DE112014004474T5 - Sensor für eine physikalische Grösse und Verfahren zur Herstellung derselben - Google Patents

Sensor für eine physikalische Grösse und Verfahren zur Herstellung derselben Download PDF

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Kiyomasa Sugimoto
Minekazu Sakai
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Abstract

Bei einem Sensor für eine physikalische Größe ist ein Kontaktteil (100), welcher direkt und elektrisch mit einem externen Stromkreis verbunden ist, in einem Trägersubstrat (11) ausgebildet, und das Trägersubstrat (11) wird über den Kontaktteil (10) auf einem vorbestimmten Potenzial gehalten. Mit dieser Ausgestaltung wird das Trägersubstrat (11) auf dem vorbestimmten Potenzial gehalten, ohne eine Elektrode in dem Inneren der Halbleiterschicht (13) anzuordnen. Aus diesem Grunde kann eine Verarbeitungsgenauigkeit daran gehindert werden, beim Ausbilden der beweglichen Elektrode (24, 125) reduziert zu werden, und daher kann eine Detektionsgenauigkeit daran gehindert werden, reduziert zu werden.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
  • Diese Anmeldung ist auf der am 26. September 2013 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2013-200068 basiert, deren Offenbarung durch Bezugnahme Bestandteil hiervon ist.
  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sensor für eine physikalische Größe und ein Verfahren zur Herstellung des Sensors für eine physikalische Größe, bei welchem eine bewegliche Elektrode an einer Halbleiterschicht eines Halbleitersubstrats ausgebildet ist, wobei eine eingebettete Isolierungsschicht und die Halbleiterschicht in der Reihenfolge auf ein Trägersubstrat geschichtet sind, eine Abdeckung, welche die bewegliche Elektrode abdichtet, mit der Halbleiterschicht verbunden ist, um das Trägersubstrat und die Abdeckung auf einem vorbestimmten Potenzial gehalten werden.
  • STAND DER TECHNIK
  • Bis jetzt ist als der Sensor für eine physikalische Größe diesen Typs ein Beschleunigungssensor zum Detektieren einer Beschleunigung vorgeschlagen worden (siehe z. B. Patentliteratur 1).
  • Der Beschleunigungssensor ist durch die Verwendung eines Silicon-on-Insulator(SOI-, Silizium-auf-einem-Isolator-)Substrats ausgebildet, auf welchem die eingebettete Isolierungsschicht und die Halbleiterschicht in der Reihenfolge auf dem Trägersubstrat geschichtet sind. In der Halbleiterschicht sind eine kammförmige bewegliche Elektrode und eine kammförmige fixierte Elektrode, welche der beweglichen Elektrode gegenüber liegt, ausgebildet, und ein Teil der Halbleiterschicht, welcher von der beweglichen Elektrode und der fixierten Elektrode abgeteilt ist, bildet einen peripheren Teil (Umfangsteil). Ein Durchgangsloch, welches durch den peripheren Teil und die eingebettete Isolierungsschicht hindurch geht und das Trägersubstrat erreicht, ist in dem SOI-Substrat in einer Dickenrichtung (einer Aufschichtungsrichtung des Trägersubstrats, der eingebetteten Isolierungsschicht und der Halbleiterschicht) des SOI-Substrats ausgebildet, und eine Durchgangselektrode, welche elektrisch mit dem Trägersubstrat verbunden ist, ist in das Durchgangsloch eingebettet.
  • Die Abdeckung ist an einem Halbleitersubstrat oder ähnlichem ausgebildet und ist mit einem Kontaktteil ausgebildet, um ein vorbestimmtes Potenzial von einem externen Stromkreis zu empfangen. Die Abdeckung (Halbleitersubstrat) ist mit der Halbleiterschicht über eine leitfähige Schicht (Film) oder ähnliches verbunden, um elektrisch mit der Durchgangselektrode, welche an dem SOI-Substrat ausgebildet ist, verbunden zu sein. In anderen Worten ist die Abdeckung (Halbleitersubstrat) mit der Halbleiterschicht über die leitfähige Schicht oder ähnliches so verbunden, dass sie elektrisch mit dem Trägersubstrat über die an dem SOI-Substrat ausgebildete Durchgangselektrode verbunden ist.
  • Bei dem Beschleunigungssensor dieses Typs wird die Abdeckung durch den Kontaktteil auf dem vorbestimmten Potenzial gehalten, und das Trägersubstrat wird durch die Durchgangselektrode auf dem vorbestimmten Potenzial (das gleiche Potenzial wie das der Abdeckung) gehalten. Aus diesem Grunde können die Potenziale der Abdeckung und des Trägersubstrats daran gehindert werden, aufgrund von Störgeräuschen und ähnlichem variiert zu werden, und eine Ausgangsvariation kann am Auftreten gehindert werden.
  • Der Beschleunigungssensor wird wie folgt hergestellt. Als erstes wird das SOI-Substrat, in welchem das Trägersubstrat, die eingebettete Isolierungsschicht und die Halbleiterschicht in der Reihenfolge aufeinandergeschichtet sind, vorbereitet. Als nächstes dringt das Durchgangsloch durch den peripheren Teil und die eingebettete Isolierungsschicht durch und erreicht das Trägersubstrat, welches in dem SOI-Substrat ausgebildet ist, und dann wird eine Metallschicht (ein Metallfilm) in das Durchgangsloch eingebettet, um die Durchgangselektrode zu bilden. Dann wird reaktives Ionenätzen durchgeführt, um die bewegliche Elektrode und die fixierte Elektrode in der Halbleiterschicht zu bilden. Der Kontaktteil wird an der Abdeckung (Halbleitersubstrat) ausgebildet. Danach werden die Halbleiterschicht und die Abdeckung miteinander verbunden, sodass das Trägersubstrat und die Abdeckung (Halbleitersubstrat) miteinander elektrisch über die an dem SOI-Substrat ausgebildete Durchgangselektrode verbunden sind, wobei als ein Ergebnis davon der Beschleunigungssensor hergestellt ist.
  • STAND-DER-TECHNIK-LITERATUR
  • PATENTLITERATUR
    • PATENTLITERATUR: JP2012-186300A
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Bei dem oben beschriebenen Herstellungsverfahren werden, nachdem die Durchgangselektrode an dem SOI-Substrat gebildet worden ist, die bewegliche Elektrode und die fixierte Elektrode gebildet. In diesem Fall wird beim Bilden der beweglichen Elektrode und der fixierten Elektrode wegen eines Unterschieds bei einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen der Halbleiterschicht und der Durchgangselektrode eine Wärmebelastung (Wärmespannung) auf die Halbleiterschicht angewandt. Aus diesem Grunde kann eine Verarbeitungsgenauigkeit der beweglichen Elektrode und der fixierten Elektrode reduziert sein, und daher ist es wahrscheinlich, dass eine Detektionsgenauigkeit reduziert ist.
  • In diesem Beispiel ist der Beschleunigungssensor als der Sensor für eine physikalische Größe beispielhaft veranschaulicht. Das gleiche Problem tritt auch bei einem Winkelgeschwindigkeitssensor auf, bei welchem die Durchgangselektrode an dem SOI-Substrat ausgebildet ist, und ein vorbestimmtes Potenzial an das Trägersubstrat angelegt ist.
  • Im Lichte des Obigen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Sensor für eine physikalische Größe, welcher geeignet ist, eine Reduktion einer Detektionsgenauigkeit zu unterdrücken, und ein Verfahren zur Herstellung desselben bereit zu stellen.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Sensor für eine physikalische Größe: ein Halbleitersubstrat, welches ein Trägersubstrat, eine eingebettete Isolierungsschicht, welche auf dem Trägersubstrat angeordnet ist, und eine Halbleiterschicht, welche auf einer dem Trägersubstrat gegenüberliegenden Seite über der eingebetteten Isolierungsschicht angeordnet ist; eine bewegliche Elektrode, welche in der Halbleiterschicht angeordnet ist und in Abhängigkeit von einer physikalischen Größe versetzt (verschoben) ist; einen peripherer Teil (Umfangsteil), welcher die bewegliche Elektrode umgibt und von der beweglichen Elektrode in der Halbleiterschicht abgeteilt ist; eine fixierte Elektrode, welche angeordnet ist, der beweglichen Elektrode gegenüber zu liegen; und eine Abdeckung, welche mit der Halbleiterschicht verbunden ist und die bewegliche Elektrode abdichtet, wobei das Trägersubstrat und die Abdeckung auf einem vorbestimmten Potenzial gehalten sind.
