JP2007322271A - Inertial force sensor and manufacturing method of the same - Google Patents

Inertial force sensor and manufacturing method of the same Download PDF

Info

Publication number
JP2007322271A
JP2007322271A JP2006153652A JP2006153652A JP2007322271A JP 2007322271 A JP2007322271 A JP 2007322271A JP 2006153652 A JP2006153652 A JP 2006153652A JP 2006153652 A JP2006153652 A JP 2006153652A JP 2007322271 A JP2007322271 A JP 2007322271A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polysilicon
frame
film
moisture
insulating film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006153652A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiaki Hirata
善明 平田
Masahiro Tsugai
政広 番
Yasuo Yamaguchi
靖雄 山口
Hiroshi Otani
浩 大谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2006153652A priority Critical patent/JP2007322271A/en
Publication of JP2007322271A publication Critical patent/JP2007322271A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/161—Cap
    • H01L2924/162—Disposition
    • H01L2924/16235—Connecting to a semiconductor or solid-state bodies, i.e. cap-to-chip

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve a high-reliability sensor with less degradation in a high-humidity environment. <P>SOLUTION: The sensor is provided with a substrate; wiring formed on the substrate; an insulating film formed on the wiring; a polysilicon frame formed on the insulating film and surrounding a predetermined region; a cap that is closely contacted with the polysilicon frame and forming a hermetic structure in cooperation with the polysilicon frame; a sensor element installed within the hermetic structure and electrically connected to the wiring; a sealing layer for covering an exterior of the hermetic structure; and a moisture-proof film, disposed in between the hermetic structure and the sealing layer and having a moisture transmission preventing properties better than that of the sealing layer. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、自動車のエアバッグシステムや姿勢制御に用いる半導体加速度センサ、半導体角速度センサなど、半導体を構成材料とする慣性力、およびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to an inertial force using a semiconductor as a constituent material, such as a semiconductor acceleration sensor and a semiconductor angular velocity sensor used in an automobile airbag system and attitude control, and a manufacturing method thereof.

現在大半の自動車にはエアバッグシステムが採用され、エアバッグシステムの構成部品として衝撃を検出するための加速度センサが組み込まれている。また自動車の横滑りを制御する安全装備が実用化され、回転角を検出する角速度センサが組み込まれている。これら慣性力を検出するセンサは、種々の自動車に対して組み込みを可能とするため、小型化・低コスト化に対する努力が払われてきた。一般に、これらのセンサの製造には、シリコン半導体の加工技術が使用される。また、センサの検出素子や信号処理ＩＣを覆うパッケージ材料は、金属材料から樹脂製のものに切り替えられてきた。例えば特許文献１に、シリコン基板上に半導体の加工技術を使用して作製され、樹脂材料で封止された加速度センサが示されている。   Currently, most automobiles employ an airbag system, and an acceleration sensor for detecting an impact is incorporated as a component of the airbag system. In addition, safety equipment that controls the side slip of automobiles has been put into practical use, and an angular velocity sensor that detects the rotation angle is incorporated. Since these sensors for detecting inertial force can be incorporated into various automobiles, efforts have been made to reduce the size and cost. In general, a silicon semiconductor processing technique is used to manufacture these sensors. Further, the package material that covers the detection element of the sensor and the signal processing IC has been switched from a metal material to a resin material. For example, Patent Document 1 discloses an acceleration sensor manufactured on a silicon substrate using a semiconductor processing technique and sealed with a resin material.

また、特許文献２および特許文献３にはシリコン半導体の加工技術が使用した加速度センサとして、基板と、基板上に形成されている慣性力検出素子と、基板上に形成されており平面視において慣性力検出素子を囲繞しているポリシリコン接合枠と、端面において前記ポリシリコン接合枠の上面と接合することにより所定の空間を隔てて前記センサの上方を覆っているキャップと、を備えたセンサが示されている。ポリシリコン接合枠の内側の慣性力検出素子と、外側のパッドとは基板の表面内に配設された配線によって電気的に接続されている。特許文献３では配線は基板上の酸化膜上のポリシリコン配線で、その上に窒化膜、その上にポリシリコン枠がある構造となっている。このようなセンサ構造において、特許文献２ではポリシリコン接合枠の不純物濃度を少なくすることでキャップとの接合強度を向上することが示され、特許文献３では慣性力検出素子の下の基板表面のシールド層やキャップを慣性力検出素子と同じ電位とすることで外部ノイズの影響を軽減することが示されている。   In Patent Documents 2 and 3, as an acceleration sensor using silicon semiconductor processing technology, a substrate, an inertial force detection element formed on the substrate, and an inertial sensor formed on the substrate in plan view. A sensor comprising: a polysilicon bonding frame surrounding the force detection element; and a cap covering the upper portion of the sensor with a predetermined space by bonding to an upper surface of the polysilicon bonding frame at an end surface. It is shown. The inertial force detection element on the inner side of the polysilicon bonding frame and the outer pad are electrically connected by wiring arranged in the surface of the substrate. In Patent Document 3, the wiring is a polysilicon wiring on an oxide film on a substrate, a nitride film is provided on the wiring, and a polysilicon frame is provided thereon. In such a sensor structure, Patent Document 2 shows that the bonding strength with the cap is improved by reducing the impurity concentration of the polysilicon bonding frame, and Patent Document 3 shows that the substrate surface under the inertial force detection element is improved. It has been shown that the influence of external noise is reduced by setting the shield layer and cap to the same potential as that of the inertial force detection element.

特許第３３８２０３０号公報（図１）Japanese Patent No. 3382030 (FIG. 1) 特開２００５−１７２５４３号公報（図２、図４）Japanese Patent Laying-Open No. 2005-172543 (FIGS. 2 and 4) 特開２００３−２４０７９７号公報（図６）Japanese Patent Laying-Open No. 2003-240797 (FIG. 6)

特許文献２および特許文献３に示された半導体技術を用いて作製されたセンサは上記のように慣性力検出素子が密閉された構造であるため外部からの環境変化に対して比較的安定と考えられていた。また、環境変化の影響を防止する目的で全体を樹脂によって封止することも一般に行われていた。しかしながら、特許文献２および特許文献３のような構造を有するセンサについて耐湿試験を行ったところ、ポリシリコン枠とポリシリコン配線との間でインピーダンスが低下し、センサ出力が不安定になるものがあることがわかった。   The sensor manufactured using the semiconductor technology disclosed in Patent Document 2 and Patent Document 3 has a structure in which the inertial force detection element is hermetically sealed as described above, and thus is considered to be relatively stable against external environmental changes. It was done. In addition, the whole is generally sealed with a resin for the purpose of preventing the influence of environmental changes. However, when a moisture resistance test is performed on the sensors having the structures as described in Patent Document 2 and Patent Document 3, the impedance is lowered between the polysilicon frame and the polysilicon wiring, and the sensor output becomes unstable. I understood it.

そこで、本発明は、湿度の高い環境においても劣化が少なく、信頼性の高い慣性力センサを実現することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to realize a highly reliable inertial force sensor with little deterioration even in a high humidity environment.

本発明の慣性力センサは、基板と、基板上に形成された配線と、配線上に形成された絶縁膜と、絶縁膜上に所定の領域を囲むように形成されたポリシリコン枠と、ポリシリコン枠上に接合されポリシリコン枠とともに密閉構造体を形成するキャップと、密閉構造体の内側に設置され配線と電気的に接続される慣性力検出素子と、密閉構造体の外側を覆う封止層と、密閉構造体と封止層との間に封止層よりも水分が透過しない防湿膜とを備えた慣性力センサとした。   The inertial force sensor of the present invention includes a substrate, a wiring formed on the substrate, an insulating film formed on the wiring, a polysilicon frame formed on the insulating film so as to surround a predetermined region, A cap bonded on the silicon frame to form a sealed structure together with the polysilicon frame, an inertial force detecting element installed inside the sealed structure and electrically connected to the wiring, and a seal covering the outside of the sealed structure The inertial force sensor is provided with a layer and a moisture-proof film that prevents moisture from permeating through the sealing layer between the sealing structure and the sealing layer.

本発明の基板と、基板上に形成された配線と、配線上に形成された絶縁膜と、絶縁膜上に所定の領域を囲むように形成されたポリシリコン枠と、ポリシリコン枠上に接合されポリシリコン枠とともに密閉構造体を形成するキャップと、密閉構造体の内側に設置され配線と電気的に接続される慣性力検出素子と、密閉構造体の外側を覆う封止層と、密閉構造体の外側の前記ポリシリコン枠の側面と前記絶縁膜とが接する部分に封止層よりも水分が透過しない防湿膜とを備えたため、湿度の高い環境においても劣化が少なく、信頼性の高いセンサとすることができる。   The substrate of the present invention, the wiring formed on the substrate, the insulating film formed on the wiring, the polysilicon frame formed so as to surround a predetermined region on the insulating film, and the bonding on the polysilicon frame A cap that forms a sealed structure together with the polysilicon frame, an inertial force detection element that is installed inside the sealed structure and is electrically connected to the wiring, a sealing layer that covers the outside of the sealed structure, and a sealed structure A moisture-proof film that does not allow moisture to permeate more than the sealing layer is provided at a portion where the side surface of the polysilicon frame that is outside the body and the insulating film are in contact with each other. It can be.

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明は繰り返さず省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The same components are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.

（実施の形態１）
図１は本実施の形態１の慣性力センサの構成を示す断面図であり、図２は、図１の点線部８８の一部を拡大した断面図である。本実施の形態１の慣性力センサは、図１のように、基板１５と、基板１５の上に形成された絶縁膜１４と、絶縁膜１４の上に形成されたポリシリコン配線１２と、ポリシリコン配線１２の上に形成された絶縁膜１６と、絶縁膜１６の上に基板１５の上の所定の領域を囲むように形成されたポリシリコン枠１７とを有する。なお、ポリシリコン配線１２は絶縁膜１４に形成された凹部のパターンを埋めるように存在し、ポリシリコン配線１２の表面とポリシリコン配線１２のない絶縁膜１４の表面とを絶縁膜１６が覆っている。ポリシリコン配線１２は絶縁膜１４と絶縁膜１６とによって挟まれ、基板１５およびポリシリコン枠１７と電気的に絶縁されている。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of the inertial force sensor according to the first embodiment, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a part of a dotted line portion 88 in FIG. As shown in FIG. 1, the inertial force sensor according to the first embodiment includes a substrate 15, an insulating film 14 formed on the substrate 15, a polysilicon wiring 12 formed on the insulating film 14, It has an insulating film 16 formed on the silicon wiring 12 and a polysilicon frame 17 formed on the insulating film 16 so as to surround a predetermined region on the substrate 15. The polysilicon wiring 12 exists so as to fill the pattern of the recess formed in the insulating film 14, and the insulating film 16 covers the surface of the polysilicon wiring 12 and the surface of the insulating film 14 without the polysilicon wiring 12. Yes. The polysilicon wiring 12 is sandwiched between the insulating film 14 and the insulating film 16 and is electrically insulated from the substrate 15 and the polysilicon frame 17.

ポリシリコン枠１７の枠の上面には、キャップ４が接合され、ポリシリコン枠１７とともに密閉構造体３を形成している。キャップ４はポリシリコン枠１７の枠の上面とほぼ同形の接合面を有し、かつその内側がくぼんだ形状であるため、密閉構造体３の内部は、ポリシリコン枠１７の高さよりも高い空間を有している。密閉構造体３の内側には、ポリシリコン配線１２と電気的に接続される慣性力検出素子が設置される。慣性力検出素子は基板１５の上に固定されたアンカー部３６や基板１５の上に浮いた可動電極３３を有している。密閉構造体３の外側は封止層１によって覆われるが、密閉構造体３と封止層１との間に封止層よりも水分が透過しない防湿膜２１を備えている。それらを構成する材料としては、例えば、基板１５はシリコン、キャップ４はガラス、絶縁膜１４はシリコン酸化膜、絶縁膜１６はシリコン窒化膜である。   A cap 4 is joined to the upper surface of the frame of the polysilicon frame 17 to form the sealed structure 3 together with the polysilicon frame 17. Since the cap 4 has a joint surface that is substantially the same shape as the upper surface of the frame of the polysilicon frame 17 and has a recessed shape inside thereof, the inside of the sealed structure 3 is a space higher than the height of the polysilicon frame 17. have. An inertial force detection element that is electrically connected to the polysilicon wiring 12 is installed inside the sealed structure 3. The inertial force detection element has an anchor portion 36 fixed on the substrate 15 and a movable electrode 33 floating on the substrate 15. Although the outside of the sealing structure 3 is covered with the sealing layer 1, a moisture-proof film 21 that prevents moisture from permeating through the sealing layer is provided between the sealing structure 3 and the sealing layer 1. For example, the substrate 15 is silicon, the cap 4 is glass, the insulating film 14 is a silicon oxide film, and the insulating film 16 is a silicon nitride film.

