CN101850943A - 微机电系统传感器及微机电系统传感器的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微机电系统传感器及其制造方法。在SOI中，在支撑基底中限定出用于将质量体和支撑体分离的沟道，在半导体层中限定出十字形柔性梁。在柔性梁的交叉区域中和在支撑体的上方的环形区域中对SOI的半导体层和中间绝缘层进行蚀刻。在被蚀刻的凹入部中掩埋连接件层。将半导体层构图为位于质量体上方的十字形柔性梁。在支撑体基底中蚀刻沟道，以暴露中间绝缘层，随后蚀刻中间绝缘层以在质量体和柔性梁之间形成间隙。在交叉区域的连接件层将质量体和柔性梁联接，并且在柔性梁外侧的连接件层将柔性梁和支撑体联接。止挡件通过在质量体角部的上方延伸连接件层而形成，或者通过保留半导体层而形成。

Description

微机电系统传感器及微机电系统传感器的制造方法
技术领域
本发明涉及一种微机电系统(MEMS)传感器和MEMS传感器的制造方法。
背景技术
诸如加速度传感器、振动陀螺仪和振动传感器之类的MEMS传感器是已知的，MEMS传感器将联接有质量体(mass body)的柔性梁的位移转变为电信号。硅制作技术伴随集成电路的开发而发展得日益成熟，并适合于MEMS的制造。硅中的带电粒子(电子，空穴)受所施加应力的影响。沿传输方向施加拉应力时电子的迁移率增高，沿传输方向施加压应力时电子的迁移率减低。沿传输方向施加压应力时空穴的迁移率增高，沿传输方向施加拉应力时空穴的迁移率减低。如果半导体的表面变形成凸形，则表面受拉应力；如果半导体的表面变形成凹形，则表面受压应力。半导体中带电粒子迁移率的变化可以通过在集中受应力的硅区域中制作诸如电阻件和金属氧化物半导体晶体管(MOS transistor)的半导体元件来探测。质量体被联接到柔性梁单元，而柔性梁单元的远端由支撑体支撑。由于质量体具有惯性，随着质量体的运动，柔性梁变形并受到应力。由于柔性梁的横截面积制作得很小，施加在柔性梁上的应力变得很大。
假定xyz正交坐标系统中，例如，沿x方向的两个柔性梁和沿y方向的两个柔性梁通过一接合区域连接从而形成十字形(cross shape)柔性梁单元，质量体被联接到交叉区域的下表面，并且四个远端被支撑体支撑。该结构中质量体通过x方向的两个柔性梁和y方向的两个柔性梁被支撑体支撑。由于支撑体开始沿x方向运动，质量体的上部区域沿x方向受到驱动，使得质量体沿x方向倾斜，并且沿x方向的两个柔性梁发生偏斜。沿x方向的两个柔性梁的变形在z方向是相反的(凹的和凸的)，而且根据离接合区域的距离而改变。若通过形成设置在沿x方向的柔性梁上的四个压敏电阻件(piezoresistors)而形成桥电路，就可以检测沿x方向的加速度。通过形成设置在沿y方向的柔性梁上的四个压敏电阻件形成桥电路时，就可以检测沿y方向的加速度。沿z方向的运动引起在接合区域两侧的各柔性梁对称地变形。在沿z方向的正向运动和沿z方向的负向运动之间，变形符号为相反。当通过形成设置在沿x方向和/或沿y方向的柔性梁上的四个压敏电阻件形成桥电路时，就可以检测沿z方向的加速度。
在绝缘体上沉积硅(SOI)的基底通常具有这样的结构，即单晶硅半导体层经氧化硅绝缘层被结合到单晶硅支撑基底上。用于制造SOI基底的一种方法是：使两个分别具有氧化硅层的硅基底抵接，其中所述氧化硅层彼此面对；实施高温退火以使得两个基底结合；对其中一个硅基底进行抛光至所需厚度，从而提供半导体层。另一种已知方法是将氧离子注入硅基底，通过热处理形成埋入的氧化硅层。在这种情况下，埋入的氧化硅层并不具有结合功能，而仅是一层中间绝缘层。这种SOI基底被用来形成电绝缘体式(dielectrically)绝缘的高速晶体管或者形成MEMS。
未经审查而公布的日本专利No.8-274349公开了如下内容：将n型外延层生长在p型硅基底上，通过将硼(B)涂覆到n型外延层中而形成的p型区域来形成压敏电阻件，通过蚀刻形成穿过基底和外延层的空洞或空腔，柔性梁单元由外延层形成并横过空洞，由金属形成的重物被附着于梁的中央区域的下表面。
未经审查而公布的日本专利No.8-248061公开了一种MEMS传感器，该MEMS传感器通过将分别由不同硅基底制成的梁和重物结合到一起而形成。
未经审查而公布的日本专利No.9-15257公开了如下内容：在第一基底的表面上形成环形凹入部，将第二基底结合到第一基底上，减薄第二基底，此后由第一基底形成重物，而由第二基底形成梁。
未经审查而公布的日本专利No.2003-270262公开了如下内容，重物经过梁联接到框架上，面向重物、用于限制重物的可动范围的玻璃止挡件被联接到框架上，并在重物和玻璃止挡件的相对表面的至少之一上形成防粘结部分。
未经审查而公布的日本专利No.2004-233072和美国专利6,892,578公开了如下内容：在加速度传感器的表面上形成多个凹部，并且使用直径大于所述凹部深度的间隔件将调节盘结合到凹部，由此在重物和调节盘之间限定出窄的间隙。
未经审查而公布的日本专利No.2006-208272公开了一种结构，该结构中的传感器由SOI基底形成，其中经由梁被框架支撑的主重物具有一些附加重物，各附加重物在主重物的四个角部与主重物连续并与之形成整体，而覆盖传感器的上部的盖件具有面向这些附加重物的止挡件。
未经审查而公布的日本专利No.2006-153519公开了一种结构，其中加速度传感器的表面上方设置有用于调节重物位移的平板止挡件，具有预先设定的突出高度的多个凸部被结合到框架上，且每个凸部中形成有用于储存粘合剂的凹入部。加速度传感器由SOI基底形成，该SOI基底具有形成在支撑基底上的半导体层和绝缘膜；框架和重物的芯部由支撑基底、绝缘层和活性层形成，柔性梁单元由活性层形成，与芯部在四个角部连续的附加部由支撑基底形成。
未经审查而公布的日本专利No.2006-64532公开了一种结构，其中经由梁支撑到框架的主重物具有一些附加重物，这些附加重物在主重物的四个角部与主重物连续并与之形成整体，并且用于调节每个附加重物的位移的薄止挡件从框架的每个角部凸出，该薄止挡件设置有加强部。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有新颖结构的微机电系统传感器(MEMSsensor)及该微机电系统传感器制造方法。
