DE3928935A1

DE3928935A1 - Halbleiterbeschleunigungssensor

Info

Publication number: DE3928935A1
Application number: DE3928935A
Authority: DE
Inventors: Koichi Murakami; Yukitsugu Hirota; Mikio Bessho; Masahiro Tsugai
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-09-02
Filing date: 1989-08-31
Publication date: 1990-03-15
Also published as: JPH07113647B2; JPH0267965A; US4990986A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Halbleiterbeschleunigungssensor mit verbesserter Temperaturcharakteristik.

In den Fig. 1 und 2 ist ein konventioneller Halbleiterbeschleunigungssensor gezeigt, der unter Anwendung eines Ätzprozesses eines Siliciumsubstrats vom N-Typ hergestellt wird, das eine (100) Oberfläche aufweist, wie in der JP-OS 62-2 13 280 beschrieben. Bei einem solchen Halbleiterbeschleunigungssensor ist ein rechteckiger Silicium-Massen- oder Gewichtskörper 2 in der Mitte eines Rahmens 1 isoliert davon angeordnet, und ein auskragender Steg 3 zur Ermittlung einer Beschleunigung verbindet den linken Rand des Silicium-Gewichtskörpers 2 mit dem Rahmen 1. Ein weiterer vorstehender Steg 4 zur Temperaturkompensation, an dessen freiem Ende kein Gewichtskörper angebracht ist, ist an dem Rahmen 1 nahe dem den Gewichtskörper tragenden Steg 3 parallel zu jenem ausgebildet. Der frei endende Steg 4 ist derart dimensioniert, daß seine Dicke und seine Breite gleich jenen des Steges 4 sind. Ein Paar Piezowiderstände 5 a ist auf dem Oberflächenabschnitt des vorstehenden Steges 3 durch Dotierung einer Verunreinigung vom P-Typ in der Richtung der <110<-Kristallachse derart ausgebildet, daß sie sich parallel zueinander in Längsrichtung des Steges erstrecken. Ein Paar Piezowiderstände 5 b sind im Oberflächenabschnitt des Steges 4 in gleicher Weise wie jene beim Steg 3 ausgebildet. Gewöhnlich ist ein Schutzfilm aus SiO₂ auf der Oberfläche des Siliciumsubstrats, das die Piezowiderstände 5 a und 5 b enthält, ausgebildet.

Die Piezowiderstände 5 a und 5 b sind in einer Brückenschaltung gemäß Fig. 2 miteinander verbunden. Zu diesem Zweck sind die Enden der Piezowiderstände 5 a und 5 b mit nicht dargestellten Elektroden verbunden, die aus einem Aluminiumfilm oder dgl. bestehen, die zum Anschluß an eine externe Auswerteeinrichtung über Drähte dienen.

Wenn der Beschleunigungssensor eine Beschleunigung erfährt, wie sie in Fig. 1 mit Pfeilen angegeben ist, dann biegt sich der Steg 3 aufgrund der Trägheit des Gewichts- oder Massenkörpers 2 durch. Die auf der Oberfläche des Steges 3 ausgebildeten Piezowiderstände 5 a erfahren daher eine Biegebelastung, die je Widerstand verändert wird. Gleichzeitig erfährt der freiauskragende Steg 4, der der Temperaturkompensation dient, nur eine sehr geringe Durchbiegung, da kein Massenkörper auf ihn einwirkt. Die Piezowiderstände 5 b werden daher nur wenig in ihren Widerstandswerten durch die Beschleunigung geändert.

Unter der Annahme, daß der Widerstand eines jeden der Piezowiderstände 5 a und 5 b die Größe R hat und die Widerstandsänderung der Piezowiderstände 5 a die Größe Δ R hat, teilt sich die Ausgangsspannung Vout der in Fig. 2 dargestellten Brückenschaltung entsprechend der folgenden Gleichung:

Vout = (1/2) · (Δ R/R)Δ V _B (1)

wobei V _B die der Brückenschaltung zugeführte Spannung ist.