ポリシリコン配線１２は密閉構造体３の内側で慣性力検出素子と電気的に接続し、密閉構造体３の外側で金属製のパッド１０に電気的に接続している。金属ワイヤ７がパッド１０と外部リード６との間を電気的に接続するようにボンディングされている。密閉構造体３の外側は封止層１によって覆われている。この封止層１は密閉構造体３の外側だけでなく、基板１５と、その上の密閉構造体３、パッド１０から外部リード６の一部の領域の表面全体を一体に覆っている。なお図２では封止層１と金属ワイヤ７は表示していない。パッド１０から外部リード６に金属ワイヤ７を直接接続したが、外部リード６とパッド１０との間に信号処理用のＩＣチップが入っていてもよい。   The polysilicon wiring 12 is electrically connected to the inertial force detection element inside the sealed structure 3, and is electrically connected to the metal pad 10 outside the sealed structure 3. A metal wire 7 is bonded so as to electrically connect the pad 10 and the external lead 6. The outside of the sealing structure 3 is covered with the sealing layer 1. This sealing layer 1 covers not only the outside of the sealing structure 3 but also the entire surface of the substrate 15, the sealing structure 3 and the pad 10 on the substrate 15, and a part of the region of the external lead 6. In FIG. 2, the sealing layer 1 and the metal wire 7 are not shown. Although the metal wire 7 is directly connected from the pad 10 to the external lead 6, an IC chip for signal processing may be inserted between the external lead 6 and the pad 10.

密閉構造体３の外側と封止層１との間に形成される防湿膜２１は、ポリシリコン枠１７の側面と絶縁膜１６とが接する部分に形成されている。例えば封止層１をエポキシ樹脂で形成される場合、防湿膜２１をシリコン酸化膜とすると、防湿膜２１は封止層１よりも水分が透過しない材料からなる構成になる。   The moisture-proof film 21 formed between the outside of the sealed structure 3 and the sealing layer 1 is formed at a portion where the side surface of the polysilicon frame 17 and the insulating film 16 are in contact with each other. For example, when the sealing layer 1 is formed of an epoxy resin, if the moisture-proof film 21 is a silicon oxide film, the moisture-proof film 21 is made of a material that transmits less moisture than the sealing layer 1.

図２に示すように、ポリシリコン枠１７の上面にはキャップ４の接合用に絶縁膜１８、接合用ポリシリコン１９が形成されている。キャップ４はそれらの絶縁膜１８、接合用ポリシリコン１９の上に接合されている。接合用ポリシリコン１９はガラスのキャップ４と強固な接合強度を得るため、不純物ドープをしていない。   As shown in FIG. 2, an insulating film 18 and a bonding polysilicon 19 are formed on the upper surface of the polysilicon frame 17 for bonding the cap 4. The cap 4 is bonded on the insulating film 18 and the bonding polysilicon 19. The bonding polysilicon 19 is not doped with impurities in order to obtain strong bonding strength with the glass cap 4.

図３は本実施の形態１の慣性力センサの構成を示す平面図である。図３の点線ＡＢの断面が図１の断面図の部分に相当する。なお、図３では封止層１、キャップ４、金属ワイヤ７、外部リード６などは表示していない。図３のように、ポリシリコン枠１７は基板に垂直な方向から見た場合、その外側が四角形で、内側がその四角形より小さな四角形でくりぬかれた形状となっている。本実施の形態１では防湿膜２１はその外側の四角形の外周全体に付着するようにした。   FIG. 3 is a plan view showing the configuration of the inertial force sensor according to the first embodiment. The cross section taken along the dotted line AB in FIG. 3 corresponds to the portion of the cross sectional view in FIG. In FIG. 3, the sealing layer 1, the cap 4, the metal wire 7, the external lead 6 and the like are not shown. As shown in FIG. 3, when viewed from a direction perpendicular to the substrate, the polysilicon frame 17 has a shape in which the outer side is a quadrangle and the inner side is hollowed out by a quadrangle smaller than the quadrangle. In the first embodiment, the moisture-proof film 21 is attached to the entire outer periphery of the outer square.

慣性力検出素子は主に基板に固定された２種類の固定電極３１、３２と可動電極３３とを有している。固定電極３１および固定電極３２は基板に垂直方向に立った平板の形状で、平行に立って並んだ固定電極３１と固定電極３２とからなる対が複数並んでいる。固定電極３１、３２と可動電極３３とは、いずれもポリシリコンからなっている。   The inertial force detection element mainly has two types of fixed electrodes 31 and 32 and a movable electrode 33 fixed to a substrate. The fixed electrode 31 and the fixed electrode 32 have a flat plate shape standing in a direction perpendicular to the substrate, and a plurality of pairs of the fixed electrode 31 and the fixed electrode 32 arranged in parallel are arranged. The fixed electrodes 31 and 32 and the movable electrode 33 are all made of polysilicon.

基板１５に垂直な方向から見ると可動電極３３はその周辺部に櫛型状の櫛部３３ｂを有している。その櫛部３３ｂはいずれも基板に対して垂直方向に立った平板状で、固定電極３１と固定電極３２とからなる対と対との間、または対の外側に位置するように設置されている。図１でも示したように、可動電極３３は周辺部の櫛部３３ｂを含め、両端付近にある一対のアンカー部３６を除いてその大部分が基板から浮いた構造となっている。可動電極３３はアンカー部３６と細くなった断面を有する梁構造体３５とで接続されている。梁構造体３５は断面積の小さいポリシリコン部分を有し、容易にたわむようになっている。従って、可動電極３３は梁構造体３５がたわむ可動方向３９の方向にそのたわみが可能な範囲の幅で容易に動くことができる。可動電極３３の移動に伴い櫛部３３ｂも移動するが、その際、櫛部３３ｂは固定電極３１と、あるいは固定電極３２と衝突しないように、固定電極３１と固定電極３２との対の間隔が設定されている。また、外部の電界の影響を防ぐために、可動電極３３の下の基板１５の上にはポリシリコン配線１２と同じポリシリコンを用いてシールド電極３４が形成されている。   When viewed from a direction perpendicular to the substrate 15, the movable electrode 33 has a comb-shaped comb portion 33 b on the periphery thereof. Each of the comb portions 33b is a flat plate standing in a direction perpendicular to the substrate, and is disposed between the pair of the fixed electrode 31 and the fixed electrode 32 or between the pair or outside the pair. As shown in FIG. 1, the movable electrode 33 has a structure in which most of the movable electrode 33 is lifted from the substrate except for the pair of anchor portions 36 near both ends, including the comb portion 33b in the peripheral portion. The movable electrode 33 is connected to the anchor portion 36 by a beam structure 35 having a narrowed cross section. The beam structure 35 has a polysilicon portion with a small cross-sectional area and is easily bent. Therefore, the movable electrode 33 can easily move in the movable direction 39 in which the beam structure 35 bends with a width within a range where the deflection is possible. As the movable electrode 33 moves, the comb portion 33b also moves. At this time, the interval between the pair of the fixed electrode 31 and the fixed electrode 32 is set so that the comb portion 33b does not collide with the fixed electrode 31 or the fixed electrode 32. ing. In order to prevent the influence of an external electric field, a shield electrode 34 is formed on the substrate 15 below the movable electrode 33 using the same polysilicon as the polysilicon wiring 12.

慣性力検出素子の固定電極３１は接点３７でポリシリコン配線１２と接続され、そのポリシリコン配線１２を経てパッド１０ａと接続されている。また固定電極３２は接点３８で別のポリシリコン配線１２と接続しパッド１０ｄと接続されている。また、可動電極３３はアンカー部３６の部分でまた別の配線１２と電気的に接続され、パッド１０ｂと接続されている。   The fixed electrode 31 of the inertial force detection element is connected to the polysilicon wiring 12 by a contact point 37, and is connected to the pad 10a through the polysilicon wiring 12. The fixed electrode 32 is connected to another polysilicon wiring 12 at a contact point 38 and connected to the pad 10d. The movable electrode 33 is electrically connected to another wiring 12 at the anchor portion 36 and is connected to the pad 10b.

次に本実施の形態１の慣性力センサの製造方法について述べる。図４は本実施の形態１のセンサの製造工程を模式的に示す断面図である。なお、模式的に示す都合上、図１の配列と電極の配列や形状は多少異なっている。   Next, a method for manufacturing the inertial force sensor according to the first embodiment will be described. FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the manufacturing process of the sensor of the first embodiment. For convenience of illustration, the arrangement in FIG. 1 is slightly different from the arrangement and shape of the electrodes.

シリコンからなる基板１５にシリコン酸化膜からなる絶縁膜１４が形成され、その一部をシリコン酸化膜の厚みの途中までエッチングされ溝が形成される。次に、図４（ａ）のように基板１５上に配線１２を形成する。基板１５上に配線１２を形成する工程ではシリコン酸化膜の溝の部分にポリシリコン膜からなるポリシリコン配線１２が埋められる。ポリシリコン配線１２はボロンなどの不純物を混入し、低電気抵抗の薄膜としておく。次に、図４（ｂ）のように配線１２上に絶縁膜１６を形成する。配線１２上に絶縁膜１６を形成する工程では、全面がシリコン酸化膜からなる絶縁膜１６で覆われた後、ポリシリコン配線１２の一部の絶縁膜１６を、後でその上に形成する電極とポリシリコン配線１２とが接続できるようにエッチング除去される。なお絶縁膜１６はポリシリコン配線１２の上だけでなく、ポリシリコン配線１２の形成されていない絶縁膜１４の上にも形成されている。   An insulating film 14 made of a silicon oxide film is formed on a substrate 15 made of silicon, and a part thereof is etched to the middle of the thickness of the silicon oxide film to form a groove. Next, the wiring 12 is formed on the substrate 15 as shown in FIG. In the step of forming the wiring 12 on the substrate 15, the polysilicon wiring 12 made of a polysilicon film is buried in the groove portion of the silicon oxide film. The polysilicon wiring 12 is mixed with an impurity such as boron and is made a thin film having a low electrical resistance. Next, an insulating film 16 is formed on the wiring 12 as shown in FIG. In the step of forming the insulating film 16 on the wiring 12, after the entire surface is covered with the insulating film 16 made of a silicon oxide film, a part of the insulating film 16 of the polysilicon wiring 12 is later formed on the electrode. And the polysilicon wiring 12 are removed by etching so that they can be connected. The insulating film 16 is formed not only on the polysilicon wiring 12 but also on the insulating film 14 where the polysilicon wiring 12 is not formed.

次に図４（ｃ）のように、絶縁膜１６上に所定の領域を囲むポリシリコン枠１７を形成する。まず図４（ｂ）の表面に犠牲シリコン酸化膜を形成し、ポリシリコン枠１７、アンカー部３６、接点３７、接点３８の形成される部分をエッチング除去して開口しておく。なお犠牲シリコン酸化膜は、以下で述べるように最終的に除去されるので図には示していない。次に、数μｍの厚さのポリシリコン膜、シリコン窒化膜からなる絶縁膜１８、低不純物濃度のポリシリコン膜からなる接合ポリシリコン１９を形成し、これらの膜を数μｍの厚さのポリシリコン膜の底部までエッチング加工してポリシリコン枠１７を形成する。犠牲シリコン酸化膜はエッチングの際のストッパーとしても機能する。エッチング加工の際に、ポリシリコン枠１７で囲まれる領域に、同じポリシリコン膜を用いて、接点３７に接続する位置に固定電極３１、接点３８接続する位置に固定電極３２、および可動電極３３が形成される。固定電極３１および可動電極３３の上面の絶縁膜１８、接合ポリシリコン１９はエッチングで除去しておく。次いで、犠牲シリコン酸化膜をフッ化水素酸などのウエット処理で除去する。このようにすると可動電極３３はアンカー部３６のみで基板に接続され、その大半の部分が基板から浮いた構造となり、所定の領域に配線１２と電気的に接続される慣性力検出素子が形成される。従って所定の領域に配線１２と電気的に接続される慣性力検出素子を設置する工程は絶縁膜１６上に所定の領域を囲むポリシリコン枠１７を形成する工程と一部共通となっている。   Next, as shown in FIG. 4C, a polysilicon frame 17 surrounding a predetermined region is formed on the insulating film 16. First, a sacrificial silicon oxide film is formed on the surface of FIG. 4B, and portions where the polysilicon frame 17, the anchor portion 36, the contact point 37, and the contact point 38 are formed are removed by etching and opened. The sacrificial silicon oxide film is not shown in the figure because it is finally removed as described below. Next, a polysilicon film having a thickness of several μm, an insulating film 18 made of a silicon nitride film, and a junction polysilicon 19 made of a polysilicon film having a low impurity concentration are formed, and these films are made to have a thickness of several μm. The polysilicon frame 17 is formed by etching to the bottom of the silicon film. The sacrificial silicon oxide film also functions as a stopper during etching. During the etching process, the same polysilicon film is used in the region surrounded by the polysilicon frame 17, and the fixed electrode 31 is connected to the contact 37, the fixed electrode 32 is connected to the contact 38, and the movable electrode 33 is connected to the contact 38. It is formed. The insulating film 18 and the junction polysilicon 19 on the upper surfaces of the fixed electrode 31 and the movable electrode 33 are removed by etching. Next, the sacrificial silicon oxide film is removed by a wet process such as hydrofluoric acid. In this way, the movable electrode 33 is connected to the substrate only by the anchor portion 36, and most of the movable electrode 33 is floated from the substrate, and an inertial force detection element electrically connected to the wiring 12 is formed in a predetermined region. The Therefore, the process of installing the inertial force detection element that is electrically connected to the wiring 12 in a predetermined area is partly in common with the process of forming the polysilicon frame 17 surrounding the predetermined area on the insulating film 16.

