and first and second Al wirings (metal wirings) 14 and 15 which are electrically connected to the wiring 9 are formed. The first Al wiring 14 electrically connects the first fixed electrode 6 on the left side of FIG. 1A and the conductive path 8 disposed on the right side through contact holes 16 and 17. Similarly, the second Al wiring 15 electrically connects the fixed electrode 7 on the right side of FIG. 1A and the conductive path 9 arranged on the left side through contact holes 18 and 19.
【００１３】上記した構成において、可動部１が加速度
を受けると、重り部３が図の矢印方向に変位し、可動電
極４と第１の固定電極６の間の距離および可動電極４と
第２の固定電極７の間の距離が変化する。可動電極４と
第１の固定電極６および可動電極４と第２の固定電極７
は、それぞれコンデンサを形成しているため、加速度を
受けると、それらの容量が変化し、図示しない検出回路
によって加速度が検出される。In the above-described configuration, when the movable section 1 receives acceleration, the weight section 3 is displaced in the direction of the arrow in the drawing, and the distance between the movable electrode 4 and the first fixed electrode 6 and the distance between the movable electrode 4 and the second fixed electrode 6 are increased. The distance between the fixed electrodes 7 changes. Movable electrode 4 and first fixed electrode 6 and Movable electrode 4 and second fixed electrode 7
Since each of them forms a capacitor, when they receive an acceleration, their capacitances change, and the acceleration is detected by a detection circuit (not shown).
【００１４】次に、上記した半導体加速度センサの製造
方法について、図２に示す工程図に従って説明する。こ
の図２における各工程図は、図１（ａ）中のＢ−Ｂ断面
を示している。まず、図２（ａ）に示すように、（１０
０）面を有するｎ形のシリコン（Ｓｉ）単結晶基板（第
１の半導体層）２１上に、絶縁層（ＳｉＯ2 ）２２を介
して、（１００）面を有するｎ形のＳｉ単結晶基板（第
２の半導体層）２３が接合されたＳＯＩ基板（以下、こ
の製造方法の説明においてはウェハという）２０を用意
する。Next, a method for manufacturing the above-described semiconductor acceleration sensor will be described with reference to the process chart shown in FIG. Each process drawing in FIG. 2 shows a BB cross section in FIG. First, as shown in FIG.
On an n-type silicon (Si) single crystal substrate (first semiconductor layer) 21 having a (0) plane, via an insulating layer (SiO 2 ) 22, an n-type Si single crystal substrate having a (100) plane An SOI substrate (hereinafter, referred to as a wafer in the description of this manufacturing method) 20 to which a (second semiconductor layer) 23 is bonded is prepared.
【００１５】そして、図２（ｂ）の工程において、ウェ
ハの表面を熱酸化して熱酸化膜２６を形成し、絶縁分離
用の溝（トレンチ）２７をホトエッチングによって形成
する。この後、図２（ｃ）の工程において、カバレッジ
性の良いＴＥＯＳ−ＳｉＯ2２８を堆積し、溝２７を絶
縁物によって埋める。このことによって、図１（ｂ）に
示すように、溝２７内を埋める絶縁物２４と、第２の半
導体層２３表面の絶縁膜２５が形成される。なお、上記
処理によって形成された、熱酸化膜とＴＥＯＳ−ＳｉＯ
2 は、この後、フィールド酸化膜として機能する。Then, in the step of FIG. 2B, the surface of the wafer is thermally oxidized to form a thermal oxide film 26, and a trench 27 for isolation is formed by photoetching. Thereafter, in the step of FIG. 2C, TEOS-SiO 2 28 having good coverage is deposited, and the trench 27 is filled with an insulator. Thus, as shown in FIG. 1B, an insulator 24 filling the trench 27 and an insulating film 25 on the surface of the second semiconductor layer 23 are formed. Note that the thermal oxide film and TEOS-SiO
2 then functions as a field oxide film.