Weiterhin ist der Temperaturcharakteristik des beschriebenen Halbleiterbeschleunigungssensors ausreichend Aufmerksamkeit geschenkt. Die thermische Belastung, die durch die Differenz der Temperaturausdehnungskoeffizienten zwischen dem Silicium und dem Schutzfilm, beispielsweise SiO₂, darauf hervorgerufen wird, ist bei den vier Piezowiderständen 5 a und 5 b unterschiedlich, wodurch eine Versatzspannung hervorgerufen wird. Der Einfluß aufgrund der Erzeugung der Versatzspannung kann durch Verwendung der zwei auskragenden Stege 3 und 4 für die Beschleunigungsmessung und die Temperaturkompensation verhindert werden. Das heißt, diese zwei auskragenden Stege 3 und 4 sind hinsichtlich der Dicke und der Breite gleichdimensioniert, und sie unterscheiden sich nur dadurch, daß der Steg 3 an seinem Ende den Silicium-Gewichtskörper 2 trägt, und die Piezowiderstände 5 a und 5 b der beiden Stege 3 und 4 sind ebenfalls übereinstimmend ausgebildet. Daher wirken auf die Piezowiderstände 5 a und 5 b im wesentlichen gleiche thermische Belastungen, die durch die erwähnten Temperaturausdehnungskoeffizienten von Schutzfilm und Silicium hervorgerufen werden, so daß insgesamt das Versatztemperaturverhalten der Anordnung verbessert ist.

Dieser konventionelle Beschleunigungssensor wirft jedoch einige Probleme auf. Da die zwei auskragenden Stege 3 und 4 und der mit dem Steg 3 verbundene Gewichtskörper 2 innerhalb des Rahmens 1 von rechteckiger Ringform mit einem Zwischenraum 6 dazwischen ausgebildet werden müssen, ist ein komplizierter Ätzvorgang erforderlich.

Außerdem gibt es zusätzlich zu der thermischen Belastung, die durch die Differenz in den Ausdehnungskoeffizienten von Schutzfilm und Silicium hervorgerufen wird, eine weitere Ursache für die Verschlechterung der Offsettemperaturcharakteristik. Diese Ursache besteht darin, daß der Rahmen 1 gewöhnlich an einem Halteelement befestigt ist und das Halteelement seinerseits unter Verwendung eines Klebstoffs an einer Packung befestigt ist, um das Sensorchip zu halten. Es ergibt sich daher eine weitere thermische Belastung, die durch die Differenz der thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Silicium, Halteelement, Packung und/oder Klebstoff hervorgerufen wird. Der bekannte Beschleunigungssensor nach Fig. 1 schenkt dieser letztgenannten thermischen Belastung jedoch keine Beachtung, so daß die Piezowiderstände thermischen Belastungen unterschiedlicher Stärke ausgesetzt sind. Insbesondere sind die Piezowiderstände 5 a und 5 b für die Beschleunigungsmessung und die Temperaturkompensation unterschiedlichen thermischen Belastungen ausgesetzt mit der Folge, daß die Versatztemperaturcharakteristik verschlechtert wird.

Da außerdem die zwei auskragenden Stege 3 und 4 an einem Teil der Innenseitenoberfläche des Rahmens 1 ausgebildet sind, ergeben sich dort Belastungskonzentrationen an den mit den Kreisen 7 in Fig. 1 hervorgehobenen Bereichen, die zu einem Bruch führen können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Halbleiterbeschleunigungssensor anzugeben, der die vorerwähnten Nachteile nicht aufweist und in der Lage ist, thermische Belastungen, die durch eine Differenz von thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen einem Halteelement, einer Packung, einem Klebstoff und/oder einem Halbleiter hervorgerufen werden, zu beseitigen, um die Versatztemperaturcharakteristik des Sensors zu verbessern, und der sich in einem einfachen Vorgang herstellen läßt und keine Abschnitte mit Belastungskonzentration an dem Sensor erzeugt.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine vergrößerte perspektivische Darstellung eines konventionellen Beschleunigungssensors;