次に図４（ｄ）のようにポリシリコン枠１７上にキャップ４を接合しポリシリコン枠１７とともに慣性力検出素子が内側に設置された密閉構造体３を形成する。この密閉構造体３を形成する工程では、キャップ４をポリシリコン枠１７の上部に密着するように被せ、陽極接合法で接合する。接合用ポリシリコン１９に対するガラスのキャップ４の電位を５００〜１５００Ｖの負バイアスとして、３００〜５００℃に昇温度して０．２〜５時間保持して接合する。密閉構造体３を形成する工程の際の雰囲気を、真空または特定のガス雰囲気とすることで、密閉構造体３内の慣性力検出素子周辺の雰囲気が決まる。   Next, as shown in FIG. 4D, the cap 4 is joined on the polysilicon frame 17 to form the sealed structure 3 in which the inertial force detection element is installed inside the polysilicon frame 17. In the step of forming the hermetic structure 3, the cap 4 is placed so as to be in close contact with the upper portion of the polysilicon frame 17, and bonded by anodic bonding. The potential of the glass cap 4 with respect to the bonding polysilicon 19 is set to a negative bias of 500 to 1500 V, the temperature is raised to 300 to 500 ° C., and the bonding is carried out for 0.2 to 5 hours. By setting the atmosphere in the process of forming the sealed structure 3 to a vacuum or a specific gas atmosphere, the atmosphere around the inertial force detection element in the sealed structure 3 is determined.

次に図４（ｅ）のようにポリシリコン枠１７の表面に防湿膜２１を形成し、パッド１０を形成する。ポリシリコン枠１７の表面に防湿膜２１を形成する工程では、上記の密閉構造体３の外側にシリコン酸化膜をプラズマＣＶＤ法により０．５〜１μｍ程度形成し、これをフォトリソグラフィーとウェットエッチング法により、ポリシリコン枠１７の側面と絶縁膜１６とが接する部分およびその近傍のみに残るようにパターン化する。なお、フォトリソグラフィーの際にはポリシリコン枠１７の側面にも露光が行なえる露光装置を使用した。これによりポリシリコン枠１７の側面と絶縁膜１６とが接する部分およびその近傍に密着した防湿膜２１が得られる。なお、防湿膜２１の成膜前に剥離用のパターンをあらかじめ形成しておいて、防湿膜２１の成膜後に、剥離用のパターンの上部の防湿膜２１を剥離用のパターンごと除去するリフトオフ法によってもパターン形成することができる。   Next, as shown in FIG. 4E, a moisture-proof film 21 is formed on the surface of the polysilicon frame 17, and the pad 10 is formed. In the step of forming the moisture-proof film 21 on the surface of the polysilicon frame 17, a silicon oxide film is formed on the outside of the sealed structure 3 by about 0.5 to 1 μm by the plasma CVD method, and this is formed by photolithography and wet etching method. Thus, patterning is performed so as to remain only at a portion where the side surface of the polysilicon frame 17 and the insulating film 16 are in contact with each other and the vicinity thereof. In the case of photolithography, an exposure apparatus capable of exposing the side surface of the polysilicon frame 17 was used. As a result, the moisture-proof film 21 in close contact with the portion where the side surface of the polysilicon frame 17 and the insulating film 16 are in contact with each other and the vicinity thereof is obtained. A lift-off method in which a peeling pattern is formed in advance before forming the moisture-proof film 21, and after the moisture-proof film 21 is formed, the moisture-proof film 21 above the peeling pattern is removed together with the peeling pattern. The pattern can also be formed by.

次にパッド部分に金属のパッド１０を形成する。パッド１０は、例えば、ＡｌやＡｕなどの金属を蒸着し、その膜をフォトリソグラフィーとウェットエチング法によるパターン化で形成できる。またフォトリソグラフィーでレジストのパターン形成の後、金属を蒸着して、レジストを剥離する際にレジスト上のパターンを除去するリフトオフ法などを用いることもできる。   Next, a metal pad 10 is formed on the pad portion. The pad 10 can be formed by depositing a metal such as Al or Au and patterning the film by photolithography and wet etching. Further, after the resist pattern is formed by photolithography, a metal can be vapor-deposited, and a lift-off method for removing the pattern on the resist when the resist is peeled can be used.

上記のような構造を形成した基板１５を外部リード６を備えたフレームに設置して、パッド１０と外部リード６とを金属ワイヤ７でボンディングする。その後、封止層１を形成する工程で、そのフレームを金型にセットして熱硬化性のエポキシ樹脂を流し込み、密閉構造体の外側にエポキシ樹脂層を成形すれば、図１のような断面をもつ慣性力センサが得られる。なお図１ではフレームは表示していない。   The substrate 15 having the structure as described above is placed on a frame including the external leads 6, and the pads 10 and the external leads 6 are bonded with the metal wires 7. Thereafter, in the step of forming the sealing layer 1, if the frame is set in a mold, a thermosetting epoxy resin is poured, and an epoxy resin layer is formed outside the sealed structure, a cross section as shown in FIG. An inertial force sensor having In FIG. 1, no frame is displayed.

以上のように、本実施の形態１の慣性力センサは、基板１５上に配線１２を形成する工程と、配線１２上に絶縁膜１６を形成する工程と、絶縁膜１６上に所定の領域を囲むポリシリコン枠１７を形成する工程と、所定の領域に配線１２と電気的に接続される慣性力検出素子を設置する工程と、ポリシリコン枠１７上にキャップ４を接合しポリシリコン枠１７とともに慣性力検出素子が内側に設置された密閉構造体３を形成する工程と、ポリシリコン枠１７の表面に防湿膜２１を形成する工程と、封止層１を形成する工程とを備えている。防湿膜２１を形成する工程は密閉構造体３を形成する工程の後で、封止層１を形成する工程の前に行われる。   As described above, the inertial force sensor according to the first embodiment includes a step of forming the wiring 12 on the substrate 15, a step of forming the insulating film 16 on the wiring 12, and a predetermined region on the insulating film 16. A step of forming the surrounding polysilicon frame 17, a step of installing an inertial force detection element electrically connected to the wiring 12 in a predetermined region, and joining the cap 4 on the polysilicon frame 17 together with the polysilicon frame 17 The method includes a step of forming the sealed structure 3 in which the inertial force detection element is installed inside, a step of forming the moisture-proof film 21 on the surface of the polysilicon frame 17, and a step of forming the sealing layer 1. The step of forming the moisture-proof film 21 is performed after the step of forming the sealed structure 3 and before the step of forming the sealing layer 1.

防湿膜２１を形成する工程を密閉構造体３を形成する工程より前に行なう場合は、その後の工程で、例えば５００℃以上の高温加熱や腐食性の高いエッチング環境にさらされることにより膜質が低下する可能性があるが、密閉構造体３を形成する工程より後に防湿膜２１を形成すれば、５００℃以上の高温となるような工程や腐食性の高いエッチング環境を経ないので、製造工程における特性劣化の少ない防湿膜２１を形成できる。   In the case where the step of forming the moisture-proof film 21 is performed before the step of forming the sealed structure 3, the film quality is deteriorated by exposure to a high-temperature heating of, for example, 500 ° C. or higher and a highly corrosive etching environment in the subsequent steps. However, if the moisture-proof film 21 is formed after the process of forming the sealed structure 3, it does not go through a process that becomes a high temperature of 500 ° C. or more and a highly corrosive etching environment. The moisture-proof film 21 with little characteristic deterioration can be formed.

次に以上の慣性力センサの動作・作用について図３を用いて説明する。まず、慣性力がかかっていない状態であらかじめ固定電極３１、固定電極３２、可動電極３３のそれぞれにつながったパッド１０ａ、１０ｄ、１０ｂについて、静電容量−電圧変換回路を用いて１０ａと１０ｂ間および１０ｄと１０ｂ間の静電容量を電圧に変換して測定する。次に、慣性力検出素子に慣性力が加わると、可動電極３３にかかった慣性力の影響で細い断面を有する梁構造体３５は変形して、可動電極３３の位置が可動方向３９に動く。可動電極３３が動くと、可動電極３３の櫛部３３ｂと固定電極３１との間隔および、櫛部３３ｂと固定電極３２との間隔の一方が大きくなり他方が小さくなるように変化する。すると、それぞれの電極につながったパッド間の静電容量が変化するので、その値の初期値からの変化を検出すれば、可動電極３３がどの方向にどれだけ移動したかがわかる。あらかじめ、慣性力とパッド間の静電容量変化との関係を知っておけば、慣性力の値を知ることが可能である。シールド電極３４は静電容量変化に影響を及ぼす外部のノイズの影響を軽減するもので、例えばシールド電極３４に接続するパッド１０ｃに可動電極と接続したパッド１０ｂと同電位を印加するようにする。   Next, the operation and action of the above inertial force sensor will be described with reference to FIG. First, for the pads 10a, 10d, and 10b that are connected to the fixed electrode 31, the fixed electrode 32, and the movable electrode 33 in a state where no inertial force is applied, between the pads 10a and 10b using the capacitance-voltage conversion circuit, The capacitance between 10d and 10b is converted into a voltage and measured. Next, when an inertial force is applied to the inertial force detection element, the beam structure 35 having a narrow cross section is deformed by the influence of the inertial force applied to the movable electrode 33, and the position of the movable electrode 33 moves in the movable direction 39. When the movable electrode 33 moves, one of the interval between the comb portion 33b and the fixed electrode 31 of the movable electrode 33 and the interval between the comb portion 33b and the fixed electrode 32 is increased and the other is decreased. Then, since the electrostatic capacitance between the pads connected to each electrode changes, if the change from the initial value of the value is detected, it can be understood how much the movable electrode 33 has moved in which direction. If the relationship between the inertia force and the change in capacitance between the pads is known in advance, the value of the inertia force can be known. The shield electrode 34 reduces the influence of external noise that affects the capacitance change. For example, the same potential as the pad 10b connected to the movable electrode is applied to the pad 10c connected to the shield electrode 34.

次に上記のような慣性力センサの信頼性について図２を参照して説明する。密閉構造体３のキャップ４は、密閉構造体３の内部の機密性を高めるため、有機材料は用いず、ガラスやシリコンの無機材料が用いられる。またポリシリコン枠１７との接合方法も、樹脂などの接着剤を用いず、ガラスとシリコン間の陽極接合や、金属接合が使用される。従って、密閉構造体３はその表面に腐食されやすい金属などを含まない無機材料からなっている。このため、密閉構造体３の内部は気密が保たれ、樹脂によって封止された密閉構造体の外側と比べて水分の浸入を非常に低く抑えることができる。   Next, the reliability of the inertial force sensor as described above will be described with reference to FIG. The cap 4 of the sealed structure 3 is not made of an organic material but is made of an inorganic material such as glass or silicon in order to improve confidentiality inside the sealed structure 3. Also, the bonding method with the polysilicon frame 17 is not using an adhesive such as a resin, but using anodic bonding between glass and silicon or metal bonding. Therefore, the sealed structure 3 is made of an inorganic material that does not include a metal that is easily corroded on its surface. For this reason, the inside of the sealed structure 3 is kept airtight, and the intrusion of moisture can be suppressed to a very low level as compared with the outside of the sealed structure sealed with resin.

しかしながら、封止層１を有しても防湿層２１のない従来の構造のセンサについて耐湿試験を行ったところ、ポリシリコン枠とポリシリコン配線との間でインピーダンスが低下し、センサ出力が不安定になるものがあることがわかった。なお、耐湿試験は、温度８０℃、相対湿度ＲＨ９５％、１０００時間保持の処理の前後で、インピーダンス測定値の変化で良否を判断する方法で行った。本実施の形態１のように、密閉構造体３と封止層１との間に封止層１よりも水分が透過しない防湿膜２１を形成したことにより、耐湿試験でインピーダンスが低下するものの割合が大幅に低下することがわかった。従って、封止層１は湿度の高い環境においても劣化が少なく、信頼性の高いセンサを実現するのに効果がある。   However, when a moisture resistance test is performed on a sensor having a conventional structure that has the sealing layer 1 but does not have the moisture-proof layer 21, the impedance decreases between the polysilicon frame and the polysilicon wiring, and the sensor output is unstable. I found out that there is something to become. The moisture resistance test was performed by a method of judging whether the impedance was measured or not before and after the treatment at a temperature of 80 ° C., a relative humidity of RH 95%, and a holding time of 1000 hours. Ratio of the impedance lowering in the moisture resistance test by forming the moisture-proof film 21 that does not transmit moisture more than the sealing layer 1 between the sealing structure 3 and the sealing layer 1 as in the first embodiment. Was found to be significantly reduced. Therefore, the sealing layer 1 is less deteriorated even in a high humidity environment, and is effective in realizing a highly reliable sensor.

