JPH09203748A - 半導体加速度センサ - Google Patents
半導体加速度センサInfo
- Publication number
- JPH09203748A JPH09203748A JP1246196A JP1246196A JPH09203748A JP H09203748 A JPH09203748 A JP H09203748A JP 1246196 A JP1246196 A JP 1246196A JP 1246196 A JP1246196 A JP 1246196A JP H09203748 A JPH09203748 A JP H09203748A
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- semiconductor acceleration
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 浮遊容量の影響を受けず、処理回路を簡単な
回路で実現できる、従って、特性が安定で価格も低価格
な半導体加速度センサを提供すること。 【解決手段】 おもり部４と梁部９とが形成されたシリ
コン基板１の上下面にそれぞれ上側絶縁基板２、下側絶
縁基板３が接合され、シリコン基板１のおもり部４の平
面部に、ストライプ状の薄膜磁気抵抗素子６が形成され
ていると共に、上側絶縁基板２及び下側絶縁基板３の少
なくとも一方に、薄膜磁気抵抗素子６に磁界を印加する
外部磁性体７が設けられている。
回路で実現できる、従って、特性が安定で価格も低価格
な半導体加速度センサを提供すること。 【解決手段】 おもり部４と梁部９とが形成されたシリ
コン基板１の上下面にそれぞれ上側絶縁基板２、下側絶
縁基板３が接合され、シリコン基板１のおもり部４の平
面部に、ストライプ状の薄膜磁気抵抗素子６が形成され
ていると共に、上側絶縁基板２及び下側絶縁基板３の少
なくとも一方に、薄膜磁気抵抗素子６に磁界を印加する
外部磁性体７が設けられている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の衝突検
出、あるいは姿勢制御等の用途に使用される、半導体加
速度センサに関し、特に、シリコンダイヤフラムと薄膜
磁気抵抗素子を有する、磁気作動型の半導体加速度セン
サに関する。
出、あるいは姿勢制御等の用途に使用される、半導体加
速度センサに関し、特に、シリコンダイヤフラムと薄膜
磁気抵抗素子を有する、磁気作動型の半導体加速度セン
サに関する。
【０００２】
【従来の技術】かかる従来の半導体加速度センサの一例
を図４に示す。
を図４に示す。
【０００３】この半導体加速度センサのセンサチップ
は、可動電極（おもり部）４ａと梁部９ａとが形成され
たシリコン基板１ａと、その上下に、上側絶縁基板２ａ
と、下側絶縁基板３ａとが、静電接合等の手段によって
密着接合されている。
は、可動電極（おもり部）４ａと梁部９ａとが形成され
たシリコン基板１ａと、その上下に、上側絶縁基板２ａ
と、下側絶縁基板３ａとが、静電接合等の手段によって
密着接合されている。
【０００４】尚、５ａ，６ａは段差部、９ａは梁部、８
１ａ，８２ａは固定電極を示す。
１ａ，８２ａは固定電極を示す。
【０００５】印加加速度の検出の原理は、加速度によっ
て、可動電極（おもり部）４ａが変位し、それによっ
て、センサ内部の上側及び下側のコンデンサ部の静電容
量値が変化し、これを回路（Ｃ−Ｆコンバータ等）によ
って検出する。
て、可動電極（おもり部）４ａが変位し、それによっ
て、センサ内部の上側及び下側のコンデンサ部の静電容
量値が変化し、これを回路（Ｃ−Ｆコンバータ等）によ
って検出する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の半導体加速度センサには、センサチップが静電
容量式のため、その可動電極（おもり部）及び固定電極
部のリード取り出しに、例えば、固定電極からのスルー
ホール取り出し等浮遊容量の影響を考慮した対策が必要
となるため、センサチップの価格が高価となってしまう
問題点がある。
た従来の半導体加速度センサには、センサチップが静電
容量式のため、その可動電極（おもり部）及び固定電極
部のリード取り出しに、例えば、固定電極からのスルー
ホール取り出し等浮遊容量の影響を考慮した対策が必要
となるため、センサチップの価格が高価となってしまう
問題点がある。