Fig. 2 das Schaltbild einer Brückenschaltung aus Piezowiderständen des Beschleunigungssensors nach Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform eines Halbleiterbeschleunigungssensors nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 einen Längsschnitt längs der Linie IV-IV von Fig. 3;

Fig. 5 ein Schaltbild einer Brückenschaltung mit den Piezowiderständen nach Fig. 3;

Fig. 6 einen Längsschnitt, der schematisch den Herstel lungsvorgang des Halbleitersensors nach Fig. 3 zeigt;

Fig. 7 eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform eines Halbleiterbeschleunigungssensors nach der Erfindung;

Fig. 8 ein Schaltbild einer Verarbeitungsschaltung mit Brückenschaltungen aus Piezowiderständen nach Fig. 7, und

Fig. 9 eine Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform eines Halbleiterbeschleunigungssensors nach der vorliegenden Erfindung.

Die Fig. 3 bis 6 zeigen eine erste Ausführungsform eines Halbleitersensors nach der Erfindung. Bei diesem haben erste und zweite auskragende Stege 12 und 14 zur Beschleunigungsmessung bzw. zur Temperaturkompensation gleiche Dicken und Breiten und sind an gegenüberliegenden Seiten, d.h. links und rechts, eines Halteabschnitts 11 durch Ätzen eines Siliciumhalbleitersubstrats 20 so ausgebildet, daß die vorerwähnten drei Elemente auf einer geraden Linie liegen. Ein Oberflächenschutzfilm 18, beispielsweise aus SiO₂, ist auf der Oberfläche des Siliciumhalbleitersubstrats 20 ausgebildet, das nachfolgend im Detail erläutert werden soll. Ein Siliciumgewichtskörper 13 ist am Ende des ersten auskragenden Steges 12 ausgebildet, und ein oberer Gewichtskörper 16 ist an dem Siliciumgewichtskörper 13 unter Verwendung einer Klebstoffschicht 17 angeklebt, die zwischen den oberen Gewichtskörpern 16 und dem Schutzfilm 18 auf dem Siliciumgewichtskörper 13 aufgebracht ist. Der Siliciumgewichtskörper 13 und der obere Gewichtskörper 16 bilden einen ersten Massenkörper. Ein zweiter Massenkörper 15 geringerer Masse als der erste Massenkörper ist am Ende des zweiten auskragenden Steges 14 ausgebildet.

Piezowiderstandspaare Ra und Rb zur Ermittlung der Beschleunigung und Piezowiderstandspaare Rc und Rd zur Temperaturkompensation als Dehnungssensorvorrichtungen sind an symmetrischen Stellen in bezug auf den Halteabschnitt 11 in den Oberflächenbereichen der ersten und zweiten Stege 12 und 14 ausgebildet, wie in Fig. 3 gezeigt. Der Schutzfilm 18 bedeckt die Oberfläche des Halbleitersubstrats 20 einschließlich der Piezowiderstände Ra, Rb, Rc und Rd. Die Piezowiderstände Ra, Rb, Rc und Rd sind durch Aluminiumleiter 19 miteinander verbunden, die auf dem Schutzfilm 18 ausgebildet sind, und bilden eine Brückenschaltung, wie in Fig. 5 dargestellt, und die Aluminiumleiter 19 sind mit Elektroden 21 aus einem Aluminiumfilm verbunden, um die Brückenschaltung mit einer äußeren Einrichtung zu verbinden. Ein Sensorchip der beschriebenen Art ist an der Unterseite des Halteabschnitts 11 über eine weitere Klebstoffschicht 22 auf eine Unterlage 23 aufgeklebt. Die Unterlage 23 kann vorzugsweise aus einem Material wie Silicium oder dgl., das ungefähr denselben Wärmeausdehnungskoeffizienten wie Silicium hat, bestehen.

Die Betriebsweise des Halbleiterbeschleunigungssensors der oben beschriebenen Art wird nun im Detail erläutert.

