JPH05133976A - 半導体チツプ運動変換器及びその形成方法 - Google Patents

半導体チツプ運動変換器及びその形成方法

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JPH05133976A
JPH05133976A JP3040785A JP4078591A JPH05133976A JP H05133976 A JPH05133976 A JP H05133976A JP 3040785 A JP3040785 A JP 3040785A JP 4078591 A JP4078591 A JP 4078591A JP H05133976 A JPH05133976 A JP H05133976A
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substrate
frame
flexure
motion converter
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JP3040785A
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Paul Greiff
ポール・グライフ
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Charles Stark Draper Laboratory Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】弾性的に支持される半導体基板の部分をそれよ
り分離して形成する小型の運動変換器。 【構成】半導体材料からエッチングによって製造される
運動変換器であって、弾性的に支持されるエレメント１
６，２０を有する。それらによって振動感度に対応する
電気的な検知信号又はトルク信号が発生し種々の物理的
なパラメータに関する変換器が構成される。ジャイロス
コピック変換器の場合、重り２８が両側にバランスを取
って設けられる。エレメント１６，２２と電極３０，３
２，３８，４０はｐｎ接合又は誘電体によって分離され
る。２０，２４が支持連結部を構成する。結晶配向の選
択はエレメントをエッチングによて形成するために重要
である。機械−電気信号の変換はｐｎ接合と撓み部の制
御作用によって構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、小型の運動変換器であ
って、弾性的に支持される半導体基板を半導体から分離
することによって形成されるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】単結晶シリコン又は多結晶シリコンのよ
うな半導体材料の、エッチングされ得る又は他の方法に
よって形成され得る能力は、米国特許第４，５９８，５
８５号に開示されているように、吊り下げられた基板エ
レメントであって、ジャイロスコピック変換に使用され
るもののエッチングによる分離を可能にすべく、利用さ
れてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、そのような
技術及び応用を前進させることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によると、半導体
チップ変換器が開示され、この半導体チップ変換器にお
いては、半導体のエレメントが、半導体材料の枠内に、
この枠に対してそのエレメントが運動するのを可能にす
る可撓性の連結部（撓み部）によって支持されている。
支持されているエレメント及び枠は、通常、同じ単結晶
半導体又は多結晶半導体の塊から形成され、そして、支
持されているエレメントが、その塊からエッチングによ
って形成され、エレメント及び枠の両方が形成される。
選択的なエッチングが利用される場合には、単結晶シリ
コンが用いられる。連結撓み部は、同じ半導体の塊から
形成され且つ選択的なエッチングによって残され得る
か、あるいは、誘電性の成長させられた層として独立に
形成され得る。
【０００５】変換器は、加速度変換、ジャイロスコピッ
ク変換を含む、種々の機能を満たすことが可能であり、
トルク及び／又は位置の検知を行うべく、振動圧力感知
電極が、半導体の枠内の、撓み支持されているエレメン
トに面する部分に形成される。そのような電極は、ｐｎ
接合により、あるいは、適切に成長させられ且つエッチ
ングされる誘電体層により、分離され得る。
【０００６】運動変換のため、通常、重りが、撓み支持
されている半導体のエレメントに設けられる。なお、重
りは、質量のバランスをとる目的で、エレメントの上側
及び下側の両方に設けられてもよい。
【０００７】単結晶半導体材料は、エッチングプロセス
を制御するため、（１１１）面で有利に配向させられ得
る。完全なアンダーエッチングを容易にするため、撓み
支持されているエレメントを貫通する付加的な孔が、設
けられてもよい。また、撓み支持されているエレメント
は、応力除去をもたらすべく、基板と枠との間の可撓性
の連結部即ち撓み部に隣接する位置に孔を設けられても
よい。
【０００８】変換器の電気的な励振は、ジャイロスコピ
ックな応用又は加速度計への応用に適した回路によって
もたらされる。
【０００９】
【実施例】本発明は、半導体材料の枠内に弾性的に支持
されるエレメント即ち基板が、エッチングにより、その
枠と同じ半導体材料から製造される運動変換器に関す
る。中でも加速度変換、ジャイロスコピック変換又は圧
力変換を包含し得る変換機能を達成すべく、運動を検知
又は誘導する電極が、枠又は別の基板に設けられる。電
極の分離は、ｐｎ接合分離又は酸化膜分離を用いて達成
され得る。更に、エレメントと枠との間の支持は、一体
的な半導体撓み部又は別個に形成される誘電体撓み部に
よって達成され得る。加速度変換又はジャイロスコピッ
ク変換に対しては、弾性的に支持されているエレメント
の両側に好適に設けられる重りが、機能に応じて、回転
軸の中心に又は回転軸から外れて置かれる。エレメント
を枠から自由にするための制御を容易にするため、エッ
チングが、（１００）結晶面で行われ、且つエッチング
用の孔の縁部からシリコン内へ延在する（１１１）面に
よって制限されるよう、半導体ウェーファは、好適に向
きを合わされる。応力除去のための又はエレメント下の
エッチングを容易にするための付加的なスリットが、設
けられる。
【００１０】本発明に係る運動変換器、特にジャイロス
コピック変換器が、図１に示されている。図１を参照す
るに、半導体の枠１２内に、弾性的に支持されているジ
ンバルシステム１４が図示されており、このジンバルシ
ステムは、平坦な内側エレメント１６を具備しており、
この内側エレメントは、それを外側エレメント２２に接
続する弾性支持部即ち撓み部２０を介して軸１８の周り
に回転可能に支持されており、その外側エレメントは、
撓み部２４により、軸２６の周りに回転可能に枠１２に
支持されている。重り２８が、内側エレメント１６上
に、軸１８の位置において支持されている。
【００１１】要素１６、２０、２２、２４及び枠１２
は、単結晶又は多結晶の半導体材料の単一の塊から製造
されており、この塊は、後述するプロセスにより、それ
らの要素を残すようにしてエッチングされたものであ
る。
【００１２】１対の電極３０及び３２が、外側エレメン
ト２２の、軸２６から最も離れた部分の下方に配設され
ており、外側エレメント２２、従って内側エレメント１
６の、軸２６の周りの振動をもたらすべく付勢される。
電極３０及び３２に対する付勢は、外方に延出する導電
路３４及び３６を介して行われる。１組の内側の電極３
８及び４０が、内側エレメント１６の下方に、軸１８に
平行に且つそれから離れて配設されている。それらは、
導電路４２及び４４を介して周知の外部検知電子装置に
接続されており、もって、内側エレメント１６の振動運
動が検出される。１対のガード電極４６及び４８が、一
方において電極３０及び３２からの電界を、他方におい
て電極３８及び４０からの電界を電気的に分離すべく機
能する。
【００１３】作用時には、電極３０及び３２が、外側エ
レメント２２及び内側エレメント１６の、軸２６の周り
の振動を誘導すべく、付勢される。内側エレメント１６
及び外側エレメント２２に垂直な軸５０の周りの全体の
回転は、内側エレメント１６の、軸１８の周りの振動を
誘導し、この振動は、後述する電子装置により、電極３
８及び４０を介して検知される。
【００１４】電極３０、３２、３８及び４０並びにガー
ド電極４６及び４８は、内側エレメント１６及び外側エ
レメント２２の極く近傍に配設される、ガラス又はその
他の誘電体基板のような別個の基板に有利に設けられ
得、あるいは、半導体材料である枠１２の一部に埋め込
まれ得る。以下、図１に示されている構造が実現され得
るところの種々の実施例について説明する。
【００１５】図１に示されている構造を形成するための
第１の形態が、図２〜図８に示されている。図２及び図
３に、上記の構造の製造における最初の段階が示されて
いる。図示のように、ｐ型半導体材料からなる基板５２
が、その表面に酸化膜５４を生成すべく、熱的に酸化さ
れる。次いで、ウェーファは、酸化膜５４のパターンを
その上面に生成すべく、フォトリソグラフィ技術で処理
される。耐エッチング性ｐ型ホウ素拡散部が、領域５６
及び５８内に形成され、これらの領域は、図１に示され
ている内側エレメント及び外側エレメントを画成する。
【００１６】図４及び図５を参照するに、基板５２の表
面上に熱的に成長させられた酸化膜６０に、孔即ち窓の
別々のパターンが、フォトリソグラフィによって形成さ
れており、もって、耐エッチング性ｐ型ホウ素ドーパン
トの、撓み部６２及び６４への選択的な拡散が可能にな
る。なお、撓み部６２は、領域５６と領域５８との間に
延在している一方、撓み部６４は、基板５２の残りの部
分に延在している。通常、チタン−タングステン／金
（Ｔｉ−Ｗ／Ａｕ）からなる二層の金属化層が、ウェー
ファ上に付着させられる。この時点ではウェーファ上で
連続であるＴｉ−Ｗの下層を侵蝕することなく、Ａｕの
上層は、フォトリソグラフィでパターンを形成さる。
