JPH10132846A - 加速度センサおよびその製造方法 - Google Patents
加速度センサおよびその製造方法Info
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- JPH10132846A JPH10132846A JP9244240A JP24424097A JPH10132846A JP H10132846 A JPH10132846 A JP H10132846A JP 9244240 A JP9244240 A JP 9244240A JP 24424097 A JP24424097 A JP 24424097A JP H10132846 A JPH10132846 A JP H10132846A
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- core
- acceleration sensor
- silicon dioxide
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—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
- G01P15/11—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 by inductive pick-up
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板上にプレナー技術によって形成された加
速度センサを得る。 【解決手段】 基板１０上に、強磁性体のコア１１と、
このコアによって電磁結合された電源１４に接続される
べき第１の捲線１３と誘導された電気量を測定するため
の回路手段１６に接続されるべき第２の捲線１５とを含
み、コア１１はさらにこのセンサの加速度的移動による
慣性力の結果として自由に屈曲する少なくとも１個の懸
垂部分を有している。
速度センサを得る。 【解決手段】 基板１０上に、強磁性体のコア１１と、
このコアによって電磁結合された電源１４に接続される
べき第１の捲線１３と誘導された電気量を測定するため
の回路手段１６に接続されるべき第２の捲線１５とを含
み、コア１１はさらにこのセンサの加速度的移動による
慣性力の結果として自由に屈曲する少なくとも１個の懸
垂部分を有している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、加速度を電気量に
変換するための素子に関し、特に加速度センサおよびそ
の製造方法に関する。
変換するための素子に関し、特に加速度センサおよびそ
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】加速度センサは、多くの技術分野で使用
されている。例えば自動車産業においては、エアバッ
グ、ＡＢＳブレーキシステム、アクティブサスペンショ
ン、慣性オリエンテーションおよび幾つかのエンジン部
分のような各種の装置の制御に使用されている。
されている。例えば自動車産業においては、エアバッ
グ、ＡＢＳブレーキシステム、アクティブサスペンショ
ン、慣性オリエンテーションおよび幾つかのエンジン部
分のような各種の装置の制御に使用されている。
【０００３】構造が異なりさらに動作原理が異なる種々
のタイプの加速度センサが周知である。近年、肉眼で観
察できる大きさに作られ、加速度に対して敏感な機械ス
イッチによって本質的に構成された通常のセンサと共
に、プレナー技術のような半導体装置に対して典型的な
技術を使用した小型のプレナー型センサも開発され、か
つ利用されている。多くの場合、これらは、形成された
信号の増幅および処理のために必要な回路および電子部
品と共に半導体材料の基板上に形成されている。この後
者のセンサは通常のセンサに対して、小型であることと
同様に多くの効果を有している。これらは即ち、低コス
ト、高い信頼性、改良された信号−雑音比、処理および
メモリ装置との集積性、優れた再現性、等である。
のタイプの加速度センサが周知である。近年、肉眼で観
察できる大きさに作られ、加速度に対して敏感な機械ス
イッチによって本質的に構成された通常のセンサと共
に、プレナー技術のような半導体装置に対して典型的な
技術を使用した小型のプレナー型センサも開発され、か
つ利用されている。多くの場合、これらは、形成された
信号の増幅および処理のために必要な回路および電子部
品と共に半導体材料の基板上に形成されている。この後
者のセンサは通常のセンサに対して、小型であることと
同様に多くの効果を有している。これらは即ち、低コス
ト、高い信頼性、改良された信号−雑音比、処理および
メモリ装置との集積性、優れた再現性、等である。
【０００４】プレナーセンサの製造方法は、通常シリコ
ンである半導体材料のウエファの両面上に本質的にバル
クマイクロマシン技術によって加工を施すこと、また