湿度によりインピーダンスが低下するメカニズムは、ポリシリコン配線１２とポリシリコン枠１７との間にある絶縁膜１６の水分による劣化であると推察される。絶縁膜１６の水分による劣化によるインピーダンスの変化の影響を軽減するために、絶縁膜１６の膜厚を厚くすることも考えられるが、本実施の形態１のように絶縁膜１６の上に厚膜のポリシリコン膜から形成されるポリシリコン枠１７を備える構造において、絶縁膜１６を厚くすると、厚膜のポリシリコン膜形成時の高温処理の影響で、絶縁膜１６にクラックが入ってしまう新たな問題が発生する。この問題を防ぐために、通常は、絶縁膜１６の膜厚は１μｍ以下としている。本実施の形態１のように防湿膜２１を備えることは、絶縁膜１６の膜厚が小さい場合でも、絶縁膜１６の劣化を防ぐことに効果があるので、信頼性の高いセンサを実現するのに効果がある。   It is presumed that the mechanism by which the impedance decreases due to humidity is the deterioration of the insulating film 16 between the polysilicon wiring 12 and the polysilicon frame 17 due to moisture. In order to reduce the influence of a change in impedance due to deterioration of the insulating film 16 due to moisture, it is conceivable to increase the film thickness of the insulating film 16, but the thick film is formed on the insulating film 16 as in the first embodiment. In the structure including the polysilicon frame 17 formed of the polysilicon film, if the insulating film 16 is thickened, the insulating film 16 is cracked due to the influence of the high-temperature treatment when forming the thick polysilicon film. A problem occurs. In order to prevent this problem, the thickness of the insulating film 16 is normally set to 1 μm or less. Since the provision of the moisture-proof film 21 as in the first embodiment is effective in preventing the deterioration of the insulating film 16 even when the film thickness of the insulating film 16 is small, a highly reliable sensor is realized. Is effective.

防湿膜２１は密閉構造体３と封止層１との間で、密閉構造体３の外側全体を覆っていても効果があると考えられる。ただ、防湿膜２１形成する際には通常、密閉構造体３との熱膨張の違いにより、界面に比較的大きい応力が発生し、密閉構造体３の外側全体を覆った場合は、防湿膜２１にも大きな応力がかかり、防湿膜２１自体に劣化が生じる。本実施の形態１では、キャップ４の上部に付着した防湿膜２１を除去して、防湿膜２１がポリシリコン枠１７の側面と絶縁膜１６とが接する部分およびその近傍にのみ形成されるようにしたので、防湿膜２１にかかる応力は小さくなり、防湿膜２１自体の信頼性を高めることができる。また、本実施の形態１の防湿膜２１は、密閉構造体３を形成する工程の後で、封止層１を形成する前に形成されるので、慣性力検出素子の製造工程での加熱、エッチングなどを経ないため、それらの工程で膜質が低下する可能性が少ない。   It is considered that the moisture-proof film 21 is effective even if it covers the entire outside of the sealed structure 3 between the sealed structure 3 and the sealing layer 1. However, when the moisture-proof film 21 is formed, a relatively large stress is usually generated at the interface due to the difference in thermal expansion from the sealed structure 3, and the moisture-proof film 21 is covered when the entire outside of the sealed structure 3 is covered. In addition, a great stress is applied to the moisture-proof film 21 itself. In the first embodiment, the moisture-proof film 21 attached to the upper part of the cap 4 is removed so that the moisture-proof film 21 is formed only at the portion where the side surface of the polysilicon frame 17 and the insulating film 16 are in contact and in the vicinity thereof. Therefore, the stress applied to the moisture-proof film 21 is reduced, and the reliability of the moisture-proof film 21 itself can be improved. Further, since the moisture-proof film 21 of the first embodiment is formed after the process of forming the sealed structure 3 and before the formation of the sealing layer 1, heating in the manufacturing process of the inertial force detection element, Since etching and the like are not performed, there is little possibility that the film quality deteriorates in these processes.

本実施の形態１では防湿膜２１としてプラズマＣＶＤ法によるシリコン酸化膜を使用したが、防湿膜２１が封止層１よりも水分を通しない膜であれば効果がある。封止層１よりも水分を通しない膜とは、封止層１よりも水蒸気透過率の低い材料からなる膜である。水蒸気透過率は単位面積あたり単位時間における水蒸気の透過量であり、ｇ／ｍ２・ｄａｙの単位で表わされることが多い。また、膜の厚さや蒸気の圧力を考慮して透過係数（ｇ・ｃｍ／ｃｍ２・ｓ・ｃｍＨｇ）として表されることもある。防湿膜２１はこれらの値が封止層１よりも小さい値を有する。水蒸気透過率は水蒸気透過率測定装置によって測定することができる。   In the first embodiment, a silicon oxide film formed by a plasma CVD method is used as the moisture-proof film 21, but it is effective if the moisture-proof film 21 is a film that does not allow moisture to pass through the sealing layer 1. The film that prevents moisture from passing through the sealing layer 1 is a film made of a material having a lower water vapor transmission rate than the sealing layer 1. The water vapor transmission rate is the amount of water vapor per unit area per unit time, and is often expressed in units of g / m 2 · day. Further, it may be expressed as a permeability coefficient (g · cm / cm 2 · s · cm Hg) in consideration of the thickness of the film and the pressure of the vapor. The moisture-proof film 21 has a value smaller than that of the sealing layer 1. The water vapor transmission rate can be measured by a water vapor transmission rate measuring device.

封止用の樹脂の吸水率は０．５％前後であり、また水蒸気透過率は１〜１０ｇ／ｍ２・ｄａｙ程度である。従って樹脂によって封止されていても、封止された内側に水分が到達する。防湿膜２１に使用した０．５〜１μｍの膜厚のシリコン酸化膜の水蒸気透過率は封止層１の１〜１０ｇ／ｍ２・ｄａｙ程度の水蒸気透過率と比べて大幅に小さく、配線１２とポリシリコン枠１７との間の絶縁膜１６が水分により劣化することを防止できる。   The water absorption of the sealing resin is about 0.5%, and the water vapor transmission rate is about 1 to 10 g / m 2 · day. Therefore, even if sealed with resin, moisture reaches the sealed inside. The water vapor transmission rate of the silicon oxide film having a thickness of 0.5 to 1 μm used for the moisture-proof film 21 is significantly smaller than the water vapor transmission rate of about 1 to 10 g / m 2 · day of the sealing layer 1. It is possible to prevent the insulating film 16 between the polysilicon frame 17 from being deteriorated by moisture.

また、シリコン酸化膜と同様に有機材料よりも大幅に低い水蒸気透過率を有する膜として、シリコン窒化膜、金属薄膜、アルミナなどのセラミック、もしくはこれらの多層膜などがある。有機材料からなる封止層１を用いた場合に、これらの材料を防湿膜２１を用いても本実施の形態１の効果は得られる。また、有機材料や有機材料と無機材料の複合材料であっても封止層１よりも水分を通しない膜であれば効果があることは明らかである。また、防湿膜２１は酸、やアルカリ、温度変化に対しても安定な材料よりなることが好ましい。   In addition, as a film having a water vapor transmission rate significantly lower than that of an organic material like a silicon oxide film, there are a silicon nitride film, a metal thin film, a ceramic such as alumina, or a multilayer film thereof. When the sealing layer 1 made of an organic material is used, the effects of the first embodiment can be obtained even if these materials use the moisture-proof film 21. In addition, it is obvious that even if it is an organic material or a composite material of an organic material and an inorganic material, it is effective as long as it is a film that prevents moisture from passing through the sealing layer 1. The moisture-proof film 21 is preferably made of a material that is stable against acid, alkali, and temperature changes.

図５は、本実施の形態１の慣性力センサの他の形態を示す平面図である。図３に示す実施の形態との違いは、防湿膜２１がポリシリコン枠１７の外周の全周になく、ポリシリコン配線１２の上部近傍のポリシリコン枠１７と絶縁膜１６とが接する部分に形成されている。防湿膜２１がさらに細分化されているため、図３のようにポリシリコン枠１７の外周の全周にわたる場合よりもさらに応力がかからないので、防湿膜２１の信頼性が向上する。このようにしてもポリシリコン枠１７とポリシリコン配線１２との間の絶縁膜１６を水分の影響から保護できるので、湿度の高い環境においても劣化が少なく、信頼性の高いセンサとすることができる。   FIG. 5 is a plan view showing another form of the inertial force sensor according to the first embodiment. The difference from the embodiment shown in FIG. 3 is that the moisture-proof film 21 is not formed on the entire circumference of the polysilicon frame 17 but is formed in a portion where the polysilicon frame 17 and the insulating film 16 near the upper part of the polysilicon wiring 12 are in contact. Has been. Since the moisture-proof film 21 is further subdivided, no further stress is applied than in the case where the entire circumference of the outer periphery of the polysilicon frame 17 is applied as shown in FIG. 3, so that the reliability of the moisture-proof film 21 is improved. Even in this case, since the insulating film 16 between the polysilicon frame 17 and the polysilicon wiring 12 can be protected from the influence of moisture, the sensor can be made highly reliable with little deterioration even in a high humidity environment. .

なお、本実施の形態１には、絶縁膜１４の溝に埋め込まれたポリシリコン配線１２上に防湿膜２１を配置しているため、製造上絶縁膜１４の溝とポリシリコン配線１２の位置ズレが生じて絶縁膜１４とポリシリコン配線１２の間に空隙が存在しても、防湿膜２１が埋めるため密閉空間内への湿気侵入を防ぐことができるという効果もある。   In the first embodiment, since the moisture-proof film 21 is disposed on the polysilicon wiring 12 embedded in the groove of the insulating film 14, the positional deviation between the groove of the insulating film 14 and the polysilicon wiring 12 is manufactured. Even if a gap exists between the insulating film 14 and the polysilicon wiring 12, the moisture-proof film 21 is buried, so that moisture can be prevented from entering the sealed space.

（実施の形態２）
本実施の形態２の慣性力センサは実施の形態１の慣性力センサのポリシリコン枠１７の外側側面の形状を傾斜した構成としたものである。図６は本実施の形態２の慣性力センサの構成を示す平面図である。図７は本実施の形態２のセンサの構成を示す断面図であり、図６において点線Ｃの部分の断面図である。密閉構造体３の外側において、ポリシリコン枠１７の側面と絶縁膜１６の表面とがそれらの接する部分で鈍角をなすようにポリシリコン枠１７の側面は絶縁膜１６の表面に垂直な方向から傾斜している。防湿膜２１は、ポリシリコン枠１７の側面と絶縁膜１６とが接する部分およびその近傍に形成されている。 (Embodiment 2)
The inertial force sensor according to the second embodiment has a configuration in which the shape of the outer side surface of the polysilicon frame 17 of the inertial force sensor according to the first embodiment is inclined. FIG. 6 is a plan view showing the configuration of the inertial force sensor according to the second embodiment. FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of the sensor according to the second embodiment, and is a cross-sectional view taken along the dotted line C in FIG. Outside the sealed structure 3, the side surface of the polysilicon frame 17 is inclined from the direction perpendicular to the surface of the insulating film 16 so that the side surface of the polysilicon frame 17 and the surface of the insulating film 16 form an obtuse angle. is doing. The moisture-proof film 21 is formed at a portion where the side surface of the polysilicon frame 17 and the insulating film 16 are in contact with each other and in the vicinity thereof.

