DE102007027127B4 - Sensor für eine physikalische Grösse - Google Patents

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Abstract

Sensor für eine physikalische Größe zum Erfassen einer physikalischen Größe, der aufweist: ein erstes Substrat (21), das ein erstes Element (23, 24) zum Erfassen einer physikalischen Größe aufweist; ein zweites Substrat (31, 151), das ein zweites Element (32, 132, 133) zum Erfassen einer physikalischen Größe aufweist, wobei das zweite Substrat (31, 151) das erste Substrat (21) kontaktiert; und einen Unterbringungsraum (37), der zwischen dem ersten Substrat (21) und dem zweiten Substrat (31, 151) angeordnet ist, wobei das erste Element (23, 24) zum Erfassen einer physikalischen Größe in dem Unterbringungsraum (37) angeordnet ist, das erste und zweite Substrat (21, 31, 151) aus Silizium gebildet sind, das erste Element (23, 24) zum Erfassen edeten beweglichen Abschnitt (23) enthält, der bewegliche Abschnitt (23) entsprechend der physikalischen Größe zu deren Erfassung beweglich angeordnet ist, das zweite Substrat (31, 151) eine...

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sensor für eine physikalische Größe.
  • Als technische Ideen, die im Stande sind, Drucksensoren mit anderen Sensoren zum Erfassen einer dynamischen Größe (das heisst einer physikalischen Größe) in Modulformen zu kombinieren, ist eine technische Idee in der JP-A-2002-286571 offenbart und ist eine andere technische Idee in dem japanischen Magazin ”DEMPA-SHINBUN HIGH TECHNOLOGY” beschrieben, das von DEMPA-SHINBUN-Newspaper-Publisher am 13. Mai 2004 veröffentlicht worden ist.
  • Die in der JP-A-2002-286571 offenbarte die technische Idee betrifft einen Druck/Geschwindigkeitssensor, der mit einer Druckerfassungsfunktion zum Erfassen des Luftdrucks des Reifens und einer Geschwindigkeitserfassungsfunktion zum Erfassen der Drehzahl des Reifens ausgestattet ist. Der Druck/Geschwindigkeitssensor ist mit einer Membran, welche einen Druck aufnimmt, einer beweglichen Elektrode und einer festen Elektrode, welche den Druck erfassen, und einer beweglichen Elektrode und einer festen Elektrode ausgestattet, welche Geschwindigkeiten erfassen. Diese Druck erfassenden beweglichen und festen Elektroden und die eine Geschwindigkeit erfassenden beweglichen und festen Elektroden sind mit einer Referenzdruckkammer versehen, welche durch ein Gehäuse hermetisch abgeschlossen worden ist. Sowohl Druck als auch Geschwindigkeiten werden auf der Grundlage von Änderungen von elektrostatischen Kapazitäten zwischen den beweglichen Elektroden und den festen Elektroden erfasst. Dann ist es, da die jeweiligen beweglichen und festen Elektroden dieses Druck/Geschwindigkeitssensors mit der Referenzdruckkammer versehen sind, möglich, zu vermeiden, dass diese beweglichen und festen Elektroden durch Haften von Verunreinigungen und Auftragen von Säuren auf diese Elektroden korrodiert werden.
  • Das japanische Magazin ”DEMPA-SHINBUN HIGH TECHNOLOGY” beschreibt einen Reifenluftdrucksensor, in welchem ein Druck erfassender Sensor, der mit derDruckerfassungsfunktion ausgestattet ist, und ein Beschleunigungssensor, der mit der Beschleunigungserfassungsfunktion ausgestattet ist, auf dem gleichen Chip integriert worden sind. In dem Reifenluftdrucksensor ist der Drucksensor (piezoelektrischer Widerstand) auf der Fläche des Druckfilms auf der Seite der Referenzdruckkammer vorgesehen, um Deformationen dieses Druckfilms zu erfassen, und daher wird der Reifenluftdruck auf der Grundlage der erfassten Deformationen des Druckfilms erfasst, welcher die hermetisch abgeschlossene Referenzdruckkammer von der Luft in dem Reifen trennt. Ebenso ist der Beschleunigungssensor mit einem anderen hermetisch abgeschlossenen Raum versehen worden, welcher sich von der Referenzdruckkammer unterscheidet. Wie es vorhergehend erläutert worden ist, können, da der Drucksensor und der Beschleunigungssensor in dem hermetisch abgeschlossenen Raum vorgesehen sind, beide der Druck- und Beschleunigungssensoren vor verschiedenen Arten von chemischen Substanzen (Restsubstanzen, Seife, Wasser und der Gleichen in dem Reifenhärteverfahren) geschützt werden, welche in Reifen vorhanden sind.
  • Ebenso offenbart die JP-A-6-347475 eine Struktur, bei der der Beschleunigungssensor den beweglichen Abschnitt und den festen Abschnitt aufweist und die Signalverarbeitungsschaltung zum Verarbeiten des Ausgangssignals des Beschleunigungssensors in dem Gehäuse untergebracht ist.
  • Die technische Idee, die in der JP-A-2002-286571 offenbart ist, weist die folgenden Probleme auf. Nicht nur die Struktur des Sensors wird komplex, sondern ebenso ist eine große Anzahl von Strukturelementen erforderlich. Weiterhin kann, da es viele verbundene Abschnitte gibt, die Luftdichtheitscharakteristik verschlechtert werden. Weiterhin können, da diese Sensoren getrennt hergestellt werden müssen, Charakteristikaspekte dieser Sensoren leicht schwanken. Als Ergebnis weist die technische Idee, die in der JP-A-2002-286571 offenbart ist, ein weiteres Problem auf, dass eine große Anzahl von Sensoren, die eine hohe Genauigkeit aufweisen, kaum hergestellt werden kann. Andererseits weist die Vorrichtung, die in dem japanischen Magazin ”DEMPA SHINBUN HIGH TECHNOLOGY” beschrieben ist, das folgende Problem auf. Da der Drucksensor und der Beschleunigungssensor nebeneinander gruppiert sind, um in dem gleichen Chip integriert zu werden, wird die Fläche, die von diesen Sensoren belegt wird, sperrig. Weiterhin gibt es, wie es in der JP-A-6-347475 erläutert ist, in dem Fall, in dem der Sensorabschnitt und der Signalverarbeitungsabschnitt auf der gleichen Fläche angeordnet sind, ein anderes Problem, dass die Sensorfläche, die durch Kombinieren der Sensoreinheit mit der Signalverarbeitungsschaltung definiert ist, sperrig wird.
  • Daher ist es erforderlich, dass ein Sensor für eine physikalische Größe korrekt eine physikalische Größe (das heisst dynamische Größen) erfasst und eine Struktur aufweist, durch welche eine Fläche, die durch einen Sensor belegt ist, nicht sperrig gemacht wird.
  • Die DE 10 2004 058 880 A1 offenbart eine Anordnung mit einem ersten und einem zweiten Substrat, die über einen Dichtungsrahmen miteinander verbunden sind und in einem geschlossenen Raum ein Sensorelement beherbergen.
  • Die US 2005/0229710 A1 offenbart das Vorsehen einer Durchgangslochelektrode, welche eine elektrische Kopplung zwischen einer oberen Elektrode und einer unteren Elektrode vorsieht, die einen kapazitiven Sensor bilden und auf dem ersten und zweiten Substrat vorgesehen sind.
  • Die DE 10 2005 053 765 A1 beschreibt verschiedene Kombinationen eines MEMS-Drucksensors und einer Auswerteschaltung.
  • Im Hinblick auf das zuvor beschriebene Problem ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Sensor für eine physikalische Größe zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst mit dem in Anspruch 1 oder 16 angegebenen Merkmalen.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Sensor für eine physikalische Größe zum Erfassen einer physikalischen Größe auf: ein erstes Substrat, das ein erstes Element zum Erfassen einer physikalischen Größe aufweist; ein zweites Substrat, das ein zweites Element zum Erfassen einer physikalischen Größe aufweist, wobei das zweite Substrat das erste Substrat kontaktiert; und einen Unterbringungsraum, der zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat angeordnet ist. Das erste Element zum Erfassen einer physikalischen Größe ist in dem Unterbringungsraum angeordnet.
  • Da das erste Element zum Erfassen einer physikalischen Größe in dem Unterbringungsraum untergebracht ist, ist das erste Element zum Erfassen einer physikalischen Größe geschützt.
  • Alternativ kann das erste Element zum Erfassen ersten physikalischen Größe dem zweiten Element zum Erfassen zweiten physikalischen Größe gegenüberliegen. In diesem Fall ist der Sensor verglichen mit einem Sensor minimiert, in welchem ein erstes Element und ein zweites Element seitlich angeordnet sind.
  • Alternativ kann das erste Substrat eine Trägerschicht, eine Isolationsschicht, eine leitende Schicht und eine untere Verdrahtung beinhalten. Die Trägerschicht, die Isolationsschicht und die leitende Schicht sind in dieser Reihenfolge gestapelt. Das erste Element zum Erfassen einer physikalischen Größe ist in der leitenden Schicht angeordnet. Die untere Verdrahtung ist zwischen der Isolationsschicht und der leitenden Schicht beidseitig umfasst. Das erste Element zum Erfassen einer physikalischen Größe ist über die untere Verdrahtung mit dem zweiten Substrat gekoppelt. Diese untere Verdrahtung sieht verglichen mit einem Drahtkontaktierungssensor einen starken Aufbau vor.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Sensor für eine physikalische Größe zum Erfassen einer physikalischen Größe auf: ein erstes Substrat, das ein erstes Element zum Erfassen einer physikalischen Größe aufweist; und ein zweites Substrat, das mindestens eine Verarbeitungsschaltung zum Verarbeiten eines Ausgangssignals aus dem ersten Element zum Erfassen einer physikalischen Größe aufweist. Das zweite Substrat liegt dem ersten Substrat gegenüber und kontaktiert dieses, so dass ein Unterbringungsraum zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat vorgesehen ist.
  • In diesem Fall sind die Abmessungen des Sensors minimiert.
  • Alternativ liegt die Verarbeitungsschaltung auf dem zweiten Substrat dem ersten Substrat gegenüber. In diesem Fall wird das Ausgangssignal aus der Verarbeitungsschaltung leicht abgefragt. Zum Beispiel wird ein Teil des Schutzfilms zum Bedecken einer Ausgangsverdrahtung aus der Verarbeitungsschaltung entfernt, so dass die Ausgangsverdrahtung von dem Schutzfilm frei liegt. Daher wird das Ausgangssignal aus der Verarbeitungsschaltung leicht abgefragt.
  • Weiterhin kann das zweite Substrat weiter eine Konkavität beinhalten, welche der Verarbeitungsschaltung gegenüberliegend angeordnet ist. Der Unterbringungsraum ist zwischen der Konkavität und dem ersten Substrat vorgesehen. In diesem Fall ist der Unterbringungsraum ohne einen Abstandshalter zwischen den ersten und den zweiten Substraten vorgesehen. Weiterhin wird auch dann, wenn ein Abstandshalter zwischen den ersten und zweiten Substraten ausgebildet ist, der Unterbringungsraum größer als in einem Fall, in dem das zweite Substrat keine Konkavität beinhaltet.
  • Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen in Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.
  • Es zeigt:
  • 1A bis 1C Darstellungen eines Verbundsensors für eine dynamische Größe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei 1A eine Draufsicht des Verbundsensors für eine dynamische Größe zeigt, 1B eine Schnittansicht des Sensors zeigt, die entlang einer Linie IB-IB von 1A genommen ist, und 1C eine Schnittansicht von diesem zeigt, die entlang einer Linie IC-IC von 1A genommen ist;
  • 2 eine Schnittansicht des Sensors, die entlang einer Linie II-II von 1B und 1C genommen ist;
  • 3A bis 3H Darstellungen von Herstellungsschritten eines piezoelektrischen Drucksensors zum Zeigen des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
  • 4A bis 4D Darstellungen von Festlegungsschritten von Verdrahtungsleitungen eines festen Abschnitts, die in dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
  • 5A und 5B Darstellungen von Schritten zum Herstellen eines festen Abschnitts und eines beweglichen Abschnitts, die in dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet werden, welche 1B vor einem Herstellen entsprechen;
  • 6A und 6B Darstellungen von Schritten zum Herstellen eines festen Abschnitts und eines beweglichen Abschnitts, die in dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet werden, welche 1C vor einem Herstellen entsprechen;
  • 7A und 7B Darstellungen von Schritten zum Stapeln des piezoelektrischen Drucksensors, der in dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird, auf einen kapazitiven Beschleunigungssensor, welche 1B vor einem Herstellen entsprechen;
  • 8A und 8B Darstellungen von Schritten zum Stapeln des piezoelektrischen Drucksensors, der in dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird, auf einen kapazitiven Beschleunigungssensor, welche 1C vor einem Herstellen entsprechen;
  • 9A bis 9C Darstellungen eines Verbundsensors für eine dynamische Größe, der in einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt ist, wobei 9A eine Schnittansicht des Sensors zeigt, die entlang einer Linie IXA-IXA von 9B und 9C genommen ist, 9B eine Schnittansicht von diesem zeigt, die entlang einer Linie IXB-IXB von 9A genommen ist, und 9C eine Schnittansicht von diesem zeigt, die entlang einer Linie IXC-IXC von 9A genommen ist;
  • 10A bis 10C Darstellungen eines Verbundsensors für eine dynamische Größe, der in einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt ist, wobei 10A eine Schnittansicht des Sensors zeigt, die entlang einer Linie XA-XA von 10B und 10C genommen ist, 10B eine Schnittansicht von diesem zeigt, die entlang einer Linie XB-XB von 10A genommen ist, und 10C eine Schnittansicht von diesem zeigt, die entlang einer Linie XC-XC von 10A genommen ist;
  • 11 eine Darstellung eines Verbundsensors für eine dynamische Größe, welche ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 12 eine Darstellung eines Verbundsensors für eine dynamische Größe, welche ein fünftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 13 eine Darstellung eines Verbundsensors für eine dynamische Größe, welche ein sechstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 14 eine Darstellung eines Verbundsensors für eine dynamische Größe, welche ein siebtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 15A und 15B Schnittansichten eines Verbundsensors für eine dynamische Größe, welche ein achtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 16 eine Schnittansicht eines Verbundsensors für eine dynamische Größe, welche ein neuntes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 17 eine beispielhafte Darstellung eines Wafersubstrats, auf welchem eine Mehrzahl von Verbundsensoren für eine dynamische Größe integriert worden sind, welche in einem zehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt sind;
  • 18 eine Schnittansicht des Wafersubstrats, die entlang einer Linie XVIII-XVIII von 17 genommen ist;
  • 19 eine Darstellung eines Verbundsensors für eine dynamische Größe, welche ein elftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 20A bis 20B Schritte zum Stapeln eines drucksensorseitigen Wafersubstrats auf ein beschleunigungssensorseitiges Wafersubstrat, welche in dem elften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
  • 21 eine Draufsicht eines Sensors für eine dynamische Größe mit gestapelten Schichten, welche ein zwölftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 22A und 22B Darstellungen eines Sensors für eine dynamische Größe mit gestapelten Schichten, der in dem zwölften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wobei 22A eine Schnittansicht des Sensors zeigt, die entlang einer Linie XXIIA-XXIIA von 21 genommen ist, und 22B eine Schnittansicht von diesem zeigt, die entlang einer Linie XXIIB-XXIIB von 21 genommen ist;
  • 23A bis 23F eine Darstellung von Herstellungsschritten des Sensors für eine dynamische Größe mit gestapelten Schichten von 22, welcher in dem zwölften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
  • 24 eine Darstellung eines Sensors für eine dynamische Größe mit gestapelten Schichten, welche ein dreizehntes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 25A bis 25B Darstellungen eines Sensors für eine dynamische Größe mit gestapelten Schichten, welche ein vierzehntes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigen;
  • 26 eine Darstellung eines Sensors für eine dynamische Größe mit gestapelten Schichten, welche ein fünfzehntes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 27 eine Darstellung eines Sensors für eine dynamische Größe mit gestapelten Schichten, welche ein sechszehntes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 28A bis 28E eine Darstellung von Herstellungsschritten des Sensors für eine dynamische Größe mit gestapelten Schichten von 27, welcher in einem sechszehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
  • 29 eine Darstellung eines Sensors für eine dynamische Größe mit gestapelten Schichten, welche ein siebzehntes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 30 eine Darstellung eines Sensors für eine dynamische Größe mit gestapelten Schichten, welche ein achtzehntes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 31 eine Darstellung eines Sensors für eine dynamische Größe mit gestapelten Schichten, welche ein neunzehntes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 32 eine Darstellung eines Sensors für eine dynamische Größe mit gestapelten Schichten, welche ein zwanzigstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 33A bis 33B Darstellungen eines Sensors für eine dynamische Größe mit gestapelten Schichten, welche ein einungszwanzigstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigen;
  • 34 eine Darstellung einer Würfelschneidelinie, wenn Sensoren für eine dynamische Größe mit gestapelten Schichten integriert worden sind, um hergestellt zu werden, welche das einundzwanzigste Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 35 eine Schnittansicht eines Verbundsensors für eine dynamische Größe, der eine Ausgestaltung von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung zeigt; und
  • 36 eine detaillierte Darstellung des kapazitiven Beschleunigungssensors, der in dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt ist.
  • (Erstes Ausführungsbeispiel)
  • In dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Beschreibung bezüglich eines Verbundsensors 1 für eine dynamische Größe unter Verwendung von 1A bis 8B und 36 gegeben.
  • 1A zeigt eine Draufsicht des Verbundsensors für eine dynamische Größe; 1B zeigt eine Schnittansicht des Sensors 1, die entlang einer Linie IB-IB von 1A genommen ist; und 1C zeigt eine Schnittansicht von diesem, die entlang einer Linie IC-IC von 1A genommen ist. 2 zeigt eine Schnittansicht des Sensors 1, die entlang einer Linie II-II von 1B und 1C genommen ist.
  • Wie es in 1A bis 1C und 2 gezeigt ist, ist der Verbundsensor für eine dynamische Größe auf eine derartige Weise aufgebaut, dass ein piezoelektrischer Drucksensor 30 auf ein Siliziumsubstrat 21 eines N-Typs gestapelt worden ist, in dem ein kapazitiver Beschleunigungssensor 20 auf eine derartige Weise ausgebildet worden ist, dass der kapazitive Beschleunigungssensor 20 verkapselt ist. Ebenso ist der Verbundsensor für eine dynamische Größe in das gleiche Gehäuse 50 zum Verkapseln einer Verarbeitungsschaltung 40 montiert worden, welche ein Ausgangssignal des Verbundsensors 1 für eine dynamische Größe verarbeitet.
  • Eine erste Beschreibung wird bezüglich des piezoelektrischen Drucksensors 30 unter Bezugnahme auf die 1A bis 1C gegeben. Der piezoelektrische Drucksensor 30 ist durch eine Membran 31, die eine konkave Form aufweist, insgesamt vier Teile von piezoelektrischen Widerständen 32, vier Teile von Verdrahtungsleitungen 33 eines Drucksensors, vier Teile von Anschlussflächen 34 eines Drucksensors, und einen Oberflächenschutzfilm 35 zum Schützen von Oberflächen der Verdrahtungsleitungen 33 eines Drucksensors aufgebaut. Die Membran 31 ist durch Ätzen eines Siliziumsubstrats 31c eines N-Typs ausgebildet worden. Die piezoelektrischen Widerstände 32 sind in einem Deformationsabschnitt 31a der Membran 31 vorgesehen und erfassen eine Deformation des Deformationsabschnitts 31a entlang einer Richtung, die senkrecht zu einer Längsrichtung des Deformationsabschnitts 31a ist, um die erfasste Deformation auszugeben. Die Verdrahtungsleitungen 33 eines Drucksensors übertragen die Ausgangssignale der jeweiligen piezoelektrischen Widerstände 32. Die Anschlussflächen 34 eines Drucksensors sind mit den jeweiligen Verdrahtungsleitungen 33 eines Drucksensors verbunden. Dieser Deformationsabschnitt 31a bildet eine konkave Bodenfläche der Membran 31 und dann, wenn Druck auf den Deformationsabschnitt 31a ausgeübt wird, wird dieser Deformationsabschnitt 31a deformiert. Während der Deformationsabschnitt 31a eine Struktur aufweist, die von einem Masserahmen 31b umgeben ist, ist die Membran 31 aus dem Deformationsabschnitt 31a und dem Masserahmen 31b aufgebaut.
  • Vier Teile der piezoelektrischen Widerstände 32 sind intern auf einer Fläche vorgesehen, die sich gegenüberliegend der konkaven Bodenfläche des Deformationsabschnitts 31a befindet. Obgleich es in den Darstellungen nicht gezeigt ist, sind diese vier piezoelektrischen Widerstände 32 als eine Brückenschaltung aufgebaut. Die Verdrahtungsleitungen 33 eines Drucksensors, die Anschlussflächen 34 eines Drucksensors und der Oberflächenschutzfilm 35 sind auf die Fläche der Seite gelegt worden, an der die piezoelektrischen Widerstände 32 intern vorgesehen sind. Dann werden die jeweiligen Anschlussflächen 34 eines Drucksensors elektrisch mit den jeweiligen Anschlussflächen 41 einer Verarbeitungsschaltung verbunden, die unter Verwendung einer Drahtkontaktierung mit der Verarbeitungsschaltung 40 gekoppelt sind. Es versteht sich, dass die Membran 31 eine derartige Abmessung aufweist, die im Stande ist, den kapazitiven Beschleunigungssensor 20 in einem Verkapselungsraum zu verkapseln, der durch die Membran 31 und einen äußeren Rahmen 22 (wird später erläutert) ausgebildet ist. Dann bildet der zuvor beschriebene Verkapselungsraum eine Referenzdruckkammer 37 des Drucksensors.
  • Als Nächstes wird nun der kapazitive Beschleunigungssensor 20 unter Bezugnahme auf die 1B, 1C und 2 beschrieben. Es versteht sich, dass, obgleich die Darstellungen, die in 1B, 1C und 2 gezeigt sind, beispielhaft eine grundlegende Idee des kapazitiven Beschleunigungssensors 20, das heisst einen Ausleger, darstellen, alternativ ein Doppelbalkenträger und ein Mehrbalkenträger verwendet werden können. Ein Beispiel von tatsächlichen konkreten Strukturen ist in 36 angegeben.
  • Der kapazitive Beschleunigungssensor 20 ist durch einen bewegliche Abschnitt 23 und einen festen Abschnitt 24 ausgebildet worden, während ein Gesamtumfang des kapazitiven Beschleunigungssensors 20 durch Trennen durch einen Spalt von einem äußeren Rahmen 22 umgeben worden ist. Wie es später unter Bezugnahme auf 5A, 5B, 6A und 6B beschrieben wird, sind der äußere Rahmen 22, der bewegliche Abschnitt 23 und der feste Abschnitt 24 durch Ätzen des Siliziumsubstrats 21 des N-Typs ausgebildet worden.
  • Wie es in 2 gezeigt ist, ist der bewegliche Abschnitt 23 durch zwei Teile von beweglichen Elektroden 23a, ein Gewicht 23b, welches diese beweglichen Elektroden 23a verbindet, eine Säule 23d, mit welcher eine Verdrahtungsleitung 23c eines beweglichen Abschnitts verbunden ist, und einen Träger 23e gebildet, welcher das Gewicht 23b und die Säule 23d verbindet. Wie es in 1B gezeigt ist, weist die bewegliche Elektrode 23a einen Spalt zwischen einem Trägersubstrat 25 und der eigenen beweglichen Elektrode 23a auf. Ähnlich der beweglichen Elektrode 23a weisen das Gewicht 23b und der Träger 23e einen Spalt zwischen dem Trägersubstrat 25 und dem Gewicht 23b und dem Träger 23e auf, obgleich dies in der Figur nicht gezeigt ist. Andererseits ist die Säule 23d auf einem Isolationsfilm befestigt worden, der auf das Trägersubstrat 25 gestapelt ist. Da dieser kapazitive Beschleunigungssensor 20 mit einer derartigen Struktur ausgestattet ist, bewirkt der Träger 23e, dass die Säule 23d entlang einer Richtung ”IIC” von 2 deformiert wird, so dass sowohl das Gewicht 23b als auch die bewegliche Elektrode 23a entlang der Richtung ”IIC” verschoben werden.