  • Bei dem Sensor für eine physikalische Größe ist das Trägersubstrat mit einem Kontaktteil ausgebildet, welches direkt und elektrisch mit einem externen Stromkreis verbunden ist, und es wird über den Kontaktteil auf dem vorbestimmten Potenzial gehalten.
  • Gemäß der obigen Ausgestaltung ist der Kontaktteil, welcher direkt und elektrisch mit dem externen Stromkreis verbunden ist, in dem Trägersubstrat ausgebildet, und das Trägersubstrat wird über den Kontaktteil auf dem vorbestimmten Potenzial gehalten. In anderen Worten wird das Trägersubstrat auf dem vorbestimmten Potenzial gehalten, ohne ein Verschieben der Elektrode in dem Inneren der Halbleiterschicht. Aus diesem Grunde kann die Verarbeitungsgenauigkeit daran gehindert werden, beim Bilden der beweglichen Elektrode reduziert zu werden, und deshalb kann die Detektionsgenauigkeit daran gehindert werden, reduziert zu werden.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung eines Sensors für eine physikalische Größe: Vorbereiten eines Halbleitersubstrats; Abteilen einer beweglichen Elektrode und eines peripheren Teils in einer Halbleiterschicht; Verbinden der Halbleiterschicht und einer Abdeckung, sodass der periphere Teil der Halbleiterschicht elektrisch mit der Abdeckung verbunden ist; Ausbilden erster Lochteile in einem Trägersubstrat von einer einer eingebetteten Isolierungsschicht (Isolierungsfilm) entgegengesetzten Seite des Trägersubstrats, um die eingebettete Isolierungsschicht zu erreichen, an einem Bereich, welcher einem mit der beweglichen Elektrode elektrisch verbundenen Bereich gegenüber liegt, einem Bereich, welcher einem elektrisch mit einer fixierten Elektrode verbundenen Bereich gegenüber liegt, und einem Bereich, welcher einem peripheren Teil in dem Trägersubstrat gegenüber liegt; Ausbilden einer Isolierungsschicht (Isolierungsfilm) auf einem Bereich des Trägersubstrats, welcher der eingebetteten Isolierungsschicht gegenüber liegt, während eine Isolierungsschicht an den ersten Lochteilen ausgebildet wird; Ausbilden eines Kontaktlochs zum Freilegen des Trägersubstrats in einer Isolierungsschicht, welche auf einem der eingebetteten Isolierungsschicht gegenüberliegenden Bereich des Trägersubstrats ausgebildet ist, während zweite Lochteile in der eingebetteten Isolierungsschicht an Bodenteilen der ersten Lochteile angeordnet ausgebildet werden, um einen Bewegliche-Elektrode-Lochteil, einen Fixierte-Elektrode-Lochteil und einen Lochteil für den peripheren Teil (Peripherer-Teil-Lochteil) durch die ersten Lochteile und die zweiten Lochteile bereit zu stellen; und Ausbilden eines Kontaktteils in dem Kontaktloch, während Durchgangselektroden in dem Bewegliche-Elektrode-Lochteil, dem Fixierte-Elektrode-Lochteil und dem Peripherer-Teil-Lochteil durch die Isolierungsschichten gebildet werden.
  • Gemäß der obigen Ausgestaltung werden der Bewegliche-Elektrode-Lochteil, der Fixierte-Elektrode-Lochteil, der Peripherer-Teil-Lochteil und das Kontaktloch in demselben Vorgang (Prozess) gebildet. Außerdem werden die Durchgangselektroden, welche in dem Bewegliche-Elektrode-Lochteil, dem Fixierte-Elektrode-Lochteil und dem Peripherer-Teil-Lochteil gebildet werden, und der in dem Kontaktloch gebildete Kontaktteil in demselben Vorgang gebildet. Aus diesem Grunde kann eine Zunahme in der Anzahl von Herstellungsvorgängen begrenzt werden.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung eines Sensors für eine physikalische Größe: Bilden einer eingebetteten Isolierungsschicht (Isolierungsfilm) auf einem Trägersubstrat und eines ersten ausgesparten Bereichs, welcher einen Teil eines ausgesparten Teils von einer zu der eingebetteten Isolierungsschicht benachbarten Seite ausbildet; Bilden von Pad-Teilen auf einer Halbleiterschicht an Bildungsgebieten, wo ein elektrisch mit einer beweglichen Elektrode verbundener Bereich, ein elektrisch mit einer fixierten Elektrode verbundener Bereich und ein peripherer Teil in einer Halbleiterschicht gebildet werden sollen; Verbinden der eingebetteten Isolierungsschicht und der Halbleiterschicht, sodass die Pad-Teile in dem ersten ausgesparten Bereichen aufgenommen werden; Abteilen der beweglichen Elektrode und des peripheren Teils in der Halbleiterschicht; Verbinden der Halbleiterschicht und der Abdeckung, sodass der periphere Teil der Halbleiterschicht elektrisch mit der Abdeckung verbunden ist; Bilden eines Durchgangslochs in dem Trägersubstrat zum Freilegen des in dem peripheren Teil gebildeten Pad-Teils von einer der eingebetteten Isolierungsschicht entgegengesetzten Seite; Bilden eines Kontaktteils in dem Durchgangsloch, welcher mit dem an dem peripheren Teil gebildeten Pad-Teil verbunden werden soll; und Bilden eines zweiten ausgesparten Bereichs, mit dem ersten ausgesparten Bereich in Verbindung zu stehen, sodass der ausgesparte Teil von dem ersten ausgesparten Teil und dem zweiten ausgesparten Teil bereitgestellt wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden von der folgenden detaillierten Beschreibung, welche mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen gemacht ist, deutlicher werden, in welchen:
  • 1 eine Draufsicht auf einen Beschleunigungssensor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
  • 2 eine entlang einer Linie II-II in 1 genommene Schnittansicht ist;
  • 3 eine entlang einer Linie III-III in 1 genommene Schnittansicht ist;
  • 4 eine entlang einer Linie IV-IV in 1 genommene Schnittansicht ist;
  • 5 eine entlang einer Linie V-V in 1 genommene Schnittansicht ist;
  • 6A bis 6E Schnittansichten sind, welche einen Herstellungsprozess des in 1 dargestellten Beschleunigungssensors veranschaulichen;
  • 7A bis 7D Schnittansichten sind, welche einen Herstellungsprozess des in 1 dargestellten Beschleunigungssensors veranschaulichen;
  • 8A bis 8C Schnittansichten sind, welche einen Herstellungsprozess des in 1 dargestellten Beschleunigungssensors veranschaulichen;
  • 9A und 9B Schnittansichten sind, welche einen Herstellungsprozess des in 1 dargestellten Beschleunigungssensors veranschaulichen;
  • 10 eine Draufsicht eines Beschleunigungssensors gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
  • 11 eine entlang einer Linie XI-XI in 10 genommene Schnittansicht ist;
  • 12 eine entlang einer Linie XII-XII in 10 genommene Schnittansicht ist;
  • 13 eine entlang einer Linie XIII-XIII in 10 genommene Schnittansicht ist;
  • 14 eine entlang einer Linie XIV-XIV in 10 genommene Schnittansicht ist;
  • 15 eine Draufsicht eines Beschleunigungssensors gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
  • 16 eine entlang einer Linie XVI-XVI in 15 genommene Schnittansicht ist;
  • 17A bis 17F Schnittansichten sind, welche einen Herstellungsprozess des in 15 dargestellten Beschleunigungssensors veranschaulichen; und
  • 18A bis 18C Schnittansichten sind, welche einen Herstellungsprozess des in 15 dargestellten Beschleunigungssensors veranschaulichen.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Nachstehend werden Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben werden. In jedem der folgenden Ausführungsbeispiele wird die Beschreibung unter Verwendung derselben Bezugszeichen für die gleichen oder äquivalente Teile bereitgestellt werden.