本发明的另一目的是提供一种装备有与MEMS传感器一体的质量体止挡件的MEMS传感器及该微机电系统传感器制造方法。
根据本发明的一个方面，提供一种微机电系统传感器，包括：
质量体；
支撑体，其通过环形沟道包围所述质量体并从该质量体分离，所述支撑体和所述质量体由共同的基底形成；
柔性梁，其具有压敏电阻件并且由半导体层形成，该半导体层从所述基底的上表面向上分开第一距离；
第一连接件，其延伸穿过所述柔性梁的中央区域并到达所述质量体，所述第一连接件使所述柔性梁和所述质量体机械地联接；
第二连接件，其接触所述柔性梁的各远端并延伸穿过所述半导体层，到达所述支撑体，所述第二连接件使所述柔性梁和所述支撑体机械地联接。
根据本发明的另一方面，提供一种用于制造微机电系统传感器的方法，包括如下步骤：
在叠层基底上限定：用于质量体的区域、用于包围所述质量体的沟道的区域和用于所述沟道区域外侧的支撑体的区域，所述叠层基底是在基底上经由中间层叠置了半导体层，所述中间层的蚀刻特性(etching characteristics)与所述半导体层和所述基底的蚀刻特性不同；
在所述质量体区域的中央区的区域和在所述支撑体区域上方的环形区域中对所述半导体层和所述中间层进行蚀刻，以形成暴露所述基底的凹入部；
在所述凹入部中掩埋支撑材料层，该支撑材料层的蚀刻特性与所述中间层的蚀刻特性不同；
蚀刻所述半导体层，以在所述质量体区域上方构图出十字形柔性梁单元，该柔性梁单元包括在交叉区域的中央区的所述区域；
蚀刻所述基底的所述沟道区域，以形成暴露所述中间层的沟道；和
湿法蚀刻所述中间层。
本发明的目的和优点可通过权利要求书中具体给出的元件和元件组合方案来实现和获得。
不言自明的是，上文的概括描述和下文的详细说明都是示例性和解释性的，而并非构成对所要求保护的本发明的限制。
附图说明
图1A至1H的剖面图和平面图示出了根据第一实施例的加速度传感器；
图2A至2L的剖面图和平面图示出了用于制造第一实施例的加速度传感器的过程；
图3A至3K的剖面图和平面图示出了根据第一实施例的修改例的加速度传感器；
图4A和4B的平面图和剖面图示出了第二实施例的加速度传感器。
具体实施方式
本发明的发明人研发了一种加速度传感器，该加速度传感器具有由SOI基底的支撑基底构图的质量体和支撑体以及由SOI的半导体层构图的柔性梁单元。在该方案中，支撑基底因其实际功能可以称作下基底，而半导体层可以被称作上半导体层。环形沟道穿过下基底形成，中央区域被用作质量体，而周边区域被用作支撑体。对上半导体层构图以形成与质量体联接的、具有用于检测由应力引起的应变的压敏电阻件的柔性梁单元。
以平面来看，质量体和柔性梁单元是重叠的。为将质量体在除了联接区域之外从柔性梁单元分离，对在上半导体层和下基底之间的中间绝缘层进行蚀刻。但是，质量体需要联接到柔性梁单元上。柔性梁单元的各远端需要由支撑体支撑。在柔性梁单元和质量体之间以及在支撑体和柔性梁单元之间形成一些连接件。这些连接件由具有与中间绝缘层的蚀刻特性不同的蚀刻特性的支撑材料制成。对连接件区域中的上半导体层和中间绝缘层进行蚀刻，并将支撑材料层埋在被蚀刻的凹入部中。当支撑材料层或者上半导体层被构造成延伸或者突伸高于质量体时，该延伸部可以起到用于质量体的上升运动的止挡件的作用。
第一实施例
下面参考图1A至1H对第一实施例的加速度传感器的结构进行说明。
正如图1A所示，SOI基底10具有如下结构：例如，具有物理支撑功能的单晶硅下基底11和具有预定厚度的单晶硅上半导体层13被由氧化硅或类似物制成的中间绝缘层12结合。下基底11具有硅基底的常规厚度，即在400至800μm的范围内，例如625μm。上硅层13的厚度在3至20μm的范围内，例如10μm，以便与下基底分离并用作柔性梁。中间绝缘层12的厚度在0.2至2μm的范围内，例如1μm，以便调节质量体的上位移。在实际制造过程中，在一个SOI晶片上形成许多加速度传感器，并通过划刻或类似工艺将所示多个加速度传感器分成每一加速度传感器。在下文中，将以例举的方式对一个芯片进行说明。一个芯片的尺寸，例如，大约为2500μm×2500μm。
如图1B所示，具有环形形状、例如矩形形状的沟道T被限定为延伸穿过下基底11的整个厚度。在随后工序对沟道T进行蚀刻，以便将下基底分成位于沟道T内侧的质量体M和位于沟道T外侧的支撑体S。尽管环形形状并不限于矩形形状，但是矩形形状可提高面积的利用率。通过截去矩形的各角部，通过将各角部倒圆或类似工艺，还可能提高抗冲击性。这些形状基本上也都称为矩形。如果形成窄沟道，支撑体还可调节质量体沿平面内方向的位移。
如图1C所示，十字形的柔性梁单元FB通过四个窗口区域W1限定于上半导体层13的平面中。沿±x方向和±y方向从接合区域(十字的交叉区域)延伸的四个梁的宽度各为例如约350μm、长度各为例如约750μm。交叉区域的尺寸则为约350μm×350μm。压敏电阻件131通过杂质注入或者类似方法形成于每个梁FB中，压敏电阻件的宽度例如约8μm、长度例如约100μm。用于将质量体M联接到柔性梁单元FB的连接件形成在柔性梁单元的交叉区域中，用于支撑柔性梁单元FB并且将柔性梁单元FB联接到支撑体S上的连接件被形成在四个梁的远端上。用于调节质量体M的上升运动的止挡件形成在质量体M的角部上方。
在柔性梁单元FB的交叉区域中的矩形区域15和与柔性梁单元FB的远端接壤的区域16中，上半导体层13和中间绝缘层12被蚀刻，并且支撑材料层被埋在被蚀刻的区域，以便形成两种连接件。可以通过如下方式形成质量体M的上升止挡件。在质量体M的角部外侧的区域17中(在支撑体S上)，上半导体层13和中间绝缘层12被蚀刻，并且在从区域17的内侧边缘起、在质量体的角部上方以三角形延伸的区域18中，上半导体层13被蚀刻而不对中间绝缘层12进行蚀刻。支撑材料层此后被埋在被蚀刻区域。支撑材料层在区域17接触下基底，并且在区域18中与下基底分开。例如，矩形区域15具有200μm×200μm的方形形状，而区域18为等边直角三角形，该三角形的两边为350μm并形成直角。
在该实施例中，尽管区域16和区域17接壤而限定了在支撑体S上的环形区域，但是这些区域也可以是分开的区域。设置上升止挡件的部位并不限于矩形质量体M的角部。在一个SOI晶片上形成许多传感器芯片。芯片之间的划刻区域优选是半导体区域。为了形成划刻区域，在沿芯片外周的窄框架区域19中存留了上半导体层13。
