JPH08236784A - 加速度センサ及びその製造方法 - Google Patents
加速度センサ及びその製造方法Info
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- JPH08236784A JPH08236784A JP7035513A JP3551395A JPH08236784A JP H08236784 A JPH08236784 A JP H08236784A JP 7035513 A JP7035513 A JP 7035513A JP 3551395 A JP3551395 A JP 3551395A JP H08236784 A JPH08236784 A JP H08236784A
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- G01P2015/0805—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
- G01P2015/0822—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass
- G01P2015/084—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass the mass being suspended at more than one of its sides, e.g. membrane-type suspension, so as to permit multi-axis movement of the mass
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 小型化及び高感度化を達成できる加速度セン
サを提供すること。 【構成】 この加速度センサ1は、歪みゲージ5形成用
の肉薄部3とマス部6と空洞部7と連通口9とを備えて
いる。肉薄部3は、p型シリコン基板2の表面側に形成
される。マス部6は、肉薄部3の下部から突出する。空
洞部7は、肉薄部3の下面側においてマス部6の基端部
を包囲する。連通口9は、空洞部7とp型シリコン基板
2の裏面側とを連通させる。マス部6は略四角錐台状で
あり、その基端部はくびれている。空洞部7の幅w3 は
連通口9の幅w6 よりも大きい。
サを提供すること。 【構成】 この加速度センサ1は、歪みゲージ5形成用
の肉薄部3とマス部6と空洞部7と連通口9とを備えて
いる。肉薄部3は、p型シリコン基板2の表面側に形成
される。マス部6は、肉薄部3の下部から突出する。空
洞部7は、肉薄部3の下面側においてマス部6の基端部
を包囲する。連通口9は、空洞部7とp型シリコン基板
2の裏面側とを連通させる。マス部6は略四角錐台状で
あり、その基端部はくびれている。空洞部7の幅w3 は
連通口9の幅w6 よりも大きい。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、シリコン基板をエッチ
ングすることによって製造される加速度センサ及びその
製造方法に関するものである。
ングすることによって製造される加速度センサ及びその
製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車におけるABS(アンチロ
ックブレーキシステム)、エアバッグシステム、サスペ
ンションコントロールシステム等に利用される加速度セ
ンサとして、例えば図18に示されるバルク型の歪みゲ
ージ式加速度センサ50が知られている。
ックブレーキシステム)、エアバッグシステム、サスペ
ンションコントロールシステム等に利用される加速度セ
ンサとして、例えば図18に示されるバルク型の歪みゲ
ージ式加速度センサ50が知られている。
【0003】このタイプの加速度センサ50は、例えば
直方体状をした面方位(100)のシリコン単結晶基板
51のバルクを、その裏面側から選択的にエッチング
(結晶異方性エッチング)することによって製造され
る。シリコン単結晶基板51の表面側には、梁としての
役目を持つ肉薄部53が形成されている。この肉薄部5
3の上面には、不純物拡散によって形成された複数の歪
みゲージ52が配置されている。肉薄部53の中央部下
面からは、マス部54が突出している。結晶異方性エッ
チングによって形成されるマス部54は、略四角錐台状
になっている。そして、この四角錐台の底面が肉薄部5
3に接続されたような状態となっている。
直方体状をした面方位(100)のシリコン単結晶基板
51のバルクを、その裏面側から選択的にエッチング
(結晶異方性エッチング)することによって製造され
る。シリコン単結晶基板51の表面側には、梁としての
役目を持つ肉薄部53が形成されている。この肉薄部5
3の上面には、不純物拡散によって形成された複数の歪
みゲージ52が配置されている。肉薄部53の中央部下
面からは、マス部54が突出している。結晶異方性エッ
チングによって形成されるマス部54は、略四角錐台状
になっている。そして、この四角錐台の底面が肉薄部5
3に接続されたような状態となっている。
【0004】この加速度センサ50に加速度が印加する
と、おもりの役割を果たすマス部54が所定の方向に変
位し、肉薄部53に湾曲が生じる。このとき、肉薄部5
3の上面の歪みゲージ52に歪みが生じる結果、いわゆ
るシリコンのピエゾ抵抗効果によって、歪みゲージ52
の抵抗値が増加または減少する。そして、この抵抗値の
変化を検出することによって、加速度が検知される。
と、おもりの役割を果たすマス部54が所定の方向に変
位し、肉薄部53に湾曲が生じる。このとき、肉薄部5
3の上面の歪みゲージ52に歪みが生じる結果、いわゆ
るシリコンのピエゾ抵抗効果によって、歪みゲージ52
の抵抗値が増加または減少する。そして、この抵抗値の
変化を検出することによって、加速度が検知される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の加速
度センサ50の場合、所定の検出感度を得るためには、
少なくとも厚さtが200μm〜300μmのシリコン
単結晶基板51を使用して、ある程度肉厚なマス部54
を形成する必要がある。つまり、マス部54の肉厚化は
容量(重量)の増加につながり、加速度に対する反応性
を向上させるからである。
度センサ50の場合、所定の検出感度を得るためには、
少なくとも厚さtが200μm〜300μmのシリコン
単結晶基板51を使用して、ある程度肉厚なマス部54
を形成する必要がある。つまり、マス部54の肉厚化は
容量(重量)の増加につながり、加速度に対する反応性
を向上させるからである。
【0006】しかし、肉厚なシリコン単結晶基板51を
エッチングすると、結晶異方性エッチングの特性によ
り、マス部54の基端部54aの幅w2 や、エッチング
穴55の開口部の幅w4 が大きくなることが避けられな
い。従って、シリコン単結晶基板51の幅w1 もそれに
付随して大きくなり、加速度センサ50の全体の小型化
を妨げてしまう。この場合、例えば肉薄部53の幅w3
を小さくするという対策により、加速度センサ50の大
型化を緩和することも一応は考えられる。ところが、こ
の対策では歪みゲージ52を形成するための領域が少な
くなる等の不都合がある。
エッチングすると、結晶異方性エッチングの特性によ
り、マス部54の基端部54aの幅w2 や、エッチング
穴55の開口部の幅w4 が大きくなることが避けられな
い。従って、シリコン単結晶基板51の幅w1 もそれに
付随して大きくなり、加速度センサ50の全体の小型化
を妨げてしまう。この場合、例えば肉薄部53の幅w3
を小さくするという対策により、加速度センサ50の大
型化を緩和することも一応は考えられる。ところが、こ
の対策では歪みゲージ52を形成するための領域が少な
くなる等の不都合がある。
【0007】以上のように、従来の加速度センサ50に
おいては、全体の小型化とマス部54の容量増による高
感度化の両方を実現することができなかった。本発明は
上記の課題に鑑みてなされたものであり、その第1の目
的は、小型で高感度な加速度センサを提供することにあ
る。
おいては、全体の小型化とマス部54の容量増による高
感度化の両方を実現することができなかった。本発明は
上記の課題に鑑みてなされたものであり、その第1の目
的は、小型で高感度な加速度センサを提供することにあ
る。
【0008】また、第2の目的は、上記の優れた加速度
センサを容易にかつ確実に製造することができる製造方
法を提供することにある。
センサを容易にかつ確実に製造することができる製造方
法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項1に記載の発明は、p型単結晶シリコン基
板の表面側に形成されるとともにn型シリコン層からな
る歪みゲージ形成用の肉薄部と、前記肉薄部の下部から
突出するマス部と、前記肉薄部の下面側において前記マ
ス部の基端部を包囲する空洞部と、前記空洞部と前記p
型単結晶シリコン基板の裏面側とを連通させる連通口と
を備える加速度センサであって、前記空洞部の幅は前記
連通口の幅よりも大きい加速度センサをその要旨とす
る。
めに、請求項1に記載の発明は、p型単結晶シリコン基
板の表面側に形成されるとともにn型シリコン層からな
る歪みゲージ形成用の肉薄部と、前記肉薄部の下部から
突出するマス部と、前記肉薄部の下面側において前記マ
ス部の基端部を包囲する空洞部と、前記空洞部と前記p
型単結晶シリコン基板の裏面側とを連通させる連通口と
を備える加速度センサであって、前記空洞部の幅は前記
連通口の幅よりも大きい加速度センサをその要旨とす
る。
【0010】請求項2に記載の発明は、同じく肉薄部、
