JP2006208272A - Semiconductor multiaxial acceleration sensor - Google Patents

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Makoto Morii
誠 森井
Kazushi Kataoka
万士 片岡
Hisakazu Miyajima
久和 宮島
Daisuke Wakabayashi
大介 若林
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Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor multiaxial acceleration sensor having a high impact-resistant property. <P>SOLUTION: The semiconductor multiaxial acceleration sensor 1 is equipped with a sensor body 10 being mounted on a bending section 13, and by using a change in resistivity, detecting a displacement of a weight section 12 which is supported by a frame-like section 11 through the bending section 13 at the inside of the frame-like section 11. A first cover 2 which has a recessed section 2a and at least a stopper section 4 opposite to an additional weight section 12a, is disposed on the first surface side of the sensor body 10. Furthermore, a second cover 3 which has a recessed section 3a, is disposed on the rear surface side of the sensor body 10. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えば、自動車、家電製品などに用いられ複数方向それぞれの加速度に感度を有する半導体多軸加速度センサに関するものである。   The present invention relates to a semiconductor multi-axis acceleration sensor which is used in, for example, automobiles and home appliances and has sensitivity to accelerations in a plurality of directions.

従来の半導体多軸加速度センサとしては、矩形枠状のフレーム部の内側に錘部が配置されたセンサ本体を備え、複数方向、例えば3軸方向の加速度をそれぞれ検出するものを挙げることができる。   An example of a conventional semiconductor multi-axis acceleration sensor includes a sensor main body having a weight portion disposed inside a rectangular frame-shaped frame portion and detecting accelerations in a plurality of directions, for example, three-axis directions.

なお、上述の半導体多軸加速度センサは、錘部が4つの撓み部を介してフレーム部に支持された直方体状の主錘部と、主錘部の四隅それぞれに連続一体に連結された直方体状の4つの付加錘部とを有したものである。半導体多軸加速度センサのセンサ本体は、各撓み部に設けた拡散層配線と主錘部の表面に設けた金属配線とを、抵抗体であるピエゾ抵抗に電気的に接続して、抵抗体と拡散層配線及び金属配線とを電気的に接続して、複数方向の加速度をそれぞれ検出する構成である(例えば、特許文献1参照。)。
特開2004−109114号公報
The above-mentioned semiconductor multi-axis acceleration sensor has a rectangular parallelepiped main weight portion in which the weight portion is supported by the frame portion via four flexure portions, and a rectangular parallelepiped shape that is continuously connected to each of the four corners of the main weight portion. The four additional weight portions are provided. The sensor main body of the semiconductor multi-axis acceleration sensor is formed by electrically connecting a diffusion layer wiring provided in each bending portion and a metal wiring provided on the surface of the main weight portion to a piezoresistor that is a resistor. In this configuration, the diffusion layer wiring and the metal wiring are electrically connected to detect accelerations in a plurality of directions (see, for example, Patent Document 1).
JP 2004-109114 A

ところが、上述のような半導体多軸加速度センサでは、例えば、センサ本体の厚み方向への加速度印加時において、錘部の変位による撓み部の破壊を低減させたいというニーズがあった。   However, in the semiconductor multi-axis acceleration sensor as described above, for example, there is a need to reduce the breakage of the bent portion due to the displacement of the weight portion when applying acceleration in the thickness direction of the sensor body.

また、上述のような半導体多軸加速度センサでは、例えば、センサ本体の厚み方向へ過大な加速度が印加されるような場合において、主錘部の表面に設けた金属配線が破壊する可能性をできる限り低くしたいというニーズもあった。   Moreover, in the semiconductor multi-axis acceleration sensor as described above, for example, when excessive acceleration is applied in the thickness direction of the sensor body, the metal wiring provided on the surface of the main weight portion may be destroyed. There was also a need to make it as low as possible.

本発明は上記問題点を改善するためになされたものであり、耐衝撃性強度が高い半導体多軸加速度センサを提供することを目的とするものである。   The present invention has been made to remedy the above problems, and an object thereof is to provide a semiconductor multi-axis acceleration sensor having high impact resistance strength.