【００１６】次に、図２（ｄ）の工程において、ホトエ
ッチングによってフィールド酸化膜をパターニングし
て、コンタクトホール（図１に示すコンタクトホール１
６〜１９）を形成し、さらにＡｌを蒸着し、ホトエッチ
ングを行って、第１のＡｌ配線１４、およびこの図２に
は図示されない第２のＡｌ配線１５、電極パッド１１〜
１３を形成する。Next, in the step of FIG. 2D, the field oxide film is patterned by photoetching to form a contact hole (contact hole 1 shown in FIG. 1).
6 to 19), and further, Al is deposited and photoetched to form a first Al wiring 14, a second Al wiring 15 not shown in FIG.
13 is formed.
【００１７】次に、図２（ｅ）の工程において、ウェハ
の裏面をバックポリッシュし、裏面を鏡面にした後、裏
面にプラズマＳｉＮ膜２９を堆積する。そして、プラズ
マＳｉＮ膜２９をエッチングして所定形状にパターニン
グする。また、ウェハの表面にＰＩＱ（ポリイミド）３
０を塗布し、ＰＩＱ３０をエッチングして、可動部１お
よび固定電極６、７を形成する形状にパターニングす
る。さらに、ＰＩＱ３０の上に保護膜としてのレジスト
３１を塗布する。この後、裏面のプラズマＳｉＮ膜２９
をマスクにしてウェハを例えばＫＯＨ水溶液で深堀エッ
チングする。この深堀エッチングにおいては、絶縁層
（ＳｉＯ2 ）２２のエッチング速度がＳｉに比較して遅
いため、絶縁層２２がエッチングストッパとして機能す
る。Next, in the step of FIG. 2E, the back surface of the wafer is back polished, and the back surface is made a mirror surface, and then a plasma SiN film 29 is deposited on the back surface. Then, the plasma SiN film 29 is etched and patterned into a predetermined shape. In addition, PIQ (polyimide) 3
0 is applied and the PIQ 30 is etched to pattern the movable part 1 and the fixed electrodes 6 and 7. Further, a resist 31 as a protective film is applied on the PIQ 30. Thereafter, the plasma SiN film 29 on the rear surface is formed.
Is used as a mask, and the wafer is deeply etched with a KOH aqueous solution, for example. In the deep etching, since the etching rate of the insulating layer (SiO 2 ) 22 is lower than that of Si, the insulating layer 22 functions as an etching stopper.
【００１８】この後、図２（ｆ）の工程において、ＨＦ
水溶液により、露出している絶縁層２２とプラズマＳｉ
Ｎ膜２９を除去する。このとき、ウェハの表面は全面に
塗布されたレジスト３１によって保護されている。そし
て、レジスト３１を除去し、ＰＩＱ３０をマスクにし
て、ドライエッチングにより第２の半導体層２３に貫通
溝１０を形成する。この貫通溝１０の形成によって、第
２の半導体層２３に可動部１と固定電極６、７が形成さ
れる。Thereafter, in the step of FIG.
The exposed insulating layer 22 and the plasma Si
The N film 29 is removed. At this time, the surface of the wafer is protected by the resist 31 applied to the entire surface. Then, the resist 31 is removed, and the through groove 10 is formed in the second semiconductor layer 23 by dry etching using the PIQ 30 as a mask. By forming the through groove 10, the movable portion 1 and the fixed electrodes 6, 7 are formed in the second semiconductor layer 23.