マス部、空洞部及び連通口を備える加速度センサであっ
て、前記マス部は略四角錐台状であり、前記マス部の基
端部はくびれている加速度センサをその要旨とする。
マス部、空洞部及び連通口を備える加速度センサであっ
て、前記マス部は略四角錐台状であり、前記マス部の基
端部はくびれている加速度センサをその要旨とする。
【0011】請求項3に記載の発明は、請求項2におい
て、前記空洞部の幅は前記連通口の幅よりも大きいとし
ている。請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3のい
ずれか1項において、前記肉薄部はn型単結晶シリコン
のエピタキシャル成長層からなるとしている。
て、前記空洞部の幅は前記連通口の幅よりも大きいとし
ている。請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3のい
ずれか1項において、前記肉薄部はn型単結晶シリコン
のエピタキシャル成長層からなるとしている。
【0012】請求項5に記載の発明は、不純物添加によ
って、p型単結晶シリコン基板の表面側の所定領域にp
型シリコン層を形成する工程と、前記p型単結晶シリコ
ン基板の上面にn型単結晶シリコンのエピタキシャル成
長層を形成することによって、同エピタキシャル成長層
内に前記p型シリコン層を埋め込む工程と、不純物添加
によって、p型単結晶シリコン基板の表面側の所定領域
に開口部形成用のp型シリコン層を形成する工程と、前
記エピタキシャル成長層の上面にp型シリコンからなる
歪みゲージを形成する工程と、前記エピタキシャル成長
層の上面にエッチングレジストを形成した状態で陽極化
成を行うことによって、前記各p型シリコン層を多孔質
シリコン層に変化させる工程と、前記歪みゲージに接続
する配線パターンを形成した後、開口部を有するマスク
をp型単結晶シリコン基板の裏面側に形成する工程と、
裏面側からのエッチングによって、前記マス部となるべ
き領域の周囲及び前記多孔質シリコン層があった部分を
空洞化する工程とからなる請求項1乃至4のいずれか1
項に記載の加速度センサを製造する方法をその要旨とす
る。
って、p型単結晶シリコン基板の表面側の所定領域にp
型シリコン層を形成する工程と、前記p型単結晶シリコ
ン基板の上面にn型単結晶シリコンのエピタキシャル成
長層を形成することによって、同エピタキシャル成長層
内に前記p型シリコン層を埋め込む工程と、不純物添加
によって、p型単結晶シリコン基板の表面側の所定領域
に開口部形成用のp型シリコン層を形成する工程と、前
記エピタキシャル成長層の上面にp型シリコンからなる
歪みゲージを形成する工程と、前記エピタキシャル成長
層の上面にエッチングレジストを形成した状態で陽極化
成を行うことによって、前記各p型シリコン層を多孔質
シリコン層に変化させる工程と、前記歪みゲージに接続
する配線パターンを形成した後、開口部を有するマスク
をp型単結晶シリコン基板の裏面側に形成する工程と、
裏面側からのエッチングによって、前記マス部となるべ
き領域の周囲及び前記多孔質シリコン層があった部分を
空洞化する工程とからなる請求項1乃至4のいずれか1
項に記載の加速度センサを製造する方法をその要旨とす
る。
【0013】請求項6に記載の発明は、請求項5におい
て、前記シリコン基板の裏面側からの結晶異方性エッチ
ングによって前記マス部となるべき領域の周囲を空洞化
した後、その空洞化された部分を介したウェットエッチ
ングによって前記多孔質シリコン層があった部分を空洞
化することをその要旨とする。
て、前記シリコン基板の裏面側からの結晶異方性エッチ
ングによって前記マス部となるべき領域の周囲を空洞化
した後、その空洞化された部分を介したウェットエッチ
ングによって前記多孔質シリコン層があった部分を空洞
化することをその要旨とする。
【0014】請求項7に記載の発明は、請求項5におい
て、前記シリコン基板の裏面側からのイオンエッチング
によって前記マス部となるべき領域の周囲を空洞化した
後、その空洞化された部分を介したウェットエッチング
によって前記多孔質シリコン層があった部分を空洞化す
ることをその要旨とする。
て、前記シリコン基板の裏面側からのイオンエッチング
によって前記マス部となるべき領域の周囲を空洞化した
後、その空洞化された部分を介したウェットエッチング
によって前記多孔質シリコン層があった部分を空洞化す
ることをその要旨とする。
【0015】請求項8に記載の発明は、不純物添加によ
って、p型単結晶シリコン基板の表面側の所定領域にp
型シリコン層を形成する工程と、前記p型単結晶シリコ
ン基板の上面にn型単結晶シリコンのエピタキシャル成
長層を形成することによって、同エピタキシャル成長層
内に前記p型シリコン層を埋め込む工程と、前記エピタ
キシャル成長層の上面にp型シリコンからなる歪みゲー
ジを形成する工程と、前記歪みゲージに接続する配線パ
ターンを形成した後、開口部を有するマスクをp型単結
晶シリコン基板の裏面側に形成する工程と、裏面側から
のエッチングによって、前記マス部となるべき領域の周
囲を空洞化する工程と、陽極化成を行うことによって、
前記p型シリコン層を多孔質シリコン層に変化させる工
程と、エッチングによって前記多孔質シリコン層があっ
た部分を空洞化する工程とからなる請求項1乃至4のい
ずれか1項に記載の加速度センサを製造する方法ををそ
の要旨とする。
って、p型単結晶シリコン基板の表面側の所定領域にp
型シリコン層を形成する工程と、前記p型単結晶シリコ
ン基板の上面にn型単結晶シリコンのエピタキシャル成
長層を形成することによって、同エピタキシャル成長層
内に前記p型シリコン層を埋め込む工程と、前記エピタ
キシャル成長層の上面にp型シリコンからなる歪みゲー
ジを形成する工程と、前記歪みゲージに接続する配線パ
ターンを形成した後、開口部を有するマスクをp型単結
晶シリコン基板の裏面側に形成する工程と、裏面側から
のエッチングによって、前記マス部となるべき領域の周
囲を空洞化する工程と、陽極化成を行うことによって、
前記p型シリコン層を多孔質シリコン層に変化させる工
程と、エッチングによって前記多孔質シリコン層があっ
た部分を空洞化する工程とからなる請求項1乃至4のい
ずれか1項に記載の加速度センサを製造する方法ををそ
の要旨とする。
【0016】
【作用】請求項1に記載の発明によると、空洞部の幅、
即ち肉薄部に相当する部分の幅が連通口の幅よりも大き
いことから、そうでないものと比較して歪みゲージ形成
用の領域を確保しやすい。
即ち肉薄部に相当する部分の幅が連通口の幅よりも大き
いことから、そうでないものと比較して歪みゲージ形成
用の領域を確保しやすい。
【0017】請求項2に記載の発明によると、マス部が
略四角錐台状でありその基端部がくびれていることか
ら、基端部がくびれていないものに比較して歪みゲージ
形成用の領域を確保しやすい。また、これらの発明によ
ると、肉薄部がn型シリコン層からなるものであるた
め、その上にゲージファクターの大きなp型シリコンか
らなる歪みゲージを形成することができる。
略四角錐台状でありその基端部がくびれていることか
ら、基端部がくびれていないものに比較して歪みゲージ
形成用の領域を確保しやすい。また、これらの発明によ
ると、肉薄部がn型シリコン層からなるものであるた
め、その上にゲージファクターの大きなp型シリコンか
らなる歪みゲージを形成することができる。
【0018】請求項5に記載の発明によると、所定領域
にあらかじめp型シリコン層を埋め込んだ後、そのp型
シリコン層を表面側から陽極化成することにより、後に
空洞部が形成されるべき部分が多孔質シリコン化され
る。そして、裏面側からエッチングを行うと、エッチン
グ反応がこの多孔質シリコン層にまで及び、非多孔質部
分よりも易溶な多孔質シリコン層が選択的に除去され
る。この結果、空洞化されずに残った部分にマス部が形
成される。
にあらかじめp型シリコン層を埋め込んだ後、そのp型
シリコン層を表面側から陽極化成することにより、後に
空洞部が形成されるべき部分が多孔質シリコン化され
る。そして、裏面側からエッチングを行うと、エッチン
グ反応がこの多孔質シリコン層にまで及び、非多孔質部
分よりも易溶な多孔質シリコン層が選択的に除去され
る。この結果、空洞化されずに残った部分にマス部が形
成される。
【0019】請求項6に記載の発明によると、結晶異方
性エッチングによって、まずテーパ面を有するエッチン
グ穴がシリコン基板の裏面側に形成される。この状態で
ウェットエッチングを行うと、そのエッチング穴を介し
てエッチャントが多孔質シリコン層に作用し、同多孔質
シリコン層が溶解される。
性エッチングによって、まずテーパ面を有するエッチン
グ穴がシリコン基板の裏面側に形成される。この状態で
ウェットエッチングを行うと、そのエッチング穴を介し
てエッチャントが多孔質シリコン層に作用し、同多孔質
シリコン層が溶解される。
【0020】請求項7に記載の発明によると、イオンエ
ッチング(方向性エッチング)によって、まずテーパ面
を有しない等断面形状のエッチング穴がシリコン基板の
裏面側に形成される。この状態でウェットエッチングを
行うと、そのエッチング穴を介してエッチャントが多孔
質シリコン層に作用し、同多孔質シリコン層が溶解され
る。
ッチング(方向性エッチング)によって、まずテーパ面
を有しない等断面形状のエッチング穴がシリコン基板の
裏面側に形成される。この状態でウェットエッチングを
行うと、そのエッチング穴を介してエッチャントが多孔
質シリコン層に作用し、同多孔質シリコン層が溶解され
る。
【0021】請求項8に記載の発明によると、所定領域
にあらかじめp型シリコン層を埋め込んだ後、裏面側か
らのエッチング及び陽極化成を行うことにより、後に空