  • (Erstes Ausführungsbeispiel)
  • Ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben werden. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Beschreibung eines Beispiels gegeben werden, bei welchem ein Sensor für eine physikalische Größe gemäß der vorliegenden Erfindung auf einen Beschleunigungssensor zum Durchführen einer Betriebssteuerung von Airbags, eines ABS (Antiblockiersystems) und einer ESC (Elektronische Stabilitätssteuerung, Fahrdynamikregelung) etc. angewendet wird.
  • Wie in 1 bis 5 dargestellt, ist ein Beschleunigungssensor gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ausgebildet, eine Abdeckung 110 mit einem Halbleitersubstrat 10 zu verbinden. 1 ist eine Draufsicht des Halbleitersubstrats 10 in dem Beschleunigungssensor.
  • Das Halbleitersubstrat 10 ist durch ein SOI-Substrat bereitgestellt, in welchem ein Trägersubstrat 11, eine eingebettete Isolierungsschicht (Isolierungsfilm) 12 und eine Halbleiterschicht 13 in der Reihenfolge aufeinandergeschichtet sind, und eine Isolierungsschicht (Isolierungsfilm) 14 auf einer der eingebetteten Isolierungsschicht 12 gegenüberliegenden Oberfläche des Trägersubstrats 11 gebildet ist. Das Trägersubstrat 11 und die Halbleiterschicht 13 sind aus einem Siliziumsubstrat, Polysilizium oder ähnlichem hergestellt, die eingebettete Isolierungsschicht 12 ist aus SiO2, SiN oder ähnlichem hergestellt, und die Isolierungsschicht 14 ist aus TEOS oder ähnlichem hergestellt.
  • In dem Halbleitersubstrat 10 wird die Halbleiterschicht 13 einer bekannten Mikroverarbeitung ausgesetzt, um einen Rillenbereich 15 und eine Balkenstruktur einer Kammzahnform, welche einen beweglichen Bereich 20 hat, zu bilden, und erste und zweite Fixierungsbereiche 30 und 40 sind durch den Rillenbereich 15 abgetrennt. Ein ausgesparter Teil 16, in welchem ein einem vorbestimmten Gebiet des beweglichen Bereichs 20 und des ersten und zweiten Fixierungsbereichs 30 und 40 entsprechender Bereich entfernt ist, ist in dem Trägersubstrat 11 und der eingebetteten Isolierungsschicht 12 definiert.
  • Jeweilige Richtungen einer X-Achse, einer Y-Achse und einer Z-Achse in 1 bis 5 werden beschrieben werden. In den 1 bis 5 repräsentiert eine Richtung entlang der X-Achse eine horizontale Richtung auf einer Papieroberfläche von 1, und eine Richtung entlang der Y-Achse repräsentiert eine zu einer Richtung entlang der X-Achse in einer Ebene des Halbleitersubstrats 10 orthogonale Richtung. Eine Richtung entlang der Z-Achse repräsentiert eine Richtung einer Normalen (Normalenrichtung) zu/in Bezug auf eine/r Oberflächenrichtung des Halbleitersubstrats 10. Nachstehend wird die Richtung entlang der X-Achse „X-Achsen-Richtung” genannt, die Richtung entlang der Y-Achse wird „Y-Achsen-Richtung” genannt, und die Richtung entlang der Z-Achse wird „Z-Achsen-Richtung” genannt.
  • Der bewegliche Bereich 20 ist in solch einer Weise ausgebildet, dass beide Enden eines rechteckigen stabförmigen Gewichtsbereichs 21, welcher ausgebildet ist, den ausgesparten Teil 16 in einer Längsrichtung zu überkreuzen, einstückig (integriert) mit jeweiligen verankerten. Bereichen 23a und 23b über entsprechende Balkenbereiche 22 gekoppelt sind. Die verankerten Bereiche 23a und 23b sind an der eingebetteten Isolierungsschicht 12 fixiert und von dem Trägersubstrat 11 getragen, was in einem Zustand resultiert, in welchem der Gewichtsbereich 21 und die Balkenbereiche 22 bei dem beweglichen Bereich 20 dem ausgesparten Teil 16 gegenüber liegen.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Gewichtsbereich 21 so ausgebildet, dass eine Längsrichtung des Gewichtsbereichs 21 parallel zu der Y-Achsen-Richtung ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht der verankerte Bereich 23a einem Bereich der Halbleiterschicht 13, welcher elektrisch mit beweglichen Elektroden 24 verbunden ist.
  • Die Balkenbereiche 22 sind jeweils in eine rechteckige Rahmenform geformt, in welcher zwei parallele Balken an beiden Enden dieser Balken miteinander gekoppelt sind, und sie haben eine Federfunktion, dass sie in einer zu einer Längsrichtung der zwei Balken orthogonalen Richtung versetzt werden. Insbesondere versetzen (verschieben) beim Empfangen einer Beschleunigung, welche eine Komponente in der Y-Achsen-Richtung beinhaltet, die Balkenbereiche 22 den Gewichtsbereich 21 in der Y-Achsen-Richtung und bringen den Gewichtsbereich 21 zu einem ursprünglichen Zustand in Abhängigkeit von einem Rückgang der Beschleunigung zurück. Deshalb kann der Gewichtsbereich 21, welcher über die Balkenbereiche 22 an das Trägersubstrat 11 gekoppelt ist, in Abhängigkeit von der Anwendung der Beschleunigung über dem ausgesparten Teil 16 in einer Verschiebungsrichtung der Balkenbereiche 22 verschoben werden.
  • Der bewegliche Bereich 20 beinhaltet mehrfache bewegliche Elektroden 24, welche einstückig (integriert) ausgebildet sind, von beiden Seitenoberflächen des Gewichtsbereichs 21 in einer zueinander entgegengesetzten Richtung, in einer Richtung (X-Achsen-Richtung), welche orthogonal zu der Längsrichtung des Gewichtsbereichs 21 ist, vorzustehend zu sein. Bezugnehmend auf 1 stehen die beweglichen Elektroden 24 jeweils zu viert von einer linken Seite und einer rechten Seite des Gewichtsbereichs 21 ab und liegen dem ausgesparten Teil 16 gegenüber. Jede der beweglichen Elektroden 24 ist einstückig (integriert) mit dem Gewichtsbereich 21 und dem Balkenbereichen 22 ausgebildet und kann zusammen mit dem Gewichtsbereich 21 in der Y-Achsen-Richtung durch Versetzen der Balkenbereiche 22 verschoben werden.
  • Der erste und der zweite Fixierungsbereich 30 und 40 sind so ausgebildet, dass mehrfache erste und zweite fixierte Elektroden 31 und 41 von entsprechenden ersten und zweiten Verdrahtungsteilen (Leitungsteilen) 32 und 42 getragen werden und entlang des Gewichtsbereichs 21/über den Gewichtsteil 21 ausgebildet sind. Die ersten und zweiten fixierten Elektroden 31 und 41 sind angeordnet, Seitenoberflächen der beweglichen Elektroden 24 in einem parallelen Zustand in Detektionszwischenräumen von den jeweiligen Seitenoberflächen gegenüber zu liegen. Insbesondere sind die ersten und zweiten fixierten Elektroden 31 und 41 in einer kammförmigen Form jeweils zu viert so angeordnet, dass sie in kammförmige Spalten der beweglichen Elektroden 24 eingreifen, und sie werden von dem ersten und dem zweiten Verdrahtungsteil 32 und 42 in einer auskragenden Weise so getragen, dass sie dem ausgesparten Teil 16 gegenüber liegen.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entsprechen der erste und der zweite Verdrahtungsteil 32 und 42 Bereichen der Halbleiterschicht 13, welche elektrisch mit den ersten und den zweiten fixierten Elektroden 31 und 41 verbunden sind.