在区域15、16、17和18中的上半导体层13被蚀刻以暴露中间绝缘层12。接下来，除了区域18之外暴露在区域15、16和17中的中间绝缘层12被蚀刻并移除，以便暴露下基底11。在区域18中的中间绝缘层12被存留，以便相对于区域17形成台阶。
如图1D所示，由例如氮化硅(SixNy)构成的支撑材料层30通过化学气相沉积(CVD)被沉积在基底整个表面上，将在区域15、16、17和18中由于移除上半导体层和中间绝缘层或者由于移除上半导体层而形成的凹入部分掩埋。当通过稀氟酸或者缓冲氟酸蚀刻氧化硅时，氮化硅几乎不被蚀刻。
利用CVD形成的所述膜是下层拓扑结构(underlying topology)的保形(conformal)。不需要处于比上半导体层高的水平上的支撑材料层。通过深腐蚀、化学机械抛光(CMP)等可去除不需要的区域，以暴露上半导体层13。
埋在区域15中的支撑材料层30构成连接件C1，该连接件直接接触质量体M并且与质量体M机械地联接，该连接件的上侧区域与柔性梁单元FB的交叉区域机械地联接。连接件C1将质量体M联接到柔性梁单元FB上。埋在区域16中的支撑材料层30构成连接件C2，该连接件直接接触支撑体S并且与支撑体S机械地联接，该连接件的上侧区域与柔性梁单元FB的远端机械地联接。连接件C2将柔性梁单元FB联接到支撑体S上。埋在区域17中的支撑材料层30构成接触区域CT，该接触区域直接接触支撑体S并且与支撑体S机械地联接。埋在区域18中的支撑材料层30构成非接触区域，该非接触区域经由中间绝缘层12与下基底11绝缘。非接触区域NC与接触区域CT接壤以构成止挡件ST。止挡件ST的非接触区域NC形成台阶，该台阶在上方与下基底11分离并且延伸到质量体M的上方。上半导体层13的框架区域19包围连接件C2和止挡件ST的外周。
如图1E所示，在形成连接件C1和C2及止挡件ST之后，对柔性梁单元FB构图。覆盖十字形柔性梁单元FB、连接件C2、止挡件ST和框架区域19形成抗蚀图形，限定出窗口区域W1。暴露在窗口区域W1中的上半导体层13被蚀刻并被移除。随后移除抗蚀图形。与柔性梁单元FB连续并且与柔性梁单元FB的远端垂直的狭窄区域14被保留。该区域是对齐的边缘区域，而不是必要构成元件。此后，将基底上下翻转，穿过下基体11蚀刻形成沟道T。
对暴露在沟道T中的中间绝缘层12进行湿法蚀刻，还对柔性梁单元FB和质量体M之间的中间绝缘层12进行蚀刻并移除。如果中间绝缘层由氧化硅制成，则可以通过使用稀氢氟酸或者缓冲氢氟酸的湿法蚀刻对中间绝缘层进行蚀刻。也可以使用以无水氢氟酸和乙醇的混合气体进行的气相各向同性蚀刻。由氮化硅制成的支撑材料层30几乎不被蚀刻，因为这种层具有的蚀刻特性与氧化硅制成的中间绝缘层的蚀刻特性不同。除了在底表面侧从沟道T蚀刻中间绝缘层之外，还可以在以抗蚀剂或类似物覆盖柔性梁单元的同时从顶表面或者从顶表面和底表面两者蚀刻中间绝缘层。由于框架区域19与相邻芯片是连续的，所以下方的中间绝缘层12未被蚀刻。
将图1B所示的支撑基底11叠置在图1E所示的半导体层上时，止挡件ST的接触区域CT和连接件C2被设置在支撑体S的表面上。质量体M被设置在沟道T的内侧，质量体M的中央区域被叠置在位于柔性梁单元FB的交叉区域中的连接件C1上。止挡件ST的三角形的非接触区域NC与质量体M的各角部区域相叠。
图1F是沿图1E的点划线IF-IF截取的剖面图。连接件C2与支撑体S联接，柔性梁FB与连接件C2的内侧壁联接。连接件C1与柔性梁FB的中央接合区域联接，质量体M与连接件C1的底表面联接。在连接件C2内侧的中间绝缘层12被蚀刻并移除。除了与连接件C1联接的区域外，质量体M的外侧是中空或内空的空间，构成允许质量体M运动的间隙。
图1G是沿图1E的点划线IG-IG截取的剖面图。质量体M处于与支撑体S和柔性梁单元FB都脱离的状态。止挡件ST的接触区域CT与支撑体S接触并且与支撑体S联接。止挡件ST的非接触区域NC形成台阶，并且在支撑体S和质量体M上方延伸。在质量体M向上运动时，止挡件ST的非接触区域NC调节质量体M的可动范围。
图1H示出了容纳在封装壳体(package)中的加速度传感器。封装壳体由陶瓷材料制成的盒体90和盖体94构成。多根引线91(through leads)穿过盒体90。加速度传感器的支撑体S通过粘合剂92被固定在盒体90的底表面上。用于容纳质量体M的凹入部形成在盒体90的底壁中，在质量体M和盒体90的底表面之间限定出可动范围。盒体90的底表面构成用于质量体M的下落止挡件。上文已经描述了止挡件ST构成了上升止挡件。加速度传感器的压敏电阻件经过穿过夹层绝缘层IL形成的接触孔连接到铝电极/配线(wirings)50上。封装壳体的引线91和铝配线50的结合垫通过金丝或类似物连接。盖体94通过粘结剂93固定到盒体90上。
由于质量体M在上表面通过柔性梁FB支撑，当沿平面内方向施加加速度时质量体M发生倾斜。由此，所述各止挡件也具有倾斜(平面内方向)止挡件的功能。
下面参考图2A至2L描述制造第一实施例的加速度传感器的方法。在图2A中示出了原材料(starting material)。原材料是一种SOI晶片，包括10μm厚的上半导体层13、1μm厚的中间绝缘层12和625μm厚的下基底。图2A、图2B、...是沿柔性梁的方向截取的剖面图，图2B-2、2C-2、...是沿垂直于柔性梁的方向截取的、包括止挡件的非接触区域的剖面图。
如图2A所示，在SOI晶片10的上半导体层13上形成光致抗蚀图形PR1，该光致抗蚀图形在与压敏电阻件区域对应的位置具有一些开孔，每一开孔尺寸为约8μm宽和约100μm长。通过将光致抗蚀图形PR1用作掩模，注入掺质离子以形成压敏电阻件区域131。例如，将p型杂质硼(B)离子以掺杂浓度范围为1×1017/cm3至1×1019/cm3，例如为2×1018/cm3，注入n型硅层13中。在离子注入之后，去除光致抗蚀图形PR1，随后进行诸如快速加温退火之类的热处理，以激活注入的硼离子。
如图2B和2B-2所示，通过热氧化或者CVD在上半导体层13上形成大约0.5μm厚的氧化硅绝缘保护膜20。随后，蚀刻用于掩埋连接件和止挡件的凹入部。在绝缘保护膜20上形成具有开孔的光致抗蚀图形PR2，这些开孔的形状为包括非接触区域的止挡件和连接件的形状。