洞部が形成されるべき部分が多孔質シリコン化される。
そして、この多孔質シリコン層に対してエッチングを行
うと、非多孔質部分よりも易溶な多孔質シリコン層が選
択的に除去される。この結果、空洞化されずに残った部
分にマス部が形成される。
にあらかじめp型シリコン層を埋め込んだ後、裏面側か
らのエッチング及び陽極化成を行うことにより、後に空
洞部が形成されるべき部分が多孔質シリコン化される。
そして、この多孔質シリコン層に対してエッチングを行
うと、非多孔質部分よりも易溶な多孔質シリコン層が選
択的に除去される。この結果、空洞化されずに残った部
分にマス部が形成される。
【0022】
〔実施例1〕以下、本発明を表面型の半導体式三次元加
速度センサ1に具体化した一実施例を図1〜図7に基づ
き詳細に説明する。
速度センサ1に具体化した一実施例を図1〜図7に基づ
き詳細に説明する。
【0023】図1(a)には、本実施例の加速度センサ
1の構成が概略的に示されている。面方位(100)の
p型単結晶シリコン基板(以下、単にシリコン基板と呼
ぶ。)2の表面側には、おもりの部分を支持する梁とし
ての役目を持つ肉薄部3が形成されている。この肉薄部
3は、主としてn型シリコン層(詳細にはn型単結晶シ
リコンのエピタキシャル成長層)4からなる。肉薄部3
を構成するエピタキシャル成長層4の上面には、図1
(a),図1(b)に示されるように、複数の拡散歪み
ゲージ(詳細には拡散歪み抵抗R1 〜R12)5が形成さ
れている。
1の構成が概略的に示されている。面方位(100)の
p型単結晶シリコン基板(以下、単にシリコン基板と呼
ぶ。)2の表面側には、おもりの部分を支持する梁とし
ての役目を持つ肉薄部3が形成されている。この肉薄部
3は、主としてn型シリコン層(詳細にはn型単結晶シ
リコンのエピタキシャル成長層)4からなる。肉薄部3
を構成するエピタキシャル成長層4の上面には、図1
(a),図1(b)に示されるように、複数の拡散歪み
ゲージ(詳細には拡散歪み抵抗R1 〜R12)5が形成さ
れている。
【0024】肉薄部3の下面側からは、結晶異方性エッ
チングによって形成されるマス部6が突出している。こ
のマス部6は、同マス部6の主たる部分を占める逆向き
の四角錐台部6aと、その四角錐台部6aの底面中央部
に位置する円柱部6bとからなる。つまり、このマス部
6の基端部はくびれており、マス部6を構成する四角錐
台部6aは円柱部6bを介して肉薄部3の中央部下面に
連結されているものと把握することができる。前記四角
錐台部6aはp型単結晶シリコンからなる。円柱部6b
の上半分はn型単結晶シリコンのエピタキシャル成長層
4からなり、下半分は四角錐台部6aと同じくp型単結
晶シリコンからなる。図1(a),図1(b)に示され
るように、円柱部6bは、鼓に似た外形、即ち中央部が
やや細くなった外形を有している。
チングによって形成されるマス部6が突出している。こ
のマス部6は、同マス部6の主たる部分を占める逆向き
の四角錐台部6aと、その四角錐台部6aの底面中央部
に位置する円柱部6bとからなる。つまり、このマス部
6の基端部はくびれており、マス部6を構成する四角錐
台部6aは円柱部6bを介して肉薄部3の中央部下面に
連結されているものと把握することができる。前記四角
錐台部6aはp型単結晶シリコンからなる。円柱部6b
の上半分はn型単結晶シリコンのエピタキシャル成長層
4からなり、下半分は四角錐台部6aと同じくp型単結
晶シリコンからなる。図1(a),図1(b)に示され
るように、円柱部6bは、鼓に似た外形、即ち中央部が
やや細くなった外形を有している。
【0025】肉薄部3の下面側かつ円柱部6bの周囲に
は、ドーナッツ状に空洞部7が形成されている。この空
洞部7は、多孔質化されたp型シリコンからなる層をア
ルカリエッチングすることによって形成されたものであ
る。シリコン基板2の裏面側には、テーパ面を有する結
晶異方性エッチング穴8が存在している。このエッチン
グ穴8の中央部には、上述したマス部6の四角錐台部6
aが位置している。空洞部7の下面側には連通口9が形
成されている。この連通口9は、空洞部7側とエッチン
グ穴8側とを連通させている。また、同エピタキシャル
成長層4の所定箇所には、内部の空洞部7に連通する開
口部26が4つ形成されている。
は、ドーナッツ状に空洞部7が形成されている。この空
洞部7は、多孔質化されたp型シリコンからなる層をア
ルカリエッチングすることによって形成されたものであ
る。シリコン基板2の裏面側には、テーパ面を有する結
晶異方性エッチング穴8が存在している。このエッチン
グ穴8の中央部には、上述したマス部6の四角錐台部6
aが位置している。空洞部7の下面側には連通口9が形
成されている。この連通口9は、空洞部7側とエッチン
グ穴8側とを連通させている。また、同エピタキシャル
成長層4の所定箇所には、内部の空洞部7に連通する開
口部26が4つ形成されている。
【0026】図1(a)に示されるように、エピタキシ
ャル成長層4の上面には、層間絶縁層としての薄い酸化
膜(SiO2 膜)11が形成されている。この酸化膜1
1の上面には、スパッタリングや真空蒸着等の物理的成
膜法によって、アルミニウム製の配線パターン12及び
ボンディングパッド13が形成されている。また、前記
酸化膜11の所定部分、即ち拡散歪みゲージ5の両端上
側となる部分には、層間接続用のコンタクトホール14
が形成されている。コンタクトホール14は、配線パタ
ーン12とその下層にある拡散歪みゲージ5とを電気的
に接続している。そして、これらの配線パターン12
は、シリコン基板2の外縁部上面に配置されたボンディ
ングパッド13にそれぞれ電気的に接続されている。酸
化膜11の上面には、表層における絶縁を図るための薄
いパッシベーション膜15が、上記の物理的成膜法によ
って形成されている。前記パッシベーション膜15の所
定部分に設けられた開口部からは、ボンディングパッド
13が露出している。また、前記パッシベーション膜1
5は裏面側にも形成されている。
ャル成長層4の上面には、層間絶縁層としての薄い酸化
膜(SiO2 膜)11が形成されている。この酸化膜1
1の上面には、スパッタリングや真空蒸着等の物理的成
膜法によって、アルミニウム製の配線パターン12及び
ボンディングパッド13が形成されている。また、前記
酸化膜11の所定部分、即ち拡散歪みゲージ5の両端上
側となる部分には、層間接続用のコンタクトホール14
が形成されている。コンタクトホール14は、配線パタ
ーン12とその下層にある拡散歪みゲージ5とを電気的
に接続している。そして、これらの配線パターン12
は、シリコン基板2の外縁部上面に配置されたボンディ
ングパッド13にそれぞれ電気的に接続されている。酸
化膜11の上面には、表層における絶縁を図るための薄
いパッシベーション膜15が、上記の物理的成膜法によ
って形成されている。前記パッシベーション膜15の所
定部分に設けられた開口部からは、ボンディングパッド
13が露出している。また、前記パッシベーション膜1
5は裏面側にも形成されている。
【0027】この加速度センサ1において、各部の寸法
の範囲は以下の通りである。図1(a)において、シリ
コン基板2の幅W1 及び厚さ(ただし、エピタキシャル
成長層4等の薄膜を含む。)tは、それぞれ1000μ
m〜2000μm,300μm〜600(本実施例では
約1500μm,約300μm)である。エピタキシャ
ル成長層4の厚さは、10μm〜20μm(本実施例で
は10μm)である。酸化膜11の厚さ及びパッシベー
ション膜15の厚さは、それぞれ0.5μm〜1μm,
0.5μm〜1μm(本実施例では1μm,1μm)で
ある。
の範囲は以下の通りである。図1(a)において、シリ
コン基板2の幅W1 及び厚さ(ただし、エピタキシャル
成長層4等の薄膜を含む。)tは、それぞれ1000μ
m〜2000μm,300μm〜600(本実施例では
約1500μm,約300μm)である。エピタキシャ
ル成長層4の厚さは、10μm〜20μm(本実施例で
は10μm)である。酸化膜11の厚さ及びパッシベー
ション膜15の厚さは、それぞれ0.5μm〜1μm,
0.5μm〜1μm(本実施例では1μm,1μm)で
ある。
【0028】また、図1(a)において、四角錐台部6
aの最大幅(即ち底辺の一辺の長さ)w2 は、400μ
m〜800(本実施例では約500μm)である。この
幅w2 が小さすぎると、マス部6の容量増による高感度
化を充分に図ることができない。空洞部7の幅w3 は、
400μm〜800(本実施例では約500μm)であ
る。なお、この幅w3 は、肉薄部3の幅と等しくなって
いる。空洞部7の幅w3 が小さすぎると拡散歪みゲージ
5を形成しうる領域が狭くなり、逆に大きすぎると全体
の小型化にマイナスに作用する。エッチング穴8の開口
部の幅w4 は、500μm〜800(本実施例では約5
00μm)である。
aの最大幅(即ち底辺の一辺の長さ)w2 は、400μ
m〜800(本実施例では約500μm)である。この
幅w2 が小さすぎると、マス部6の容量増による高感度
化を充分に図ることができない。空洞部7の幅w3 は、
400μm〜800(本実施例では約500μm)であ
る。なお、この幅w3 は、肉薄部3の幅と等しくなって
いる。空洞部7の幅w3 が小さすぎると拡散歪みゲージ
5を形成しうる領域が狭くなり、逆に大きすぎると全体
の小型化にマイナスに作用する。エッチング穴8の開口
部の幅w4 は、500μm〜800(本実施例では約5
00μm)である。
【0029】円柱部6bの平均幅(即ち平均径)w5
は、10μm〜100(本実施例では約30μm)であ
る。この幅w5 が小さすぎると、破壊耐力が弱くなるお
それがある。連通口9の幅w6 は、50μm〜200