  • Auf diese Weise wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Kapazität Cs1 zwischen der beweglichen Elektrode 24 und der ersten fixierten Elektrode 31 erzeugt, und eine Kapazität Cs2 wird zwischen der beweglichen Elektrode 24 und der zweiten fixierten Elektrode 41 erzeugt. Die Beschleunigung wird auf der Basis einer Differenz zwischen den jeweiligen Kapazitäten Cs1 und Cs2 detektiert.
  • Ein äußerer peripherer Teil (Umfangsteil) der Halbleiterschicht 13, welcher von dem beweglichen Bereich 20, dem ersten und dem zweiten Fixierungsbereich 30 und 40 und dem Rillenbereich 15 in dem Halbleitersubstrat 10 abgeteilt ist, bildet einen peripheren Teil 50 und wird von dem Trägersubstrat 11 über die eingebettete Isolierungsschicht 12 getragen.
  • Der periphere Teil 50 ist mit einem rahmenförmigen Abdichtungsteil 51 ausgebildet, welcher den beweglichen Bereich 20 und den ersten und den zweiten Fixierungsbereich 30, 40 umgibt. Der Abdichtungsteil 51 ist aus einem Metallmaterial als ein leitfähiges Element hergestellt und in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aus Aluminium oder ähnlichem hergestellt.
  • Wie in 3 bis 5 dargestellt sind ein Bewegliche-Elektrode-Elektrodenbereich 60, Erste-und-zweite-fixierte-Elektrode-Elektrodenbereiche 70, 80 und ein Peripherer-Teil-Elektrodenbereich 90 in dem Halbleitersubstrat 10 ausgebildet. 4 veranschaulicht eine entlang des ersten Fixierungsbereichs 30 genommene Schnittansicht, und eine entlang des zweiten Fixierungsbereichs 40 genommene Schnittansicht ist auch identisch mit derjenigen in 4. Deshalb sind in 4 Bezugsziffern des ersten und des zweiten Fixierungsbereichs 30 und 40 angegeben.
  • Wie in 3 dargestellt, ist der Bewegliche-Elektrode-Elektrodenbereich 60 in solch einer Weise ausgestaltet, dass eine Durchgangselektrode 63 über einem Bewegliche-Elektrode-Lochteil 61 durch eine Isolierungsschicht 62 ausgebildet ist, und ein mit der Durchgangselektrode 63 elektrisch verbundener Pad-Teil 64 an der Isolierungsschicht 14 ausgebildet ist. Der Bewegliche-Elektrode-Lochteil 61 dringt durch die Isolierungsschicht 14, das Trägersubstrat 11 und die eingebettete Isolierungsschicht 12 und erreicht den verankerten Bereich 23a.
  • In ähnlicher Weise sind wie in 4 dargestellt, die Erste-und-zweite-fixierte-Elektrode-Elektrodenbereiche 70 und 80 in solch einer Weise ausgebildet, dass Durchgangselektroden 73 und 83 über Erste-und-zweite-fixierte-Elektrode-Lochteile 71 und 81 durch Isolierungsschichten 72 bzw. 82 ausgebildet sind und elektrisch mit den Durchgangselektroden 73 bzw. 83 verbundene Pad-Teile 74 und 84 an der Isolierungsschicht 14 ausgebildet sind. Die Erste-und-zweite-fixierte-Elektrode-Löcher 71 und 81 dringen durch die Isolierungsschicht 14, das Trägersubstrat 11 und die eingebettete Isolierungsschicht 12 und erreichen den ersten und den zweiten Verdrahtungsteil 32 bzw. 42.
  • Wie in 5 dargestellt ist der Periphere-Teil-Elektrodenbereich 90 in solch einer Weise ausgestaltet, dass eine Durchgangselektrode 93 über einen Peripherer-Teil-Lochteil 91 durch eine Isolierungsschicht 92 ausgebildet ist und ein mit der Durchgangselektrode 93 elektrisch verbundener Pad-Teil 94 an der Isolierungsschicht 14 ausgebildet ist. Der Periphere-Teil-Lochteil 91 durchdringt die Isolierungsschicht 14, das Trägersubstrat 11 und die eingebettete Isolierungsschicht 12 und erreicht den peripheren Teil 50.
  • In anderen Worten sind bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die an der Isolierungsschicht 14 gebildeten Pad-Teile 64 bis 94 mit dem externen Stromkreis verbunden, und ein vorbestimmtes Potenzial ist an die beweglichen Elektroden 24, die ersten und zweiten fixierten Elektroden 31 und 41 und den peripheren Teil 50 angelegt.
  • Wie in 5 dargestellt ist ein Kontaktloch 14a zum Freilegen einer vorbestimmten Stelle des Trägersubstrats 11 in der Isolierungsschicht 14 ausgebildet. Ein Kontaktteil 100, welches elektrisch mit dem Trägersubstrat 11 verbunden ist, ist in dem Kontaktloch 14a ausgebildet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Kontaktteil 100 mit dem Pad-Teil 94 in dem Peripherer-Teil-Elektrodenbereich 90 integriert (einstückig) ausgebildet, und dasselbe Potenzial wie das des peripheren Teils 50 ist an den Kontaktteil 100 angelegt.
  • Die Isolierungsschichten 62 bis 92 sind aus einem TEOS oder ähnlichem hergestellt, und die Durchgangselektroden 63 bis 93 und der Kontaktteil 100 sind aus Aluminium oder ähnlichem hergestellt.
  • Wie in 2 bis 5 dargestellt, ist die Abdeckung 110 aus einem gebondeten Substrat 111 und einer Isolierungsschicht (Isolierungsfilm) 112 ausgebildet.
  • Ein ausgesparter Bereich 111b ist in dem gebondeten Substrat 111 definiert, und der ausgesparte Bereich 111b ist in einem Bereich, welcher den beweglichen Elektroden 24 und den ersten, zweiten fixierten Elektroden 31, 41 gegenüber liegt, an einer Oberfläche 111a des gebondeten Substrats 111 vorgesehen, welche dem Halbleitersubstrat 10 gegenüber liegt. Die Isolierungsschicht 112 ist an der einen Oberfläche 111a und Wandoberflächen des ausgesparten Teils 111b des gebondeten Substrats 111 ausgebildet.
  • Das gebondete Substrat 111 ist z. B. aus einem Siliziumsubstrat hergestellt, und die Isolierungsschicht 112 ist z. B. aus SiO2 oder SiN hergestellt.
  • Ein Abdichtungsteil 113, welches geformt ist, dem Abdichtungsteil 51 zu entsprechen, ist an der Isolierungsschicht 112 in einem dem Abdichtungsteil 51, welches an dem peripheren Teil 50 ausgebildet ist, gegenüberliegenden Bereich ausgebildet. In anderen Worten ist der Abdichtungsteil 113 in einer Rahmenform entsprechend dem Abdichtungsteil 51 ausgebildet. Der Abdichtungsteil 113 ist elektrisch über ein in der Isolierungsschicht 112 definiertes Kontaktloch 112a mit dem gebondeten Substrat 111 verbunden. Der Abdichtungsteil 113 ist aus einem Metallmaterial als ein leitfähiges Element hergestellt und in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aus Aluminium oder ähnlichem hergestellt.