图2B-1为光致抗蚀图形PR2的平面图。光致抗蚀图形PR2具有：图形PA2，图形PA2包括在中央区中对应于连接件C1的矩形开孔AP1；包围图形PA2并沿芯片的外周形成的图形PB2。图形PA2和PB2之间的开孔AP2成为用于连接件C2和止挡件ST的区域。开孔AP2在矩形的角部以三角形延伸，以形成止挡件ST的非接触区域NC。该形状对应于图1E示出的止挡件ST。
如图2B和2B-2所示，通过将包括PA2和PB2的光致抗蚀图形PR2用作蚀刻掩模，绝缘保护膜20和上半导体层13相继地、并各向异性地通过反应离子蚀刻(RIE，reactive ion etching)而被蚀刻。例如，通过采用CHF3的反应离子蚀刻对绝缘保护膜20进行蚀刻，随后通过采用CF4气体和O2气体的反应离子蚀刻对上半导体层13进行蚀刻。之后去除光致抗蚀图形PR2。
如图2C和2C-2所示，在SOI基底上形成光致抗蚀图形PR3。
图2C-1是示出了光致抗蚀图形PR3的平面图。光致抗蚀图形PR3具有：在中央区具有矩形开孔AP1的图形PA3；和包围图形PA3并沿芯片外周形成的图形PB3。图形PA3和PB3之间的开孔AP3成为用于连接件C2和止挡件ST的一些接触区域CT的区域。
如图2C和2C-2所示，暴露于开孔中的中间绝缘层12被蚀刻以暴露下基底11。例如，中间绝缘层12通过采用CHF3气体的反应离子蚀刻而被蚀刻。通过这种方式形成用于连接件C1和C2以及止挡件ST的凹入部。连接件C2和止挡件ST的接触区域CT设置在下基底被分开的沟道位置的外侧。对上半导体层13所在区域进行蚀刻且中间绝缘层12被保留的区域成为止挡件ST的非接触区域NC。随后光致抗蚀图形PR3被移除。
如图2D和2D-1所示，支撑材料层30被沉积，掩埋用于连接件和止挡件的凹入部。例如，在400℃的基底温度下通过等离子增强(PE)的CVD来沉积氮化硅层(SiXNy)，并沉积到至少11.5μm的厚度，该11.5μm是中间绝缘层12、上半导体层13和绝缘保护膜20的总厚度。由CVD或类似方法形成的支撑材料层30具有反映下层拓扑结构的保形表面拓扑结构。对具有不平坦表面的层进行深腐蚀(etched back)时，处理后的表面也是不平坦的。平坦的表面是理想的，以在其上形成配线等类似物。
如图2E和2E-1所示，如果需要的话，可在支撑材料层30上形成平坦化膜PR4(planarizing film)。平坦化膜PR4由能够实现蚀刻速率(etching rate)大致等于支撑材料层30的蚀刻速率的材料制成，从而可实现平坦表面。例如，光致抗蚀剂、旋制玻璃(SOG，i.e.spin-on glass)、聚酰亚胺等类似物被涂敷并烘焙，以形成具有平坦表面的平坦化膜PR4。平坦化膜PR4是一种在执行深腐蚀时需要用到的膜，而不是必要构成部件。氮化硅层可以使用例如SF6/He来蚀刻。
如图2F和2F-1所示，在绝缘保护膜20的表面上方的平坦化膜PR4和支撑材料层30在平坦化膜PR4的蚀刻速率和支撑材料层30的蚀刻速率大致相等的条件下被深腐蚀。结果，绝缘保护膜20的上表面被暴露，在凹入部中的支撑材料层30被保留，并且支撑材料层30的上表面和绝缘保护膜20的上表面大致齐平。结果，由此，柔性梁单元FB经由支撑材料层30a被支撑体S支撑，而质量体M经由支撑材料层30b被联接到柔性梁单元FB的交叉区域上。但是，在此阶段，尚未对柔性梁单元FB构图，质量体M尚未与支撑体S分离，并且在质量体M和柔性梁单元FB之间还存在中间绝缘层12。
在图2D和2D-1所示的状态中，当没有形成平坦化膜PR4时，可以实施诸如化学机械抛光(CMP)之类的抛光，以便去除绝缘保护膜20上的支撑材料层30。
如图2G所示，在绝缘保护膜20上形成有绝缘钝化层40，覆盖支撑材料层30。例如，绝缘钝化层40是通过CVD形成的0.5μm厚的氧化硅(SiO2)膜。绝缘钝化层40可以由磷硅玻璃(PSG)、硼磷硅玻璃(BPSG)、氮化硅(SiXNy)或类似物制成。若支撑材料层30由绝缘材料制成，绝缘钝化层40则不是必要的。
在绝缘钝化膜40上形成光致抗蚀图形PR5，该图形在与压敏电阻件131的接触区域对应的位置具有一些开孔。通过对绝缘钝化层40和绝缘保护膜20进行蚀刻而形成接触孔。例如，通过利用CF4+H2混合气体或CHF3气体的反应离子蚀刻来对绝缘钝化层40和绝缘保护膜20进行各向异性蚀刻。接触孔可以通过利用稀氢氟酸(HF)或缓冲氢氟酸(BHF)的湿法蚀刻形成。之后光致抗蚀图形PR5被移除。
如图2H所示，诸如硼的p型杂质离子经过起硬掩模(hard mask)作用的绝缘钝化层40和绝缘保护膜20被注入，以形成压敏电阻件的接触区域132。硼离子在浓度范围为1×1019/cm3至1×1021/cm3，例如为2×1020/cm3的情况下被注入。在离子注入后，光致抗蚀图形PR5被移除，并且通过热处理激活被注入的杂质离子。
如图2I所示，在绝缘钝化层40的表面上形成导电层50。在导电层50上形成用于限定电极和配线图形的光致抗蚀图形PR6。通过将光致抗蚀图形PR6用作掩模，导电层50的不必要区域被蚀刻，以构图出配线、结合垫等具有预定形状的部件。例如，导电层50可以是由溅射法形成的、厚度为0.3μm的铝(Al)膜。导电层50还可以是铜膜或硅铝合金(AlSi)膜。例如，导电层50可通过使用氯(Cl2)气的反应离子蚀刻来构图。导电层50还可以通过湿法蚀刻构图。
如图2J-2和2J-1所示，在绝缘钝化层40上形成具有限定柔性梁单元的窗式开孔的光致抗蚀图形PR7，覆盖导电层50。如图2JP所示，光致抗蚀图形PR7具有用于限定柔性梁单元FB的形状的四个窗口W1，该图形在外周部分覆盖连接件C2和止挡件ST。如图2J-2所示，通过将光致抗蚀图形PR7用作蚀刻掩模，绝缘钝化层40、绝缘保护膜20和上半导体层13被蚀刻。例如，通过利用CHF3气体的反应离子蚀刻来对绝缘钝化层40和绝缘保护膜20进行蚀刻，而通过利用CF4气体和O2气体的反应离子蚀刻来蚀刻上半导体层13。氧化硅层40和20还可以通过利用稀氢氟酸或缓冲氢氟酸的湿法蚀刻来蚀刻。被蚀刻的窗口W1限定出柔性梁单元FB。绝缘钝化层40、绝缘保护膜20和上半导体层13构成柔性梁单元FB。中间绝缘层12暴露于窗口W1中。光致抗蚀图形PR7随后被移除。在此阶段，中间绝缘层12被保留。
