JP2010190703A

JP2010190703A - Semiconductor physical quantity sensor

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Publication number: JP2010190703A
Application number: JP2009034894A
Authority: JP
Inventors: Hirosuke Moriguchi; 裕亮森口; Hidekazu Furukubo; 英一古久保; Daisuke Wakabayashi; 大介若林; Shinichi Kishimoto; 慎一岸本
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2009-02-18
Filing date: 2009-02-18
Publication date: 2010-09-02

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress damage of a member for preventing sticking of a movable electrode to a glass substrate constituting a fixed part. <P>SOLUTION: In a capacitive sensor including the movable electrode 5 comprising a semiconductor movable in response to externally applied force and the glass substrate constituting an insulating layer 21 fixedly arranged so as to be disposed opposite the movable electrode 5, the capacitive sensor includes a plurality of convex sticking prevention members 24 formed on the glass substrate and supporting the movable electrode 5 when the movable electrode 5 is moved and is in contact with the glass substrate. The convex sticking prevention members 24 are formed by blast processing for forming recessed parts on the glass substrate by selectively removing the glass substrate and wet etching processing for forming the plurality of convex sticking prevention members by selectively removing the recessed parts formed on the glass substrate. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、与えられた応力に応じて可動する可動部の変位に基づいて所定の物理量を検出する半導体物理量センサに関する。 The present invention relates to a semiconductor physical quantity sensor that detects a predetermined physical quantity based on the displacement of a movable part that moves in accordance with a given stress.

従来、この種の技術としては、例えば以下に示す文献に記載されたものが知られている（特許文献１参照）。この文献には、相対向している可動部と固定部が可動部の変位によって接触・離隔自在となる機構を備えたマイクロ部品において、固定部を構成するガラス系基材の表面に微細な凸部からなる吸着防止構造を直接作製する技術が記載されている。 Conventionally, as this type of technology, for example, those described in the following documents are known (see Patent Document 1). In this document, in a micro component having a mechanism in which a movable part and a fixed part facing each other can be contacted / separated by displacement of the movable part, fine protrusions are formed on the surface of the glass-based substrate constituting the fixed part. A technique for directly producing an adsorption preventing structure consisting of parts is described.

特開２００６−７５９１９号公報JP 2006-75919 A

上記従来のマイクロ部品では、固定部と可動部の（Ｚ方向の）貼り付き（スティクション）を防止する微細な凸部は、回動部であるシリコンの部分に形成されていたため、プロセス工程時に他の部位との衝突等により、本部位が損傷するおそれがあった。 In the above-described conventional microcomponent, the fine convex portion that prevents sticking (stiction) between the fixed portion and the movable portion (in the Z direction) is formed in the silicon portion that is the rotating portion. This part may be damaged due to a collision with another part.

そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、可動部と固定部との貼り付きを防止し、かつ可動部ならびに貼り付き防止部材の損傷を抑制した半導体物理量センサを提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to prevent a sticking between a movable part and a fixed part and to suppress damage to the movable part and the sticking prevention member. It is to provide a physical quantity sensor.

上記目的を達成するために、本発明に係る半導体物理量センサは、外部から与えられた力に応じて可動する半導体可動部と、半導体可動部に対向して固定配置されたガラス基板とを備えた半導体物理量センサにおいて、ガラス基板に複数形成されて、半導体可動部が可動してガラス基板に接触した際に前記半導体可動部を支持する凸状の貼り付き防止部材を有し、貼り付き防止部材は、ガラス基板を選択的に除去してガラス基板に凹部を形成するブラスト加工と、ガラス基板に形成された凹部を選択的に除去して凸状の貼り付き防止部材を複数形成するウェットエッチング処理とにより形成されてなることを第１の特徴とする。 In order to achieve the above object, a semiconductor physical quantity sensor according to the present invention includes a semiconductor movable portion that is movable in response to a force applied from the outside, and a glass substrate that is fixedly disposed facing the semiconductor movable portion. The semiconductor physical quantity sensor has a convex anti-sticking member that is formed on a glass substrate and supports the semiconductor moving part when the semiconductor moving part moves and contacts the glass substrate. Blasting to selectively remove the glass substrate to form a recess in the glass substrate; and wet etching to selectively remove the recess formed in the glass substrate to form a plurality of convex sticking prevention members; The first feature is to be formed by the above.