【００１７】次に、図６に示されているように、厚いフ
ォトレジスト層６６が、重り６８の位置に付着させられ
且つ孔を設けられ、もって、重り２８に対応する重り６
８の形成が、可能になる。重り６８は、通常は、Ａｕ金
属化パッド上にめっきされたＡｕである。Ｔｉ−Ｗ層
は、露出させられている領域であってめっきされるべき
ものとの共通の電気的コンタクトに使用される。それ
は、めっきで形成された重りの下を除いて、後に除去さ
れる。
【００１８】次に、図７に示されている電極のパターン
が、ガラス基板７０に形成される。特に、電極３０及び
３２に対応する外側の電極７２は、後述するトルクを誘
導するトルク発生器７４及び７５により、ボンディング
パッドを介して付勢される。内側の電極７６及び７８
が、ガラス基板７０上に同様に形成され、後述する信号
発生器８０及び８１に接続されている。中間の電極８２
は、後述するように、トルク電極と信号発生電極との間
でガード機能を提供する。電極７６及び７８は、図１に
示されている電極３８及び４０に対応する。
【００１９】図８を参照するに、構造における他の要素
を侵蝕しないシリコンエッチング剤による基板５２の表
面のエッチングは、図８に示されている上部構造を形成
し、この上部構造において、内側エレメント５６は、撓
み部６２を介する連結を除いて、自由にされており、そ
の撓み部は、外側エレメント５８に連結されており、こ
の外側エレメントは、撓み部６４により、基板５２に連
結されている。領域５６、５８、６２及び６４を生成す
るドーパントの拡散は、エッチングを防止し又はその速
度を減少させ、もって、半導体材料からなる基板５２が
急速にエッチングされる間、ドーパントが拡散された領
域においては、僅かなエッチングが起こるだけである。
図８に示されている構造は、そのようにして生成され
る。エッチングを停止させるドーパントレベルは、８×
１０19ホウ素イオン／ｃｍ3 より大きい範囲内にある。
【００２０】次に、ガラス基板７０及び半導体の枠５２
は、図８に示されているように、整合させられ、周辺部
におけるエポキシ接着又は他の周知の手段により、その
位置に固定される。電極７２、８２、７６及び７８は、
ガラス基板７０の外周部に配設されているボンディング
パッドで終端する。適切なパッケージ内に装着され、パ
ッケージのリードにワイヤーボンディングされることに
よって完成した装置は、振動をジャイロスコープのよう
にして検知する、小型化された運動変換器を提供し、こ
の運動変換器は、多数の変型の迅速な生産を可能にす
る、拡散技術、エッチング技術及びめっき技術を用いる
ことにより、容易に製造される。電極７２、８２、７６
及び７８は、感度を良好にするため、好適に延在し、内
側エレメント５６及び外側エレメント５８に接近してい
る。
【００２１】図８において、重りのアンバランスな配置
は、ある軸に沿う加速度に過敏になる。そのような過敏
性は望ましくないので、図９に示されているような構造
及びその構造のための処理段階が、バランスのとれた重
りを形成すべく利用され得る。そこに示されているよう
に、半導体材料５２は、凹部５３を形成すべくエッチン
グされる。次に、エッチングされた半導体材料５２の表
面は、上述した耐エッチング性をもたらすための層５５
を形成すべく、ドープされる。凹部５３を含む、半導体
材料５２のドープされた表面全体に、金属化層５７（通
常はチタン−タングステン、次いで金）が、形成され
る。フォトレジスト層５９が、金属化層５７上に形成さ
れ、バランスのとれた重りで覆われるべき領域６１にお
いて露光される。次に、重り６８Ａ（通常は電気めっき
されたＡｕ）が、フォトレジスト層５９における孔内へ
のめっきによって形成される。あるいは、めっきされる
べき領域を除く、金属化層５７の必要でない部分が、フ
ォトレジスト層５９の形成に先立ち、エッチングされて
除去され、もって、後に行われる金属化層５７の除去に
よる重り６８Ａのエッチングが避けられる。
【００２２】その後、フォトレジスト層５９が除去さ
れ、ドープされた層５５の下に横たわる半導体材料５２
の部分が、バランスのとれた重り６８Ａであってドープ
された層５５に支持されているものを残しつつエッチン
グ除去され、そのドープされた層は、上述した撓み支持
部の形成との関連において、撓み支持されているエレメ
ントであって、その上にバランスのとれた重りを有する
ものになる。重り６８又は６８Ａは、付着又は成長させ
られるシリコン又はポリシリコンのような他の材料でも
形成され得る。
【００２３】図８に示されているガラス基板７０のよう
な、別体のガラス基板上に電極を形成する代りに、電極
は、半導体材料内に形成され得る。そのような装置及び
それを形成するためのプロセスについて、図１０〜図１
６を参照して説明する。
【００２４】図１０に示されているように、埋込み接合
部のパターンが、半導体材料内に形成されなければなら
ない。これらの埋込み接合部は、離れたコンタクト１２
２を有するトルク電極１２０であって、それらのコンタ
クトは半導体材料の表面と接続されているものと、離れ
たコンタクト１２６を有する信号発生器電極１２４であ
って、それらのコンタクトも半導体材料の表面に接続さ
れているものとを含んでいる。このパターンが作られた
後、シリコンの層が、その上にエピタキシャル成長させ
られる。
【００２５】図１１に示されているように、拡散され
た、耐エッチング性ドーパントのパターンが、エピタキ
シャル成長させられた半導体材料の表面を介して、撓み
支持される内側エレメント１１０及び外側エレメント１
１２となる部分に形成され、これらのエレメントは、枠
１１４として作用する半導体材料によって取り囲まれて
いる。内側エレメント１１０及び外側エレメント１１２
は、撓み部を画成する拡散部１１６によって連結されて
いる一方、外側エレメント１２及び枠１１４は、撓み部
を画成する拡散部１１８によって連結されている。
【００２６】上記の構造は、図１２〜図１６に示されて
いるように、通常はｎ型の、半導体材料１３０の単一の
塊から作製される。図１２に示されている半導体材料１
３０の表面上に、電極１２０及び１２４のパターンに対
応する、高濃度にドープされたｐ型領域が形成される。
これらの領域間をドリフトする可能性のあるｐ型ドーパ
ントの電気的な分離を確実にするため、それらの領域の
中間に、浅いｎ型拡散部が用いられ得る。電極１２４、
１２０は、エッチングされた最終的なユニットにおいて
は片持ち梁のようになる。何故ならば、出隅を有する埋
込み電極は、下側をエッチングされるからである。それ
らは、充分長く形成され、エッチング窓を越えてシリコ
ン内に延在することによって固着される。
【００２７】電極１２０、１２４のパターンの形成後、
ｎ型エピタキシャル層１４０が、半導体材料１３０上に
新しい表面１４２まで完全に成長させられる。エピタキ
シャル層１４０は、ｐドリフトを相殺するための初めの
ｎ＋層であって、表面処理を容易にするためのｎ層を伴
うものを含んでいてもよい。ドーパントは拡散し、そし
て、図１１に示されているような、撓み支持される内側
エレメント１１０及び外側エレメント１１２並びに撓み
部１１６及び１１８のパターンを形成すべく、上述した
エッチング技術が利用される。最初の半導体材料１３０
の表面１４２の、孔を設けられている誘電体層１５４を
介するエッチングは、エレメント１１０及び１１２をア
ンダーカットし、導体１３２のパターンで停止する。
【００２８】図１３に示されているように、次の工程
は、誘電体層１５４内の孔１５６を介するｐ型拡散であ
り、これにより、高濃度にドープされた拡散部１５３で
あって、それぞれのコンタクト電極１２０、１２４まで
延在するものが、形成される。好都合なことに、この拡
散は、エレメント１１０及び１１２における拡散と同時
に進行し得る。次に、金属化コンタクト１５８が孔１５
６内に設けられ、埋込み電極１２０、１２４への電気的
な接続が完成する。
【００２９】例えばＡｕからなる重り１４４が、上述し
た内側エレメント１１０となるものの上にめっきによっ
て形成される。エレメント１１０及び１１２への電気的
な接触が、絶縁酸化膜である誘電体層１５４内の孔１５
２を介して設けられている金属化コンタクト１５０及び
半導電性である撓み部１１６及び１１８を介してもたら
される。
【００３０】あるいは、撓み部１１６及び１１８の拡散
形成に先立ち、撓み部１１８及びコンタクト１５０が形
成される地点を取り囲む領域１６０内に、高濃度にドー
プされた領域をもたらす拡散が行われる。撓み部１１８
におけるドーパントの型とは反対の型を有する、その高
濃度ドープ領域は、半導体材料内に埋め込まれている、
電気的接続の導体１３２と、撓み支持されている内側エ
レメント１１０及び外側エレメント１１２との間の追加
の電気絶縁をもたらす。
【００３１】上面図である図１５及び図１６は、結果的
に生ずる構造を示している。そこに示されているよう
に、内側エレメント１１０及び外側エレメント１１２
は、枠１４０内に、誘電体層１２１の下の弾性的な撓み
部１１６及び１１８によってそれぞれ支持されており、
その枠１４０は、その上に熱的に成長又は付着させられ
た誘電体層１５４を有している。コンタクト１５８が表
面に設けられており、これらのコンタクトは、誘電体層
１５４を介して、埋込み電極１２０及び１２４への高濃
度にドープされている拡散部１５３に接続されている。
エレメント１１０及び１１２への電気的な接続を可能に
すべく、孔１５２を介するコンタクト１５０が、同様に
設けられている。通常、これらの電極及びエレメント
は、後述する回路方法論を用いて、電気的にアクセスさ
れる。弾性的に支持されているエレメントと埋込み電極
との間の典型的なギャップは、８ミクロンである。
【００３２】図１７〜図２２は、図１０〜図１６を参照
して上述した半導体ｐｎ接合分離技術とは異なる誘電体
分離技術を用いて埋込み接合電極を形成するための別の
プロセスを示す。
【００３３】図１７に示されているように、（１００）
配向の半導体材料２００は、異方的にエッチングされた
溝２０４であってピーク２０８まで延びているもののパ
ターンに第１の面２０２をエッチングされ、それらのピ
ーク２０８は、それらの間に領域２１２を画定してお
り、この領域は、後述のようにして、半導体材料２００