Wenn der erste Gewichtskörper 13 mit dem oberen Gewichtskörper 16 in der Richtung senkrecht zu den Oberflächen eine Beschleunigung erfährt, dann wird der erste Steg 12 verbogen, und die auf seinem Oberflächenabschnitt befindlichen Piezowiderstände Ra und Rb erfahren eine Biegebelastung. Die Widerstandswerte dieser Piezowiderstände Ra und Rb zur Beschleunigungsmessung ändern sich daher in Abhängigkeit von der herrschenden Beschleunigung. Der zweite Massenkörper 15 wird durch die Beschleunigung weniger beeinflußt, so daß auf die Piezowiderstände Rc und Rd, die auf dem Oberflächenabschnitt des zweiten Steges 14 ausgebildet sind, geringere Biegekräfte wirken. Die Widerstandswerte der Piezowiderstände Rc und Rd zur Temperaturkompensation werden daher unter dem Einfluß der Beschleunigung kaum geändert. Wenn nun angenommen wird, daß die Widerstandsänderung an den Piezowiderständen Ra und Rb bei der herrschenden Beschleunigung Δ R und der Ursprungswiderstand eines jeden Piezowiderstandes Ra, Rb, Rc und Rd bei fehlender Beschleunigung R ist, dann folgt die Ausgangsspannung der Brückenschaltung nach Fig. 5 der folgenden Gleichung:

Vout = (1/2)×(Δ R/R)×V (2)

wobei V die der Brückenschaltung zugeführte Spannung ist.

Bei dieser Ausführungsform werden die folgenden Wirkungen und Vorteile erzielt:

Zunächst wird der Einfluß auf die thermische Belastung, die durch die Differenz in den thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Silicium und dem Schutzfilm 8 beispielsweise aus SiO₂ auf der Oberfläche des Siliciumsubstrats 20 hervorgerufen wird, beschrieben. Das heißt, im allgemeinen variiert eine thermische Belastung dieser Art in Abhängigkeit von der Oberflächenposition des Siliciumsubstrats. Wenn eine Anordnung aus Piezowiderständen, die eine Brückenschaltung bilden, anders ist, dann empfangen die Piezowiderstände andere thermische Belastungen, wodurch ein Versatz der Temperaturcharakteristik hervorgerufen wird. Bei dieser Ausführungsform haben jedoch die ersten und zweiten Stege 12 und 14 gleiche Dicken und gleiche Breiten und sind symmetrisch auf gegenüberliegenden Abschnitten des Halteabschnitts 11 ausgebildet, und die zwei Piezowiderstandspaare Ra und Rb sowie Rc und Rd sind im gleichen Layout in den Oberflächenabschnitten der ersten und zweiten Stege 12 und 14 ausgebildet. Jedes Piezowiderstandspaar Ra und Rb bzw. Rc und Rd empfängt daher gleiche thermische Belastungen, wodurch die Versatztemperaturcharakteristik verbessert wird.

Bei dieser Ausführungsform sind im Vergleich zum konventionellen Beschleunigungssensor nach Fig. 1 die ersten und zweiten Stege 12 und 14 an fast perfekt spiegelbildlich gelegenen Stellen in bezug auf den Halteabschnitt 11 als Mitte mit Ausnahme der ersten und zweiten Gewichtskörper angeordnet, woraus die verbesserte Symmetrie resultiert. Die Gleichheit der thermischen Belastungen, die jedes Piezowiderstandspaar Ra und Rb bzw. Rc und Rd erfährt, ist daher stark verbessert, und die Beeinträchtigung der Versatztemperaturcharakteristik aufgrund thermischer Belastung, die durch Unterschiede der Temperaturausdehnungskoeffizienten zwischen dem Silicium und dem Schutzfilm 18 hervorgerufen werden, ist bemerkenswert gemildert.