如图2K和2K-1所示，牺牲基底99通过粘结层98被结合到形成有导电层50的图形的绝缘钝化层40上，并将基底上下翻转。更具体地说，粘结层98可以利用蜡、光致抗蚀剂、双面胶带或者类似物。牺牲层99提供了物理支撑，并且可以是硅基底。
具有用于形成沟道的环形开孔的光致抗蚀图形PR8被形成在下基底11的底表面上。通过将光致抗蚀图形PR8用作蚀刻掩模，环形沟道T穿过下基底11被蚀刻形成。例如，单晶硅的下基底可以通过深-RIE方法(所谓的Bosch方法)进行各向异性蚀刻，所述深-RIE方法交替地重复利用C4F8等离子的钝化步骤和利用SF6等离子的蚀刻步骤。沟道T将内侧的质量体M和外侧的支撑体S分离。
在绝缘钝化层40的表面经由粘结层98被牺牲基底99所覆盖的状态下，中间绝缘层12由稀氢氟酸或者缓冲氢氟酸湿法蚀刻。从沟道T进入的蚀刻剂对中间绝缘层12进行蚀刻和移除。牺牲基底99可以在蚀刻之前被移除。在这种情况下，可在绝缘钝化层40上形成抗蚀膜或者类似物。随后，用稀氢氟酸或者缓冲氢氟酸蚀刻中间绝缘层12。之后，去除表面侧的抗蚀膜。在图2J的状态中，可对暴露的中间绝缘层12进行蚀刻。
替代在后表面中从沟道蚀刻中间绝缘层的方式，中间绝缘层还可以从前表面侧或者从前侧和后侧两侧被蚀刻。这种替换方式将在下文参考图3I-3K进行描述。
如图3I和3J所示，根据情况需要，可将支撑基底11经由粘结剂94支撑在牺牲基底95上，并在上半导体层13上形成光致抗蚀图形PR9，覆盖柔性梁FB。图3K示出了光致抗蚀图形PR9的平面形状的一个例子。光致抗蚀图形PR9具有在半导体层的窗口区域W1中的开孔AP5。中间绝缘层被暴露在开孔AP5中。中间绝缘层12可以从开孔AP5被蚀刻。
如图2L-1和2L所示，间隙G1和G2分别被形成在上升止挡件30a和质量体M之间以及柔性梁FB和质量体M之间。间隙G1和G2由中间绝缘层12的厚度限定。随后进行诸如切块和封装的后续处理。
根据如前所述的第一实施例，质量体沿z轴正向方向的运动范围通过中间绝缘层12的厚度而高精度地被限定。由于可将中间绝缘层12形成得非常薄，质量体M沿z轴正向方向的运动范围可以制成非常窄。限制质量体沿z轴正向方向的运动范围的功能可以通过构成连接件C2的材料来实现，使得可以在不加厚封装壳体90、94的情况下提供该功能。由此可以实现既薄又具有高的抗冲击性能的加速度传感器。面向止挡件的非接触区域的质量体M的面积是有限的，因此与利用盘式构件限制质量体M的运动范围相比，本发明中由空气阻尼而造成的灵敏度降低被抑制。
支撑材料不限于氮化硅，只要该支撑材料具有与中间绝缘层不同的蚀刻特性、从而当中间绝缘层被蚀刻时该支撑材料不被蚀刻就可以。支撑材料可以是如氧氮化硅之类的其它绝缘材料，如多晶硅和无定形硅之类的半导体，或者如铜、镍和镍-铁合金之类的金属。可以通过溅射或电镀形成金属膜。电镀可以通过如下方式形成：首先通过溅射形成籽晶层(seed layer)，随后将该籽晶层作为一个电极来电镀金属层。籽晶层的材料可以是与电镀层不同的金属。
通过溅射、CVD或者其它类似方法使形成的支撑材料层30具有反映出下层拓扑结构的保形表面拓扑结构。由电镀形成的金属层的表面可通过选择添加到电镀液中的添加剂而被平坦化。
用于沟道的蚀刻处理可以作为处理SOI晶片的第一处理步骤来进行，或者可以紧接着形成绝缘保护膜20的步骤后进行。
第一实施例的修改例
图3A至3C示出了第一实施例的第一修改例。下文仅对第一修改例与第一实施例的不同点进行描述。图3A是平面图，图3B和3C是沿图3A中的IIIB-IIIB线和IIIC-IIIC线截取的剖面图。
如图3A所示，在第一实施例中由支撑材料制成的止挡件的非接触区域NC在此例中由上半导体层13形成。在图3A中，与柔性梁单元FB一起形成、位于支撑体上方的上半导体层的一部分通过加宽质量体M各角部的上方的部分而延伸。从另一角度来看，上半导体层具有四个窗口区域W1，而窗口区域W1的外侧角部被截平。在窗口区域被截平的区域中，上半导体层被保留并与质量体的角部相叠。
如图3B和3C所示，支撑材料层30a的侧壁是竖直的，并且没有台阶。上半导体层的非接触区域NC在支撑材料层30a的内角附近在质量体M的上方突伸，以限制质量体M的上升运动。也就是说，上半导体层13在质量体M的上方延伸或者突伸，与第一实施例的支撑材料层30a的非接触区域NC起到类似的作用。
在图3A至3C示出的修改例中，如图2B至2C-2所示的蚀刻步骤，绝缘保护膜20、上半导体层13和中间层12通过利用一个如图2C-1示出的光致抗蚀图形PR3而被蚀刻。支撑材料被掩埋后，柔性梁单元FB如图2J-2和2J-1所示地蚀刻和构图。在此情况下，不是支撑材料层30a而是上半导体层13存留于窗口区域W1的截平区域。当窗口区域W1中的上半导体层13被移除时，矩形形状的上半导体层13被保留，并且与由支撑材料层形成的止挡件ST的接触区域CT的内角联接。
图3D示出了第一实施例的第二修改例。通孔穿过上升止挡件而形成。图3A中示出的由上半导体层13形成的止挡件ST的非接触区域NC具有条形形状，以便在角部形成窗口W2，通孔TH被形成在条形的非接触区域NC中。
这样去除在非接触区域NC和下基底11之间的中间绝缘层12就变得很容易。即使非接触区域NC面对质量体M的面积被加宽，仍然能够抑制由中间绝缘层12的残留而造成的有瑕疵的产品的形成百分比。
此外，即使非接触区域NC面对质量体M的面积被加宽，仍然能够抑制由于非接触区域NC的空气阻尼而造成的灵敏度降低。
不仅在止挡件的非接触区域由上半导体层形成的情况中，而且也在止挡件的非接触区域由连接件材料形成的情况中，都可以将通孔形成在非接触区域中。
止挡件的非接触区域的形状可以从各种不同的形状中选择。
图3E示出了第一实施例的第三修改例。止挡件的接触区域CT具有沿芯片外周形成有开孔的矩形形状，类似于第一实施例。非接触区域NC从接触区域CT突伸预定宽度并且与角部联接，以形成L形区域。在L形区域中可以形成窗口W3。上升止挡件可以由支撑体支撑，上升止挡件与质量体M的上表面分离并且突伸到质量体M的上方以抑制质量体的上升。
