JPH1151966A - 半導体加速度センサおよびその製造方法 - Google Patents
半導体加速度センサおよびその製造方法Info
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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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- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 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構造と
する。 【解決手段】 可動部1の可動電極4を固定電極6、7
と対向配置し、加速度を受けて可動部1が変位したとき
の可動電極4と固定電極6、7間の容量変化に基づいて
加速度を検出するようにしたものであって、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SOI基板20によって構成され、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を
形成する領域において第2の半導体層23が露出するよ
うに除去されており、第2の半導体層23には前記除去
された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。
部および固定電極の付着といった問題が生じない構造と
する。 【解決手段】 可動部1の可動電極4を固定電極6、7
と対向配置し、加速度を受けて可動部1が変位したとき
の可動電極4と固定電極6、7間の容量変化に基づいて
加速度を検出するようにしたものであって、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SOI基板20によって構成され、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を
形成する領域において第2の半導体層23が露出するよ
うに除去されており、第2の半導体層23には前記除去
された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。
Description
【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。
速度センサおよびその製造方法に関する。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
(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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
(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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
サの構成を示す図である。
【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。
す工程図である。
【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。
サの構成を示す図である。
【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。
サの構成を示す図である。
【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。
図である。
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。
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。
Claims (11)
- 【請求項1】 可動電極(4)を有する可動部(1)
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。 - 【請求項2】 可動電極(4)を有する可動部(1)
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。 - 【請求項3】 可動電極(4)を有する可動部(1)
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。 - 【請求項4】 前記半導体基板(20)は、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。 - 【請求項5】 前記貫通溝(10)を形成する前に、前
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。 - 【請求項6】 前記第2の半導体層(23)に、前記絶
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。 - 【請求項7】 可動電極(4)を有する可動部(1)
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。 - 【請求項8】 前記マスク材(30)の上に保護膜(3
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。 - 【請求項9】 前記絶縁層(22)に達する溝(27)
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。 - 【請求項10】 前記可動電極(4)と前記固定電極
(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、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。 - 【請求項11】 前記半導体基板(20)をチップ単位
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21354797A JPH1151966A (ja) | 1997-08-07 | 1997-08-07 | 半導体加速度センサおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21354797A JPH1151966A (ja) | 1997-08-07 | 1997-08-07 | 半導体加速度センサおよびその製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006147007A Division JP2006220672A (ja) | 2006-05-26 | 2006-05-26 | 半導体加速度センサの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1151966A true JPH1151966A (ja) | 1999-02-26 |
Family
ID=16641015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21354797A Pending JPH1151966A (ja) | 1997-08-07 | 1997-08-07 | 半導体加速度センサおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1151966A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008164625A (ja) * | 2008-02-05 | 2008-07-17 | Denso Corp | 半導体力学量センサ |
| JP2009122114A (ja) * | 2009-01-05 | 2009-06-04 | Mitsubishi Electric Corp | 加速度センサの製造方法 |
| JP2010145264A (ja) * | 2008-12-19 | 2010-07-01 | Pioneer Electronic Corp | Memsデバイスの製造方法、memsデバイスおよび接合マザー基板 |
| JP2011038779A (ja) * | 2009-08-06 | 2011-02-24 | Rohm Co Ltd | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
-
1997
- 1997-08-07 JP JP21354797A patent/JPH1151966A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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