【０００７】また、専用のＩＣ回路基板には、センサチ
ップの静電容量を電圧等へ変換するＣ−Ｖコンバータ回
路等が一般に使用されるが、この回路は発振回路を含ん
だ回路系のため、回路構成が複雑で価格も高価であると
いう問題点もある。
ップの静電容量を電圧等へ変換するＣ−Ｖコンバータ回
路等が一般に使用されるが、この回路は発振回路を含ん
だ回路系のため、回路構成が複雑で価格も高価であると
いう問題点もある。
【０００８】本発明の目的は、浮遊容量の影響を受け
ず、処理回路を簡単な回路で実現できる、従って、特性
が安定で価格も低価格な半導体加速度センサを提供する
ことにある。
ず、処理回路を簡単な回路で実現できる、従って、特性
が安定で価格も低価格な半導体加速度センサを提供する
ことにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明は、浮遊容量の影響を受けず、また検出
回路方法も簡単で、しかも検出精度も良好な方式で、価
格を安価とする方式としてシリコン基板（おもり部と梁
部が形成されている。）と、その基板内のおもり部の面
上に形成された薄膜磁気抵抗素子と、絶縁基板上に固定
された外部磁性体（磁界発生源）とで構成された、磁気
作動型の半導体加速度センサを提供するものである。
ために、本発明は、浮遊容量の影響を受けず、また検出
回路方法も簡単で、しかも検出精度も良好な方式で、価
格を安価とする方式としてシリコン基板（おもり部と梁
部が形成されている。）と、その基板内のおもり部の面
上に形成された薄膜磁気抵抗素子と、絶縁基板上に固定
された外部磁性体（磁界発生源）とで構成された、磁気
作動型の半導体加速度センサを提供するものである。
【００１０】即ち、本発明によれば、おもり部と梁部と
が形成されたシリコン基板の上下面にそれぞれ上側絶縁
基板、下側絶縁基板が接合され、前記シリコン基板のお
もり部の平面部に、ストライプ状の薄膜磁気抵抗素子が
形成されていると共に、前記上側絶縁基板及び下側絶縁
基板の少なくとも一方に、前記薄膜磁気抵抗素子に磁界
を印加する外部磁性体が設けられていることを特徴とす
る半導体加速度センサが得られる。
が形成されたシリコン基板の上下面にそれぞれ上側絶縁
基板、下側絶縁基板が接合され、前記シリコン基板のお
もり部の平面部に、ストライプ状の薄膜磁気抵抗素子が
形成されていると共に、前記上側絶縁基板及び下側絶縁
基板の少なくとも一方に、前記薄膜磁気抵抗素子に磁界
を印加する外部磁性体が設けられていることを特徴とす
る半導体加速度センサが得られる。
【００１１】また、本発明によれば、前記上側絶縁基板
及び前記下側絶縁基板において、前記おもり部と対抗す
る側の平面には所定の段差部分が設けられている一方、
前記上側絶縁基板及び前記下側絶縁基板の少なくとも一
方の平面部、側面部、その他任意の部位に、磁界発生用
の外部磁性体が固定されていることを特徴とする半導体
加速度センサが得られる。
及び前記下側絶縁基板において、前記おもり部と対抗す
る側の平面には所定の段差部分が設けられている一方、
前記上側絶縁基板及び前記下側絶縁基板の少なくとも一
方の平面部、側面部、その他任意の部位に、磁界発生用
の外部磁性体が固定されていることを特徴とする半導体
加速度センサが得られる。
【００１２】更に、本発明によれば、前記おもり部及び
前記梁部が前記シリコン基板を片面エッチングすること
によって形成され、且つ前記シリコン基板の少なくとも
片側はフラットであり、該フラット面に前記薄膜磁気抵
抗素子が形成されていることを特徴とする半導体加速度
センサが得られる。
前記梁部が前記シリコン基板を片面エッチングすること
によって形成され、且つ前記シリコン基板の少なくとも
片側はフラットであり、該フラット面に前記薄膜磁気抵
抗素子が形成されていることを特徴とする半導体加速度
センサが得られる。
【００１３】
【作用】外部加速度が印加されると、シリコン基板のお
もり部がその厚み方向、即ち上下方向に変位し、前記お
もり部の平面部に形成された薄膜磁気抵抗素子も上下に
移動し、従って、その受けている磁界の強度が変化す
る。この磁界の変化を、薄膜磁気抵抗素子の素子自体の
抵抗値の変化として検出し、加速度を検出する。
もり部がその厚み方向、即ち上下方向に変位し、前記お
もり部の平面部に形成された薄膜磁気抵抗素子も上下に
移動し、従って、その受けている磁界の強度が変化す
る。この磁界の変化を、薄膜磁気抵抗素子の素子自体の