本発明に係る半導体物理量センサは、上記第１の特徴の半導体物理量センサにおいて、貼り付き防止部材は、島状に配置されていることを第２の特徴とする。 The semiconductor physical quantity sensor according to the present invention is characterized in that, in the semiconductor physical quantity sensor of the first feature, the sticking prevention member is arranged in an island shape.

本発明に係る半導体物理量センサは、上記第１の特徴の半導体物理量センサにおいて、貼り付き防止部材は、スリット状に配置されていることを第３の特徴とする。 The semiconductor physical quantity sensor according to the present invention is characterized in that, in the semiconductor physical quantity sensor of the first feature, the sticking preventing member is arranged in a slit shape.

本発明に係る半導体物理量センサは、上記第１の特徴の半導体物理量センサにおいて、貼り付き防止部材は、クロス状に配置されていることを第４の特徴とする。 The semiconductor physical quantity sensor according to the present invention is characterized in that, in the semiconductor physical quantity sensor of the first feature, the sticking prevention member is arranged in a cross shape.

本発明に係る半導体物理量センサは、上記第１〜第４のいずれか１つの特徴の半導体物理量センサにおいて、貼り付き防止部材は、その表面に金属膜が形成されていることを第５の特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the semiconductor physical quantity sensor according to any one of the first to fourth features, the sticking prevention member has a metal film formed on a surface thereof. To do.

本発明に係る半導体物理量センサは、上記第５の特徴の半導体物理量センサにおいて、金属膜は、その表面に酸化膜が形成されやすい金属で構成されていることを第６の特徴とする。 The semiconductor physical quantity sensor according to the present invention is characterized in that, in the semiconductor physical quantity sensor of the fifth feature, the metal film is made of a metal on which an oxide film is easily formed.

本発明に係る第１の特徴の半導体物理量センサでは、固定部を構成するガラス基板で貼り付き防止部材を形成することで、可動部と固定部との貼り付きを抑制することができる。また、凹部内に貼り付き防止部材を形成することで、可動部ならびに貼り付き防止部材の接触による損傷を抑制することが可能となる。 In the semiconductor physical quantity sensor according to the first aspect of the present invention, the sticking prevention member is formed of the glass substrate that constitutes the fixed part, whereby sticking between the movable part and the fixed part can be suppressed. Moreover, it becomes possible to suppress the damage by contact of a movable part and a sticking prevention member by forming a sticking prevention member in a recessed part.

本発明に係る第２の特徴の半導体物理量センサでは、貼り付き防止部材の配置により可動部と貼り付き防止部材との接触面積を様々に変更することが可能となり、接触時の応力を制御することができる。 In the semiconductor physical quantity sensor of the second feature according to the present invention, the contact area between the movable portion and the sticking prevention member can be variously changed by the arrangement of the sticking prevention member, and the stress at the time of contact is controlled. Can do.

本発明に係る第３の特徴の半導体物理量センサでは、貼り付き防止部材の配置により可動部と貼り付き防止部材との接触面積を様々に変更することが可能となり、接触時の応力を制御することができる。 In the semiconductor physical quantity sensor of the third feature according to the present invention, the contact area between the movable part and the sticking prevention member can be variously changed by arranging the sticking prevention member, and the stress at the time of contact is controlled. Can do.

本発明に係る第４の特徴の半導体物理量センサでは、貼り付き防止部材の配置により可動部と貼り付き防止部材との接触面積を様々に変更することが可能となり、接触時の応力を制御することができる。 In the semiconductor physical quantity sensor of the fourth feature according to the present invention, the contact area between the movable part and the sticking prevention member can be changed variously by the arrangement of the sticking prevention member, and the stress at the time of contact is controlled. Can do.