通过CVD形成的氮化硅膜往往向硅层施加拉应力。拉应力降低了p型硅区域中载体(空穴)的迁移率。由于p型区域的特性，压敏电阻件优选形成于p型区域。
图3F示出了第一实施例的第四修改例。支撑材料层30由氮化硅膜31和氧化硅膜32的叠层制成。在通过CVD形成氮化硅膜31后，氧化硅膜32通过高密度等离子(HDP)CVD或类似方法形成，并且如果必要的话可进行退火。由氮化硅膜31产生的拉应力被由氧化硅膜32产生的压应力抵消，并且如果必要的话可以向硅层施加压应力。
沟道可以具有除矩形之外的形状。
图3G示出了第一实施例的第五修改例。沟道的平面形状为角部被截平的截角矩形形状。严格来讲，质量体M具有八角形平面形状。如果被截平的面积小，则形状近似于矩形。如果顶角是钝角，则可以预料的是：可避免质量体M因冲击而破裂。
在第一实施例中，中间绝缘层几乎完全被蚀刻和移除。尽管在芯片外周部分中中间绝缘层被保留，但是该部分并未表现出积极的功能。
图3H示出了第一实施例的第六修改例。用通过在n型基底11上形成p型外延层22和n型外延层13而形成的外延基底代替SOI基底。可使用蚀刻p型硅层而不蚀刻n型硅层的电化学蚀刻。
SOI基底和外延基底两者都具有叠层基底结构，即其中半导体层经过具有不同蚀刻特性的中间层被叠层到下基底上。
第二实施例
上升止挡件由支撑体支撑并且在质量体上方延伸或者突伸。当形成了由质量体支撑并且在支撑体上方延伸或者突伸的结构时，可实现下降止挡件，其限制质量体下降时的位移量。
图4A是根据第二实施例的加速度传感器的示意性平面图，图4B是沿线IVB-IVB截取的剖面图。
如图4A所示，通过沟道T将下基底分成质量体M和支撑体S。柔性梁单元FB由上半导体层形成。连接件C1形成在柔性梁单元FB的交叉区域中，连接件C2形成在柔性梁单元FB的各远端的外侧，而上升止挡件ST1在支撑体S的角部于质量体M上方突伸地形成。这些特征与第一实施例类似。沿着沟道T的每侧，设置了由质量体M支撑并且在支撑体S上方延伸或者突伸的两个下降止挡件ST2。
如图4B所示，下降止挡件ST2与质量体M机械地联接，并且在下基底的上方以中间绝缘层的厚度分离，所述下降止挡件在支撑体S的上方延伸或者突伸。下降止挡件具有与上升止挡件ST1类似的横截面结构，不同点是腿部是与支撑体联接还是与质量体联接。当质量体M下降时，下降止挡件ST2降低，以与支撑体的上表面接触，并限制下降位移。当质量体M上升时，质量体M的上表面接触上升止挡件ST1，以限制上升位移。具有上升止挡件ST1和下降止挡件ST2的加速度传感器避免了沿竖直方向的正向和负向运动过度的位移，保护加速度传感器免受冲击。
与上升止挡件30a和连接件30b类似，下降止挡件30c由支撑材料层30制成。在图3A至3C所示的修改实施例中，下降止挡件还可以由支撑材料层和上半导体层的组合制成。
下降止挡件30c可以通过中间绝缘层12的厚度高精度地限制质量体沿z轴负向方向的运动范围。由于可将中间绝缘层12形成得非常薄，质量体沿z轴负向方向的运动范围可以被制成非常窄。即便增加了限制质量体沿z轴负向方向的运动范围的功能，封装壳体90、94也不会变厚。
尽管已经结合前述各实施例描述了本发明，但前述实施例并不是限定性的。显然，本领域技术人员可以进行各种变换、改进、替换、组合等等。例如，柔性梁FB的形状可以以任何方式变化。
显然，可以对在不同实施例和修改例中描述示出的各种构成元件以各种可能的方式进行组合。在这些实施例和修改例中描述的材料、尺寸、膜形成方法、图形转移方法和处理顺序都仅仅是说明性的。对于本领域技术人员而言显而易见的处理方法的增、减和处理顺序的改变也是可能的。

Claims (20)

1.一种微机电系统传感器，包括：
质量体；
支撑体，其通过环形沟道包围所述质量体并与该质量体分离，所述支撑体和所述质量体由共同的基底形成；
柔性梁，其具有压敏电阻件并且由半导体层形成，该半导体层从所述基底的上表面向上分开第一距离；
第一连接件，其延伸穿过所述柔性梁的中央区域并到达所述质量体，所述第一连接件使所述柔性梁和所述质量体机械地联接；
第二连接件，其接触所述柔性梁的各远端并延伸穿过所述半导体层，到达所述支撑体，所述第二连接件使所述柔性梁和所述支撑体机械地联接。
2.根据权利要求1所述的微机电系统传感器，其中：
该传感器还包括第一止挡件，该第一止挡件包括第一接触区域和第一非接触区域，所述第一接触区域延伸穿过所述半导体层、到达所述支撑体、并且与所述支撑体机械地联接，所述第一非接触区域与所述第一接触区域接壤、在所述质量体的上方延伸、并且从所述质量体的上表面向上分开所述第一距离。
3.根据权利要求2所述的微机电系统传感器，其中：
所述质量体具有大致矩形的平面形状，所述柔性梁具有十字形平面形状，并且所述第一连接件延伸穿过所述十字形平面形状的交叉区域。
4.根据权利要求3所述的微机电系统传感器，其中：
所述第一接触区域在所述质量体角部外侧的位置与所述支撑体联接，并且所述第一非接触区域被设置在所述质量体的所述角部的上方。
5.根据权利要求2所述的微机电系统传感器，其中：
所述第一和第二连接件以及所述第一止挡件的所述第一接触区域由第一材料制成。
6.根据权利要求5所述的微机电系统传感器，其中：
所述第一止挡件的所述第一非接触区域由所述第一材料制成。
7.根据权利要求5所述的微机电系统传感器，其中：
所述第一止挡件的所述第一非接触区域由所述半导体层形成。
8.根据权利要求1所述的微机电系统传感器，其中：
该传感器还包括第二止挡件，该第二止挡件包括第二接触区域和第二非接触区域，所述第二接触区域延伸穿过所述半导体层、到达所述质量体、并且与所述质量体机械地联接，所述第二非接触区域与所述第二接触区域接壤、在所述支撑体的上方延伸、并且从所述支撑体的上表面向上分开所述第一距离。
9.根据权利要求8所述的微机电系统传感器，其中：
所述第一和第二连接件以及所述第二止挡件的所述第二接触区域由第一材料制成。
10.根据权利要求9所述的微机电系统传感器，其中：
所述第二止挡件的所述第二非接触区域由所述第一材料制成。
11.根据权利要求9所述的微机电系统传感器，其中：
所述第二止挡件的所述第二非接触区域由所述半导体层形成。
12.根据权利要求2所述的微机电系统传感器，其中：
所述第一非接触区域包括通孔。
13.根据权利要求2所述的微机电系统传感器，其中：