抵抗値の変化として検出し、加速度を検出する。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の一実施例に係る半導体加
速度センサについて、図面を参照して詳細に説明する。
速度センサについて、図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】本実施例の半導体加速度センサは、図１及
び図２に示すように、シリコン基板１を有し、このシリ
コン基板１には、おもり部４と梁部９が形成され、シリ
コン基板１の上下には、上側絶縁基板２と下側絶縁基板
３とが、静電接合等の手段により精密に接合されてい
る。
び図２に示すように、シリコン基板１を有し、このシリ
コン基板１には、おもり部４と梁部９が形成され、シリ
コン基板１の上下には、上側絶縁基板２と下側絶縁基板
３とが、静電接合等の手段により精密に接合されてい
る。
【００１６】おもり部４の平面部には、Ｆｅ−Ｎｉ等の
材質からなる薄膜磁気抵抗素子６がストライプ形状にて
設けられ、その導電リード部分１１は、シリコン基板１
の一方の平面上に形成され、外部接続用端子１０まで導
かれる。ここで、薄膜磁気抵抗素子６は、おもり部４の
平面内に収まっており、梁部９にはまたがっていない。
材質からなる薄膜磁気抵抗素子６がストライプ形状にて
設けられ、その導電リード部分１１は、シリコン基板１
の一方の平面上に形成され、外部接続用端子１０まで導
かれる。ここで、薄膜磁気抵抗素子６は、おもり部４の
平面内に収まっており、梁部９にはまたがっていない。
【００１７】外部加速度が印加されると、おもり部４
が、厚み方向に上下へ移動し、薄膜磁気抵抗素子６も全
く同様の動きをする。
が、厚み方向に上下へ移動し、薄膜磁気抵抗素子６も全
く同様の動きをする。
【００１８】上側絶縁基板２及び下側絶縁基板３にて、
おもり部４と対抗する近傍の平面部に、所定の段差５１
及び５２が設けられ（約５０〜１００μｍ程度）、この
段差５１及び５２内を、おもり部４が移動する。
おもり部４と対抗する近傍の平面部に、所定の段差５１
及び５２が設けられ（約５０〜１００μｍ程度）、この
段差５１及び５２内を、おもり部４が移動する。
【００１９】一方、上側絶縁基板２及び下側絶縁基板３
には、その外側平面部分、側面部分、その他任意の個所
に磁気発生源としての外部磁性体７が固定されている。
には、その外側平面部分、側面部分、その他任意の個所
に磁気発生源としての外部磁性体７が固定されている。
【００２０】図１及び図２に示した実施例では、外部磁
性体７が上側絶縁基板２の外側平面部分に固定されてい
る。この外部磁性体７からは、磁束が発生し、薄膜磁気
抵抗素子６の平面部分で、ストライプ長手方向と略直交
するような方向に磁束が印加される。このように、直交
するような方向に磁束を印加することが、磁気抵抗素子
６の検出感度の面で、最も効率が良い配置である。即
ち、抵抗値の変化量を最も大きく取れる配置となるから
である。
性体７が上側絶縁基板２の外側平面部分に固定されてい
る。この外部磁性体７からは、磁束が発生し、薄膜磁気
抵抗素子６の平面部分で、ストライプ長手方向と略直交
するような方向に磁束が印加される。このように、直交
するような方向に磁束を印加することが、磁気抵抗素子
６の検出感度の面で、最も効率が良い配置である。即
ち、抵抗値の変化量を最も大きく取れる配置となるから
である。
【００２１】一般に、薄膜磁気抵抗素子６は、磁束が印
加される強度が大となるにつれて、抵抗値がマイナス方
向にシフトする特性を示す。従って、図１及び図２に示
すような各部品の配置においては、おもり部４が上側に
変位すると、薄膜磁気抵抗素子６が受ける磁束の強度は
増加方向に変化する。従って、図３に示す薄膜磁気抵抗
素子の抵抗値対印加磁場の特性図から明らかなように、
素子自体の抵抗値は減少方向に変化する。
加される強度が大となるにつれて、抵抗値がマイナス方
向にシフトする特性を示す。従って、図１及び図２に示
すような各部品の配置においては、おもり部４が上側に
変位すると、薄膜磁気抵抗素子６が受ける磁束の強度は
増加方向に変化する。従って、図３に示す薄膜磁気抵抗
素子の抵抗値対印加磁場の特性図から明らかなように、
素子自体の抵抗値は減少方向に変化する。
【００２２】薄膜磁気抵抗素子６は、図示しない後段の
処理回路に接続されており、コンパレータ等の判別回路
によって、所定の抵抗値にて、検知出力を出すことが可
能であり、これによって所定の加速度を検知できる。
