JP2507840B2 - 半導体加速度センサ - Google Patents
半導体加速度センサInfo
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- JP2507840B2 JP2507840B2 JP3203303A JP20330391A JP2507840B2 JP 2507840 B2 JP2507840 B2 JP 2507840B2 JP 3203303 A JP3203303 A JP 3203303A JP 20330391 A JP20330391 A JP 20330391A JP 2507840 B2 JP2507840 B2 JP 2507840B2
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- Japan
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- acceleration sensor
- semiconductor acceleration
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- semiconductor
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、自動車、航空機、家
電製品等に用いられる加速度検出用の半導体加速度セン
サに関するものである。
電製品等に用いられる加速度検出用の半導体加速度セン
サに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、加速度検出用のセンサとしては、
圧電セラミックス、有機薄膜、シリコン単結晶板等様々
な材料を用いた多種多様の加速度センサが開発され製品
化されている。これらの加速度センサは、ヒステリシ
ス、クリープ、疲労等がなく、また、構造が簡単、電圧
感度が極めて大、簡単に増幅可能等、使い勝手の面にお
いても非常に優れていることから、現在様々な分野で広
く用いられている。
圧電セラミックス、有機薄膜、シリコン単結晶板等様々
な材料を用いた多種多様の加速度センサが開発され製品
化されている。これらの加速度センサは、ヒステリシ
ス、クリープ、疲労等がなく、また、構造が簡単、電圧
感度が極めて大、簡単に増幅可能等、使い勝手の面にお
いても非常に優れていることから、現在様々な分野で広
く用いられている。
【０００３】特に、シリコン単結晶を用いた半導体加速
度センサは、シリコン自体の格子欠陥が極めて少ないた
めに理想的な弾性体となること、半導体プロセス技術を
そのまま転用することができること等の特徴を有するこ
とから、近年では特に注目されている加速度センサであ
る。
度センサは、シリコン自体の格子欠陥が極めて少ないた
めに理想的な弾性体となること、半導体プロセス技術を
そのまま転用することができること等の特徴を有するこ
とから、近年では特に注目されている加速度センサであ
る。
【０００４】図１７は、上記の半導体加速度センサの一
例を示す平面図、図１８は、図１７のＡーＡ線に沿う断
面図である。この半導体加速度センサ１は、シリコン基
板（半導体基板：以下、Ｓｉ基板と略称する）２の中央
部に設けられた質量部３と、このＳｉ基板２を下方から
エッチングすることにより質量部３の周囲に設けられた
ロの字型の薄肉のダイアフラム部（弾性部）４と、この
ダイアフラム部４の上面４ａに不純物拡散により形成さ
れた互いに平行な複数対のピエゾ抵抗５，５，…とを具
備したものである。
例を示す平面図、図１８は、図１７のＡーＡ線に沿う断
面図である。この半導体加速度センサ１は、シリコン基
板（半導体基板：以下、Ｓｉ基板と略称する）２の中央
部に設けられた質量部３と、このＳｉ基板２を下方から
エッチングすることにより質量部３の周囲に設けられた
ロの字型の薄肉のダイアフラム部（弾性部）４と、この
ダイアフラム部４の上面４ａに不純物拡散により形成さ
れた互いに平行な複数対のピエゾ抵抗５，５，…とを具
備したものである。
【０００５】このＳｉ基板２の上面側２ａには上部スト
ッパ６が、また下面側２ｂには下部ストッパ７がそれぞ
れ設けられており、前記ダイアフラム部４の弾性限界内
で質量部３を支持する構成である。上記のダイアフラム