本発明に係る第５の特徴の半導体物理量センサでは、貼り付き防止部材の表面に金属膜を形成することで、可動部と固定部との貼り付きをより一層抑制することができる。 In the semiconductor physical quantity sensor according to the fifth feature of the present invention, the metal film is formed on the surface of the sticking prevention member, whereby sticking between the movable part and the fixed part can be further suppressed.

本発明に係る第６の特徴の半導体物理量センサでは、貼り付き防止部材の表面に金属酸化膜が形成されやすい金属膜を形成することで、可動部と固定部との貼り付きをより一層抑制することができる。 In the semiconductor physical quantity sensor according to the sixth aspect of the present invention, the adhesion between the movable part and the fixed part is further suppressed by forming a metal film on which the metal oxide film is easily formed on the surface of the adhesion preventing member. be able to.

本発明の実施例１に係る半導体物理量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 semiconductor physical quantity sensor which concerns on Example 1 of this invention. 図１に示す半導体物理量センサの断面構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cross-sectional structure of the semiconductor physical quantity sensor shown in FIG. 図１に示す半導体物理量センサの絶縁層２１を模式的に示す平面図ならびに断面図である。It is the top view and sectional drawing which show typically the insulating layer 21 of the semiconductor physical quantity sensor shown in FIG. 本発明の実施例２に係る半導体物理量センサの絶縁層２１を模式的に示す平面図ならびに断面図である。It is the top view and sectional drawing which show typically the insulating layer 21 of the semiconductor physical quantity sensor which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例３に係る半導体物理量センサの絶縁層２１を模式的に示す平面図ならびに断面図である。It is the top view and sectional drawing which show typically the insulating layer 21 of the semiconductor physical quantity sensor which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例４に係る半導体物理量センサの絶縁層２１を模式的に示す平面図ならびに断面図である。It is the top view and sectional drawing which show typically the insulating layer 21 of the semiconductor physical quantity sensor which concerns on Example 4 of this invention. 本発明の実施例５に係る半導体物理量センサの絶縁層２１を模式的に示す平面図ならびに断面図である。It is the top view and sectional drawing which show typically the insulating layer 21 of the semiconductor physical quantity sensor which concerns on Example 5 of this invention.

以下、図面を用いて本発明を実施するための実施例を説明する。 Embodiments for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１、図２を用いて、本発明の実施の形態として示す半導体物理量センサの一例として、静電容量の変化により加速度を検出する静電容量式センサ１の構成について説明する。実施の形態として示す静電容量式センサ１は、互いに垂直な２軸方向の加速度を検出することができる。なお、本発明の半導体物理量センサは、上記静電容量式センサに限定されることなく、抵抗の変化により圧力を検出する圧力センサ等であっても同様に適用することは可能である。 As an example of a semiconductor physical quantity sensor shown as an embodiment of the present invention, a configuration of a capacitance type sensor 1 that detects acceleration by a change in capacitance will be described with reference to FIGS. The capacitive sensor 1 shown as an embodiment can detect accelerations in two axial directions perpendicular to each other. Note that the semiconductor physical quantity sensor of the present invention is not limited to the capacitance type sensor described above, and can be similarly applied to a pressure sensor that detects pressure by a change in resistance.

図１は、静電容量式センサ１の半導体層２を示した平面図である。図１に示すように、半導体層２は、半導体基板に公知の半導体プロセスにより間隙１０を形成することで、フレーム部３、ビーム部４、可動電極５、固定電極６、ストッパ部７が形成されている。 FIG. 1 is a plan view showing a semiconductor layer 2 of the capacitive sensor 1. As shown in FIG. 1, the semiconductor layer 2 is formed with a frame portion 3, a beam portion 4, a movable electrode 5, a fixed electrode 6, and a stopper portion 7 by forming a gap 10 in a semiconductor substrate by a known semiconductor process. ing.