(本実施例では約100μm)である。即ち、この加速
度センサ1の場合、空洞部7の幅w5 は連通口9の幅w
6よりも大きくなっている。
は、10μm〜100(本実施例では約30μm)であ
る。この幅w5 が小さすぎると、破壊耐力が弱くなるお
それがある。連通口9の幅w6 は、50μm〜200
(本実施例では約100μm)である。即ち、この加速
度センサ1の場合、空洞部7の幅w5 は連通口9の幅w
6よりも大きくなっている。
【0030】図1(b)には、各拡散歪みゲージ5(各
拡散歪み抵抗R1 〜R12)のレイアウトの様子が示され
ている。各拡散歪み抵抗R1 〜R12は、全体として十字
状に配置されている。即ち、図1(b)において中心よ
りも左側の位置には拡散歪み抵抗R1 ,R2 が並列に配
置されており、同じく中心よりも右側の位置には拡散歪
み抵抗R3 ,R4 が並列に配置されている。中心よりも
上側の位置には、拡散歪み抵抗R5 ,R6 ,R10が並列
に配置されている。また、これらの拡散歪み抵抗R5 ,
R6 ,R9 よりも内側の位置には、拡散歪み抵抗R9 が
配置されている。中心よりも下側の位置には、拡散歪み
抵抗R7 ,R8 ,R11が並列に配置されている。また、
これらの拡散歪み抵抗R7 ,R8 ,R12よりも内側の位
置には、拡散歪み抵抗R12が配置されている。
拡散歪み抵抗R1 〜R12)のレイアウトの様子が示され
ている。各拡散歪み抵抗R1 〜R12は、全体として十字
状に配置されている。即ち、図1(b)において中心よ
りも左側の位置には拡散歪み抵抗R1 ,R2 が並列に配
置されており、同じく中心よりも右側の位置には拡散歪
み抵抗R3 ,R4 が並列に配置されている。中心よりも
上側の位置には、拡散歪み抵抗R5 ,R6 ,R10が並列
に配置されている。また、これらの拡散歪み抵抗R5 ,
R6 ,R9 よりも内側の位置には、拡散歪み抵抗R9 が
配置されている。中心よりも下側の位置には、拡散歪み
抵抗R7 ,R8 ,R11が並列に配置されている。また、
これらの拡散歪み抵抗R7 ,R8 ,R12よりも内側の位
置には、拡散歪み抵抗R12が配置されている。
【0031】図2(a)には、4つの拡散歪み抵抗R1
〜R4 からなる等価回路が示されている。この等価回路
は、X方向の加速度を検出するための回路である。同様
に図2(b)には4つの拡散歪み抵抗R5 〜R8 からな
る等価回路が、図2(c)には4つの拡散歪み抵抗R9
〜R12からなる等価回路が示されている。これらの等価
回路は、それぞれY方向、Z方向の加速度を検出するた
めの回路である。ブリッジ接続された4つの拡散歪み抵
抗R1 〜R4 のうち、拡散歪み抵抗R1 ,R3間のノー
ドは、電源電圧VCCの供給用のボンディングパッド13
に接続されている。一方、拡散歪み抵抗R2 ,R4 間の
ノードは、接地用のボンディングパッド13に接続され
ている。拡散歪み抵抗R1 ,R4 間のノード及び拡散歪
み抵抗R2 ,R3 間のノードは、それぞれ出力用のボン
ディングパッド13に接続されている。拡散歪み抵抗R
5 〜R8 ,R9 〜R12からなる等価回路も、基本的には
上記のように接続されている。
〜R4 からなる等価回路が示されている。この等価回路
は、X方向の加速度を検出するための回路である。同様
に図2(b)には4つの拡散歪み抵抗R5 〜R8 からな
る等価回路が、図2(c)には4つの拡散歪み抵抗R9
〜R12からなる等価回路が示されている。これらの等価
回路は、それぞれY方向、Z方向の加速度を検出するた
めの回路である。ブリッジ接続された4つの拡散歪み抵
抗R1 〜R4 のうち、拡散歪み抵抗R1 ,R3間のノー
ドは、電源電圧VCCの供給用のボンディングパッド13
に接続されている。一方、拡散歪み抵抗R2 ,R4 間の
ノードは、接地用のボンディングパッド13に接続され
ている。拡散歪み抵抗R1 ,R4 間のノード及び拡散歪
み抵抗R2 ,R3 間のノードは、それぞれ出力用のボン
ディングパッド13に接続されている。拡散歪み抵抗R
5 〜R8 ,R9 〜R12からなる等価回路も、基本的には
上記のように接続されている。
【0032】この加速度センサ1に加速度が印加する
と、マス部6がいずれかの方向へ変位し、それに伴って
肉薄部3に湾曲が生じる。このとき、拡散歪みゲージ
(拡散歪み抵抗R1 〜R12)5のいずれかに歪みが生じ
る結果、シリコンのピエゾ抵抗効果によって拡散歪みゲ
ージ5の抵抗値が増加または減少する。そして、この抵
抗値の変化を検出することによって、加速度が検知され
る。
と、マス部6がいずれかの方向へ変位し、それに伴って
肉薄部3に湾曲が生じる。このとき、拡散歪みゲージ
(拡散歪み抵抗R1 〜R12)5のいずれかに歪みが生じ
る結果、シリコンのピエゾ抵抗効果によって拡散歪みゲ
ージ5の抵抗値が増加または減少する。そして、この抵
抗値の変化を検出することによって、加速度が検知され
る。
【0033】次に、この加速度センサ1を製造する手順
を図3〜図7に基づいて詳細に説明する。まず、直方体
状をした面方位(100)のp型単結晶シリコン基板2
を用意する。そして、シリコン基板2を高温の酸化雰囲
気中に晒すことによって、外表面にマスクとしての薄い
酸化膜20を形成する。次いで、この酸化膜20をフォ
トエッチングすることによって、同酸化膜20に円形状
に開口部20aを形成する。なお、この開口部20a
は、後に空洞部7が形成されるべき領域に対応してい
る。ただし、開口部20aの中心には酸化膜20が残さ
れている。中心に残される酸化膜11は、後に円柱部6
bが形成されるべき位置に対応している。次に、前記シ
リコン基板2に対してイオン注入等によってほう素を打
ち込み、さらにそのほう素を熱拡散させる。この結果、
図3に示されるように、シリコン基板2の表面側にp型
シリコン層21が形成される。
を図3〜図7に基づいて詳細に説明する。まず、直方体
状をした面方位(100)のp型単結晶シリコン基板2
を用意する。そして、シリコン基板2を高温の酸化雰囲
気中に晒すことによって、外表面にマスクとしての薄い
酸化膜20を形成する。次いで、この酸化膜20をフォ
トエッチングすることによって、同酸化膜20に円形状
に開口部20aを形成する。なお、この開口部20a
は、後に空洞部7が形成されるべき領域に対応してい
る。ただし、開口部20aの中心には酸化膜20が残さ
れている。中心に残される酸化膜11は、後に円柱部6
bが形成されるべき位置に対応している。次に、前記シ
リコン基板2に対してイオン注入等によってほう素を打
ち込み、さらにそのほう素を熱拡散させる。この結果、
図3に示されるように、シリコン基板2の表面側にp型
シリコン層21が形成される。
【0034】次に、図4に示されるように、p型シリコ
ン層21が形成されたシリコン基板2の上面に、気相成
長によってn型単結晶シリコンのエピタキシャル成長層
4を形成する。その結果、エピタキシャル成長層4内に
p型シリコン層21が埋め込まれた状態となる。なお、
埋め込まれたp型シリコン層21は、いわゆる這い上が
り現象によってエピタキシャル成長層4側にも拡散す
る。このエピタキシャル成長層4の中心には、後にマス
部6の円柱部6bとなる部分が取り残される。
ン層21が形成されたシリコン基板2の上面に、気相成
長によってn型単結晶シリコンのエピタキシャル成長層
4を形成する。その結果、エピタキシャル成長層4内に
p型シリコン層21が埋め込まれた状態となる。なお、
埋め込まれたp型シリコン層21は、いわゆる這い上が
り現象によってエピタキシャル成長層4側にも拡散す
る。このエピタキシャル成長層4の中心には、後にマス
部6の円柱部6bとなる部分が取り残される。
【0035】この後、エピタキシャル成長層4が形成さ
れたシリコン基板2の表面に、上記と同様の手順によっ
てマスクとしての酸化膜(図示略)を形成する。さら
に、フォトエッチングによって同マスクの所定領域に開
口部を形成する。次に、前記シリコン基板2に対してイ
オン注入等によってほう素を打ち込み、さらにそのほう
素を熱拡散させる。この結果、エピタキシャル成長層4
に、開口部形成用のp型シリコン層22が4つ形成され
る。このp型シリコン層22は、埋め込まれているp型
シリコン層21の深さまで到達する。この場合、開口部
形成用のp型シリコン層22は、空洞部7が形成される
べき領域の上側に部分的に形成される。次いで、上記と
同様の手順によって、エピタキシャル成長層4の表面に
マスクとしての酸化膜11を形成する。さらに、フォト
エッチングによって同マスク23の所定領域に開口部1
1aを形成する。そして、シリコン基板2に対してイオ
ン注入等によってほう素を打ち込み、さらにそのほう素
を熱拡散させる。この結果、図5に示されるように、後
に肉薄部3の上面となるべき部分に拡散歪みゲージ5が
形成される。
れたシリコン基板2の表面に、上記と同様の手順によっ
てマスクとしての酸化膜(図示略)を形成する。さら
に、フォトエッチングによって同マスクの所定領域に開
口部を形成する。次に、前記シリコン基板2に対してイ
オン注入等によってほう素を打ち込み、さらにそのほう
素を熱拡散させる。この結果、エピタキシャル成長層4
に、開口部形成用のp型シリコン層22が4つ形成され
る。このp型シリコン層22は、埋め込まれているp型
シリコン層21の深さまで到達する。この場合、開口部
形成用のp型シリコン層22は、空洞部7が形成される
べき領域の上側に部分的に形成される。次いで、上記と
同様の手順によって、エピタキシャル成長層4の表面に
マスクとしての酸化膜11を形成する。さらに、フォト
エッチングによって同マスク23の所定領域に開口部1
1aを形成する。そして、シリコン基板2に対してイオ