【００１９】最後に、図２（ｇ）の工程において、表面
のＰＩＱ３０をＯ2 アッシングによって除去し、図１に
示す半導体加速度センサを得る。このように本実施形態
においては、第１の半導体層２１と第２の半導体層２３
の間に絶縁層２２を有するＳＯＩ基板２０を用い、第１
の半導体層２１をＳＯＩ基板２０の一方の表面側からエ
ッチングし、このエッチングされた領域において第２の
半導体層２３に貫通溝１０を形成して、第２の半導体層
２３に可動部１および固定電極６、７を形成している。
従って、可動部１および固定電極６、７の下方に第１の
半導体層２１が存在していないため、可動部１および固
定電極６、７が第１の半導体層２１側に付着するといっ
た問題は生じない。また、可動部１および固定電極６、
７の下方に第１の半導体層２１が存在していないため、
可動部１および固定電極６、７をエッチングにより形成
した後の目視検査を容易に行うことができる。 （第２実施形態）容量式の半導体加速度センサにおいて
は、可動電極４および固定電極６、７が互いに絶縁され
ていることが必要である。しかしながら、可動部１およ
び固定電極６、７を形成するためのドライエッチング工
程あるいはウェハのハンドリングなどにおいて、可動電
極４および固定電極６、７が帯電し、この帯電による静
電気力によって可動電極４と固定電極６、７が張り付い
てしまう可能性がある。Finally, in the step of FIG. 2 (g), the PIQ 30 on the surface is removed by O 2 ashing to obtain the semiconductor acceleration sensor shown in FIG. Thus, in the present embodiment, the first semiconductor layer 21 and the second semiconductor layer 23
Using an SOI substrate 20 having an insulating layer 22 between
The semiconductor layer 21 is etched from one surface side of the SOI substrate 20, a through groove 10 is formed in the second semiconductor layer 23 in the etched region, and the movable portion 1 and the fixed portion are fixed to the second semiconductor layer 23. Electrodes 6 and 7 are formed.
Therefore, since the first semiconductor layer 21 does not exist below the movable portion 1 and the fixed electrodes 6 and 7, there is a problem that the movable portion 1 and the fixed electrodes 6 and 7 adhere to the first semiconductor layer 21 side. Does not occur. Further, the movable part 1 and the fixed electrode 6,
7, the first semiconductor layer 21 does not exist below,
Visual inspection after the movable portion 1 and the fixed electrodes 6 and 7 are formed by etching can be easily performed. (Second Embodiment) In a capacitive semiconductor acceleration sensor, it is necessary that the movable electrode 4 and the fixed electrodes 6, 7 are insulated from each other. However, the movable electrode 4 and the fixed electrodes 6 and 7 are charged in a dry etching process for forming the movable portion 1 and the fixed electrodes 6 and 7 or in wafer handling, and the movable electrode 4 and the fixed electrodes 6 and 7 are fixed to the movable electrode 4 by the electrostatic force due to the charging. The electrodes 6 and 7 may stick.
【００２０】そこで、この第２実施形態では、図３に示
すように、可動電極４と固定電極６、７を等電位にする
ためのＡｌ配線４０を形成している。具体的には、図２
（ｄ）の工程において、第１、第２のＡｌ配線１４、１
５および電極パッド１１〜１３がスクライブライン４１
上で結線するように、Ａｌをパターニングする。このこ
とによって、可動電極４、第１の固定電極６、第２の固
定電極７が等電位になり、上記した帯電による問題はな
くなる。Therefore, in the second embodiment, as shown in FIG. 3, an Al wiring 40 for making the movable electrode 4 and the fixed electrodes 6, 7 equipotential is formed. Specifically, FIG.
In the step (d), the first and second Al wirings 14, 1
5 and the electrode pads 11 to 13 are scribe lines 41
Al is patterned so as to be connected above. As a result, the movable electrode 4, the first fixed electrode 6, and the second fixed electrode 7 have the same potential, and the above-described problem due to charging is eliminated.
【００２１】なお、第１、第２のＡｌ配線１４、１５お
よび電極パッド１１〜１３を結線するＡｌ配線４０は、
スクライブライン４１上に形成されており、スクライブ
ライン４１に沿ってウェハをチップ単位に切断するダイ
シングカット時に、切断され除去されるため、その後
は、可動電極４、第１の固定電極６、第２の固定電極７
は互いに絶縁される。The Al wiring 40 connecting the first and second Al wirings 14 and 15 and the electrode pads 11 to 13 is
Since it is formed on the scribe line 41 and is cut and removed at the time of dicing cut for cutting the wafer into chips along the scribe line 41, the movable electrode 4, the first fixed electrode 6, and the second Fixed electrode 7
Are insulated from each other.