  • Die Ausgestaltung der Abdeckung 110 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist oben beschrieben. Das Halbleitersubstrat 10 ist mit der Abdeckung 110 verbunden und in/als ein Stück integriert, um einen Beschleunigungssensor zu bilden. Insbesondere ist die Abdeckung 110 mit dem Halbleitersubstrat 10 in solch einer Weise integriert, dass der Abdichtungsteil 113 mit dem an dem Halbleitersubstrat 10 ausgebildeten Abdichtungsteil 51 metallverbunden ist, um den beweglichen Bereich 20 und den ersten und den zweiten Fixierungsbereich 30, 40 abzudichten. Die Abdeckung 110 (gebondetes Substrat 111) ist über die Abdichtungsteile 51 und 113 mit dem Halbleitersubstrat 10 verbunden, um dadurch mit dem peripheren Teil 50 elektrisch verbunden zu sein.
  • Der Beschleunigungssensor gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist wie oben beschrieben ausgestaltet. Der Beschleunigungssensor ist an einem zu montierenden Element in solch einer Weise angebracht, dass eine der Isolierungsschicht 112 gegenüberliegende Seite der Abdeckung 110 in Kontakt mit dem zu montierenden Element kommt, und die jeweiligen Pad-Teile 64 bis 94 sind elektrisch mit dem externen Stromkreis über Bonding-Drähte oder ähnliches verbunden. Bei der obigen Ausgestaltung wird ein vorbestimmtes Potential an die beweglichen Elektroden 24 und die ersten und die zweiten fixierten Elektroden 31, 41 über die Pad-Teile 64 bis 84 angelegt. Ein vorbestimmtes Potenzial wird an den peripheren Teil 50, das Trägersubstrat 11 und das gebondete Substrat 111 über den Pad-Teil 94 angelegt.
  • Als nächstes wird ein Verfahren zum Herstellen des obigen Beschleunigungssensors mit Bezug auf 6A bis 9B beschrieben werden. 6A bis 9B sind entlang einer Linie III-III in 1 genommene Schnittansichten.
  • Wie in 6A dargestellt wird das Trägersubstrat 11 vorbereitet, und die eingebettete Isolierungsschicht 12 wird auf dem Trägersubstrat 11 durch eine chemische Gasabscheidungs-(CVD-)Technik, thermische Oxidation oder ähnliches gebildet.
  • Dann wird, wie in 6B dargestellt, eine Maske (nicht gezeigt) wie bspw. ein Fotolack oder eine Oxidschicht (Oxidfilm) auf der eingebetteten Isolierungsschicht 12 gebildet, und Nassätzen oder ähnliches wird durchgeführt, um den ausgesparten Teil 16 in dem Trägersubstrat 11 und der eingebetteten Isolierungsschicht 12 zu bilden.
  • Anschließend wird wie in 6C dargestellt, die eingebettete Isolierungsschicht 12 direkt mit der Halbleiterschicht 13 verbunden. In anderen Worten werden zuerst eine Verbindungsoberfläche der eingebetteten Isolierungsschicht 12 und eine Verbindungsoberfläche der Halbleiterschicht 13 mit N2-Plasma, O2-Plasma oder einem Ar-Ionenstrahl bestrahlt, und die jeweiligen Verbindungsoberflächen der eingebetteten Isolierungsschicht 12 und der Halbleiterschicht 13 werden aktiviert. Dann wird unter Verwendung von Ausrichtungsmarkierungen, welche geeignet gebildet sind, mit einem Infrarotmikroskop oder ähnlichem eine Ausrichtung durchgeführt, und die eingebettete Isolierungsschicht 12 und die Halbleiterschicht 13 werden direkt miteinander bei einer Raumtemperatur von 1100°C verbunden.
  • In diesem Fall ist die direkte Verbindung als ein Beispiel beschrieben, aber die eingebettete Isolierungsschicht 12 und die Halbleiterschicht 13 können miteinander durch eine Verbindungstechnik wie bspw. anodisches Bonding, Zwischenschicht-Bonding oder eine Fusionsfunktion verbunden werden. Nach der Verbindung kann dann ein Prozess zum Verbessern einer Verbindungsqualität wie bspw. Hochtemperaturausglühen (Hochtemperatur-Annealing) durchgeführt werden. Außerdem können nach der Verbindung das Trägersubstrat 11 und die Halbleiterschicht 13 durch Polieren und Abschleifen bearbeitet werden, eine gewünschte Dicke zu haben.
  • Dann wird wie in 6D dargestellt eine Metallschicht auf der Halbleiterschicht 13 durch eine CVD-Technik oder ähnliches gebildet. Ein reaktives Ionenätzen oder ähnliches wird mit der Verwendung einer Maske (nicht dargestellt), wie bspw. eines Fotolacks oder einer Oxidschicht, durchgeführt, und die Metallschicht wird gemustert, den Abdichtungsteil 51 zu bilden.
  • Dann wird wie in 6E dargestellt ein reaktives Ionenätzen oder ähnliches mit der Verwendung einer Maske (nicht dargestellt) wie bspw. eines Fotolacks oder eines Oxidfilms durchgeführt, und der Rillenbereich 15 wird in der Halbleiterschicht 13 definiert, um den beweglichen Bereich 20, den ersten und den zweiten Fixierungsbereich 30 und 40 und den peripheren Bereich 50 abzutrennen/abzuteilen.
  • In dem obigen Prozess wird der Abdichtungsteil 51 auf der Halbleiterschicht 13 gebildet, und beim Bilden des beweglichen Bereichs 20 und des ersten und des zweiten Fixierungsbereichs 30, 40 ist es wahrscheinlich, dass eine thermische Spannung wegen einer Differenz im thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen der Halbleiterschicht 13 und dem Abdichtungsteil 51 auf die Halbleiterschicht 13 angewandt wird. Jedoch ist der Abdichtungsteil 51 an der Halbleiterschicht 13 ausgebildet, und verglichen mit einem Fall, in welchem die Durchgangselektrode in dem Inneren der Halbleiterschicht eingebettet ist wie beim üblichen Stand der Technik, ist die an die Halbleiterschicht 13 anzulegende thermische Spannung klein, weil Ausdehnung und Zusammenziehung ermöglicht sind. Aus diesem Grunde ist es unwahrscheinlich, dass eine Verarbeitungsgenauigkeit des beweglichen Bereichs 20 und des ersten und des zweiten Fixierungsbereichs 30 und 40 reduziert werden.
  • In einem anderen, von denjenigen in 6A bis 6E unterschiedlichen Prozess wird das gebondete Substrat 111 wie in 7A dargestellt vorbereitet, und der ausgesparte Teil 111b wird in der einen Oberfläche 111a des gebondeten Substrats 111 wie in 7B gebildet. Obwohl es nicht besonders eingeschränkt ist, kann der ausgesparte Teil 111b durch Nassätzen oder ähnliches unter Verwendung einer Maske (nicht dargestellt) wie bspw. eines Fotolacks oder eines Oxidfilms definiert werden.
  • Dann wird, wie in 7C dargestellt, die Isolierungsschicht 112 auf der einen Oberfläche 111a des gebondeten Substrats 111 durch thermische Oxidation oder ähnliches gebildet.
  • Anschließend wird, wie in 7D dargestellt, nachdem das Kontaktloch 112a in der Isolierungsschicht 112 gebildet ist, der Abdichtungsteil 113, welcher elektrisch mit dem gebondeten Substrat 111 über das Kontaktloch 112a verbunden ist, gebildet. Insbesondere wird zuerst das reaktive Ionenätzen oder ähnliches an der Isolierungsschicht 112 mit der Verwendung einer Maske (nicht dargestellt) wie bspw. einem Fotolack oder einer Oxidschicht durchgeführt, und das Kontaktloch 112a wird in der Isolierungsschicht 112 gebildet. Anschließend wird eine Metallschicht (ein Metallfilm) auf der Isolierungsschicht 112 gebildet, sodass die Metallschicht in dem Kontaktloch 112a eingebettet wird. Danach wird reaktives Ionenätzen oder ähnliches mit der Verwendung einer Maske (nicht dargestellt) wie bspw. einem Fotolack oder einer Oxidschicht durchgeführt, und die Metallschicht wird gemustert, um den Abdichtungsteil 113 zu bilden.