の他の領域から絶縁分離される。領域２１２のパターン
は、所望の電気接続のパターンに従って半導体材料２０
０に形成される。上述したジャイロスコピック運動変換
器の場合、４つの領域２１２が存在し、ピーク２０８
は、領域２１２への電気的な接触を可能にすべく、上記
の図１０に示されている埋込みコンタクト１２２及び１
２６の態様で領域２１２を取り囲んでいる。
【００３４】図１８に示されているように、次の処理工
程で、溝２０４を含む半導体材料２００の面２０２全体
に、誘電体層２１４が形成される。次に、図１９に示さ
れている工程において、誘電体層２１４は、領域２１２
内の位置に孔を穿設され、そして、導電パターン２１６
が、領域２１２内の孔を介し、且つ誘電体層２１４の表
面に沿って、ジャイロスコピック運動変換器用の上述し
たトルク電極及び信号発生器電極に対応する位置にある
電極２１８まで形成される。導電パターン２１６は、通
常は、ドープされたポリシリコンであって、フォトリソ
グラフィでパターン形成されたものである。ポリシリコ
ンは、ＣＶＤ（化学蒸着）反応器内で薄膜として形成さ
れ得る。次に、図２０に示されているように、絶縁層２
２０が、その上に誘電体層２１４及び導電パターン２１
６を有する面２０２全体に形成される。図２１に示され
ているように、ポリシリコンの厚膜２２１（ほぼ３００
ミクロン厚）が、絶縁層２２０上に付着させられる。
【００３５】半導体材料２００の、面２０２とは反対側
の面は、ピーク２０８がほんの僅かだけ除去される地点
まで、ラップ仕上され且つ化学的に研磨され、この結
果、領域２１２は、絶縁誘電体層２１４によって形成さ
れる誘電体ボウルによって絶縁されると共に、新しい面
２２２が、半導体材料２００に形成される。この面上
に、図２２に示されているように、ジャイロスコピック
運動変換器の弾性的に支持される部材が、上述したドー
プ拡散技術及びエッチング技術を用いて形成される。具
体的には、酸化膜２２４内の孔２２８を介して金属化層
２３０を伴う拡散部２２３が、領域２１２、従って導電
パターン２１６との接触をもたらす。同様に、上述した
ようにして、撓み支持された内側エレメント２３２、内
側の撓み部２３４、撓み支持された外側のエレメント２
３６及び外側の撓み部２３８であって、エッチングを実
質的に妨害するように全てドープされているものが、母
材としての半導体材料２００からエッチングによって形
成される。なお、半導体材料２００の残りの部分は、エ
ッチングされる。酸化膜２２４内の孔２４２を貫通する
電気的なコンタクト２４０が、内側エレメント２３２、
外側エレメント２３６並びに撓み部２３４及び２３８の
ジンバル構造を構成する半導体材料と接触すべく、設け
られている。
【００３６】もし所望するならば、上述のように、追加
の分離をもたすべく、ｎ型拡散層が、コンタクト２４２
の周りに形成され得る。通常、層２００（又は１４０）
は、ｎ型であり、従って、撓み部を形成すべく使用され
るｐ型拡散が、層２００（１４０）とのｐｎ分離接合を
生成する。同様に、バランスのとれた又はとれてない重
り２４４が、ジャイロスコピック運動変換器用の必要な
質量を提供すべく、内側エレメント２３２の中心に設け
られる。図２２の断面図を参照するに、信号発生器用の
１対の電極のうちの一方を形成する追加の電極２４６
が、誘電体層２１４上に形成されている。同様の１組の
電極（図示せず）が、図２２の図の別の側に設けられ
る。そのような全ての電極は、上述した、酸化膜で分離
されている、ドープされたシリコン領域２１２を介して
接触されている。高レベルの電気的な分離が、図１７〜
図２２に示されているように、電極２１８、２４６等の
酸化膜分離を用いて達成される。使用される誘電体は、
望ましくないアンダーエッチングを最小にすべく、熱的
に生成される酸化物又は窒化ケイ素であってよい。
【００３７】加速度感知運動変換器が、図２３及び図２
４に示されているように、上述した技術を用いて形成さ
れ得る。図２３の上面図において、撓み支持されている
エレメント２５０が、半導体材料２５４の枠内に、撓み
部２５２によって支持されている。エレメント２５０
は、一方の端部又は他方の端部に設けられている重り２
５６を有している。駆動電極２５８及び検知電極２６０
が、エレメント２５０の下方に且つそれに近接して設け
られている。電極２５８及び２６０は、別のガラス基板
上に形成されてもよく、又は、上述した、接合分離技術
もしくは酸化膜分離技術により、半導体材料２５４内に
形成されてもよい。図２４の断面図における電極は、上
述した図１０〜図２２の技術に従って形成された、ｐｎ
接合分離埋込み電極である。これにより、図２４に示さ
れているように、金属コンタクト２６２が、ドープされ
ている領域２６６まで酸化膜２６４を貫通して設けられ
ており、その領域２６６は、後述のように、下方に延在
してそれぞれの電極２５８及び２６０のおのおのと接触
している。
【００３８】図２５は、半導体材料における好適なエッ
チング能力を利用するための、エレメント２５０の変形
例を示している。そのような変形例は、上述した運動変
換器のいずれにも適用し得るが、理解を容易にするた
め、図２５に示されている加速度変換器に関して示され
ている。ジャイロスコピック変換器は、その性質上、そ
のような変形例に対する必要性を通常は有していない。
図２５に示されているように、半導体結晶性材料につい
ての好適な配向は、最初の塊であろうと、あるいはエピ
タキシャル成長層であろうと、（１００）面が図２５の
表面に対応するものである。この場合、半導体材料２５
４の本体即ち塊とエレメント２５０の領域との間の孔を
介するエッチングは、半導体材料の（１１１）面におけ
る高レベルの自然のエッチング停止をもたらし、図２４
に示されている良好な形状の側壁２７０が形成される。
エレメント２５０の完全なアンダーカットを促進するた
め、図２５における孔２７２のような追加の孔が、拡散
工程の間にその領域をフォトマスクすることにより、製
造の間にエレメント２５０内に設けられ、この結果、表
面に対して行われるエッチングは、エレメント２５０を
直接的に穿ち、孔２７２を形成する。これは、エレメン
ト２５０のアンダーカット及び完全な分離を促進する。
何故ならば、エッチングは、（１１１）面で停止する
が、（１００）面の露出している下面では続行可能であ
るからである。このように、エッチングは出隅で停止す
るので、所望されている所即ち隅部２７３にのみ出隅が
出現することを保証するための孔２７２を設けるという
ことのみが、必要なことである。ジャイロスコープの場
合、直交する撓み部の存在が、追加の孔を設けることな
く、正しいアンダーカットを保証する。
【００３９】この場合、所望の重り領域以外の重量を制
限するため、運動変換器における撓み支持されるエレメ
ントに、ワッフル状のアンダーエッチングを施すことも
可能である。そのようなワッフル状アンダーエッチング
は、ジャイロスコープへの適用（加速度計への適用も意
図されている）として、図２６及び図２７に示されてい
る。そこに示されているように、弾性的に支持されてい
る内側エレメント２８０は、第１の領域２８２におい
て、第１及び第２の部分２８４におけるよりもより深く
ドープされており、この結果、部分２８４におけるアン
ダーエッチングが促進されてエレメント２８０の重量が
減少し、もって、ジャイロスコピック変換器の感度が高
められる。エレメント２８０は、運動検知用の重り２８
８を有していると共に、撓み支持されている外側エレメ
ント２９２内に、撓み部２９０によって弾性的に支持さ
れており、その外側エレメントは、ずっと薄い弾性的な
撓み部２９４により、枠即ち半導体材料２８６に支持さ
れている。内側及び外側の両エレメントの共鳴周波数の
制御を可能にすべく、外側エレメントもワッフル状にア
ンダーエッチングされ得、もって、ジャイロスコピック
性能が高められる。半導体材料２８６内に埋め込まれて
いる電極が、トルク発生用及び信号発生用として設けら
れている。
【００４０】より高いレベルのエッチング制御が、電気
化学的なエッチング停止を用いることによって達成され
得る。この目的のため、図１０〜図１６のプロセスで説
明したような構造が、ｎドーパントで置換されるｐ型、
及びｐドーパントで置換されるｎ型で作られる。即ち、
深いｎ型拡散部及び浅いｎ型拡散部が、撓み支持される
エレメント及び撓み部を画成すべく、ｐ型シリコン内に
形成される。図１４に示されているように、エレメント
及び撓み部を自由にするためのエッチングに先立ち、半
導体材料の表面が、熱的に酸化され、窒化ケイ素の誘電
体層１１７で覆われ、パターン形成される。これが、最
終の、永久的な誘電体表面である。次に、Ｔｉ−Ｗの金
属層１１３Ａが、誘電体層１１７上に形成される。Ａｕ
層１１３Ｂは、所望されているパターン（例えば、外部
接続を行うための永久的な金属パターン、あるいは、前
述した重り１４４を形成するための永久的な金属パター
ン）を有するよう、パターン形成される。金属層１１３
Ａは、アンダーカットされるべき領域、即ち枠とエレメ
ントとの間の孔において除去される。誘電体の不導電性
層１１９が、ウェーファ上に付着させられ、そして、す
べての露出した金属を覆うようにパターン形成され、も
って、エッチング停止プロセスのための高い電圧が、許
容される。エッチングは、ｎ型拡散領域により、エチレ
ンジアミンピロカテコール又は水酸化カリウムの溶液に
おいて実行され、そのｎ型拡散領域は、金属層１１３Ａ
によってウェーファ全体に相互接続されていると共に、
エッチング溶液に対して正の電源（１〜１００ボルト）
に接続される。これは、ｎ型電極の周りにエッチング停
止酸化膜をもたらし、それらのｎ型電極は、非常に高い
ドーパントレベルの束縛から開放され、エッチングの停
止がもたらされる。高純度の陽極酸化膜が別の浴内で形
成され、もって、エッチングで露出したｐｎ接合は不動
態化される。エッチング後、不導電性層１１９が除去さ
れ、そして、Ｔｉ−Ｗ金属層１１３Ａが、Ａｕ層１１３
Ｂをレジストとして用いて除去される。
【００４１】図２８及び図２９は、本発明の別の実施例
を示し、この実施例においては、弾性的な撓み部の半導
体材料が、残りの半導体材料から直接分離される。特