は、堆積および薄膜の選択的除去および表面マイクロマ
シン技術によって、一方の表面上に加工を施すことを基
本としている。後者のタイプの加工は、センサをその処
理回路と一体化するために特に適している。
ンである半導体材料のウエファの両面上に本質的にバル
クマイクロマシン技術によって加工を施すこと、また
は、堆積および薄膜の選択的除去および表面マイクロマ
シン技術によって、一方の表面上に加工を施すことを基
本としている。後者のタイプの加工は、センサをその処
理回路と一体化するために特に適している。
【０００５】プレナーセンサの動作に関しては、機械的
サスペンション素子によって基板に固定されたいわゆる
振動容積を有する構造体への加速効果に基づいている。
加速度による慣性力に従う場合、この振動容積は基板に
対して移動し、恐らく変形しさらにサスペンション手段
に応力を生じさせる。この移動および／または変形およ
び／または応力は電気信号に変換され、その後必要に応
じて増幅され処理される。
サスペンション素子によって基板に固定されたいわゆる
振動容積を有する構造体への加速効果に基づいている。
加速度による慣性力に従う場合、この振動容積は基板に
対して移動し、恐らく変形しさらにサスペンション手段
に応力を生じさせる。この移動および／または変形およ
び／または応力は電気信号に変換され、その後必要に応
じて増幅され処理される。
【０００６】周知のセンサにおいて、振動容積はコンデ
ンサーの第１の電極で構成され、このコンデンサーの第
２の電極は基板中に存在する。振動容積の移動はコンデ
ンサーの容量に変化を生じ、この変化は次に適切な回路
によって検出され処理される。
ンサーの第１の電極で構成され、このコンデンサーの第
２の電極は基板中に存在する。振動容積の移動はコンデ
ンサーの容量に変化を生じ、この変化は次に適切な回路
によって検出され処理される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、表面
マイクロマシン技術によって製造され、その動作は基板
に固定された素子上の慣性力効果に基づき、かつ集積回
路製造のための通常の工業的製法と両立する技術によっ
て容易に製造することが可能であり、さらに非常に小型
でありかつアナログ信号を形成することが可能なタイプ
のセンサを提供する事である。
マイクロマシン技術によって製造され、その動作は基板
に固定された素子上の慣性力効果に基づき、かつ集積回
路製造のための通常の工業的製法と両立する技術によっ
て容易に製造することが可能であり、さらに非常に小型
でありかつアナログ信号を形成することが可能なタイプ
のセンサを提供する事である。
【０００８】本発明のその他の目的は、上述したタイプ
のセンサを製造するための方法を提供する事である。
のセンサを製造するための方法を提供する事である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】これらの目的は、基板
（１０）上にプレナー技術によって形成された加速度セ
ンサであって、強磁性体のコア（１１）と、このコアに
よって共に電磁結合された、電源（１４）に接続される
べき第１の捲線（１３）と誘導された電気量を測定する
ための回路手段（１６）に接続されるべき第２の捲線
（１５）とを含み、前記コア（１１）は当該センサ自身
の加速的移動による慣性力の結果として自由に屈曲する
少なくとも１個の懸垂部分を有する、加速度センサによ
って達成される。さらにこれらの目的は、単結晶シリコ
ン（１０）を含むウエファを高温の酸化環境内で酸化し
て局所的に成長させ、前記ウエファ上の凹部領域に隣接
する二酸化シリコンの一段高いパッド（２３）を形成
し、前記凹部領域上に窒化シリコンの第１の層（２０）
を形成し、前記窒化シリコンの第１の層（２０）上およ
び前記パッド（２３）上に二酸化シリコンの第１の層
（２１）を形成し、前記パッド（２３）上に隣接する金
属セグメント（２４）の第１列および第２列を形成し、
前記凹部領域および前記パッド（２３）上に窒化シリコ
ンの第２の層（２５）を形成して前記金属セグメント
（２４）を被覆し、前記金属セグメント（２４）上に強
磁性体材料のコア（２８）を形成し、前記凹部領域およ
び前記パッド（２３）上に二酸化シリコンの第２の層
（２７）を形成して前記コア（２８）を封入し、隣接す
る金属セグメントの第３および第４列を、隣接する金属
セグメント（２４）の前記第１および第２の列および、
前記第１（２４）および第３（３０）列のセグメント間
および前記第２（２４）および第４（３０）列のセグメ
ント間の複数の電気接触経路（３１）上に形成して前記
第１の捲線（１３）および前記第２の捲線（１５）をそ
れぞれ形成し、前記二酸化シリコンの第２の層（２７）
を部分的に除去して前記コア（２８）の少なくとも一部
分を露出し、前記二酸化シリコンの第２の層（２７）の
部分的な除去によって露出されたままに残された前記窒
化シリコンの第２の層（２５）を除去し、前記二酸化シ
リコンの第２の層（２７）の除去によって露出されたま