【００２２】この場合、カット時にスクライブライン４
１上のＡｌ配線４０の切り粉が付着して、可動部１と固
定電極６、７が短絡するのを防止するため、２段カット
を行うようにしてもよい。具体的には、スクライブライ
ン４１上のＡｌ配線４０のみを切断する目的で浅く切れ
込みを入れ、この後、ウェハを切断する目的でカットす
る。 （第３実施形態）可動部１の可動電極４は櫛歯形状に加
工されているため、ダイシングカットを行う工程におい
て、発熱を抑制するための冷却水がかかると可動電極４
が折れるなどの破損を生じる可能性がある。また、可動
電極４が折れないにしても、可動電極４と固定電極６、
７との間に水が入り乾燥することによって、可動電極４
と固定電極６、７が張り付いてしまう可能性がある。In this case, when cutting, the scribe line 4
In order to prevent the cutting powder of the Al wiring 40 on 1 from adhering and short-circuiting between the movable portion 1 and the fixed electrodes 6 and 7, a two-stage cut may be performed. Specifically, a shallow cut is made for the purpose of cutting only the Al wiring 40 on the scribe line 41, and thereafter the wafer is cut for the purpose of cutting the wafer. (Third Embodiment) Since the movable electrode 4 of the movable part 1 is processed into a comb-tooth shape, when the cooling water for suppressing heat generation is applied in the dicing cut step, the movable electrode 4 is moved.
There is a possibility of breakage such as breakage. Further, even if the movable electrode 4 does not break, the movable electrode 4 and the fixed electrode 6,
7 and water, and the movable electrode 4 is dried.
And the fixed electrodes 6 and 7 may stick.
【００２３】そこで、この第３実施形態では、図４に示
すように、可動部１と固定電極６、７を覆うカバー（座
繰り加工したガラス）５０を設けている。具体的には、
図２（ｂ）の工程において、フィールド酸化膜の表面に
リン処理を行ってリンガラス層を形成しておき、図２
（ｇ）の工程の後に、座繰り加工したガラス５０をリン
ガラス層を介して陽極接合する。Therefore, in the third embodiment, as shown in FIG. 4, a cover (counter-machined glass) 50 for covering the movable portion 1 and the fixed electrodes 6 and 7 is provided. In particular,
In the step of FIG. 2B, the surface of the field oxide film is subjected to a phosphorous treatment to form a phosphorus glass layer.
After the step (g), the counterbored glass 50 is anodically bonded via a phosphor glass layer.
【００２４】この後、ウェハの裏面をカット用テープに
貼って、ダイシングカットを行う。この場合、可動部１
と固定電極６、７を覆うようにガラス５０が形成されて
いるため、可動電極１と固定電極６、７に水がかかるこ
とはなく、従って、可動電極４の破損や、可動電極４と
固定電極６、７の張り付きといった問題をなくすことが
できる。Thereafter, the back surface of the wafer is pasted on a cutting tape and dicing cut is performed. In this case, the movable part 1
Since the glass 50 is formed so as to cover the movable electrode 1 and the fixed electrodes 6 and 7, no water is applied to the movable electrode 1 and the fixed electrodes 6 and 7. Problems such as sticking of the electrodes 6 and 7 can be eliminated.
【００２５】なお、図４の（ａ）は平面図、（ｂ）は
（ａ）中のＣ−Ｃ断面図である。また、この実施形態に
おいては、第１、第２のＡｌ配線１４、１５は、ガラス
５０が陽極接合される部分において分断されており、第
１のＡｌ配線１４はコンタクトホール５１、５２により
第２の半導体層２３を介して電気的に接続され、第２の
Ａｌ配線１５はコンタクトホール５３、５４により第２
の半導体層２３を介して電気的に接続されている。FIG. 4A is a plan view, and FIG. 4B is a sectional view taken along the line CC in FIG. Further, in this embodiment, the first and second Al wirings 14 and 15 are separated at a portion where the glass 50 is anodically bonded, and the first Al wiring 14 is separated from the second Al wiring 14 by contact holes 51 and 52. The second Al wiring 15 is electrically connected to the second Al wiring 15 through the contact holes 53 and 54.
Are electrically connected via the semiconductor layer 23 of the semiconductor device.