  • Ebenso hat die Verdrahtungsleitung 23c eines beweglichen Abschnitts, die mit der Säule 23d verbunden ist, die Anschlussfläche 23f eines beweglichen Abschnitts, die auf dem äußeren Rahmen 22 vorgesehen ist, mit der Säule 23d unter einem Brückenzustand verbunden. Dann wird, während eine vorbestimmte Spannung (oder ein vorbestimmter Strom) an die Anschlussfläche 23f eines beweglichen Abschnitts angelegt wird, die gleiche Spannung (oder der gleiche Strom) wie der der Anschlussfläche 23f eines beweglichen Abschnitts ebenso über die Verdrahtungsleitung 23c eines beweglichen Abschnitts an die bewegliche Elektrode 23a angelegt.
  • Andererseits besteht, wie es in 2 gezeigt ist, der feste Abschnitt 24 aus zwei Teilen von festen Elektroden 24a, einem Kopplungsabschnitt 24b und einer Verdrahtungsleitung 24c eines festen Abschnitts. Diese zwei festen Elektroden 24a sind gegenüberliegend den zuvor beschriebenen jeweiligen beweglichen Elektroden 23a angeordnet. Der Kopplungsabschnitt 24b verbindet diese festen Elektroden 24a. Die zwei festen Elektroden 24a und der Kopplungsabschnitt 24b sind auf dem Isolationsfilm 26 aufgebaut worden. Die Verdrahtungsleitung 24c eines festen Abschnitts hat die Anschlussfläche 24d eines festen Abschnitts, die auf dem äußeren Rahmen 22 vorgesehen ist, mit dem Kopplungsabschnitt 24b unter einem Brückenzustand verbunden. Dann wird, während eine vorbestimmte Spannung (oder ein vorbestimmter Strom) an die Anschlussfläche 24d eines festen Abschnitts angelegt wird, die gleiche Spannung (oder der gleiche Strom) wie der der Anschlussfläche 24d eines festen Abschnitts ebenso über die Verdrahtungsleitung 24c eines festen Abschnitts an die feste Elektrode 24a angelegt.
  • Da eine derartige Struktur vorgesehen ist, wird, wenn eine Beschleunigung auf den kapazitiven Beschleunigungssensor 20 entlang der Richtung ”IIC” ausgeübt wird, die bewegliche Elektrode 23a entlang der Richtung ”IIC” verschoben, um sich der festen Elektrode 24a anzunähern, während die Säule 23d des beweglichen Abschnitts 23 als eine Abstützung festgelegt ist. Zu dieser Zeit wird eine elektrostatische Kapazität zwischen der beweglichen Elektrode 23a und der festen Elektrode 24a in einem derartigen Zustand geändert, dass keine Beschleunigung ausgeübt wird. Genauer gesagt wird in einem derartigen Fall, in dem eine Beschleunigung entlang einer Richtung ”IIC1” von 2 ausgeübt wird, die feste Elektrode 24a von der beweglichen Elektrode 23a getrennt, so dass die elektrostatische Kapazität verringert wird. Umgekehrt nähert sich in einem Fall, in dem eine Beschleunigung entlang einer Richtung ”IIC2” von 2 ausgeübt wird, die feste Elektrode 24a der beweglichen Elektrode 23a an, so dass die elektrostatische Kapazität vergrößert wird. Anders ausgedrückt können Amplituden der ausgeübten Beschleunigung der Erhöhung/Verringerung der elektrostatischen Kapazitäten entsprechen.
  • Dann wird eine Änderung der elektrostatischen Kapazitäten durch Vergleichen einer Spannung (oder eines Stroms), die über die Verdrahtungsleitung 23c eines beweglichen Abschnitts, welche den beweglichen Abschnitt 23 und den äußeren Rahmen 22 verbindet, zu der Anschlussfläche 23f eines beweglichen Abschnitts übertragen wird, mit einer anderen Spannung (oder Strom), welche über die Verdrahtungsleitung 24c eines festen Abschnitts, welche den festen Abschnitt 24 und den äußeren Rahmen 22 verbindet, zu der Anschlussfläche 24b eines festen Abschnitts übertragen wird, durch die Verarbeitungsschaltung 40 erfasst. Genauer gesagt werden, wie es in 1A, 1C und 2 gezeigt ist, während die Anschlussfläche 23f eines beweglichen Abschnitts und die Anschlussfläche 24d eines festen Abschnitts mit den entsprechenden Anschlussflächen 41 einer Verarbeitungsschaltung durch die Drahtkontaktierungsweise verbunden sind, die Spannungen (Ströme), welche in die jeweiligen Anschlussfläche 41 einer Verarbeitungsschaltung eingegeben werden, durch die Verarbeitungsschaltung 40 miteinander verglichen, um die ausgeübte Beschleunigung zu erfassen.
  • Ebenso zeigt ein Rahmen ”IID”, der in 2 gezeigt ist, eine äußere Schranke des Masserahmens 31b der Membran 31 in einem derartigen Fall, in dem der piezoelektrische Drucksensor 30 auf den äußeren Rahmen 22 gestapelt ist, welcher den kapazitiven Beschleunigungssensor 20 umgibt. Wie es in 2 dargestellt ist, sind sowohl der bewegliche Abschnitt 23 als auch der feste Abschnitt 24 in einem Verkapselungsraum verkapselt worden, welcher durch den äußeren Rahmen 22 und die Membran 31 ausgebildet ist.
  • Es ist anzumerken, dass, um einen Kurzschluss zwischen der Verdrahtungsleitung 23c eines beweglichen Abschnitts und der Verdrahtungsleitung 24c eines festen Abschnitts zu verhindern, die Verdrahtungsleitung 23c eines beweglich Abschnitts und die Verdrahtungsleitung 24c eines festen Abschnitts über einen SiN-Film 27 auf den äußeren Rahmen 22 gelegt worden sind und ausgenommen für derartige Abschnitte, welche die Anschlussfläche 23f eines beweglichen Abschnitts und die Anschlussfläche 24d eines festen Abschnitts bilden, von dem Oberflächenschutzfilm 28 bedeckt worden sind.
  • Unter jetziger Bezugnahme auf 3A bis 3H wird eine Beschreibung von Schritten zum Herstellen des piezoelektrischen Drucksensors 30 gegeben. Zu Beginn wird, wie es in 3A gezeigt ist, ein Siliziumsubstrat 31c des N-Typs vorbereitet, und dann wird ein Isolationsfilm (SiO2) 31d auf beiden Flächen dieses Siliziumsubstrats 31c des N-Typs ausgebildet. Es ist wünschenswert, dass die Dicke des Siliziumsubstrats 31c des N-Typs ungefähr 400 μm ist.
  • Dann wird eine Photoresistmaske auf dem Isolationsfilm (SiO2) 31d von 3A ausgebildet und wird weiterhin ein Ätzverfahren durchgeführt, um einen Abschnitt des Isolationsfilms 31d zu entfernen. Dann werden in das Siliziumsubstrat 31c des N-Typs Störstellen aus einer Dampfphase in einen Abschnitt diffundiert, von welchem der Isolationsfilm 31d entfernt und freigelegt worden ist. Alternativ können Ionen von Bor eines P-Typs implantiert werden, um einen Bereich des P-Typs auszubilden, der die piezoelektrischen Widerstände 32 enthält, wie es in 3B gezeigt ist, während eine Tiefe dieses Bereichs des P-Typs bei ungefähr 0,5 μm bis 1,0 μm hergestellt wird.
  • Als Nächstes wird, nachdem die Photoresistmaske und der Isolationsfilm 31d, die auf der Fläche des Siliziumsubstrats 31c des N-Typs auf der einen piezoelektrischen Widerstand ausbildenden Seite ausgebildet worden sind, einmal entfernt worden sind, ein Isolationsfilm 36 einmal auf einer Fläche ausgebildet und wird sowohl eine Photoresistmaske ausgebildet als auch ein Ätzverfahren ausgeführt, um ein Kontaktloch 31e als einen Oxidfilm auszubilden, wie es in 3C gezeigt ist. Dieses Kontaktloch 31e ist an einer derartigen Position vorgesehen, dass dieses Kontaktloch 31e der Masserahmen 31b wird, wenn der piezoelektrische Drucksensor 30 fertiggestellt ist.
  • Dann werden, wie es in 3D gezeigt ist, sowohl eine Verdrahtungsleitung 33 eines Drucksensors als auch eine Anschlussfläche 34 eines Drucksensors in und auf dem Kontaktloch 31e und dem Isolationsfilm 36 durch Dampfabscheidung von entweder Aluminium oder Polysilizium vorgesehen.
  • Als Nächstes wird, wie es in 3E gezeigt ist, ein SiN-Film, welcher den Oberflächenschutzfilm 35 bildet, auf der Seite vorgesehen, an der die Verdrahtungsleitung 33 eines Drucksensors und der Anschlussfläche 34 eines Drucksensors von 3D vorgesehen worden sind.
  • Dann wird, wie es in 3F gezeigt ist, der Oberflächenschutzfilm 35 eines derartigen Abschnitts entfernt, welcher die Anschlussfläche 34 eines Drucksensors bildet, wenn der piezoelektrische Drucksensor 30 fertig gestellt wird, damit entweder Aluminium oder Polysilizium der unteren Schicht freigelegt wird.
  • Als Nächstes wird, wie es in 3G gezeigt ist, in dem Siliziumsubstrat 31c des N-Typs ein Abschnitt des Isolationsfilms 36 entfernt, welcher auf der Fläche ausgebildet worden ist, die gegenüberliegend der Fläche auf der einen piezoelektrischen Widerstand ausbildenden Seite angeordnet ist. Der Bereich des Isolationsfilms 36, der zu entfernen ist, entspricht einem derartigen Abschnitt, welcher ein konkaver Abschnitt wird, wenn eine Membran fertig gestellt wird, das heisst einem Abschnitt, welcher den Deformationsabschnitt 31a ausbildet.
  • Zuletzt wird, wie es in 3H gezeigt wird, da der Bereich, von welchem der Isolationsfilm 31d entfernt worden ist, in 3G geätzt wird, ein Abschnitt des Siliziumsubstrats 31 des N-Typs entfernt, um den konkaven Abschnitt auszubilden. Da die zuvor beschriebenen Herstellungsschritte ausgeführt werden, wird der piezoelektrische Drucksensor 30 fertig gestellt.
  • Als Nächstes wird eine Beschreibung von Schritten zum Herstellen des kapazitiven Beschleunigungssensors 20 unter Bezugnahme auf 4A bis 4D, 5A bis 5B und 6A bis 6B gegeben.
  • Unter jetziger Bezugnahme auf 4A bis 4D wird eine Beschreibung von Schritten zum Herstellen der Verdrahtungsleitung 24C eines festen Abschnitts gegeben.
  • Zu Beginn wird ein hochkonzentriertes Siliziumsubstrat 21 des N-Typs vorbereitet, dessen spezifischer Widerstand 0,1 bis 0,001·Ω cm ist, und dann wird ein Isolationsfilm 26 auf einer Fläche des Siliziumsubstrats 21 des N-Typs durch Ausführen einer thermischen Oxidation ausgebildet. Danach wird ein anderes Siliziumsubstrat (Trägersubstrat 25) direkt mit dem Siliziumsubstrat 21, mit dem der Isolationsfilm 26 ausgebildet worden ist, auf einer Fläche von diesen in einem Ofen verbunden, dessen Temperatur ungefähr 1000°C ist, so dass eine Struktur erzielt wird, die in 4A gezeigt ist.
  • Weiterhin wird ein SiN-Film 27 (Isolationsfilm) auf der Struktur von 4A ausgebildet und ein Photoresist-Ätzverfahren ausgeführt, um ein Kontaktloch 27a in einem Abschnitt dieses SiN-Films 27 auszubilden. Es ist ebenso anzumerken, dass dieses Kontaktloch 27a in einem derartigen Abschnitt, welcher ein fester Abschnitt 24 wird, wenn der kapazitive Beschleunigungssensor 20 fertig gestellt wird, und mit welchen die Verdrahtungsleitung 24c eines festen Abschnitts verbunden ist, ausgebildet wird. Dann wird eine Ionenimplantation über das Kontaktloch 27a ausgeführt, um einen N+-Bereich 24e auszubilden, so dass eine derartige Struktur erzielt wird, wie sie in 4B gezeigt ist. Es ist ebenso anzumerken, dass, wenn eine Konzentration eines hochkonzentrierten Siliziumsubstrats des N-Typs ausreichend hoch ist, eine Ionenimplantation weggelassen werden kann.
  • Als Nächstes wird entweder Aluminium oder Polysilizium auf das Kontaktloch 27a und den SiN-Film 27 von 4B dampfabgeschieden, um entweder eine Verdrahtungsleitung 24c eines festen Abschnitts oder eine Anschlussfläche 24d eines festen Abschnitts festzulegen, wie es in 4C gezeigt ist. Zu dieser Zeit wird der N+-Bereich 24e mit der Verdrahtungsleitung 24c eines festen Abschnitts kontaktiert.
  • Als Nächstes wird ein SiN-Film, welcher den Oberflächenschutzfilm 28 bilden wird, auf der Seite ausgebildet, an der die Verdrahtungsleitung 24c eines festen Abschnitts und die Anschlussfläche 24d eines festen Abschnitts ausgebildet worden sind, und wird, wie es in 4D gezeigt ist, der Oberflächenschutzfilm 28 eines derartigen Abschnitts, welcher die Anschlussfläche 24d eines festen Abschnitts bilden wird, wenn die Verdrahtungsleitung 24c eines festen Abschnitts fertig gestellt wird, entfernt.
  • Da die zuvor beschriebenen Herstellungsschritte ausgeführt werden, wird die Verdrahtungsleitung 24c eines festen Abschnitts fertig gestellt. Es ist anzumerken, dass, da die Verdrahtungsleitung 23c eines beweglichen Abschnitts durch die im Wesentlichen gleichen Schritte wie diejenigen der Verdrahtungsleitung 24c eines festen Abschnitts hergestellt werden kann, eine Erläuterung von diesen weggelassen wird.
  • Nachfolgend wird ein Verfahren zum Herstellen eines festen Abschnitts 24 und eines beweglichen Abschnitts 23 unter Bezugnahme auf 5A, 5B, 6A und 6B beschrieben. Es ist anzumerken, dass 5A und 5B 1B entsprechen, bevor diese festen und beweglichen Abschnitte 24 und 23 hergestellt werden, und ebenso 6A und 6B 1C entsprechen, bevor diese festen und beweglichen Abschnitte 24 und 23 hergestellt werden.
  • Zuerst wird das Siliziumsubstrat 21 des N-Typs, auf welchem die Verdrahtungsleitung 24c eines festen Abschnitts von 4D hergestellt worden ist, vorbereitet, und dann wird, wie es in 5A und 6A gezeigt ist, ein Abschnitt der Oberflächenschutzfilme 27 und 28 auf der Seite entfernt, an der die Verdrahtungsleitung 24c eines festen Abschnitts ausgebildet worden ist. Der Abschnitt der Oberflächenschutzfilme, der zu entfernen ist, entspricht einem derartigen Abschnitt, welcher nicht den äußeren Rahmen 22, den beweglichen Abschnitt 23 und den festen Abschnitt 24 bilden wird, wenn die festen und beweglichen Abschnitte 24 und 23 fertig gestellt sind.
  • Als Nächstes wird, wie es in 5B und 6B gezeigt ist, das Siliziumsubstrat 21 des N-Typs an einem derartigen Abschnitt, von welchem die Oberflächenschutzfilme 27 und 28 entfernt worden sind, auf eine Opferschicht-Ätzweise geätzt, während der Isolationsfilm 26 als eine Opferschicht verwendet wird, um den festen Abschnitt 24, den beweglichen Abschnitt 23 und den äußeren Rahmen 22 auszubilden. Der feste Abschnitt 24 ist auf dem Isolationsfilm 26 befestigt worden. Lediglich die Säule 23d des beweglichen Abschnitts 23 ist auf dem Isolationsfilm 26 befestigt worden. Der äußere Rahmen 22 umgibt den beweglichen Abschnitt 23 und den festen Abschnitt 24. Als Ergebnis ist ein derartiger kapazitiver Beschleunigungssensor 20 fertiggestellt, der in 2 gezeigt ist.
  • Unter jetziger Bezugnahme auf 7A, 7B, 8A und 8B wird eine Beschreibung von Schritten zum Stapeln des piezoelektrischen Drucksensors 30 auf den äußeren Rahmen 22 gegeben, welcher den kapazitiven Beschleunigungssensor 20 umgibt. Es ist anzumerken, dass 7A und 7B 1B vor dem Herstellen von diesem entsprechen und 8A und 8B 1C vor dem Herstellen von diesem entsprechen.
  • Wie es in 7A und 8A dargestellt ist, wird Glas 60 eines niedrigen Schmelzpunkts, das eine Isolationscharakteristik aufweist und welches einen Klebstoff bildet, auf eine Randfläche des Deformationsabschnitts 31a des Masserahmens 31b aufgetragen, welche sich auf der Seite der Längsrichtung befindet.
  • Als Nächstes wird, wie es in 7B und 8B gezeigt ist, das Glas 60 eines niedrigen Schmelzpunkts, das auf den Masserahmen 31b aufgetragen ist, an den äußeren Rahmen 22 geklebt, um darauf unter einem Vakuumzustand befestigt zu werden. Als Ergebnis wird ein Verkapselungsraum (das heißt eine Referenzdruckkammer 37) durch die Membran 31 des piezoelektrischen Drucksensors 30, den äußeren Rahmen 22 und den Isolationsfilm 26 erzeugt, so dass der feste Abschnitt 24 und der bewegliche Abschnitt 23 mit diesem Verkapselungsraum verkapselt sind.
  • Wie es zuvor beschrieben worden ist, werden die Schritte zum Herstellen des piezoelektrischen Drucksensors 30, die in 3A bis 3H gezeigt sind; die Schritte zum Herstellen des kapazitiven Beschleunigungssensors 20, die in 4A bis 4D, 5A bis 5B und 6A bis 6B gezeigt sind; und ebenso die Stapelungsschritte, die in 7A bis 7B und 8A bis 8B gezeigt sind, aufeinanderfolgend ausgeführt, so dass der Verbundsensor 1 für eine dynamische Größe, der in 1A bis 1C und 2 gezeigt ist, aufgebaut werden kann.
  • Nachfolgend wird eine Beschreibung bezüglich Effekten des zuvor beschriebenen Verbundsensors 1 für eine dynamische Größe gegeben.
  • Als ein erster Effekt kann, da der kapazitive Beschleunigungssensor 20 auf den piezoelektrischen Drucksensor 30 gestapelt ist, die Belegungsfläche der Sensoren 20 und 30 verglichen mit der herkömmlichen Struktur verrringert werden, bei der der kapazitive Beschleunigungssensor 20 und der piezoelektrische Drucksensor 30 getrennt vorgesehen sind.
  • Es wird eine Beschreibung bezüglich eines zweiten Effekts gegeben. In dem herkömmlichen kapazitiven Beschleunigungssensor ist, um zu vermeiden, dass Verunreinigungen (Partikel usw.) den beweglichen Abschnitt erreichen, eine aus Glas und dergleichen bestehende Abdeckung verwendet worden, um den beweglichen Abschnitt zu verkapseln. Jedoch wird in dem Fall des Verbundsensors 1 für eine dynamische Größe des ersten Ausführungsbeispiels der bewegliche Abschnitt 23 durch die Membran 31 des piezoelektrischen Drucksensors 30 verkapselt. Wie es zuvor erläutert worden ist, kann der bewegliche Abschnitt 23 ohne getrenntes Verwenden der Abdeckung verkapselt werden.
  • Ein dritter Effekt wird beschrieben. Wie es zuvor beschrieben worden ist, sind der kapazitive Beschleunigungssensor 20 und der piezoelektrische Drucksensor 30 getrennt hergestellt worden und sind aufeinander gestapelt worden, wie es in 7A, 7B, 8A und 8B gezeigt ist. Als Ergebnis können der kapazitive Beschleunigungssensor 20 und der piezoelektrische Drucksensor 30 verwendet werden, welche im Wesentlichen identisch zu den herkömmlichen Beschleunigungs- und Drucksensoren sind. Anders ausgedrückt kann das herkömmliche Erfassungs-Leistungsvermögen aufrechterhalten werden und können diese Beschleunigungs- und Drucksensoren 20 und 30 aufeinander gestapelt werden, so dass die Struktur von ihnen verglichen mit den herkömmlichen Sensoren nicht komplex gemacht werden muss. Ebenso ist, da der Verbindungsabschnitt den Verbindungsabschnitt zwischen dem Masserahmen 31b der Membran 31 und dem äußeren Rahmen 22 bildet, die Luftdichtheitscharakteristik des Verbindungsabschnitt hoch.
  • Ebenso ist in dem ersten Ausführungsbeispiel ein derartiger Fall, in dem die Referenzdruckkammer 37 Vakuum wird, beispielhaft dargestellt worden. In dem Fall, in dem die Referenzdruckkammer 37 nicht Vakuum ist, kann ein derartiger Effekt erzielt werden, der im Stande ist, ein Luftabladen zu unterdrücken. Genauer gesagt kann, da die Deformationsrichtung des Deformationsabschnitts 31a der Membran 31 entlang einer derartigen Richtung gerichtet ist, die senkrecht zu der Bewegungsrichtung des beweglichen Abschnitts 23 ist, auch in einem derartigen Fall, in dem der Deformationsabschnitt 31a deformiert wird und daher der Innendruck der Referenzdruckkammer 37 erhöht wird, der bewegliche Abschnitt 23 durch Empfangen dieses Innendrucks kaum gegen den festen Abschnitt 24 gedrückt werden. Anders ausgedrückt kann der Innendruck kaum einen nachteiligen Einfluss bezüglich des Abstands zwischen dem beweglichen Abschnitt 23 und dem festen Abschnitt 24 geben. Als Ergebnis kann die Beschleunigung mit einer höheren Genauigkeit erfasst werden.
  • Es ist anzumerken, dass es erwünscht ist, dass, um das Luftabladen zu unterdrücken, die Deformationsrichtung des Deformationsabschnitts 31a senkrecht zu der Bewegungsrichtung des beweglichen Abschnitts 23 angeordnet ist. Jedoch ist es auch dann, wenn die Deformationsrichtung mit der Bewegungsrichtung übereinstimmt, möglich, das Luftabladen zu unterdrücken, obgleich die Erfassungsgenauigkeit geringfügig verringert wird.
  • (Zweites Ausführungsbeispiel)
  • Unter jetziger Bezugnahme auf 9A bis 9C wird eine Beschreibung bezüglich eines Verbundsensors 1 für eine physikalische Größe gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gegeben. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem zuvor beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel hinsichtlich des folgenden technischen Punkts. Das heisst, ein piezoelektrischer Drucksensor 30 wird unter Verwendung von Lot 91 und 92 an einen kapazitiven Beschleunigungssensor 20 geklebt und eine Luftdichtheitscharakteristik einer Referenzdruckkammer 37 wird durch einen luftdichten kreisförmigen Ring 93 sichergestellt. Es ist ebenso anzumerken, dass die gleichen Bezugszeichen, die in dem ersten Ausführungsbeispiel gezeigt sind, als diejenigen zum Bezeichnen der gleichen oder ähnlichen Strukturen verwendet werden, die in dem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt sind, und Erläuterungen in diesem Ausführungsbeispiel werden weggelassen.
  • 9A zeigt eine Schnittansicht des Verbundsensors 1 für eine physikalische Größe gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, das heisst eine derartige Schnittansicht, die entlang einer Linie IXA-IXA von 9B und 9C genommen ist. Ebenso entspricht 9B 1B in dem ersten Ausführungsbeispiel und entspricht 9C 1C in dem ersten Ausführungsbeispiel.