まに残された前記二酸化シリコンの第１の層（２１）に
等方的化学エッチングを施して前記凹部領域全体に渡っ
て前記窒化シリコンの第１の層（２０）を露出しそれに
よって前記コア（２８）の前記部分が懸垂状でかつ前記
ウエファの前記凹部領域から離れたままであるようにす
る、各ステップによって、加速度センサを製造すること
によって、達成される。
（１０）上にプレナー技術によって形成された加速度セ
ンサであって、強磁性体のコア（１１）と、このコアに
よって共に電磁結合された、電源（１４）に接続される
べき第１の捲線（１３）と誘導された電気量を測定する
ための回路手段（１６）に接続されるべき第２の捲線
（１５）とを含み、前記コア（１１）は当該センサ自身
の加速的移動による慣性力の結果として自由に屈曲する
少なくとも１個の懸垂部分を有する、加速度センサによ
って達成される。さらにこれらの目的は、単結晶シリコ
ン（１０）を含むウエファを高温の酸化環境内で酸化し
て局所的に成長させ、前記ウエファ上の凹部領域に隣接
する二酸化シリコンの一段高いパッド（２３）を形成
し、前記凹部領域上に窒化シリコンの第１の層（２０）
を形成し、前記窒化シリコンの第１の層（２０）上およ
び前記パッド（２３）上に二酸化シリコンの第１の層
（２１）を形成し、前記パッド（２３）上に隣接する金
属セグメント（２４）の第１列および第２列を形成し、
前記凹部領域および前記パッド（２３）上に窒化シリコ
ンの第２の層（２５）を形成して前記金属セグメント
（２４）を被覆し、前記金属セグメント（２４）上に強
磁性体材料のコア（２８）を形成し、前記凹部領域およ
び前記パッド（２３）上に二酸化シリコンの第２の層
（２７）を形成して前記コア（２８）を封入し、隣接す
る金属セグメントの第３および第４列を、隣接する金属
セグメント（２４）の前記第１および第２の列および、
前記第１（２４）および第３（３０）列のセグメント間
および前記第２（２４）および第４（３０）列のセグメ
ント間の複数の電気接触経路（３１）上に形成して前記
第１の捲線（１３）および前記第２の捲線（１５）をそ
れぞれ形成し、前記二酸化シリコンの第２の層（２７）
を部分的に除去して前記コア（２８）の少なくとも一部
分を露出し、前記二酸化シリコンの第２の層（２７）の
部分的な除去によって露出されたままに残された前記窒
化シリコンの第２の層（２５）を除去し、前記二酸化シ
リコンの第２の層（２７）の除去によって露出されたま
まに残された前記二酸化シリコンの第１の層（２１）に
等方的化学エッチングを施して前記凹部領域全体に渡っ
て前記窒化シリコンの第１の層（２０）を露出しそれに
よって前記コア（２８）の前記部分が懸垂状でかつ前記
ウエファの前記凹部領域から離れたままであるようにす
る、各ステップによって、加速度センサを製造すること
によって、達成される。
【００１０】本発明は、以下に述べる本発明の、図面を
参照した非限定的な一実施例の詳細な記載によってより
明瞭に理解されるであろう。
参照した非限定的な一実施例の詳細な記載によってより
明瞭に理解されるであろう。
【００１１】
【発明の実施の形態】まず図１〜３を参照すると、本発
明に基づくセンサは、基板上にプレナー技術によって形
成された集積化トランス（変換器）と実質的に同じ構成
を有している。このトランスのコア１１は、例えばシリ
コンウエファ１０である基板上に形成されている。コア
はフレーム形状を有し、かつ基板１０に固定されてはい
るが、例えば二酸化シリコンである誘電材料層１２によ
って基板１０から絶縁された、対向する２個の側部を含
む、２個の部分を有している。金属の導電体で構成され
た２個の捲線がコアの対向する２側部の周りに形成さ
れ、コアから絶縁され、誘電体層１２中に封入されてい
る。励起コイルとして働く２個の捲線の一方１３は、例
えば図示する定電源１４である外部電源に接続されてい
る。読出コイルとして働く他方の捲線１５は、これに誘
起された電気量を測定するために、図にブロック１６で
示す測定手段に接続されている。
明に基づくセンサは、基板上にプレナー技術によって形
成された集積化トランス（変換器）と実質的に同じ構成
を有している。このトランスのコア１１は、例えばシリ
コンウエファ１０である基板上に形成されている。コア
はフレーム形状を有し、かつ基板１０に固定されてはい
るが、例えば二酸化シリコンである誘電材料層１２によ
って基板１０から絶縁された、対向する２個の側部を含
む、２個の部分を有している。金属の導電体で構成され
た２個の捲線がコアの対向する２側部の周りに形成さ
れ、コアから絶縁され、誘電体層１２中に封入されてい
る。励起コイルとして働く２個の捲線の一方１３は、例
えば図示する定電源１４である外部電源に接続されてい
る。読出コイルとして働く他方の捲線１５は、これに誘
起された電気量を測定するために、図にブロック１６で
示す測定手段に接続されている。
【００１２】誘電体層１２はコアの下側部分に開口１７
を有し、それによってコアの他の対向する２側部はそれ