図２は、図１のＩ−Ｉ線で半導体層２を切断するように静電容量式センサ１を切断した様子を示した断面図である。図２に示すように、静電容量式センサ１は、この半導体層２の表裏両面に固定部となるガラス基板（絶縁基板）で構成された絶縁層２０，２１を、例えば陽極接合などをして接合することで形成される。半導体層２と絶縁層２１とが対向する対向面には、凹部２２が形成されている。この凹部２２内には、後述する貼り付き防止部材２４が形成されている。絶縁層２１に凹部２２を設けることで可動部となる可動電極５と絶縁層２１との間に適切な間隔が設けられ、半導体層２各部の絶縁性や可動電極５の動作性の確保が図られている。 FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which the capacitive sensor 1 is cut so that the semiconductor layer 2 is cut along the line II in FIG. As shown in FIG. 2, the capacitive sensor 1 includes insulating layers 20 and 21 made of glass substrates (insulating substrates) serving as fixing portions on both front and back surfaces of the semiconductor layer 2, for example, by anodic bonding. Formed by joining. A recess 22 is formed on the facing surface where the semiconductor layer 2 and the insulating layer 21 face each other. A sticking prevention member 24 to be described later is formed in the recess 22. Providing the concave portion 22 in the insulating layer 21 provides an appropriate distance between the movable electrode 5 serving as the movable portion and the insulating layer 21, thereby ensuring insulation of each part of the semiconductor layer 2 and operability of the movable electrode 5. It has been.

フレーム部３は、間隙１０を介してビーム部４外側に枠状に形成されている。フレーム部３には、内側の隅から、それぞれ当該フレーム部３の各辺と平行に、かつ中途で直角に折れ曲がりながら中心に向けて渦巻き状に伸びるビーム部４が設けられている。図１に示すようにビーム部４は、間隙１０を介して略枠状となるフレーム部３の二辺分に亘って、それぞれ相互干渉することなく延設されるとともに、内側端部では可動電極５の隅部に接続されており、フレーム部３に対して可動電極５を弾性的に可動支持するバネ要素（渦巻きバネ）として機能する。 The frame portion 3 is formed in a frame shape outside the beam portion 4 with a gap 10 interposed therebetween. The frame portion 3 is provided with a beam portion 4 extending in a spiral shape toward the center while being bent at a right angle in the middle from the inner corner in parallel with each side of the frame portion 3. As shown in FIG. 1, the beam portion 4 extends over two sides of the frame portion 3 having a substantially frame shape through a gap 10 without interfering with each other. 5, and functions as a spring element (spiral spring) that elastically moves and supports the movable electrode 5 with respect to the frame portion 3.

これにより、静電容量式センサ１では、可動電極５に対し、バネ要素としてのビーム部４、ビーム部４に接続されたフレーム部３により支持される質量要素（マス）としての機能を与え、これらバネ要素と質量要素とによってバネ−マス系を構成している。 Thereby, in the capacitive sensor 1, the function as a mass element (mass) supported by the beam part 4 as a spring element and the frame part 3 connected to the beam part 4 is given to the movable electrode 5. These spring elements and mass elements constitute a spring-mass system.

このような静電容量式センサ１は、質量要素としての可動電極５の位置変位による可動電極５、固定電極６間の静電容量の変化を検出する。そして、静電容量式センサ１は、検出された静電容量の変化をＣ−Ｖ変換することで得られる電圧波形から当該静電容量式センサ１に加えられた加速度を検出することができる。 Such a capacitance type sensor 1 detects a change in capacitance between the movable electrode 5 and the fixed electrode 6 due to a positional displacement of the movable electrode 5 as a mass element. And the capacitive sensor 1 can detect the acceleration added to the said capacitive sensor 1 from the voltage waveform obtained by carrying out CV conversion of the change of the detected electrostatic capacitance.

図１に示す固定電極６の隅部６ｂの位置Ａ乃至位置Ｄ上には、図２に示すような絶縁層２０をサンドブラスト加工等によって貫通させた貫通孔１１を介し、隅部６ｂの表面６ｃ、貫通孔１１の内周面１１ａ、絶縁層２０の表面２０ａに固定電極６の電位を取り出すための電極部２３が金属薄膜にて形成されている。 The surface 6c of the corner 6b is disposed on the position A to the position D of the corner 6b of the fixed electrode 6 shown in FIG. 1 through a through hole 11 through which an insulating layer 20 as shown in FIG. The electrode portion 23 for taking out the potential of the fixed electrode 6 is formed of a metal thin film on the inner peripheral surface 11a of the through hole 11 and the surface 20a of the insulating layer 20.