Zweitens wird der Einfluß gegenüber der thermischen Belastung, die durch die Differenz der Temperaturausdehnungskoeffizienten zwischen dem Silicium, der Unterlage, der Packung und dem Klebstoff, mit dem das Sensorchip an der Unterlage oder der Packung befestigt ist, beschrieben. In diesem Falle beeinflußt die gute Symmetrie des oben beschrieben Sensorchipaufbaus die guten Ergebnisse. Das heißt, da die ersten und zweiten Stege 12 und 14 gleiche Gestalt und gleiche Abmessungen haben und symmetrisch auf gegenüberliegenden Seiten in bezug auf den Halteabschnitt 11 und die Unterlage 23 als Mitte angeordnet sind, werden die thermischen Belastungen, die in den symmetrischen Abschnitten der ersten und zweiten Stege 12 und 14 hervorgerufen werden, bei Beschleunigung des Sensorchips gleich. Die Beeinträchtigung der Versatztemperaturcharakteristik aufgrund thermischer Belastungen dieser Art können daher exakt verhindert werden.

Nun wird eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Herstellen des oben beschriebenen Sensorchips im Detail unter Bezugnahme auf Fig. 6 erläutert.

Wie in Fig. 6A gezeigt, werden in der Oberfläche des Halbleitersiliciumsubstrats 20, das eine N-Typ-(100)- Oberfläche hat, Verunreinigungsdiffusionsbereiche 24 vom P-Typ für die Piezowiderstände Ra, Rb, Rc und Rd ausgebildet. Bei diesem Verunreinigungsdotiervorgang wird ein SiO₂-Film von einigen 10^-7 m als Oberflächenschutzfilm 18 auf der Oberfläche des Siliciumsubstrats 20 durch thermische Oxidation ausgebildet. Sodann werden durch Anwendung der Fotoätztechnik Kontaktlöcher in dem Schutzfilm 18 geöffnet, und sodann werden die Verunreinigungsdiffusionsbereiche 24 durch die Aluminiumleitern 19 miteinander verbunden, die auf dem Schutzfilm 18 ausgebildet werden, um die in Fig. 5 gezeigte Brückenschaltung zu erhalten.

In Fig. 6B wird eine Widerstandsmaske 25 aus SiO₂, Si₃N₄ oder dgl. eines vorbestimmten Musters auf der Rückseite des Siliciumsubstrats 20 ausgebildet, und sodann wird das Siliciumsubstrat 20 auf der Rückseite beispielsweise von 200 µm bis etwa 50 µm Dicke unter Verwendung einer stark sauren oder alkalischen Ätzlösung geätzt, um dünne Abschnitte 26 auszubilden, die die vorstehenden Stege bilden sollen.

In Fig. 6C wird das erhaltene Substrat 20 an den geeigneten Stellen mit Hilfe einer Chipsäge oder dgl. zerschnitten, um ein Sensorchip zu erhalten, das einen Halteabschnitt 11, erste und zweite vorstehende Stege 12 und 14 zur Beschleunigungsmessung und Temperaturkompensation, Siliciumgewichtskörper 13 und 15, Piezowiderstände Ra, Rb, Rc und Rd, einen Schutzfilm 18 und Leiter 19 enthält.

Da die ersten und zweiten Stege 12 und 14 gleiche Gestalt und Abmessung haben und symmetrisch auf gegenüberliegenden Seiten des Halteabschnitts 11 als Mitte ausgebildet sind, wird die Rückseite des Siliciumsubstrats 20 an den vorbestimmten Abschnitten zur Ausbildung der dünnen Abschnitte 26 für die Stege geätzt, und das resultierende Substrat 20 wird dann an den geeigneten Stellen in einem Würfeltrennverfahren zerschnitten, um die Sensorchips zu erhalten. Man versteht leicht, daß Halbleiterbeschleunigungssensoren verbesserter Versatztemperaturcharakteristik und ohne Belastungskonzentrationsbereiche und daher mit großer Widerstandsfähigkeit in einem einfachen Verfahren hergestellt werden können, und die Herstellungskosten die Streuung der Eigenschaften der in Massenproduktion erhaltenen Sensoren können bemerkenswert vermindert werden.