に、図２８の上面図及び図２９の斜視図において、撓み
支持されている加速度計エレメント３００は、撓み部３
０４により、半導体材料の枠３０２内に支持されてい
る。撓み部３０４は、エレメント３００の半導体材料内
に拡散されたドーパントによって形成されたものであ
る。領域３０７及び３０９も、エッチングされるのを防
止するため、ドープされている。そのような拡散の後、
誘電体層３０６（通常、Ｓｉ3 Ｎ4 又はＳｉ3 Ｎ4＋Ｓ
ｉＯ2 ）が、エッチング前に、表面全体に形成される。
誘電体層３０６は、枠３０２の周囲の半導体材料から
の、撓み部３０４のエッチングによる分離を保証するパ
ターンに、ドーパント拡散用の孔を設けられる。エッチ
ングされていない誘電体層３０６により、物理的な連結
がもたらされる。撓み部３０４を介する電気的な接続を
もたらすため、電気的なコンタクト３１０が、誘電体層
３０６上に、この誘電体層内の孔３１１を介して設けら
れている。孔３０３及び３１２を介するエッチングは、
ドープされている領域３０７及び３０９をアンダーカッ
トする、エッチングプロファイルを生成する。領域３０
７は、誘電体によってもたらされる撓み支持を強める。
孔３１２は、アンダーカッティングがシリコンの枠から
撓み部３０４を分離するのを可能にする。領域３１３に
おける撓み部の端部は厚くされており、もって、剛性が
増大し、電気的なコンタクトの形成が容易になる。
【００４２】あるいは、エレメント３００と枠３０２と
の間の誘電体による弾性的且つ物理的な接続が、誘電体
撓み部を成長させ、次いでその上に金属化を行うことに
より、もたらされ得、もって、撓み支持されたエレメン
ト３００から枠３０２上の外部コンタクトへの電気的な
接続が完成する。
【００４３】図３０及び図３１には、撓み支持されるエ
レメントの変形例が示されており、このエレメントは、
第１及び第２の対向する撓み部間の電気的な分離を可能
にする。図３０に示されているように、撓み支持される
エレメントは、半導体材料の、第１の部分３２０及び第
２の部分３２１を備えており、これらの部分は、誘電体
材料のブリッジ３２２によって分離されている。特に、
図３１に示されているように、誘電体のブリッジ３２２
は、酸化ケイ素層３２４下に、付着させられた絶縁層
（例えば、窒化ケイ素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）層）３２３を備え
ている。通常、層３２３及び３２４の厚さは、それぞれ
０．２及び１．０ミクロン以上である。
【００４４】ブリッジ３２２は、撓み支持されているエ
レメントの部分３２０と部分３２１との間の物理的な連
結をもたらす一方、それらの間の電気的な分離を維持す
る。これにより、それぞれの撓み部３２５及び３２６を
介して別々に供給される電気的な信号が、干渉を懸念す
ることなく、撓み支持されているエレメントに利用され
得る。
【００４５】図３２には、ドープされている撓み部３４
０が、内側に支持されているエレメント３４２と外側に
支持されているエレメント３４４とを弾性的に接続する
ところの実施例が示されている。スリット３４６が、撓
み部３４０に隣接する領域内で、内側のエレメント３４
２内に設けられており、エレメント３４２及び３４４間
の撓み部３４０によって加えられる方向性引張力に実質
的に直交する方向に延在している。上記スリットは、ビ
ーム３４７を生成すると共に、エレメント３４４及び３
４２間に加わる引張力において応力除去をもたらす。な
お、スリットは、外側のエレメント３４４にも任意に設
けられ得る。
【００４６】エレメント３４４及び３４２間の張力は、
高濃度ホウ素拡散によって引き起こされ、この拡散は、
ホウ素濃度に比例して格子空間を収縮させる。機械的に
自由にされているエレメント３４２は、エレメント３４
４に対して収縮しようとし、エレメント３４４は、撓み
部３４０に大きな引張力を引き起こしつつ、その収縮を
制限する。そのような引張力は、かなりのものとなり
得、実際、別体の誘電体部材で形成されていようと、あ
るいは一体のドープされた半導体材料で形成されていよ
うと、撓み部３４０の破損を引き起こす危険がある。更
に、この大きな引張応力は、もし除去されないならば、
撓み部３４０の剛性を増大させ、これは、好ましくな
い。
【００４７】図３３を参照するに、そこには、変換エレ
メントを弾性的に支持する撓み部における別の応力除去
に関する、本発明の変形例における最初の工程が示され
ている。そこに示されているように、撓み部が、ドーパ
ントによって誘導されるエッチング抵抗性により、生成
されるべき領域内のシリコン材料４０２に、溝４００
が、エッチングによって形成される。図３４において、
例えば、撓み支持されるエレメント及び撓み部をそれぞ
れ画成する、深いホウ素拡散部４０４及び浅いホウ素拡
散部４０６が、生成される。下に横たわるシリコン材料
４０２をエッチングした後、拡散部４０６が、撓み部に
なる。蛇腹折りの部分が、捩れ弾性を損失することな
く、応力除去をもたらし、このことは、振動しているエ
レメントの可撓性支持のための撓み動作にとって重要で
ある。
【００４８】窒化ケイ素又は他の付着させられる材料又
は熱的に成長させられる酸化物から作られる応力解除撓
み部を製造する別の方法が、図３３又は図３４に示され
ている。窒化ケイ素のような付着又は成長させられた層
４０１が、曲折された継手の形状を複製する手段として
の溝を用いて直接形成され得る。層４０１は、熱的に成
長させられた、薄い酸化物層であってよい。それも、溝
の、曲折された形状になるであろう。この場合、付着さ
せられた窒化ケイ素の層で覆われた熱酸化物を有する複
合材料として、層４０１を形成することが可能であり、
これにより、その厚さ及び結合性が、残りのプロセスを
通じて保たれる。
【００４９】熱二酸化ケイ素の弾性的に支持されるエレ
メントは、ホウ素をドープされたシリコンとは逆の膨張
特性を有し、エッチングされて機械的に自由になると、
それは、膨張しようとし、圧縮下で撓むであろう。この
特性は、シリコンのエレメントを酸化物継手と、又はそ
の逆に連結することによって有利に使用され、もって、
応力のないミクロな機械的構造がもたらされる。曲折さ
れた撓み部の使用は、組み合わされ得る基板及び撓み部
のタイプであって、誘電体、誘電体及びシリコン、シリ
コン、又はこれらの混合、並びに誘電体部材を有する他
のタイプを含むものを増加させ、そして、電気的なコン
タクトが、参照符号４０５においてそれらの上に形成さ
れ得る。
【００５０】シリコン材料の溝は、図３６及び図３７に
示されているように、撓み支持されるエレメントとシリ
コン基板との間の当接を限定するためのストップを形成
するためにも使用される。図３６において、半導体シリ
コン材料４１０は、典型的には６ミクロン角で深さ３ミ
クロンのピット４１２においてエッチングされる。ドー
ピングによって耐エッチング性拡散部４１４が材料４１
０内に形成されると、拡散は、ピット４１２の形状に従
う。下に横たわるシリコンをエッチングで除去した後、
小さい接触先端部を有するストップ４１６が残る。局在
化されているストップ４１６は、拡散部４１４によって
画成されているエレメントの縁部が、エッチングによっ
て形成された底部４１１に当接するのを防止する。図３
７のストップは、通常、振動又は回転の軸から離れた、
撓み支持されている各エレメントの端部に形成される。
【００５１】運動を限定する別のストップが、図３８及
び図３９に示されており、めっきされた金属ボタン４２
０が、突出しているタブ４１８であって片持支持されて
いるものの端部に設けられている。金属ボタン４２０
は、支持されているエレメント４２２の末端と面してい
る半導体材料の縁部において突出している。この結果、
エレメント４２２の各端部は、上方の行程量において、
従って下方の運動においても、限定される。このストッ
プは、エレメント４２２が、シリコン材料のエッチング
された部分の底部と接触するに充分な距離の移動であっ
て、計器の適正な運動を妨害し得るものをするのを防止
する。
【００５２】ジャイロスコピック変換器又は加速度変換
器の信号電極及びトルク電極用の駆動電子回路が、図４
０及び図４１に示されている。
【００５３】図４０には、信号発生器電極及びそれらに
よって形成される容量から、位置信号を引き出す装置が
示されている。特に、高周波励振信号（典型的には１０
０ＫＨｚ）が、コンデンサ４５０及び４５２として表さ
れている信号発生器コンデンサの電極に、それぞれ第１
の演算増幅器４５４及び第２の演算増幅器４５６、並び
に、２つのコンデンサ４５０及び４５２の両端に互いに
逆位相の信号を供給すべく、コンデンサ４５０の場合に
は反転増幅器４５８を介し、供給される。典型的には撓
み支持されているエレメント４５９である、コンデンサ
４５０及び４５２の他端は、緩衝増幅器４６０及び利得
決定演算増幅器４６２を介し、１００ＫＨｚの励振周波
数で駆動される第１の同期復調器４６４に接続されてい
る。
【００５４】撓み支持されている、ジャイロスコープエ
レメントの振動運動を誘導する第２の励振信号（典型的
には１６００Ｈｚ）が、差動増幅器４６８の反転入力端
子及び差動増幅器４７０の非反転入力端子に供給され
る。オフセット制御用のバイアス信号（ＢＩＡＳ）が、
それらの差動増幅器の他方の非反転入力端子及び反転入
力端子に供給される。差動増幅器４６８及び４７０から
の信号は、トルク即ち振動発生コンデンサ４７６及び４
７８の電極に供給される。
【００５５】復調器４６４が１００ＫＨｚの信号から包
絡線を取り出した後、１００ＫＨｚのスイッチングスパ
イクが、フィルタ４８０で除去される。第２の復調器４
８２は、フィルタ４８０の出力に応答し、１６００Ｈｚ
で同期的に変調される。復調器４８２の出力は、復調ス
パイクを除去すべくフィルタ４８４で濾波され、実際の
位置を表す信号が残る。ジャイロスコピック変換器にお
いては、その信号は、ジャイロの方向変換速度を表す。
【００５６】図４１には、加速度変換器と共に使用され
る電子回路が示されている。この場合、単一の励振周波
数のみが、要求され、上述した図４０に示されているタ
イプではあるが、図４１においてはより一般的な形で示