図３は可動電極５が対向する絶縁層２１のガラス基板の模式的は構成を示す図であり、同図（ａ）は平面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 3A and 3B are diagrams schematically showing the configuration of the glass substrate of the insulating layer 21 facing the movable electrode 5, FIG. 3A is a plan view, and FIG. 3B is A in FIG. It is sectional drawing along the -A line.

図３において、絶縁層２１を構成するガラス基板に設けられた凹部２２内には、絶縁層２１を構成するガラス基板と同じガラス基板により凸状の（突起した）貼り付き防止部材２４が複数形成されている。この凸状の貼り付き防止部材２４は、可動電極５が絶縁層２１側に可動して貼り付き防止部材２４に接触、もしくは押圧された際に、その上面で可動電極５を支持する。 In FIG. 3, a plurality of convex (protruding) sticking prevention members 24 are formed by the same glass substrate as the glass substrate constituting the insulating layer 21 in the recess 22 provided in the glass substrate constituting the insulating layer 21. Has been. This convex sticking prevention member 24 supports the movable electrode 5 on its upper surface when the movable electrode 5 moves to the insulating layer 21 side and contacts or is pressed against the sticking prevention member 24.

このような構成は、先ずサンドブラスト加工等によりガラス基板を選択的に研磨切削することで先に説明した凹部２２よりも浅い凹部を形成し、その後凹部に塗布したレジスト材をフォトリソグラフィ技術によりパターニングし、パターニングしたレジスト材をマスクにして、凹部内のガラス基板をウェットエッチングにより選択的に除去し、複数の凸状の貼り付き防止部材２４を島状に形成し、かつ先に説明した凹部２２を形成することで製造することができる。 In such a configuration, first, a glass substrate is selectively polished and cut by sandblasting or the like to form a recess shallower than the recess 22 described above, and then a resist material applied to the recess is patterned by a photolithography technique. Then, using the patterned resist material as a mask, the glass substrate in the recess is selectively removed by wet etching to form a plurality of convex sticking prevention members 24 in an island shape, and the recess 22 described above is formed. It can be manufactured by forming.

このような貼り付き防止部材２４を固定部のガラス基板に複数設けることで、半導体層２と絶縁層２１のガラス基板を陽極接合する際に、半導体層２とガラス基板間に高電圧が印加されたときに可動電極５が帯電して静電気力により可動電極５がガラス基板に貼り付くことを抑制することが可能となる。 By providing a plurality of such sticking prevention members 24 on the glass substrate of the fixed part, a high voltage is applied between the semiconductor layer 2 and the glass substrate when the semiconductor substrate 2 and the glass substrate of the insulating layer 21 are anodic bonded. It is possible to prevent the movable electrode 5 from being charged and sticking to the glass substrate due to electrostatic force.

また、ガラスにより貼り付き防止部材２４を形成することで、可動電極５側に可動電極５を構成する半導体で貼り付き防止部材を形成した場合に比べて、貼り付き防止部材の強度が増し、貼り付き防止部材の損傷を低減することが可能となる。 Moreover, the strength of the sticking prevention member is increased by forming the sticking prevention member 24 by using glass, compared with the case where the sticking prevention member is formed of the semiconductor constituting the movable electrode 5 on the movable electrode 5 side. It is possible to reduce damage to the sticking prevention member.

さらに、ウェットエッチングにより貼り付き防止部材２４とともに凹部２２を形成することで、凹部２２の底面が滑らかとなり、ガラス基板を介してセンサ内部を観察することが可能となり、製造過程で発生するおそれがある異物等をスクリーニングする精度を高めることが可能となる。 Furthermore, by forming the concave portion 22 together with the sticking prevention member 24 by wet etching, the bottom surface of the concave portion 22 becomes smooth, and the inside of the sensor can be observed through the glass substrate, which may occur in the manufacturing process. It becomes possible to improve the accuracy of screening foreign substances and the like.