部４は、質量部３の角部の周囲にそれぞれ貫通孔を設け
てこれらの貫通孔の間に梁部を設けた構成とすることも
あり、またＳｉ基板２の中央部に略Ｃ字状の空隙部を形
成し、質量部３を片持ちの梁で支持した構成とすること
もある。
ッパ６が、また下面側２ｂには下部ストッパ７がそれぞ
れ設けられており、前記ダイアフラム部４の弾性限界内
で質量部３を支持する構成である。上記のダイアフラム
部４は、質量部３の角部の周囲にそれぞれ貫通孔を設け
てこれらの貫通孔の間に梁部を設けた構成とすることも
あり、またＳｉ基板２の中央部に略Ｃ字状の空隙部を形
成し、質量部３を片持ちの梁で支持した構成とすること
もある。
【０００６】この種の半導体加速度センサ１は、質量部
３が加速度に応じて変位する時の変位差を、ダイアフラ
ム部４のピエゾ抵抗の抵抗値の変化に変換することで加
速度の変化を検出している。
３が加速度に応じて変位する時の変位差を、ダイアフラ
ム部４のピエゾ抵抗の抵抗値の変化に変換することで加
速度の変化を検出している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の半導
体加速度センサ１では、質量部３の角度（図１８中の
θ）はＳｉの異方性エッチングの特性により一定の値と
なるために、半導体加速度センサ１の感度を低下させず
に小型化しようとすると、必然的にダイアフラム部４の
幅（ｗ1a）が狭くなりセンサとしての感度が低下すると
いう欠点があった。
体加速度センサ１では、質量部３の角度（図１８中の
θ）はＳｉの異方性エッチングの特性により一定の値と
なるために、半導体加速度センサ１の感度を低下させず
に小型化しようとすると、必然的にダイアフラム部４の
幅（ｗ1a）が狭くなりセンサとしての感度が低下すると
いう欠点があった。
【０００８】また、質量部３の上端の幅（ｗ2a）のみを
狭くすると質量部３の質量が小さくなるためにセンサと
しての感度が低下するという欠点があった。したがっ
て、感度を低下させずにいかにして半導体加速度センサ
１を小型化するかが、センサメーカーの大きな課題にな
っていた。
狭くすると質量部３の質量が小さくなるためにセンサと
しての感度が低下するという欠点があった。したがっ
て、感度を低下させずにいかにして半導体加速度センサ
１を小型化するかが、センサメーカーの大きな課題にな
っていた。
【０００９】この発明は、上記の事情に鑑みてなされた
もので、以上の欠点を有効に解決するとともに、小型
化、高感度化、高性能化が可能な半導体加速度センサを
提供することにある。
もので、以上の欠点を有効に解決するとともに、小型
化、高感度化、高性能化が可能な半導体加速度センサを
提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は次の様な半導体加速度センサを採用し
た。すなわち、請求項１記載の半導体加速度センサとし
ては、半導体基板の中央部に形成された質量部と、該半
導体基板の周縁部に形成された枠部と、前記質量部及び
前記枠部の上方に設けられ、これら質量部及び枠部を接
続する薄肉の弾性部と、該弾性部の上面側に形成された
複数対のピエゾ抵抗とを具備してなる半導体加速度セン
サにおいて、前記質量部の上部に水平方向の断面積を該
質量部より縮小してなる薄肉の接続部を設けることによ
り、前記弾性部の水平方向における有効面積を拡張して
なることを特徴としている。
に、この発明は次の様な半導体加速度センサを採用し
た。すなわち、請求項１記載の半導体加速度センサとし
ては、半導体基板の中央部に形成された質量部と、該半
導体基板の周縁部に形成された枠部と、前記質量部及び
前記枠部の上方に設けられ、これら質量部及び枠部を接
続する薄肉の弾性部と、該弾性部の上面側に形成された
複数対のピエゾ抵抗とを具備してなる半導体加速度セン
サにおいて、前記質量部の上部に水平方向の断面積を該
質量部より縮小してなる薄肉の接続部を設けることによ
り、前記弾性部の水平方向における有効面積を拡張して
なることを特徴としている。
【００１１】また、請求項２記載の半導体加速度センサ
としては、請求項１記載の半導体加速度センサにおい
て、前期弾性部は複数の貫通孔の間に設けられた梁部で
あることを特徴としている。
としては、請求項１記載の半導体加速度センサにおい