上述の目的を達成するために、本発明の請求項1に係る半導体多軸加速度センサは、枠状のフレーム部の内側に配置した錘部が該錘部を挟んで前記フレーム部に延長された少なくとも1組の撓み部を介して前記フレーム部に支持され、前記フレーム部に対する前記錘部の変位により前記撓み部に生じるひずみによって抵抗率の変化する抵抗体が前記各撓み部に形成されたセンサ本体を備えるとともに、前記各撓み部が前記抵抗体に電気的に接続された拡散層配線を備え、前記錘部が表面に各撓み部に設けた前記抵抗体間を電気的に接続する金属配線を備えた主錘部と、該主錘部と連続一体に連結した付加錘部からなり、前記抵抗体と前記拡散層配線及び前記金属配線とを電気的に接続して、複数方向の加速度をそれぞれ検出する半導体多軸加速度センサであって、前記金属配線側の前記フレーム部に前記センサ本体と電気的に絶縁接続して設けた第1の基板と、該第1の基板とは反対側の前記フレーム部に前記センサ本体と電気的に絶縁接続して設けた第2の基板と、を備え、前記第1の基板は、更に前記センサ本体との対面側に凹部を有するとともに、該凹部は、少なくとも前記付加錘部との対面部位にストッパ部を備えている。   In order to achieve the above-described object, in the semiconductor multi-axis acceleration sensor according to claim 1 of the present invention, a weight portion disposed inside a frame-like frame portion is extended to the frame portion with the weight portion interposed therebetween. A sensor that is supported by the frame portion via at least one set of bending portions, and a resistor whose resistivity changes due to strain generated in the bending portion due to displacement of the weight portion with respect to the frame portion is formed in each of the bending portions. A metal wiring that includes a main body, includes a diffusion layer wiring in which each of the bent portions is electrically connected to the resistor, and the weight portion electrically connects between the resistors provided on each of the bent portions on the surface And an additional weight connected continuously and integrally with the main weight. The resistor, the diffusion layer wiring, and the metal wiring are electrically connected, and acceleration in a plurality of directions is achieved. Semiconductor multi-axis processing to detect each A first substrate that is electrically insulated and connected to the sensor body on the frame portion on the metal wiring side, and the sensor on the frame portion on the opposite side of the first substrate. A second substrate provided in an electrically insulated connection with the main body, the first substrate further having a recess on the side facing the sensor main body, and the recess includes at least the additional weight portion A stopper portion is provided at the facing portion.

また、本発明の請求項2に係る半導体多軸加速度センサは、請求項1に記載の半導体多軸加速度センサにおいて、前記ストッパ部は、少なくとも前記付加錘部に対面する箇所が粗面化処理されている。   The semiconductor multi-axis acceleration sensor according to claim 2 of the present invention is the semiconductor multi-axis acceleration sensor according to claim 1, wherein at least a portion facing the additional weight portion is roughened in the stopper portion. ing.

また、本発明の請求項3に係る半導体多軸加速度センサは、請求項1又は請求項2に記載の半導体多軸加速度センサにおいて、前記ストッパ部は、感光性有機膜で形成されている。   A semiconductor multi-axis acceleration sensor according to claim 3 of the present invention is the semiconductor multi-axis acceleration sensor according to claim 1 or 2, wherein the stopper portion is formed of a photosensitive organic film.

このような構成の半導体多軸加速度センサは、第1の基板及び第2の基板をセンサ本体の表裏面にそれぞれ設けることで、センサ本体の厚み方向へ加速度印加がなされた際に、錘部の移動範囲を規制して撓み部の破壊を防止することができる。   In the semiconductor multi-axis acceleration sensor having such a configuration, the first substrate and the second substrate are provided on the front and back surfaces of the sensor body, respectively, so that when acceleration is applied in the thickness direction of the sensor body, The movement range can be regulated to prevent the bending portion from being broken.

また、このような構成の半導体多軸加速度センサは、第1の基板にストッパ部を設けることで、センサ本体の厚み方向へ過大の加速度が印加された際に、付加錘部がストッパ部に接触するようにして主錘部の表面に設けた金属配線が第1の基板に接触して破壊されることを阻止することができる。   In addition, the semiconductor multi-axis acceleration sensor having such a configuration is provided with a stopper portion on the first substrate, so that when an excessive acceleration is applied in the thickness direction of the sensor body, the additional weight portion contacts the stopper portion. In this way, it is possible to prevent the metal wiring provided on the surface of the main weight portion from coming into contact with the first substrate and being destroyed.