【００２６】なお、ウェハに形成するガラスは、ウェハ
の表面側のみならず、図５に示すように、ウェハの裏面
側にも設けるようにしてもよい。この裏面側に形成する
ガラス５５は、平坦なガラスでウェハの裏面に陽極接合
されている。この場合、上下のガラス５０、５５を同一
の厚さにすれば、ガラスとＳｉとの熱膨張係数差に起因
する熱的な歪みを抑制することができる。また、内部を
真空封止することも可能であり、この真空封止によって
結露をなくすことができる。なお、ガラス５０、５５と
しては、ほう珪酸ガラス、あるいはアルミノ珪酸ガラス
を用いることができる。The glass formed on the wafer may be provided not only on the front side of the wafer but also on the back side of the wafer as shown in FIG. The glass 55 formed on the back side is flat glass and is anodically bonded to the back side of the wafer. In this case, if the upper and lower glasses 50 and 55 have the same thickness, it is possible to suppress thermal distortion caused by a difference in thermal expansion coefficient between glass and Si. Further, the inside can be sealed by vacuum, and dew condensation can be eliminated by this vacuum sealing. In addition, as the glasses 50 and 55, borosilicate glass or aluminosilicate glass can be used.
【００２７】この実施形態において、ウェハの表面側の
みにガラス５０を設けた場合、そのガラス５０を設けた
ままセラミックパッケージとしてセンサを構成すること
ができ、またウェハの両側にガラス５０、５５を設けた
場合には、そのままモールドしてセンサを構成すること
ができる。なお、この第３実施形態においても、第２実
施形態で示した帯電防止対策を行うようにしてもよい。In this embodiment, when the glass 50 is provided only on the front surface side of the wafer, the sensor can be formed as a ceramic package while the glass 50 is provided, and the glass 50 and 55 are provided on both sides of the wafer. In this case, the sensor can be formed by molding as it is. In the third embodiment as well, the antistatic measures shown in the second embodiment may be taken.
【００２８】また、上述した種々の実施形態において
は、ＳＯＩ基板２０を用いて半導体加速度センサを構成
するものを示したがＳＩＭＯＸ基板を用いてもよく、ま
た第１、第２の半導体層２１、２３の絶縁分離を行う場
合、絶縁層２２を介在させずにｐｎ接合によって絶縁分
離するようにしてもよい。また、可動電極４に、第１の
固定電極６、第２の固定電極７を対向させるようにした
が、そのいずれか一方のみとしてもよい。In the various embodiments described above, the semiconductor acceleration sensor is formed by using the SOI substrate 20. However, a SIMOX substrate may be used, and the first and second semiconductor layers 21 and When performing the insulation separation of 23, you may make it isolate | separate by a pn junction, without interposing the insulation layer 22. In addition, the first fixed electrode 6 and the second fixed electrode 7 are opposed to the movable electrode 4, but only one of them may be used.
【図１】本発明の第１実施形態を示す半導体加速度セン
サの構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a semiconductor acceleration sensor according to a first embodiment of the present invention.
【図２】図１に示す半導体加速度センサの製造方法を示
す工程図である。FIG. 2 is a process chart showing a method for manufacturing the semiconductor acceleration sensor shown in FIG.
【図３】本発明の第２実施形態を示す半導体加速度セン
サの構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a semiconductor acceleration sensor according to a second embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第３実施形態を示す半導体加速度セン
サの構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a semiconductor acceleration sensor according to a third embodiment of the present invention.
【図５】図４に示す半導体加速度センサの変形例を示す
図である。5 is a diagram showing a modification of the semiconductor acceleration sensor shown in FIG.
１…可動部、２…支持部、３…重り部、４…可動電極、
５…ばね部、６、７…固定電極、１１〜１３…電極パッ
ド、１４、１５…Ａｌ配線、２０…ＳＯＩ基板、２１…
第１の半導体層、２２…絶縁層、２３…第２の半導体
層。1 movable part, 2 support part, 3 weight part, 4 movable electrode,
5: Spring portion, 6, 7: Fixed electrode, 11 to 13: Electrode pad, 14, 15: Al wiring, 20: SOI substrate, 21 ...
1st semiconductor layer, 22 ... insulating layer, 23 ... 2nd semiconductor layer.