て、前期弾性部は複数の貫通孔の間に設けられた梁部で
あることを特徴としている。
【００１２】
【作用】この発明に係る半導体加速度センサでは、該半
導体加速度センサにある加速度が作用すると、質量部は
この加速度の方向にこの加速度の大きさに比例して変位
する。質量部の周囲に設けられた弾性部は、この質量部
の変位に対応して特定方向にたわみ、同時にこの弾性部
に設けられた複数対のピエゾ抵抗も歪む。したがって、
この歪によりピエゾ抵抗の抵抗値が変化し、４本のピエ
ゾ抵抗を用いてホイートストンブリッジを構成すれば前
記歪量の大きさに応じた電圧出力が得られる。この電圧
出力の値から前記質量部の変位量が求められ、この変位
量の大きさから前記質量部にかかる加速度の大きさを求
めることができる。
導体加速度センサにある加速度が作用すると、質量部は
この加速度の方向にこの加速度の大きさに比例して変位
する。質量部の周囲に設けられた弾性部は、この質量部
の変位に対応して特定方向にたわみ、同時にこの弾性部
に設けられた複数対のピエゾ抵抗も歪む。したがって、
この歪によりピエゾ抵抗の抵抗値が変化し、４本のピエ
ゾ抵抗を用いてホイートストンブリッジを構成すれば前
記歪量の大きさに応じた電圧出力が得られる。この電圧
出力の値から前記質量部の変位量が求められ、この変位
量の大きさから前記質量部にかかる加速度の大きさを求
めることができる。
【００１３】この発明の請求項１記載の半導体加速度セ
ンサでは、前記質量部の上部に水平方向の断面積を該質
量部より縮小してなる薄肉の接続部を設けることで前記
弾性部の水平方向における有効面積を拡張したことによ
り、この有効面積が拡張された弾性部がセンサとしての
感度を向上させる。
ンサでは、前記質量部の上部に水平方向の断面積を該質
量部より縮小してなる薄肉の接続部を設けることで前記
弾性部の水平方向における有効面積を拡張したことによ
り、この有効面積が拡張された弾性部がセンサとしての
感度を向上させる。
【００１４】また、請求項２記載の半導体加速度センサ
では、前期弾性部は複数の貫通孔の間に設けられた梁部
とすることにより、この拡幅された梁部がセンサとして
の感度を向上させる。
では、前期弾性部は複数の貫通孔の間に設けられた梁部
とすることにより、この拡幅された梁部がセンサとして
の感度を向上させる。
【００１５】
【実施例】以下、この発明の各実施態様について説明す
る。 （第１実施例）まず、この発明の請求項１記載の一実施
例について図１及び図２を参照して説明する。図１は半
導体加速度センサ１１の平面図、図２は、図１のＢーＢ
線に沿う断面図である。
る。 （第１実施例）まず、この発明の請求項１記載の一実施
例について図１及び図２を参照して説明する。図１は半
導体加速度センサ１１の平面図、図２は、図１のＢーＢ
線に沿う断面図である。
【００１６】この半導体加速度センサ１１は、ｎ型のシ
リコン基板（１００）（半導体基板：以下、Ｓｉ基板と
略称する）１２の中央部を下方からロの字型にエッチン
グして形成され、その上部に水平方向の断面積を縮小し
てなる薄厚の接続部１５が設けられた質量部１６と、Ｓ
ｉ基板１２の周縁部に形成された枠部２０と、質量部１
６及び枠部２０の上方に設けられ、これら質量部１６及
び枠部２０を接続するとともに水平方向の断面積が縮小
された接続部１５が設けられたことで水平方向における
有効面積が拡張された薄厚かつ幅広のダイアフラム部
（弾性部）１４と、ダイアフラム部１４の上面１４ａに
不純物拡散により形成された複数対のピエゾ抵抗１７，
１７，…とから略構成されている。
リコン基板（１００）（半導体基板：以下、Ｓｉ基板と
略称する）１２の中央部を下方からロの字型にエッチン
グして形成され、その上部に水平方向の断面積を縮小し
てなる薄厚の接続部１５が設けられた質量部１６と、Ｓ
ｉ基板１２の周縁部に形成された枠部２０と、質量部１
６及び枠部２０の上方に設けられ、これら質量部１６及
び枠部２０を接続するとともに水平方向の断面積が縮小
された接続部１５が設けられたことで水平方向における
有効面積が拡張された薄厚かつ幅広のダイアフラム部
（弾性部）１４と、ダイアフラム部１４の上面１４ａに
不純物拡散により形成された複数対のピエゾ抵抗１７，
１７，…とから略構成されている。