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において、同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。   Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, in each figure, the structure which attached | subjected the same code | symbol shows that it is the same structure, The description is abbreviate | omitted.

本発明の実施形態を図1及び図2に基づいて説明する。図1は、本発明の実施形態に係る半導体多軸加速度センサを示す平面図(後述で定義する上面側から見た平面図)であり、図2(a)は、図1のA−A断面における断面図であり、図2(b)は、図1のB−B断面における断面図である。なお、図1においては、見やすくするために、第1カバー2を取り除いた平面図を示している。また、図1(a)は、表面の配線等を省略して簡略化した平面図であり、図1(b)は、図1(a)に更に拡散層配線15、金属配線16を記した平面図である。また、図2は、A−A断面及びB−B断面における断面図であり、見やすくするためそれら断面より奥側にある部位の図示は省略する。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a plan view showing a semiconductor multi-axis acceleration sensor according to an embodiment of the present invention (a plan view seen from an upper surface side defined later), and FIG. 2A is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. FIG. 1 shows a plan view with the first cover 2 removed for easy viewing. FIG. 1A is a simplified plan view omitting surface wiring and the like, and FIG. 1B further shows diffusion layer wiring 15 and metal wiring 16 in FIG. 1A. It is a top view. Moreover, FIG. 2 is sectional drawing in an AA cross section and a BB cross section, and in order to make it easy to see, illustration of the site | part which exists in the back side from these cross sections is abbreviate | omitted.

半導体多軸加速度センサ1は、本実施形態においては、図2に示すように、SOI基板100を用いて形成したセンサ本体10と、センサ本体10の厚み方向の上面(表面)側に陽極接合により設けた第1の基板であるガラス製の第1カバー2と、センサ本体10の厚み方向の下面(裏面)側に陽極接合により設けた第2の基板であるガラス製の第2カバー3とを備えた構成である。   In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the semiconductor multi-axis acceleration sensor 1 includes a sensor main body 10 formed using an SOI substrate 100 and an anodic bonding to the upper surface (front surface) side in the thickness direction of the sensor main body 10. The glass first cover 2 that is the first substrate provided, and the glass second cover 3 that is the second substrate provided by anodic bonding on the lower surface (back surface) side in the thickness direction of the sensor body 10. This is a configuration provided.

ここで、半導体多軸加速度センサ1の上下(表裏)方向は、実際の使用状態での方位性に依存するため一義的に規定できないが、本実施形態の記述では説明の便宜上、図2に示すように、第1カバー2の配置側を上(表)側、第2カバー3の配置側を下(裏)側というように上下方向を規定するものとする。   Here, the vertical (front and back) directions of the semiconductor multi-axis acceleration sensor 1 cannot be uniquely defined because it depends on the orientation in the actual use state, but in the description of the present embodiment, it is shown in FIG. Thus, the vertical direction is defined such that the arrangement side of the first cover 2 is the upper (front) side and the arrangement side of the second cover 3 is the lower (back) side.

なお、SOI基板100は、シリコン基板からなる支持基板101とn形のシリコン層(シリコン活性層)103との間に絶縁膜である埋込酸化膜102が形成された所謂SOIウェハの一部により構成され、支持基板101は、センサ本体10の裏面側に設け、シリコン層103は、センサ本体10の表面側に設けている。   The SOI substrate 100 is a part of a so-called SOI wafer in which a buried oxide film 102 as an insulating film is formed between a support substrate 101 made of a silicon substrate and an n-type silicon layer (silicon active layer) 103. The support substrate 101 is provided on the back surface side of the sensor main body 10, and the silicon layer 103 is provided on the front surface side of the sensor main body 10.