上記のようなポリシリコン枠１７の側面の形状は、ポリシリコン枠１７をエッチングで形成する際に、密閉構造体の外側のポリシリコン枠１７の側面を等方性エッチングにより形成する。具体的には、まず、密閉構造体３の外側を加工するレジストパターンをフォトリソグラフィーで形成し、このレジストパターンをマスクとしてＸｅＦ２ガス、ＳＦ６プラズマなどポリシリコンを選択的に等方性エッチングするガスを用いて、ポリシリコン枠１７をエッチングする。これによって、ポリシリコン枠１７の外側の側面は、絶縁膜１６の表面と接する部分で鈍角をなすように絶縁膜１６の表面に垂直な方向から傾斜する。次に、密閉構造体３の内側の側面を形成する、内側の領域をくりぬくために、フォトリソグラフィーによりポリシリコン枠１７の内側に開口部をもつレジストパターンを形成し、これをマスクとしてＣＨＦ３プラズマなどのシリコンを異方的にエッチングするガスを用いてポリシリコン枠１７をエッチングする。以上の工程により図７のような断面形状をもつポリシリコン枠１７が形成できる。なお、内側と外側のエッチングの順序は入れ替えてもよい。密閉構造体３や防湿膜２１、封止層１を形成する工程は実施の形態１と同様である。 As for the shape of the side surface of the polysilicon frame 17 as described above, the side surface of the polysilicon frame 17 outside the sealed structure is formed by isotropic etching when the polysilicon frame 17 is formed by etching. Specifically, first, a resist pattern for processing the outside of the sealed structure 3 is formed by photolithography, and polysilicon such as XeF 2 gas and SF 6 plasma is selectively isotropically etched using the resist pattern as a mask. The polysilicon frame 17 is etched using a gas. As a result, the outer side surface of the polysilicon frame 17 is inclined from a direction perpendicular to the surface of the insulating film 16 so as to form an obtuse angle at a portion in contact with the surface of the insulating film 16. Next, a resist pattern having an opening inside the polysilicon frame 17 is formed by photolithography in order to hollow out the inner region that forms the inner side surface of the sealed structure 3, and this is used as a mask for the CHF 3 plasma. The polysilicon frame 17 is etched using a gas that anisotropically etches silicon. Through the above steps, the polysilicon frame 17 having a cross-sectional shape as shown in FIG. 7 can be formed. Note that the order of the inner and outer etchings may be interchanged. The process of forming the sealed structure 3, the moisture-proof film 21, and the sealing layer 1 is the same as that in the first embodiment.

本実施の形態２のように、ポリシリコン枠１７に接する絶縁膜１６の表面と前記ポリシリコン枠１７の側面とは交点において鋭角をなすように、密閉構造体３の外側のポリシリコン枠１７の側面は基板に垂直な方向から傾斜しているので、ポリシリコン枠１７の側面と絶縁膜１６とが接する部分を覆う封止層１の形状は鈍角のエッジ形状を有する。このため、実施の形態１のように、ポリシリコン枠１７の側面と絶縁膜１６とが接する部分を、直角のエッジ形状で埋める場合と比べて、封止層１とエッジ部分の密着がよくなり、環境変化の影響等でその部分に隙間が生じる現象が生じにくい。このため、そのエッジ部分に水分が滞留しにくくなり、結果として防湿膜２１の防湿効果を高めることになり、湿度の高い環境においても劣化が少なく、信頼性の高いセンサとすることができる。   As in the second embodiment, the surface of the insulating film 16 in contact with the polysilicon frame 17 and the side surface of the polysilicon frame 17 form an acute angle at the intersection point of the polysilicon frame 17 outside the sealed structure 3. Since the side surface is inclined from the direction perpendicular to the substrate, the shape of the sealing layer 1 covering the portion where the side surface of the polysilicon frame 17 and the insulating film 16 are in contact has an obtuse edge shape. For this reason, as in the first embodiment, the sealing layer 1 and the edge portion are more closely adhered than when the portion where the side surface of the polysilicon frame 17 is in contact with the insulating film 16 is filled with a right-angled edge shape. In addition, a phenomenon in which a gap is generated in the portion due to an environmental change or the like hardly occurs. For this reason, it becomes difficult for moisture to stay in the edge portion, and as a result, the moisture-proof effect of the moisture-proof film 21 is enhanced, and a highly reliable sensor can be obtained with little deterioration even in a high-humidity environment.

また、実施の形態２のように等方的なエッチングガスを用いた場合、ポリシリコン枠１７の側面の表面には、凹凸ができやすく、このため、封止層１とポリシリコン枠１７の側面との密着性が向上するので、封止層１の剥離による水分付着をなくす効果がある。   Further, when an isotropic etching gas is used as in the second embodiment, the surface of the side surface of the polysilicon frame 17 is likely to be uneven, and therefore the side surfaces of the sealing layer 1 and the polysilicon frame 17 are easily formed. As a result, the adhesion of moisture due to peeling of the sealing layer 1 is eliminated.

（実施の形態３）
図８は本実施の形態３の慣性力センサの構成を示す平面図である。また図９は本実施の形態３の慣性力センサの構成を示す断面図であり、図８の点線Ｅの部分の構成を示す断面図である。本実施の形態３の慣性力センサは実施の形態１の慣性力センサを基本として、以下の点に相違がある構成となっている。本実施の形態３の図９と実施の形態１の図２とを比較すると、防湿膜２１はポリシリコン枠１７の外側側面に付着し、防湿膜２１の側面と絶縁膜１６とが接する点にも付着する点は同じだが、その外側にある絶縁膜１６の表面には付着しないという点で異なっている。また、平面図の図８のように、ポリシリコン枠１７の外側の2箇所にパッド１０ｅとパッド１０ｆとがあり、それぞれがポリシリコン配線１２によって接点２２、２３でポリシリコン枠１７の異なる位置に電気的に接続されている点で異なっている。 (Embodiment 3)
FIG. 8 is a plan view showing the configuration of the inertial force sensor according to the third embodiment. FIG. 9 is a cross-sectional view showing the structure of the inertial force sensor according to the third embodiment, and is a cross-sectional view showing the structure of the dotted line E in FIG. The inertial force sensor according to the third embodiment is based on the inertial force sensor according to the first embodiment and has a difference in the following points. Comparing FIG. 9 of the third embodiment with FIG. 2 of the first embodiment, the moisture-proof film 21 adheres to the outer side surface of the polysilicon frame 17, and the side surface of the moisture-proof film 21 and the insulating film 16 are in contact with each other. Is the same, but differs in that it does not adhere to the surface of the insulating film 16 on the outside. Further, as shown in FIG. 8 of the plan view, there are a pad 10e and a pad 10f at two positions outside the polysilicon frame 17, and the polysilicon wiring 12 respectively contacts the contacts 22 and 23 at different positions on the polysilicon frame 17. It differs in that it is electrically connected.

このセンサは、基本的に実施の形態１と同様の手順で作製することができる。すなわち、基板１５上に配線１２を形成する工程と、配線１２上に絶縁膜１６を形成する工程と、絶縁膜１６上に所定の領域を囲むポリシリコン枠１７を形成する工程と、所定の領域に配線１２と電気的に接続される慣性力検出素子を設置する工程と、ポリシリコン枠１７上にキャップ４を接合しポリシリコン枠１７とともに慣性力検出素子が内側に設置された密閉構造体３を形成する工程と、ポリシリコン枠１７の表面に防湿膜２１を形成する工程と、封止層１を形成する工程とを備えている。防湿膜２１を形成する工程は密閉構造体３を形成する工程の後で、封止層１を形成する工程の前に行われる。防湿膜２１を形成する工程は、密閉構造体３を形成する工程の後に熱分解により膜が形成されるガス雰囲気中で密閉構造体３のポリシリコン枠１７を通電加熱することによりポリシリコン枠１７の表面に防湿膜２１を付着させる方法によって行われる。   This sensor can be basically manufactured by the same procedure as in the first embodiment. That is, the step of forming the wiring 12 on the substrate 15, the step of forming the insulating film 16 on the wiring 12, the step of forming the polysilicon frame 17 surrounding the predetermined region on the insulating film 16, and the predetermined region A step of installing an inertial force detection element electrically connected to the wiring 12, and a sealed structure 3 in which the cap 4 is joined to the polysilicon frame 17 and the inertial force detection element is installed inside the polysilicon frame 17 together with the polysilicon frame 17. , A step of forming the moisture-proof film 21 on the surface of the polysilicon frame 17, and a step of forming the sealing layer 1. The step of forming the moisture-proof film 21 is performed after the step of forming the sealed structure 3 and before the step of forming the sealing layer 1. The step of forming the moisture-proof film 21 is performed by energizing and heating the polysilicon frame 17 of the sealed structure 3 in a gas atmosphere in which a film is formed by thermal decomposition after the step of forming the sealed structure 3. This is performed by a method in which the moisture-proof film 21 is attached to the surface.

ポリシリコン枠１７の表面に防湿膜２１を形成する方法は、例えば以下の手順で行われる。ポリシリコン枠１７の上面にキャップ４を接合して密閉構造体３を形成する工程の後、パッド１０を形成して、これをＴＥＯＳ（ＴｅｔｒａＥｔｈＯｘｙＳｉｌａｎｅ、Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）、Ｏ３を含有する酸素ガス、を混合したガス雰囲気下に置く。その状態でパッド１０ｅとパッド１０ｆとの間に電圧を印加して、ポリシリコン枠１７に電流を流し、ポリシリコン枠１７自体を発熱させる。ポリシリコン枠１７の表面温度が４００℃前後まで高まると、混合ガスは熱分解して、ポリシリコン枠１７の側面部にシリコン酸化膜が堆積する。あらかじめ通電時間と付着する膜の厚さの関係を知っておけば、適当な厚みが付着した時点でパッド１０ｅとパッド１０ｆへの通電を止めることで所望の膜厚の防湿膜２１が得られる。このシリコン酸化膜は樹脂で形成される封止層１よりも水分は透過しにくく、また、防湿膜２１の側面と絶縁膜１６とが接する点に付着し、その部分の絶縁膜１６を水分から保護できることができるので、湿度の高い環境においても劣化が少なく、信頼性の高い慣性力センサとすることができる。 A method for forming the moisture-proof film 21 on the surface of the polysilicon frame 17 is performed, for example, by the following procedure. After the step of bonding the cap 4 to the upper surface of the polysilicon frame 17 to form the sealed structure 3, the pad 10 is formed, and TEOS (TetraEthoxySilane, Si (OC 2 H 5 ) 4 ), O 3 is formed. The oxygen gas contained is placed in a mixed gas atmosphere. In this state, a voltage is applied between the pad 10e and the pad 10f to cause a current to flow through the polysilicon frame 17, causing the polysilicon frame 17 itself to generate heat. When the surface temperature of the polysilicon frame 17 rises to around 400 ° C., the mixed gas is thermally decomposed, and a silicon oxide film is deposited on the side surface portion of the polysilicon frame 17. If the relationship between the energization time and the thickness of the deposited film is known in advance, the moisture-proof film 21 having a desired thickness can be obtained by stopping energization to the pad 10e and the pad 10f when an appropriate thickness is deposited. This silicon oxide film is less permeable to moisture than the sealing layer 1 made of resin, and adheres to the point where the side surface of the moisture-proof film 21 and the insulating film 16 are in contact with each other. Since it can be protected, there is little deterioration even in a high humidity environment, and a highly reliable inertial force sensor can be obtained.

また上記のＴＥＯＳ、Ｏ３を含有する酸素ガスの他に、ＴＭＯＰ（ＴｒｉＭｅｔｈＯｘｙＰｈｏｓｐｈｉｎｅ、ＰＯ（ＯＣＨ３）３）やＴＯＢ（ＴｒｉＥｔｈｏｘｙＢｏｒｉｎｅ、Ｂ（ＯＣ２Ｈ５）３）を混合したガスを使用した場合にポリシリコン枠１７の側面に付着するＢＰＳＧ膜、ＰＳＧ膜を耐湿膜２１としてもよい。これらのシリコン酸化膜も封止層１よりも水分を透過しにくいので防湿効果がある。ＳｉＨ４、ＰＨ３、Ｏ２の混合ガス雰囲気としてできるＰＳＧ膜を耐湿膜２１としてもよい。これらのガスは熱分解により膜が形成されるガスであり、また分解によって形成される膜は、封止層１よりも水分を透過しにくい膜となればよい。また、通電加熱時のポリシリコン枠１７の温度はキャップの接合温度、ここでは５００℃以下とすることがのぞましく、従ってその温度以下で成膜が起こるようなガスであることが好ましい。 In addition to the above-mentioned oxygen gas containing TEOS and O 3 , a gas mixed with TMOP (TriMethoxyPhosine, PO (OCH 3 ) 3 ), TOB (TriEthoxyBoline, B (OC 2 H 5 ) 3 ) is used. The moisture-resistant film 21 may be a BPSG film or a PSG film that adheres to the side surface of the polysilicon frame 17. These silicon oxide films are also less moisture permeable than the sealing layer 1 and thus have a moisture-proof effect. A PSG film formed as a mixed gas atmosphere of SiH 4 , PH 3 , and O 2 may be used as the moisture resistant film 21. These gases are gases that form a film by thermal decomposition, and the film formed by decomposition may be a film that is less permeable to moisture than the sealing layer 1. The temperature of the polysilicon frame 17 at the time of energization heating is preferably set to a cap bonding temperature, which is 500 ° C. or lower, and therefore a gas that causes film formation at a temperature lower than that temperature is preferable.