【００１７】これらのピエゾ抵抗１７，…は、ゲージ方
向＜１１０＞の横方向のピエゾ抵抗効果を用いたもの
で、これらのピエゾ抵抗１７，…はＳｉ基板１２の平面
内で互いに平行に配置されている。
向＜１１０＞の横方向のピエゾ抵抗効果を用いたもの
で、これらのピエゾ抵抗１７，…はＳｉ基板１２の平面
内で互いに平行に配置されている。
【００１８】このＳｉ基板１２の上面側１２ａには上部
ストッパ１８が、また下面側１２ｂには下部ストッパ１
９がそれぞれ設けられており、前記ダイアフラム部１４
の弾性限界内で質量部１６を支持している。
ストッパ１８が、また下面側１２ｂには下部ストッパ１
９がそれぞれ設けられており、前記ダイアフラム部１４
の弾性限界内で質量部１６を支持している。
【００１９】次に、図３乃至図１５を参照して上記の半
導体加速度センサ１１の製造方法について説明する。
導体加速度センサ１１の製造方法について説明する。
【００２０】（１）図３参照 ｎ型のＳｉ基板（１００）２１を用意し、表裏各々の面
に鏡面研磨を施す。
に鏡面研磨を施す。
【００２１】（２）図４参照 Ｓｉ基板２１の表面にシリコン酸化膜（以下、ＳｉＯ2
膜と称する）２２を形成する。
膜と称する）２２を形成する。
【００２２】（３）図５参照 ２枚のＳｉ基板２１のＳｉＯ2膜２２同士を貼着し、３
００〜４００℃の大気中においてこれらのＳｉ基板２
１，２１間に５００〜６００Ｖの電圧を印加し（陽極接
合）、これらのＳｉ基板２１，２１同士を接合し、ＳＯ
Ｉ（Ｓilicon ＯnＩnsulator）基板２３とする。前記Ｓ
ｉＯ2膜２２，２２同士は強固に接合されて一体化され
ＳｉＯ2膜２４となる。上記のＳＯＩ基板２３は、上述
した陽極接合以外に、気相成長による方法、あるいはイ
オン注入による方法等によっても製造することができ
る。
００〜４００℃の大気中においてこれらのＳｉ基板２
１，２１間に５００〜６００Ｖの電圧を印加し（陽極接
合）、これらのＳｉ基板２１，２１同士を接合し、ＳＯ
Ｉ（Ｓilicon ＯnＩnsulator）基板２３とする。前記Ｓ
ｉＯ2膜２２，２２同士は強固に接合されて一体化され
ＳｉＯ2膜２４となる。上記のＳＯＩ基板２３は、上述
した陽極接合以外に、気相成長による方法、あるいはイ
オン注入による方法等によっても製造することができ
る。
【００２３】（４）図６参照 ＳＯＩ基板２３の一方のＳｉ基板２１を所定の厚みまで
研磨し、Ｓｉ膜２５とする。
研磨し、Ｓｉ膜２５とする。
【００２４】（５）図７参照 ＳＯＩ基板２３の表裏各々の面にＳｉＯ2膜２６，２７
を形成する。
を形成する。
【００２５】（６）図８参照 ホトリソグラフィにより、表面側のＳｉＯ2膜２６に不
純物拡散用窓３１，３１，…を形成する。次に、不純物
拡散用窓３１，３１，…からホウ素（ボロン：Ｂ）を供
給し、ｐ型拡散層（以下、ピエゾ抵抗と称する）１７，
１７，…を形成する。さらに、ドライブイン処理によ
り、ピエゾ抵抗１７上にＳｉＯ2膜２６を成長させる。
純物拡散用窓３１，３１，…を形成する。次に、不純物
拡散用窓３１，３１，…からホウ素（ボロン：Ｂ）を供
給し、ｐ型拡散層（以下、ピエゾ抵抗と称する）１７，
１７，…を形成する。さらに、ドライブイン処理によ
り、ピエゾ抵抗１７上にＳｉＯ2膜２６を成長させる。
【００２６】（７）図９参照 プラズマＣＶＤ法、あるいは常圧ＣＶＤ法や減圧ＣＶＤ
法により、ＳｉＯ2膜２６，２７のそれぞれの面の上に
窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）膜（以下、ＳＮ膜と称する）３
２，３３を成長させる。
法により、ＳｉＯ2膜２６，２７のそれぞれの面の上に
窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）膜（以下、ＳＮ膜と称する）３
２，３３を成長させる。
【００２７】（８）図１０参照 ホトリソグラフィにより、裏面のＳＮ膜３２の上にダイ
アフラムのパターンを形成してＣＦ4プラズマエッチン
グによりこのＳＮ膜３２をエッチングし、さらに弗酸系
のエッチング液によりＳｉＯ2膜２７をエッチングし、
ＳＯＩ基板２３の裏面にダイアフラムエッチング用のマ
スク３４を形成する。
アフラムのパターンを形成してＣＦ4プラズマエッチン
グによりこのＳＮ膜３２をエッチングし、さらに弗酸系
