JP3729192B2 - 半導体センサ及び同半導体センサの製造方法 - Google Patents
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Description
(第1工程)
先ず、図2(A)及び図3(A)に示したように、シリコンからなる基板10と、その上面上に約1μmの厚さのシリコン酸化膜である犠牲層20と、約10μmのシリコンからなる上層31とを積層してなるSOI(Silicon-on-Insulator)ウエハの上面全体にシリコン酸化膜32を形成する。
次に、図2(B)及び図3(B)に示したように、酸化膜32の上面であって可動部40(貫通孔40aを除く)、櫛歯状電極41a,41b,42a,42b,50a,50b,60a,60b、パッド部51a,51b,61a,61b、梁11a〜11d、ベース部12a〜12d、枠体30、及び基板電極70に相当する部分とこの部分に僅かな幅を加えた部分とをレジスト膜Rにてマスクする。
次に、図2(C)及び図3(C)に示したように、上層31及び酸化膜32をRIE(反応性イオンエッチング)等でエッチングして、後に可動部40となる部分(以下「可動部層40b」という。)に貫通孔40aを形成するとともに、犠牲層20上にベース部12a〜12d、櫛歯状電極50a,50b,60a,60b、パッド部51a,51b,61a,61b、及び枠体30を形成し、可動部層40b、櫛歯状電極41a,41b,42a,42b、梁11a〜11d、及び基板電極70に相当する部分を残す。
次に、図2(D)及び図3(D)に示したように、レジストRを除去し、次いで、酸化シリコンを溶解するがシリコンを溶解することのないフッ酸水溶液(エッチング液)で満たされた槽内にウエハを浸漬し、可動部層40b、櫛歯状電極41a,41b,42a,42b、梁11a〜11d、基板電極70の変形部70b及び基板接合部70cと基板10とに挟まれる犠牲層20をエッチングして除去する。これにより、可動部40、櫛歯状電極41a,41b,42a,42b、及び梁11a〜11dが形成される。また、基板電極70となる部分については、一部が犠牲層20の上面に残されてパッド部70aとなり、他の部分が基板10から浮いた状態となって変形部70b及び基板接合部70cとなる。なお、この時点で突起部21が可動部40の下部に形成される。
次いで、図2(E)及び図3(E)に示したように、アルミ膜を電極パッド13,52a,52b,61a,61b,71に相当する部分にスパッタリング法等により形成し、電極パッド13,52a,52b,62a,62b,71を形成する。
次に、図4(A)に示したように、上記の状態となったウエハを金属ステージ90の上に載せ、この金属ステージ90と基板電極70の電極パッド71との間に電圧を印加する。これにより、基板電極70の変形部70b及び基板接合部70cと基板10との間に静電引力が発生し、変形部70bが基板10方向に変形する。この結果、鏡面状態である基板10の上面と鏡面状態である基板接合部70cとの間がファンデルワールス力により密着(静電接合)する。なお、この金属ステージ90に載置された状態で、半導体センサとしての機能チェックも実施される。
次いで、電極パッド13,52a,52b,62a,62b,71の上面にアルミニウムからなる接続導線(ワイヤ)Wを超音波ワイヤボンディング法等により接合する。そして、これらの接続導線を電気回路装置(図示省略)の端子と接続する。
(第8工程)
最後に、真空中において前述したガラス蓋(図示省略)を枠体30上面に陽極接合等により固着する。
Claims (4)
- 基板に絶縁層を介して振動可能に支持された可動部と、前記可動部の変位を検出する検出部と、前記基板に絶縁層を介して支持されるとともに同基板と密着する部分とを有してなり同基板の電位を取り出す基板電極とを備えた半導体センサの製造方法において、
前記基板電極の製造工程が、
前記基板上面の絶縁層に支持され同基板方向に変形可能な前記基板電極となる部材を形成する工程と、
前記基板電極となる部材の一部を前記基板に静電接合させる工程とを含んだことを特徴とする半導体センサの製造方法。 - 基板に絶縁層を介して振動可能に支持された可動部と、前記可動部の変位を検出する検出部と、前記基板に絶縁層を介して支持されるとともに同基板と密着する部分とを有してなり同基板の電位を取り出す基板電極とを備えた半導体センサの製造方法において、
前記基板電極の製造工程が、
前記基板上面の絶縁層に支持され同基板方向に変形可能な前記基板電極となる部材を形成する工程と、
前記基板上面の絶縁層の上面に電圧印加用電極を形成する工程と、
前記基板電極となる部材と前記電圧印加用電極との間に電圧を印加して同基板電極となる部材の一部を前記基板に静電接合させる工程とを含んだことを特徴とする半導体センサの製造方法。 - 基板に絶縁層を介して振動可能に支持された可動部と、前記可動部の変位を検出する検出部と、前記基板と前記可動部とを同電位に維持する同電位維持手段と、を備えた半導体センサにおいて、
前記同電位維持手段は、前記基板に絶縁層を介して配設された基板電極を含み、同基板電極の一部が前記基板の上面と静電接合されてなることを特徴とする半導体センサ。 - 基板に絶縁層を介して支持されるとともに同基板上で互いに直交する振動軸方向及び検出軸方向に振動可能な可動部と、
前記基板に絶縁層を介して配設されるとともに印加される電圧に基づいて前記可動部を前記振動軸方向に振動させる駆動部と、
前記基板に絶縁層を介して配設される検出用電極を含むとともに前記可動部の前記検出軸方向の変位を同可動部と同検出用電極とにより構成されるコンデンサの静電容量の変化として検出する検出部と、
前記基板と前記可動部とを同電位に維持する同電位維持手段と、
を備えた半導体センサにおいて、
前記同電位維持手段は、
前記基板に絶縁層を介して配設された基板電極を含み、同基板電極の一部が同基板の上面と静電接合され、同基板電極と前記可動部とが所定の電気回路装置に接続されることにより、同可動部と同基板との間を同電位に維持するとともに前記駆動部に印加される電圧に起因する電流が同可動部に実質的に流れないように同可動部と同基板との間のインピーダンスを所定の高インピーダンスに維持するように構成されたことを特徴とする半導体センサ。
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