所述第一和第二连接件和所述第一止挡件各由具有不同蚀刻特性和应力极性的材料的叠层形成。
14.一种用于制造微机电系统传感器的方法，包括如下步骤：
在叠层基底上限定：用于质量体的区域、用于包围所述质量体的沟道的区域和用于所述沟道区域外侧的支撑体的区域，所述叠层基底是在一基底上经由中间层叠置了半导体层，所述中间层的蚀刻特性与所述半导体层和所述基底的蚀刻特性不同；
在所述质量体区域的中央区的区域和在所述支撑体区域上方的环形区域中对所述半导体层和所述中间层进行蚀刻，以形成暴露所述基底的凹入部；
在所述凹入部中掩埋支撑材料层，该支撑材料层的蚀刻特性与所述中间层的蚀刻特性不同；
蚀刻所述半导体层，以在所述质量体区域上方构图出十字形柔性梁单元，该柔性梁单元包括在交叉区域的中央区的所述区域；
蚀刻所述基底的所述沟道区域，以形成暴露所述中间层的沟道；和
湿法蚀刻所述中间层。
15.根据权利要求14所述的用于制造微机电系统传感器的方法，其中：
所述柔性梁单元的所述交叉区域中的所述支撑材料层将所述质量体和所述柔性梁单元联接，并且所述柔性梁单元的各远端外侧的所述支撑材料层将所述柔性梁单元和所述支撑体联接。
16.根据权利要求14所述的用于制造微机电系统传感器的方法，其中：
所述中间层包括氧化硅，并且所述湿法蚀刻使用稀氢氟酸或者缓冲氢氟酸。
17.根据权利要求16所述的用于制造微机电系统传感器的方法，其中：
在所述湿法蚀刻过程中，所述半导体层的表面由掩模覆盖。
18.根据权利要求14所述的用于制造微机电系统传感器的方法，其中：
当蚀刻所述半导体层和所述中间层时，在所述质量体的上方延伸的区域中，所述半导体层被蚀刻，而所述中间层被保留；或者，在构图出所述十字形柔性梁单元时，在所述质量体的上方延伸的区域中所述半导体层被保留。
19.根据权利要求14所述的用于制造微机电系统传感器的方法，其中：
当蚀刻所述半导体层和所述中间层时，在从所述质量体向所述支撑体延伸的区域中所述半导体层被蚀刻，并且在所述质量体上方延伸的区域中所述中间层被蚀刻。
20.根据权利要求14所述的用于制造微机电系统传感器的方法，其中：
所述支撑材料层是氮化硅层和氧化硅层的叠层。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103364584A (zh) * 2012-03-31 2013-10-23 北京大学 一种含有硅通孔压阻式加速度传感器及其制造方法
CN105384141A (zh) * 2014-09-03 2016-03-09 英飞凌科技股份有限公司 Mems器件和制造mems器件的方法
CN105384144A (zh) * 2014-09-04 2016-03-09 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种mems器件及其制备方法、电子装置
CN107827077A (zh) * 2017-09-21 2018-03-23 广东电网有限责任公司惠州供电局 一种压阻式mems温度传感器及其制作方法
CN109422232A (zh) * 2017-08-25 2019-03-05 精工爱普生株式会社 Mems器件、电子设备以及移动体
CN109690233A (zh) * 2016-09-15 2019-04-26 舍弗勒技术股份两合公司 应变片以及用于制造应变片的方法
CN109923370A (zh) * 2016-09-09 2019-06-21 株式会社ＮｅｊｉＬａｗ 传感器结构、具有传感器结构之构件及传感器结构之图案化方法
CN111336910A (zh) * 2018-11-02 2020-06-26 北部湾大学 板形工件包边装置馈带机构的带压传感器

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101962167A (zh) * 2010-09-27 2011-02-02 上海交通大学 二氧化硅薄膜力学特性测试用薄膜的制备方法
WO2013002767A1 (en) 2011-06-28 2013-01-03 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Out-of-plane travel restriction structures
DE102012206854B4 (de) * 2012-04-25 2020-11-12 Robert Bosch Gmbh Hybrid integriertes Bauteil und Verfahren zu dessen Herstellung
CN103675346B (zh) * 2012-09-21 2018-03-06 中国科学院地质与地球物理研究所 一种加速度计及其制造工艺
KR20160091143A (ko) * 2015-01-23 2016-08-02 삼성전기주식회사 Mems 센서
TW201728905A (zh) * 2016-02-03 2017-08-16 智動全球股份有限公司 加速度計
IT201700071798A1 (it) * 2017-06-27 2018-12-27 St Microelectronics Srl Sensore di forza multiassiale, metodo di fabbricazione del sensore di forza multiassiale, e metodo di funzionamento del sensore di forza multiassiale

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3424371B2 (ja) 1995-01-31 2003-07-07 松下電工株式会社 加速度センサの製造方法
JP3290047B2 (ja) 1995-03-15 2002-06-10 松下電工株式会社 加速度センサ及びその製造方法
JP3399164B2 (ja) 1995-06-27 2003-04-21 松下電工株式会社 加速度センサ及びその製造方法