ン注入等によってほう素を打ち込み、さらにそのほう素
を熱拡散させる。この結果、図5に示されるように、後
に肉薄部3の上面となるべき部分に拡散歪みゲージ5が
形成される。
【0036】次いで、エピタキシャル成長層4の上面を
全体的にエッチングレジスト24で被覆する。この後、
フォトリソグラフィによって、p型シリコン層22の上
面にあたる部分に開口部24aを4つ形成する。そし
て、シリコン基板2を高濃度のふっ酸水溶液中に浸漬
し、この状態でシリコン基板2を陽極として電流を流
す。前記のような陽極化成によってp型シリコン層2
1,22の部分のみを選択的に多孔質化することによ
り、図6に示されるように、当該部分をp型多孔質シリ
コン層25に変化させる。本実施例では、陽極化成の好
適な条件として、ふっ酸水溶液の温度を10℃〜70℃
に、処理時間を数分〜数十分に、通電量を数mA/cm
2 〜数十mA/cm2 に設定している。なお、陽極化成
の後、不要となったエッチングレジスト24は剥離され
る。
全体的にエッチングレジスト24で被覆する。この後、
フォトリソグラフィによって、p型シリコン層22の上
面にあたる部分に開口部24aを4つ形成する。そし
て、シリコン基板2を高濃度のふっ酸水溶液中に浸漬
し、この状態でシリコン基板2を陽極として電流を流
す。前記のような陽極化成によってp型シリコン層2
1,22の部分のみを選択的に多孔質化することによ
り、図6に示されるように、当該部分をp型多孔質シリ
コン層25に変化させる。本実施例では、陽極化成の好
適な条件として、ふっ酸水溶液の温度を10℃〜70℃
に、処理時間を数分〜数十分に、通電量を数mA/cm
2 〜数十mA/cm2 に設定している。なお、陽極化成
の後、不要となったエッチングレジスト24は剥離され
る。
【0037】次いで、フォトエッチングを行うことによ
って、酸化膜11の所定部分にコンタクトホール14を
形成する。このシリコン基板2に対してAlのスパッタ
リングまたは真空蒸着を行った後、フォトリソグラフィ
を行うことによって、配線パターン12及びボンディン
グパッド13を形成する。次いで、CVD等によってS
iNやSi3 N4 などを堆積させることにより、図7に
示されるように、シリコン基板2の上面に配線パターン
12を覆うパッシベーション膜15を形成する。表面側
のパッシベーション膜15からは、ボンディングパッド
13の上面とp型シリコン層22の上面とが露出してい
る。この場合、シリコン基板2の裏面側にもパッシベー
ション膜15が形成される。裏面側のパッシベーション
膜15には、アルカリをエッチャントとしたウェットエ
ッチングのための開口部15aが矩形状に形成される。
即ち、裏面側のパッシベーション膜15は、後工程にお
いてマスクとしての役割も果たす。ただし、この開口部
15aの中心にはパッシベーション膜15が残されてい
る。この部分のパッシベーション膜15は、後にマス部
6の四角錐台部6aの一部分となる。
って、酸化膜11の所定部分にコンタクトホール14を
形成する。このシリコン基板2に対してAlのスパッタ
リングまたは真空蒸着を行った後、フォトリソグラフィ
を行うことによって、配線パターン12及びボンディン
グパッド13を形成する。次いで、CVD等によってS
iNやSi3 N4 などを堆積させることにより、図7に
示されるように、シリコン基板2の上面に配線パターン
12を覆うパッシベーション膜15を形成する。表面側
のパッシベーション膜15からは、ボンディングパッド
13の上面とp型シリコン層22の上面とが露出してい
る。この場合、シリコン基板2の裏面側にもパッシベー
ション膜15が形成される。裏面側のパッシベーション
膜15には、アルカリをエッチャントとしたウェットエ
ッチングのための開口部15aが矩形状に形成される。
即ち、裏面側のパッシベーション膜15は、後工程にお
いてマスクとしての役割も果たす。ただし、この開口部
15aの中心にはパッシベーション膜15が残されてい
る。この部分のパッシベーション膜15は、後にマス部
6の四角錐台部6aの一部分となる。
【0038】次に、TMAH(テトラメチルアンモニウ
ムハイドロオキサイド)をエッチャントとして、前記シ
リコン基板2に対する結晶異方性エッチングを行う。こ
のようなウェットエッチングを行うと、図7において二
点鎖線で示されるように、シリコン基板2が裏面側から
えぐり取られる。このときに形成されるエッチング穴9
の先端は、裏面側から徐々に内部へ進行し、最終的には
多孔質シリコン層25の下面に到る。すると、今度はT
MAHによって多孔質シリコン層25が異方性エッチン
グされる。
ムハイドロオキサイド)をエッチャントとして、前記シ
リコン基板2に対する結晶異方性エッチングを行う。こ
のようなウェットエッチングを行うと、図7において二
点鎖線で示されるように、シリコン基板2が裏面側から
えぐり取られる。このときに形成されるエッチング穴9
の先端は、裏面側から徐々に内部へ進行し、最終的には
多孔質シリコン層25の下面に到る。すると、今度はT
MAHによって多孔質シリコン層25が異方性エッチン
グされる。
【0039】p型シリコン層21,22は、陽極化成を
経て多孔質化されることにより、比較的アルカリに溶解
しやすくなっている。従って、多孔質シリコン層25が
あった部分は、陽極化成を受けていない未改質部分に比
べて空洞化が速く進む。従って、このエッチング速度の
違いにより、多孔質シリコン層25があった部分には空
洞部7が形成され、かつそれ以外の溶け残った部分には
マス部6が形成される。図1に示す加速度センサ1は、
以上のようにして作製される。なお、本実施例のように
TMAHを使用したウェットエッチングの場合、好適な
処理時間は数十秒〜数分、好適な処理温度は20℃〜4
0℃である。
経て多孔質化されることにより、比較的アルカリに溶解
しやすくなっている。従って、多孔質シリコン層25が
あった部分は、陽極化成を受けていない未改質部分に比
べて空洞化が速く進む。従って、このエッチング速度の
違いにより、多孔質シリコン層25があった部分には空
洞部7が形成され、かつそれ以外の溶け残った部分には
マス部6が形成される。図1に示す加速度センサ1は、
以上のようにして作製される。なお、本実施例のように
TMAHを使用したウェットエッチングの場合、好適な
処理時間は数十秒〜数分、好適な処理温度は20℃〜4
0℃である。
【0040】さて、次いで本実施例の加速度センサ1及
びその製造方法の作用効果を説明する。図17に示した
従来の加速度センサの場合、肉薄部3の幅w3 の大きさ
は、エッチング穴8の開口部の幅w4 の大きさに依存す
る。即ち、この幅w3 を大きくするためには、幅w4 を
大きくする必要がある。一方、本実施例の加速度センサ
1の場合、連通口9の幅w6 の大きさは前記開口部の幅
w4 に依存する反面、幅w3 の大きさは特にそれに無関
係である。従って、肉薄部3に相当する空隙部7の幅w
3 を、連通口9の幅w6 よりも容易に大きくすることが
できる。よって、シリコン基板2の幅w1 の増大を伴わ
ずに、拡散歪みゲージ5の形成用の領域を確保すること
ができる。
びその製造方法の作用効果を説明する。図17に示した
従来の加速度センサの場合、肉薄部3の幅w3 の大きさ
は、エッチング穴8の開口部の幅w4 の大きさに依存す
る。即ち、この幅w3 を大きくするためには、幅w4 を
大きくする必要がある。一方、本実施例の加速度センサ
1の場合、連通口9の幅w6 の大きさは前記開口部の幅
w4 に依存する反面、幅w3 の大きさは特にそれに無関
係である。従って、肉薄部3に相当する空隙部7の幅w
3 を、連通口9の幅w6 よりも容易に大きくすることが
できる。よって、シリコン基板2の幅w1 の増大を伴わ
ずに、拡散歪みゲージ5の形成用の領域を確保すること
ができる。
【0041】また、従来の加速度センサにおける振動子
部分の幅は、肉薄部3の幅w3 の2倍にマス部6の基端
部の幅w2 を加えたもの〔即ち、2・(w3 )+w2 〕
である。一方、この加速度センサ1における振動子部分
の幅は、2・(w3 )+w2とはならず、空隙部7の幅
w3 の2倍に円柱部6bの平均幅w5 を加えたもの〔即
ち、2・(w3 )+w5 〕となる(図1(a) 参照)。し
かし、この加速度センサ1ではマス部6の基端部がくび
れているため、幅w5 は幅w2 に比べて相当小さくなっ
ている。このため、基端部がくびれていない従来品とは
異なり、シリコン基板2の幅w1 の増大を伴わずに、拡
散歪みゲージ5の形成用の領域を確保することができ
る。
部分の幅は、肉薄部3の幅w3 の2倍にマス部6の基端
部の幅w2 を加えたもの〔即ち、2・(w3 )+w2 〕
である。一方、この加速度センサ1における振動子部分
の幅は、2・(w3 )+w2とはならず、空隙部7の幅
w3 の2倍に円柱部6bの平均幅w5 を加えたもの〔即
ち、2・(w3 )+w5 〕となる(図1(a) 参照)。し
かし、この加速度センサ1ではマス部6の基端部がくび
れているため、幅w5 は幅w2 に比べて相当小さくなっ
ている。このため、基端部がくびれていない従来品とは
異なり、シリコン基板2の幅w1 の増大を伴わずに、拡
散歪みゲージ5の形成用の領域を確保することができ
る。
【0042】さらに、実施例の加速度センサ1による
と、肉薄部3がn型単結晶シリコンのエピタキシャル成
長層4からなるものであるため、その上にゲージファク
ターの大きなp型シリコンからなる拡散歪みゲージ5を
形成することができる。つまり、上記の各構成を有する
本実施例によれば、小型でしかも高感度な加速度センサ
1を実現することが可能である。また、この実施例の製
造方法は、多孔質化された部分と未改質部分とのエッチ
ング速度の差を利用して、空洞部7等を形成することを