  • Wie es in 9B und 9C gezeigt ist, ist der kapazitive Beschleunigungssensor 20 über ein Lot 91 einer Leitung, ein Lot 92 einer Kopplung und den luftdichten kreisförmigen Ring 93 an dem piezoelektrischen Drucksensor 30 befestigt worden. Der luftdichte kreisförmige Ring 93 besteht aus Gummi (das heisst einem elastischen Element), das eine ringförmige Form aufweist, und ist in einem Bereich ”IXE” von 9A vorgesehen. Alternativ kann der luftdichte kreisförmige Ring 93 durch ein Lot ähnlich dem zuvor beschriebenen Lot 91 einer Leitung und Lot 92 einer Kopplung ausgebildet werden. Da ein luftdichtes Verbinden und Verkapseln von diesen Sensoren 20 und 30 durch das Lot realisiert wird, kann die sich ergebende Luftdichtheitscharakteristik weiter verbessert werden. Dann sind Stücke des Lots 91 einer Leitung und des Lots 92 einer Kopplung innerhalb der ringförmigen Form dieses luftdichten kreisförmigen Rings 93 vorhanden. Sowohl das Lot 91 einer Leitung als auch das Lot 92 einer Kopplung können den kapazitiven Beschleunigungssensor 20 mit dem piezoelektrischen Drucksensor 30 koppeln und können ebenso den luftdichten kreisförmigen Ring 93 zwischen dem kapazitiven Beschleunigungssensor 20 und dem piezoelektrischen Drucksensor 30 niederdrücken, um den luftdichten kreisförmigen Ring 93 beidseitig zu umfassen, um die Luftdichtigkeitscharakteristik der Referenzdruckkammer 37 aufrecht zu erhalten.
  • Ebenso sind in dem ersten Ausführungsbeispiel die Verdrahtungsleitung 24c eines festen Abschnitts und die Verdrahtungsleitung 23c eines beweglichen Abschnitts unter Verwendung von Aluminium und dergleichen vorgesehen worden. In diesem Ausführungsbeispiel wird, wie es in 9A bis 9C dargestellt ist, ein Abschnitt des äußeren Rahmens 22 isolationsverarbeitet, um die Verdrahtungsleitung 24c eines festen Abschnitts, die Verdrahtungsleitung 23c eines beweglichen Abschnitts und die Verdrahtungsleitung 94 eines Drucksensors auszubilden. Genauer gesagt ist, wie es in 9A gezeigt ist, die Verdrahtungsleitung 94 eines Drucksensors, der an einem Abschnitt des äußeren Rahmens 22 vorgesehen ist, um ein Ausgangssignal des piezoelektrischen Drucksensors 30 zu übertragen, unter Verwendung eines Isolationsfilms 95, wie zum Beispiel SiO2, von dem äußeren Rahmen 22 isoliert worden. Weiterhin ist, wie es 9B gezeigt ist, diese Verdrahtungsleitung 94 eines Drucksensors über des Lot 91 einer Leitung elektrisch mit der Verdrahtungsleitung 33 eines Drucksensors gekoppelt, die in dem piezoelektrischen Drucksensor 30 vorgesehen ist. Anders ausgedrückt kann das Lot 91 einer Leitung zwei Wirkungen erzielen. Das heisst, der piezoelektrische Drucksensor 30 ist unter einem Zustand mit dem kapazitiven Beschleunigungssensor 20 gekoppelt, in dem der luftdichte kreisförmige Ring 93 hineingedrückt wird und die Ausgangssignale der piezoelektrischen Widerstände 32 werden zu der Verdrahtungsleitung 94 eines Drucksensors übertragen. In der Verdrahtungsleitung 94 eines Drucksensors wird ein Anschlussabschnitt von dieser auf der Seite, an der das Lot 91 einer Leitung nicht vorgesehen wird, eine Anschlussfläche 34 eines Drucksensors, welche zu der Anschlussfläche 41 einer Verarbeitungsschaltung der Verarbeitungsschaltung 40 drahtkontaktiert ist.
  • Andererseits bildet, wie es in 9A gezeigt ist, die Verdrahtungsleitung 24c eines festen Abschnitts einen Abschnitt eines Kopplungsabschnitts 24b des festen Abschnitts 24 und ist unter Verwendung des Isolationsfilms 95, wie zum Beispiel SiO2, elektrisch von dem äußeren Rahmen 22 isoliert worden. Es versteht sich ebenso, dass, wie es in 9A und 9C gezeigt ist, ein Isolationsfilm 27 auf einer gesamten Fläche der Verdrahtungsleitung 24c eines festen Abschnitts ausgenommen eines Anschlussabschnitts der Randfläche auf der Seite des piezoelektrischen Drucksensors 30 vorgesehen worden ist. Dann bildet in dem Anschlussabschnitt der Verdrahtungsleitung 24c eines festen Abschnitts ein derartiger Abschnitt, an dem der Isolationsfilm 27 nicht vorgesehen ist, die Anschlussfläche 24d eines festen Abschnitts, während diese Anschlussfläche 24d eines festen Abschnitts durch eine Drahtkontaktierungsweise mit der Anschlussfläche 41 einer Verarbeitungsschaltung verbunden worden ist.
  • Ebenso weist, wie es in 9A gezeigt ist, die Verdrahtungsleitung 23c eines beweglichen Abschnitts, die in einem integralen Körper zu der Säule 32d verlängert ist, eine im Wesentlichen gleiche Struktur wie die der Verdrahtungsleitung 24c eines festen Abschnitts auf. Unter einem derartigen Zustand, dass diese Verdrahtungsleitung 23c eines beweglichen Abschnitts von dem äußeren Rahmen 22 isoliert ist, wird ein Anschlussabschnitt der Verdrahtungsleitung 23c eines beweglichen Abschnitts freigelegt und bildet die Anschlussfläche 23f eines beweglichen Abschnitts.
  • Wie es zuvor beschrieben worden ist, sind sowohl die Verdrahtungsleitung 24c eines festen Abschnitts als auch die Verdrahtungsleitung 23c eines beweglichen Abschnitts von dem äußeren Rahmen 22 und dem piezoelektrischen Drucksensor 30 isoliert worden und ist die Verdrahtungsleitung 94 eines Drucksensors elektrisch von dem kapazitiven Beschleunigungssensor 20 isoliert worden.
  • Obgleich es in der Darstellung nicht gezeigt ist, weist das Lot 92 einer Kopplung eine Kopplungsanschlussfläche auf, die in dem piezoelektrischen Drucksensor 30 vorgesehen ist und mit einer anderen Anschlussfläche einer Kopplung gekoppelt ist, die auf dem äußeren Rahmen 22 vorgesehen ist. Die zuerst erwähnte Anschlussfläche einer Kopplung ist vorgesehen worden, um keinen nachteiligen Einfluss auf ein Ausgangssignal des piezoelektrischen Drucksensors 30 zu geben, wohingegen die zuletzt erwähnte Anschlussfläche einer Kopplung vorgesehen worden ist, um keinen nachteiligen Einfluss auf ein Ausgangsergebnis zu geben, das aus dem kapazitiven Beschleunigungssensor 20 erzielt wird.
  • Wenn dann die zuvor beschriebene Struktur verwendet wird, können die Anschlussfläche 34 eines Drucksensors, die Anschlussfläche 24d eines festen Abschnitts und die Anschlussfläche 23f eines beweglichen Abschnitts nahe einander vorgesehen sein. Weiterhin sind ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel die piezoelektrischen Widerstände 32 und die Verdrahtungsleitung 33 eines Drucksensors in dem Verkapselungsraum der Referenzdruckkammer 37 verkapselt, so dass sowohl der piezoelektrische Widerstand 32 als auch die Verdrahtungsleitung 33 eines Drucksensors vor Partikeln und dergleichen geschützt werden können.
  • In diesem Ausführungsbeispiel können, obgleich das Lot 91 einer Leitung und das Lot 92 einer Kopplung innerhalb der kreisförmigen Form des luftdichten Rings 93 vorgesehen sind, die Anordnungsstellen des Lots 91 einer Leitung und des Lots 92 einer Kopplung alternativ außerhalb der kreisförmigen Form des luftdichten Rings 93 angeordnet sein. Weiterhin kann eine gesamte Anordnungsanzahl bezüglich des Lots 91 einer Leitung und des Lots 92 einer Kopplung nicht alternativ als sechs Abschnitte ausgewählt sein, wie es in 9A gezeigt ist. Es ist hinsichtlich der Anordnungsstellen des Lots 91 und 92 erwünscht, dass die Anordnungsintervalle des Lots zueinander gleich werden und/oder das Lot 91 und 92 in der Nähe der Ecken des luftdichten Rings 93 vorgesehen ist. Jedoch gibt es, wenn der luftdichte Ring 93 die Referenzdruckkammer 37 verkapseln kann, die durch die Membran 31 und den äußeren Rahmen 22 gebildet ist, keine Beschränkung der Anordnungsanzahlen und der Anordnungsstellen des Lots.
  • Ebenso muss, da die Form des luftdichten Rings 93 lediglich in einer kreisförmigen Form hergestellt ist, eine derartige im Wesentlichen rechteckige Form, wie es in 9A gezeigt ist, nicht als diese Form des luftdichten Rings 93 verwendet werden. Alternativ kann eine Ringform verwendet werden.
  • (Drittes Ausführungsbeispiel)
  • Unter jetziger Bezugnahme auf 10A bis 10C wird eine Beschreibung bezüglich eines Verbundsensors 1 für eine dynamische Größe gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gegeben. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich hinsichtlich dem folgenden technischen Punkt von dem zuvor beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel. Das heisst, die Luftdichtheitscharakteristik der Referenzdruckkammer 37 wird unter Verwendung eines NCF bzw. nicht leitenden Films 101 sichergestellt. Es ist ebenso anzumerken, dass die gleichen Bezugszeichen, die in dem ersten Ausführungsbeispiel oder dem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt sind, als diejenigen zum Bezeichnen der gleichen oder ähnlichen Strukturen verwendet werden, die in dem dritten Ausführungsbeispiel gezeigt sind, und Erläuterungen werden in diesem Ausführungsbeispiel weggelassen.
  • 10A zeigt eine Schnittansicht des Verbundsensors 1 für eine dynamische Größe gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel, das heisst seine Schnittansicht, die entlang einer Linie XA-XA von 10B und 10C genommen ist. Ebenso entspricht 10B 1B in dem ersten Ausführungsbeispiel und entspricht 10C 1C in dem ersten Ausführungsbeispiel.
  • Wie es in 10B und 10C gezeigt ist, ist der kapazitive Beschleunigungssensor 20 über das Lot 91 einer Leitung, das Lot 92 einer Kopplung und den NCF 101 an dem piezoelektrischen Drucksensor 30 befestigt worden. Der NCF 101 besteht aus einem Harzfilm, der eine nicht leitende Charakteristik aufweist und der NCF kann mittels einer Crimp-Weise, einer thermischen Crimp-Weise oder einer Klebeweise befestigt sein. Alternativ kann der NCF 101 mittels eines Siebdruckverfahrens oder eines Tintenstrahldruckverfahrens hergestellt sein. Da das Material des NCF 101 aus Harz besteht, das eine elektrisch isolierende Charakteristik aufweist, zum Beispiel ein Epoxydharz oder ein Polyimidharz, wird dieses Harzmaterial durch Aufnehmen von Wärme aufgeweicht. Dann wird Wärme unter diesem aufgeweichten Zustand kontinuierlich auf dieses Harzmaterial ausgeübt, so dass das aufgeweichte Harzmaterial gehärtet werden kann.
  • Wie es in einem Bereich ”XF” von 10A gezeigt ist, weist der NCF 101 eine kreisförmige Form auf, welche sich in der Nähe eines Innendurchmessers des äußeren Rahmens 22 befindet und welche einen Bereich umgibt, der einen Anschlussabschnitt der Verdrahtungsleitung 94 eines Drucksensors auf der Seite der Referenzdruckkammer 37 enthält. Dann sind Stücke des Lots 91 einer Leitung und des Lots 92 einer Kopplung innerhalb des NCF 101 vorhanden.
  • Als Nächstes wird eine Beschreibung von Schritten zum Stapeln des kapazitiven Beschleunigungssensors 20 auf den piezoelektrischen Drucksensor 30 über den NCF 101 gegeben.
  • Zu einem Zeitpunkt, zu dem der piezoelektrische Drucksensor 30 fertig gestellt ist, zum Beispiel in 3H, wird das zuvor beschriebene Lot 91 einer Leitung als ein Höcker auf einem freiliegenden Abschnitt (das heisst in dem ersten Ausführungsbeispiel einer Anschlussfläche eines Drucksensors) der Verdrahtungsleitung 33 eines Drucksensors vorgesehen. Wenn die Verdrahtungsleitung 33 eines Drucksensors aus einem Aluminiummaterial besteht, werden Ti, Ni, Au in dieser Reihenfolge auf die Verdrahtungsleitung 33 eines Drucksensors gestapelt und wird dann das Lot 91 einer Leitung auf diesem Au vorgesehen. Ähnlich wird das Lot 92 einer Kopplung innerhalb des Bereichs ”XF” (das heisst einem zum Anordnen gedachten Bereich von NCF 101) vorgesehen. Danach wird der NCF 101 unter Verwendung eines Crimp-Verfahrens, eines Druckverfahrens innerhalb des Bereichs ”XF” auf eine derartige Weise angeordnet, dass der NCF 101 das Lot 91 einer Leitung und das Lot 92 einer Kopplung verkapselt.
  • Anschließend wird, nachdem der feste Abschnitt 24 und der bewegliche Abschnitt 23, welche den kapazitiven Beschleunigungssensor 20 bilden, die Verdrahtungsleitung 24c eines festen Abschnitts und die Verdrahtungsleitung 23c eines beweglichen Abschnitts, welche durch den Isolationsfilm 95, wie zum Beispiel SiO2 von dem äußeren Rahmen 22 isoliert worden sind, und ebenso die Verdrahtungsleitung 94 eines Drucksensors fertig gestellt worden ist, das Lot 91 einer Leitung als ein Höcker auf der Anschlussfläche 34 eines Drucksensors vorgesehen. Ähnlich wird das Lot 92 einer Kopplung innerhalb des Bereichs ”XF” (ein zum Anordnen gedachter Bereich des NCF 101) angeordnet.
  • Wie es zuvor erläutert worden ist, wird, nachdem der NCF 101, das Lot 91 einer Leitung und ebenso das Lot 92 einer Kopplung an sowohl dem piezoelektrischen Drucksensor 30 als auch dem kapazitiven Beschleunigungssensor 20 angeordnet worden sind, der piezoelektrische Drucksensor 30 gegenüberliegend dem kapazitiven Beschleunigungssensor 20 angeordnet und wird der NCF 101 auf eine Temperatur von ungefähr 150°C erwärmt. Ein Positionierungsvorgang wird auf eine derartige Weise ausgeführt, dass das Lot 91 einer Leitung und das Lot 92 einer Kopplung des piezoelektrischen Drucksensors 30 gegenüberliegend dem entsprechenden Lot 91 einer Leitung und dem entsprechenden Lot 92 einer Kopplung des kapazitiven Beschleunigungssensors 20 angeordnet sind, und dann wird der piezoelektrische Drucksensor 30 gegen den kapazitiven Beschleunigungssensor 20 gepresst. Als Ergebnis wird der NCF 101 durch das Lot 91 einer Leitung und das Lot einer Kopplung auf der Seite des kapazitiven Beschleunigungssensors 20 gebrochen, so dass sowohl das Lot 91 einer Leitung als auch das Lot 92 einer Kopplung auf der Seite des kapazitiven Beschleunigungssensors 20 mit dem entsprechenden Lot 91 einer Leitung und dem entsprechenden Lot 92 einer Kopplung des piezoelektrischen Drucksensors 30 kontaktiert werden. Nachdem diese Lote kontaktieren, wird eine Ultraschallverbindung bezüglich des jeweiligen Lots 91 einer Leitung und des jeweiligen Lots 92 einer Kopplung durchgeführt, um diese elektrisch miteinander zu verbinden.
  • Unter Verwendung der zuvor beschriebenen Struktur können ein ähnlicher Betrieb und ähnliche Effekte zu denjenigen des zweiten Ausführungsbeispiels in dem dritten Ausführungsbeispiel erzielt werden.
  • (Viertes Ausführungsbeispiel)
  • Unter jetziger Bezugnahme auf 11 wird eine Beschreibung eines Verbundsensors 1 für dynamische Größe gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gegeben. Das vierte Ausführungsbeispiel weist den nachstehend erwähnten technischen unterschiedlichen Punkt zu demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels auf. Das heisst, in diesem Ausführungsbeispiel kann, während eine Durchdringungselektrode 111 auf einer Membran 31 vorgesehen ist, ein Signal eines kapazitiven Beschleunigungssensors 20 aus der Membran 31 über die Durchdringungselektrode 111 abgeleitet werden. Es ist zu verstehen, dass die gleichen Bezugszeichen, die in den zuvor beschriebenen jeweiligen Ausführungsbeispielen gezeigt sind, als diejenigen zum Bezeichnen der gleichen oder ähnlichen strukturellen Elemente in dem vierten Ausführungsbeispiel verwendet werden, und ihre Beschreibungen werden weggelassen.
  • 11 zeigt eine Schnittansicht des Verbundsensors 1 für eine dynamische Größe gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel und diese entspricht 1C in dem ersten Ausführungsbeispiel.
  • Wie es in 11 gezeigt ist, sind die Durchdringungselektrode 111 und ein Isolationsfilm 112 auf dem Masserahmen 31b der Membran 31 ausgebildet worden. Die Durchdringungselektrode 111 ist parallel zu der Deformationsrichtung des Deformationsabschnitts 31a angeordnet. Der Isolationsfilm 112 isoliert die Durchdringungselektrode 111 von der Membran 31. Es ist ebenso anzumerken, dass die Stelle, an der die Durchdringungselektrode 111 vorgesehen ist, eine derartige Stelle ist, dass sich, wenn der kapazitive Beschleunigungssensor 20 an dem piezoelektrischen Drucksensor 30 haftet, diese Stelle gegenüberliegend zu sowohl dem freiliegenden Abschnitt (das heisst der Anschlussfläche eines festen Abschnitts des ersten Ausführungsbeispiels) der Verdrahtungsleitung 24c eines festen Abschnitts als auch dem freiliegenden Abschnitt (das heisst der Anschlussfläche eines beweglichen Abschnitts des ersten Ausführungsbeispiels) der Verdrahtungsleitung 23c eines beweglichen Abschnitts befindet.
  • Dann ist die Durchdringungselektrode 111 mit dem freiliegenden Abschnitt der Verdrahtungsleitung 24c eines festen Abschnitts oder dem freiliegenden Abschnitt der Verdrahtungsleitung 23c eines beweglichen Abschnitts durch das Lot 91 einer Leitung verbunden worden. Weiterhin ist zusätzlich zu dem zuvor beschriebenen Lot 91 einer Leitung das Lot 92 einer Kopplung, das in dem zuvor erläuterten dritten Ausführungsbeispiel verwendet wird, an einem derartigen Abschnitt zwischen dem kapazitiven Beschleunigungssensor 20 und dem piezoelektrischen Drucksensor 30 vorgesehen worden, was einen geringeren elektrischen nachteiligen Einfluss ergibt.
  • Ebenso ist ähnlich dem dritten Ausführungsbeispiel der NCF 101, der die kreisförmige Form aufweist, zwischen dem kapazitiven Beschleunigungssensor 20 und dem piezoelektrischen Drucksensor 30 vorgesehen worden, um die Luftdichtigkeitscharakteristik der Referenzdruckkammer 37 aufrecht zu erhalten.
  • Alternativ kann, wie es in dem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt ist, ein Ring für die luftdichte Verkapselung durch einen Ring als Lot als jeder einer der Außenseite oder Innenseite der Durchdringungselektrode 111 ausgebildet sein.
  • Eine Anschlussecke der Durchdringungselektrode 111, welche nicht mit entweder der Verdrahtungsleitung 24c eines festen Abschnitts oder der Verdrahtungsleitung 23c eines beweglichen Abschnitts verbunden ist, ist als entweder die Anschlussfläche 24d eines festen Abschnitts oder die Anschlussfläche 23f eines beweglichen Abschnitts gebildet worden, welche an die Anschlussfläche 41 einer Verarbeitungsschaltung der Verarbeitungsschaltung 40 drahtkontaktiert ist. Es ist ebenso anzumerken, dass diese Anschlussflächen 23f und 24d ebenso als der Anschlussabschnitt der Durchdringungselektrode 111 dienen, wie es in 11 gezeigt ist, oder als ein erweiterter Abschnitt ausgebildet sein können, welcher durch Vakuumabscheiden von Aluminium auf dem Anschlussabschnitt hergestellt ist, um einfach drahtkontaktiert zu sein.
  • In diesem Fall ist ein Schritt zum Ausbilden dieser Durchdringungselektrode 111 aus den folgenden drei Ausbildungsschritten aufgebaut: ein Schritt, in welchem, während der Masserahmen 31b maskiert ist, ein reaktives Ionenverfahren ausgeführt wird, um ein Durchdringungsloch auszubilden; ein Schritt, in welchem dieses Durchdringungsloch weiter thermisch oxidiert wird, um einen Isolationsfilm 112 auszubilden; und ein Schritt, in welchem Polysilizium auf das Durchdringungsloch aufgewachsen wird, das durch die thermische Oxidation reduziert ist, so dass die Durchdringungselektrode 111 fertig gestellt wird. Alternativ kann an Stelle dieses Polysiliziums ein derartiges Metall, wie zum Beispiel Wolfram, Kupfer, Aluminium, verwendet werden.
  • Es versteht sich ebenso, dass die Struktur des piezoelektrischen Drucksensors 30 auf eine derartige Weise hergestellt ist, dass zwei Teile der Durchdringungselektroden 111 und des Isolationsfilms 112 zum Isolieren dieser Durchdringungselektroden 111 zusätzlich in dem piezoelektrischen Drucksensor 30 des ersten Ausführungsbeispiels vorgesehen sind, wohingegen Positionen der Verdrahtungsleitung 33 eines Drucksensors und der Anschlussfläche 34 eines Drucksensors ähnlich zu denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels sind.
  • Wie es zuvor beschrieben worden ist, sind, während die Durchdringungselektroden 111 auf der Membran 31 vorgesehen sind, die Durchdringungselektroden 111, die Verdrahtungsleitung 24c eines festen Abschnitts und die Verdrahtungsleitung 23c eines beweglichen Abschnitts elektrisch miteinander verbunden. Als Ergebnis können die Anordnungspositionen bezüglich der Anschlussfläche 24d eines festen Abschnitts und die Anschlussfläche (nicht gezeigt) eines beweglichen Abschnitts auf der Membran 31 angeordnet werden. Folglich können, während der Betrieb und die Effekte ähnlich zu denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels erzielt werden können, die Anschlussfläche 34 eines Drucksensors, die Anschlussfläche 24b eines festen Abschnitts und die Anschlussfläche eines beweglichen Abschnitts auf der Membran 31 ausgebildet werden. Weiterhin können, wenn Goldkugeln, Lötkugeln und dergleichen auf den Anschlussflächenabschnitten über diesen Drucksensor ausgebildet sind, Verbindungsanschlussflächen für so genanntes ”Kugelkontaktieren” alternativ ausgebildet werden.
  • (Fünftes Ausführungsbeispiel)
  • Unter jetziger Bezugnahme auf 12 wird eine Beschreibung eines Verbundsensors 1 für eine dynamische Größe gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gegeben. Das fünfte Ausführungsbeispiel weist die nachstehend erwähnten technisch unterschiedlichen Punkte von denjenigen des vierten Ausführungsbeispiels auf. Das heisst, in diesem Ausführungsbeispiel sind, während eine Verdrahtungsleitung 24c eines festen Abschnitts und eine Verdrahtungsleitung 23c eines beweglichen Abschnitts auf einem Isolationsfilm 26 vorgesehen worden sind, die Verdrahtungsleitung 24c eines festen Abschnitts und die Verdrahtungsleitung 23c eines beweglichen Abschnitts über einen Polysiliziumfilm 121 mit den Durchdringungselektroden 111 verbunden worden. Es versteht sich, dass die gleichen Bezugszeichen, die in dem zuvor beschriebenen jeweiligen Ausführungsbeispiel gezeigt sind, als diejenigen zum Bezeichnen der gleichen oder ähnlichen strukturellen Elemente in dem fünften Ausführungsbeispiel verwendet werden, und Beschreibungen von diesen werden weggelassen.