Claims (11)
と、前記可動電極（４）と対向して配置された固定電極
（６、７）とを有し、加速度を受けて前記可動部（１）
が変位したときの前記可動電極（４）と前記固定電極
（６、７）間の容量変化に基づいて前記加速度を検出す
る半導体加速度センサにおいて、 一方の表面側に第１の半導体層（２１）を有し他方の表
面側に第２の半導体層（２３）を有する半導体基板（２
０）によって構成され、 前記半導体基板（２０）の一方の表面側の所定領域にお
いて、前記第２の半導体層（２３）が露出するように除
去されており、 前記第２の半導体層（２３）には前記所定領域において
貫通溝（１０）が形成され、この貫通溝（１０）によっ
て前記第２の半導体層（２３）に前記可動部（１）およ
び前記固定電極（６、７）が形成されていることを特徴
とする半導体加速度センサ。A movable part (1) having a movable electrode (4)
And a fixed electrode (6, 7) arranged opposite to the movable electrode (4).
In a semiconductor acceleration sensor for detecting the acceleration based on a change in capacitance between the movable electrode (4) and the fixed electrodes (6, 7) when is displaced, a first semiconductor layer (21) is provided on one surface side. Semiconductor substrate (2) having a second semiconductor layer (23) on the other surface side.
0), in a predetermined region on one surface side of the semiconductor substrate (20), the second semiconductor layer (23) is removed so as to be exposed, and the second semiconductor layer (23) A through-groove (10) is formed in the predetermined region, and the movable portion (1) and the fixed electrodes (6, 7) are formed in the second semiconductor layer (23) by the through-groove (10). A semiconductor acceleration sensor.
と、前記可動電極（４）と対向して配置された固定電極
（６、７）とを有し、加速度を受けて前記可動部（１）
が変位したときの前記可動電極（４）と前記固定電極
（６、７）間の容量変化に基づいて前記加速度を検出す
る半導体加速度センサにおいて、 第１の半導体層（２１）と第２の半導体層（２３）との
間に絶縁層（２２）を有する半導体基板（２０）によっ
て構成され、 前記第１の半導体層（２１）および前記絶縁層（２２）
は、所定領域において前記第２の半導体層（２３）が露
出するように除去されており、 前記第２の半導体層（２３）には前記所定領域において
貫通溝（１０）が形成され、この貫通溝（１０）によっ
て前記第２の半導体層（２３）に前記可動部（１）およ
び前記固定電極（６、７）が形成されていることを特徴
とする半導体加速度センサ。2. A movable part (1) having a movable electrode (4).
And a fixed electrode (6, 7) arranged opposite to the movable electrode (4).
A semiconductor acceleration sensor for detecting the acceleration based on a change in capacitance between the movable electrode (4) and the fixed electrodes (6, 7) when a displacement occurs, wherein a first semiconductor layer (21) and a second semiconductor A semiconductor substrate (20) having an insulating layer (22) between the first semiconductor layer (21) and the insulating layer (22);
Has been removed so that the second semiconductor layer (23) is exposed in a predetermined region, and a through groove (10) is formed in the predetermined region in the second semiconductor layer (23). A semiconductor acceleration sensor, wherein the movable portion (1) and the fixed electrodes (6, 7) are formed in the second semiconductor layer (23) by a groove (10).
と、前記可動電極（４）と対向して配置された固定電極
（６、７）とを有し、加速度を受けて前記可動部（１）
が変位したときの前記可動電極（４）と前記固定電極
（６、７）間の容量変化に基づいて前記加速度を検出す
る半導体加速度センサの製造方法であって、 一方の表面側に第１の半導体層（２１）を有し他方の表
面側に第２の半導体層（２３）を有する半導体基板（２
０）を用意し、 前記第１の半導体層（２１）を前記半導体基板（２０）
の一方の表面側からエッチングする工程と、 前記エッチングされた領域において前記第２の半導体層
（２３）に貫通溝（１０）を形成して、前記第２の半導
体層（２３）に前記可動部（１）および前記固定電極
（６、７）を形成する工程とを有することを特徴とする
半導体加速度センサの製造方法。3. A movable part (1) having a movable electrode (4).