特徴とするものである。このため、エッチングの制御性
に優れており、複雑な形状をしたマス部6を比較的容易
にかつ確実に形成することができる。 〔実施例2〕次に、実施例2の表面型の半導体式三次元
加速度センサ31を図8〜図12に基づいて説明する。
と、肉薄部3がn型単結晶シリコンのエピタキシャル成
長層4からなるものであるため、その上にゲージファク
ターの大きなp型シリコンからなる拡散歪みゲージ5を
形成することができる。つまり、上記の各構成を有する
本実施例によれば、小型でしかも高感度な加速度センサ
1を実現することが可能である。また、この実施例の製
造方法は、多孔質化された部分と未改質部分とのエッチ
ング速度の差を利用して、空洞部7等を形成することを
特徴とするものである。このため、エッチングの制御性
に優れており、複雑な形状をしたマス部6を比較的容易
にかつ確実に形成することができる。 〔実施例2〕次に、実施例2の表面型の半導体式三次元
加速度センサ31を図8〜図12に基づいて説明する。
【0043】図12に示されるように、この加速度セン
サ31の構成は、開口部26を省いた点を除いて、実施
例1の加速度センサ1の構成と同じである。従って、共
通部分については同じ部材番号を付し、その詳細な説明
を省略する。なお、両者における各部の寸法も等しくな
っている。
サ31の構成は、開口部26を省いた点を除いて、実施
例1の加速度センサ1の構成と同じである。従って、共
通部分については同じ部材番号を付し、その詳細な説明
を省略する。なお、両者における各部の寸法も等しくな
っている。
【0044】本実施例の加速度センサ31は、次のよう
な手順を経て作製される。まず、実施例1の手順に従
い、シリコン基板2の表面側にp型シリコン層21及び
エピタキシャル成長層4を形成する(図3,図4参
照)。そして、開口部形成用のp型シリコン層22を形
成する工程を行うことなく、次のゲージ形成工程を行
う。
な手順を経て作製される。まず、実施例1の手順に従
い、シリコン基板2の表面側にp型シリコン層21及び
エピタキシャル成長層4を形成する(図3,図4参
照)。そして、開口部形成用のp型シリコン層22を形
成する工程を行うことなく、次のゲージ形成工程を行
う。
【0045】ゲージ形成工程では、まず開口部11aを
有する酸化膜11をエピタキシャル成長層4の表面に形
成した後、ほう素の打ち込み・熱拡散を行う。この結
果、図8に示されるように、後に肉薄部3の上面となる
べき部分に拡散歪みゲージ5が形成される。
有する酸化膜11をエピタキシャル成長層4の表面に形
成した後、ほう素の打ち込み・熱拡散を行う。この結
果、図8に示されるように、後に肉薄部3の上面となる
べき部分に拡散歪みゲージ5が形成される。
【0046】次に、実施例1の手順に準じて、コンタク
トホール14や配線パターン12等を形成する。さら
に、CVD等によってSiNやSi3 N4 などを堆積さ
せることにより、図9に示されるように、シリコン基板
2の表裏両面にパッシベーション膜15を形成する。裏
面側のパッシベーション膜15には、結晶異方性エッチ
ングのための開口部15aが矩形状に形成される。ただ
し、この開口部15aの中心にはパッシベーション膜1
5が残されている。
トホール14や配線パターン12等を形成する。さら
に、CVD等によってSiNやSi3 N4 などを堆積さ
せることにより、図9に示されるように、シリコン基板
2の表裏両面にパッシベーション膜15を形成する。裏
面側のパッシベーション膜15には、結晶異方性エッチ
ングのための開口部15aが矩形状に形成される。ただ
し、この開口部15aの中心にはパッシベーション膜1
5が残されている。
【0047】次に、前記シリコン基板2の裏面側をTM
AHでウェットエッチングすることによって、図10に
示されるように結晶異方性エッチング穴8を形成する。
このときに形成されるエッチング穴8の先端は、裏面側
から徐々に内部へ進行し、最終的にはp型シリコン層2
1の下面に到る。そして、エッチングの進行はこの時点
で停止する。次いで、実施例1に準じて陽極化成を行う
ことにより、図11に示されるように、p型シリコン層
21を多孔質シリコン層25に変化させる。本実施例で
は、陽極化成の好適な条件として、ふっ酸水溶液の温度
を10℃〜70℃に、処理時間を数分〜数百分に、通電
量を数mA/cm2 〜数十mA/cm2に設定してい
る。さらに、TMAHによるウェットエッチングを行う
ことによって、多孔質シリコン層25があった部分を空
洞化する。以上の工程を経ると、エッチングによって溶
けずに残った部分がマス部6等になる。
AHでウェットエッチングすることによって、図10に
示されるように結晶異方性エッチング穴8を形成する。
このときに形成されるエッチング穴8の先端は、裏面側
から徐々に内部へ進行し、最終的にはp型シリコン層2
1の下面に到る。そして、エッチングの進行はこの時点
で停止する。次いで、実施例1に準じて陽極化成を行う
ことにより、図11に示されるように、p型シリコン層
21を多孔質シリコン層25に変化させる。本実施例で
は、陽極化成の好適な条件として、ふっ酸水溶液の温度
を10℃〜70℃に、処理時間を数分〜数百分に、通電
量を数mA/cm2 〜数十mA/cm2に設定してい
る。さらに、TMAHによるウェットエッチングを行う
ことによって、多孔質シリコン層25があった部分を空
洞化する。以上の工程を経ると、エッチングによって溶
けずに残った部分がマス部6等になる。
【0048】本実施例の加速度センサ31及びその製造
方法でも、実施例1と同様の作用効果を奏することは明
らかである。それに加えて、この加速度センサ31では
肉薄部3に開口部26が設けられていないため、大きな
加速度が印加した場合でも肉薄部3に破壊等が起こりに
くいという利点がある。従って、より耐久性に優れた加
速度センサ31を提供することが可能となる。また、本
実施例の製造方法は、p型シリコン層21の多孔質化及
び空洞化を、共に裏面側のエッチング穴8を介して行う
ことを特徴としている。それとは対照的に、実施例1の
製造方法は、p型シリコン層21の多孔質化を表面側か
ら行い、空洞化を裏面側から行うことを特徴としてい
る。ゆえに、本実施例の製造方法によると、開口部形成
用のp型シリコン層22の形成が不要になるというメリ
ットがある。よって、加速度センサ31の製造がよりい
っそう容易になる。 〔実施例3〕次に、実施例3の表面型の半導体式三次元
加速度センサ31を図13〜図15に基づいて説明す
る。実施例1の構成と共通する部分については同じ部材
番号を付し、その詳細な説明を省略する。
方法でも、実施例1と同様の作用効果を奏することは明
らかである。それに加えて、この加速度センサ31では
肉薄部3に開口部26が設けられていないため、大きな
加速度が印加した場合でも肉薄部3に破壊等が起こりに
くいという利点がある。従って、より耐久性に優れた加
速度センサ31を提供することが可能となる。また、本
実施例の製造方法は、p型シリコン層21の多孔質化及
び空洞化を、共に裏面側のエッチング穴8を介して行う
ことを特徴としている。それとは対照的に、実施例1の
製造方法は、p型シリコン層21の多孔質化を表面側か
ら行い、空洞化を裏面側から行うことを特徴としてい
る。ゆえに、本実施例の製造方法によると、開口部形成
用のp型シリコン層22の形成が不要になるというメリ
ットがある。よって、加速度センサ31の製造がよりい
っそう容易になる。 〔実施例3〕次に、実施例3の表面型の半導体式三次元
加速度センサ31を図13〜図15に基づいて説明す
る。実施例1の構成と共通する部分については同じ部材
番号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0049】図15に示されるように、この加速度セン
サ36におけるマス部37及びエッチング穴38の形状
は、実施例1,2のそれとは異なっている。即ち、ここ
で形成されるエッチング穴38は、テーパ面を有さない
等断面形状の方向性エッチング穴38である。従って、
マス部37において円柱部6bよりも下側となる部分
も、等断面形状となっている。以降、この部分のことを
便宜上、大円柱部37aと呼ぶ。本実施例において前記
大円柱部37aの幅w2 は、実施例1と同じく500μ
mに設定されている。また、連通口9の幅w6 と方向性
エッチング穴38の開口部の幅w4 とは等しくなってい
る。その他の部分の寸法は、実施例1とほぼ同じになっ
ている。
サ36におけるマス部37及びエッチング穴38の形状
は、実施例1,2のそれとは異なっている。即ち、ここ
で形成されるエッチング穴38は、テーパ面を有さない
等断面形状の方向性エッチング穴38である。従って、
マス部37において円柱部6bよりも下側となる部分
も、等断面形状となっている。以降、この部分のことを
便宜上、大円柱部37aと呼ぶ。本実施例において前記
大円柱部37aの幅w2 は、実施例1と同じく500μ
mに設定されている。また、連通口9の幅w6 と方向性
エッチング穴38の開口部の幅w4 とは等しくなってい
る。その他の部分の寸法は、実施例1とほぼ同じになっ
ている。
【0050】次に、本実施例の加速度センサ36を製造
する手順について説明する。まず、実施例1の手順に従
って、シリコン基板2の表面側にp型シリコン層21及
びエピタキシャル成長層4を形成する(図3,図4参
照)。次いで、不純物添加によって開口部形成用のp型
シリコン層22を形成した後、ゲージ形成工程を行うこ
とによって、所定部分に拡散歪みゲージ5を形成する
(図5参照)。
する手順について説明する。まず、実施例1の手順に従
って、シリコン基板2の表面側にp型シリコン層21及
びエピタキシャル成長層4を形成する(図3,図4参