ぞれ懸垂部分、すなわち適当な応力が加わると自由に屈
曲できる部分を有するようになる。このセンサの動作
は、トランスと同じ動作原理、すなわち磁気フラックス
の変化による起電力の発生、に基づいている。励起コイ
ルはコア中に磁気フラックスを発生し、コアは、その磁
気フラックスが変化した場合、読出コイル中に電圧を誘
起する。しかしながら通常のトランス中では、励起コイ
ルには時間とともに変化する電圧が供給されるのに対
し、本発明に基づくセンサでは励起コイル１３には定電
圧が供給され、さらに磁気フラックスの変化は加速度に
よるコア１１の幾何学的変形によって起こされる。さら
に特定すると、その構造体が、図３に矢印で示すように
基板に垂直な加速度を受けた場合、コア１１の懸垂部分
は屈曲し、この部分に働く慣性力の結果として長くな
る。コア１１が長くなることによって、コアによって形
成される磁気回路内の磁気抵抗に変化が生じ、この変化
は読出コイル１５によってその端子間の電圧として検出
される。
を有し、それによってコアの他の対向する２側部はそれ
ぞれ懸垂部分、すなわち適当な応力が加わると自由に屈
曲できる部分を有するようになる。このセンサの動作
は、トランスと同じ動作原理、すなわち磁気フラックス
の変化による起電力の発生、に基づいている。励起コイ
ルはコア中に磁気フラックスを発生し、コアは、その磁
気フラックスが変化した場合、読出コイル中に電圧を誘
起する。しかしながら通常のトランス中では、励起コイ
ルには時間とともに変化する電圧が供給されるのに対
し、本発明に基づくセンサでは励起コイル１３には定電
圧が供給され、さらに磁気フラックスの変化は加速度に
よるコア１１の幾何学的変形によって起こされる。さら
に特定すると、その構造体が、図３に矢印で示すように
基板に垂直な加速度を受けた場合、コア１１の懸垂部分
は屈曲し、この部分に働く慣性力の結果として長くな
る。コア１１が長くなることによって、コアによって形
成される磁気回路内の磁気抵抗に変化が生じ、この変化
は読出コイル１５によってその端子間の電圧として検出
される。
【００１３】解析的には、センサの動作は、コア中の磁
気フラックスをコイルを通過する（定）電流Ｉに結合す
るための法則（ホプキンソンの法則）： Ｎ1 Ｉ＝ＲΦ を考察することによって、説明される。ここに、Ｎ1 は
励起コイル１３中の巻きの数であり、Ｒはコア１１の磁
気抵抗であり、さらに磁気抵抗の法則は、
気フラックスをコイルを通過する（定）電流Ｉに結合す
るための法則（ホプキンソンの法則）： Ｎ1 Ｉ＝ＲΦ を考察することによって、説明される。ここに、Ｎ1 は
励起コイル１３中の巻きの数であり、Ｒはコア１１の磁
気抵抗であり、さらに磁気抵抗の法則は、
【００１４】
【数１】
【００１５】である。なおμはコアを形成する材料の透
磁率を示し、ＬおよびＳはそれぞれ磁気回路の長さおよ
び面積である。読出コイル中に誘起される電圧Ｖの絶対
値は以下の式で示される。
磁率を示し、ＬおよびＳはそれぞれ磁気回路の長さおよ
び面積である。読出コイル中に誘起される電圧Ｖの絶対
値は以下の式で示される。
【００１６】
【数２】
【００１７】なお、Ｎ2 は読出コイル１５中の巻きの
数、さらにＡは加速度である。したがって電圧Ｖの測定
は加速度Ａの大きさを示す。本発明にかかる加速度セン
サを製造するために、まず基板１０から始める。この基
板は、単結晶シリコンで構成され、このシリコン中には
モノリシック集積回路を製造するための周知の技術によ
って、センサからの信号を増幅し処理するために必要な
回路が形成されている。
数、さらにＡは加速度である。したがって電圧Ｖの測定
は加速度Ａの大きさを示す。本発明にかかる加速度セン
サを製造するために、まず基板１０から始める。この基
板は、単結晶シリコンで構成され、このシリコン中には
モノリシック集積回路を製造するための周知の技術によ
って、センサからの信号を増幅し処理するために必要な
回路が形成されている。
【００１８】図４は、製造方法の最終段階の、本発明に
かかる加速度センサを含む基板１０の一部分を示してい
る。処理過程の種々の段階を、図５〜１０を参照して示
す。図５〜１０の各（ａ）図は、図４のＡ−Ａ線上の断
面構造を示し、図５〜１０の各（ｂ）図は図４のＢ−Ｂ
線上の断面構造を示す。図５（ａ）および（ｂ）は、誘
電体層の堆積直後の製造過程における基板１０を示すも
のである。なおこの誘電体層は、例えばＭＯＳＦＥＴト
ランジスタのゲート電極である多結晶シリコンの回路素
子を次の過程で形成される金属から絶縁するための物で
ある。通常の方法ではこの誘電体は二酸化シリコン単体
で形成されるが、本発明の方法では窒化シリコン層２０
とその上に重畳された二酸化シリコン層２１とで構成さ
れている。この基板は、部分的に単結晶シリコン中に封
入された二酸化シリコン（フィールド酸化物）のパッド
２３を有し、これらのパッドは基板を取り囲むことによ
って凹部領域（活性領域）を区画する。この構造は、Ｍ
ＯＳタイプの集積回路を製造するために一般的に使用さ