また、凹部２２内に貼り付き防止部材２４を形成することで、凹部２２を形成することなくガラス基板の表面に直接凸状の貼り付き防止部材２４を形成する場合に比べて、半導体層２と絶縁層２１との間隔を拡げることなく可動電極５と貼り付き防止部材２４の上面との適切な距離を確保することが可能となる。これにより、半導体層２各部の絶縁性や可動電極５の動作性の確保が図られる。 Further, by forming the sticking prevention member 24 in the recess 22, the semiconductor layer 2 and the semiconductor layer 2 can be compared with the case of forming the convex sticking prevention member 24 directly on the surface of the glass substrate without forming the recess 22. It is possible to ensure an appropriate distance between the movable electrode 5 and the upper surface of the sticking prevention member 24 without increasing the distance from the insulating layer 21. Thereby, the insulation of each part of the semiconductor layer 2 and the operability of the movable electrode 5 can be ensured.

図４は本発明の実施例２に係る半導体物理量センサにおける、可動電極５が対向する絶縁層２１を構成するガラス基板の模式的は構成を示す図であり、同図（ａ）は平面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 FIG. 4 is a diagram schematically showing a configuration of a glass substrate constituting the insulating layer 21 facing the movable electrode 5 in the semiconductor physical quantity sensor according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 4A is a plan view. FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.

図４において、この実施例２の特徴とするところは、先の図３に示す実施例１の構成に対して、凸状の貼り付き防止部材２４の上面に、例えばアルミ等の金属膜２５を蒸着形成したことにあり、他は先の実施例１と同様である。 In FIG. 4, the feature of the second embodiment is that a metal film 25 such as aluminum is formed on the upper surface of the convex sticking prevention member 24 with respect to the configuration of the first embodiment shown in FIG. The rest is the same as in Example 1 above, except that it was formed by vapor deposition.

金属膜２５は、先の実施例１の形成工程において、凹部２２よりも浅い凹部を形成した後、ガラス基板の表面に金属膜２５を構成する例えばアルミ等の金属を蒸着した後、実施例１と同様にガラス基板を選択的に除去することで、凸状の貼り付き防止部材２４の上面に選択的に形成することができる。 The metal film 25 is formed by forming a recess shallower than the recess 22 in the formation process of the first embodiment, and then depositing a metal such as aluminum constituting the metal film 25 on the surface of the glass substrate. Similarly to the above, by selectively removing the glass substrate, it can be selectively formed on the upper surface of the convex sticking prevention member 24.

このような構成では、金属膜２５は、導電性であるので絶縁物に比べて陽極接合時に帯電しづらくなり、静電気力による可動電極５とガラス基板との貼り付きをより一層抑制することが可能となる。また、金属膜２５はガラス基板をエッチングする際のマスクとなるので、マスクがレジスト材だけの場合に比べてマスクのエッチング耐性を高めることが可能となる。 In such a configuration, since the metal film 25 is conductive, it is harder to be charged at the time of anodic bonding than an insulator, and it is possible to further suppress sticking between the movable electrode 5 and the glass substrate due to electrostatic force. It becomes. Further, since the metal film 25 serves as a mask when the glass substrate is etched, the etching resistance of the mask can be enhanced as compared with the case where the mask is only a resist material.

一方、金属膜２５をＣｒ（クロム）等の他の金属（例えばアルミ）に比べて酸化されやすい（表面に酸化膜が形成されやすい）金属で構成することで、金属膜２５の表面に絶縁膜として機能する酸化膜が形成されやすくなり、この酸化膜によりさらなる貼り付き防止効果を高めることが可能となる。 On the other hand, the metal film 25 is made of a metal that is more easily oxidized (an oxide film is easily formed on the surface) than other metals (such as aluminum) such as Cr (chromium), so that an insulating film is formed on the surface of the metal film 25. It is easy to form an oxide film that functions as an oxide film, and this oxide film can further enhance the effect of preventing sticking.