されている、１組の増幅器５２０、５２２及び５２４を
介し、供給される。増幅器５２２及び５２４の出力は、
撓み支持されているエレメント５２６に面している電極
に供給される。撓み支持されているエレメント５２６に
おける信号は、緩衝増幅器５２８を介し、１００ＫＨｚ
で包絡線を取り出すところの復調器５３０及びフィルタ
５３２に供給される。積分・比例制御装置５３４が、増
幅器５３６の反転入力端子及び増幅器５３８の非反転入
力端子を介し、加速度計のトルク電極に、適切に位相を
調節して供給すべく、信号を処理し、この信号は、撓み
支持されているエレメントを、加速度の存在において中
立位置に引き戻すべく使用される。積分・比例制御装置
５３４からの、その再平衡信号の値が、具体的な加速度
計の感度の軸に沿う正味の加速を指示する出力を提供す
る。
【００５７】また、振動的に付勢される、弾性的に支持
された部材を提供する本発明は、圧力変換器としても機
能する。何故ならば、振動運動は、周囲の環境ガスの圧
力に敏感であるからである。従って、ジャイロスコピッ
ク感知又は加速度感知に利用されるのと同じ構造が、多
かれ少なかれ装置環境内のガスによってもたらされる振
動的な抵抗の関数として圧力を検知するのに、同様に使
用され得る。
【００５８】上述した説明に従う半導体運動変換器は、
通常、シリコンウェーファ上に一度に大量生産され、次
いで、個々のセンサをもたらすべくウェーファから切り
離される。そして、個々のセンサは、外部コンタクトか
ら上述した種々の表面導体領域へワイヤボンディングさ
れ、種々の型の半導体マイクロ回路パッケージ内にパッ
ケージされ得る。完成したパッケージは、ハーメチック
シールされるか、あるいは、圧力センサとして使用され
るならば、大気に曝されたままにされ得る。
【００５９】図４２に示されている別の実施例において
は、ジャイロスコピック感度が、撓み支持されているエ
レメントの慣性モーメントを、そのエレメントを可能な
限り支持面から延出させることによって増大させること
により、高められている。この目的のため、その中に埋
込み電極５５２が配設されているところのシリコン５５
０内に、例えば２０〜２００ミクロンの、深いピット５
５４が、窒化ケイ素層５５８内の孔５５６を介して形成
される。ピット５５４は、通常、反応性イオンエッチン
グ又は異方性エッチングによって形成される。もし異方
性エッチングが用いられるならば、ピットは、傾斜した
側壁を有するであろう。半導体ｐ型ドーパント層５６０
が、ピット５５４内に拡散され、次いで、ピットは、シ
リコン５５０のレベルより僅かに上方のレベルまで、エ
ピタキシャル成長させられたモノシリコン又はポリシリ
コン５６２で満たされる。更にその先のフォトリソグラ
フィ処理を容易にすべく、表面は、ラップストップ及び
マーカとしての窒化ケイ素層５５８を用いて平滑にされ
ている。
【００６０】図４３において、層５５８は孔を設けら
れ、もって、撓み支持されるエレメントが形成されるべ
き領域内へのｐ型ホウ素ドーパントの拡散部５６４の形
成が可能になる。これは、フォトリソグラフィによって
処理され得る、ほぼ平坦な表面を残す。その後、重り５
５６が、シリコン上にめっきされ得る。重り５６６が、
重力の中心を回転軸上に維持する一方、慣性の中心は除
去される。
【００６１】図４４に示されている本発明の更に別の実
施例においては、ＦＥＴトランジスタが、撓み部が終端
するところの地点に隣接したシリコン内に拡散されてい
る。これは、撓み支持されたエレメントからの信号が、
最小の長さのリード線で緩衝増幅されることを可能に
し、もって、信号レベルを低下させる分路容量の影響を
最小にする。この利点を達成するため、ｎ型のシリコン
層５７０内に、それぞれＦＥＴのソース及びドレインと
して作用する、１対のｐ型領域５７２及び５７４が拡散
されている。これらの拡散は、有利に、撓み部５８８と
同時に行われる。ＦＥＴの動作を提供すべく、これら
は、常法によってバイアスされる。この目的のため、ｐ
拡散部は、金属化パス５７６及び５７８と接触させられ
ている。ＦＥＴ用のゲートが、誘電体層５８４の、再成
長させられた薄い誘電体部５８２上に、金属化層５８０
によって形成される。金属化層は、撓み部５８８を覆う
誘電体内のコンタクト窓５８６まで延出しており、その
撓み部は、撓み支持されているエレメント５９０を支持
し、それと接触している。
【図面の簡単な説明】
【図１】枠に可撓的に連結されている基板を有し、単一
の半導体の塊からエッチングによって形成される、概念
化された半導体チップ変換器の斜視図である。
【図２】半導体材料の塊からの半導体チップ変換器の製
造時における上面図である。
【図３】半導体材料の塊からの半導体チップ変換器の製
造時における断面図である。
【図４】半導体チップ変換器の製造時における別の上面
図である。
【図５】半導体チップ変換器の製造時における別の断面
図である。
【図６】半導体チップ変換器の製造時における更に別の
断面図である。
【図７】単一の半導体の塊からの形成プロセスにおける
半導体チップ変換器の、電極の配置を示す、更に別の上
面図である。
【図８】第１の実施例に係る完成した半導体チップ変換
器の断面図である。
【図９】バランスのとれた重りの形成を説明する図であ
る。
【図１０】第２の実施例に係る半導体チップ変換器の単
一の半導体の塊からの製造時における上面図である。
【図１１】第２の実施例に係る半導体チップ変換器の単
一の半導体の塊からの製造時における別の上面図であ
る。
【図１２】第２の実施例に係る半導体チップ変換器の製
造時における断面図である。
【図１３】第２の実施例に係る半導体チップ変換器の製
造時における別の断面図である。
【図１４】別のエッチング停止を説明する図である。
【図１５】第２の実施例に係る、完成した半導体チップ
変換器の上面図である。
【図１６】図１５の部分の拡大図である。
【図１７】第３の実施例に係る、電極の誘電体分離を有
する半導体チップ変換器の製造時の第１の段階における
断面図である。
【図１８】第３の実施例に係る半導体チップ変換器の製
造時の更に先の段階における断面図である。
【図１９】第３の実施例に係る半導体チップ変換器の製
造時における更に別の断面図である。
【図２０】第３の実施例に係る半導体チップ変換器の製
造時における、第２の誘電体層を示す更に別の図の断面
図である。
【図２１】第３の実施例に係る半導体チップ変換器の製
造時における更に別の断面図である。
【図２２】第３の実施例に係る、完成した半導体チップ
変換器の断面図である。
【図２３】再平衡加速度計の機能を提供する半導体チッ
プ変換器の別の実施例の上面図である。
【図２４】図２３の半導体チップ変換器の断面図であ
る。
【図２５】枠内に可撓的に支持されている半導体基板で
あって、単結晶半導体の塊の（１１１）結晶面によって
制御されるエッチングを促進するための孔を有している
ものの上面図である。
【図２６】本発明に係る、最小の基板質量を有するジャ
イロスコピック変換器の上面図である。
【図２７】本発明に係る、最小の基板質量を有するジャ
イロスコピック変換器の断面図である。
【図２８】枠と弾性的に支持されている半導体基板との
間の誘電体支持連結部を有する半導体チップ変換器の上
面図である。
【図２９】枠と弾性的に支持されている半導体基板との
間の誘電体支持連結部を有する半導体チップ変換器の斜
視図である。
【図３０】誘電的に分離されている第１及び第２の部分
を有する撓み支持されているエレメントの上面図であ
る。
【図３１】誘電的に分離されている第１及び第２の部分
を有する撓み支持されているエレメントの断面図であ
る。
【図３２】応力除去部を有する、弾性的に支持されてい
る半導体基板の斜視図である。
【図３３】別の形態の応力除去部の、製造時における断
面図である。
【図３４】別の形態の応力除去部の、製造時における別
の断面図である。
【図３５】別の形態の応力除去部の、製造時における更
に別の断面図である。
【図３６】ストップの斜視図である。
【図３７】ストップの断面図である。
【図３８】ストップの上面図である。
【図３９】ストップの断面図である。
【図４０】ジャイロスコピック検知信号及びトルク信号
を処理する回路を示す図である。
【図４１】加速度検知信号及びトルク信号を処理する回
路を示す図である。
【図４２】高慣性質量変換器の製造時における断面図で
ある。
【図４３】高慣性質量変換器の製造完了時における断面
図である。
【図４４】撓み部の終端部に集積化されているＦＥＴの
上面図である。
【図４５】集積化されているＦＥＴの断面図である。
【符号の説明】
１２ 枠 １４ ジンバルシステム １６ 内側エレメント ２０ 撓み部 ２２ 外側エレメント ２４ 撓み部 ２８ 重り ３０ 電極 ３２ 電極 ３４ 導電路 ３６ 導電路 ３８ 電極 ４０ 電極 ４２ 導電路 ４４ 導電路 ４６ ガード電極 ４８ ガード電極

Claims (36)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体チップ運動変換器であって、 撓み支持される半導体の基板と、 該基板用の半導体の枠と、 該基板を該枠に可撓的に連結する、細長い撓み支持部で
    あって、半導体材料からなるものと、 該撓み支持部に隣接する該枠内部のｐｎ接合部と、を具
    備する半導体チップ運動変換器。
  2. 【請求項２】 前記基板が、前記枠の一部の上方に位置
    させられており、 当該運動変換器が、該基板に面する該枠の部分であっ
    て、該基板に面する電極を形成するドーパントを有する
    ものを更に具備しており、 前記ｐｎ接合部が、該電極を該基板から分離する、請求
    項１の半導体チップ運動変換器。
  3. 【請求項３】 前記基板が重りを含み、且つ、前記枠
    が、付勢に応答してジャイロスコピック感度を当該運動
    変換器に与えるべく作用する電極を含む、請求項１の半
    導体チップ運動変換器。
  4. 【請求項４】 前記基板が、該基板についての回転軸で
    あって前記撓み支持部によって画定されるものから離隔
    した重りを含み、且つ、前記枠が、加速度感度を当該運
    動変換器に与えるべく作用する電極を含む、請求項１の