  • 12 zeigt eine Schnittansicht des Verbundsensors 1 für eine dynamische Größe gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel und diese entspricht 1C in dem ersten Ausführungsbeispiel.
  • Wie es in 12 gezeigt ist, ist der Kopplungsabschnitt 24b des festen Abschnitts 24 mit der Verdrahtungsleitung 24c eines festen Abschnitts auf der Seite des Trägersubstrats 25 verbunden worden. Dann ist eine Oberfläche ausgenommen des Kopplungsabschnitts 24b des festen Abschnitts 24 von dem Isolationsfilm 27, wie zum Beispiel SiO2, bedeckt worden. Ebenso ist die Verdrahtungsleitung 24c eines festen Abschnitts elektrisch mit dem Polysiliziumfilm 121 verbunden worden, der auf äußeren Rahmen 22 vorgesehen ist, und ist von dem äußeren Rahmen 22 und dem beweglichen Abschnitt 23 durch einen Isolationsfilm 122 isoliert worden. Ebenso ist dieser Polysiliziumfilm 121 von dem äußeren Rahmen 22 durch den Isolationsfilm 122 isoliert worden. Ähnlich dem zuvor beschriebenen vierten Ausführungsbeispiel ist der Polysiliziumfilm 121 durch das Lot 91 einer Leitung mit den Durchdringungselektroden 111 verbunden worden, die auf dem Masserahmen 31b der Membran 31 ausgebildet sind. Die Anschlussfläche 24d eines festen Abschnitts ist auf einem Anschlussabschnitt dieser Durchdringungselektrode 111 vorgesehen worden, wenn sie nicht mit dem Polysiliziumfilm 121 verbunden ist.
  • Dann wird diese Anschlussfläche 24d eines festen Abschnitts durch eine Drahtkontaktierung mit der Anschlussfläche 41 einer Verarbeitungsschaltung der Verarbeitungsschaltung 40 verbunden.
  • Ebenso ist bezüglich eines beweglichen Abschnitts (nicht gezeigt) eine Trägersubstratseite der Säule mit der Verdrahtungsleitung 23c eines beweglichen Abschnitts verbunden worden und ist weiterhin diese Verdrahtungsleitung 23c eines beweglichen Abschnitts elektrisch mit dem Polysiliziumfilm 121 verbunden worden, der auf dem äußeren Rahmen 22 ausgebildet ist. Diese Verdrahtungsleitung 23c zum Zecke eines beweglichen Abschnitts ist durch den Isolationsfilm 122 von dem äußeren Rahmen 22 und dem festen Abschnitt 24 isoliert worden. Weiterhin ist der Polysiliziumfilm 121 durch das Lot 91 einer Leitung mit den Durchdringungselektroden 111 verbunden worden, die auf dem Masserahmen 31 der Biegemembran 31 ausgebildet sind. Die Anschlussfläche eines beweglichen Abschnitts ist auf einem Anschlussabschnitt dieser Durchdringungselektrode 111 vorgesehen worden. Dann wird diese Anschlussfläche eines beweglichen Abschnitts durch eine Drahtkontaktierung mit der Anschlussfläche 41 einer Verarbeitungsschaltung der Verarbeitungsschaltung 40 verbunden. Ebenso weisen die bewegliche Elektrode, der Träger und das Gewicht die Spalte bezüglich dem Isolationsfilm 26 auf und können entlang der Längsrichtung des Trägersubstrats 25 ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel verschoben sein.
  • Es ist ebenso anzumerken, dass bezüglich eines Schritts zum Ausbilden sowohl der Verdrahtungsleitung 24c eines festen Abschnitts als auch der Verdrahtungsleitung 22c eines beweglichen Abschnitts zwischen dem festen Abschnitt 24 und dem beweglichen Abschnitt 23 und des Trägersubstrats 25 das Herstellungsverfahren verwendet werden kann, das in der JP-A-6-123628 beschrieben ist. Unter Verwendung der zuvor beschriebenen Struktur können ein ähnlicher Betrieb und ähnliche Effekte zu denjenigen des vierten Ausführungsbeispiels erzielt werden. Weiterhin kann, da eine Durchdringungselektrode auf dem Trägersubstrat 25 des Beschleunigungssensors 20 durch das gleiche Verfahren ausgebildet ist, wie es zuvor beschrieben worden ist, eine Elektrode von dem unteren Abschnitt des Trägersubstrats 25 des Beschleunigungssensors 20 abgeleitet werden.
  • (Sechstes Ausführungsbeispiel)
  • Unter jetziger Bezugnahme auf 13 wird eine Beschreibung eines Verbundsensors 1 für eine dynamische Größe gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gegeben. Das sechste Ausführungsbeispiel weist die nachstehend erwähnten technischen unterschiedlichen Punkte von denjenigen des dritten Ausführungsbeispiels auf. Das heisst, in diesem Ausführungsbeispiel ist ein kapazitiver Drucksensor 130 auf einen kapazitiven Beschleunigungssensor 20 gestapelt. Es versteht sich, dass die gleichen Bezugszeichen, die in den zuvor beschriebenen jeweiligen Ausführungsbeispielen gezeigt sind, als diejenigen zum Bezeichnen der gleichen oder ähnlichen strukturellen Elemente in dem sechsten Ausführungsbeispiel verwendet werden, und ihre Beschreibungen werden weggelassen.
  • 13 zeigt eine Schnittansicht des Verbundsensors 1 für eine dynamische Große gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel und diese entspricht 1B in dem ersten Ausführungsbeispiel.
  • Wie es in 13 dargestellt ist, besteht der kapazitive Drucksensor 130 aus einem Sockelabschnitt 131, einer unteren Elektrode 132, einem Isolationsfilm 134 und einer gelochten Verdrahtungsleitung 136 einer unteren Elektrode. Der Sockelabschnitt 131 ist mit einem Öffnungsabschnitt versehen, der in einer Mitte eine konische Form aufweist. Die untere Elektrode 132 entspricht einer kreisförmigen Membran 31, welche deformiert wird, wenn Druck ausgeübt wird, während die untere Elektrode 132 den Öffnungsabschnitt des Sockelabschnitts 131 bedeckt. Der Isolationsfilm 134 bedeckt die untere Elektrode 132 von dem Sockelabschnitt 131. Die gelochte Verdrahtungsleitung 136 einer unteren Elektrode ist in dem Sockelabschnitt 131 gelocht und ist mit der unteren Elektrode 132 verbunden. Obgleich es in der Darstellung nicht gezeigt ist, ist die gelochte Verdrahtungsleitung 136 einer unteren Elektrode von dem Sockelabschnitt 131 isoliert worden.
  • Ebenso ist ein Schaltnetz zum Schalten eines anliegenden Signals (Spannung oder Strom) mit der unteren Elektrode 132 und dem beweglichen Abschnitt 23 und dem festen Abschnitt 24 des kapazitiven Beschleunigungssensors 20 verbunden worden. Da dieses Schaltnetz verwendet wird, werden eine erste Zeit und eine zweite Zeit auf eine periodische Weise festgelegt. Zu der ersten Zeit werden zueinander unterschiedliche Signale in den beweglichen Abschnitt 23 und den festen Abschnitt 24 eingegeben, während kein Signal in die untere Elektrode 132 eingegeben wird. Zu der zweiten Zeit werden die gleichen Signale in den beweglichen Abschnitt 23 und den festen Abschnitt 24 eingegeben und wird ein Signal in die untere Elektrode 132 eingegeben.
  • Synchron zu dieser Zeitdauer schaltet eine A/D-Wandlerschaltung (nicht gezeigt) Eingangsanschlüsse, um eine Potenzialdifferenz (Stromdifferenz) zwischen dem beweglichen Abschnitt 23 und dem festen Abschnitt 24 zu der ersten Zeit zu erfassen und ebenfalls eine Potenzialdifferenz (Stromdifferenz) zwischen der unteren Elektrode 132 und sowohl dem beweglichen Abschnitt 23 als auch dem festen Abschnitt 24 zu der zweiten Zeit zu erfassen.
  • Allgemein ausgedrückt wird, da am A/D-Wandler und ein D/A-Wandler als Reaktion auf den gleichen Taktpuls betrieben werden, ein Eingangsanschluss zum Erfassen eines Ausgangssignals zu einem Ausgangsanschluss zum Ausgeben eines anliegenden Signals synchronisiert, so dass der Eingangsanschluss und der Ausgangsanschluss geschaltet werden können.
  • Da eine derartige Struktur mit dem Verbundsensor 1 für eine dynamische Größe ausgestattet ist, kann eine Beschleunigung auf der Grundlage einer Änderung von elektrostatischen Kapazitäten zwischen dem beweglichen Abschnitt 23 und dem festen Abschnitt 24 zu der ersten Zeit berechnet werden. Andererseits kann ein auf die untere Elektrode 132 ausgeübter Druck auf der Grundlage einer elektrostatischen Kapazität zwischen dem beweglichen Abschnitt 23 und dem festen Abschnitt 24 und der unteren Elektrode 132 zu der zweiten Zeit berechnet werden.
  • (Siebtes Ausführungsbeispiel)
  • Unter jetziger Bezugnahme auf 14 wird eine Beschreibung eines Verbundsensors 1 für eine dynamische Größe gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gegeben. Das siebte Ausführungsbeispiel weist die nachstehend erwähnten technischen unterschiedlichen Punkte von denjanigen des sechsten Ausführungsbeispiels auf. Das heisst, in diesem Ausführungsbeispiel ist der kapazitive Drucksensor 130 mit einer oberen Elektrode ausgestattet. Es versteht sich, dass die gleichen Bezugszeichen, die in den zuvor beschriebenen jeweiligen Ausführungsbeispielen gezeigt sind, als diejenigen zum Bezeichnen der gleichen oder ähnlichen strukturellen Elemente in dem siebten Ausführungsbeispiel verwendet werden, und ihre Beschreibungen werden weggelassen.
  • 14 zeigt eine Schnittansicht des Verbundsensors 1 für eine dynamische Größe gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel und diese entspricht 1B in dem ersten Ausführungsbeispiel.
  • Wie es in 14 gezeigt ist, ist der kapazitive Drucksensor 130 aus einem Sockelabschnitt 131, einer unteren Elektrode 132, einer oberen Elektrode 133, einem Isolationsfilm 134, einer gelochten Verdrahtungsleitung 135 für eine obere Elektrode und ebenso einer gelochten Verdrahtungsleitung 136 für eine untere Elektrode gebildet. Der Sockelabschnitt 131 ist mit einem Öffnungsabschnitt versehen, der in einer Mitte eine konische Form aufweist. Die untere Elektrode 132 entspricht einer kreisförmigen Membran 31, welche deformiert wird, wenn Druck ausgeübt wird, während die untere Elektrode 132 den Öffnungsabschnitt des Sockelabschnitts 131 bedeckt. Die obere Elektrode 133 weist eine kreisförmige Form auf, welche nicht durch Druck deformiert wird, und ist innerhalb des Sockelabschnitts 131 auf eine derartige Weise vorgesehen, dass diese obere Elektrode 133 gegenüberliegend der unteren Elektrode 132 angeordnet ist. Der Isolationsfilm 134 isoliert sowohl die obere Elektrode 133 als auch die untere Elektrode 132. Die gelochte Verdrahtungsleitung 135 einer oberen Elektrode ist in dem Sockelabschnitt 131 gelocht und ist mit der oberen Elektrode 133 verbunden. Die gelochte Verdrahtungsleitung 136 einer unteren Elektrode ist in dem Sockelabschnitt 131 gelocht und ist mit der unteren Elektrode 132 verbunden. Es ist ebenso anzumerken, dass, obgleich es nicht gezeigt ist, die untere Elektrode 132 und die gelochte Verdrahtungsleitung 136 einer unteren Elektrode von dem Sockelabschnitt 131, der oberen Elektrode 133 und der gelochten Verdrahtungsleitung 135 einer oberen Elektrode isoliert worden ist, die mit der oberen Elektrode 133 verbunden ist. Die gelochte Verdrahtungsleitung 136 einer unteren Elektrode ist mit der unteren Elektrode 132 verbunden.
  • Ebenso sind die jeweiligen gelochten Verdrahtungsleitungen 135 und 136 über das Lot 91 einer Leitung mit den Verdrahtungsleitungen 94 eines Drucksensors verbunden worden, die auf einem Abschnitt des äußeren Rahmens 22 vorgesehen sind. Ebenso ist ähnlich der Struktur des dritten Ausführungsbeispiels, bei welcher der NCF 101 zwischen dem Masserahmen 31 und dem äußeren Rahmen 22 beidseitig umfasst worden ist, der NCF 101 zwischen dem Sockelabschnitt 131 und dem äußeren Rahmen 22 auch in diesem Ausführungsbeispiel beidseitig umfasst worden.
  • Als Nächstes wird eine Beschreibung bezüglich Effekten gegeben, die in dem siebten Ausführungsbeispiel erzielt werden. Wenn ein positiver Druck auf den Öffnungsabschnitt des Sockelabschnitts 131 ausgeübt wird, wird die untere Elektrode 132, die der Membran 31 entspricht, deformiert, so dass ein Abstand zwischen der unteren Elektrode 132 und der oberen Elektrode 133 getrennt wird. Zu dieser Zeit wird, da entweder die Spannung oder der Strom zwischen der oberen Elektrode 133 und der unteren Elektrode 132 ausgeübt wird, der Abstand zwischen den oberen und unteren Elektroden 133 und 132 getrennt, so dass die elektrostatische Kapazität zwischen diesen unteren und oberen Elektroden 132 und 133 verringert wird. Ebenso kann zu dieser Zeit, da ein derartiger Verkapselungsraum durch die untere Elektrode 132, den kapazitiven Beschleunigungssensor 20 genauer gesagt sowohl den äußeren Rahmen 22 als auch in dem Isolationsfilm 134) und den NCF 101 ausgebildet worden ist, dieser Verkapselungsraum die Referenzdruckkammer 37 bilden, um die Erfassungsgenauigkeit des kapazitiven Drucksensors 130 zu verbessern.
  • Wie es zuvor erläutert worden ist, können auch in einem derartigen Fall, in dem der kapazitive Drucksensor 130 verwendet wird, ein ähnlicher Betrieb und ähnliche Effekte zu denjenigen des dritten Ausführungsbeispiels erzielt werden.
  • (Achtes Ausführungsbeispiel)
  • Unter jetziger Bezugnahme auf 15A und 15B wird eine Beschreibung eines Verbundsensors 1 für eine dynamische Größe gemäß dem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gegeben. Das achte Ausführungsbeispiel weist die nachstehend erwähnten technisch unterschiedlichen Punkte zu denjenigen der jeweiligen zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele auf. Das heisst, in diesem Ausführungsbeispiel ist eine Drucksensor-Verarbeitungsschaltung 40a eines piezoelektrischen Drucksensors 30 auf einem Drucksensorsubstrat 151 des piezoelektrischen Drucksensors 30 vorgesehen worden und ist eine Beschleunigungssensor-Verarbeitungsschaltung 40b auf einem äußeren Rahmen eines kapazitiven Beschleunigungssensors 20 vorgesehen worden. Es versteht sich, dass die gleichen Bezugszeichen, die in dem zuvor beschriebenen jeweiligen Ausführungsbeispiel gezeigt sind, als diejenigen zum Bezeichnen der gleichen oder ähnlichen strukturellen Elemente in dem achten Ausführungsbeispiel verwendet werden und ihre Beschreibungen werden weggelassen.
  • 15A zeigt eine Schnittansicht des Verbundsensors 1 für eine dynamische Größe gemäß dem achten Ausführungsbeispiel und diese entspricht 1B in dem ersten Ausführungsbeispiel und 15B entspricht 1C in dem ersten Ausführungsbeispiel.
  • Der piezoelektrische Drucksensor 30 wird nun unter Bezugnahme auf 15A beschrieben. Der piezoelektrische Drucksensor 30 ist durch eine Membran 31, einen piezoelektrischen Widerstand 32, eine Verdrahtung eines Drucksensors, eine Drucksensor-Verarbeitungsschaltung 40a und eine Durchdringungselektrode 111 gebildet. Die Membran 31 ist durch Entfernen eines Abschnitts eines Drucksensorsubstrats 151 ausgebildet worden. Der piezoelektrische Widerstand 32 ist auf der Membran 31 vorgesehen worden. Die Verdrahtungsleitung 33 eines Drucksensors ist mit dem piezoelektrischen Widerstand 32 und der Drucksensor-Verarbeitungsschaltung 40a verbunden. Die Drucksensor-Verarbeitungsschaltung 40a ist innerhalb des Drucksensorsubstrats 151 ausgebildet und verarbeitet ein Signal der Verdrahtungsleitung 33 eines Drucksensors. Die Durchdringungselektrode 111 überträgt ein verarbeitetes Signal der Drucksensor-Verarbeitungsschaltung 405 über das Drucksensorsubstrat 151. Es ist ebenso anzumerken, dass die Drucksensor-Verarbeitungsschaltung 40a auf einer gegenüberliegenden Fläche in der Membran 31 auf der Öffnungsseite in dem Drucksensorsubstrat 151 ausgebildet worden ist. Die Verdrahtungsleitung 33 eines Drucksensors ist mit einem Eingangsanschluss der Drucksensor-Verarbeitungsschaltung 40a verbunden worden. Ebenso ist ein Ausgangsanschluss der Drucksensor-Verarbeitungsschaltung 40a mit der Durchdringungselektrode 111 verbunden worden. Es versteht sich ebenso, dass diese Durchdringungselektrode 111 durch den Isolationsfilm 112 von dem Drucksensorsubstrat 151 isoliert worden ist.
  • Unter jetziger Bezugnahem auf 15A und 15B wird der kapazitive Beschleunigungssensor 20 beschrieben. Wenn der piezoelektrische Drucksensor 30 auf den kapazitiven Beschleunigungssensor 20 gestapelt ist, ist in dem äußeren Rahmen 22 die Beschleunigungssensor-Verarbeitungsschaltung 40b an einer Stelle ausgebildet worden, die sich gegenüber der Membran 31 befindet. Ebenso sind die Verdrahtungsleitung 24c eines festen Abschnitts und die Verdrahtungsleitung 23c eines beweglichen Abschnitts mit einem Eingangsanschluss der Beschleunigungssensor-Verarbeitungsschaltung 40b verbunden worden, wohingegen eine Beschleunigungssensor-Ausgangsverdrahtungsleitung 152 mit einem Augsangsanschluss von dieser verbunden worden ist. Diese Beschleunigungssensor-Ausgangsverdrahtungsleitung 152 schließt eine derartige Verdrahtungsleitung ein, welche ein Ergebnis ausgibt, das von der Beschleunigungssensor-Verarbeitungsschaltung 40b zum Verarbeiten von Signalen erzielt wird, die von der Verdrahtungsleitung 24c eines festen Abschnitts und der Verdrahtungsleitung 23c eines beweglichen Abschnitts eingegeben werden. Als diese Beschleunigungssensor-Ausgangsverdrahtungsleitung 152 wird ein derartiger Abschnitt, welcher nicht von dem Drucksensorsubstrat 151 bedeckt ist, von dem Oxidfilm 28 freigelegt, um eine Anschlussfläche zu werden.
  • Wie es in 15A und 15B gezeigt ist, ist der piezoelektrische Drucksensor 30 ebenso durch das Lot 92 einer Kopplung unter einem derartigen Zustand mit dem kapazitiven Beschleunigungssensor 20 gekoppelt worden, dass diese Sensoren 30 und 20 einen ersten luftdichten Ring 93a und einen zweiten luftdichten Ring 93b niederdrücken, um dazwischen diese Ringe 93a und 93b beidseitig zu umfassen. Anders ausgedrückt werden sowohl der bewegliche Abschnitt 23 als auch der feste Abschnitt 24 mit dem Verkapselungsraum durch den ersten luftdichten Ring 93a verkapselt. Weiterhin wird die Referenzdruckkammer 37 durch den zweiten luftdichten Ring 93b, die Membran 31 und den Isolationsfilm 28 ausgebildet.
  • Da die zuvor erläuterte Struktur in dem Verbundsensor 1 für eine dynamische Größe verwendet wird, können, während ein ähnlicher Betrieb und ähnliche Effekte zu denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels erzielt werden können, die Verarbeitungsschaltungen 40a und 40b verkapselt werden, so dass die Verarbeitungsschaltungen 40a und 40b geschützt werden können.
  • (Neuntes Ausführungsbeispiel)
  • Unter jetziger Bezugnahme auf 16 wird eine Beschreibung eines Verbundsensors 1 für eine dynamische Größe gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gegeben. Das neunte Ausführungsbeispiel weist die nachstehend erwähnten technisch unterschiedlichen Punkte zu denjenigen des achten Ausführungsbeispiels auf. Das heisst, in diesem Ausführungsbeispiel entspricht ein Sensor, welcher einen Druck erfasst, einem kapazitiven Drucksensor. Es versteht sich, dass die gleichen Bezugszeichen, die in den zuvor beschriebenen jeweiligen Ausführungsbeispielen gezeigt sind, als diejenigen zum Bezeichnen der gleichen oder ähnlichen strukturellen Elemente in dem neunten Ausführungsbeispiel verwendet werden, und ihre Beschreibungen werden weggelassen.
  • 16 zeigt eine Schnittansicht zum Zeigen des Verbundsensors 1 für eine dynamische Größe gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel und diese entspricht 15B in dem achten Ausführungsbeispiel.
  • Wie es in 16 gezeigt ist, ist der kapazitive Drucksensor durch eine obere Elektrode 133, die auf einer Membran 35 vorgesehen ist, und eine untere Elektrode 132 gebildet, welche gegenüberliegend der oberen Elektrode 133 angeordnet ist, und ist aufwärts auf einem Trägesubstrat über einen Isolationsfilm 26 ausgebildet. Dann werden ein Ausgangssignal der oberen Elektrode 133 und ein Ausgangssignal der unteren Elektrode 132 über Verdrahtungsleitungen (nicht gezeigt, zum Beispiel Durchdringungselektroden) in die Verarbeitungsschaltung 40 eingegeben. Die Verarbeitungsschaltung 40 vergleicht das Ausgangssignal der oberen Elektrode 133 mit dem Ausgangssignal der unteren Elektrode 132, um eine elektrostatische Kapazität zwischen der oberen Elektrode 133 und der unteren Elektrode 132 zu erfassen, und berechnet dann einen auf die Membran 35 ausgeübten Druck auf der Grundlage einer Änderungshöhe der erfassten elektrostatischen Kapazitäten. Es ist ebenso anzumerken, dass als die untere Elektrode 132 dieses Ausführungsbeispiels diese untere Elektrode 132 durch Ersetzen durch den beweglichen Abschnitt 23 und dem festen Abschnitt 24 nicht ausgebildet ist, wie es in 13 gezeigt ist, sondern ein einzelnes Siliziumelement verwendet werden kann, das eine rechteckige Form aufweist.
  • Andererseits besteht der kapazitive Beschleunigungssensor 20 aus einer im Wesentlichen gleichen Struktur wie der des zuvor beschriebenen kapazitiven Beschleunigungssensors 20 in 11. Jedoch ist, obgleich die Durchdringungselektrode 111, welche das Ausgangssignal des kapazitiven Beschleunigungssensors 20 überträgt, auf der Membran 31 in 11 vorgesehen worden ist, die Durchdringungselektrode 111 an einer Stelle des Drucksensorsubstrats 151 vorgesehen worden, welche in diesem Ausführungsbeispiel nicht die Membran 35 ist. Dann ist in dem Drucksensorsubstrat 151 die Verarbeitungsschaltung 40 auf einer Randfläche dieses Substrats 151 vorgesehen worden, welche gegenüberliegend der Seite des Trägersubstrats angeordnet ist. Wie es in 16 gezeigt ist, wird ein Ausgangssignal des festen Abschnitts 24 über die Durchdringungselektrode 111 und die Verdrahtungsleitung 161 in die Verarbeitungsschaltung 40 eingegeben und werden weiterhin ein Ausgangssignal eines beweglichen Abschnitts (nicht gezeigt) und ebenso Ausgangssignale der unteren Elektrode 132 und der oberen Elektrode 133 in diese Verarbeitungsschaltung 40 eingegeben. Die Verarbeitungsschaltung 40 führt weiterhin ein Verstärkungsverfahren und ein Berechnungsverfahren auf der Grundlage dieser Eingangssignale aus, um Berechnungsergebnisse unter Verwendung einer Beschleunigungssensor-Ausgangsverdrahtungsleitung 152 und einer anderen Verdrahtungsleitung (nicht gezeigt) auszugeben. Wie es in der Beschleunigungssensor-Ausgangsverdrahtungsleitung 152 von 16 gezeigt ist, sind Anschlussflächen auf Randabschnitten dieser Verdrahtungsleitungen vorgesehen worden.