And a fixed electrode (6, 7) arranged opposite to the movable electrode (4).
A method of manufacturing a semiconductor acceleration sensor for detecting the acceleration based on a change in capacitance between the movable electrode (4) and the fixed electrodes (6, 7) when the displacement of the first electrode and the second electrode is performed. A semiconductor substrate (2) having a semiconductor layer (21) and having a second semiconductor layer (23) on the other surface side;
0), and the first semiconductor layer (21) is provided on the semiconductor substrate (20).
Forming a through groove (10) in the second semiconductor layer (23) in the etched region, and forming the movable portion in the second semiconductor layer (23). (1) and a step of forming the fixed electrodes (6, 7).
半導体層（２１）と前記第２の半導体層（２３）の間に
絶縁層（２２）を有するものであって、 前記エッチング工程は、前記第１の半導体層（２１）を
前記絶縁層（２２）に達するまでエッチングする工程で
あることを特徴とする請求項３に記載の半導体加速度セ
ンサの製造方法。4. The semiconductor substrate (20) having an insulating layer (22) between the first semiconductor layer (21) and the second semiconductor layer (23), wherein the etching step 4. The method according to claim 3, wherein the step of etching is performed until the first semiconductor layer (21) reaches the insulating layer (22). 5.
記第１の半導体層（２１）の前記エッチングされた領域
における前記絶縁層（２２）を除去する工程を有するこ
とを特徴とする請求項４に記載の半導体加速度センサの
製造方法。5. A step of removing the insulating layer (22) in the etched region of the first semiconductor layer (21) before forming the through groove (10). A method for manufacturing the semiconductor acceleration sensor according to claim 4.
縁層（２２）に達する溝（２７）を形成するとともにこ
の溝（２７）内を絶縁物（２４）にて埋めて、前記可動
部（１）と前記固定電極（６、７）とを絶縁分離する工
程を有することを特徴とする請求項４又は５に記載の半
導体加速度センサの製造方法。6. A groove (27) reaching the insulating layer (22) is formed in the second semiconductor layer (23), and the inside of the groove (27) is filled with an insulator (24). The method of manufacturing a semiconductor acceleration sensor according to claim 4, further comprising a step of insulating and separating the movable part (1) and the fixed electrodes (6, 7).
と、前記可動電極（４）と対向して配置された固定電極
（６、７）とを有し、加速度を受けて前記可動部（１）
が変位したときの前記可動電極（４）と前記固定電極
（６、７）間の容量変化に基づいて前記加速度を検出す
る半導体加速度センサの製造方法であって、 一方の表面側に第１の半導体層（２１）を有し他方の表
面側に第２の半導体層（２３）を有し、前記第１の半導
体層（２１）と前記第２の半導体層（２３）の間に絶縁
層（２２）を有する半導体基板（２０）を用意し、 前記可動部（１）と前記固定電極（６、７）とを電気的
に絶縁するために、前記第２の半導体層（２３）の所定
領域に前記絶縁層（２２）に達する溝（２７）を形成
し、この溝（２７）内を絶縁物（２４）にて埋める工程
と、 この後、前記第２の半導体層（２３）の上に、前記可動
電極（４）および前記固定電極（６、７）を形成するた
めのマスク材（３０）をパターニング形成する工程と、 前記半導体基板（２０）の一方の表面側から前記第１の
半導体層（２１）を前記絶縁層（２２）に達するまでエ
ッチングする工程と、 このエッチングされた領域における前記絶縁層（２２）
を除去する工程と、 前記マスク材（３０）を用い、前記エッチングされた領
域において前記第２の半導体層（２３）に貫通溝（１
０）を形成して、前記第２の半導体層（２３）に前記可
動部（１）および前記固定電極（６、７）を形成する工
程と、 前記貫通溝（１０）の形成後、前記マスク材（３０）を
除去する工程とを有することを特徴とする半導体加速度
センサの製造方法。7. A movable part (1) having a movable electrode (4).
And a fixed electrode (6, 7) arranged opposite to the movable electrode (4).