センサ本体10は、図1及び図2に示すように、矩形枠状のフレーム部11の内側に配置された錘部12がフレーム部11よりも薄肉である4つの撓み部13を備え、撓み部13を介してフレーム部11に連続一体に連結された構造を有している。   As shown in FIGS. 1 and 2, the sensor main body 10 includes four flexible portions 13 in which the weight portion 12 disposed inside the rectangular frame-shaped frame portion 11 is thinner than the frame portion 11. 13 has a structure in which the frame portion 11 is continuously and integrally connected through 13.

なお、フレーム部11の表面は、全周にわたって第1カバー2に陽極接合され、フレーム部11の裏面は、全周にわたって第2カバー3に陽極接合されている。   The surface of the frame portion 11 is anodically bonded to the first cover 2 over the entire circumference, and the back surface of the frame portion 11 is anodically bonded to the second cover 3 over the entire circumference.

錘部12の表面と第1カバー2との間には、図2に示すように、錘部12の厚さ方向への錘部12の変位を可能とする隙間を形成し、錘部12の裏面と第2カバー3との間には、錘部12の厚さ方向への錘部12の変位を可能とする隙間を形成している。   As shown in FIG. 2, a gap is formed between the surface of the weight portion 12 and the first cover 2 so that the weight portion 12 can be displaced in the thickness direction of the weight portion 12. A gap is formed between the back surface and the second cover 3 to enable the weight portion 12 to be displaced in the thickness direction of the weight portion 12.

錘部12は、上述の4つの撓み部13を介してフレーム部11に支持された直方体状の主錘部12aと、センサ本体10の主表面側から見て主錘部12aの四隅それぞれに連続一体に連結された直方体状の4つの付加錘部12bとを有している。つまり、各付加錘部12bは、フレーム部11と主錘部12aと互いに直交する方向に延長された2つの撓み部13とで囲まれる空間に配置され、各付加錘部12bそれぞれの周囲には主錘部12aとの連結部位を除いてスリット14が形成されている。   The weight portion 12 is continuous to each of the rectangular parallelepiped main weight portion 12a supported by the frame portion 11 via the four flexure portions 13 and the four corners of the main weight portion 12a when viewed from the main surface side of the sensor body 10. It has four rectangular parallelepiped-shaped additional weight parts 12b connected together. That is, each additional weight portion 12b is disposed in a space surrounded by the frame portion 11 and the main weight portion 12a and two bent portions 13 extending in a direction orthogonal to each other, and around each additional weight portion 12b, A slit 14 is formed except for a connecting portion with the main weight portion 12a.

ここで、センサ本体10の厚み方向をz軸方向、z軸方向に直交する平面において矩形枠状のフレーム部11の一辺に沿った方向をx軸方向、この一辺に直交する辺に沿った方向をy軸方向と規定すれば、錘部12は、x軸方向に延長されて主錘部12aを挟む2つ1組の撓み部13と、y軸方向に延長されて主錘部12aを挟む2つ1組の撓み部13とを介してフレーム部11に支持されていることになる。   Here, the thickness direction of the sensor body 10 is the z-axis direction, and the direction along one side of the rectangular frame-shaped frame portion 11 is the x-axis direction on the plane orthogonal to the z-axis direction, and the direction along the side perpendicular to the one side. Is defined as the y-axis direction, the weight portion 12 is extended in the x-axis direction to sandwich the main weight portion 12a, and a pair of bent portions 13 is extended in the y-axis direction to sandwich the main weight portion 12a. It is supported by the frame portion 11 through a pair of two bent portions 13.

各撓み部13は、抵抗体(不図示)であるピエゾ抵抗に電気的に接続された拡散層配線15を備えている。   Each bending portion 13 includes a diffusion layer wiring 15 that is electrically connected to a piezoresistor that is a resistor (not shown).

主錘部12aは、配線部として、異なる撓み部13に設けたピエゾ抵抗をブリッジ接続するもので、各配線が交差する場合には、適宜、互いに交差する配線の一方を拡散層配線(不図示)により形成し、他方を表面に設けた金属配線16により構成するようにしている。   The main weight portion 12a serves as a wiring portion that bridge-connects piezoresistors provided in different flexure portions 13. When each wiring intersects, one of the intersecting wirings is appropriately connected to a diffusion layer wiring (not shown). ) And the other is formed by the metal wiring 16 provided on the surface.