れる、高温酸化雰囲気中での局所的な成長のための周知
の酸化技術によって製造される。
かかる加速度センサを含む基板１０の一部分を示してい
る。処理過程の種々の段階を、図５〜１０を参照して示
す。図５〜１０の各（ａ）図は、図４のＡ−Ａ線上の断
面構造を示し、図５〜１０の各（ｂ）図は図４のＢ−Ｂ
線上の断面構造を示す。図５（ａ）および（ｂ）は、誘
電体層の堆積直後の製造過程における基板１０を示すも
のである。なおこの誘電体層は、例えばＭＯＳＦＥＴト
ランジスタのゲート電極である多結晶シリコンの回路素
子を次の過程で形成される金属から絶縁するための物で
ある。通常の方法ではこの誘電体は二酸化シリコン単体
で形成されるが、本発明の方法では窒化シリコン層２０
とその上に重畳された二酸化シリコン層２１とで構成さ
れている。この基板は、部分的に単結晶シリコン中に封
入された二酸化シリコン（フィールド酸化物）のパッド
２３を有し、これらのパッドは基板を取り囲むことによ
って凹部領域（活性領域）を区画する。この構造は、Ｍ
ＯＳタイプの集積回路を製造するために一般的に使用さ
れる、高温酸化雰囲気中での局所的な成長のための周知
の酸化技術によって製造される。
【００１９】例えばアルミニウムの金属層を二酸化シリ
コン層２１上に堆積し、これらによって、捲線１３およ
び１５の一部分を構成するように意図され、図４に３０
で示すものと同じように隣接する二列に配置された、金
属セグメント２４を周知の写真製版技術によって形成す
る。この全体は次に窒化シリコンの層２５（図６（ａ）
および（ｂ）参照）によって被覆される。金属層２６
は、例えばクロム−銅−クロムの多重層であり、気相成
長法によって後者（層２５）上に形成されて強磁性体コ
ア材料を基板に強固に固定し、その後例えばポリアミド
樹脂であるポリマ層２７をスピン塗布し炉中で焼成する
ことにより形成する。ポリマ層２７中にフレーム形状の
凹部を、アルミニウムマスクを介したプラズマエッチン
グによって形成する。形成された凹部にはその後、例え
ば鉄（１９％）およびニッケル（８１％）の強磁性体合
金を電気分解によって充填し、コア２８を形成する。図
７（ａ）および（ｂ）に示す構造は、この様にして得ら
れる。
コン層２１上に堆積し、これらによって、捲線１３およ
び１５の一部分を構成するように意図され、図４に３０
で示すものと同じように隣接する二列に配置された、金
属セグメント２４を周知の写真製版技術によって形成す
る。この全体は次に窒化シリコンの層２５（図６（ａ）
および（ｂ）参照）によって被覆される。金属層２６
は、例えばクロム−銅−クロムの多重層であり、気相成
長法によって後者（層２５）上に形成されて強磁性体コ
ア材料を基板に強固に固定し、その後例えばポリアミド
樹脂であるポリマ層２７をスピン塗布し炉中で焼成する
ことにより形成する。ポリマ層２７中にフレーム形状の
凹部を、アルミニウムマスクを介したプラズマエッチン
グによって形成する。形成された凹部にはその後、例え
ば鉄（１９％）およびニッケル（８１％）の強磁性体合
金を電気分解によって充填し、コア２８を形成する。図
７（ａ）および（ｂ）に示す構造は、この様にして得ら
れる。
【００２０】次にポリマ層２７の残りの部分および窒化
層２６の非被覆部分を除去する。その後、テトラオルソ
シリケイト（ＴＥＯＳ）を低圧で気相堆積（ＬＰＣＶ
Ｄ）して分解することにより、二酸化シリコン層２９を
形成する。次に開口を層２９中に形成して、金属セグメ
ント２４と捲線１３および１５の巻きを完成するための
同様のセグメントとの間の接続経路を形成する。参照番
号３０で示すこれらのセグメントおよび参照番号３１で
示す接続経路は、例えばアルミニウムである第２の金属
の堆積およびその後の選択エッチングによる、通常の写
真製版技術により形成される。次に燐を注入した二酸化
シリコン層３２を、絶縁およびパッシベーションのため
に堆積する。この時点で、この場合は長方形である開口
を、化学エッチングによって二酸化シリコン層３２およ
び２９中に（図９（ａ）および（ｂ）参照）、その後窒
化シリコンの下地層２５中に形成することによって、フ
レーム形状のコアの平行する２側部の、２部分を露出す
る（図１）。
層２６の非被覆部分を除去する。その後、テトラオルソ
シリケイト（ＴＥＯＳ）を低圧で気相堆積（ＬＰＣＶ
Ｄ）して分解することにより、二酸化シリコン層２９を
形成する。次に開口を層２９中に形成して、金属セグメ
ント２４と捲線１３および１５の巻きを完成するための
同様のセグメントとの間の接続経路を形成する。参照番
号３０で示すこれらのセグメントおよび参照番号３１で
示す接続経路は、例えばアルミニウムである第２の金属
の堆積およびその後の選択エッチングによる、通常の写
真製版技術により形成される。次に燐を注入した二酸化
シリコン層３２を、絶縁およびパッシベーションのため
に堆積する。この時点で、この場合は長方形である開口
を、化学エッチングによって二酸化シリコン層３２およ
び２９中に（図９（ａ）および（ｂ）参照）、その後窒