In den Fig. 7 und 8 ist eine zweite Ausführungsform eines Halbleiterbeschleunigungssensors nach der vorliegenden Erfindung beschrieben, die den gleichen Aufbau wie die erste Ausführungform nach den Fig. 3 bis 5 mit Ausnahme der Anzahl und des Layout der Piezowiderstände hat.

Bei dieser Ausführungsform sind 4 Piezowiderstände R _A, R _B, R _C und R _D zur Beschleunigungsmessung und vier Piezowiderstände Re, Rf, Rg und Rh für die Temperaturkompensation in den Oberflächenabschnitten der ersten und zweiten Stege 12 bzw. 14 in gleicher Weise, wie oben beschrieben, ausgebildet, um eine Schaltung zu erzeugen, die zwei Brückenschaltungen aus Piezowiderständen enthält, wie Fig. 8 zeigt.

In Fig. 8 enthält die Verarbeitungsschaltung erste und zweite Brückenschaltungen zur Beschleunigungsermittlung und zur Temperaturkompensation, drei Verstärker AMP 1, AMP 2 und AMP 3 und weitere Widerstände. Bei dieser Ausführungsform sind die Einflüsse, um die thermischen Belastungen, die die Piezowiderstände erfahren, gleichzumachen, dieselben wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform. Eine Spannungsschwankung .V 1, die von der ersten Brückenschaltung aus den Piezowiderständen R _A, R _B, R _C und R _D zur Beschleunigungsmessung abgegeben wird, wird dem Verstärker AMP 1 zugeführt, der sie A-fach verstärkt, um eine Ausgangsspannung Vout 1 an den Verstärker AMP 3 abzugeben, und eine weitere Spannungsschwankung Δ V 2, die von der zweiten Brückenschaltung aus den Piezowiderständen Re, Rf, Rg und Rh abgegeben wird, gelangt zum Verstärker AMP 2, der sie A-fach verstärkt, um eine Spannung Vout 2 an den Verstärker AMP 3 abzugeben. Im Verstärker AMP 3, der eine Verstärkung von B hat, werden die Ausgangsspannungen Vout 1 und Vout 2 der Verstärker AMP 1 und AMP 2 mit dem Faktor B differenz-verstärkt, um eine Spannung Vout abzugeben, wenn die Temperatur schwankt. Die Ausgangsspannung Vout der Verarbeitungsschaltung nach Fig. 8 erhält man nach der folgenden Gleichung:

Vout = B×(Vout 2-Vout 1) = A×B×(Δ V 2-Δ V 1) (3)

Weil die Spannungsschwankungen .V 2 und .V 1 während der Temperaturänderung den gleichen Wert haben, heben sich diese Spannungsschwankungen Δ V 2 und Δ V 1 daher einander auf, und die Versatzschwankung von Vout der Verarbeitungsschaltung wird sehr klein. In diesem Falle kann man die gleichen Auswirkungen und Vorteile wie jene der ersten Ausführungsform erhalten. In dieser Ausführungsform werden die Widerstandswerte aller vier Piezowiderstände R _A, R _B, R _C und R _D zur Beschleunigungsmessung bei einer herrschenden Beschleunigung geändert, so daß die Detektorempfindlichkeit doppelt so groß wie jene der ersten Ausführungsform ist.

In Fig. 9 ist eine dritte Ausführungsform eines Halbleiterbeschleunigungssensors nach der vorliegenden Erfindung gezeigt, der den gleichen Aufbau wie die zweite Ausführungsform hat mit Ausnahme eines Paares aus Vierpol-Meßstreifen 27 a und 27 b für die Beschleunigungsmessung und die Temperaturkompensation als Dehnungsmeßvorrichtung anstelle der Piezowiderstände. Diese sind im gleichen Layout in den Oberflächenabschnitten der ersten und zweiten Stege ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform entsprechen die Ausgangsspannungen der Vierpol-Meßstreifen 27 a und 27 b jenen der ersten und zweiten Brückenschaltungen der zweiten Ausführungsform, und sie werden in der gleichen Weise wie bei der zweiten Ausführungsform verarbeitet, so daß sich dieselben Resultate und Vorteile wie jene bei der zweiten Ausführungsform ergeben.