    半導体チップ運動変換器。
  5. 【請求項５】 半導体チップ運動変換器であって、 半導体の基板と、 半導体の枠と、 少なくとも１対の誘電体支持手段であって、該基板を該
    枠から電気的に分離しつつ弾性的に支持すると共に、該
    枠に対する該基板の振動を許容するものと、を具備する
    半導体チップ運動変換器。
  6. 【請求項６】 前記枠及び前記基板が、それらの一方の
    表面上で実質的に共面であり、且つ、前記誘電体支持手
    段が、誘電体撓み部を備えている、請求項５の半導体チ
    ップ運動変換器。
  7. 【請求項７】 前記基板が、重りを含み、且つ、前記枠
    が、付勢に応答して該基板の当該枠に対するジャイロス
    コピック感度を誘導すべく作用する電極を含む、請求項
    ５の半導体チップ運動変換器。
  8. 【請求項８】 前記基板が、前記誘電体支持手段を通る
    軸から離隔した重りを含み、且つ、前記枠が、付勢に応
    答して該基板の当該枠に対する加速度感度を提供すべく
    作用する電極を含む、請求項５の半導体チップ運動変換
    器。
  9. 【請求項９】 前記誘電体支持手段に隣接する領域内
    の、前記基板及び前記枠のうちの少なくとも一方の中の
    スリット部であって、応力除去をもたらすものを更に具
    備する、請求項５の半導体チップ運動変換器。
  10. 【請求項１０】 半導体チップ運動変換器であって、 半導体の基板と、 半導体の枠と、 該基板を該枠に連結する撓み部であって、それらの間
    の、軸の周りでの運動の自由を許容するものと、を具備
    し、 該枠は、該基板に面する部分を含み、 該基板に面する該枠の該部分は、その中に導電性電極を
    有し、 更に、当該半導体チップ運動変換器は、 該電極に電気的なアクセスをもたらすアクセス手段、を
    具備する半導体チップ運動変換器。
  11. 【請求項１１】 前記アクセス手段が、前記枠の表面か
    ら拡散された拡散部を含む請求項１０の半導体チップ運
    動変換器。
  12. 【請求項１２】 前記基板によって支持される重りと、 前記枠に対する該基板のジャイロスコピック感度をもた
    らすべく前記電極を付勢する手段と、を更に具備する請
    求項１０の半導体チップ運動変換器。
  13. 【請求項１３】 前記撓み部から離隔して前記基板によ
    って支持されている重りであって、前記電極の付勢に応
    答して前記枠に対する該基板の加速度感度をもたらすべ
    く作用するものを更に具備する請求項１０の半導体チッ
    プ運動変換器。
  14. 【請求項１４】 前記基板又は前記枠が、前記撓み部と
    の接合部に隣接する１つ以上のスロットであって応力除
    去をもたらすものを含む請求項１０の半導体チップ運動
    変換器。
  15. 【請求項１５】 半導体チップ運動変換器であって、 半導体の基板と、 半導体の枠と、 該基板を該枠に連結する撓み部であって、それらの間
    の、軸の周りでの相対的な運動を許容するものと、を具
    備し、 該枠は、当該枠の該基板に面する領域からその周辺部ま
    で延出する１つ以上の電極を備え、 更に、当該半導体チップ運動変換器は、 該枠の表面を貫通する拡散部であって、該電極と該周辺
    部において接触するものと、 該電極を該枠の半導電性の部分から分離する誘電体層
    と、を具備する半導体チップ運動変換器。
  16. 【請求項１６】 半導体チップ運動変換器であって、 半導体の基板と、 半導体の枠と、を具備し、 該枠及び該基板は、それらの表面において実質的に共面
    になっており、該表面は、該枠及び該基板を形成する半
    導体材料の（１００）結晶配向であり、 更に、当該半導体チップ運動変換器は、 該基板を該枠に連結する撓み部であって、それらの間
    の、当該撓み部を通る軸の周りでの相対的な運動をもた
    らすものと、を具備し、 該枠及び該基板は、単結晶性であり、該枠は、エッチン
    グで形成されたエッチング部を備えており、該エッチン
    グ部は、その周壁で該基板を取り囲んでおり、該周壁
    は、該枠及び該基板を形成している半導体材料の複数の
    （１１１）配向面に実質的に平行である、半導体チップ
    運動変換器。
  17. 【請求項１７】 半導体チップ運動変換器であって、 半導体の基板と、 半導体の枠と、 該基板を該枠に連結する撓み部であって、それらの間
    の、当該撓み部を通る軸の周りでの相対的な運動を許容
    するものと、を具備し、 該基板は、実質的に平坦であると共に、エッチングされ
    て該枠の半導体材料から自由になっており、 該基板は、該枠の表面の面内にある平坦な表面と、当該
    基板の質量を最小にすべく、それをその中央部において
    バックエッチングすることによって形成されたワッフル
    状の表面を有する反対側の表面とを有する、 半導体チップ運動変換器。
  18. 【請求項１８】 制御して半導体塊をエッチングするこ
    とによって半導体チップ運動変換器を形成する方法であ
    って、 該半導体塊をエッチングしてそれから基板を自由にする
    段階と、 該基板を該半導体塊に連結する撓み部であって、該撓み
    部を通る軸の周りでの該半導体塊に対する該基板の運動
    を許容するためのものを形成する段階と、 該基板を該半導体塊から電気的に分離するためのｐｎ接
    合部を該撓み部近傍の該半導体塊内に形成する段階と、
    を具備する方法。
  19. 【請求項１９】 制御して半導体塊をエッチングするこ
    とによって半導体チップ運動変換器を形成する方法であ
    って、 該半導体塊の中央部であって製造されるべき基板を画定
    するものと該半導体塊の残りの部分との間に誘電的に絶
    縁する撓み支持部を形成する段階であって、該撓み支持
    部は、該半導体塊から製造されるべき該基板を可撓的に
    支持する、ものと、 該基板と該半導体塊との間の該撓み支持部に沿う連結部
    を除いて該基板を該半導体塊から自由にするパターンに
    該半導体塊をエッチングする段階と、を具備する方法。
  20. 【請求項２０】 半導体チップ運動変換器を形成する方
    法であって、 該半導体材料の塊をエッチングして該塊から離れた基板
    をもたらす段階と、 該基板を該塊から支持する撓み継手であって、該撓み継
    手を通る軸の周りでの該塊に対する該基板の運動を許容
    するためのものを形成する段階と、 該基板に面する領域内で該塊に電極を設ける段階と、を
    具備する方法。
  21. 【請求項２１】 半導体チップ運動変換器を形成する方
    法であって、 半導体材料の表面に電極を形成する段階と、 該半導体材料の第１の部分を貫通する、該電極への電気
    的な接触をもたらす段階と、 撓み部を通る軸の周りでの回転が可能になるべく可撓的
    に支持される基板をエッチングによって形成する段階で
    あって、該撓み部は、該基板を該半導体材料の第２の部
    分に連結し、該第２の部分は、該電極に面している、も
    のと、 該電極と該半導体材料との間の誘電的な分離をもたらす
    段階と、を具備する方法。
  22. 【請求項２２】 半導体チップ運動変換器を形成する方
    法であって、 半導体材料の塊内に、該塊から分離され且つ第１及び第
    ２の撓み部によって該塊から支持される基板を形成する
    形成段階であって、該撓み部は、それらを通る軸の周り
    での該塊に対する該基板の運動を許容する、もの、を具
    備し、 該形成段階は、該基板の質量を減少させるべく、該基板
    の、該塊に面する表面にワッフル状のパターンを形成す
    る段階を含む、方法。
  23. 【請求項２３】 半導体チップ運動変換器を形成する方
    法であって、 半導体材料の塊内に、１組の撓み部によって該塊から支
    持される基板を形成する段階であって、該撓み部は、そ
    れらを通る軸の周りでの該基板の運動を許容する、もの
    と、 該撓み部内の応力を除去するためのスロットを、該基板
    及び該塊のうちの少なくとも一方の、該撓み部に隣接す
    る位置に、且つ該撓み部に実質的に直交する方向に設け
    る段階と、を具備する方法。
  24. 【請求項２４】 半導体チップ運動変換器を形成する方
    法であって、 半導体材料に電極を形成する段階と、 該半導体材料をエッチングして該半導体材料から基板を
    分離する段階と、 該電極の陽極酸化によって該半導体材料のエッチングを
    電気化学的に制御する段階と、を具備する方法。
  25. 【請求項２５】 半導体の基板と、 半導体の枠と、 該基板を該枠に連結する撓み部であって、それらの間
    の、軸の周りでの運動の自由を許容するものと、 該基板に面する位置において、導電性の電極を該枠から
    支持する手段と、を具備する半導体チップ運動変換器。
  26. 【請求項２６】 枠及び撓み支持されるエレメントであ
    って、ドープされた半導体材料から形成されるものと、 第１及び第２のドープされた撓み部であって、該枠内に
    該エレメントを弾性的に支持すると共に、該エレメント
    の向かい合っている両側部に位置させられるものと、 該エレメント及び該枠間の応力を除去する手段と、を具
    備する半導体チップ運動変換器。
  27. 【請求項２７】 運動範囲を有する半導体変換器であっ
    て、 軸の周りでの回転が可能になるべく、半導体の枠内に弾
    性的に支持される半導体のエレメント、を具備し、 該枠は、当該枠に対する該エレメントの運動の範囲内で
    該エレメントに面する底部を含み、 更に、当該半導体変換器は、 該枠に対する該エレメントの運動を限定する手段、 を具備し、もって、該エレメントが、該底部と衝突する
    ことから防止される、半導体変換器。
  28. 【請求項２８】 平坦な半導体エレメントに平面でない
    形態を形成する方法であって、 半導体材料の表面をエッチングしてその中に凹部を形成