図５は本発明の実施例３に係る半導体物理量センサにおける、可動電極５が対向する絶縁層２１を構成するガラス基板の模式的は構成を示す図であり、同図（ａ）は平面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 FIG. 5 is a diagram schematically showing a configuration of a glass substrate constituting the insulating layer 21 facing the movable electrode 5 in the semiconductor physical quantity sensor according to Example 3 of the present invention, and FIG. FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.

先の図３に示す実施例１の構成では、複数の貼り付き防止部材２４を島状に配置しているのに対して、この実施例３の特徴とするところは、図５に示すように、凸状の貼り付き防止部材２４をスリット状に凹部２２内に複数配置したことにあり、他は先の実施例１と同様である。 In the configuration of the first embodiment shown in FIG. 3, the plurality of sticking prevention members 24 are arranged in an island shape. On the other hand, as shown in FIG. A plurality of convex sticking preventing members 24 are arranged in the slit 22 in the slit shape, and the others are the same as in the first embodiment.

このような構成においては、複数の貼り付け防止部材２４をスリット状に配置することで、先の実施例１に比べて可動電極５と貼り付き防止部材２４との接触面積を増やすことが可能となる。これにより、先の実施例１で得られる効果に加えて、可動電極５が貼り付き防止部材２４に接触した際の応力を緩和することが可能となり、接触時の貼り付き防止部材２４の損傷を防止することが可能となる。 In such a configuration, it is possible to increase the contact area between the movable electrode 5 and the sticking prevention member 24 as compared to the first embodiment by arranging the plurality of sticking prevention members 24 in a slit shape. Become. Thereby, in addition to the effect obtained in the first embodiment, it becomes possible to relieve the stress when the movable electrode 5 comes into contact with the sticking prevention member 24, and damage of the sticking prevention member 24 at the time of contact is prevented. It becomes possible to prevent.

図６は本発明の実施例４に係る半導体物理量センサにおける、可動電極５が対向する絶縁層２１を構成するガラス基板の模式的は構成を示す図であり、同図（ａ）は平面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 FIG. 6 is a diagram schematically showing the configuration of the glass substrate constituting the insulating layer 21 facing the movable electrode 5 in the semiconductor physical quantity sensor according to Example 4 of the present invention. FIG. 6 (a) is a plan view. FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.

図６において、この実施例４の特徴とするところは、先の実施例２と実施例３とを組み合わせて実施したことにあり、他は先の実施例３と同様である。すなわち、この実施例４では、先の図５に示す実施例３の構成に対して、スリット状に配置された複数の貼り付き防止部材２４の上面に、例えばアルミ等の金属膜２５を蒸着形成している。なお、この金属膜２５は、先の実施例２で触れたように酸化膜が形成されやすいＣｒ等の金属で構成するようにしてもよい。 In FIG. 6, the feature of the fourth embodiment is that the second embodiment is combined with the third embodiment, and the others are the same as the third embodiment. That is, in the fourth embodiment, a metal film 25 such as aluminum is vapor-deposited on the upper surfaces of the plurality of sticking prevention members 24 arranged in a slit shape with respect to the configuration of the third embodiment shown in FIG. is doing. The metal film 25 may be made of a metal such as Cr on which an oxide film is easily formed as described in the second embodiment.

このような構成においては、先の実施例２で得られる効果と実施例３で得られる効果の双方の効果を得ることが可能となる。 In such a configuration, it is possible to obtain both the effects obtained in the second embodiment and the effects obtained in the third embodiment.

図７は本発明の実施例５に係る半導体物理量センサにおける、可動電極５が対向する絶縁層２１を構成するガラス基板の模式的は構成を示す図であり、同図（ａ）は平面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration of a glass substrate constituting the insulating layer 21 facing the movable electrode 5 in the semiconductor physical quantity sensor according to Example 5 of the present invention, and FIG. FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.