化シリコンの下地層２５中に形成することによって、フ
レーム形状のコアの平行する２側部の、２部分を露出す
る（図１）。
【００２１】最後にこの構造体は、開口を通じてアクセ
スできる部分の二酸化シリコンを除去するために、例え
ばフッ化水素酸による等方性の化学エッチング処理に完
全に従い、その結果窒化物層２０を露出する。このよう
にして、図１０（ａ）および（ｂ）に示す構造体が得ら
れる。この構造体に対して、電気接触をその外部に形成
する作業が実行され、その後通常の方法で金属ケース内
に密封される。この作業は好ましくは大気圧以下の空気
中あるいは窒素ガス中で実行される。
スできる部分の二酸化シリコンを除去するために、例え
ばフッ化水素酸による等方性の化学エッチング処理に完
全に従い、その結果窒化物層２０を露出する。このよう
にして、図１０（ａ）および（ｂ）に示す構造体が得ら
れる。この構造体に対して、電気接触をその外部に形成
する作業が実行され、その後通常の方法で金属ケース内
に密封される。この作業は好ましくは大気圧以下の空気
中あるいは窒素ガス中で実行される。
【００２２】本発明の一実施例についてのみ記載しかつ
説明したが、この実施例に対して同じ発明的概念に基づ
いて種々の変更および修正が可能であることは自明であ
る。例えば、強磁性体コアは異なる形状、例えば閉じた
形状である代わりに開放された形状であってもよく、さ
らに両端に結合された懸垂部分の代わりに１個以上のひ
じ木部分を有していてもよい。
説明したが、この実施例に対して同じ発明的概念に基づ
いて種々の変更および修正が可能であることは自明であ
る。例えば、強磁性体コアは異なる形状、例えば閉じた
形状である代わりに開放された形状であってもよく、さ
らに両端に結合された懸垂部分の代わりに１個以上のひ
じ木部分を有していてもよい。
【図１】本発明の加速度センサの概略構成を示す平面図
である。
である。
【図２】図１に示す加速度センサのII-II 線上断面図で
ある。
ある。
【図３】図１に示す加速度センサのIII-III 線上断面図
である。
である。
【図４】本発明の加速度センサの部分的な断面斜視図で
ある。
ある。
【図５】図４に示す加速度センサの、一製造段階におけ
る部分断面図であり、図（ａ）はＡ−Ａ線上の、図
（ｂ）はＢ−Ｂ線上の断面図である。
る部分断面図であり、図（ａ）はＡ−Ａ線上の、図
（ｂ）はＢ−Ｂ線上の断面図である。
【図６】図４に示す加速度センサの、他の一製造段階に
おける部分断面図であり、図（ａ）はＡ−Ａ線上の、図
（ｂ）はＢ−Ｂ線上の断面図である。
おける部分断面図であり、図（ａ）はＡ−Ａ線上の、図
（ｂ）はＢ−Ｂ線上の断面図である。
【図７】図４に示す加速度センサの、更に他の一製造段
階における部分断面図であり、図（ａ）はＡ−Ａ線上
の、図（ｂ）はＢ−Ｂ線上の断面図である。
階における部分断面図であり、図（ａ）はＡ−Ａ線上
の、図（ｂ）はＢ−Ｂ線上の断面図である。
【図８】図４に示す加速度センサの、更に他の一製造段
階における部分断面図であり、図（ａ）はＡ−Ａ線上
の、図（ｂ）はＢ−Ｂ線上の断面図である。
階における部分断面図であり、図（ａ）はＡ−Ａ線上
の、図（ｂ）はＢ−Ｂ線上の断面図である。
【図９】図４に示す加速度センサの、更に他の一製造段
階における部分断面図であり、図（ａ）はＡ−Ａ線上
の、図（ｂ）はＢ−Ｂ線上の断面図である。
階における部分断面図であり、図（ａ）はＡ−Ａ線上
の、図（ｂ）はＢ−Ｂ線上の断面図である。
【図１０】図４に示す加速度センサの、更に他の一製造
段階における部分断面図であり、図（ａ）はＡ−Ａ線上
の、図（ｂ）はＢ−Ｂ線上の断面図である。
段階における部分断面図であり、図（ａ）はＡ−Ａ線上
の、図（ｂ）はＢ−Ｂ線上の断面図である。
１０…基板 １１…強磁性体コア １３…第１の捲線 １４…電源 １５…第２の捲線 １６…回路 ２０…第１の窒化シリコン層 ２１…第１の二酸化シリコン層 ２３…パッド ２４…金属セグメント ２５…第２の窒化シリコン層 ２７…第２の二酸化シリコン層 ２８…強磁性体コア ３０…第４のセグメント列 ３１…電気接触経路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウバルド マストロマテオ イタリア国，20010 コルナレド−ミラノ, ビア ブレーラ，18−チ
Claims (6)
- 【請求項１】 基板（１０）上にプレナー技術によって
形成された加速度センサであって、強磁性体のコア（１
１）と、このコアによって共に電磁結合された、電源
（１４）に接続されるべき第１の捲線（１３）と誘導さ
れた電気量を測定するための回路手段（１６）に接続さ
れるべき第２の捲線（１５）とを含み、前記コア（１
１）は当該センサ自身の加速的移動による慣性力の結果
として自由に屈曲する少なくとも１個の懸垂部分を有す
る、加速度センサ。 - 【請求項２】 前記コア（１１）は基板（１０）に固定
された二個の対向する側部を有するフレーム形状であっ
て、前記基板（１０）は他の二個の対向する側部に少な