のエッチング液によりＳｉＯ2膜２７をエッチングし、
ＳＯＩ基板２３の裏面にダイアフラムエッチング用のマ
スク３４を形成する。
【００２８】（９）図１１参照 水酸化カリウム水溶液（ＫＯＨ液）により、下方からＳ
ＯＩ基板２３をエッチングし、ダイアフラム部３５を形
成する。この場合、ＳｉＯ2膜２４は異方性エッチング
の際のストッパとして用いられる。次に、熱リン酸等を
用いてＳＮ膜３２，３３を除去する。
ＯＩ基板２３をエッチングし、ダイアフラム部３５を形
成する。この場合、ＳｉＯ2膜２４は異方性エッチング
の際のストッパとして用いられる。次に、熱リン酸等を
用いてＳＮ膜３２，３３を除去する。
【００２９】（１０）図１２参照 弗酸系のエッチング液により、下方からダイアフラム部
３５のＳｉＯ2膜２４をサイドエッチングし、薄厚かつ
幅広のダイアフラム部１４を形成する。この際、ＳｉＯ
2膜２６，２７も同時に除去される。
３５のＳｉＯ2膜２４をサイドエッチングし、薄厚かつ
幅広のダイアフラム部１４を形成する。この際、ＳｉＯ
2膜２６，２７も同時に除去される。
【００３０】（１１）図１３参照 Ｓｉ膜２５の上にレジスト３６を塗布して電気配線用コ
ンタクトホールのパターンを形成し、ホトリソグラフィ
によりＳＯＩ基板２３上に形成されたピエゾ抵抗１７，
１７，…の上にコンタクトホール３７,３７,…を形成す
る。
ンタクトホールのパターンを形成し、ホトリソグラフィ
によりＳＯＩ基板２３上に形成されたピエゾ抵抗１７，
１７，…の上にコンタクトホール３７,３７,…を形成す
る。
【００３１】（１２）図１４参照 真空蒸着またはスパッタリングにより、ＳＯＩ基板２３
表面に配線パターン（図示せず）を形成するとともに、
コンタクトホール３７，３７，…にオーミック特性を有
するアルミニウム電極３８，３８，…を形成する。な
お、上記のアルミニウム電極３８は、工程上あるいは動
作上において腐食等の恐れがある場合には、Ａｕまたは
金属の多層構造（Ａｕ−Ｍｏ,Ｃｒ−Ｔｉ−Ｃｕ−Ａｕ
等）等を用いてもよい。
表面に配線パターン（図示せず）を形成するとともに、
コンタクトホール３７，３７，…にオーミック特性を有
するアルミニウム電極３８，３８，…を形成する。な
お、上記のアルミニウム電極３８は、工程上あるいは動
作上において腐食等の恐れがある場合には、Ａｕまたは
金属の多層構造（Ａｕ−Ｍｏ,Ｃｒ−Ｔｉ−Ｃｕ−Ａｕ
等）等を用いてもよい。
【００３２】（１３）図１５参照 ＳＯＩ基板２３の上面（Ｓｉ膜２５の上面）に上部スト
ッパ１８を、またＳＯＩ基板２３の下面（Ｓｉ基板２１
の下面）に下部ストッパ１９をそれぞれ取り付ける。以
上により、小型かつ高感度の半導体加速度センサ１１を
得ることができる。
ッパ１８を、またＳＯＩ基板２３の下面（Ｓｉ基板２１
の下面）に下部ストッパ１９をそれぞれ取り付ける。以
上により、小型かつ高感度の半導体加速度センサ１１を
得ることができる。
【００３３】以上説明した様に、上記の半導体加速度セ
ンサ１１によれば、Ｓｉ基板１２の中央部に形成され、
その上部に薄厚の接続部１５が設けられた質量部１６
と、Ｓｉ基板１２の周縁部に形成された枠部２０と、質
量部１６及び枠部２０の上方に設けられ、これら質量部
１６及び枠部２０を接続する薄厚かつ幅広のダイアフラ
ム部１４と、ダイアフラム部１４の上面１４ａに形成さ
れた複数対のピエゾ抵抗１７，１７，…とから略構成し
たので、従来と同一の大きさのＳｉ基板１２に水平方向
における有効面積が従来より拡張されたダイアフラム部
１４を形成することができ、センサとしての感度を大幅
に向上させることができる。
ンサ１１によれば、Ｓｉ基板１２の中央部に形成され、
その上部に薄厚の接続部１５が設けられた質量部１６
と、Ｓｉ基板１２の周縁部に形成された枠部２０と、質
量部１６及び枠部２０の上方に設けられ、これら質量部
１６及び枠部２０を接続する薄厚かつ幅広のダイアフラ
ム部１４と、ダイアフラム部１４の上面１４ａに形成さ
れた複数対のピエゾ抵抗１７，１７，…とから略構成し
たので、従来と同一の大きさのＳｉ基板１２に水平方向
における有効面積が従来より拡張されたダイアフラム部
１４を形成することができ、センサとしての感度を大幅
に向上させることができる。
【００３４】また、ＳｉＯ2膜２４は、ＳＯＩ基板２３