  • Da die zuvor beschriebene Struktur in dem Verbundsensor 1 für eine dynamische Größe aufgebaut ist, können auch dann, wenn eine kapazitiver Drucksensor verwendet wird, ein ähnlicher Betrieb und ähnliche Effekte wie diejenigen des zuvor beschriebenen achten Ausführungsbeispiels erzielt werden.
  • Es ist ebenso zu verstehen, dass, obgleich die untere Elektrode 132 aus der Elektrode besteht, die in dem neunten Ausführungsbeispiel das plattenförmige Element aufweist, eine derartige Struktur alternativ an Stelle der unteren Elektrode 132 verwendet werden kann, das sowohl der feste Abschnitt als auch der bewegliche Abschnitt von 13 gegenüberliegend der oberen Elektrode 133 angeordnet sind. In diesem alternativen Fall wird es angenommen, dass, während der kapazitive Beschleunigungssensor 20, der gegenüberliegend der Verarbeitungsschaltung 40 angeordnet ist, als ein erster Beschleunigungssensor definiert ist, und sowohl der feste Abschnitt als auch der bewegliche Abschnitt als ein zweiter Beschleunigungssensor definiert sind, welche gegenüberliegend der oberen Elektrode 133 angeordnet sind und als die untere Elektrode ersetzt sind; und sowohl eine Erfassungsrichtung (Verschiebungsrichtung des beweglichen Abschnitts) des ersten Beschleunigungssensors und eine Erfassungsrichtung des zweiten Beschleunigungssensors unterschiedlich zueinander gemacht werden (zum Beispiel orthogonale Richtungen). Zu dieser Zeit werden ähnlich dem sechsten Ausführungsbeispiel ein Zeitpunkt (erste Zeit) zum Erfassen einer Beschleunigung und ein Zeitpunkt (zweite Zeit) zum Erfassen eines Drucks an sowohl dem festen Abschnitt als auch dem beweglichen Abschnitt des zweiten Beschleunigungssensors auf eine periodische Weise festgelegt. Als Ergebnis kann eine Beschleunigung durch den zweiten Beschleunigungssensor zu der ersten Zeit erfasst werden, wohingegen ein Druck durch den zweiten Beschleunigungssensor und die obere Elektrode 133 zu der zweiten Zeit erfasst werden kann.
  • Da die zuvor beschriebene alternative Struktur in dem Verbundsensor für eine dynamsische Größe aufgebaut ist, kann die Beschleunigung der zwei Achsen durch den ersten Beschleunigungssensor und den zweiten Beschleunigungssensor erfasst werden und kann weiterhin der Druck unter Verwendung des festen Abschnitts und des beweglichen Abschnitts des zweiten Beschleunigungssensor und der oberen Elektrode 133 erfasst werden.
  • (Zehntes Ausführungsbeispiel)
  • Unter jetziger Bezugnahme auf 17 und 18 wird eine Beschreibung eines Verbundsensors 1 für eine dynamische Größe gemäß dem zehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gegeben. Dieses Ausführungsbeispiel ist ein derartiges Ausführungsbeispiel, das eine Mehrzahl der zuvor erläuterten Verbundsensoren 1 für eine dynamische Größe des ersten Ausführungsbeispiels gleichzeitig unter Verwendung eines Halbleiterverfahrens hergestellt werden. Es versteht sich, dass die gleichen Bezugszeichen, die in den zuvor beschriebenen jeweiligen Ausführungsbeispielen gezeigt sind, als diejenigen zum Bezeichnen der gleichen oder ähnlichen strukturellen Elemente in dem zehnten Ausführungsbeispiel verwendet werden, und ihre Beschreibungen werden weggelassen.
  • 17 zeigt eine Vogelperspektive zum Darstellen eines Wafersubstrats 171, in welchem eine Mehrzahl der zuvor beschriebenen Verbundsensoren 1 für eine dynamische Größe des ersten Ausführungsbeispiels, das in 1A bis 1C gezeigt ist, integriert worden sind. Weiterhin zeigt 18 eine vergrößerte Schnittansicht des Wafersubstrats 171, die entlang einer Linie XVIII-XVIII in 17 genommen ist. Wie es in 18 dargestellt ist, sind die piezoelektrischen Drucksensoren 30 von 1A bis 1C aufeinander gestapelt, um den jeweiligen kapazitiven Beschleunigungssensor 20 des beschleunigungssensorseitigen Wafersubstrats zu entsprechen, an dem die mehreren Teile eines kapazitiven Beschleunigungssensors 20 von 1A bis 1C gestapelt sind. Als Ergebnis wird ein derartiges Wafersubstrat 171 ausgebildet, dass die mehreren Stücke der Verbundsensoren 1 einer dynamischen Größe, die in 17 gezeigt ist, gestapelt worden sind. Dann wird dieses Wafersubstrat 171 entlang gestrichelten Linien, die in 17 und 18 gezeigt sind, in Würfel geschnitten, so dass eine Mehrzahl der Verbundsensoren 1 für eine dynamische Größe von 1A bis 1C erzielt werden können.
  • Unter einem derartigen Zustand, dass die piezoelektrischen Drucksensoren 30 auf die kapazitiven Beschleunigungssensoren 20 gestapelt worden sind, werden die Anschlussflächen 24d eines festen Abschnitts und der Anschlussflächen 23f eines beweglichen Abschnitts der kapazitiven Beschleunigungssensoren 20 freigelegt, so dass ein Erregeungstest ausgeführt werden kann, bevor das Wafersubstrat 171 in Würfel geschnitten wird. Alternativ können ein Wafersubstrat 1, in dem eine Mehrzahl von Beschleunigungssensoren ausgebildet worden sind, und ein anderes Wafersubstrat 2, in dem eine Mehrzahl von Drucksensoren ausgebildet worden sind, unter Waferzuständen miteinander gestapelt werden und können danach die gestapelten Wafersubstrate in Würfel geschnitten werden. In diesem alternativen Fall ist entweder eine Durchdringungsrille oder ein Durchdringungsloch in dem Wafersubstrat 2 ausgebildet worden, auf welchem die Drucksensoren des oberen Flächenabschnitts ausgebildet worden sind, welche mit den Beschleunigungssensoren drahtkontaktiert worden sind, um zu zum Beispiel 18 äquivalent zu sein, und danach werden die Wafersubstrate miteinander gestapelt.
  • (Elftes Ausführungsbeispiel)
  • Unter jetziger Bezugnahme auf 19A und 20A bis 20C wird eine Beschreibung eines Verbundsensors 1 für eine dynamische Größe gemäß dem elften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gegeben.
  • Das elfte Ausführungsbeispiel weist die nachstehend erwähnten technisch unterschiedlichen Punkte von denjenigen des zuvor beschriebenen zehnten Ausführungsbeispiels auf. Das heisst, in diesem Ausführungsbeispiel ist ein piezoelektrischer Drucksensor 30, welcher auf ein beschleunigungssensorseitiges Wafersubstrat 171 gestapelt ist, unter einem Zustand eines drucksensorseitigen Wafersubstrats 172 gestapelt. Es versteht sich, dass die gleichen Bezugszeichen, die in dem zuvor beschriebenen jeweiligen Ausführungsbeispiel gezeigt sind, als diejenigen zum Bezeichnen der gleichen oder ähnlichen strukturellen Elemente in dem elften Ausführungsbeispiel verwendet werden, und ihre Beschreibungen werden weggelassen.
  • 19 zeigt eine Schnittansicht zum Zeigen des Verbundsensors 1 für eine dynamische Größe gemäß dem elften Ausführungsbeispiel. Als eine Struktur des Verbundsensors 1 für eine dynamische Größe wird bezüglich 11 des vierten Ausführungsbeispiels eine Seitenfläche (das heisst eine Fläche einer Richtung senkrecht zu der Richtung eines ausgeübten Drucks) des Masserahmens 31b des piezoelektrischen Drucksensors 30 übereinstimmend zu einer Seitenfläche (das heisst einer Fläche einer Richtung einer ausgeübten Beschleunigung) des kapazitiven Beschleunigungssensors 20 gemacht.
  • Als Nächstes wird eine Beschreibung eines Verfahrens zum Herstellen des Verbundsensors 1 für eine dynamische Größe des elften Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf 20A bis 20C gegeben.
  • Zuerst wird, wie es in 20A gezeigt ist, ein derartiges drucksensorseitiges Wafersubstrat 172 vorbereitet, in welchem eine Mehrzahl der zuvor erläuterten piezoelektrischen Drucksensoren 30, die in 19 gezeigt sind, gestapelt worden sind. Dieses drucksensorseitige Wafersubstrat 172 ist ein derartiges drucksensorseitiges Wafersubstrat, in welchem der piezoelektrische Widerstand 32 und die Durchdringungselektrode 111 (welche nicht gezeigt sind) in dem zuvor beschriebenen Ausbildungsschritt in dem vierten Ausführungsbeispiel verarbeitet worden sind und dann bereits ausgebildet worden sind.
  • In einem Schritt von 20, der dem Schritt von 20A nachfolgt, wird, nachdem das Lot 91 einer Leitung auf einem freiliegenden Abschnitt der Durchdringungselektrode 111 des drucksensorseitigen Wafersubstrats 172 angeordnet worden ist, und der NCF 101 an einem vorbestimmten Abschnitt angeordnet worden ist, das drucksensorseitige Wafersubstrat 172 bezüglich des beschleunigungssensorseitigen Wafersubstrats 171 gestapelt.
  • In einem Schritt von 20C, der dem Schritt von 20B nachfolgt, wird das gestapelte Substrat, das in 20B hergestellt wird, entlang gestrichelten Linien in Würfel geschnitten, so dass ein Verbundsensor 1 für eine dynamische Größe von 19 erzielt werden kann.
  • In dem elften Ausführungsbeispiel wird, nachdem das drucksensorseitige Wafersubstrat 172 und das beschleunigungssensorseitige Wafersubstrat 171 miteinander gestapelt worden sind, das gestapelte Wafersubstrat in Würfel geschnitten. Als Ergebnis wird in Übereinstimmung mit dem Herstellungsverfahren des elften Ausführungsbeispiels die gesamte Anzahl des Würfelschneideverfahrens und des Stapelverfahrens kleiner als diejenigen des zuvor erwähnten Falls. Das heisst, das drucksensorseitige Wafersubstrat 172 wird in Würfel geschnitten, um den piezoelektrischen Drucksensor 30 auszubilden, und weiterhin wird das beschleunigungssensorseitige Wafersubstrat 171 in Würfel geschnitten, um den kapazitiven Beschleunigungssensor 1 auszubilden, und dann werden diese Sensoren 172 und 171 getrennt miteinander gestapelt.
  • Andererseits ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Verbundsensor 1 für eine dynamische Größe, der die im Wesentlichen gleiche Struktur wie die des zuvor beschriebenen vierten Ausführungsbeispiels, das in 11 gezeigt ist, aufweist, durch Stapeln des drucksensorseitigen Wafersubstrats 172 auf das beschleunigungssensorseitige Wafersubstrat 171 hergestellt worden. Jedoch ist eine Struktur eines Verbundsensors für eine dynamische Größe, der durch eine Stapelweise hergestellt ist, nicht auf lediglich das beschränkt, das in 11 gezeigt ist. Zum Beispiel wird, wie es in 1A bis 1C des ersten Ausführungsbeispiels dargestellt ist, auch dann, wenn der piezoelektrische Drucksensor 30 verwendet wird, welcher die Anschlussflächen 34 eines Drucksensors auf der Fläche des Masserahmens 31b des Deformationsabschnitts 31a aufweist, welche gegenüberliegend der konkaven Bodenfläche angeordnet ist, ein derartiges drucksensorseitiges Wafersubstrat vorbereitet, auf welchem der zuvor beschriebene piezoelektrische Drucksensor 30 integriert worden ist. Dann kann dieses drucksensorseitige Wafersubstrat auf das beschleunigungssensorseitige Wafersubstrat gestapelt werden. In diesem alternativen Fall ist es bevorzugt, ein Durchdringungsloch in dem drucksensorseitigen Wafersubstrat auszubilden, bevor der piezoelektrische Drucksensor 30 gestapelt wird, damit die Anschlussfläche eines festen Abschnitts von dem Masserahmen 31b des piezoelektrischen Drucksensors 30 bedeckt wird.
  • Zusätzlich zu der Struktur, die in 1A bis 1C gezeigt ist, können auch in der Struktur von 9A bis 9C, der Struktur von 10A bis 10C, der Struktur von 11 und der Struktur von 12 die drucksensorseitigen Wafersubstrate auf die beschleunigungssensorseitigen Wafersubstrate gestapelt werden und können dann die gestapelten Wafersubstrate in Würfel geschnitten werden. Ebenso kann in der Struktur von 35 das erste beschleunigungssensorseitige Wafersubstrat auf das zweite beschleunigungssensorsseitige Wafersubstrat gestapelt werden und können dann die gestapelten Wafersubstrate in Würfel geschnitten werden.
  • (Zwölftes Ausführungsbeispiel)
  • Unter jetziger Bezugnahme auf 21, 22A bis 22B und 23A bis 23F wird eine Beschreibung eines Sensors 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht gemäß dem zwölften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gegeben. Das zwölfte Ausführungsbeispiel weist die nachstehend erwähnten technisch unterschiedlichen Punkte von denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels auf. Das heisst, in diesem Ausführungsbeispiel ist ein piezoelektrischer Drucksensor 30 auf eine Leiterplatte 240 gestapelt worden. Es ist zu verstehen, dass die gleichen Bezugszeichen, die in den zuvor beschriebenen jeweiligen Ausführungsbeispielen gezeigt sind, als diejenigen zum Bezeichnen der gleichen oder ähnlichen strukturellen Elemente in dem zwölften Ausführungsbeispiel verwendet werden, und Beschreibungen von ihnen werden weggelassen.
  • 21 zeigt eine Draufsicht des Sensors 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht gemäß dem zwölften Ausführungsbeispiel. In 21 werden, obgleich piezoelektrische Widerstände 32 nicht von einer Oberfläche des Sensors 21 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht frei liegen, Anordnungsstellen zum Zwecke von Erläuterungen unter Verwendung von gestrichelten Linien gezeigt. Die Durchdringungselektroden 111, die in 21 frei liegen, werden verwendet, um elektrische Energie zum Ansteuern der Verarbeitungsschaltung 40 und des piezoelektrischen Drucksensors 30 zuzuführen, und werden als Masse verwendet und werden ebenso verwendet, um Ausgangssignale aus der Verarbeitungsschaltung 40 und dem piezoelektrischen Drucksensor 30 abzuleiten. Eine Schnittansicht, die entlang einer Linie XXIIA-XXIIA von 21 genommen ist, ist in 22A gezeigt, und eine andere Schnittansicht, die entlang einer Linie XXIIB-XXIIB von 21 genommen ist, ist in 22B gezeigt.
  • Wie es in 22A gezeigt ist, weist der Sensor 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht eine derartige Struktur auf, dass der piezoelektrische Drucksensor 30 auf die Leiterplatte 240 gestapelt worden ist. Ein Ausgangssignal des piezoelektrischen Drucksensors 30 wird über die Durchdringungselektrode 111 und eine Verdrahtungsleitung 161 in die Verarbeitungsschaltung 40 der Leiterplatte 24 eingegeben und wird daher in dieser Verarbeitungsschaltung 40 verarbeitet. Dann wird ein signalverarbeitetes Ergebnis der Verarbeitungsschaltung 40 von einer Oberfläche der Membran 31 durch die Verarbeitungsschaltung 40 und die Durchdringungselektrode 111 abgeleitet, welche die Oberfläche der Membran 31 durchdringt. Ebenso ist die Referenzdruckkammer 37 des piezoelektrischen Drucksensors 30 durch Schaffen eines Raums realisiert, der zwischen einem Oberflächenschutzfilm 241 der Leiterplatte 240 und der Membran 31 ausgebildet ist. Ebenso ist, wie es in 22B gezeigt ist, eine andere Durchdringungselektrode 111 zum Zuführen der Ansteuerenergie zu der Verarbeitungsschaltung 40 vorgesehen worden.
  • Unter jetziger Bezugnahme auf 23A bis 23F wird eine Beschreibung eines Verfahrens zum Herstellen des Sensors 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht gemäß dem Ausführungsbeispiel gegeben.
  • Zuerst werden, wie es in 23A gezeigt ist, die Membran 31, in welcher die piezoelektrischen Widerstände 32 intern ausgebildet worden sind, und die Leiterplatte 240 vorbereitet, und werden dann aneinander geheftet. In der Leiterplatte 240 sind die Verarbeitungsschaltung 40 und die Verdrahtungsleitung 161, die aus Aluminium besteht, auf einem Siliziumsubstrat vorgesehen. Als ein Beispiel der Haftverfahren können sowohl die Membran 31 als auch die Leiterplatte 240 in einer Vakuumatmosphäre oberflächenverarbeitet werden und können durch ein Oberflächenaktivierungsverfahren (direktes Verbinden bei Raumtemperatur) miteinander verbunden werden. Wenn das Direktverbindungsverfahren bei Raumtemperatur durchgeführt wird, kann dann der folgende Vorzug erzielt werden. Das heisst, die Membran 31 kann bei einer Temperatur, die niedriger als ein Schmelzpunkt von Aluminium ist, welches die Verdrahtungsleitung 161 bildet, an der Leiterplatte 240 befestigt werden. Alternativ können ein Anodenverbindungsverfahren und ein Glasverbindungsverfahren verwendet werden, das ein Glas eines niedrigen Schmelzpunkts verwenden.
  • In einem Schritt von 23B, der 23A nachfolgt, werden ein Photoresistmasken-Ausbildungsvorgang und ein reaktives Ionenätzverfahren (hier im weiteren Verlauf als ”RIE”-Verfahren bezeichnet) bezüglich des Isolationsfilms 36 ausgeführt, der auf den piezoelektrischen Widerständen 32 der Membran 31 ausgebildet ist, um ein Kontaktloch 243 in dem Masserahmen 31b auszubilden. Dieses RIE-Verfahren wird durchgeführt, bis die Verdrahtungsleitung 161 der Leiterplatte 240 frei liegt. Anders ausgedrückt kann, da die Verdrahtungsleitung 161 aus Aluminium besteht, diese Verdrahtungsleitung 161 als ein Stopper dienen, wenn das RIE-Verfahren durchgeführt wird.
  • In einem Schritt von 23C, der 23B nachfolgt, wird ein Oxidfilm (SiO2) 242 mittels eines CVD- bzw. chemischen Dampfabscheidungsverfahren auf einer Wandfläche des Kontaktlochs 243 abgeschieden. Zu dieser Zeit wird der Oxidfilm 242 ebenso auch auf der Verdrahtungsleitung 161 auf der Bodenfläche des Kontaktlochs 243 abgeschieden.
  • In einem Schritt von 23D, der 23C nachfolgt, wird das RIE-Verfahren weiterhin durchgeführt, um die Verdrahtungsleitung 161 frei zu legen, und um ebenso ein Kontaktloch 31E in einem Abschnitt des Isolationsfilms 36 auszubilden, welcher die piezoelektrischen Widerstände 32 trägt.
  • In einem Schritt von 23E, der 23D nachfolgt, wird Aluminium mittels des CVD-Verfahrens auf dem Kontaktloch 243 abgeschieden und wird das Kontaktloch 31e in dem Oxidfilm 36 ausgebildet, welcher die piezoelektrischen Widerstände 32 bedeckt. Zu dieser Zeit wird Aluminium ebenso auf einem Raum zwischen einem Abschnitt des Kontaktlochs 243 und dem Kontaktloch 31e abgeschieden, das in dem Oxidfilm 36 ausgebildet ist, um diese Kontaktlöcher 243 und 31e elektrisch zu verbinden, so dass eine Verdrahtungsleitung 33 eines Drucksensors ausgebildet wird. Es ist ebenso anzumerken, dass eine Substanz, die abzuscheiden ist, nicht auf lediglich Aluminium beschränkt ist, sondern aus anderen Metallen, wie zum Beispiel Wolfram, und Polysilizium ausgewählt werden kann. In einem Schritt von 23F, der 23E nachfolgt, wird der Oberflächenschutzfilm 35 auf eine derartige Weise abgeschieden, dass dieser Oberflächenschutzfilm 35 die Verdrahtungsleitung 33 eines Drucksensors bedeckt, die in dem vorhergehenden Schritt von 23E ausgebildet worden ist. Danach wird das RIE-Verfahren ausgeführt, um ein Kontaktloch in dem Oberflächenschutzfilm 35 vorzusehen, so dass ein derartiger Sensor 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht fertig gestellt ist, wie er in 21 und 22A bis 22B gezeigt ist.
  • Dieses Kontaktloch wird ausgebildet, um ein Signal der Verarbeitungsleitung 40 nach außerhalb dieses Sensors 201 abzuleiten.
  • Als Nächstes wird eine Beschreibung von Effekten gegeben, die durch den Sensor 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht des zwölften Ausführungsbeispiels erzielt werde. Als ein erster Effekt kann, da der piezoelektrische Drucksensor 30 auf der Leiterplatte 240 gestapelt ist, die Fläche, die von dem Sensor belegt wird, verglichen mit einer Struktur verringert werden, bei der ein piezoelektrischer Drucksensor und eine Leiterplatte getrennt vorgesehen sind.
  • Ebenso sind als ein zweiter Effekt die Durchdringungselektroden 111 auf dem Masserahmen 31b zum Tragen der Membran 31 vorgesehen, um die piezoelektrischen Widerstände 32 mit der Verarbeitungsschaltung 40 zu verbinden, so dass verglichen mit einer Struktur, bei der der piezoelektrische Widerstand 32 und die Verarbeitungsschaltung 40 nicht gestapelt sind, sondern unter Verwendung von Drähten elektrisch miteinander verbunden sind, eine höhere Zuverlässigkeit erzielt werden kann.
  • Als ein dritter Effekt ist die Verarbeitungsschaltung 40 bezüglich der Druckausübungssrichtung hinter der Membran 31 angeordnet, das heisst über der Referenzdruckkammer 37 angeordnet. Als ein Ergebnis kann die Verarbeitungsschaltung 40 geschützt werden. Genauer gesagt ist es, da Transistorelemente, welche die Verarbeitungsschaltung 40 aufbauen, leicht und nachteilig durch Verunreinigungen (zum Beispiel Verunreinigungen, die durch Fluid und Gas verursacht werden, deren Druck erfasst werden sollte) beinflusst werden, erwünscht, die Verarbeitungsschaltung 40 derart anzuordnen, dass sie von der Membran 31 getrennt ist, die Risiken von derartigen Verunreinigungen aufweist.
  • Es ist ebenso anzumerken, dass die Schichtstapelschritte nicht in der Chipeinheit ausgeführt werden müssen, wie es in 23A bis 23F dargestellt ist. Das heisst, wie es in dem vorhergehenden zehnten Ausführungsbeispiel erläutert ist, kann eine strukturelle Komponente (zum Beispiel ein piezoelektrischer Drucksensor 30) in die Chipeinheit unterteilt sein und kann danach der geteilte Sensor auf die andere strukturelle Komponente (Leiterplatte 240) unter einem Wafersubstratzustand gestapelt werden. Ebenso können, wie es in dem vorhergehenden elften Ausführungsbeispiel beschrieben ist, beide der strukturellen Komponenten (des heisst der piezoelektrische Drucksensor 30 und die Leiterplatte 240) unter einem Wafersubstratzustand abwechselnd miteinander gestapelt werden.