  • Dann wird, wie in 8A dargestellt, das Halbleitersubstrat 10 mit der Abdeckung 110 verbunden. Insbesondere wird unter Verwendung von Ausrichtungsmarkierungen, welche geeignet gebildet sind, mit einem Infrarotmikroskop oder ähnlichem eine Ausrichtung durchgeführt, und der Abdichtungsteil 51 des Halbleitersubstrats 10 wird mit dem Abdichtungsteil 113 der Abdeckung 110 bei 300 bis 500°C metallverbunden.
  • Anschließend werden, wie in 8B dargestellt, vier erste Lochteile 17a, welche die eingebettete Isolierungsschicht 12 von einer der eingebetteten Isolierungsschicht 12 gegenüberliegenden Seite des Trägersubstrats 11 erreichen, gebildet. Insbesondere wird der erste Lochteil 17a, welcher die eingebettete Isolierungsschicht 12 erreicht, in dem Trägersubstrat 11 in einem dem verankerten Bereich 23a gegenüberliegenden Bereich des Trägersubstrats 11 gebildet. In einer anderen, von derjenigen in 8B verschiedenen Schnittansicht werden die zwei ersten Lochteile 17a, welche die eingebettete Isolierungsschicht 12 erreichen, in dem Trägersubstrat 11 in Bereichen des Trägersubstrats 11 gebildet, welche dem ersten und dem zweiten Verdrahtungsteil 32 und 42 gegenüber liegen. In gleicher Weise wird der erste Lochteil 17a, welcher die eingebettete Isolierungsschicht 12 erreicht, in dem Trägersubstrat 11 in einem Bereich des Trägersubstrats 11 gebildet, welcher dem peripheren Teil 50 gegenüber liegt.
  • Dann wird, wie in 8C dargestellt, die Isolierungsschicht 62 auf der Wandoberfläche des ersten Lochteils 17a mittels einer CVD-Technik oder ähnlichem gebildet. In einer anderen, von derjenigen in 8C unterschiedlichen Schnittansicht werden die Isolierungsschichten 72 bis 92 an den Wandoberflächen der jeweiligen ersten Lochteile 17a gebildet. In dieser Situation ist die Isolierungsschicht 14 durch eine Isolierungsschicht gebildet, welche an einer Seite des Trägersubstrats 11, welche der eingebetteten Isolierungsschicht 12 gegenüber liegt, gebildet ist. In anderen Worten werden die Isolierungsschicht 14 und die Isolierungsschichten 62 bis 92 in demselben Prozess gebildet. Außerdem wird die Isolierungsschicht 14 in diesem Prozess gebildet, um dadurch das Halbleitersubstrat 10 zu bilden, in welchem die Isolierungsschicht 14, das Trägersubstrat 11, die eingebettete Isolierungsschicht 12 und die Halbleiterschicht 13 in der angegebenen Reihenfolge aufeinandergeschichtet sind.
  • Dann wird, wie in 9A dargestellt, ein zweiter Lochteil 17b zum Freilegen des verankerten Bereichs 23a in der eingebetteten Isolierungsschicht 12 auf einem Bodenteil des jeweiligen ersten Lochteils 17a angeordnet gebildet. Bei dieser Ausgestaltung wird der Bewegliche-Elektrode-Lochteil 61 durch den ersten und den zweiten Lochteil 17a und 17b gebildet. Ferner wird in einer anderen, von derjenigen in 9A unterschiedlichen Schnittansicht der zweite Lochteil 17b zum Freilegen des ersten und des zweiten Verdrahtungsteils 32 und 42 oder des peripheren Teils 50 in der eingebetteten Isolierungsschicht 12 auf dem Bodenteil von dem jeweiligen ersten Lochteil 17a angeordnet gebildet. Bei der obigen Ausgestaltung werden die Erste-und-zweite-fixierte-Elektrode-Lochteile 71 und 81 und der Periphere-Teil-Lochteil 91 durch die ersten und zweiten Lochteilen 17a und 17b gebildet. In einer anderen, von derjenigen in 9A unterschiedlichen Schnittansicht, wird das Kontaktloch 14a in der Isolierungsschicht 14 gebildet. Die jeweiligen zweiten Lochteile 17b und das Kontaktloch 14a werden zur selben Zeit gebildet.
  • Dann wird, wie in 9B dargestellt, eine Metallschicht in dem Bewegliche-Elektrode-Lochteil 61 durch eine Sputter-Technik oder ein Gasabscheidungsverfahren oder ähnliches gebildet, um die Durchgangselektrode 63 zu bilden. In einer anderen, von derjenigen in 9B unterschiedlichen Schnittansicht, wird eine Metallschicht in den Erste-und-zweite-fixierte-Elektrode-Lochteilen 71 und 81 und dem Peripherer-Teil-Lochteil 91 gebildet, um die Durchgangselektroden 73 bis 93 zu bilden, und eine Metallschicht wird in dem Kontaktloch 14a gebildet, um den Kontaktteil 100 zu bilden. Danach wird die Metallschicht auf der Isolierungsschicht 14 gemustert, um den Pad-Teil 64 zu bilden. In einer anderen, von derjenigen in 9B unterschiedlichen Schnittansicht, werden die Pad-Teile 74 bis 94 gebildet. Der Beschleunigungssensor gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird in der oben beschriebenen Weise hergestellt.
  • Die Durchgangselektroden 63 bis 93 und der Kontaktteil 100 werden in demselben Prozess zum Bilden der Metallschicht gebildet, und die Pad-Teile 64 bis 94 werden in demselben Prozess zum Mustern des Metallfilms gebildet. Ein Verfahren zum Herstellen eines Beschleunigungssensors ist oben beschrieben. Alternativ kann, nachdem der obige Prozess in einem Waver-Zustand durchgeführt worden ist, der Waver in Chip-Einheiten gewürfelt werden.
  • Wie oben beschrieben ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Kontaktteil 100 an dem Trägersubstrat 11 vorgesehen, und das Trägersubstrat 11 wird über den Kontaktteil 100 auf einem vorbestimmten Potenzial gehalten. In anderen Worten gibt es keinen Bedarf, die Durchgangselektrode zum Halten des Trägersubstrats 11 auf dem vorbestimmten Potenzial in dem Inneren der Halbleiterschicht 13 zu bilden. Aus diesem Grunde kann die Verarbeitungsgenauigkeit daran gehindert werden, beim Bilden des beweglichen Bereichs 20 und des ersten und des zweiten Fixierungsbereichs 30 und 40 reduziert zu werden, und deshalb kann die Detektionsgenauigkeit daran gehindert werden, reduziert zu sein.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden der Bewegliche-Elektrode-Elektrodenbereich 60, die Erste-und-zweite-fixierte-Elektrode-Elektrodenbereiche 70, 80 und der Periphere-Teil-Elektrodenbereich 90 in dem Halbleitersubstrat 10 gebildet. Der Kontaktteil 100 wird zur gleichen Zeit gebildet, wie der Bewegliche-Elektrode-Elektrodenbereich 60, die Erste-und-zweite-fixierte-Elektrode-Elektrodenbereiche 70, 80 und der Peripherer-Teil-Elektrodenbereich 90 gebildet werden. Aus diesem Grunde gibt es keinen Bedarf, den Herstellungsprozess nur zum Bilden des Kontaktteils 100 hinzuzufügen, und die Herstellungsprozesse (Herstellungsvorgänge) werden nicht zahlenmäßig vergrößert.
  • Ferner ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Kontaktteil 100 mit dem Pad-Part 94 in dem Peripherer-Teil-Elektrodenbereich 90 integriert (einstückig ausgebildet). Aus diesem Grunde gibt es keinen Bedarf, einen neuen Pad-Teil zum Verbinden des Kontaktteils 100 und des externen Stromkreises zu bilden.