の異方性エッチングの際のストッパとして用いることが
できるので、薄厚のＳｉ基板においても制御性良くダイ
アフラム部１４を形成することができる。
の異方性エッチングの際のストッパとして用いることが
できるので、薄厚のＳｉ基板においても制御性良くダイ
アフラム部１４を形成することができる。
【００３５】また、従来の片持梁や両持梁の構造のよう
に特別の製造工程を取り入れる必要がなく、通常の半導
体製造プロセスにより作成することができるので、超小
形の半導体加速度センサを作成することができる。
に特別の製造工程を取り入れる必要がなく、通常の半導
体製造プロセスにより作成することができるので、超小
形の半導体加速度センサを作成することができる。
【００３６】以上により、小型化、高感度化、高性能化
が可能な半導体加速度センサ１１を提供することができ
る。
が可能な半導体加速度センサ１１を提供することができ
る。
【００３７】なお、ＳＯＩ基板２３の替わりにＳＯＳ
（Ｓilicon Ｏn Ｓapphire）基板を用いても半導体加速
度センサ１１の製造は可能である。この場合は、陽極接
合を用いることなく、通常のエピタキシャル成長により
Ｓｉ膜２５を形成することができる。
（Ｓilicon Ｏn Ｓapphire）基板を用いても半導体加速
度センサ１１の製造は可能である。この場合は、陽極接
合を用いることなく、通常のエピタキシャル成長により
Ｓｉ膜２５を形成することができる。
【００３８】（第２実施例）図１６は、この発明の請求
項２記載の一実施例である半導体加速度センサ４１を示
す平面図である。この半導体加速度センサ４１において
上記一実施例の半導体加速度センサ１１と異なる点は、
Ｓｉ基板１２の中央部の質量部１６の周囲に矩形の貫通
孔４２，４２，…を等方的に形成し、これらの隣接する
貫通孔４２，４２間に梁部４３を形成した点であり、こ
の構成以外上記の半導体加速度センサ１１と全く同一で
ある。
項２記載の一実施例である半導体加速度センサ４１を示
す平面図である。この半導体加速度センサ４１において
上記一実施例の半導体加速度センサ１１と異なる点は、
Ｓｉ基板１２の中央部の質量部１６の周囲に矩形の貫通
孔４２，４２，…を等方的に形成し、これらの隣接する
貫通孔４２，４２間に梁部４３を形成した点であり、こ
の構成以外上記の半導体加速度センサ１１と全く同一で
ある。
【００３９】この半導体加速度センサ４１においても、
上記一実施例の半導体加速度センサ１１と同様にセンサ
としての感度を大幅に向上させることができる。また、
薄厚のＳｉ基板においても制御性良く梁部４３を形成す
ることができる。したがって、小型化、高感度化、高性
能化が可能な半導体加速度センサ４１を提供することが
できる。
上記一実施例の半導体加速度センサ１１と同様にセンサ
としての感度を大幅に向上させることができる。また、
薄厚のＳｉ基板においても制御性良く梁部４３を形成す
ることができる。したがって、小型化、高感度化、高性
能化が可能な半導体加速度センサ４１を提供することが
できる。
【００４０】以上説明した様に、この発明の請求項１記
載の半導体加速度センサによれば、半導体基板の中央部
に形成された質量部と、該半導体基板の周縁部に形成さ
れた枠部と、前記質量部及び前記枠部の上方に設けら
れ、これら質量部及び枠部を接続する薄肉の弾性部と、
該弾性部の上面側に形成された複数対のピエゾ抵抗とを
具備してなる半導体加速度センサにおいて、前記質量部
の上部に水平方向の断面積を該質量部より縮小してなる
薄肉の接続部を設けることにより、前記弾性部の水平方
向における有効面積を拡張してなることとしたので、従
来と同一の大きさの半導体基板に水平方向における有効
面積が従来より拡張された弾性部を形成することがで
き、センサとしての感度を大幅に向上させることができ
る。
載の半導体加速度センサによれば、半導体基板の中央部
に形成された質量部と、該半導体基板の周縁部に形成さ
れた枠部と、前記質量部及び前記枠部の上方に設けら
れ、これら質量部及び枠部を接続する薄肉の弾性部と、
該弾性部の上面側に形成された複数対のピエゾ抵抗とを
具備してなる半導体加速度センサにおいて、前記質量部
の上部に水平方向の断面積を該質量部より縮小してなる
薄肉の接続部を設けることにより、前記弾性部の水平方