  • (Dreizehntes Ausführungsbeispiel)
  • Unter jetziger Bezugnahme auf 24 wird eine Beschreibung eines Sensors 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht gemäß dem dreizehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gegeben. Das dreizehnte Ausführungsbeispiel weist die nachstehend erwähnten technisch unterschiedlichen Punkte zu denjenigen des zwölften Ausführungsbeispiels auf. Das heisst, in diesem Ausführungsbeispiel ist ein konkaver Abschnitt einer Membran 31 eines piezoelektrischen Drucksensors 30 auf der Seite einer Druckausübung vorhanden. Es ist zu verstehen, dass die gleichen Bezugszeichen, die in den zuvor beschriebenen jeweiligen Ausführungsbeispielen gezeigt sind, als diejenigen zum Bezeichnen der gleichen oder ähnlichen strukturellen Elemente in dem dreizehnten Ausführungsbeispiel verwendet werden, und ihre Beschreibungen werden weggelassen.
  • 24 zeigt eine Schnittansicht des Sensors 21 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht gemäß dem dreizehnten Ausführungsbeispiel. Wie es in 24 gezeigt ist, ist ein konkaver Abschnitt der Membran 31 des piezoelektrischen Drucksensors 30 auf der Druckausübungsseite vorhanden. Dann sind die piezoelektrischen Widerstände 32 über eine Siliziumschicht, welche die Membran 31 bildet, auf einer Innenseite einer Bodenfläche des konkaven Abschnitts angeordnet worden.
  • Ebenso ist eine Konkavität 244 an einer Stelle der Leiterplatte 240 ausgebildet worden, welche gegenüberliegend dem Deformationsabschnitt 31a der Membran 31 angeordnet ist, um die Referenzdruckkammer 37 zu werden, wenn der piezoelektrische Drucksensor 30 auf der Leiterplatte 240 gestapelt wird. Diese Konkavität 244 ist auf einer derartigen Fläche des Siliziumsubstrats ausgebildet, welche einer Fläche von diesen gegenüberliegend angeordnet ist, in welcher die Verarbeitungsschaltung 40 ausgebildet worden ist. Genauer gesagt wird, nachdem die Verarbeitungsschaltung 40 in dem Siliziumsubstrat ausgebildet worden ist, ein Abschnitt des Oxidfilms 242, der auf der Fläche dieses Siliziumsubstrats vorgesehen ist, entfernt, welcher gegenüberliegend der Fläche davon angeordnet ist, an der die Verarbeitungsschaltung 40 ausgebildet worden ist. Weiterhin wird, während der Oxidfilm 242, welcher nicht entfernt worden ist, als eine Maske verwendet wird, das Siliziumsubstrat geätzt, um die Konkavität 244 auszubilden. Dann wird bezüglich der Leiterplatte 240 unter einem derartigen Zustand, dass die Konkavität 244 ausgebildet worden ist, ein derartiger piezoelektrischer Drucksensor 30 durch das Direktverbindungsverfahren gestapelt. In diesem piezoelektrischen Drucksensor 30 sind die piezoelektrischen Widerstände 32, die Verdrahtung 33 eines Drucksensor und der Deformationsabschnitt 31a in dem Siliziumsubstrat ausgebildet worden. Nachdem Direktverbindungsverfahren wird die Verarbeitungsschaltung 40 unter Verwendung des zuvor beschriebenen Verfahrens zum Ausbilden der Durchdringungselektroden 111 unter Bezugnahme auf 23A bis 23F elektrisch mit den piezoelektrischen Widerständen 32 verbunden und wird weiterhin der Schutzfilm 241 zum Schützen der Leiterplatte 240 auf der Seite der Verarbeitungsschaltung 40 vorgesehen.
  • Ebenso kann eine Signalableitungselektrode 245 auf dem Schutzfilm 241 zum Schützen der Verarbeitungsschaltung 40 ausgebildet sein und kann diese Signalableitungselektrode 245 durch einen Höcker verbunden sein, so dass der Sensor 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht als Flipchip ausgebildet werden kann.
  • Effekte dieses Ausführungsbeispiels werden nun beschrieben. Als ein erster Effekt kann, da der Sensor 201 in dem Flipchip ausgebildet ist, eine gesamte Anzahl von Verdrahtungsleitungen, die an den Abschnitten frei liegen, welche in das Freie frei liegen, verringert werden (insbesondere sollte eine gesamte Anzahl vorzugsweise auf null verringert werden). Als ein zweiter Effekt wird, während die Konkavität 244 an der hinteren Fläche der Verarbeitungsschaltung 40 ausgebildet ist, an der kein Element ausgebildet ist, diese Konkavität 244 als die Referenzdruckkammer 37 verwendet, so dass die Kapazität der Referenzdruckkammer 37 sichergestellt werden kann. Als Folge ist, um die Kapazität der Referenzdruckkammer 37 sicherzustellen, entweder ein Abstandshalter oder ein Isolationsfilm nicht länger zwischen dem piezoelektrischen Drucksensor 30 und der Leiterplatte 240 vorgesehen (ansonsten kann er vorgesehen sein).
  • (Vierzehntes Ausführungsbeispiel)
  • Unter jetziger Bezugnahme auf 25A bis 25B wird eine Beschreibung eines Sensors 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht gemäß dem 14. Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gegeben. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem zuvor beschriebenen zwölften Ausführungsbeispiel hinsichtlich des folgenden technischen Punkts. Das heisst, die Verarbeitungsschaltung 40 ist auf einer derartigen Seite der Leiterplatte 240 ausgebildet worden, welche gegenüberliegend der Referenzdruckkammer 37 angeordnet ist.
  • Es versteht sich, dass die gleichen Bezugszeichen, die in den zuvor beschriebenen jeweiligen Ausführungsbeispielen gezeigt sind, als diejenigen zum Bezeichnen der gleichen oder ähnlichen strukturellen Elemente in dem vierzehnten Ausführungsbeispiel verwendet werden und ihre Beschreibungen werden weggelassen.
  • 25A und 25B zeigen Schnittansichten des Sensors 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht gemäß dem vierzehnten Ausführungsbeispiel. Ebenso entspricht 25A 22A in dem zwölften Ausführungsbeispiel und entspricht 25B 22B in dem zwölften Ausführungsbeispiel. Wie es in 25A und 25B gezeigt ist, ist die Verarbeitungsschaltung 40 auf einer Fläche der Leiterplatte 240 ausgebildet worden, welche gegenüberliegend der Referenzdruckkammer 37 angeordnet ist, das heisst ist auf der Fläche dieser Leiterplatte 240 entlang einer Richtung ausgebildet worden, die der Druckausübungsrichtung der Membran 30 entgegengesetzt ist.
  • Zuerst wird eine detaillierte Beschreibung von 25A gegeben. Die Verdrahtung 33 eines Drucksensors ist innerhalb des Oberflächenschutzfilms 35 vorgesehen worden, der auf der Druckausübungsseite der Membran 31 vorgesehen ist. Die Verdrahtungsleitung 33 eines Drucksensors verbindet die piezoelektrischen Widerstände 32 elektrisch mit den Durchdringungselektroden 111 innerhalb des Masserahmens 31b. Weiterhin sind die Durchdringungselektroden 111 elektrisch mit den Verdrahtungsleitungen 161 verbunden worden, die innerhalb des Schutzfilms 241 ausgebildet sind, der auf der Oberfläche der Leiterplatte 240 vorgesehen ist, und auf der die Verarbeitungsschaltung 40 vorhanden ist. Da die Verdrahtungsleitungen 161 auf die zuvor beschriebene Weise festgelegt sind, sind die piezoelektrischen Widerstände 32 elektrisch mit der Verarbeitungsschaltung 40 verbunden worden.
  • Als Nächstes wird eine Beschreibung von 25B gegeben. In 25B liegt eine Verdrahtungsleitung 161 teilweise von dem Schutzfilm 241 frei und bildet eine Anschlussfläche 41 einer Verarbeitungsschaltung für ein Kontaktierungsverfahren. Diese Verdrahtungsleitung 161 unterscheidet sich von der Verdrahtungsleitung von 25A und geht durch den Innenabschnitt des Schutzfilms 241, der auf der Oberfläche der Leiterplatte 240 vorgesehen ist. Ebenso ist die andere Verdrahtungsleitung 161, welche durch den Schutzfilm 241 geht, elektrisch mit der Durchdringungselektrode 111 verbunden worden, wenn sie sich zu der von 22A unterscheidet und in dem Masserahmen 31b vorgesehen worden ist. Dann wird ein Randabschnitt dieser Durchdringungselektrode 111 von dem Oberflächenschutzfilm 35 freigelegt, der auf der Druckausübungsseite der Membran 31 vorgesehen ist, und bildet dann die Anschlussfläche 41 einer Verarbeitungsschaltung.
  • Da die zuvor beschriebene Struktur verwendet wird, müssen gemäß dem Sensor 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht des vierzehnten Ausführungsbeispiels die Ausgangssignale der Verarbeitungsschaltung 40 nicht nur von der Randfläche der Membran 31 auf der Druckausübungsseite, sondern ebenso von der Randfläche der Leiterplatte 240 abgeleitet werden, welche auf einer der Druckausübungsseite gegenüberliegenden Seite angeordnet ist.
  • Es ist anzumerken, dass in diesem Ausführungsbeispiel der Sensor 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht aus einer derartigen Struktur hergestellt worden ist, dass der piezoelektrische Drucksensor 30 auf die Leiterplatte 240 gestapelt ist und die Signals von beiden Flächen der gestapelten Elemente abgeleitet werden. Jedoch ist diese Struktur lediglich ein Beispiel. Zum Beispiel können in der Struktur von 1A bis 1C, wenn eine Durchdringungselektrode, welche sowohl das Siliziumsubstrat 21 des N-Typs als auch den Isolationsfilm 26 durchdringt, auf dem Trägersubstrat 25 des kapazitiven Beschleunigungssensors 20 vorgesehen ist, Signale aus beiden der Flächen des Verbundsensors 1 für eine dynamische Größe eingegeben und ausgegeben werden, wie es in diesem Ausführungsbeispiel erläutert ist. Anders ausgedrückt ist der Kern dieses Ausführungsbeispiels wie folgt gegeben. Während die Durchdringungselektrode vorgesehen ist, werden die Signale von beiden der Flächen von entweder dem Verbundsensor 1 für eine dynamische Größe oder dem Sensor 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht eingegeben und ausgegeben. Als Folge ist die Struktur des Sensors 1 oder 201 nicht auf die Strukturen beschränkt, die in 22A und 22B gezeigt sind.
  • (Fünfzehntes Ausführungsbeispiel)
  • Unter jetziger Bezugnahme auf 26 wird eine Beschreibung eines Sensors 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht gemäß dem fünfzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gegeben. Das fünfzehnte Ausführungsbeispiel weist die zuvor erwähnten technisch unterschiedlichen Punkte von denjenigen der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele auf. Das heisst, in diesem Ausführungsbeispiel ist eine Verdrahtungsleitung 33 eines Drucksensors durch eine Störstellendiffusionsschicht ausgebildet worden. Es versteht, dass die gleichen Bezugszeichen, die in den zuvor beschriebenen jeweiligen Ausführungsbeispielen gezeigt sind, als diejenigen zum Bezeichnen der gleichen oder ähnlichen strukturellen Elemente in dem fünfzehnten Ausführungsbeispiel verwendet werden und ihre Beschreibungen werden weggelassen.
  • 26 zeigt eine Schnittansicht des Sensors 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht gemäß dem fünfzehnten Ausführungsbeispiel. Wie es in 26 gezeigt ist, sind die piezoelektrischen Widerstände 32 auf einer derartigen Fläche der Membran 31 ausgebildet worden, welche gegenüberliegend der Seite davon, an welcher der Druck ausgeübt wird, angeordnet ist. Weiterhin ist eine Störstellendiffusionsschicht, die durch Diffundieren der Störstellen in das Siliziumsubstrat ausgebildet ist, angrenzend an die Membran 31 auf eine derartige Weise angeordnet worden, dass diese Störstellendiffusionsschicht elektrisch mit diesen piezoelektrischen Widerständen 32 verbunden ist. Dann ist die Verdrahtungsleitung 33 eines Drucksensors, die aus dieser Störstellendiffusionsschicht besteht, über die Durchdringungselektrode 111, die auf der Leiterplatte 240 vorgesehen ist, elektrisch mit dieser Leiterplatte 240 verbunden worden.
  • Ebenso ist, wie es in 26 gezeigt ist, die Fläche der Leiterplatte 240, in welcher die Verarbeitungsschaltung 40 ausgebildet worden ist, der Referenzdruckkammer 37 gegenüberliegend,
  • Obgleich es in der Darstellung nicht gezeigt ist, wird nun ein Verfahren zum Herstellen des zuvor beschriebenen Sensors 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht beschrieben. Als ein erster Schritt wird ein derartiger piezoelektrischer Drucksensor 30 vorbereitet, auf welchem die Membran 31, die piezoelektrischen Widerstände 32 und die Verdrahtungsleitung 33 eines Drucksensors, die aus der Störstellendiffusionsschicht besteht, ausgebildet worden sind. Ebenso wird eine derartige Leiterplatte 240 vorbereitet, welche die Verarbeitungsschaltung 40, den Schutzfilm 241 zum Schützen der Verarbeitungsschaltung 40 und die Verdrahtungsleitung 161 enthält, welche innerhalb dieses Schutzfilm 241 vorgesehen ist und elektrisch mit der Verarbeitungsschaltung 40 verbunden ist.
  • Als ein zweiter Schritt ist eine Randfläche der Membran 31 auf der Seite, an der die Verdrahtungsleitung 33 eines Drucksensors vorhanden ist, die aus der Störstellendiffusionsschicht besteht, direkt mit einer derartigen Fläche der Leiterplatte 240 auf der Seite verbunden, an der die Verarbeitungsschaltung 40 vorhanden ist.
  • Als ein dritter Schritt wird ein Kontaktloch in einer derartigen Fläche der Leiterplatte 240 auf der Seite ausgebildet, an der die Verarbeitungsschaltung 40 nicht vorhanden ist, während dieses Kontaktloch mit der Verdrahtungsleitung 33 eines Drucksensors verbunden ist, die aus der Störstellendiffusionsschicht besteht.
  • Weiterhin wird ein anderes Kontaktloch, welches mit der Verdrahtungsleitung 161 verbunden ist, an der zuvor beschriebenen Flache der Leiterplatte 240 ausgebildet.
  • Als ein vierter Schritt wird Polysilizium oder der Gleichen durch CVD-Verfahren auf eine derartige Weise abgeschieden, dass die Kontaktlöcher, die in dem dritten Schritt ausgebildet werden, elektrisch miteinander verbunden sind. Durch Ausführen der zuvor beschriebenen Schritte kann der Sensor 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht von 26 hergestellt werden.
  • Als ein Effekt, der durch den Sensor 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht des fünfzehnten Ausführungsbeispiels erzielt wird, können, da nicht nur die Verarbeitungsschaltung 40, sondern ebenso die piezoelektrischen Widerstände 32 auf der Seite der Referenzdruckkammer 27 vorhanden sind, diese Verarbeitungsschaltung 40 und diese piezoelektrischen Widerstände 32 kaum mit dem Freien in Verbindung stehen. Anders ausgedrückt kann die Umgebungswiderstandscharakteristik dieses Sensors 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht verglichen mit einem derartigen Fall erhöht werden, in dem diese Verarbeitungsschaltung 40 und diese piezoelektrischen Widerstände 32 in das Freie frei liegen.
  • (Sechszehntes Ausführungsbeispiel)
  • Unter jetziger Bezugnahme auf 27 und 28A bis 28E wird eine Beschreibung eines Sensors 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht gemäß des sechszehnten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung gegeben. Das sechszehnte Ausführungsbeispiel weist die nachstehend erwähnten technisch unterschiedlichen Punkte von denjenigen des zuvor beschriebenen zwölften Ausführungsbeispiels auf. Das heisst, in diesem Ausführungsbeispiel ist die Leiterplatte 240 auf den kapazitiven Beschleunigungssensor 20 gestapelt worden. Es versteht sich, dass die gleichen Bezugszeichen, die in den zuvor beschriebenen jeweiligen Ausführungsbeispielen gezeigt sind, als diejenigen zum Bezeichnen der gleichen oder ähnlichen strukturellen Elemente in dem sechszehnten Ausführungsbeispiel verwendet werden und ihre Beschreibungen werden weggelassen.
  • 27 zeigt eine Schnittansicht des Sensors 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht gemäß dem sechzehnten Ausführungsbeispiel. Wie es in 27 gezeigt ist, ist eine Fläche der Leiterplatte 240 auf der Seite davon, an der die Verarbeitungsschaltung 40 vorhanden ist, bezüglich einer derartigen Fläche des kapazitiven Beschleunigungssensors 20 auf der Seite davon gestapelt, an der der feste Abschnitt 24 und der bewegliche Abschnitt 23 vorhanden sind. Ebenso wird ein Ausgangssignal des festen Abschnitts 24 einmal über eine Durchdringungsperiode 111, die auf der Leiterplatte 240 vorgesehen ist, zu einer anderen Fläche der Leiterplatte 240 auf der Seite davon abgeleitet, an der die Verarbeitungsschaltung 40 nicht vorhanden ist. Weiterhin ist dieses abgeleitete Ausgangssignal über eine andere Durchdringungselektrode 111 elektrisch mit der Verdrahtungsleitung 161 verbunden, die auf der Fläche der Leiterplatte 240 auf der Seite von dieser vorhanden ist, an der die Verarbeitungsschaltung 40 nicht vorhanden ist. Dann ist diese Verdrahtungsleitung 161 mit dem Eingangsanschluss der Verarbeitungsschaltung 40 verbunden worden.
  • Als ein weiteres Merkmal ist, wie es in 27 dargestellt ist, der SiN-Film 27 nicht auf mindestens der beweglichen Elektrode 23 vorhanden oder wird die Dicke verglichen mit der Dicke des SiN-Films 27 des äußeren Rahmens 22 und des festen Abschnitts 24 dünner gemacht. Als Folge weist der bewegliche Abschnitt 23 einen Spalt bezüglich der Leiterplatte 240 und eine derartige Struktur auf, welche entlang der gleichen Richtung wie die Längsrichtung des Trägersubstrats 25 beweglich ist. Andererseits sind, damit die Leiterplatte 240 unter einem stabilen Zustand gestapelt werden kann, die SiN-Filme 27 auf entweder Abschnitten oder gesamten Abschnitten des festen Abschnitts 24 und des äußeren Rahmens 22 vorhanden. In dem Fall, der in 27 gezeigt ist, kann, um den Schritt zum Entfernen des SiN-Films 27 zu vereinfachen, während der SiN-Film 27 auf dem äußeren Rahmen 22 vorgesehen ist, der Spalt zwischen dem beweglichen Abschnitt 23 und der Leiterplatte 240 durch diesen SiN-Film 27 sichergestellt werden.
  • Unter jetziger Bezugnahme auf 28A bis 28E wird ein Verfahren zum Herstellen des zuvor beschriebenen Sensors 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht beschrieben. Als ein erster Schritt wird eine derartige Leiterplatte 240 vorbereitet, welche die Verarbeitungsschaltung 240, den Schutzfilm 241 zum Schützen der Verarbeitungsschaltung 40 und die Verdrahtungsleitung 161 enthält, welche innerhalb dieses Schutzfilms 241 vorgesehen ist und elektrisch mit der Verarbeitungsschaltung 40 verbunden ist. Ebenso wird der kapazitive Beschleunigungssensor 20 vorbereitet, welcher in den zuvor beschriebenen Schritten von 5 und 6 ausgebildet worden ist.
  • Als ein zweiter Schritt, der in 28A gezeigt ist, werden die SiN-Filme 27, die auf dem beweglichen Abschnitt 23 und dem festen Abschnitt 24 des kapazitiven Beschleunigungssensors 20 von 5B ausgebildet sind, dünn gemacht oder werden entfernt. Es versteht sich, dass, obgleich der SiN-Film 27, der auf dem festen Abschnitt 24 ausgebildet ist, nicht immer dünn gemacht oder nicht immer entfernt wird, da es viele Möglichkeiten gibt, dass der bewegliche Abschnitt 23 nahe dem festen Abschnitt 24 angeordnet ist, wenn alle diese SiN-Filme 27 entfernt werden, dann das Filmentfernungsverfahren mit einem höheren Wirkungsgrad ausgeführt werden kann.
  • Als ein dritter Schritt, der in 28B gezeigt ist, wird der SiN-Film 27 des kapazitiven Beschleunigungssensors 20 direkt mit der Fläche der Leiterplatte 240 an der Seite von dieser, an der die Verarbeitungsschaltung 40 vorhanden ist, bei Raumtemperatur verbunden.
  • Als ein vierter Schritt von 28C werden ähnlich allen der jeweiligen Ausführungsbeispiele Kontaktlöcher 243 durch das RIE-Verfahren vorgesehen. Genauer gesagt wird ein Kontaktloch 243 ausgebildet, welches durch die Leiterplatte 240 geht und zu der Siliziumschicht des festen Abschnitts 24 (und/oder den beweglichen Abschnitt 23) des kapazitiven Beschleunigungssensors 20 reicht, und wird ein anderes Kontaktloch 243 ausgebildet, welches zu der Verdrahtungsleitung 161 innerhalb der Leiterplatte 240 reicht.
  • Als ein fünfter Schritt, der in 28D gezeigt ist, wird ein Oxidfilm 242 auf einer Oberfläche des Kontaktlochs 243 durch das CVD-Verfahren abgeschieden.
  • Als ein sechster Schritt, der in 28E gezeigt ist, wird, nachdem der Oxidfilm 242 entfernt worden ist, welcher auf die Oberfläche der Siliziumschicht abgeschieden ist, dessen Potenzial gleich zu dem von entweder der Verdrahtungsleitung 161 oder an des festen Abschnitts 24 (und/oder des beweglichen Abschnitts 23) des kapazitiven Beschleunigungssensors 20 ist, Aluminium auf einem Bereich abgeschieden, welcher das Kontaktloch 243 mit dem Kontaktloch 243 koppelt. Als Ergebnis wird entweder die Verdrahtungsleitung 24c eines festen Abschnitts (und/oder die Verdrahtungsleitung 23c eines beweglichen Abschnitts) oder der feste Abschnitt 24 (und/oder der bewegliche Abschnitt 23) des kapazitiven Beschleunigungssensors 20 elektrisch mit der Verarbeitungsschaltung 40 verbunden und kann ebenso das Ausgangssignal der Verarbeitungsschaltung 40 aus der Fläche der Leiterplatte 240 auf der Seite von dieser abgeleitet werden, auf der die Verarbeitungsschaltung 40 nicht ausgebildet ist. Ein Ableiten dieses Ausgangssignals der Verarbeitungsschaltung 40 kann durch eine Drahtkontaktierung oder durch eine Flipchipverbindung ausgeführt werden. Weiterhin ist die abzuscheidende Substanz auf nicht nur Aluminium beschränkt, sondern kann ebenso aus anderen Metallen, wie zum Beispiel Wolfram, oder Polysilizium bestehen.
  • Unter Verwendung der zuvor beschriebenen Struktur gemäß dem Sensor 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht des sechszehnten Ausführungsbeispiels können sowohl der bewegliche Abschnitt 23 als auch der feste Abschnitt 24 in dem Verkapselungsraum 246 verkapselt werden, welcher durch die Leiterplatte 240 und den kapazitiven Beschleunigungssensor 20 ausgebildet ist. Als Ergebnis ist eine derartige Abdeckung nicht länger erforderlich, welche verwendet wird, um sowohl einen beweglichen Abschnitt als auch einen festen Abschnitt eines kapazitiven Beschleunigungssensors zu schützen, welcher kein Beschleunigungssensor mit einer gestapelten Schicht ist. Ebenso kann der Sensor 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht, da die Verarbeitungsschaltung 40 ähnlich auf der Seite des zuvor beschriebenen Verkapselungsraums 246 vorhanden ist, eine nicht leicht zu brechende Struktur aufweisen und ebenso eine derartige Struktur aufweisen, welche durch Verunreinigungen von externen Umgebungen kaum und nachteilig beeinflusst wird.