防湿膜２１が密閉構造体３を形成する工程の後に熱分解により膜が形成されるガス雰囲気中で密閉構造体３のポリシリコン枠１７を通電加熱することによりポリシリコン枠１７の表面に形成されるため、ポリシリコン枠１７の側面と絶縁膜１６とが接する部分およびその近傍に防湿膜２１を形成するのに、実施の形態１のように防湿膜２１をパターン加工を必要とせず工程が簡単になる。側面部にパターン形成するための露光装置が不要となり工程も簡単になる。また、密閉構造体３を形成する工程の後であって、封止層１を形成する前に形成されるので、慣性力検出素子の製造工程での加熱、エッチングなどを経ないため、これらの工程で膜質が低下する可能性が少ない。   The moisture-proof film 21 is formed on the surface of the polysilicon frame 17 by energizing and heating the polysilicon frame 17 of the sealed structure 3 in a gas atmosphere in which a film is formed by thermal decomposition after the step of forming the sealed structure 3. Therefore, in order to form the moisture-proof film 21 at the portion where the side surface of the polysilicon frame 17 and the insulating film 16 are in contact with each other and in the vicinity thereof, the moisture-proof film 21 is not required to be patterned as in the first embodiment, and the process is simple. become. An exposure apparatus for forming a pattern on the side surface is not required, and the process is simplified. Further, since it is formed after the step of forming the sealed structure 3 and before the formation of the sealing layer 1, it is not subjected to heating, etching, or the like in the manufacturing process of the inertial force detection element. There is little possibility of film quality deterioration in the process.

なお、ポリシリコン枠１７に通電するため、ポリシリコン枠１７となるポリシリコン膜には成膜時にホウ素やリンなどの不純物を適量添加して、ポリシリコン枠１７に電導性を付与し、通電時に適当な温度に加熱できるようにその電気抵抗を調整しておくとよい。   In order to energize the polysilicon frame 17, an appropriate amount of impurities such as boron and phosphorus is added to the polysilicon film to be the polysilicon frame 17 at the time of film formation to impart conductivity to the polysilicon frame 17. It is advisable to adjust the electrical resistance so that it can be heated to an appropriate temperature.

（実施の形態４）
図１０は本実施の形態４の慣性力センサの構成を示す平面図である。また図１１は本実施の形態４の慣性力センサの構成を示す断面図であり、図８の点線Ｇの部分の断面図である。本実施の形態４の慣性力センサは基板１５と、基板１５上に形成されたポリシリコン配線１２と、ポリシリコン配線１２上に形成された絶縁膜１６と、絶縁膜１６上に形成されたポリシリコンヒーター２０と、絶縁膜１６上に所定の領域を囲むポリシリコン枠１７であってそのポリシリコン枠１７の外周はポリシリコンヒーター２０に接しかつポリシリコンヒーター２０はその外周より外に出るように形成されたポリシリコン枠１７と、ポリシリコン枠１７上に接合されポリシリコン枠１７とともに密閉構造体３を形成するキャップ４と、密閉構造体３の内側に設置されポリシリコン配線１２と電気的に接続される慣性力検出素子と、密閉構造体３の外側を覆う封止層１と、ポリシリコンヒーター２０の表面に形成され封止層１よりも水分が透過しない防湿膜２１とを備えている。ポリシリコン配線１２と基板１５との間には絶縁膜１４があり、ポリシリコン配線１２は基板１５と電気的に絶縁されている。なお、図１０、図１１では封止層１を示していない。実施の形態１の慣性力センサを基本として、さらに、ポリシリコン枠１７の外周の下の部分にポリシリコンヒーター２０を備え、防湿膜２１はそのポリシリコンヒーター２０の封止層１に接する部分の表面に形成した構成である。また、図１０のように、ポリシリコンヒーター２０はポリシリコン配線１２の上方であってポリシリコン枠１７の外周がまたぐ部分に形成されている。ポリシリコンヒーター２０の両端にはポリシリコン配線１２が電気的に接続され、それぞれのポリシリコン配線１２はパッド１０ｇ、パッド１０ｈに接続している。 (Embodiment 4)
FIG. 10 is a plan view showing the configuration of the inertial force sensor according to the fourth embodiment. FIG. 11 is a cross-sectional view showing the structure of the inertial force sensor according to the fourth embodiment, and is a cross-sectional view taken along a dotted line G in FIG. The inertial force sensor according to the fourth embodiment includes a substrate 15, a polysilicon wiring 12 formed on the substrate 15, an insulating film 16 formed on the polysilicon wiring 12, and a polysilicon formed on the insulating film 16. A silicon heater 20 and a polysilicon frame 17 surrounding a predetermined region on the insulating film 16 so that the outer periphery of the polysilicon frame 17 is in contact with the polysilicon heater 20 and the polysilicon heater 20 protrudes from the outer periphery. The formed polysilicon frame 17, the cap 4 joined to the polysilicon frame 17 to form the sealed structure 3 together with the polysilicon frame 17, and the polysilicon wiring 12 installed inside the sealed structure 3 and electrically The inertial force detection element to be connected, the sealing layer 1 that covers the outside of the hermetic structure 3, and moisture formed on the surface of the polysilicon heater 20 than the sealing layer 1. And a over-local moisture-proof film 21. There is an insulating film 14 between the polysilicon wiring 12 and the substrate 15, and the polysilicon wiring 12 is electrically insulated from the substrate 15. 10 and 11, the sealing layer 1 is not shown. Based on the inertial force sensor of the first embodiment, a polysilicon heater 20 is further provided in the lower part of the outer periphery of the polysilicon frame 17, and the moisture-proof film 21 is a portion of the polysilicon heater 20 in contact with the sealing layer 1. It is the structure formed in the surface. Further, as shown in FIG. 10, the polysilicon heater 20 is formed above the polysilicon wiring 12 and in a portion where the outer periphery of the polysilicon frame 17 straddles. The polysilicon wiring 12 is electrically connected to both ends of the polysilicon heater 20, and each polysilicon wiring 12 is connected to the pad 10g and the pad 10h.

図１２は本実施の形態４の慣性力センサの製造工程を示した断面図である。このセンサの製造方法は実施の形態１のセンサの製造工程の絶縁膜１６の形成する工程の後に、ポリシリコンヒーター２０を形成する工程、および、防湿膜２１を形成する工程が異なっている。   FIG. 12 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the inertial force sensor according to the fourth embodiment. In this sensor manufacturing method, the step of forming the polysilicon heater 20 and the step of forming the moisture-proof film 21 are different from the step of forming the insulating film 16 in the manufacturing process of the sensor of the first embodiment.

図１２の（ａ）は基板１５上に配線１２を形成する工程および配線１２上に絶縁膜１６を形成する工程を示す断面図である。基板１５上に配線１２を形成する工程では基板１５上にシリコン酸化膜などの絶縁膜１４を堆積し、絶縁膜１４に形成した溝にポリシリコン配線１２を埋め込む。配線１２上に絶縁膜１６を形成する工程では、さらにその上にシリコン窒化膜などの絶縁膜１６を形成し、絶縁膜１６の一部に開口部を形成する。なお絶縁膜１６はポリシリコン配線１２の上だけでなく、ポリシリコン配線１２が形成されていない絶縁膜１４の上にも形成されている。ポリシリコン配線１２はボロンなどの不純物を混入し、低電気抵抗の薄膜としておくことが望ましい。絶縁膜１６はシリコン窒化膜以外に、シリコン酸化膜、もしくはシリコン酸化膜とシリコン窒化膜の多層膜としてもよい。   FIG. 12A is a cross-sectional view showing a step of forming the wiring 12 on the substrate 15 and a step of forming the insulating film 16 on the wiring 12. In the step of forming the wiring 12 on the substrate 15, an insulating film 14 such as a silicon oxide film is deposited on the substrate 15, and the polysilicon wiring 12 is embedded in the groove formed in the insulating film 14. In the step of forming the insulating film 16 on the wiring 12, an insulating film 16 such as a silicon nitride film is further formed thereon, and an opening is formed in a part of the insulating film 16. The insulating film 16 is formed not only on the polysilicon wiring 12 but also on the insulating film 14 where the polysilicon wiring 12 is not formed. It is desirable that the polysilicon wiring 12 be mixed with impurities such as boron to form a thin film with low electrical resistance. In addition to the silicon nitride film, the insulating film 16 may be a silicon oxide film or a multilayer film of a silicon oxide film and a silicon nitride film.

次に図１２の（ｂ）は絶縁膜１６上にポリシリコンヒーター２０を形成する工程を示す断面図である。ポリシリコンヒーターを形成する工程では、ポリシリコン膜の成膜とドライエッチングなどのパターン加工によりポリシリコンヒーター２０を形成する。そのポリシリコン膜にはボロンなどの不純物を混入し、ポリシリコンヒーター２０としたときに通電加熱により発熱するように電気抵抗を調整する。またポリシリコンヒーター２０は、その後にその上に形成するポリシリコン枠１７となるポリシリコン膜と比べて膜厚を薄くしてある。   Next, FIG. 12B is a cross-sectional view showing a process of forming the polysilicon heater 20 on the insulating film 16. In the step of forming the polysilicon heater, the polysilicon heater 20 is formed by patterning such as formation of a polysilicon film and dry etching. Impurities such as boron are mixed in the polysilicon film, and the electrical resistance is adjusted so that heat is generated by energization heating when the polysilicon heater 20 is formed. Further, the polysilicon heater 20 is made thinner than the polysilicon film to be the polysilicon frame 17 formed on the polysilicon heater 20 thereafter.

次に図１２の（ｃ）は絶縁膜１６上に所定の領域を囲みポリシリコンヒーター２０を外周で跨ぐポリシリコン枠１７を形成する工程を示す断面図である。このポリシリコン枠１７を形成する工程では、厚膜のポリシリコン膜、絶縁膜１８、接合用ポリシリコン１９を順次成膜後に、これらの膜をドライエッチングなどでパターン加工することにより、所定の領域を囲み前記ポリシリコンヒーターを外周で跨ぐポリシリコン枠１７が形成される。ここでポリシリコン枠１７となるポリシリコン膜はボロンなどの不純物を混入した導電性を有する膜でも、不純物混入しない膜でもよい。ただし、ポリシリコン枠１７の電気抵抗はポリシリコンヒーター２０の電気抵抗よりも高くなるようにする。絶縁膜１８はシリコン酸化膜もしくはシリコン窒化膜、もしくはそれらの多層膜である。ポリシリコン枠１７が不純物混入していない膜であれば絶縁膜１８は無くても構わない。接合用ポリシリコン１９表面は加熱処理、メカニカル研磨、化学研磨などにより、表面粗さを５００Å以下とすることが、ガラスキャップ４との接着性を上げる上で望ましい。またボロンなどの不純物を含まないことが望ましい。これは接合用ポリシリコン１９に不純物を含まないことで、比較的低温での陽極接合法であってもガラスのキャップ４との十分な接着性を確保できることに基づくものである。なお、実施の形態１と同様に、ポリシリコン枠を形成する工程と慣性力検出素子を設置する工程とは一部共通の処理で行われ、所定の領域にポリシリコン配線１２と電気的に接続される慣性力検出素子が形成される。   Next, FIG. 12C is a cross-sectional view showing a step of forming a polysilicon frame 17 surrounding a predetermined region on the insulating film 16 and straddling the polysilicon heater 20 on the outer periphery. In the step of forming the polysilicon frame 17, after a thick polysilicon film, an insulating film 18, and a bonding polysilicon 19 are sequentially formed, these films are patterned by dry etching or the like to obtain a predetermined region. A polysilicon frame 17 is formed so as to surround the polysilicon heater on the outer periphery. Here, the polysilicon film used as the polysilicon frame 17 may be a conductive film mixed with impurities such as boron, or a film not mixed with impurities. However, the electrical resistance of the polysilicon frame 17 is made higher than the electrical resistance of the polysilicon heater 20. The insulating film 18 is a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a multilayer film thereof. If the polysilicon frame 17 is a film in which no impurities are mixed, the insulating film 18 may be omitted. The surface of the bonding polysilicon 19 is preferably made to have a surface roughness of 500 mm or less by heat treatment, mechanical polishing, chemical polishing, or the like in order to improve the adhesion to the glass cap 4. It is desirable that impurities such as boron are not included. This is based on the fact that since the bonding polysilicon 19 does not contain impurities, sufficient adhesion to the glass cap 4 can be ensured even by an anodic bonding method at a relatively low temperature. As in the first embodiment, the step of forming the polysilicon frame and the step of installing the inertial force detection element are partly performed in common, and are electrically connected to the polysilicon wiring 12 in a predetermined region. An inertial force detection element to be performed is formed.