ここで、金属配線16は、例えばアルミ二ウム配線であり、主錘部12aにおけるシリコン層103上の絶縁膜104上に形成してあり、拡散層配線15と金属配線16とはコンタクト部(不図示)において電気的に接続されている。また、主錘部12aに形成される拡散層配線15の平面形状は、図示は省略するが例えばL字状であって、主錘部12aに形成される拡散層配線15は、互いに交差しないように配設されている。   Here, the metal wiring 16 is, for example, an aluminum wiring and is formed on the insulating film 104 on the silicon layer 103 in the main weight portion 12a, and the diffusion layer wiring 15 and the metal wiring 16 are in contact portions (not shown). In the figure). Further, the planar shape of the diffusion layer wiring 15 formed in the main weight portion 12a is, for example, L-shaped although not shown in the figure, and the diffusion layer wirings 15 formed in the main weight portion 12a do not cross each other. It is arranged.

また、フレーム部11は、パッド電極(不図示)を備えている。拡散層配線15は、各拡散層配線の出力端子(不図示)に対応するパッド電極と接合されている。   The frame unit 11 includes a pad electrode (not shown). The diffusion layer wiring 15 is joined to a pad electrode corresponding to an output terminal (not shown) of each diffusion layer wiring.

抵抗体は、拡散層配線15及び金属配線16と電気的に接続され、錘部12の変位により撓み部13の複数方向(本実施形態においてはx軸、y軸及びz軸方向)の加速度をそれぞれ検出する。   The resistor is electrically connected to the diffusion layer wiring 15 and the metal wiring 16, and the acceleration of the bending portion 13 in a plurality of directions (in the present embodiment, the x-axis, y-axis, and z-axis directions) due to the displacement of the weight portion 12. Detect each.

第1カバー2及び第2カバー3は、z軸方向に錘部12が変位する際に、錘部12の移動範囲を規制して撓み部13の破壊を防止し、センサ本体10が破壊されることを防止するために設けたものである。   When the weight portion 12 is displaced in the z-axis direction, the first cover 2 and the second cover 3 restrict the movement range of the weight portion 12 to prevent the bending portion 13 from being broken, and the sensor body 10 is broken. This is provided to prevent this.

第1カバー2及び第2カバー3は、図2に示すように、錘部12と対向面に錘部12の揺動空間(錘部との間のエアギャップ)を確保するために、各々凹部2a、凹部3aを備えている。なお、凹部2a、凹部3aは、エッチングやサンドブラスト加工等により形成されている。   As shown in FIG. 2, each of the first cover 2 and the second cover 3 has a concave portion in order to secure a swinging space (an air gap between the weight portion) of the weight portion 12 on the surface facing the weight portion 12. 2a and a recess 3a. Note that the recess 2a and the recess 3a are formed by etching, sandblasting, or the like.

また、第1カバー2は、更に、前述の凹部2aにおいて、少なくとも4つの付加錘部12bに対面する部位には、例えばガラスで形成したストッパ部4を備えている。なお、少なくとも主錘部12aに対向する凹部2aには、ストッパ部4は設けない。   Further, the first cover 2 further includes a stopper portion 4 made of, for example, glass at a portion facing the at least four additional weight portions 12b in the above-described recess 2a. In addition, the stopper part 4 is not provided in the recessed part 2a facing the main weight part 12a at least.

なお、ストッパ部4は、第1カバー2と一体に形成されていても、別体で形成して後に一体化してもどちらでもよい。なお、ストッパ部4の付加錘部12bへの対向面は、付加錘部12bがストッパ部4に接合することを回避しやすくなるため粗面化処理が施されていることが好ましい。   The stopper portion 4 may be formed integrally with the first cover 2, or may be formed separately and integrated later. Note that the surface of the stopper portion 4 facing the additional weight portion 12b is preferably subjected to a roughening process so that the additional weight portion 12b can be easily prevented from joining the stopper portion 4.