  • Unter jetziger Bezugnahme auf 29 wird eine Beschreibung eines Sensors 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht gemäß dem siebzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gegeben. Das siebzehnte Ausführungsbeispiel weist die nachstehend beschriebenen technisch unterschiedlichen Punkte zu denjenigen des sechzehnten Ausführungsbeispiels auf. Das heisst, in diesem Ausführungsbeispiel ist eine Fläche der Leiterplatte 240, auf welcher die Verarbeitungsschaltung 40 ausgebildet worden ist, zum größten Teil unterschiedlich zu der gegenüberliegenden Seite des zuvor beschriebenen sechszehnten Ausführungsbeispiels. Es versteht sich, dass die gleichen Bezugszeichen, die in dem zuvor beschriebenen jeweiligen Ausführungsbeispiel gezeigt sind, als diejenigen zum Bezeichnen der gleichen oder ähnlichen strukturellen Elemente in dem siebzehnten Ausführungsbeispiel verwendet werden und ihre Beschreibungen werden weggelassen.
  • 29 zeigt eine Schnittansicht des Sensors 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht gemäß dem siebzehnten Ausführungsbeispiel. Wie es in 29 gezeigt ist, ist die Verarbeitungsschaltung 40 auf einer Fläche der Leiterplatte 240 ausgebildet worden, welche gegenüberliegend einer anderen Fläche davon angeordnet ist, auf welcher der bewegliche Abschnitt 23 und der feste Abschnitt 24 des kapazitiven Beschleunigungssensors vorhanden sind. Anders ausgedrückt ist die Verarbeitungsschaltung 40 auf einer derartigen Fläche ausgebildet worden, welche gegenüberliegend der gestapelten Fläche angeordnet ist, welche den kapazitiven Beschleunigungssensor auf die Leiterplatte 240 stapelt.
  • Wie es zuvor erläutert worden ist, kann, da die Verarbeitungsschaltung 40 auf der Fläche vorgesehen ist, die der gestapelten Fläche gegenüberliegt, eine gesamte Anzahl der Durchdringungselektroden 111 verringert werden und kann die Sensorstruktur verglichen mit der Sensorstruktur, die in 27 gezeigt ist, vereinfacht werden. Genauer gesagt muss in einem derartigen Fall, in dem die Verarbeitungsschaltung 40 auf der Seite des kapazitiven Beschleunigungssensors vorhanden ist und der kapazitive Beschleunigungssensor elektrisch mit der Verarbeitungsschaltung 40 verbunden ist, ein Signal einmal von der Durchdringungselektrode 111 zu der Oberfläche der Leiterplatte 240 abgeleitet werden und muss weiterhin das Signal in die Verarbeitungsschaltung 40 der Leiterplatte 240 auf der Seite des Verkapselungsraums unter Verwendung einer anderen Durchdringungselektrode 111 eingegeben werden. Jedoch wird gemäß der Sensorstruktur dieses Ausführungsbeispiels, wenn der kapazitive Beschleunigungssensor elektrisch mit der Verarbeitungsschaltung 40 verbunden ist, das Signal einmal von der Durchdringungselektrode 111 zu der Oberfläche der Leiterplatte 240 abgeleitet und kann direkt zu der Verarbeitungsschaltung 40 geleitet werden.
  • (Achtzehntes Ausführungsbeispiel)
  • Unter jetziger Bezugnahme auf 30 wird eine Beschreibung eines Sensors 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht gemäß dem achtzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gegeben. Das achtzehnte Ausführungsbeispiel weist nachstehend erläuterten technisch unterschiedlichen Punkte von denjenigen der jeweiligen Ausführungsbeispiele auf. Das heisst, in diesem Ausführungsbeispiel sind ein piezoelektrischer Drucksensor 30, ein kapazitiver Beschleunigungssensor 20 und eine Leiterplatte 240 aufeinander gestapelt worden. Es versteht sich, dass die gleichen Bezugszeichen, die in den zuvor beschriebenen jeweiligen Ausführungsbeispielen gezeigt sind, als diejenigen zum Bezeichnen der gleichen oder ähnlichen strukturellen Elemente in dem achtzehnten Ausführungsbeispiel verwendet werden und ihre Beschreibungen werden weggelassen.
  • 30 zeigt eine Schnittansicht des Sensors 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht gemäß dem achtzehnten Ausführungsbeispiel. Wie es in 30 gezeigt ist, ist der kapazitive Beschleunigungssensor 20 auf die Leiterplatte 240 gestapelt worden und ist weiterhin der piezoelektrische Drucksensor 30 auf den kapazitiven Beschleunigungssensor 20 gestapelt worden. Es versteht sich ebenso, dass Strukturen bezüglich der Leiterplatte 240, des kapazitiven Beschleunigungssensors 20 und des piezoelektrischen Drucksensors 30 im Wesentlichen identisch zu den Strukturen sind, die in den zuvor erläuterten jeweiligen Ausführungsbeispielen verwendet werden.
  • Nachfolgend wird nun ein Verfahren zum Herstellen des zuvor beschriebenen Sensors 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht beschrieben. Als ein erster Schritt wird eine derartige Leiterplatte 240 vorbereitet, welche die Verarbeitungsschaltung 40, den Schutzfilm 241 zum Schützen der Verarbeitungsschaltung 40 und die Verdrahtungsleitung 161 enthält, welche innerhalb dieses Schutzfilms 241 vorgesehen ist und elektrisch mit der Verarbeitungsschaltung 40 verbunden ist. Ebenso wird ein kapazitiver Beschleunigungssensor 20 vorbereitet.
  • In einem zweiten Schritt, der dem ersten Schritt nachfolgt, wird die Trägersubstratseite des kapazitiven Beschleunigungssensors 20 direkt mit dem Schutzfilm 241 auf der Leiterplatte 240 auf der Seite von dieser, an der die Verarbeitungsschaltung 40 vorhanden ist, bei Raumtemperatur verbunden. Es ist ebenso anzumerken, dass dieses Verbindungsverfahren durch ein Glasklebstoffverfahren oder ein Anodenverbindungsverfahren ersetzt werden kann.
  • In einem dritten Schritt, der dem zweiten Schritt nachfolgt, wird ähnlich dem zuvor beschriebenen jeweiligen Ausführungsbeispiel ein Kontaktloch ausgebildet, bis die Siliziumschicht des beweglichen Abschnitts 23 (und des festen Abschnitts 24), die unter dem Isolationsfilm 27 (SiN-Film usw.) des kapazitiven Beschleunigungssensors 20 vorhanden ist, unter Verwendung des RIE-Verfahrens freigelegt ist. Ebenso wird ein anderes Kontaktloch ähnlich ausgebildet, bis die Eingangsverdrahtungsleitung 247 der Leiterplatte 240 freigelegt ist.
  • In einem vierten Schritt, der dem dritten Schritt nachfolgt, wird Aluminium abgeschieden, um die Kontaktlöcher, die in dem zuvor beschriebenen dritten Schritt ausgebildet sind, einzubetten und ebenso, damit die Kontaktlöcher durch das CVD-Verfahren elektrisch miteinander verbunden sind, so dass die Verdrahtungsleitung 24c eines festen Abschnitts hergestellt wird. Es ist anzumerken, dass die abzuscheidende Substanz nicht auf lediglich Aluminium beschränkt ist, sondern aus anderen Metallen, wie zum Beispiel Wolfram, und Polysilizium ausgewählt werden kann.
  • In einem fünften Schritt, der dem vierten Schritt nachfolgt, wird ein Oberflächenschutzfilm 28 auf eine derartige Weise ausgebildet, dass der SiN-Film 27 des kapazitiven Beschleunigungssensors 20 und die Verdrahtungsleitung 24c eines festen Abschnitts, die in dem dritten Schritt ausgebildet worden ist, bedeckt werden. Danach werden sowohl der bewegliche Abschnitt als auch der feste Abschnitt ausgebildet, die in 5 und 6 gezeigt sind.
  • In einem sechsten Schritt, der dem fünften Schritt nachfolgt, wird die Membran 31, in welcher die piezoelektrischen Widerstände 32 intern vorgesehen worden sind, vorbereitet, und wird der Masserahmen 31b direkt mit dem Oberflächenschutzfilm 28 des kapazitiven Beschleunigungssensors 20 verbunden.
  • In einem siebten Schritt, der dem sechsten Schritt nachfolgt, werden ein Photoresistmasken-Ausbildungsverfahren und ein reaktives Ionenätzverfahren (im weiteren Verlauf als ”RIE”-Verfahren bezeichnet) bezüglich des Isolationsfilms 36 ausgeführt, der auf dem piezoelektrischen Widerstand 32 der Membran 31 ausgebildet ist, so dass eine Mehrzahl von Kontaktlöchern in dem Masserahmen 31b ausgebildet wird. Dieses RIE-Verfahren wird ausgeführt, bis sowohl eine Eingangsverdrahtungsleitung 247 als auch eine Ausgangsverdrahtungsleitung 248 der Leiterplatte 240 freigelegt werden. Anders ausgedrückt entsprechen die Kontaktlöcher derartigen Löchern, welche durch den Masserahmen 31b, den Oberflächenschutzfilm 28 des kapazitiven Beschleunigungssensors 20, den SiN-Film 27 des kapazitiven Beschleunigungssensors 20, das Siliziumsubstrat 21 des N-Typs des kapazitiven Beschleunigungssensors 20, den Isolationsfilm 26 des kapazitiven Beschleunigungssensors 20 und das Trägersubstrat 25 des kapazitiven Beschleunigungssensors 20 gehen und dann die Eingangsverdrahtungsleitung 247 der Leiterplatte 240 erreichen.
  • In einem achten Schritt, der dem siebten Schritt nachfolgt, wird Aluminium auf eine derartige Weise abgeschieden, dass die mehreren Kontaktlöcher, die in dem siebten Schritt ausgebildet werden, durch Ausführen des CVD-Verfahrens eingebettet und elektrisch miteinander verbunden werden. Zu dieser Zeit wird das Kontaktloch, das mit der Eingangsverdrahtungsleitung 247 der Verarbeitungsschaltung 40 in Verbindung steht, durch Aluminium mit den Kontaktlöchern verbunden, die mit den piezoelektrischen Widerständen 32 in Verbindung stehen. Ebenso wird Polysilizium einfach in das Kontaktloch abgeschieden, das mit der Ausgangsverdrahtungsleitung 248 in Verbindung steht, was die Durchdringungselektroden 111 ausbildet.
  • In einem neunten Schritt, der dem achten Schritt nachfolgt, wird ein Oberflächenschutzfilm 35 auf eine derartige Weise vorgesehen, dass der Oberflächenschutzfilm 35 das Aluminium und den Isolationsfilm 36 auf der Membran 31 bedeckt, der in dem achten Schritt ausgebildet worden ist. Weiterhin wird ein Öffnungsabschnitt in diesem Oberflächenschutzfilm 35 ausgebildet, um einen Randabschnitt der Durchdringungselektrode 111 frei zu legen, der mit der Ausgangsverdrahtungsleitung 248 in Verbindung steht, so dass eine derartige Anschlussfläche 249 ausgebildet wird, die verwendet wird, um ein Ausgangssignal der Verarbeitungsschaltung 40 abzuleiten. Es ist anzumerken, dass die abzuscheidenden Substanzen in dem achten Schritt und dem neunten Schritt nicht auf lediglich Aluminium beschränkt sind, sondern andere Metalle, wie zum Beispiel Wolfram, und Polysilizium ausgewählt werden können.
  • Nachfolgend wird eine Beschreibung von Effekten gegeben, die durch den Sensor 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht des achtzehnten Ausführungsbeispiels erzielt werden. Als ein erster Effekt kann, da der piezoelektrische Drucksensor 20, der kapazitive Beschleunigungssensor 20 und die Leiterplatte 240 aufeinander gestapelt werden, eine Fläche, die von den Sensoren belegt wird, verglichen mit einem von einem Sensor belegten Flächen einer derartigen Struktur verringert werden, bei der der piezoelektrische Drucksensor, ein kapazitiver Beschleunigungssensor und eine Leiterplatte getrennt vorgesehen sind.
  • Ebenso sind als ein zweiter Effekt unter einem derartigen Zustand, bevor der piezoelektrische Drucksensor an dem kapazitiven Beschleunigungssensor 20 geheftet wird, das heisst unter einem derartigen Zustand, dass der kapazitive Beschleunigungssensor 20 an die Leiterplatte 240 geheftet worden ist, die Durchdringungselektroden 111 vorgesehen und kann das Ausgangssignal des kapazitiven Beschleunigungssensors 20 in die Verarbeitungsschaltung 40 eingegeben werden. Als Ergebnis kann die einfache Struktur erzielt werden. Genauer gesagt kann die Struktur dieses Ausführungsbeispiels eine gesamte Anzahl der Durchdringungselektroden 111 verglichen mit der nachstehend erwähnten Struktur verringern. Das heisst, ein Ausgangssignal eines kapazitiven Beschleunigungssensors wird bis zu einer Membran durch eine erste Durchdringungselektrode abgeleitet und weiterhin wird das Ausgangssignal des kapazitiven Beschleunigungssensors, das bis zu der Membran abgeleitet wird, durch eine zweite Durchdringungselektrode, welche elektrisch die erste Durchdringungselektrode mit der Verarbeitungsschaltung verbindet, in die Verarbeitungsschaltung eingegeben.
  • (Neunzehntes Ausführungsbeispiel)
  • Unter jetziger Bezugnahme auf 31 wird eine Beschreibung eines Sensors 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht gemäß dem neunzehnten Ausführungsbeispiel gegeben. Das neunzehnte Ausführungsbeispiel weist die nachstehend erwähnten technisch unterschiedlichen Punkte von denjenigen des achtzehnten Ausführungsbeispiels auf. Das heisst, in diesem Ausführungsbeispiel werden, nachdem dem piezoelektrische Drucksensor 30, der kapazitive Beschleunigungssensor 20 und die Leiterplatte 240 aufeinander gestapelt worden sind, alle Durchdringungselektroden 111 ausgebildet. Es ist zu verstehen, dass die gleichen Bezugszeichen, die in den zuvor beschriebenen jeweiligen Ausführungsbeispielen gezeigt sind, als diejenigen zum Bezeichnen der gleichen oder ähnlichen strukturellen Elemente in dem neunzehnten Ausführungsbeispiel verwendet werden und ihre Beschreibungen werden weggelassen.
  • 31 zeigt eine Schnittansicht des Sensors 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht gemäß dem neunzehnten Ausführungsbeispiel. Wie es in 31 gezeigt ist, ist der kapazitive Beschleunigungssensor 20 auf die Leiterplatte 240 gestapelt worden und ist weiterhin der piezoelektrische Drucksensor 30 auf den kapazitiven Beschleunigungssensor 20 gestapelt worden. Es ist ebenso anzumerken, dass die Leiterplatte 240, der kapazitive Beschleunigungssensor 20 und der piezoelektrische Drucksensor 30 die im Wesentlichen gleichen Strukturen wie diejenigen der strukturellen Elemente aufweisen, die in den zuvor beschriebenen jeweiligen Ausführungsbeispielen verwendet werden.
  • Ein technisch unterschiedlicher Punkt zwischen dem zuvor beschriebenen achtzehnten Ausführungsbeispiel, das in 30 gezeigt ist, und dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist wie folgt gegeben. Das heisst, die Mehrzahl der Durchdringungselektrode 111, die auf der Membran 31 ausgebildet ist, und die Verdrahtungsleitung 24c eines festen Abschnitts zum elektrischen Verbinden dieser Durchdringungselektroden 111 sind vorhanden. Genauer gesagt geht eine Durchdringungselektrode 111 durch den Masserahmen 31b von dem Siliziumsubstrat 21 des N-Typs des kapazitiven Beschleunigungssensors 20 und steht mit dem oberen Abschnitt der Membran 31 in Verbindung. Die andere Durchdringungselektrode 111 durchdringt den Masserahmen 31b und den kapazitiven Beschleunigungssensor 20 von dem oberen Abschnitt der Membran 31 und steht mit der Eingangsverdrahtungsleitung 247 der Verarbeitungsschaltung 40 in Verbindung.
  • Als Nächstes wird ein Verfahren zum Herstellen des zuvor beschriebenen Sensors 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht des neunzehnten Ausführungsbeispiels nun beschrieben. Als ein erster Schritt wird eine derartige Leiterplatte 240 vorbereitet, welche die Verarbeitungsschaltung 40, den Schutzfilm 241 zum Schützes der Verarbeitungsschaltung 40 und Verdrahtungsleitungen 247 und 248 enthält, welche in diesem Schutzfilm 241 vorgesehen sind und elektrisch mit der Verarbeitungsschaltung 40 verbunden sind. Ebenso wird der kapazitive Beschleunigungssensor 20 vorbereitet, welcher in den zuvor beschriebenen Schritten von 5 und 6 ausgebildet worden ist, und wird weiterhin die Membran 31 vorbereitet, in welcher die piezoelektrischen Widerstände 32 intern vorgesehen worden sind. Dann werden diese Leiterplatte 240, der kapazitive Beschleunigungssensor 20 und die Membran 31 durch Ausführen des Direktverbindungsverfahrens bei Raumtemperatur miteinander verbunden.
  • In einem zweiten Schritt, der dem ersten Schritt nachfolgt, werden ein Photoresistmasken-Ausbildungsverfahren und ein reaktives Ionenätzverfahren (hier im weiteren Verlauf als ”RIE”-Verfahren bezeichnet) bezüglich des Oxidfilms 36 ausgeführt, der auf den piezoelektrischen Widerständen 32 der Membran 31 ausgebildet ist, so dass eine Mehrzahl von Kontaktlöchern in dem Masserahmen 31b ausgebildet wird. Dieses RIE-Verfahren wird ausgeführt, bis eine Siliziumsubstratfläche, welche elektrisch mit dem festen Abschnitt 24 des kapazitiven Beschleunigungssensors 20 verbunden ist, freigelegt ist und ebenso eine andere Siliziumsubstratfläche, welche elektrisch mit dem beweglichen Abschnitt 23 davon verbunden ist, freigelegt ist.
  • In einem dritten Schritt, der dem zweiten Schritt nachfolgt, werden ein Photoresistmasken-Ausbildungsverfahren und ein reaktives Ionenätzverfahren (hier im weiteren Verlauf als ”RIE”-Verfahren bezeichnet) bezüglich des Oxidfilms 36 ausgeführt, der auf dem piezoelektrischen Widerstand 32 der Membran 31 ausgebildet ist, so dass eine Mehrzahl von Kontaktlöchern in dem Masserahmen 31b ausgebildet wird. Dieses RIE-Verfahren wird ausgeführt, bis die Eingangsverdrahtungsleitung 247 und die Ausgangsverdrahtungsleitung 248 der Leiterplatte 240 freigelegt sind. Anders ausgedrückt entsprechen die Kontaktlöcher derartigen Kontaktlöchern, welche durch den Masserahmen 31b, den Oberflächenschutzfilm 28 des kapazitiven Beschleunigungssensors 20, den SiN-Film 27 des kapazitiven Beschleunigungssensors 20, das Siliziumsubstrat 21 des N-Typs des kapazitiven Beschleunigungssensors 20, den Isolationsfilm 26 des kapazitiven Beschleunigungssensors 20 und das Trägersubstrat 25 des kapazitiven Beschleunigungssensors 20 gehen und dann die Eingangs- und Ausgangsleitungen 247 und 248 der Leiterplatte 240 erreichen.
  • In einem vierten Schritt, der dem dritten Schritt nachfolgt, wird Aluminium auf eine derartige Weise abgeschieden, dass die mehreren Kontaktlöcher, die in dem zweiten Schritt und dem dritten Schritt ausgebildet werden, durch Ausführen des CVD-Verfahrens eingebettet und elektrisch miteinander verbunden sind. Zu dieser Zeit wird das Kontaktloch, das mit der Eingangsverdrahtungsleitung 240 der Verarbeitungsschaltung 40 in Verbindung steht, elektrisch mit den Kontaktlöchern, die mit den piezoelektrischen Widerständen 32 in Verbindung stehen, durch Aluminium verbunden, um die Verdrahtungsleitung 33 des Drucksensors zu bilden. Ähnlich wird das Kontaktloch, das mit der Eingangsverdrahtungsleitung 247 der Verarbeitungsschaltung 40 in Verbindung steht, elektrisch mit dem Kontaktloch, das mit einer derartigen Siliziumschicht in Verbindung steht, deren Potenzial gleich zu der des beweglichen Abschnitts 23 (und des festen Abschnitts 24) des kapazitiven Beschleunigungssensors 20 ist, durch Aluminium verbunden, um die Verdrahtungsleitung 24c eines festen Abschnitts zu bilden. Ebenso ist Polysilizium lediglich auf dem Kontaktloch abgeschieden, das mit der Ausgangsverdrahtungsleitung 248 der Verarbeitungsschaltung 40 in Verbindung steht, um die Durchdringungselektrode 111 zu bilden. Es ist ebenso anzumerken, dass die abzuscheidende Substanz nicht auf lediglich Aluminium beschränkt ist, sondern aus anderen Metallen, wie zum Beispiel Wolfram, und Polysilizium ausgewählt werden kann.
  • In einem fünften Schritt, der dem vierten Schritt nachfolgt, wird der Oberflächenschutzfilm 35 auf eine derartige Weise vorgesehen, dass der Oberflächenschutzfilm 35 das Polysilizium und den Oxidfilm 36 auf der Membran 31 bedeckt, die in dem vierten Schritt ausgebildet worden sind. Weiterhin wird ein Öffnungsabschnitt in diesem Oberflächenschutzfilm 35 ausgebildet, um den Randabschnitt der Durchdringungselektrode 111 frei zu legen, der mit der Ausgangsverdrahtungsleitung 248 in Verbindung steht, so dass eine derartige Anschlussfläche 249 ausgebildet wird, die verwendet wird, um ein Ausgangssignal der Verarbeitungsschaltung 40 abzuleiten. Als Ergebnis kann der Sensor 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht von 31 hergestellt werden.
  • Da die zuvor beschriebene Struktur vorgesehen ist und das Herstellungsverfahren ausgeführt wird, kann der Sensor 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht dieses Ausführungsbeispiels die nachstehend beschriebenen Effekte aufweisen. Das heisst, als ein erster Effekt werden der piezoelektrische Drucksensor 30, der kapazitive Beschleunigungssensor 20 und die Leiterplatte 240 aufeinander gestapelt und werden alle durch die Durchdringungselektroden 111 in einem derartigen Zustand ausgebildet, dass der bewegliche Abschnitt 23 in der Referenzdruckkammer 37 verkapselt ist. Als Ergebnis gibt es kein Risiko, dass Partikel und Reinigungswasser, die erzeugt werden, wenn die Durchdringungselektroden 111 ausgebildet werden, Räume zwischen dem beweglichen Abschnitt 23 und dem festen Abschnitt 24 erreichen, was das Haftphänomen verursacht.
  • Als ein zweiter Effekt wird das Ausgangssignal des kapazitiven Beschleunigungssensors 20 einmal über der Membran 31 abgeleitet. In diesem Fall kann zum Beispiel dann, wenn ein Abschnitt des Oberflächenschutzfilms 35, der auf der Membran 31 bedeckt ist, entfernt wird, um die Verdrahtungsleitung 33 eines Drucksensors freizulegen, welche die Durchdringungselektrode 111 mit der Durchdringungselektrode 111 verbindet, der kapazitive Beschleunigungssensor 20 überprüft werden.
  • (Zwanzigstes Ausführungsbeispiel)
  • Unter jetziger Bezugnahme auf 32 wird eine Beschreibung eines Sensors 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht gemäß dem zwanzigsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gegeben. Das zwanzigste Ausführungsbeispiel weist die nachstehend technisch unterschiedlichen Punkte von denjenigen des achtzehnten Ausführungsbeispiels auf. Das heisst, in diesem Ausführungsbeispiel ist ein Keramikchip 250, in dem eine Verdrahtungsleitung 251 vorgesehen worden ist, zwischen dem kapazitiven Beschleunigungssensor 20 und der Leiterplatte 240 beidseitig umfasst. Es ist zu verstehen, dass die gleichen Bezugszeichen, die in den zuvor beschriebenen jeweiligen Ausführungsbeispielen gezeigt sind, als diejenigen zum Bezeichnen der gleichen oder ähnlichen strukturellen Elemente in dem zwanzigsten Ausführungsbeispiel verwendet werden und ihre Beschreibungen werden weggelassen.