次に図１２の（ｄ）はポリシリコン枠１７上にキャップ４を接合しポリシリコン枠１７とともに慣性力検出素子が内側に設置された密閉構造体３を形成する工程と、パッド１０を形成する工程を示す断面図である。密閉構造体３を形成する工程ではポリシリコン枠１７の上部にキャップ４を接合し、接合用ポリシリコン１９に対するガラスキャップ４の電位を５００〜１５００Ｖの負バイアスとし、３００〜５００℃に昇温度して０．２〜５時間保持することで、キャップ４とポリシリコン枠１７とを接合する。なおパッド１０を形成する工程は、パッド１０に用いる金属がパッド１０形成後の工程で劣化しなければ、絶縁膜１６を形成する工程以降のどの工程の後に行ってもよい。   Next, FIG. 12D shows a process of bonding the cap 4 on the polysilicon frame 17 and forming the sealed structure 3 in which the inertial force detection element is installed inside the polysilicon frame 17 and the pad 10. It is sectional drawing which shows a process. In the process of forming the sealed structure 3, the cap 4 is joined to the upper part of the polysilicon frame 17, the potential of the glass cap 4 with respect to the joining polysilicon 19 is set to a negative bias of 500 to 1500 V, and the temperature is raised to 300 to 500 ° C. The cap 4 and the polysilicon frame 17 are joined by holding for 0.2 to 5 hours. Note that the step of forming the pad 10 may be performed after any step after the step of forming the insulating film 16 as long as the metal used for the pad 10 does not deteriorate in the step after the formation of the pad 10.

次に図１２の（ｅ）はポリシリコンヒーター２０の表面に防湿膜２１を形成する工程を示す断面図である。この防湿膜２１を形成する工程では、実施の形態３と同様な熱分解により膜が形成されるガス雰囲気中で、パッド１０ｇとパッド１０ｈとの間に電圧を印加して、ポリシリコンヒーター２０に電流を流し、通電加熱させてその露出した表面に選択的に防湿膜２１を形成する。ポリシリコン枠１７と比べてポリシリコンヒーター２０の電気抵抗が低いので、電流は主にポリシリコンヒーター２０を流れ、ポリシリコンヒーター２０のみが発熱するようになっている。この後に、封止層１で覆う工程を行い、密閉構造体３の外側を封止層１で覆う。   Next, FIG. 12E is a cross-sectional view showing a process of forming the moisture-proof film 21 on the surface of the polysilicon heater 20. In the step of forming the moisture-proof film 21, a voltage is applied between the pad 10g and the pad 10h in a gas atmosphere in which a film is formed by thermal decomposition similar to that of the third embodiment, and the polysilicon heater 20 is applied. A moisture-proof film 21 is selectively formed on the exposed surface by passing an electric current and heating the current. Since the electrical resistance of the polysilicon heater 20 is lower than that of the polysilicon frame 17, the current mainly flows through the polysilicon heater 20, and only the polysilicon heater 20 generates heat. Thereafter, a step of covering with the sealing layer 1 is performed, and the outside of the sealed structure 3 is covered with the sealing layer 1.

以上のように本実施の形態４は、基板１５上にポリシリコン配線１２を形成する工程と、ポリシリコン配線１２上に絶縁膜１６を形成する工程と、絶縁膜１６上にポリシリコンヒーター２０を形成する工程と、絶縁膜１６上に所定の領域を囲みポリシリコンヒーター２０を外周で跨ぐポリシリコン枠１７を形成する工程と、所定の領域にポリシリコン配線１２と電気的に接続される慣性力検出素子を設置する工程と、ポリシリコン枠１７上にキャップ４を接合しポリシリコン枠１７とともに慣性力検出素子が内側に設置された密閉構造体３を形成する工程と、密閉構造体３を形成する工程の後に熱分解により膜が形成されるガス雰囲気中でポリシリコンヒーター２０を通電加熱することによりポリシリコンヒーターの表面に防湿膜２１を形成する工程とを有している。   As described above, in the fourth embodiment, the step of forming the polysilicon wiring 12 on the substrate 15, the step of forming the insulating film 16 on the polysilicon wiring 12, and the polysilicon heater 20 on the insulating film 16. A step of forming, a step of forming a polysilicon frame 17 surrounding a predetermined region on the insulating film 16 and straddling the polysilicon heater 20 on the outer periphery, and an inertial force electrically connected to the polysilicon wiring 12 in the predetermined region. The step of installing the detection element, the step of forming the sealed structure 3 by joining the cap 4 on the polysilicon frame 17 and forming the sealed structure 3 in which the inertial force detection element is installed inside the polysilicon frame 17 and the sealed structure 3 are formed. A moisture-proof film 21 is formed on the surface of the polysilicon heater by energizing and heating the polysilicon heater 20 in a gas atmosphere in which a film is formed by thermal decomposition after the step of performing And a that process.

以上の製造方法によればフォトリソグラフィーを用いず、ポリシリコンヒーター上に選択的に防湿膜２１が形成されるので、防湿膜２１が形成する工程が簡単になる。フォトグラフィーによるパターニングする場合は、厚さ数百μｍのキャップ４が存在するため、特殊な製造装置が必要となる。しかし本発明の製造法では、そのような特殊な製造装置が不要となる。   According to the above manufacturing method, since the moisture-proof film 21 is selectively formed on the polysilicon heater without using photolithography, the process of forming the moisture-proof film 21 is simplified. In the case of patterning by photolithography, a cap 4 having a thickness of several hundred μm is present, and thus a special manufacturing apparatus is required. However, the manufacturing method of the present invention does not require such a special manufacturing apparatus.

また、封止層１より水分が透過しない防湿膜２１がポリシリコンヒーター２０の側面と絶縁膜１６の接する部分に形成されるので、その部分にある絶縁膜１６の水分による劣化を防止できるので、信頼性の高い慣性力センサを提供できる。   Further, since the moisture-proof film 21 that does not allow moisture to permeate from the sealing layer 1 is formed at the portion where the side surface of the polysilicon heater 20 and the insulating film 16 are in contact with each other. A highly reliable inertial force sensor can be provided.

また、本実施の形態４では防湿膜２１をセンサ製造工程の最終段階で、ポリシリコンヒーター２０の通電加熱による形成することが特徴である。防湿膜２１をセンサ製造工程途中で形成すると、その後の製造工程での加熱、エッチングなどにより膜質が低下する可能性がある。製造最終段階で形成すれば製造工程における特性劣化のない防湿膜２１を形成できる。   Further, the fourth embodiment is characterized in that the moisture-proof film 21 is formed by energization heating of the polysilicon heater 20 at the final stage of the sensor manufacturing process. If the moisture-proof film 21 is formed during the sensor manufacturing process, the film quality may deteriorate due to heating, etching, or the like in the subsequent manufacturing process. If it is formed at the final stage of manufacture, the moisture-proof film 21 without characteristic deterioration in the manufacturing process can be formed.

また、絶縁膜１４の溝に埋め込まれたポリシリコン配線１２上にポリシリコンヒーター２０および防湿膜２１を配置しているため、製造上絶縁膜１４の溝とポリシリコン配線１２の位置ズレが生じて絶縁膜１４とポリシリコン配線１２の間に空隙が存在しても、ポリシリコンヒーター２０と防湿膜２１が埋めるため密閉空間内への湿気侵入を防ぐことができる。   In addition, since the polysilicon heater 20 and the moisture-proof film 21 are disposed on the polysilicon wiring 12 embedded in the groove of the insulating film 14, a positional deviation between the groove of the insulating film 14 and the polysilicon wiring 12 occurs due to manufacturing. Even if there is a gap between the insulating film 14 and the polysilicon wiring 12, the polysilicon heater 20 and the moisture-proof film 21 are filled, so that moisture can be prevented from entering the sealed space.

防湿膜２１の種類は、ポリシリコン熱酸化膜、もしくはシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、金属薄膜、金属酸化膜、もしくはその多層膜であり、水分透過性が小さく、化学的に安定な膜であればよい。例えば、酸素雰囲気もしくは水蒸気雰囲気など熱酸化可能な条件でポリシリコンヒーター２０を通電加熱することでできるポリシリコン熱酸化膜を防湿膜２１としてもよい。ＴＥＯＳガスとＯ３を含有する酸素ガスの混合ガスの雰囲気下でポリシリコンヒーター２０を通電加熱により形成されるシリコン酸化膜、またシラン＋アンモニアなどのガス雰囲気下でポリシリコンヒーター２０を通電加熱により形成されるシリコン窒化膜を防湿膜２１としてもよい。 The type of the moisture-proof film 21 is a polysilicon thermal oxide film, or a silicon oxide film, a silicon nitride film, a metal thin film, a metal oxide film, or a multilayer film thereof. That's fine. For example, a polysilicon thermal oxide film that can be heated by energizing the polysilicon heater 20 under conditions capable of thermal oxidation such as an oxygen atmosphere or a water vapor atmosphere may be used as the moisture-proof film 21. A silicon oxide film formed by energizing and heating the polysilicon heater 20 in an atmosphere of a mixed gas of TEOS gas and oxygen gas containing O 3 , or by energizing and heating the polysilicon heater 20 in a gas atmosphere such as silane + ammonia. The formed silicon nitride film may be used as the moisture-proof film 21.

また金属酸化膜の場合、密閉構造体３の外側全面にＡｌなどの金属膜を成膜した後、ポリシリコンヒーター２０を酸化雰囲気で通電加熱して金属酸化膜を形成後、金属薄膜をエッチング除去することによりポリシリコンヒーター２０上のみに形成されるアルミナなどの金属酸化膜を防湿膜２１としてもよい。またＷＦ６などのガス雰囲気中でポリシリコンヒーター２０を通電加熱して原料ガスを分解、反応させてポリシリコンヒーター上に形成されたＷなどの金属薄膜を防湿膜２１としてもよい。 In the case of a metal oxide film, a metal film such as Al is formed on the entire outer surface of the sealed structure 3, and then the polysilicon heater 20 is energized and heated in an oxidizing atmosphere to form a metal oxide film, and then the metal thin film is removed by etching. By doing so, a metal oxide film such as alumina formed only on the polysilicon heater 20 may be used as the moisture-proof film 21. Further, a metal thin film such as W formed on the polysilicon heater by decomposing and reacting the source gas by heating the polysilicon heater 20 in a gas atmosphere such as WF 6 may be used as the moisture-proof film 21.

なお、以上の本実施の形態１から４は慣性力検出素子を用いた慣性力センサとしたが、他の検出素子でも良い。例えば慣性力検出素子のかわりに赤外線、電磁波、磁界等を検出する素子や、それら異なる素子を組み合わせた素子であっても良い。赤外線を検出する素子を用いる場合はキャップ４は赤外線を透過する材料を用いると良い。また、磁界等を検出する素子を用いる場合は、キャップ４は非磁性の材料を用いると良い。   In the above first to fourth embodiments, an inertial force sensor using an inertial force detection element is used, but other detection elements may be used. For example, instead of the inertial force detection element, an element that detects infrared rays, electromagnetic waves, magnetic fields, or the like, or an element that combines these different elements may be used. When using an element that detects infrared rays, the cap 4 may be made of a material that transmits infrared rays. When using an element that detects a magnetic field or the like, the cap 4 is preferably made of a nonmagnetic material.

慣性力検出素子の場合、微小な容量変化を配線を経て検出するので、配線間のインピーダンス変化の影響を受けやすい。従って、本発明の配線１２とポリシリコン枠１７との間のインピーダンスの変化を抑制することは、慣性力センサのように微小な信号を検出する場合に特に有効である。   In the case of the inertial force detection element, a minute capacitance change is detected through the wiring, and therefore, it is easily affected by the impedance change between the wirings. Therefore, suppressing the change in impedance between the wiring 12 and the polysilicon frame 17 of the present invention is particularly effective when detecting minute signals such as an inertial force sensor.

また、密閉構造体３を形成するポリシリコン枠１７とキャップ４との間に、絶縁膜１８及びポリシリコン膜１９が無く、ポリシリコン枠１７とキャップ４とが直接に陽極接合などの方法で接着されていてもよい。また、キャップ４をシリコンで作製してポリシリコン枠１７との接合の際にキャップ４とポリシリコン枠１７との間に金属層を入れて、金属接合によって密閉構造体を形成しても良い。   Further, there is no insulating film 18 and polysilicon film 19 between the polysilicon frame 17 and the cap 4 forming the sealed structure 3, and the polysilicon frame 17 and the cap 4 are directly bonded by a method such as anodic bonding. May be. Alternatively, the cap 4 may be made of silicon and a metal layer may be inserted between the cap 4 and the polysilicon frame 17 when the cap frame 4 is bonded to the polysilicon frame 17 to form a sealed structure by metal bonding.

ポリシリコン配線１２のかわりにＷなどの金属や合金からなる配線や、またＣｏＳｉ２などのシリコン化合物を含む配線を用いても良い。 Instead of the polysilicon wiring 12, a wiring made of a metal such as W or an alloy, or a wiring containing a silicon compound such as CoSi 2 may be used.