処理回路に接続されており、コンパレータ等の判別回路
によって、所定の抵抗値にて、検知出力を出すことが可
能であり、これによって所定の加速度を検知できる。
【００２３】本実施例の半導体加速度センサでは、おも
り部４の変位の検出を薄膜磁気抵抗素子６を利用した磁
気作動型の方式としたので、従来の静電容量式の半導体
加速度センサと異なり、浮遊容量の影響を殆ど受けな
い。
り部４の変位の検出を薄膜磁気抵抗素子６を利用した磁
気作動型の方式としたので、従来の静電容量式の半導体
加速度センサと異なり、浮遊容量の影響を殆ど受けな
い。
【００２４】また、本実施例の半導体加速度センサの場
合、検出する物理量は抵抗値の変化であるため、比較的
簡単な直流増幅回路が使用可能であり、処理回路の価格
が安価で済む。
合、検出する物理量は抵抗値の変化であるため、比較的
簡単な直流増幅回路が使用可能であり、処理回路の価格
が安価で済む。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体加
速度センサにおいては、おもり部の変位の検出を薄膜磁
気抵抗素子を利用した磁気作動型の方式としたので、従
来の静電容量式のものと異なり、浮遊容量の影響を殆ど
受けない。
速度センサにおいては、おもり部の変位の検出を薄膜磁
気抵抗素子を利用した磁気作動型の方式としたので、従
来の静電容量式のものと異なり、浮遊容量の影響を殆ど
受けない。
【００２６】また、検出する物理量が抵抗値の変化であ
るため、比較的簡単な直流増幅回路を使用可能であり、
処理回路の価格が安価で済む。
るため、比較的簡単な直流増幅回路を使用可能であり、
処理回路の価格が安価で済む。
【００２７】従って、本発明によれば、浮遊容量の影響
を殆ど受けず、特性が安定であり、しかも、処理回路が
簡単な回路で実現でき、従って、特性が安定であって、
価格も低価格な半導体加速度センサを提供できる。
を殆ど受けず、特性が安定であり、しかも、処理回路が
簡単な回路で実現でき、従って、特性が安定であって、
価格も低価格な半導体加速度センサを提供できる。
【図１】本発明の一実施例に係る半導体加速度センサの
断面図である。
断面図である。
【図２】図１に示した半導体加速度センサの要部の斜視
図である。
図である。
【図３】磁気抵抗素子の抵抗値対磁界強度特性を示す図
である。
である。
【図４】従来の半導体加速度センサの一例を示す図であ
る。
る。
１，１ａ シリコン基板 ２，２ａ 上側絶縁基板 ３，３ａ 下側絶縁基板 ４ おもり部 ４ａ 可動電極部 ５ａ，６ａ，５１，５２ 段差部 ６ 薄膜磁気抵抗素子 ７ 外部磁性体（磁界発生
源） ９，９ａ 梁部 １０ 外部接続用端子 １１ 導電リード部分 ８１ａ，８２ａ 固定電極
源） ９，９ａ 梁部 １０ 外部接続用端子 １１ 導電リード部分 ８１ａ，８２ａ 固定電極
Claims (3)
- 【請求項１】 おもり部と梁部とが形成されたシリコン
基板の上下面にそれぞれ上側絶縁基板、下側絶縁基板が
接合され、前記シリコン基板のおもり部の平面部に、ス
トライプ状の薄膜磁気抵抗素子が形成されていると共
に、前記上側絶縁基板及び下側絶縁基板の少なくとも一
方に、前記薄膜磁気抵抗素子に磁界を印加する外部磁性
体が設けられていることを特徴とする半導体加速度セン
サ。 - 【請求項２】 請求項１記載の半導体加速度センサにお
いて、前記上側絶縁基板及び前記下側絶縁基板におい
て、前記おもり部と対抗する側の平面には所定の段差部
分が設けられている一方、前記上側絶縁基板及び前記下
側絶縁基板の少なくとも一方の平面部、側面部、その他
任意の部位に、磁界発生用の外部磁性体が固定されてい
ることを特徴とする半導体加速度センサ。 - 【請求項３】 請求項１記載の半導体加速度センサにお
いて、前記おもり部及び前記梁部が前記シリコン基板を
片面エッチングすることによって形成され、且つ前記シ
リコン基板の少なくとも片側はフラットであり、該フラ
ット面に前記薄膜磁気抵抗素子が形成されていることを
特徴とする半導体加速度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1246196A JPH09203748A (ja) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | 半導体加速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1246196A JPH09203748A (ja) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | 半導体加速度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09203748A true JPH09203748A (ja) | 1997-08-05 |