    する段階と、 露出した該凹部を含む該半導体材料のエッチングされた
    表面をドープする段階と、 該半導体材料のドープされていない部分をエッチング除
    去し、該平坦な半導体エレメントであって、その一方の
    表面上の該凹部によって画定される平面でない形態とそ
    の反対側の表面上の対応するプロファイルとをその中に
    有するものを製造する段階と、を具備する方法。
  29. 【請求項２９】 半導体運動変換器であって、 枠内に弾性的に支持される半導体エレメントと、 該半導体エレメントに固着される重りであって、該半導
    体エレメントの表面から細長い柱として延出するもの
    と、を具備し、 該柱が、エッチングによる当該柱の侵蝕を防止すべくド
    ープされている外表面を有している、半導体運動変換
    器。
  30. 【請求項３０】 半導体運動変換器を形成する方法であ
    って、 半導体材料の表面に深いピットを形成する段階と、 該ピットの露出した表面にドーピングを行い、もってエ
    ッチングによる該ピットの侵蝕を防止する段階と、 ドープされた該ピットを重りで満たす段階と、 該ピットを取り囲む該半導体材料の表面部にドーピング
    し、もって撓み支持されるエレメントを画定する部分に
    耐エッチング性をもたらす段階と、 該半導体材料をエッチングし、もって該半導体材料から
    該撓み支持されるエレメントを開放する段階と、を具備
    する方法。
  31. 【請求項３１】 半導体の枠及び撓み支持される半導体
    のエレメントであって、該エレメントは、該枠内に、対
    向する撓み部によって弾性的に支持されるものと、 該エレメントによるジャイロスコピック変換をもたらす
    べく、該エレメントを容量的に励振する手段と、 該撓み部に隣接する位置における該枠の半導体材料内に
    形成されるＦＥＴと、 該撓み部から該エレメントに容量的に供給される信号を
    該ＦＥＴのゲート部に供給する手段と、を具備する半導
    体ジャイロスコピック運動変換器。
  32. 【請求項３２】 半導体ジャイロスコピック運動変換器
    を形成する方法であって、 半導体材料の表面部をドーピングし、弾性的に支持され
    る半導体のエレメントと、該エレメントを支持する撓み
    部と、該エレメントを取り巻く該半導体材料内の枠であ
    って該半導体材料は該枠と該エレメントとの間に延在す
    る該撓み部を有するものと、ＦＥＴのソース電極及びド
    レイン電極を画定する、該撓み部に隣接する領域とを画
    定する段階と、 該エレメントが該撓み部によって該枠内に弾性的に支持
    されるよう、該エレメント及び該撓み部を自由にすべく
    該半導体材料をエッチングする段階と、 該エレメントに供給される信号に応答して該ソース電極
    と該ドレイン電極との間の導通を制御するゲート電極を
    もたらすべく、該撓み部と該ソース電極及び該ドレイン
    電極との間を金属化する段階と、を具備する方法。
  33. 【請求項３３】 半導体半組立品を形成する方法であっ
    て、 孔を設けられている誘電体層を平坦な半導体材料に形成
    する段階と、 該誘電体層内の孔を介してドーパントを別々にドーピン
    グし、そして、エッチングする段階と、を具備する方
    法。
  34. 【請求項３４】 半導体半組立品を形成する方法であっ
    て、 半導体材料の平坦な表面を、選択された領域内で第１及
    び第２の深さまでドーピングする段階と、 該ドープされた半導体材料の該ドープされた領域の下を
    エッチングし、該ドープされた半導体材料を該半導体材
    料の残りの部分から自由にして半導体構造を画定する段
    階と、を具備する方法。
  35. 【請求項３５】 半導体材料の枠と、 該枠に弾性的に支持される半導体の基板と、を具備し、 該基板は、半導電性の第１及び第２の部分と、これらの
    部分を連結する誘電性のブリッジとを有する、半導体運
    動変換器。
  36. 【請求項３６】 半導体材料の枠と、 エッチングされた空胴の上方で該枠から弾性的に支持さ
    れる半導体の基板と、 該枠及び該基板のうちの一方を該空胴上方の領域内で貫
    通する１つ以上の孔と、を具備する半導体変換器。
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH088445A (ja) * 1993-12-24 1996-01-12 Kyung Buk Univ Sensor Technol Inst ８個のビームを有するブリッジ型シリコン加速度センサーの製造方法および該製造方法により製造される加速度センサー
JPH0942973A (ja) * 1995-08-01 1997-02-14 Nissan Motor Co Ltd 角速度センサ
JPH09512904A (ja) * 1994-03-08 1997-12-22 ニューカーマンズ、アーモンド、ピー． 一体化センサを備えたモノリシックシリコン・レートジャイロ
JP2000088579A (ja) * 1998-09-14 2000-03-31 Denso Corp 角速度センサとその製造方法
JP2004514894A (ja) * 2000-12-02 2004-05-20 エーアーデーエス・ドイッチュラント・ゲーエムベーハー マイクロ慣性センサ
US6955086B2 (en) 2001-11-19 2005-10-18 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Acceleration sensor
US7624638B2 (en) 2006-11-09 2009-12-01 Mitsubishi Electric Corporation Electrostatic capacitance type acceleration sensor
JP2010536036A (ja) * 2007-08-03 2010-11-25 フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド 対称型差分容量センサおよびその製造方法
DE112008003808T5 (de) 2008-04-11 2011-03-03 Mitsubishi Electric Corp. Beschleunigungssensor
DE112009003522T5 (de) 2008-11-13 2012-08-23 Mitsubishi Electric Corp. Beschleunigungssensor
JP2013525777A (ja) * 2010-04-20 2013-06-20 マキシム インテグレイテッド ゲーエムベーハー 運動を検出するためのマイクロジャイロスコープ
JP2014089208A (ja) * 2009-03-26 2014-05-15 Honeywell Internatl Inc 磁束を導いてｍｅｍｓデバイスを通過させるための磁極片の使用および製造方法
JP2015042990A (ja) * 2009-01-07 2015-03-05 ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド 平行な磁石間に磁束集束器を有するｍｅｍｓ加速度計

Families Citing this family (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5473945A (en) 1990-02-14 1995-12-12 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Micromechanical angular accelerometer with auxiliary linear accelerometer
US5605598A (en) * 1990-10-17 1997-02-25 The Charles Stark Draper Laboratory Inc. Monolithic micromechanical vibrating beam accelerometer with trimmable resonant frequency
JP3063209B2 (ja) * 1991-03-27 2000-07-12 豊田工機株式会社 容量型加速度センサ
US5635639A (en) 1991-09-11 1997-06-03 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Micromechanical tuning fork angular rate sensor
US5408877A (en) * 1992-03-16 1995-04-25 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Micromechanical gyroscopic transducer with improved drive and sense capabilities
US5349855A (en) 1992-04-07 1994-09-27 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Comb drive micromechanical tuning fork gyro
US5767405A (en) 1992-04-07 1998-06-16 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Comb-drive micromechanical tuning fork gyroscope with piezoelectric readout
JP2776142B2 (ja) * 1992-05-15 1998-07-16 株式会社日立製作所 加速度センサ
FR2705147B1 (fr) * 1993-05-10 1995-08-11 Sagem Dispositif gyrometrique a poutres vibrantes.