また、封止層１を構成する材料は必ずしも樹脂でなくても良い。例えば、封止層１が、ガラス質の無機材料や、無機材料と有機材料の混合材料からなっていても、防湿膜２１がそれらの封止層１よりも水分が透過しにくい材料からなっていればよい。   Moreover, the material which comprises the sealing layer 1 does not necessarily need to be resin. For example, even if the sealing layer 1 is made of a glassy inorganic material or a mixed material of an inorganic material and an organic material, the moisture-proof film 21 is made of a material that is less permeable to moisture than the sealing layer 1. Just do it.

本実施の形態１のセンサの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the sensor of this Embodiment 1. 本実施の形態１のセンサの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the sensor of this Embodiment 1. 本実施の形態１のセンサの構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the sensor of this Embodiment 1. FIG. 本実施の形態１の製造工程を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the first embodiment. 本実施の形態１の他の形態の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the other form of this Embodiment 1. FIG. 本実施の形態２のセンサの構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the sensor of this Embodiment 2. 本実施の形態２のセンサの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the sensor of this Embodiment 2. 本実施の形態３のセンサの構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the sensor of this Embodiment 3. 本実施の形態３のセンサの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the sensor of this Embodiment 3. 本実施の形態４のセンサの構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the sensor of this Embodiment 4. 本実施の形態４のセンサの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the sensor of this Embodiment 4. 本実施の形態４の製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of this Embodiment 4.

符号の説明Explanation of symbols

１ 封止層、３密閉構造体、４ キャップ、６ 外部リード、７ 金属ワイヤ、１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈ パッド、１２ ポリシリコン配線、１４ 絶縁膜、１５ 基板、１６ 絶縁膜、１７ ポリシリコン枠、１８ 絶縁膜、１９ 接合用ポリシリコン、２０ ポリシリコンヒーター、２１ 防湿膜、２２ 接点、３１、３２ 固定電極、３３ 可動電極、３３ｂ 櫛部、３４ シールド電極、３５ 梁構造体、３６ アンカー部、３７ 接点、３８ 接点、３９ 可動方向、８８ 点線部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sealing layer, 3 sealed structure, 4 cap, 6 external lead, 7 metal wire, 10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g, 10h pad, 12 polysilicon wiring, 14 insulating film, 15 Substrate, 16 Insulating film, 17 Polysilicon frame, 18 Insulating film, 19 Joining polysilicon, 20 Polysilicon heater, 21 Moisture barrier film, 22 Contacts, 31, 32 Fixed electrode, 33 Movable electrode, 33b Comb part, 34 Shield electrode, 35 beam structure, 36 anchor part, 37 contact point, 38 contact point, 39 movable direction, 88 dotted line part

Claims (6)

基板上に配線を形成する工程と、前記配線上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に所定の領域を囲むポリシリコン枠を形成する工程と、前記所定の領域に前記配線と電気的に接続される慣性力検出素子を設置する工程と、前記ポリシリコン枠上にキャップを接着し前記ポリシリコン枠とともに前記慣性力検出素子が内側に設置された密閉構造体を形成する工程と、前記密閉構造体を形成する工程の後に熱分解により膜が形成されるガス雰囲気中で前記密閉構造体のポリシリコン枠を通電加熱することによりポリシリコン枠の表面に防湿膜を形成する工程とを有する慣性力センサの製造方法。   Forming a wiring on the substrate; forming an insulating film on the wiring; forming a polysilicon frame surrounding a predetermined region on the insulating film; and A step of installing an inertial force detection element connected to each other, a step of bonding a cap on the polysilicon frame and forming a sealed structure in which the inertial force detection element is installed inside the polysilicon frame; Forming a moisture-proof film on the surface of the polysilicon frame by energizing and heating the polysilicon frame of the sealed structure in a gas atmosphere in which a film is formed by pyrolysis after the step of forming the sealed structure. A method for manufacturing an inertial force sensor. 基板上に配線を形成する工程と、前記配線上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上にポリシリコンヒーターを形成する工程と、前記絶縁膜上に所定の領域を囲むポリシリコン枠を形成する工程であって該ポリシリコン枠の外周が前記ポリシリコンヒーターと接しかつ前記ポリシリコンヒーターが前記外周より外側に出るようにポリシリコン枠を形成する工程と、前記所定の領域に前記配線と電気的に接続される慣性力検出素子を設置する工程と、前記ポリシリコン枠上にキャップを接着し前記ポリシリコン枠とともに前記慣性力検出素子が内側に設置された密閉構造体を形成する工程と、前記密閉構造体を形成する工程の後に熱分解により膜が形成されるガス雰囲気中で前記ポリシリコンヒーターを通電加熱することによりポリシリコンヒーターの表面に防湿膜を形成する工程とを有する慣性力センサの製造方法。   Forming a wiring on the substrate; forming an insulating film on the wiring; forming a polysilicon heater on the insulating film; and a polysilicon frame surrounding a predetermined region on the insulating film. Forming a polysilicon frame such that an outer periphery of the polysilicon frame is in contact with the polysilicon heater and the polysilicon heater comes out of the outer periphery; and the wiring in the predetermined region A step of installing an electrically connected inertial force detection element; a step of bonding a cap on the polysilicon frame and forming a sealed structure in which the inertial force detection element is installed inside the polysilicon frame; Polysilicon by energizing and heating the polysilicon heater in a gas atmosphere in which a film is formed by pyrolysis after the step of forming the sealed structure Method of manufacturing an inertial force sensor and a step of forming a moisture-proof film on the surface of the Ta. 防湿膜を形成する工程の後に、前記密閉構造体の外側を封止層で覆う工程を有し、前記防湿膜を形成する工程では前記封止層より水分が透過しない防湿膜が形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の慣性力センサの製造方法。   After the step of forming the moisture-proof film, a step of covering the outside of the sealed structure with a sealing layer is formed, and in the step of forming the moisture-proof film, a moisture-proof film that does not allow moisture to permeate from the sealing layer is formed. The manufacturing method of the inertial force sensor of Claim 1 or 2 characterized by these. 基板と、前記基板上に形成された配線と、前記配線上に形成された絶縁膜と、前記絶縁膜上に所定の領域を囲むように形成されたポリシリコン枠と、前記ポリシリコン枠上に接着され前記ポリシリコン枠とともに密閉構造体を形成するキャップと、前記密閉構造体の内側に設置され前記配線と電気的に接続される慣性力検出素子と、前記密閉構造体の外側を覆う封止層と、前記密閉構造体の外側の前記ポリシリコン枠の側面と前記絶縁膜とが接する部分に前記封止層よりも水分が透過しない防湿膜と、を備えた慣性力センサ。   A substrate, a wiring formed on the substrate, an insulating film formed on the wiring, a polysilicon frame formed on the insulating film so as to surround a predetermined region, and on the polysilicon frame A cap that is bonded to form a sealed structure together with the polysilicon frame, an inertial force detection element that is installed inside the sealed structure and is electrically connected to the wiring, and a seal that covers the outside of the sealed structure An inertial force sensor comprising: a layer; and a moisture-proof film that prevents moisture from permeating through the sealing layer at a portion where the side surface of the polysilicon frame outside the sealed structure is in contact with the insulating film. 密閉構造体の外側において、ポリシリコン枠の側面と絶縁膜の表面とがそれらの接する部分で鈍角をなすように前記ポリシリコン枠の側面は前記絶縁膜の表面に垂直な方向から傾斜することを特徴とする請求項４に記載の慣性力センサ。   The side surface of the polysilicon frame is inclined from the direction perpendicular to the surface of the insulating film so that the side surface of the polysilicon frame and the surface of the insulating film form an obtuse angle at a portion where they contact each other outside the sealed structure. The inertial force sensor according to claim 4, wherein 基板と、前記基板上に形成された配線と、前記配線上に形成された絶縁膜と、前記絶縁膜上に形成されたポリシリコンヒーターと、前記絶縁膜上に所定の領域を囲むポリシリコン枠であって該ポリシリコン枠の外周は前記ポリシリコンヒーターと接しかつ前記ポリシリコンヒーターが前記外周より外側に出るように形成されたポリシリコン枠と、前記ポリシリコン枠上に接着され前記ポリシリコン枠とともに密閉構造体を形成するキャップと、前記密閉構造体の内側に設置され前記配線と電気的に接続される慣性力検出素子と、前記密閉構造体の外側を覆う封止層と、前記ポリシリコンヒーターの表面に形成され前記封止層よりも水分が透過しない防湿膜とを備えた慣性力センサ。   A substrate, a wiring formed on the substrate, an insulating film formed on the wiring, a polysilicon heater formed on the insulating film, and a polysilicon frame surrounding a predetermined region on the insulating film The outer periphery of the polysilicon frame is in contact with the polysilicon heater and the polysilicon frame is formed so that the polysilicon heater protrudes outward from the outer periphery, and the polysilicon frame is bonded onto the polysilicon frame. And a cap that forms a sealed structure, an inertial force detection element that is installed inside the sealed structure and is electrically connected to the wiring, a sealing layer that covers the outside of the sealed structure, and the polysilicon An inertial force sensor including a moisture-proof film that is formed on a surface of a heater and does not allow moisture to pass through the sealing layer.
JP2006153652A 2006-06-01 2006-06-01 Inertial force sensor and manufacturing method of the same Pending JP2007322271A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006153652A JP2007322271A (en) 2006-06-01 2006-06-01 Inertial force sensor and manufacturing method of the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006153652A JP2007322271A (en) 2006-06-01 2006-06-01 Inertial force sensor and manufacturing method of the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007322271A true JP2007322271A (en) 2007-12-13

Family

ID=38855226

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006153652A Pending JP2007322271A (en) 2006-06-01 2006-06-01 Inertial force sensor and manufacturing method of the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007322271A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009004742A (en) * 2007-05-18 2009-01-08 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2011258751A (en) * 2010-06-09 2011-12-22 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device and method for manufacturing the same
JP2014215158A (en) * 2013-04-25 2014-11-17 ミツミ電機株式会社 Physical quantity detection element and physical quantity detection device
CN106841313A (en) * 2017-02-21 2017-06-13 华景科技无锡有限公司 A kind of water quality detection sensor structure and water quality detection method

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009004742A (en) * 2007-05-18 2009-01-08 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2013251554A (en) * 2007-05-18 2013-12-12 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device
US8716850B2 (en) 2007-05-18 2014-05-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method for manufacturing the same
US9490309B2 (en) 2007-05-18 2016-11-08 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method for manufacturing the same
US9984946B2 (en) 2007-05-18 2018-05-29 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method for manufacturing the same
JP2011258751A (en) * 2010-06-09 2011-12-22 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device and method for manufacturing the same
DE102011075365B4 (en) * 2010-06-09 2016-06-09 Mitsubishi Electric Corp. Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2014215158A (en) * 2013-04-25 2014-11-17 ミツミ電機株式会社 Physical quantity detection element and physical quantity detection device
CN106841313A (en) * 2017-02-21 2017-06-13 华景科技无锡有限公司 A kind of water quality detection sensor structure and water quality detection method
CN106841313B (en) * 2017-02-21 2023-11-17 华景科技无锡有限公司 Water quality detection sensor structure and water quality detection method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100413789B1 (en) High vacuum packaging microgyroscope and manufacturing method thereof
EP1860417B1 (en) A pressure sensor having a chamber and a method for fabricating the same
EP1207378B1 (en) Semiconductor pressure sensor and pressure sensing device
JP5218455B2 (en) Semiconductor dynamic quantity sensor and manufacturing method thereof
US6392158B1 (en) Structure equipped with electric contacts formed through said structure substrate and method for obtaining said structure
US20090071259A1 (en) Pressure Sensor and Manufacturing Method Thereof
US7905149B2 (en) Physical sensor and method of process
US20080042260A1 (en) Micro-electromechanical systems device and manufacturing method thereof
KR100960599B1 (en) Acceleration sensor and fabrication method thereof
JP2005049130A (en) Acceleration sensor and method for manufacturing acceleration sensor
US20130015537A1 (en) Piezoresistive pressure sensor and process for producing a piezoresistive pressure sensor
JP2009016717A (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2011191273A (en) Wafer level package structure, sensor element, sensor device, and method of manufacturing them
JP2007322271A (en) Inertial force sensor and manufacturing method of the same
US7213465B2 (en) Micromechanical sensor
WO2012002233A1 (en) Method of producing sensor device and sensor device
KR100904994B1 (en) Method for fabricating pressure sensor and structure of the same
JP3612723B2 (en) Manufacturing method of semiconductor dynamic quantity sensor
JP2008235487A (en) Electronic component, method of manufacturing the same, acceleration sensor, and method of manufacturing the same
JP3310216B2 (en) Semiconductor pressure sensor
US10633247B2 (en) Semiconductor device and manufacture thereof
US7531229B2 (en) Microstructured component and method for its manufacture
JP2004202604A (en) Package structure and manufacturing method
JP2003344444A (en) Semiconductor acceleration sensor
JP2010078425A (en) Acceleration sensor