ここで、ストッパ部4は、例えばz軸上方向に過大な加速度が印加された際に、主錘部12aの表面に設けた金属配線16が第1カバー2に接触して破壊することを防止するために形成したもので、z軸上方向に錘部12が変位した場合に、主錘部12aの表面に設けた金属配線16が第1カバー2に接触する前に、付加錘部12bがストッパ部4に接触させるようにすることで、主錘部12aの表面に設けた金属配線16が第1カバー2に接触して破壊されることを阻止している。   Here, the stopper portion 4 prevents the metal wiring 16 provided on the surface of the main weight portion 12a from coming into contact with the first cover 2 and being broken when an excessive acceleration is applied in the z-axis upward direction, for example. When the weight portion 12 is displaced in the z-axis upward direction, the additional weight portion 12b is formed before the metal wiring 16 provided on the surface of the main weight portion 12a contacts the first cover 2. By making it contact with the stopper part 4, the metal wiring 16 provided in the surface of the main weight part 12a is prevented from contacting the 1st cover 2 and being destroyed.

なお、例えば、主錘部12aの表面に設けた金属配線16と第1カバー2との間の第1ギャップを約10μmとし、付加錘部12bとストッパ部4との間の第2ギャップを約5μmとする。   For example, the first gap between the metal wiring 16 provided on the surface of the main weight portion 12a and the first cover 2 is about 10 μm, and the second gap between the additional weight portion 12b and the stopper portion 4 is about 5 μm.

図2に示すように、主錘部12a、フレーム部11及び撓み部13は、支持基板101、埋込酸化膜102、シリコン層103、シリコン層103の上に積層されたシリコン酸化膜等からなる絶縁膜104で構成されている。   As shown in FIG. 2, the main weight portion 12 a, the frame portion 11, and the bending portion 13 are made of a support substrate 101, a buried oxide film 102, a silicon layer 103, a silicon oxide film stacked on the silicon layer 103, and the like. The insulating film 104 is used.

なお、主錘部12aは、絶縁膜104の上に更に金属配線16を備えている。付加錘部12bは、支持基板101で形成して、埋込酸化膜102、シリコン層103、絶縁膜104を設けないようにしておくことで、第2ギャップは、容易に形成することができる。また、この場合、第2ギャップは、前述のように第1ギャップに比べて小さくすることができるので、センサ本体10の耐衝撃性強度を向上させることができる。   The main weight 12 a further includes a metal wiring 16 on the insulating film 104. By forming the additional weight portion 12b with the support substrate 101 and not providing the buried oxide film 102, the silicon layer 103, and the insulating film 104, the second gap can be easily formed. Further, in this case, since the second gap can be made smaller than the first gap as described above, the impact resistance strength of the sensor body 10 can be improved.

ここで、ストッパ部4は、第1カバー2に対してパターン化した突起物を容易に形成できる感光性有機膜で形成してもよい。   Here, the stopper portion 4 may be formed of a photosensitive organic film that can easily form a patterned protrusion on the first cover 2.

本実施形態に係る半導体多軸加速度センサ1は、第1カバー2及び第2カバー3をセンサ本体10の表裏面にそれぞれ設けることで、センサ本体10の厚み方向であるz軸方向へ加速度印加がなされた際に、錘部12のz軸方向の移動範囲を規制して撓み部13の破壊を防止する。   In the semiconductor multi-axis acceleration sensor 1 according to the present embodiment, by providing the first cover 2 and the second cover 3 on the front and back surfaces of the sensor body 10, acceleration is applied in the z-axis direction that is the thickness direction of the sensor body 10. When done, the movement range of the weight portion 12 in the z-axis direction is restricted to prevent the bending portion 13 from being broken.

また、本実施形態に係る半導体多軸加速度センサ1は、第1カバー2に前述のストッパ部4を設けることで、z軸方向へ過大の加速度が印加された際に、付加錘部がストッパ部4に接触するようにして主錘部12aの表面に設けた金属配線16が第1カバー2に接触して破壊されることを阻止することができる。   Further, the semiconductor multi-axis acceleration sensor 1 according to the present embodiment is provided with the stopper portion 4 described above on the first cover 2, so that when an excessive acceleration is applied in the z-axis direction, the additional weight portion is the stopper portion. 4 can be prevented from coming into contact with the first cover 2 and being destroyed.