DE69308659T2 (de) * 1992-06-11 1997-10-02 Sagem Schwingstabgyroskop-Messvorrichtung mit Resonator
JP2654602B2 (ja) * 1992-12-25 1997-09-17 日本電気株式会社 半導体力学量センサ
US5650568A (en) 1993-02-10 1997-07-22 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Gimballed vibrating wheel gyroscope having strain relief features
US5450751A (en) * 1993-05-04 1995-09-19 General Motors Corporation Microstructure for vibratory gyroscope
US5616514A (en) * 1993-06-03 1997-04-01 Robert Bosch Gmbh Method of fabricating a micromechanical sensor
US5484073A (en) * 1994-03-28 1996-01-16 I/O Sensors, Inc. Method for fabricating suspension members for micromachined sensors
US5591910A (en) * 1994-06-03 1997-01-07 Texas Instruments Incorporated Accelerometer
US5581035A (en) 1994-08-29 1996-12-03 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Micromechanical sensor with a guard band electrode
US5646348A (en) 1994-08-29 1997-07-08 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Micromechanical sensor with a guard band electrode and fabrication technique therefor
US5725729A (en) * 1994-09-26 1998-03-10 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Process for micromechanical fabrication
US5616864A (en) * 1995-02-22 1997-04-01 Delco Electronics Corp. Method and apparatus for compensation of micromachined sensors
SE9500729L (sv) * 1995-02-27 1996-08-28 Gert Andersson Anordning för mätning av vinkelhastighet i enkristallint material samt förfarande för framställning av sådan
US5659195A (en) * 1995-06-08 1997-08-19 The Regents Of The University Of California CMOS integrated microsensor with a precision measurement circuit
US5817942A (en) * 1996-02-28 1998-10-06 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Capacitive in-plane accelerometer
US5978972A (en) * 1996-06-14 1999-11-09 Johns Hopkins University Helmet system including at least three accelerometers and mass memory and method for recording in real-time orthogonal acceleration data of a head
US5892153A (en) * 1996-11-21 1999-04-06 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Guard bands which control out-of-plane sensitivities in tuning fork gyroscopes and other sensors
US5783973A (en) 1997-02-24 1998-07-21 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Temperature insensitive silicon oscillator and precision voltage reference formed therefrom
US5911156A (en) 1997-02-24 1999-06-08 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Split electrode to minimize charge transients, motor amplitude mismatch errors, and sensitivity to vertical translation in tuning fork gyros and other devices
US5952574A (en) 1997-04-29 1999-09-14 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Trenches to reduce charging effects and to control out-of-plane sensitivities in tuning fork gyroscopes and other sensors
US6281619B1 (en) 1997-05-09 2001-08-28 Citizen Watch Co., Ltd. Vibration gyro
US6689694B1 (en) 1998-04-01 2004-02-10 Dong-II Cho Micromechanical system fabrication method using (111) single crystalline silicon
KR100300002B1 (ko) * 1998-04-01 2001-11-22 조동일 (111)단결정실리콘을이용한마이크로머시닝제조방법
US6018175A (en) * 1998-09-03 2000-01-25 Micron Technology, Inc. Gapped-plate capacitor
EP0997920B1 (en) * 1998-10-29 2002-06-12 Sensonor A.S. Micromechanical acceleration switch
ATE476638T1 (de) * 1999-09-17 2010-08-15 Kionix Inc Elektrisch entkoppelter mikrogefertigter kreisel
DE10040537B4 (de) * 2000-08-18 2004-05-13 Eads Deutschland Gmbh Mikromechanischer Drehratensensor und Verfahren zu seiner Herstellung
JP4392246B2 (ja) * 2002-02-06 2009-12-24 アナログ・デバイスズ・インク マイクロ加工されたジャイロスコープ
US7089792B2 (en) * 2002-02-06 2006-08-15 Analod Devices, Inc. Micromachined apparatus utilizing box suspensions
JP4155775B2 (ja) * 2002-03-07 2008-09-24 アルプス電気株式会社 静電容量式センサ
JP2003329444A (ja) * 2002-03-07 2003-11-19 Alps Electric Co Ltd 静電容量式センサ
EP1490699A1 (en) * 2002-03-26 2004-12-29 The Charles Stark Draper Laboratory, INC. Microelectromechanical sensors having reduced signal bias errors and methods of manufacturing the same
JP3807437B2 (ja) * 2002-06-10 2006-08-09 松下電器産業株式会社 角速度センサ
EP1735590B1 (en) * 2004-04-14 2013-11-27 Analog Devices, Inc. Coupling apparatus for inertial sensors
US7478557B2 (en) * 2004-10-01 2009-01-20 Analog Devices, Inc. Common centroid micromachine driver
US7300814B2 (en) * 2004-12-16 2007-11-27 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Method for fabricating micro-mechanical devices
US7302848B2 (en) 2005-03-10 2007-12-04 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Force compensated comb drive
US7421897B2 (en) 2005-04-14 2008-09-09 Analog Devices, Inc. Cross-quad and vertically coupled inertial sensors
US20080160659A1 (en) * 2006-12-29 2008-07-03 Russell William Craddock Pressure transducer diaphragm and method of making same
EP1959234A1 (en) * 2007-02-13 2008-08-20 STMicroelectronics S.r.l. Microelectromechanical gyroscope with suppression of capacitive coupling spurious signals and control method of a microelectromechanical gyroscope
US20150330782A1 (en) * 2014-05-16 2015-11-19 Honeywell International Inc. Mass-loaded coriolis vibratory gyroscope
DE102017109226A1 (de) * 2017-04-28 2018-10-31 Testo SE & Co. KGaA Frittieröl- und/oder Frittierfettsensor zur Bestimmung einer Frittieröl- und/oder Frittierfettqualität
JP7225817B2 (ja) * 2019-01-17 2023-02-21 セイコーエプソン株式会社 角速度センサー、慣性計測装置、電子機器および移動体
JP2022014567A (ja) * 2020-07-07 2022-01-20 セイコーエプソン株式会社 慣性センサー及び慣性計測装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4342227A (en) * 1980-12-24 1982-08-03 International Business Machines Corporation Planar semiconductor three direction acceleration detecting device and method of fabrication
US4600934A (en) * 1984-01-06 1986-07-15 Harry E. Aine Method of undercut anisotropic etching of semiconductor material
US4598585A (en) * 1984-03-19 1986-07-08 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Planar inertial sensor
US4699006A (en) * 1984-03-19 1987-10-13 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Vibratory digital integrating accelerometer
US4679434A (en) * 1985-07-25 1987-07-14 Litton Systems, Inc. Integrated force balanced accelerometer
US4888300A (en) * 1985-11-07 1989-12-19 Fairchild Camera And Instrument Corporation Submerged wall isolation of silicon islands
GB2183040B (en) * 1985-11-19 1990-02-07 Stc Plc Transducer
US4670092A (en) * 1986-04-18 1987-06-02 Rockwell International Corporation Method of fabricating a cantilever beam for a monolithic accelerometer
GB2198231B (en) * 1986-11-28 1990-06-06 Stc Plc Rotational motion sensor
US4822755A (en) * 1988-04-25 1989-04-18 Xerox Corporation Method of fabricating large area semiconductor arrays
US4968634A (en) * 1988-05-20 1990-11-06 Siemens Aktiengesellschaft Fabrication process for photodiodes responsive to blue light
US5025346A (en) * 1989-02-17 1991-06-18 Regents Of The University Of California Laterally driven resonant microstructures

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH088445A (ja) * 1993-12-24 1996-01-12 Kyung Buk Univ Sensor Technol Inst ８個のビームを有するブリッジ型シリコン加速度センサーの製造方法および該製造方法により製造される加速度センサー
JPH09512904A (ja) * 1994-03-08 1997-12-22 ニューカーマンズ、アーモンド、ピー． 一体化センサを備えたモノリシックシリコン・レートジャイロ
JPH0942973A (ja) * 1995-08-01 1997-02-14 Nissan Motor Co Ltd 角速度センサ
JP2000088579A (ja) * 1998-09-14 2000-03-31 Denso Corp 角速度センサとその製造方法
JP2004514894A (ja) * 2000-12-02 2004-05-20 エーアーデーエス・ドイッチュラント・ゲーエムベーハー マイクロ慣性センサ
US6955086B2 (en) 2001-11-19 2005-10-18 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Acceleration sensor
DE102007052804B4 (de) * 2006-11-09 2012-12-06 Mitsubishi Electric Corp. Beschleunigungssensor
US7624638B2 (en) 2006-11-09 2009-12-01 Mitsubishi Electric Corporation Electrostatic capacitance type acceleration sensor
JP2010536036A (ja) * 2007-08-03 2010-11-25 フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド 対称型差分容量センサおよびその製造方法
DE112008003808T5 (de) 2008-04-11 2011-03-03 Mitsubishi Electric Corp. Beschleunigungssensor
DE112008003808B4 (de) * 2008-04-11 2012-12-13 Mitsubishi Electric Corp. Beschleunigungssensor
US8368387B2 (en) 2008-04-11 2013-02-05 Mitsubishi Electric Corporation Acceleration sensor
DE112009003522T5 (de) 2008-11-13 2012-08-23 Mitsubishi Electric Corp. Beschleunigungssensor
JP2015042990A (ja) * 2009-01-07 2015-03-05 ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド 平行な磁石間に磁束集束器を有するｍｅｍｓ加速度計
JP2014089208A (ja) * 2009-03-26 2014-05-15 Honeywell Internatl Inc 磁束を導いてｍｅｍｓデバイスを通過させるための磁極片の使用および製造方法
JP2013525777A (ja) * 2010-04-20 2013-06-20 マキシム インテグレイテッド ゲーエムベーハー 運動を検出するためのマイクロジャイロスコープ
US9157740B2 (en) 2010-04-20 2015-10-13 Maxim Integrated Products, Inc. Micro-gyroscope for detecting motions
US9857175B2 (en) 2010-04-20 2018-01-02 Hanking Electronics, Ltd. Micro-gyroscope for detecting motions

Also Published As

Publication number Publication date
CA2034663A1 (en) 1991-08-15
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EP0442280A2 (en) 1991-08-21
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