WO1998037425A1 (fr) * 1997-02-21 1998-08-27 Matsushita Electric Works, Ltd. Element detecteur d'acceleration et son procede de production
JP2003270262A (ja) 2002-03-18 2003-09-25 Matsushita Electric Works Ltd 半導体加速度センサ及びその製造方法
JP4216525B2 (ja) * 2002-05-13 2009-01-28 株式会社ワコー 加速度センサおよびその製造方法
JP4422395B2 (ja) * 2002-10-04 2010-02-24 北陸電気工業株式会社 半導体加速度センサの製造方法
JP4379858B2 (ja) 2003-01-28 2009-12-09 トレックス・セミコンダクター株式会社 加速度センサ
US6892578B2 (en) * 2002-11-29 2005-05-17 Hitachi Metals Ltd. Acceleration sensor
JP2005049130A (ja) * 2003-07-30 2005-02-24 Oki Electric Ind Co Ltd 加速度センサ及び加速度センサの製造方法
JP4272115B2 (ja) * 2004-06-03 2009-06-03 Ｏｋｉセミコンダクタ株式会社 加速度センサ及びその製造方法
JP2006064532A (ja) 2004-08-26 2006-03-09 Matsushita Electric Works Ltd 半導体加速度センサ
JP2006153519A (ja) 2004-11-25 2006-06-15 Matsushita Electric Works Ltd 加速度センサ
JP4540467B2 (ja) * 2004-12-22 2010-09-08 Ｏｋｉセミコンダクタ株式会社 加速度センサの構造及びその製造方法
JP2006201041A (ja) * 2005-01-20 2006-08-03 Oki Electric Ind Co Ltd 加速度センサ
JP2006208272A (ja) 2005-01-31 2006-08-10 Matsushita Electric Works Ltd 半導体多軸加速度センサ
JP2006242692A (ja) * 2005-03-02 2006-09-14 Oki Electric Ind Co Ltd 加速度センサチップ
JP2007248147A (ja) * 2006-03-14 2007-09-27 Oki Electric Ind Co Ltd 加速度センサの構造及びその製造方法
JP2008224254A (ja) * 2007-03-08 2008-09-25 Oki Electric Ind Co Ltd センサ装置、センサ装置の製造方法
JP2009020001A (ja) * 2007-07-12 2009-01-29 Oki Electric Ind Co Ltd 加速度センサ

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103364584A (zh) * 2012-03-31 2013-10-23 北京大学 一种含有硅通孔压阻式加速度传感器及其制造方法
US10246325B2 (en) 2014-09-03 2019-04-02 Infineon Technologies Ag MEMS device and method for manufacturing a MEMS device
CN105384141A (zh) * 2014-09-03 2016-03-09 英飞凌科技股份有限公司 Mems器件和制造mems器件的方法
CN105384141B (zh) * 2014-09-03 2019-05-14 英飞凌科技股份有限公司 Mems器件和制造mems器件的方法
CN105384144B (zh) * 2014-09-04 2017-10-20 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种mems器件及其制备方法、电子装置
CN105384144A (zh) * 2014-09-04 2016-03-09 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种mems器件及其制备方法、电子装置
CN109923370A (zh) * 2016-09-09 2019-06-21 株式会社ＮｅｊｉＬａｗ 传感器结构、具有传感器结构之构件及传感器结构之图案化方法
CN109690233A (zh) * 2016-09-15 2019-04-26 舍弗勒技术股份两合公司 应变片以及用于制造应变片的方法
US11150073B2 (en) 2016-09-15 2021-10-19 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Strain gauge having first and second insulation layers and method for producing such a strain gauge
CN109422232A (zh) * 2017-08-25 2019-03-05 精工爱普生株式会社 Mems器件、电子设备以及移动体
CN107827077A (zh) * 2017-09-21 2018-03-23 广东电网有限责任公司惠州供电局 一种压阻式mems温度传感器及其制作方法
CN111336910A (zh) * 2018-11-02 2020-06-26 北部湾大学 板形工件包边装置馈带机构的带压传感器
CN111336910B (zh) * 2018-11-02 2021-08-17 北部湾大学 板形工件包边装置馈带机构的带压传感器

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