ここで、本実施形態においては、半導体多軸加速度センサは、3軸方向の加速度を検出するものを例示したが、勿論3軸以上であれば本実施形態に限定しない。   Here, in the present embodiment, the semiconductor multi-axis acceleration sensor is exemplified as one that detects acceleration in the three-axis direction, but of course, the present invention is not limited to this embodiment as long as it has three or more axes.

本発明の実施形態に係る半導体多軸加速度センサの平面図である。1 is a plan view of a semiconductor multi-axis acceleration sensor according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る半導体多軸加速度センサの断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor multi-axis acceleration sensor which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 半導体多軸加速度センサ
2 第1カバー
2a 凹部
3 第2カバー
3a 凹部
4 ストッパ部
10 センサ本体
11 フレーム部
12 錘部
12a 主錘部
12b 付加錘部
13 撓み部
14 スリット
15 拡散層配線
16 金属配線
100 基板
101 支持基板
102 埋込酸化膜
103 シリコン層
104 絶縁膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor multi-axis acceleration sensor 2 1st cover 2a Recessed part 3 2nd cover 3a Recessed part 4 Stopper part 10 Sensor main body 11 Frame part 12 Weight part 12a Main weight part 12b Additional weight part 13 Bending part 14 Slit 15 Diffusion layer wiring 16 Metal wiring DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Substrate 101 Support substrate 102 Buried oxide film 103 Silicon layer 104 Insulating film

Claims (3)

枠状のフレーム部の内側に配置した錘部が該錘部を挟んで前記フレーム部に延長された少なくとも1組の撓み部を介して前記フレーム部に支持され、前記フレーム部に対する前記錘部の変位により前記撓み部に生じるひずみによって抵抗率の変化する抵抗体が前記各撓み部に形成されたセンサ本体を備えるとともに、前記各撓み部が前記抵抗体に電気的に接続された拡散層配線を備え、前記錘部が表面に各撓み部に設けた前記抵抗体間を電気的に接続する金属配線を備えた主錘部と、該主錘部と連続一体に連結した付加錘部からなり、前記抵抗体と前記拡散層配線及び前記金属配線とを電気的に接続して、複数方向の加速度をそれぞれ検出する半導体多軸加速度センサであって、
前記金属配線側の前記フレーム部に前記センサ本体と電気的に絶縁接続して設けた第1の基板と、
該第1の基板とは反対側の前記フレーム部に前記センサ本体と電気的に絶縁接続して設けた第2の基板と、を備え、
前記第1の基板は、更に前記センサ本体との対面側に凹部を有するとともに、該凹部は、少なくとも前記付加錘部との対面部位にストッパ部を備えたことを特徴とする半導体多軸加速度センサ。
A weight portion disposed inside the frame-shaped frame portion is supported by the frame portion via at least one set of bending portions extending to the frame portion with the weight portion interposed therebetween, and the weight portion of the weight portion with respect to the frame portion is supported. Resistors whose resistivity changes due to strain generated in the flexure due to the displacement are provided with sensor bodies formed in the flexures, and diffusion layer wirings in which the flexures are electrically connected to the resistors. The weight portion comprises a main weight portion provided with metal wiring for electrically connecting the resistors provided on the respective flexure portions on the surface, and an additional weight portion continuously and integrally connected to the main weight portion, A semiconductor multi-axis acceleration sensor for electrically detecting the acceleration in a plurality of directions by electrically connecting the resistor, the diffusion layer wiring, and the metal wiring,
A first substrate provided in an electrically insulated connection with the sensor body on the frame portion on the metal wiring side;
A second substrate provided in an electrically insulated connection with the sensor body on the frame portion opposite to the first substrate,
The first substrate further includes a recess on a side facing the sensor body, and the recess includes a stopper at least at a site facing the additional weight. .
前記ストッパ部は、少なくとも前記付加錘部との対面箇所が粗面化処理された請求項1に記載の半導体多軸加速度センサ。   The semiconductor multi-axis acceleration sensor according to claim 1, wherein at least a portion of the stopper portion facing the additional weight portion is roughened. 前記ストッパ部は、感光性有機膜で形成された請求項1又は請求項2に記載の半導体多軸加速度センサ。   The semiconductor multi-axis acceleration sensor according to claim 1, wherein the stopper portion is formed of a photosensitive organic film.
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