照)。次いで、不純物添加によって開口部形成用のp型
シリコン層22を形成した後、ゲージ形成工程を行うこ
とによって、所定部分に拡散歪みゲージ5を形成する
(図5参照)。
【0051】次に、実施例1と同じ条件で陽極化成処理
を実施することによって、p型シリコン層21,22の
部分を選択的に多孔質シリコン層25に変化させる(図
6参照)。さらに、上記の手順に準じて、シリコン基板
2の表面側にコンタクトホール14、配線パターン1
2、ボンディングパッド13及びパッシベーション膜1
5を形成する(図7参照)。
を実施することによって、p型シリコン層21,22の
部分を選択的に多孔質シリコン層25に変化させる(図
6参照)。さらに、上記の手順に準じて、シリコン基板
2の表面側にコンタクトホール14、配線パターン1
2、ボンディングパッド13及びパッシベーション膜1
5を形成する(図7参照)。
【0052】次いで、図13に示されるように、スパッ
タリング等を実施することによって、シリコン基板2の
裏面側にAl等からなるマスク39を形成する。このマ
スク39には、後になされるイオンエッチングのために
ドーナッツ状の開口部39aが形成される。この開口部
39aの中心に円形状に残されているマスク39は、後
にマス部37の大円柱部37aの一部分となる。
タリング等を実施することによって、シリコン基板2の
裏面側にAl等からなるマスク39を形成する。このマ
スク39には、後になされるイオンエッチングのために
ドーナッツ状の開口部39aが形成される。この開口部
39aの中心に円形状に残されているマスク39は、後
にマス部37の大円柱部37aの一部分となる。
【0053】次に、加速した不活性ガスイオンの物理的
エネルギーによって、前記シリコン基板2をその裏面側
からエッチングする。このようなイオンビームエッチン
グを行うと、図14に示されるように、シリコン基板2
の厚さ方向に沿って延びる方向性エッチング穴38が形
成される。即ち、シリコン基板2の結晶方向に依存しな
い等断面形状のエッチング穴38が形成される。このと
きに形成されるエッチング穴38の先端は、裏面側から
徐々に内部へ進行し、最終的には多孔質シリコン層25
の下面に到る。この時点で、まずマス部37の大円柱部
37aが形成される。その後、TMAHをエッチャント
として結晶異方性エッチングを行い、多孔質シリコン層
25を除去する。このようなウェットエッチングを行う
と、多孔質シリコン層25があった部分に空洞部7が形
成される。図15に示す加速度センサ1は、以上のよう
にして作製される。
エネルギーによって、前記シリコン基板2をその裏面側
からエッチングする。このようなイオンビームエッチン
グを行うと、図14に示されるように、シリコン基板2
の厚さ方向に沿って延びる方向性エッチング穴38が形
成される。即ち、シリコン基板2の結晶方向に依存しな
い等断面形状のエッチング穴38が形成される。このと
きに形成されるエッチング穴38の先端は、裏面側から
徐々に内部へ進行し、最終的には多孔質シリコン層25
の下面に到る。この時点で、まずマス部37の大円柱部
37aが形成される。その後、TMAHをエッチャント
として結晶異方性エッチングを行い、多孔質シリコン層
25を除去する。このようなウェットエッチングを行う
と、多孔質シリコン層25があった部分に空洞部7が形
成される。図15に示す加速度センサ1は、以上のよう
にして作製される。
【0054】本実施例の加速度センサ36及びその製造
方法でも、実施例1と同様の作用効果を奏することは明
らかである。それに加えて、この加速度センサ36で
は、実施例1に比べてマス部37の容積が大きくなるた
め、加速度センサ36の高感度化を図ることができる。
さらに、この加速度センサ36の製造方法によると、方
向性エッチング穴38にテーパ面ができないことから、
加速度センサ36の小型化をいっそう推進することがで
きる。しかも、この製造方法であると、マス部37の形
状がシリコン基板2の結晶方向に依存しないというメリ
ットがある。従って、等断面形状であれば円柱状以外の
任意の形状(例えば角柱状など)にすることができる。
方法でも、実施例1と同様の作用効果を奏することは明
らかである。それに加えて、この加速度センサ36で
は、実施例1に比べてマス部37の容積が大きくなるた
め、加速度センサ36の高感度化を図ることができる。
さらに、この加速度センサ36の製造方法によると、方
向性エッチング穴38にテーパ面ができないことから、
加速度センサ36の小型化をいっそう推進することがで
きる。しかも、この製造方法であると、マス部37の形
状がシリコン基板2の結晶方向に依存しないというメリ
ットがある。従って、等断面形状であれば円柱状以外の
任意の形状(例えば角柱状など)にすることができる。
【0055】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
ることはなく、例えば次のように変更することが可能で
ある。 (1) 図16に示される別例1の加速度センサ41
や、図17に示される別例2の加速度センサ46のよう
な構成に変更してもよい。これらの構成を採用した場合
でも、実施例1〜3と同等の作用効果を奏する。
ることはなく、例えば次のように変更することが可能で
ある。 (1) 図16に示される別例1の加速度センサ41
や、図17に示される別例2の加速度センサ46のよう
な構成に変更してもよい。これらの構成を採用した場合
でも、実施例1〜3と同等の作用効果を奏する。
【0056】(2) 実施例1のように開口部26を4
分割せずに、連続した形状にすることも可能である。 (3) p型単結晶シリコン基板2として面方位(100)
以外の基板、例えば(111) 基板や(110) 基板等を使用し
てもよい。
分割せずに、連続した形状にすることも可能である。 (3) p型単結晶シリコン基板2として面方位(100)
以外の基板、例えば(111) 基板や(110) 基板等を使用し
てもよい。
【0057】(4) ウェットエッチングを行うための
TMAH以外のアルカリ系エッチャントとして、例えば
KOH、ヒドラジン、EPW(エチレンジアミン−ピロ
カテコール−水)等を使用してもよい。
TMAH以外のアルカリ系エッチャントとして、例えば
KOH、ヒドラジン、EPW(エチレンジアミン−ピロ
カテコール−水)等を使用してもよい。
【0058】(5) 配線パターン12及びボンディン
グパッド13を形成する金属材料として、Alのほかに
例えばAu等を選択してもよい。 (6) 加速度センサ1,31等を製造する場合、n型
単結晶シリコンのエピタキシャル成長層4に代えて、例
えばn型の多結晶シリコン層やアモルファスシリコン層
等を形成してもよい。ただし、n型単結晶シリコンのエ
ピタキシャル成長層4を使用した実施例の構成は、検出
感度の向上という観点からみて最も好ましい。
グパッド13を形成する金属材料として、Alのほかに
例えばAu等を選択してもよい。 (6) 加速度センサ1,31等を製造する場合、n型
単結晶シリコンのエピタキシャル成長層4に代えて、例
えばn型の多結晶シリコン層やアモルファスシリコン層
等を形成してもよい。ただし、n型単結晶シリコンのエ
ピタキシャル成長層4を使用した実施例の構成は、検出
感度の向上という観点からみて最も好ましい。
【0059】(7) 実施例1〜3において例示した拡
散型の歪みゲージ5に代えて、例えばCrや多結晶シリ
コン等からなる薄膜歪みゲージを形成してもよい。 (8) シリコン基板2の表面における周囲のスペース
に、信号論理回路等として機能するバイポーラICを形
成してもよい。
散型の歪みゲージ5に代えて、例えばCrや多結晶シリ
コン等からなる薄膜歪みゲージを形成してもよい。 (8) シリコン基板2の表面における周囲のスペース
に、信号論理回路等として機能するバイポーラICを形
成してもよい。
【0060】(9) 反応性でない実施例3のイオンエ
ッチングに代えて、例えば反応性イオンエッチング(R
IE)や反応性イオンビームエッチング(RIBE)等
のようなドライエッチングを実施してもよい。なお、こ
のようなエッチングにおいては、例えばSF6 ,CCl
4 ,CF4 ,CF3 Cl,CF4 +H2 ,CF3 Br,
SiCl4 ,CF2 Cl2 等のガスを使用することがで
きる。 (10) 実施例1〜3において、配線パターン12や
ボンディングパッド13の形成は、ゲージ形成工程以降
であればどの時点においても可能である。
ッチングに代えて、例えば反応性イオンエッチング(R
IE)や反応性イオンビームエッチング(RIBE)等
のようなドライエッチングを実施してもよい。なお、こ
のようなエッチングにおいては、例えばSF6 ,CCl
4 ,CF4 ,CF3 Cl,CF4 +H2 ,CF3 Br,
SiCl4 ,CF2 Cl2 等のガスを使用することがで
きる。 (10) 実施例1〜3において、配線パターン12や
ボンディングパッド13の形成は、ゲージ形成工程以降
であればどの時点においても可能である。
【0061】ここで、特許請求の範囲に記載された技術
的思想のほかに、前述した実施例及び別例によって把握
される技術的思想をその効果とともに以下に列挙する。 (1) 請求項1,3において、空洞部の幅は400μ
m〜800μmであり、連通口の幅は50μm〜200
μmであり、マス部の基端部の幅は400μm〜800
μmである加速度センサ。この構成であると、小型化及
び耐久性の向上を確実に図ることができる。
的思想のほかに、前述した実施例及び別例によって把握
される技術的思想をその効果とともに以下に列挙する。 (1) 請求項1,3において、空洞部の幅は400μ
m〜800μmであり、連通口の幅は50μm〜200
μmであり、マス部の基端部の幅は400μm〜800