Family
ID=11806002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1246196A Withdrawn JPH09203748A (ja) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | 半導体加速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09203748A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1813954A1 (en) * | 1998-08-07 | 2007-08-01 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Magnetic sensor and production method thereof |
| US7372119B2 (en) | 2001-10-01 | 2008-05-13 | Asahi Kasei Microsystems Co., Ltd. | Cross-shaped Hall device having extensions with slits |
| US7388268B2 (en) | 2002-01-15 | 2008-06-17 | Asahi Kasei Electronics Co., Ltd. | Compound semiconductor multilayer structure, hall device, and hall device manufacturing method |
| JP2009002948A (ja) * | 2007-06-20 | 2009-01-08 | Headway Technologies Inc | センシングユニット及びその製造方法 |
| US7843190B2 (en) | 2005-12-16 | 2010-11-30 | Asahi Kasei Emd Corporation | Position detection apparatus |
| CN109188023A (zh) * | 2018-08-30 | 2019-01-11 | 太原理工大学 | 悬臂式微加速度传感器自悬浮封装结构 |
-
1996
- 1996-01-29 JP JP1246196A patent/JPH09203748A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1813954A1 (en) * | 1998-08-07 | 2007-08-01 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Magnetic sensor and production method thereof |
| US7372119B2 (en) | 2001-10-01 | 2008-05-13 | Asahi Kasei Microsystems Co., Ltd. | Cross-shaped Hall device having extensions with slits |
| US7388268B2 (en) | 2002-01-15 | 2008-06-17 | Asahi Kasei Electronics Co., Ltd. | Compound semiconductor multilayer structure, hall device, and hall device manufacturing method |
| US7843190B2 (en) | 2005-12-16 | 2010-11-30 | Asahi Kasei Emd Corporation | Position detection apparatus |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030401 |