向における有効面積を拡張してなることとしたので、従
来と同一の大きさの半導体基板に水平方向における有効
面積が従来より拡張された弾性部を形成することがで
き、センサとしての感度を大幅に向上させることができ
る。
【００４１】また、従来の片持梁や両持梁の構造のよう
に特別の製造工程を取り入れる必要がなく、通常の半導
体製造プロセスにより作成することができるので、超小
形の半導体加速度センサが可能である。
に特別の製造工程を取り入れる必要がなく、通常の半導
体製造プロセスにより作成することができるので、超小
形の半導体加速度センサが可能である。
【００４２】また、請求項２記載の半導体加速度センサ
によれば、請求項１記載の半導体加速度センサにおい
て、前期弾性部は複数の貫通孔の間に設けられた梁部で
あることとしたので、従来と同一の大きさの半導体基板
に拡幅された弾性部を形成することができ、センサとし
ての感度を大幅に向上させることができる。
によれば、請求項１記載の半導体加速度センサにおい
て、前期弾性部は複数の貫通孔の間に設けられた梁部で
あることとしたので、従来と同一の大きさの半導体基板
に拡幅された弾性部を形成することができ、センサとし
ての感度を大幅に向上させることができる。
【００４３】以上により、小型化、高感度化、高性能化
が可能な半導体加速度センサを提供することができる。
が可能な半導体加速度センサを提供することができる。
【図１】本発明の第１実施例の半導体加速度センサを示
す平面図である。
す平面図である。
【図２】図１のＢーＢ線に沿う断面図である。
【図３】本発明の第１実施例の半導体加速度センサの製
造工程の一部を示す一過程図である。
造工程の一部を示す一過程図である。
【図４】本発明の第１実施例の半導体加速度センサの製
造工程の一部を示す一過程図である。
造工程の一部を示す一過程図である。
【図５】本発明の第１実施例の半導体加速度センサの製
造工程の一部を示す一過程図である。
造工程の一部を示す一過程図である。
【図６】本発明の第１実施例の半導体加速度センサの製
造工程の一部を示す一過程図である。
造工程の一部を示す一過程図である。
【図７】本発明の第１実施例の半導体加速度センサの製
造工程の一部を示す一過程図である。
造工程の一部を示す一過程図である。
【図８】本発明の第１実施例の半導体加速度センサの製
造工程の一部を示す一過程図である。
造工程の一部を示す一過程図である。
【図９】本発明の第１実施例の半導体加速度センサの製
造工程の一部を示す一過程図である。
造工程の一部を示す一過程図である。
【図１０】本発明の第１実施例の半導体加速度センサの
製造工程の一部を示す一過程図である。
製造工程の一部を示す一過程図である。
【図１１】本発明の第１実施例の半導体加速度センサの
製造工程の一部を示す一過程図である。
製造工程の一部を示す一過程図である。
【図１２】本発明の第１実施例の半導体加速度センサの
製造工程の一部を示す一過程図である。
製造工程の一部を示す一過程図である。
【図１３】本発明の第１実施例の半導体加速度センサの
製造工程の一部を示す一過程図である。
製造工程の一部を示す一過程図である。
【図１４】本発明の第１実施例の半導体加速度センサの
製造工程の一部を示す一過程図である。
製造工程の一部を示す一過程図である。
【図１５】本発明の第１実施例の半導体加速度センサの
製造工程の一部を示す一過程図である。
製造工程の一部を示す一過程図である。
【図１６】本発明の第２実施例の半導体加速度センサを
示す平面図である。
示す平面図である。
【図１７】従来の半導体加速度センサを示す平面図であ
る。
る。
【図１８】図１７のＡーＡ線に沿う断面図である。
１１ 半導体加速度センサ １２ シリコン基板（半導体基板） １４ ダイアフラム部（弾性部） １５ 接続部 １６ 質量部 １７ ピエゾ抵抗 ４１ 半導体加速度センサ ４２ 貫通孔 ４３ 梁部
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体基板の中央部に形成された質量部
と、該半導体基板の周縁部に形成された枠部と、前記質
量部及び前記枠部の上方に設けられ、これら質量部及び
枠部を接続する薄肉の弾性部と、該弾性部の上面側に形
成された複数対のピエゾ抵抗とを具備してなる半導体加