  • (Zweites Ausführungsbeispiel)
  • Ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird beschrieben werden. Verglichen mit dem ersten Ausführungsbeispiel wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die vorliegende Erfindung auf einen Beschleunigungssensor zum Detektieren einer Beschleunigung in einer Normalenrichtung (Richtung einer Normalen) zu einer Oberflächenrichtung eines Halbleitersubstrats 10 angewandt, und die anderen Ausgestaltungen sind identisch zu denjenigen bei dem ersten Ausführungsbeispiel und werden daher von der Beschreibung weggelassen werden.
  • Wie in 10 bis 14 dargestellt ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein beweglicher Bereich 120 durch einen Rillenbereich 15 in einer Halbleiterschicht 13 abgeteilt. 10 ist eine Draufsicht auf das Halbleitersubstrat 10 bei dem Beschleunigungssensor, und ein Bewegliche-Elektrode-Verdrahtungsteil 151 und Erste-und-zweite-fixierte-Elektrode-Verdrahtungsteile 161, 162, welche später beschrieben werden sollen, welche in einer Abdeckung 110 angeordnet sind, sind durch gepunktete Linien angegeben.
  • Der bewegliche Bereich 120 beinhaltet einen Rahmenbereich 122, welcher in eine rechteckige Rahmenform geformt ist, in welcher Öffnungsbereiche 121, welche in einer Draufsicht eine rechteckige Form haben, und einen Torsionsbalken 123, welcher vorgesehen ist, um gegenüberliegende Seiten der Öffnungsbereiche 121 miteinander zu koppeln, definiert sind. Der bewegliche Bereich 120 wird von einem Trägersubstrat 11 in einer solchen Weise getragen, dass der Torsionsbalken 123 mit einem verankerten Bereich 124 gekoppelt ist, welcher von einer eingebetteten Isolierungsschicht 12 getragen ist.
  • Jeweilige Richtungen einer X-Achse, einer Y-Achse und einer Z-Achse in 10 bis 14 werden beschrieben werden. In 10 bis 14 repräsentiert eine Richtung entlang der X-Achse eine horizontale Richtung auf einer Papieroberfläche von 10, eine Richtung entlang der Y-Achse repräsentiert eine zu einer Richtung entlang der X-Achse in einer Ebene des Halbleitersubstrats 10 orthogonale Richtung, und eine Richtung entlang der Z-Achse repräsentiert eine Normalenrichtung zu einer Oberflächenrichtung des Halbleitersubstrats 10. Nachstehend wird die Richtung entlang der X-Achse „X-Achsen-Richtung” genannt, die Richtung entlang der Y-Achse wird „Y-Achsen-Richtung” genannt, und die Richtung entlang der Z-Achse wird „Z-Achsen-Richtung” genannt.
  • Der Torsionsbalken 123 ist ein Element, welches eine Rotationsachse definiert, welche eine Drehmitte des beweglichen Bereichs 120 ist, wenn die Beschleunigung in der Z-Achsen-Richtung auf den Torsionsbalken 123 angewandt wird. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Torsionsbalken 123 vorgesehen, den Öffnungsbereich 121 in zwei Stücke aufzuteilen.
  • Der Rahmenbereich 122 ist asymmetrisch in Bezug auf den Torsionsbalken 123 geformt, um mit dem Torsionsbalken 123 als einer Rotationsachse drehbar zu sein, wenn die Beschleunigung in der Z-Achsen-Richtung auf den Rahmenteil 122 angewendet wird. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird bei dem Rahmenteil 122 eine Länge eines ersten Bereichs 122a in der X-Achsen-Richtung von dem Torsionsbalken 123 zu einem Ende eines von dem Torsionsbalken 123 entferntesten Bereichs eingestellt, länger zu sein als eine Länge eines zweiten Bereichs 122b in der X-Achsen-Richtung von dem Torsionsbalken 123 zu einem Ende eines von dem Torsionsbalken 123 entferntesten Bereich. In anderen Worten wird bei dem Rahmenteil 122 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Masse des ersten Bereichs 122a eingestellt, größer zu sein als eine Masse des zweiten Bereichs 122b.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden bewegliche Elektroden 125 in Bereichen des Rahmenteils 122 ausgebildet, welche ersten und zweiten fixierten Elektroden 161a und 162b gegenüber liegen, was später beschrieben werden soll. Ein ausgesparter Teil 16 ist in dem Trägersubstrat 11 und der eingebetteten Isolierungsschicht 12 in einem Bereich definiert, welcher dem beweglichen Bereich 120 gegenüber liegt.
  • In einem peripheren Teil 50 der Halbleiterschicht 13 sind ein Bewegliche-Elektrode-Verbindungsteil 131 und Erste-und-zweite-fixierte-Elektrode-Verbindungsteile 132 und 133 durch Rillenbereiche 18 abgeteilt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht der Bewegliche-Elektrode-Verbindungsteil 131 einem mit den beweglichen Elektroden 125 elektrisch verbundenen Bereich in der Halbleiterschicht 13 der vorliegenden Erfindung. Die Erste-und-zweite-fixierte-Elektrode-Verbindungsteile 132 und 133 entsprechen mit der ersten und der zweiten fixierten Elektrode 161a und 162a elektrisch verbundenen Bereichen in der Halbleiterschicht 13 der vorliegenden Erfindung.
  • Bei der Halbleiterschicht 13 sind Pad-Teile 141 bis 144 an dem verankerten Bereich 124, den Bewegliche-Elektrode-Verbindungsteil 131 und den Erste-und-zweite-fixierte-Elektrode-Verbindungsteilen 132 und 133 zusammen mit einem an dem peripheren Teil 50 ausgebildeten Abdichtungsteil 51 ausgebildet. Die jeweiligen Pad-Teile 141 bis 144 sind aus Aluminium oder ähnlichem hergestellt.
  • Wie in 12 dargestellt ist ein Bewegliche-Elektrode-Elektrodenbereich 60, welcher elektrisch mit dem Bewegliche-Elektrode-Verbindungsteil 131 verbunden ist, in dem Halbleitersubstrat 10 ausgebildet. In gleicher Weise sind, wie in 13 dargestellt, Erste-und-zweite-fixierte-Elektrode-Elektrodenbereiche 70 und 80, welche elektrisch mit den Erste-und-zweite-fixierte-Elektrode-Verbindungsteilen 132 bzw. 133 verbunden sind, in dem Halbleitersubstrat 10 ausgebildet. Wie in 14 dargestellt ist ein Peripherer-Teil-Elektrodenbereich 90, welcher elektrisch mit dem peripheren Teil 50 verbunden ist, in dem Halbleitersubstrat 10 ausgebildet, und ein Kontaktteil 100, welcher elektrisch mit dem Trägersubstrat 11 verbunden ist, ist in dem Halbleitersubstrat 10 ausgebildet.
  • 13 veranschaulicht eine entlang des später zu beschreibenden ersten Verdrahtungsteils 161 genommene Schnittansicht, und eine entlang des später zu beschreibenden zweiten Verdrahtungsteils 162 genommene Schnittansicht ist die gleiche wie diejenige in 13. Deshalb sind in 13 Bezugsziffern der Erste-und-zweite-fixierte-Elektrode-Verbindungsteile 132 und 133 und der ersten und zweiten Verdrahtungsteile 161 und 162 angegeben.
  • Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel beinhaltet die Abdeckung 110 ein gebondetes Substrat 111 und eine Isolierungsschicht 112. Wie in 12 dargestellt, ist der Bewegliche-Elektrode-Verdrahtungsteil 151 auf der Isolierungsschicht 112 ausgebildet. Der Bewegliche-Elektrode-Verdrahtungsteil 151 erstreckt sich von einem Bereich der Isolierungsschicht 112, welcher einem an dem verankerten Bereich 124 ausgebildeten Pad-Teil 141 gegenüber liegt, zu einem Bereich der Isolierungsschicht 112, welcher einem an dem Bewegliche-Elektrode-Verbindungsteil 131 ausgebildeten Pad-Teil 142 gegenüber liegt.