くとも対応する凹部を有し、これによって前記コアの二
個の部分を懸垂状にするものである、請求項１に記載の
加速度センサ。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載した加速度セン
サと該加速度センサが形成されたものと同じ基板中に形
成された処理回路を含む、加速度を電気量に変換するた
めの装置。 - 【請求項４】 前記センサを有する前記基板を大気中で
密封するためのケースを含む、請求項３に記載の加速度
を電気量に変換するための装置。 - 【請求項５】 前記センサを有する前記基板を窒素ガス
中で密封するためのケースを含む、請求項３に記載の加
速度を電気量に変換するための装置。 - 【請求項６】 請求項１に記載の加速度センサを製造す
るための方法であって、 単結晶シリコン（１０）を含むウエファを高温の酸化環
境内で酸化して局所的に成長させ、前記ウエファ上の凹
部領域に隣接する二酸化シリコンの一段高いパッド（２
３）を形成し、 前記凹部領域上に窒化シリコンの第１の層（２０）を形
成し、 前記窒化シリコンの第１の層（２０）上および前記パッ
ド（２３）上に二酸化シリコンの第１の層（２１）を形
成し、 前記パッド（２３）上に隣接する金属セグメント（２
４）の第１列および第２列を形成し、 前記凹部領域および前記パッド（２３）上に窒化シリコ
ンの第２の層（２５）を形成して前記金属セグメント
（２４）を被覆し、 前記金属セグメント（２４）上に強磁性体材料のコア
（２８）を形成し、 前記凹部領域および前記パッド（２３）上に二酸化シリ
コンの第２の層（２７）を形成して前記コア（２８）を
封入し、 隣接する金属セグメントの第３および第４列を、隣接す
る金属セグメント（２４）の前記第１および第２の列お
よび、前記第１（２４）および第３（３０）列のセグメ
ント間および前記第２（２４）および第４（３０）列の
セグメント間の複数の電気接触経路（３１）上に形成し
て前記第１の捲線（１３）および前記第２の捲線（１
５）をそれぞれ形成し、 前記二酸化シリコンの第２の層（２７）を部分的に除去
して前記コア（２８）の少なくとも一部分を露出し、 前記二酸化シリコンの第２の層（２７）の部分的な除去
によって露出されたままに残された前記窒化シリコンの
第２の層（２５）を除去し、 前記二酸化シリコンの第２の層（２７）の除去によって
露出されたままに残された前記二酸化シリコンの第１の
層（２１）に等方的化学エッチングを施して前記凹部領
域全体に渡って前記窒化シリコンの第１の層（２０）を
露出しそれによって前記コア（２８）の前記部分が懸垂
状でかつ前記ウエファの前記凹部領域から離れたままで
あるようにする、各ステップを含む請求項１に記載の加
速度センサを製造するための方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP96830464A EP0828160B1 (en) | 1996-09-10 | 1996-09-10 | Acceleration sensor and a method for its manufacture |
| IT96830464:2 | 1996-09-10 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10132846A true JPH10132846A (ja) | 1998-05-22 |
Family
ID=8226003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9244240A Pending JPH10132846A (ja) | 1996-09-10 | 1997-09-09 | 加速度センサおよびその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6003374A (ja) |
| EP (1) | EP0828160B1 (ja) |
| JP (1) | JPH10132846A (ja) |
| DE (1) | DE69617674T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001009799A (ja) * | 1999-03-22 | 2001-01-16 | Stmicroelectronics Srl | 埋込接続を備えた微小集積構造、特に、ハードディスクドライブユニット用の集積マイクロアクチュエータを製造する方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ITTO20040436A1 (it) | 2004-06-28 | 2004-09-28 | St Microelectronics Srl | Dispositivo di rilevamento di caduta libera per la protezione di apparecchi portatili. |