A method of manufacturing a semiconductor acceleration sensor for detecting the acceleration based on a change in capacitance between the movable electrode (4) and the fixed electrodes (6, 7) when the displacement of the first electrode and the second electrode is performed. A second semiconductor layer on the other surface side; and an insulating layer between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer. A semiconductor substrate (20) having a predetermined area of the second semiconductor layer (23) for electrically insulating the movable part (1) from the fixed electrodes (6, 7); Forming a groove (27) reaching the insulating layer (22), filling the groove (27) with an insulator (24); and thereafter, forming a groove on the second semiconductor layer (23). A mask material (30) for forming the movable electrode (4) and the fixed electrodes (6, 7); Forming the first semiconductor layer (21) from one surface side of the semiconductor substrate (20) until the first semiconductor layer (21) reaches the insulating layer (22); Layer (22)
And removing a through-groove (1) in the second semiconductor layer (23) in the etched region using the mask material (30).
0) to form the movable portion (1) and the fixed electrodes (6, 7) in the second semiconductor layer (23); and, after forming the through groove (10), the mask Removing the material (30).
１）を形成した後、前記エッチングを行い、この後、前
記保護膜（３１）を除去して前記貫通溝（１０）の形成
を行うことを特徴とする請求項７に記載の半導体加速度
センサの製造方法。8. A protective film (3) on the mask material (30).
8. The semiconductor acceleration sensor according to claim 7, wherein after performing 1), the etching is performed, and thereafter, the protective film (31) is removed to form the through groove (10). 9. Production method.
を形成した後、前記第２の半導体層（２３）に前記溝
（２７）内を絶縁物（２４）で埋めるように絶縁膜（２
８）を形成し、前記第２の半導体層（２３）の表面の絶
縁膜（２５）をパターニングして、前記絶縁膜（２５）
の上に前記可動電極（４）および前記固定電極（６、
７）のための金属配線（１１〜１５）を形成し、この
後、前記マスク材（３０）の形成を行うことを特徴とす
る請求項７又は８に記載の半導体加速度センサの製造方
法。9. A groove (27) reaching said insulating layer (22).
Is formed, an insulating film (2) is filled in the second semiconductor layer (23) so that the trench (27) is filled with an insulator (24).
8) is formed, and the insulating film (25) on the surface of the second semiconductor layer (23) is patterned to form the insulating film (25).
The movable electrode (4) and the fixed electrode (6,
9. The method according to claim 7, wherein a metal wiring for the step (7) is formed, and thereafter, the mask material is formed. 10.
（６、７）を等電位にするための金属配線（４０）をス
クライブライン（４１）上に形成し、前記半導体基板
（２０）をチップ単位に切断する時に前記スクライブラ
イン（４１）上に形成された金属配線（４０）を切断す
ることを特徴とする請求項３乃至９のいずれか１つに記
載の半導体加速度センサの製造方法。10. A metal line (40) for making the movable electrode (4) and the fixed electrodes (6, 7) equipotential is formed on a scribe line (41), and the semiconductor substrate (20) is formed. The method according to any one of claims 3 to 9, wherein the metal wiring (40) formed on the scribe line (41) is cut when the chip is cut.
に切断する前に、前記可動部（１）と前記固定電極
（６、７）を覆うカバー（５０、５５）を形成すること
を特徴とする請求項３乃至１０のいずれか１つに記載の
半導体加速度センサの製造方法。11. A cover (50, 55) for covering the movable portion (1) and the fixed electrodes (6, 7) before cutting the semiconductor substrate (20) into chips. The method for manufacturing a semiconductor acceleration sensor according to claim 3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21354797A JPH1151966A (en) | 1997-08-07 | 1997-08-07 | Semiconductor acceleration sensor and manufacture thereof |
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| JP2006147007A Division JP2006220672A (en) | 2006-05-26 | 2006-05-26 | Manufacturing method of semiconductor acceleration sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP21354797A Pending JPH1151966A (en) | 1997-08-07 | 1997-08-07 | Semiconductor acceleration sensor and manufacture thereof |
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1997
- 1997-08-07 JP JP21354797A patent/JPH1151966A/en active Pending
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