速度センサにおいて、 前記質量部の上部に水平方向の断面積を該質量部より縮
小してなる薄肉の接続部を設けることにより、前記弾性
部の水平方向における有効面積を拡張してなることを特
徴とする半導体加速度センサ。 - 【請求項２】 前記弾性部は複数の貫通孔の間に設けら
れた梁部であることを特徴とする請求項１記載の半導体
加速度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3203303A JP2507840B2 (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | 半導体加速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3203303A JP2507840B2 (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | 半導体加速度センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0526901A JPH0526901A (ja) | 1993-02-05 |
| JP2507840B2 true JP2507840B2 (ja) | 1996-06-19 |
Family
ID=16471803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3203303A Expired - Lifetime JP2507840B2 (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | 半導体加速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2507840B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4628018B2 (ja) * | 2003-05-22 | 2011-02-09 | セイコーインスツル株式会社 | 容量型力学量センサとその製造方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01248067A (ja) * | 1988-03-29 | 1989-10-03 | Fujikura Ltd | 半導体加速度センサの製造方法 |
| JPH02119270A (ja) * | 1988-10-28 | 1990-05-07 | Nec Corp | 半導体センサ |
| JPH02309259A (ja) * | 1989-05-24 | 1990-12-25 | Nissan Motor Co Ltd | 半導体加速度センサ |
| JPH0367177A (ja) * | 1989-08-07 | 1991-03-22 | Nippondenso Co Ltd | 半導体加速度センサ |
-
1991
- 1991-07-19 JP JP3203303A patent/JP2507840B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01248067A (ja) * | 1988-03-29 | 1989-10-03 | Fujikura Ltd | 半導体加速度センサの製造方法 |
| JPH02119270A (ja) * | 1988-10-28 | 1990-05-07 | Nec Corp | 半導体センサ |
| JPH02309259A (ja) * | 1989-05-24 | 1990-12-25 | Nissan Motor Co Ltd | 半導体加速度センサ |
| JPH0367177A (ja) * | 1989-08-07 | 1991-03-22 | Nippondenso Co Ltd | 半導体加速度センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0526901A (ja) | 1993-02-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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