| US10648786B2 (en) | 2017-09-01 | 2020-05-12 | Nanohmics, Inc. | Magnetoelastic sensor for analyzing strain |
| CN109991442A (zh) * | 2017-12-30 | 2019-07-09 | 大连良华科技有限公司 | 一种免温度补偿的加速度传感器 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3307405A (en) * | 1964-05-27 | 1967-03-07 | Lockheed Aircraft Corp | Ferrimagnetic pressure transducer |
| US3664187A (en) * | 1970-06-03 | 1972-05-23 | Saab Scania Ab | Transducer for measuring mechanical forces |
| GB1300367A (en) * | 1971-03-12 | 1972-12-20 | Fiat Spa | Differential magnetic accelerometer device |
| US4322973A (en) * | 1980-08-29 | 1982-04-06 | Aisin Seiki Company, Limited | Acceleration and deceleration sensor |
| JPS63252257A (ja) * | 1986-11-20 | 1988-10-19 | Aisin Seiki Co Ltd | 加速度検出装置 |
| US5195377A (en) * | 1990-04-17 | 1993-03-23 | Garshelis Ivan J | Magnetoelastic force transducer for sensing force applied to a ferromagnetic member using leakage flux measurement |
| US5142227A (en) * | 1990-06-04 | 1992-08-25 | Allied-Signal Inc. | Method and apparatus for measuring strain within a ferromagnetic material by sensing change in coercive field |
| US5723789A (en) * | 1994-01-12 | 1998-03-03 | Shannon; E. Paul | Impact responsive sensor |
-
1996
- 1996-09-10 DE DE69617674T patent/DE69617674T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-09-10 EP EP96830464A patent/EP0828160B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-09-08 US US08/925,599 patent/US6003374A/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-09-09 JP JP9244240A patent/JPH10132846A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001009799A (ja) * | 1999-03-22 | 2001-01-16 | Stmicroelectronics Srl | 埋込接続を備えた微小集積構造、特に、ハードディスクドライブユニット用の集積マイクロアクチュエータを製造する方法 |
| JP4542226B2 (ja) * | 1999-03-22 | 2010-09-08 | エスティーマイクロエレクトロニクス エス．アール．エル． | 埋込接続を備えた微小集積構造、特に、ハードディスクドライブユニット用の集積マイクロアクチュエータを製造する方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69617674T2 (de) | 2002-08-08 |
| EP0828160B1 (en) | 2001-12-05 |
| EP0828160A1 (en) | 1998-03-11 |
| DE69617674D1 (de) | 2002-01-17 |
| US6003374A (en) | 1999-12-21 |
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Legal Events
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