μmである加速度センサ。この構成であると、小型化及
び耐久性の向上を確実に図ることができる。
【0062】(2) p型単結晶シリコン基板内に後に
空洞部となるp型シリコン層を埋め込み形成する第1の
工程と、陽極化成によって前記p型シリコン層を多孔質
化する第2の工程と、前記シリコン基板の裏面側からの
加工によって前記p型シリコン層まで到る穴を形成する
第3の工程と、前記第2,第3の工程の実施順序は逆転
可能であることとからなる加速度センサの製造方法。こ
の方法であると確実に加速度センサを製造できる。
空洞部となるp型シリコン層を埋め込み形成する第1の
工程と、陽極化成によって前記p型シリコン層を多孔質
化する第2の工程と、前記シリコン基板の裏面側からの
加工によって前記p型シリコン層まで到る穴を形成する
第3の工程と、前記第2,第3の工程の実施順序は逆転
可能であることとからなる加速度センサの製造方法。こ
の方法であると確実に加速度センサを製造できる。
【0063】なお、本明細書中において使用した技術用
語を次のように定義する。 「陽極化成: 電解液中で基板を陽極として電流を流す
ことにより、その基板に多孔質層を形成する一括改質加
工をいう。」
語を次のように定義する。 「陽極化成: 電解液中で基板を陽極として電流を流す
ことにより、その基板に多孔質層を形成する一括改質加
工をいう。」
【0064】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項1〜4に記
載の発明によれば、小型化及び高感度化の両方を確実に
達成できる加速度センサを提供することができる。ま
た、請求項4に記載の発明によれば、より高感度化を図
ることができる。
載の発明によれば、小型化及び高感度化の両方を確実に
達成できる加速度センサを提供することができる。ま
た、請求項4に記載の発明によれば、より高感度化を図
ることができる。
【0065】請求項5〜8に記載の発明によれば、上記
の優れた加速度センサを容易にかつ確実に製造すること
ができる。また、裏面側からのイオンエッチングを行う
請求項7に記載の発明によれば、よりいっそう加速度セ
ンサの小型化及び高感度化を図ることができる。
の優れた加速度センサを容易にかつ確実に製造すること
ができる。また、裏面側からのイオンエッチングを行う
請求項7に記載の発明によれば、よりいっそう加速度セ
ンサの小型化及び高感度化を図ることができる。
【図1】(a)は実施例1の加速度センサを示す概略断
面図、(b)は同じく拡散歪みゲージのレイアウトを示
す概略平面図。
面図、(b)は同じく拡散歪みゲージのレイアウトを示
す概略平面図。
【図2】(a)〜(c)は拡散歪みゲージ(抵抗)の等
価回路図。
価回路図。
【図3】同じく加速度センサの製造手順を示す概略断面
図。
図。
【図4】同じく加速度センサの製造手順を示す概略断面
図。
図。
【図5】同じく加速度センサの製造手順を示す概略断面
図。
図。
【図6】同じく加速度センサの製造手順を示す概略断面
図。
図。
【図7】同じく加速度センサの製造手順を示す概略断面
図。
図。
【図8】実施例2の加速度センサの製造手順を示す概略
断面図。
断面図。
【図9】同じく加速度センサの製造手順を示す概略断面
図。
図。
【図10】同じく加速度センサの製造手順を示す概略断
面図。
面図。
【図11】同じく加速度センサの製造手順を示す概略断
面図。
面図。
【図12】同じく加速度センサの製造手順を示す概略断
面図。
面図。
【図13】実施例3の加速度センサの製造手順を示す概
略断面図。
略断面図。
【図14】同じく加速度センサの製造手順を示す概略断
面図。
面図。
【図15】同じく加速度センサの製造手順を示す概略断
面図。
面図。
【図16】別例1の加速度センサを示す概略断面図。
【図17】別例2の加速度センサを示す概略断面図。
【図18】従来の加速度センサを示す概略断面図。
1,31,36,41,46…加速度センサ、2…(p
型単結晶)シリコン基板、3…肉薄部、4…n型シリコ
ン層としてのエピタキシャル成長層、5…(拡散)歪み
ゲージ、6,37…マス部、7…空洞部、9…連通口、
12…配線パターン、15,39…マスク、15a,3
9a…開口部、21…p型シリコン層、22…開口部形
成用のp型シリコン層、24…レジスト、25…p型多
孔質シリコン層、w6 …連通口の幅、w3 …空洞部の
幅。
型単結晶)シリコン基板、3…肉薄部、4…n型シリコ
ン層としてのエピタキシャル成長層、5…(拡散)歪み
ゲージ、6,37…マス部、7…空洞部、9…連通口、
12…配線パターン、15,39…マスク、15a,3
9a…開口部、21…p型シリコン層、22…開口部形
成用のp型シリコン層、24…レジスト、25…p型多
孔質シリコン層、w6 …連通口の幅、w3 …空洞部の
幅。
Claims (8)
- 【請求項1】p型単結晶シリコン基板(2)の表面側に
形成されるとともにn型シリコン層(4)からなる歪み
ゲージ形成用の肉薄部(3)と、前記肉薄部(3)の下
部から突出するマス部(6)と、前記肉薄部(3)の下
面側において前記マス部(6)の基端部を包囲する空洞
部(7)と、前記空洞部(7)と前記p型単結晶シリコ
ン基板(2)の裏面側とを連通させる連通口(9)とを
備える加速度センサ(1,31,36,41,46)で
あって、 前記空洞部(7)の幅(w3 )は前記連通口(9)の幅
(w6 )よりも大きい加速度センサ。 - 【請求項2】p型単結晶シリコン基板(2)の表面側に
形成されるとともにn型シリコン層(4)からなる歪み
ゲージ形成用の肉薄部(3)と、前記肉薄部(3)の下
部から突出するマス部(6)と、前記肉薄部(3)の下
面側において前記マス部(6)の基端部を包囲する空洞
部(7)と、前記空洞部(7)と前記p型単結晶シリコ
ン基板(2)の裏面側とを連通させる連通口(9)とを
備える加速度センサ(1,31,41,46)であっ
て、 前記マス部(6)は略四角錐台状であり、前記マス部
(6)の基端部はくびれている加速度センサ。 - 【請求項3】前記空洞部(7)の幅(w3 )は前記連通
口(9)の幅(w6 )よりも大きい請求項2に記載の加
速度センサ。 - 【請求項4】前記肉薄部(3)はn型単結晶シリコンの
エピタキシャル成長層(4)からなる請求項1乃至3の
いずれか1項に記載の加速度センサ。 - 【請求項5】不純物添加によって、p型単結晶シリコン
基板(2)の表面側の所定領域にp型シリコン層(2
1)を形成する工程と、 前記p型単結晶シリコン基板(2)の上面にn型単結晶
シリコンのエピタキシャル成長層(4)を形成すること
によって、同エピタキシャル成長層(4)内に前記p型
シリコン層(21)を埋め込む工程と、 不純物添加によって、p型単結晶シリコン基板(2)の
表面側の所定領域に開口部形成用のp型シリコン層(2
2)を形成する工程と、 前記エピタキシャル成長層(4)の上面にp型シリコン
からなる歪みゲージ(5)を形成する工程と、 前記エピタキシャル成長層(4)の上面にレジスト(2
4)を形成した状態で陽極化成を行うことによって、前
記各p型シリコン層(21,22)を多孔質シリコン層
(25)に変化させる工程と、 前記歪みゲージ(5)に接続する配線パターン(12)
を形成した後、開口部(15a,39a)を有するマス
ク(15,39)をp型単結晶シリコン基板(2)の裏
面側に形成する工程と、 裏面側からのエッチングによって、前記マス部(6,3
7)となるべき領域の周囲及び前記多孔質シリコン層
(25)があった部分を空洞化する工程とからなる請求
項1乃至4のいずれか1項に記載の加速度センサを製造
する方法。 - 【請求項6】前記シリコン基板(2)の裏面側からの結
晶異方性エッチングによって前記マス部(6)となるべ
き領域の周囲を空洞化した後、その空洞化された部分を
介したウェットエッチングによって前記多孔質シリコン
層(25)があった部分を空洞化する請求項5に記載の
加速度センサの製造方法。 - 【請求項7】前記シリコン基板(2)の裏面側からのイ
オンエッチングによって前記マス部(37)となるべき
領域の周囲を空洞化した後、その空洞化された部分を介
したウェットエッチングによって前記多孔質シリコン層
(25)があった部分を空洞化する請求項5に記載の加
速度センサの製造方法。 - 【請求項8】不純物添加によって、p型単結晶シリコン
基板(2)の表面側の所定領域にp型シリコン層(2
1)を形成する工程と、 前記p型単結晶シリコン基板(2)の上面にn型単結晶
シリコンのエピタキシャル成長層(4)を形成すること
によって、同エピタキシャル成長層(4)内に前記p型
シリコン層(21)を埋め込む工程と、 前記エピタキシャル成長層(4)の上面にp型シリコン
からなる歪みゲージ(5)を形成する工程と、 前記歪みゲージ(5)に接続する配線パターン(12)
を形成した後、開口部(15a)を有するマスク(1
5)をp型単結晶シリコン基板(2)の裏面側に形成す
る工程と、 裏面側からのエッチングによって、前記マス部(6)と
なるべき領域の周囲を空洞化する工程と、 陽極化成を行うことによって、前記p型シリコン層(2
1)を多孔質シリコン層(25)に変化させる工程と、 エッチングによって前記多孔質シリコン層(25)があ
った部分を空洞化する工程とからなる請求項1乃至4の
いずれか1項に記載の加速度センサを製造する方法。
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JP7035513A JPH08236784A (ja) | 1995-02-23 | 1995-02-23 | 加速度センサ及びその製造方法 |
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