先の図５に示す実施例３の構成では、複数の貼り付き防止部材２４をスリット状に配置しているのに対して、この実施例５の特徴とするところは、図７に示すように、凸状の貼り付き防止部材２４をクロス状に凹部２２内に配置したことにあり、他は先の実施例３と同様である。 In the configuration of the third embodiment shown in FIG. 5, the plurality of sticking prevention members 24 are arranged in a slit shape, whereas the feature of the fifth embodiment is as shown in FIG. 7. The convex sticking prevention member 24 is arranged in the concave portion 22 in a cross shape, and the other is the same as in the third embodiment.

このような構成においては、先の実施例３と同様の効果を得ることができることに加えて、貼り付き防止部材２４の配置形状を変えることで、可動電極５とガラス基板との接触面積を様々に変えることが可能となり、接触時の応力を制御することができる。 In such a configuration, in addition to being able to obtain the same effects as those of the third embodiment, the contact area between the movable electrode 5 and the glass substrate can be varied by changing the arrangement shape of the sticking prevention member 24. The stress at the time of contact can be controlled.

なお、この実施例５において、貼り付き防止部材２４の上面に先の実施例４や実施例６で説明したように、金属膜２５を蒸着形成するようにしてもよく、またこの金属膜をＣｒ等の酸化膜が形成されやすい金属で構成するようにしてもよい。 In Example 5, as described in Examples 4 and 6 above, the metal film 25 may be formed on the upper surface of the sticking prevention member 24 by vapor deposition. Alternatively, it may be made of a metal on which an oxide film is easily formed.

１…静電容量式センサ
２…半導体層
３…フレーム部
４…ビーム部
５…可動電極
６…固定電極
２０，２１…絶縁層
２２…凹部
２４…貼り付き防止部材
２５…金属膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Capacitance type sensor 2 ... Semiconductor layer 3 ... Frame part 4 ... Beam part 5 ... Movable electrode 6 ... Fixed electrode 20, 21 ... Insulating layer 22 ... Recessed part 24 ... Sticking prevention member 25 ... Metal film

Claims

外部から与えられた力に応じて可動する半導体可動部と、前記半導体可動部に対向して固定配置されたガラス基板とを備えた半導体物理量センサにおいて、
前記ガラス基板に複数形成されて、前記半導体可動部が可動して前記ガラス基板に接触した際に前記半導体可動部を支持する凸状の貼り付き防止部材を有し、
前記貼り付き防止部材は、前記ガラス基板を選択的に除去して前記ガラス基板に凹部を形成するブラスト加工と、前記ガラス基板に形成された凹部を選択的に除去して前記凸状の貼り付き防止部材を複数形成するウェットエッチング処理とにより形成されてなる
ことを特徴とする半導体物理量センサ。 In a semiconductor physical quantity sensor comprising a semiconductor movable part movable in response to a force applied from the outside, and a glass substrate fixedly arranged facing the semiconductor movable part,
A plurality of sticking prevention members that are formed on the glass substrate and support the semiconductor movable part when the semiconductor movable part moves and contacts the glass substrate,
The sticking prevention member selectively removes the glass substrate to form a recess in the glass substrate, and selectively removes the recess formed in the glass substrate to stick the convex shape. A semiconductor physical quantity sensor formed by a wet etching process for forming a plurality of preventing members.

前記貼り付き防止部材は、島状に配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体物理量センサ。 The semiconductor physical quantity sensor according to claim 1, wherein the sticking prevention member is arranged in an island shape.

前記貼り付き防止部材は、スリット状に配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体物理量センサ。 The semiconductor physical quantity sensor according to claim 1, wherein the sticking prevention member is arranged in a slit shape.

前記貼り付き防止部材は、クロス状に配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体物理量センサ。 The semiconductor physical quantity sensor according to claim 1, wherein the sticking prevention member is arranged in a cross shape.

前記貼り付き防止部材は、その表面に金属膜が形成されている
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体物理量センサ。 The semiconductor physical quantity sensor according to claim 1, wherein a metal film is formed on a surface of the sticking prevention member.

前記金属膜は、その表面に酸化膜が形成されやすい金属で構成されている
ことを特徴とする請求項５に記載の半導体物理量センサ。 The semiconductor physical quantity sensor according to claim 5, wherein the metal film is made of a metal on which an oxide film is easily formed.