  • 32 zeigt eine Schnittansicht zum Zeigen des Sensors 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht gemäß dem zwanzigsten Ausführungsbeispiel. Wie es in 32 gezeigt ist, ist der Keramikchip 250, bei dem die Verdrahtungsleitung 251 vorgesehen worden ist, zwischen dem kapazitiven Beschleunigungssensor 20 und der Leiterplatte 240 beidseitig umfasst. Da dieser Keramikchip 250 eine derartige Struktur enthält, die durch Kombinieren eines Oxidfilms mit der Verdrahtungsleitung 251 hergestellt ist, ist ein Umfangsrandabschnitt der Verdrahtungsleitung 251 von einem vorbestimmten Abschnitt (das heisst einer Stelle, an der die Verdrahtungsleitung 251 mit den zuvor erwähnten Durchdringungselektroden 111 in Verbindung steht) freigelegt worden.
  • Dann sind als eine gesamte Struktur des Sensors 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht der piezoelektrische Drucksensor 30, der kapazitive Beschleunigungssensor 20, der Keramikchip 250 und die Leiterplatte 240 aufeinander folgend in dieser Reihenfolge von der Druckausübungsseite aufeinander gestapelt worden.
  • Als Nächstes wird eine Beschreibung eines Verfahrens zum Herstellen des Sensors 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht des zwanzigsten Ausführungsbeispiels gegeben. Zuerst werden als ein erster Schritt eine derartige Leiterplatte 240, der kapazitive Beschleunigungssensor 20, der durch die Schritte hergestellt ist, die in den 5A bis 6B gezeigt sind, die zuvor beschrieben worden sind, und der Keramikchip 250 vorbereitet. Die Leiterplatte 240 enthält die Verarbeitungsschaltung 40 und den Schutzfilm 241, welche die Verarbeitungsschaltung 40 schützen. In dem Keramikchip 250 sind der Umfangsrandabschnitt der Verdrahtungsleitung 251 an einem vorbestimmten Abschnitt (einer Stelle, an der die Verdrahtungsleitung 251 mit der zuvor erwähnten Durchdringungselektrode 11 in Verbindung steht) freigelegt worden. Diese Leiterplatte 240, der Sensor 20 und der Keramikchip 250 sind durch das Direktverbindungsverfahren bei Raumtemperatur miteinander verbunden. Zu dieser Zeit wird die Verdrahtungsleitung 251 elektrisch mit der Verarbeitungsschaltung 40 verbunden. Es ist ebenso anzumerken, dass als die Substanz, welche die Verdrahtungsleitung 251 bildet, Metalle, wie zum Beispiel Aluminium, Kupfer und Wolfram, verwendet werden können.
  • In einem zweiten Schritt, der dem ersten Schritt nachfolgt, wird eine Durchdringungselektrode 111 auf eine derartige Weise ausgebildet, dass der Umfangsrandabschnitt der Verdrahtungsleitung 251 elektrisch mit dem festen Abschnitt 24 (ansonsten dem beweglichen Abschnitt 23) des kapazitiven Beschleunigungssensors 20 verbunden ist. Die Verdrahtungsleitung 251 ist mit einer derartigen Stelle verbunden worden, welche verwendet wird, um ein Ausgangssignal des kapazitiven Beschleunigungssensors 20 in der Verarbeitungsschaltung 40 zu verarbeiten.
  • In einem dritten Schritt, der dem zweiten Schritt nachfolgt, wird der piezoelektrische Drucksensor 30 direkt mit dem kapazitiven Beschleunigungssensor 20 verbunden.
  • In einem vierten Schritt, der dem dritten Schritt nachfolgt, wird eine andere Durchdringungselektrode 111 auf eine derartige Weise ausgebildet, dass der Umfangsrandabschnitt der Verdrahtungsleitung 251 mit den piezoelektrischen Widerständen 32 verbunden ist. Die Verdrahtungsleitung 251 ist mit einer derartigen Stelle verbunden worden, welche verwendet wird, um ein Ausgangssignal des piezoelektrischen Drucksensors 30 in der Verarbeitungsschaltung 40 zu verarbeiten. Ebenso wird eine andere Durchdringungselektrode 111 ausgebildet, welche mit dem Umfangsrandabschnitt der Verdrahtungsleitung 251 in Verbindung steht, die mit einer Ausgangsstelle eines Ausgangssignals in der Verarbeitungsschaltung 40 verbunden ist, und leitet dieses Ausgangssignal über die Membran 31 ab. Diese Durchdringungselektroden 111 gehen durch den kapazitiven Beschleunigungssensor 20, um mit der Verdrahtungsleitung 251 des Keramikchips 250 verbunden zu sein.
  • Da der Sensor 201 für eine dynamische Größe mit der gestapelten Schicht dieses Ausführungsbeispiels, welcher eine derartige Struktur aufweist, den zuvor beschriebenen Keramikchip 250 verwendet, kann der folgende Effekt erzielt werden. Das heisst, es gibt einen hohen Freiheitsgrad, wenn die Verdrahtungsleitungen gelegt werden. Es ist ebenso anzumerken, dass das vorliegende Ausführungsbeispiel den Sensor 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht in der Einheit eines Chips beispielhaft dargestellt hat. Alternativ können, während eine Mehrzahl von derartigen Sensoren 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht auf einem Wafer integriert sind, diese Sensoren 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht mit einem Waferzustand hergestellt werden.
  • (Einundzwanzigstes Ausführungsbeispiel)
  • Unter jetziger Bezugnahme auf 33A bis 33B und 34 wird eine Beschreibung eines Sensors 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht gemäß dem einundzwanzigstens Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gegeben. Das einundzwanzigste Ausführungsbeispiel weist die nachstehend erwähnten technisch unterschiedlichen Punkte zu denjenigen des zuvor beschriebenen zwanzigsten Ausführungsbeispiels auf. Das heisst, in diesem Ausführungsbeispiel ist eine Ableitungselektrode 245 auf einer Seitenfläche des Keramikchips 250 vorgesehen worden. Es versteht sich, dass die gleichen Bezugszeichen, die in den zuvor beschriebenen jeweiligen Ausführungsbeispielen gezeigt sind, als diejenigen zum Bezeichnen der gleichen oder ähnlichen strukturellen Elemente in dem einundzwanzigsten Ausführungsbeispiel verwendet werden und ihre Beschreibungen werden weggelassen.
  • 33A zeigt eine Schnittansicht des Sensors 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht gemäß dem einundzwanzigsten Ausführungsbeispiel. 33B zeigt eine Schnittansicht des Sensors, die entlang einer Linie XXXIIIB-XXXIIIB von 33A genommen ist. Wie es in 33A gezeigt ist, ist die Ableitungselektrode 245 auf einer Seitenfläche des Keramikchips 250, das heisst entlang einer Richtung, die senkrecht zu einer Stapelrichtung des kapazitiven Beschleunigungssensors 20 und des piezoelektrischen Drucksensors 30 ist, vorgesehen worden. Diese Ableitungselektrode 245 ist mit der Verdrahtungsleitung 251 verbunden worden, welche den kapazitiven Beschleunigungssensor 20 mit der Verarbeitungsschaltung 40 verbindet. Anders ausgedrückt kann ein Ausgangssignal des kapazitiven Beschleunigungssensors 20 aus dieser Ableitungselektrode 245 abgeleitet werden. Wie es in 33B dargestellt ist, ist eine Mehrzahl von derartigen Ableitungselektroden 245 auf der Seitenfläche des Keramikchips 250 ausgebildet worden. Genauer gesagt werden verschiedene Arten von Ausgangssignalen aus dem beweglichen Abschnitt 23, dem festen Abschnitt 24, den piezoelektrischen Widerständen 32 und der Verarbeitungsschaltung 40 aus diesen Ableitungselektroden 245 abgeleitet, die auf der Seitenfläche des Keramikchips 250 ausgebildet sind. Wie es in 33A gezeigt ist, sind diese Ableitungselektroden 245 durch eine Höckerverbindung 252 bezüglich Leiterrahmen des Gehäuses 253 befestigt worden und sind elektrisch damit verbunden worden. Ebenso sind diese Ableitungselektroden 245 abwechselnd bezüglich der Stapelrichtung angeordnet worden. Die Substanz zum Aufbauen der Verdrahtungsleitung 251 kann aus Metallen, wie zum Beispiel Aluminium, Kupfer und Wolfram, ausgewählt werden.
  • In einem derartigen Fall, in dem eine Mehrzahl von Sensoren 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht dieses Ausführungsbeispiels auf eine integrale Weise hergestellt werden, wie es in 34 dargestellt ist, werden, wenn eine Ableitungselektrode 245 und die andere Ableitungselektrode 245 einander gegenüberliegend ausgebildet werden, dann die ausgebildeten Ableitungselektroden 245 entlang einer gestrichelten Linie in Würfel geschnitten und kann daher eine Ableitungselektrode 245 von der anderen Ableitungselektrode 245 geteilt werden. Als andere Verfahren als das zuvor beschriebene Würfelschneideverfahren können, nachdem die Struktur von 32 ausgebildet worden ist, die Ableitungselektroden 245 unter Verwendung des CVD-Verfahrens oder der Gleichen ausgebildet werden. Alternativ wird, wie es in 33A gezeigt ist, ein Abstandshalter 254, der eine Höhe aufweist, die im Wesentlichen gleich der Höhe der Höckerverbindung 252 ist, zwischen den Isolationsfilm 26, den SiN-Film 27 und das Gehäuse 253 gelegt, so dass der Sensor 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht horizontal bezüglich des Gehäuses 253 getragen wird.
  • Als Nächstes wird eine Beschreibung von Effekten gegeben, die von dem Sensor 201 für eine dynamische Große mit einer gestapelten Schicht des einundzwanzigsten Ausführungsbeispiels erzielt werden. Als ein erster Effekt können die Ausgangssignale der jeweiligen Sensoren aus den Ableitungselektroden 245 abgeleitet werden, die auf der Seitenfläche des Keramikchips 250 ausgebildet sind, so dass der Sensor 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht vertikal bezüglich der Bodenfläche des Gehäuses 253 eingebaut werden kann. Ebenso kann als ein zweiter Effekt zusätzlich zu dem vorhergehenden Vorzug, dass die Ausgangssignale der jeweiligen Sensoren aus den Ableitungselektroden 245 abgeleitet werden, die auf der Seitenfläche des Keramikchips 250 ausgebildet sind, ähnlich dem zuvor beschriebenen zwanzigsten Ausführungsbeispiel das Ausgangssignal der Verarbeitungsschaltung 40 aus dem oberen Abschnitt der Membran 31 abgeleitet werden. Anders ausgedrückt können die Ausgangssignale aus mindestens zwei Flächen abgeleitet werden, welche keine parallele Beziehung zueinander aufweisen.
  • (Andere Ausführungsbeispiele)
  • In den zuvor beschriebenen ersten bis zehnten Ausführungsbeispielen ist entweder der piezoelektrische Drucksensor oder der kapazitive Drucksensor bezüglich des kapazitiven Beschleunigungssensors gestapelt worden. Jedoch sind Kombinationen von diesen Sensoren, die zu stapeln sind, nicht auf lediglich die vorhergehenden Beispiele beschränkt. Zum Beispiel kann ein kapazitiver Beschleunigungssensor bezüglich eines kapazitiven Winkelgeschwindigkeits- bzw. Gierratensensors gestapelt sein oder kann ein Drucksensor alternativ auf den kapazitiven Winkelgeschwindigkeitssensor gestapelt sein. Ebenso kann ein Drucksensor mit einem piezoelektrischen Widerstand alternativ auf einen Beschleunigungssensor mit einem piezoelektrischen Widerstand gestapelt sein. Weiterhin können Beschleunigungssensoren, deren Erfassungsrichtungen zueinander unterschiedlich sind, alternativ auf eine derartige Weise aufeinander gestapelt sein, dass diese Beschleunigungssensoren gegenüberliegend einander angeordnet sind. Ebenso können Beschleunigungssensoren für drei Achsen alternativ auf eine derartige Weise ausgebildet sein, dass die Beschleunigungssensoren für X-Achsen- und Y-Achsenrichtungen auf einem Substrat ausgebildet sind, wohingegen der Beschleunigungssensor für eine Z-Achsenrichtung auf einem anderen Substrat ausgebildet ist. Weiterhin können, obgleich die Erfassungsrichtungen gleich zueinander sind, wie es in 19 dargestellt ist, Beschleunigungssensoren, deren Empfindlichkeiten zueinander unterschiedlich sind, alternativ aufeinander gestapelt werden.
  • In den zuvor beschriebenen elften bis siebzehnten Ausführungsbeispielen ist entweder der kapazitive Beschleunigungssensor oder der piezoelektrische Drucksensor auf die Leiterplatte gestapelt worden. Jedoch sind Kombinationen dieser Sensoren, die zu stapeln sind, nicht auf lediglich das vorhergehende Beispiel beschränkt. Zum Beispiel kann ein kapazitiver Winkelgeschwindigkeits- bzw. Gierratensensor alternativ auf eine Leiterplatte gestapelt sein oder kann ein kapazitiver Drucksensor alternativ auf die Leiterplatte gestapelt sein.
  • Der Verbundsensor 1 für eine dynamische Größe, der in den zuvor erläuterten ersten bis neunten Ausführungsbeispielen gezeigt ist, und der Sensor 201 für eine dynamische Größe mit einer gestapelten Schicht, der in den zwölften bis einundzwanzigsten Ausführungsbeispielen gezeigt ist, können alternativ in Übereinstimmung mit einem derartigen Herstellungsverfahren hergestellt sein, dass die Halbleiterwafersubstrate aufeinander gestapelt werden und danach das gestapelte Halbleitersubstrat in Würfel geschnitten werden kann, um die jeweiligen Chips zu erzielen. Ebenso können bezüglich Stapelverfahren für Halbleiterwafersubstrate aufeinander, wenn kein NCF zwischen den Substraten angeordnet ist, ein Direktverbindungsverfahren bei Raumtemperatur, ein Direktverbindungsverfahren bei einer hohen Temperatur, ein Glasklebeverfahren und ein Anodenverbindungsverfahren beliebig ausgewählt werden.
  • Ein zuvor beschriebener erfindungsgemäßer Sensor für eine physikalische Größe zum Erfassen einer physikalischen Größe beinhaltet ein erstes Substrat, das ein erstes Element zum Erfassen einer physikalischen Größe aufweist, ein zweites Substrat, das ein zweites Element zum Erfassen einer physikalischen Größe aufweist, wobei das zweite Substrat das erste Substrat kontaktiert, und einen Unterbringungsraum, der zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat angeordnet ist. Das erste Element zum Erfassen einer physikalischen Größe ist in dem Unterbringungsraum angeordnet. Das erste Element zum Erfassen einer physikalischen Größe ist mit dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat geschützt, da das erste Element zum Erfassen einer physikalischen Größe in dem Unterbringungsraum verkapselt ist.

Claims (16)

  1. Sensor für eine physikalische Größe zum Erfassen einer physikalischen Größe, der aufweist: ein erstes Substrat (21), das ein erstes Element (23, 24) zum Erfassen einer physikalischen Größe aufweist; ein zweites Substrat (31, 151), das ein zweites Element (32, 132, 133) zum Erfassen einer physikalischen Größe aufweist, wobei das zweite Substrat (31, 151) das erste Substrat (21) kontaktiert; und einen Unterbringungsraum (37), der zwischen dem ersten Substrat (21) und dem zweiten Substrat (31, 151) angeordnet ist, wobei das erste Element (23, 24) zum Erfassen einer physikalischen Größe in dem Unterbringungsraum (37) angeordnet ist, das erste und zweite Substrat (21, 31, 151) aus Silizium gebildet sind, das erste Element (23, 24) zum Erfassen einer physikalischen Größe einen aus Silizium gebildeten beweglichen Abschnitt (23) enthält, der bewegliche Abschnitt (23) entsprechend der physikalischen Größe zu deren Erfassung beweglich angeordnet ist, das zweite Substrat (31, 151) eine Membran enthält, der Unterbringungsraum (37) einen Referenzdruck bereitstellt, welcher der Membran aufgebracht wird, und das zweite Element (32, 132, 133) zum Erfassen einer physikalischen Größe ein Spannungserfassungselement zum Erfassen der Spannung der Membran ist, wobei die physikalische Größe auf der Grundlage der Spannung erfasst wird.
  2. Sensor nach Anspruch 1, wobei das erste Element (23, 24) zum Erfassen einer physikalischen Größe eine erste bewegliche Elektrode (23a) und eine erste feste Elektrode (24a) beinhaltet, die erste bewegliche Elektrode (23a) der ersten festen Elektrode (24a) derart gegenüberliegt, dass eine Kapazität zwischen diesen vorgesehen ist, und die Kapazität in Übereinstimmung mit einer Bewegung der ersten beweglichen Elektrode (23a) derart änderbar ist, dass die physikalische Größe auf der Grundlage einer Kapazitätsänderung erfasst wird.
  3. Sensor nach Anspruch 1 oder 2, wobei das zweite Element (132) zum Erfassen einer physikalischen Größe in dem Unterbringungsraum (37) angeordnet ist.
  4. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das zweite Element (132, 133) eine zweite bewegliche Elektrode (132) und eine zweite feste Elektrode (133) beinhaltet, die zweite bewegliche Elektrode (132) der zweiten festen Elektrode (133) derart gegenüberliegt, dass eine Kapazität zwischen diesen vorgesehen ist, und die Kapazität in Übereinstimmung mit einer Bewegung der zweiten beweglichen Elektrode (132) derart änderbar ist, dass die physikalische Größe auf der Grundlage einer Kapazitätsänderung erfasst wird.
  5. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das zweite Substrat (31, 151) weiterhin eine Durchgangslochelektrode (111) beinhaltet, und die Durchgangslochelektrode (111) zwischen dem ersten Element (23, 24) zum Erfassen einer physikalischen Größe und dem zweiten Substrat (31, 151) derart elektrisch gekoppelt ist, dass ein Signal zwischen dem ersten Element (23, 24) zum Erfassen einer physikalischen Größe und dem zweiten Substrat (31, 151) übertragen wird.
  6. Sensor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Membran eine Oberfläche aufweist, die parallel zu dem zweiten Substrat (31, 151) und senkrecht zu der Richtung zum Erfassen einer physikalischen Größe ausgerichtet ist, und das Spannungserfassungselement die Spannung der Membran entlang der Richtung zum Erfassen einer physikalischen Größe erfasst.
  7. Sensor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Membran eine zweite bewegliche Elektrode (132) aufweist, die Membran parallel zu dem zweiten Substrat (31, 151) und senkrecht zu einer Richtung zum Erfassen einer physikalischen Größe ausgerichtet ist, das zweite Element (32) zum Erfassen einer physikalischen Größe durch die zweite bewegliche Elektrode (132) und eine zweite feste Elektrode (133) gebildet ist, die zweite bewegliche Elektrode (132) der zweiten festen Elektrode (133) derart gegenüberliegt, dass eine Kapazität zwischen diesen vorgesehen ist, und die Kapazität in Übereinstimmung mit einer Bewegung der zweiten beweglichen Elektrode (132) derart änderbar ist, dass die physikalische Größe auf der Grundlage einer Kapazitätsänderung erfasst wird.
  8. Sensor nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Membran einen Deformationsabschnitt (31a) und einen Rahmenabschnitt (31b) beinhaltet, der Deformationsabschnitt (31a) in Übereinstimmung mit dem Druck deformierbar ist, der Rahmenabschnitt (31b) den Deformationsabschnitt (31a) trägt, der Rahmenabschnitt (31b) eine Durchgangslochelektrode (111) beinhaltet, und die Durchgangslochelektrode (111) zwischen dem ersten Element (23, 24) zum Erfassen einer physikalischen Größe und dem Rahmenabschnitt (31b) derart elektrisch gekoppelt ist, dass ein Signal aus dem ersten Element (23, 24) zum Erfassen einer physikalischen Größe zu dem Rahmenabschnitt (31b) übertragen wird.
  9. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das erste Element (23, 24) zum Erfassen einer physikalischen Größe dem zweiten Element (32, 132, 133) zum Erfassen einer physikalischen Größe gegenüberliegt.
  10. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das erste Substrat (21) mit einer Lotschicht (91, 92) an dem zweiten Substrat (31, 151) befestigt ist, das erste Substrat (21) weiterhin eine Verdrahtung beinhaltet, und die Lotschicht (91, 92) zwischen der Verdrahtung und dem zweiten Element (32, 132, 133) zum Erfassen einer physikalischen Größe derart gekoppelt ist, dass ein Signal von dem zweiten Element (32, 132, 133) zum Erfassen einer physikalischen Größe zu der Verdrahtung übertragen wird.
  11. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das erste Substrat (21) weiterhin eine Trägerschicht (25), eine Isolationsschicht (26), eine leitende Schicht (21) und eine untere Verdrahtung (24c) beinhaltet, die Trägerschicht (25), die Isolationsschicht (26) und die leitende Schicht (21) in dieser Reihenfolge gestapelt sind, das erste Element (23, 24) zum Erfassen einer physikalischen Größe in der leitenden Schicht (21) angeordnet ist, die untere Verdrahtung (24c) zwischen der Isolationsschicht (26) und der leitenden Schicht (21) beidseitig umfasst ist, und das erste Element (23, 24) zum Erfassen einer physikalischen Größe über die untere Verdrahtung (24c) mit dem zweiten Substrat (31, 151) gekoppelt ist.
  12. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, der weiterhin einen luftdichten Ring (93, 101) aufweist, der zwischen dem ersten Substrat (21) und dem zweiten Substrat (31, 151) angeordnet ist.
  13. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das erste Substrat (21) weiterhin eine erste Verarbeitungsschaltung (40b) und eine erste Verdrahtung (24c) beinhaltet, und das erste Element (23, 24) zum Erfassen einer physikalischen Größe über die erste Verdrahtung elektrisch mit der ersten Verarbeitungsschaltung (40b) gekoppelt ist.
  14. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das zweite Substrat (31, 151) weiterhin eine zweite Verarbeitungsschaltung (40a) und eine zweite Verdrahtung (33) beinhaltet, und das zweite Element (32, 132, 133) zum Erfassen einer physikalischen Größe über die zweite Verdrahtung elektrisch mit der zweiten Verarbeitungsschaltung (40a) gekoppelt ist.
  15. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das erste Element (23, 24) zum Erfassen einer physikalischen Größe und das zweite Element (32, 132, 133) zum Erfassen einer physikalischen Größe jeweils ein Halbleitersensor ist, der durch ein Halbleiterverfahren ausgebildet ist, und das erste Element (23, 24) zum Erfassen einer physikalischen Größe die physikalische Größe entlang einer ersten Richtung erfasst, welche sich von einer zweiten Richtung des zweiten Elements (32, 132, 133) zum Erfassen einer physikalischen Größe unterscheidet.
  16. Sensor für eine physikalische Größe zum Erfassen einer physikalischen Größe, der aufweist: ein erstes Substratteil (21), das ein erstes Teil (23, 24) zum Erfassen einer physikalischen Größe aufweist; ein zweites Substratteil (21), das ein zweites Teil (23, 24) zum Erfassen einer physikalischen Größe aufweist, wobei das zweite Substratteil (21) das erste Substratteil (21) kontaktiert; und einen Unterbringungsraum (37) zwischen dem ersten Substratteil (21) und dem zweiten Substratteil (21) angeordnet ist, wobei das erste Teil (23, 24) zum Erfassen einer physikalischen Größe in dem Unterbringungsraum (37) angeordnet ist, das zweite Teil (23, 24) zum Erfassen einer physikalischen Größe in dem Unterbringungsraum (37) angeordnet ist, das erste Teil (23, 24) zum Erfassen einer physikalischen Größe einen aus Silizium gebildeten beweglichen Abschnitt (23) aufweist, das zweite Teil (23, 24) zum Erfassen einer physikalischen Größe einen aus Silizium gebildeten beweglichen Abschnitt (23) aufweist, wobei das erste Teil (23, 24) zum Erfassen einer physikalischen Größe ein Beschleunigungssensor oder ein Winkelgeschwindigkeitssensor ist, und das zweite Teil (23, 24) zum Erfassen einer physikalischen Größe ein Beschleunigungssensor oder ein Winkelgeschwindigkeitssensor ist.
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