Gemäß der Erfindung können als Dehnungsmeßvorrichtungen somit piezoelektrische Vorrichtungen, Drucksensordioden, Drucksensortransistoren verwendet werden. Das Layout der Dehnungsmeßvorrichtungen, wie beispielsweise der Piezowiderstände und der Vierpol-Meßstreifen, sind nicht auf die oben im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und andere Layouts, bei denen die Dehnungsmeßvorrichtungen symmetrisch auf gegenüberliegenden Seiten des Halteabschnitts als Mitte angeordnet sind, können ebenfalls verwendet werden. Die Gewichtskörper an den Enden der auskragenden Stege sind nicht auf die Siliciumgewichtskörper beschränkt, denn es können auch andere Materialien für die Gewichtskörper verwendet werden. Der zweite Gewichtskörper am Ende des Steges für die Temperaturkompensation kann weggelassen werden, wobei die vorteilhaften Einflüsse auf die Versatztemperaturcharakteristik fast die gleichen sind wie bei der Ausführungsform, die den zweiten Gewichtskörper am Ende des Steges für die Temperaturkompensation aufweist.

Claims

1. Halbleiterbeschleunigungsmesseer, enthaltend:
ein Halbleitersubstrat;
einen Halteabschnitt, der in dem Substrat ausgebildet ist;
erste und zweite auskragende Stege, die in dem Substrat an gegenüberliegenden Seiten des Halteabschnitts derart ausgebildet sind, daß der Halteabschnitt und die ersten und zweiten auskragenden Stege auf einer geraden Linie liegen;
einen Gewichtskörper am einen Ende des ersten auskragenden Steges; und
erste und zweite Dehnungsmeßvorrichtungen, die in annähernd dem gleichen Layout in Oberflächenabschnitten der ersten und zweiten auskragenden Stege ausgebildet sind.

2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Dehnungsmeßvorrichtungen Piezowiderstände enthalten, die eine Brückenschaltung bilden.

3. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Dehnungsmeßvorrichtungen erste bzw. zweite Vierpol-Meßstreifen enthalten.

4. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Dehnungsmeßvorrichtungen erste bzw. zweite Gruppen aus Piezowiderständen enthalten, die erste bzw. zweite Brückenschaltungen bilden.

5. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halteabschnitt an einer Unterlage mittels einer Klebstoffschicht befestigt ist.

6. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schutzfilm auf einer Oberfläche des Substrats ausgebildet ist.

7. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein oberer Gewichtskörper an dem von dem Steg gehaltenen Gewichtskörper mittels einer Klebstoffschicht befestigt ist.

8. Sensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnungsmeßvorrichtungen durch Leitern miteinander verbunden sind, die auf dem Substratschutzfilm ausgebildet sind.

9. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Gewichtskörper, der eine kleine Masse hat, am freien Ende des zweiten auskragenden Steges ausgebildet ist.

10. Sensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß er erste, zweite und dritte Verstärker enthält, von denen der erste Verstärker eine Ausgangsspannung der ersten Brückenschaltung A-fach verstärkt, der zweite Verstärker eine Ausgangsspannung der zweiten Brückenschaltung A-fach verstärkt, der dritte Verstärker die Ausgangsspannungen der ersten und zweiten Verstärker mit einem Faktor von B differenz-verstärkt.

11. Sensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß er erste, zweite und dritte Verstärker enthält, von denen der erste Verstärker die Ausgangsspannung des ersten Vierpol-Meßstreifens A-fach verstärkt, der zweite Verstärker den Ausgang des zweiten Vierpol-Meßstreifens A-fach verstärkt, der dritte Verstärker die Ausgangsspannungen der ersten und zweiten Verstärker mit einem Verstärkungsfaktor von B differenz-verstärkt.