  • Wie in 13 dargestellt, sind die aus Aluminium oder ähnlichem hergestellten ersten und zweiten Verdrahtungsteile 161 und 162 auf der Isolierungsschicht 112 ausgebildet. Insbesondere beinhaltet der erste Verdrahtungsteil 161 die erste fixierte Elektrode 161a, welche an einem dem ersten Bereich 122a gegenüberliegenden Bereich ausgebildet ist, und eine von der ersten fixierten Elektrode 161a geführte erste Führungsleitung 161b. Der zweite Verdrahtungsteil 162 beinhaltet die zweite fixierte Elektrode 162a, welche an einem dem zweiten Bereich 122b gegenüberliegenden Bereich ausgebildet ist, und eine zweite von der zweiten fixierten Elektrode 162a kommende Führungsleitung 162b.
  • Mit der obigen Ausgestaltung wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Kapazität Cs1 zwischen dem ersten Bereich 122a (bewegliche Elektrode 125) und der ersten fixierten Elektrode 161a erzeugt, und eine Kapazität Cs2 wird zwischen dem zweiten Bereich 122b (bewegliche Elektrode 125) und der zweiten fixierten Elektrode 162a erzeugt. Die Beschleunigung wird auf der Basis einer Differenz zwischen den jeweiligen Kapazitäten Cs1 und Cs2 detektiert.
  • Die erste und die zweite fixierte Elektrode 161a und 162a sind in die gleiche planare Form geformt, und ausgebildet, die gleiche Kapazität zusammen mit den jeweiligen beweglichen Elektroden 125 in einem Zustand zu erzeugen, in welchem keine Beschleunigung angewandt wird. Die erste und die zweite Führungsleitung 161b und 162b erstrecken sich in Bereichen der Isolierungsschicht 112, welche den Erste-und-zweite-fixierte-Elektrode-Verbindungsteilen 132 bzw. 133 gegenüber liegen.
  • Ein ausgesparter Teil 111b ist geeignet in dem gebondeten Substrat 111 an einem Bereich einer dem Rahmenbereich 122 gegenüberliegenden Oberfläche 111a definiert, welcher unterschiedlich von den Bereichen ist, auf welchen die erste und die zweite fixierte Elektrode 161a und 162a ausgebildet sind.
  • Das Halbleitersubstrat 10 ist mit der Abdeckung 110 verbunden und in ein Stück integriert, um den Beschleunigungssensor des vorliegenden Ausführungsbeispiels zu bilden. Insbesondere ist das Halbleitersubstrat 10 mit der Abdeckung 110 in solch einer Weise integriert, dass die jeweiligen Abdichtungsteile 51 und 113 miteinander metallverbunden sind, die Pad-Teile 141 und 142 mit dem Bewegliche-Elektrode-Verdrahtungsteil 151 metallverbunden sind und die Pad-Teile 143 und 144 mit der ersten und der zweiten Führungsleitung 161b und 162b metallverbunden sind.
  • Mit der obigen Ausgestaltung wird, wenn ein vorbestimmtes Potenzial an den Pad-Teil 64 des Bewegliche-Elektrode-Elektrodenbereichs 60 angelegt wird, das vorbestimmte Potenzial an die beweglichen Elektroden 125 (verankerter Bereich 124) über den Bewegliche-Elektrode-Verbindungsteil 131, den Pad-Teil 142, den Bewegliche-Elektrode-Verdrahtungsteil 151 und den Pad-Teil 142 angelegt. In gleicher Weise wird, wenn ein vorbestimmtes Potenzial an die Pad-Teile 74 und 84 der Erste-und-zweite-fixierte-Elektrode-Elektrodenbereiche 70 und 80 angelegt wird, das vorbestimmte Potenzial an die erste und die zweite fixierte Elektrode 161a und 162a über die Erste-und-zweite-fixierte-Elektrode-Verbindungsteile 132 und 133, die Pad-Teile 143 und 144 und die erste und die zweite Führungsleitung 161b und 162b angelegt. Wenn ein vorbestimmtes Potenzial an den Pad-Teil 94 des Peripherer-Teil-Elektrodenbereichs 90 angelegt wird, wird das vorbestimmte Potenzial an den peripheren Teil 50 und das Trägersubstrat 11 angelegt, und ein Potenzial des peripheren Teils 50 wird über die Abdichtungsteile 51 und 113 an das gebondete Substrat 111 angelegt.
  • Die Ausgestaltung des Beschleunigungssensors des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist oben beschrieben. Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung des Beschleunigungssensors dieses Typs kurz beschrieben werden.
  • Bei dem Beschleunigungssensor von diesem Typ werden die jeweiligen Pad-Teile 141 bis 144 zusammen mit dem Abdichtungsteil 51 in dem oben beschriebenen Prozess von 6D gebildet. Ferner wird in dem Prozess von 6E der Rillenbereich 15 in der Halbleiterschicht 13 gebildet, um den beweglichen Bereich 120 zu bilden, und Rillenbereiche 18 werden in der Halbleiterschicht 13 gebildet, um den Bewegliche-Elektrode-Verbindungsteil 131 und die Erste-und-zweite-fixierte-Elektrode-Verbindungsteile 132 und 133 zu bilden.
  • In dem Prozess von 7D wird der Abdichtungsteil 113 gebildet und der Bewegliche-Elektrode-Verdrahtungsteil 151 und der erste und der zweite Verdrahtungsteil 161, 162 werden gebildet.
  • In dem Prozess der 8 und 9 können der Bewegliche-Elektrode-Elektrodenbereich 60, welcher mit dem Bewegliche-Elektrode-Verbindungsteil 131 verbunden ist, und die Erste-und-zweite-fixierte-Elektrode-Elektrodenbereiche 70 und 80, welche mit den Erste-und-zweite-fixierte-Elektrode-Verbindungsteilen 132 und 133 verbunden sind, gebildet werden.
  • Wie oben beschrieben kann die vorliegende Erfindung auf den Beschleunigungssensor zum Detektieren der Beschleunigung in der Normalenrichtung (Z-Achsen-Richtung) in Bezug auf die Oberflächenrichtung des Halbleitersubstrats 10 angewendet werden.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der ausgesparte Teil 111b geeignet in dem gebondeten Substrat 111 an einem Bereich der dem Rahmenbereich 122 gegenüberliegenden einen Oberfläche 111a definiert, welcher unterschiedlich zu den Bereichen ist, auf welchen die erste und die zweite fixierte Elektrode 161a und 162a ausgebildet sind. In anderen Worten ist ein Abstand zwischen einem Bereich des Rahmenteils 122 unterschiedlich zu einem Bereich der beweglichen Elektroden 125 und die Abdeckung 110 ist erweitert. Aus diesem Grunde kann eine parasitäre Kapazität, welche zwischen dem Rahmenbereich 122 und der Abdeckung 110 erzeugt wird, reduziert werden, und die Detektionsgenauigkeit kann verbessert werden.
  • (Drittes Ausführungsbeispiel)
  • Ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird beschrieben werden. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird verglichen mit dem ersten Ausführungsbeispiel ein ausgesparter Teil von einer einer eingebetteten Isolierungsschicht 12 gegenüberliegenden Seite des Trägersubstrats 11 gebildet werden. Die anderen Ausgestaltungen sind identisch mit denjenigen bei dem ersten Ausführungsbeispiel, und deren Beschreibung wird daher weggelassen werden.
  • Wie in 15 und 16 dargestellt, sind bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Trägersubstrat, die eingebettete Isolierungsschicht 12 und eine Halbleiterschicht 13 in der genannten Reihenfolge aufeinander geschichtet, um ein Halbleitersubstrat 10 auszubilden. Ein ausgesparter Teil 19 zum Freilegen der Halbleiterschicht 13 von einer der eingebetteten Isolierungsschicht 12 gegenüberliegenden Seite des Trägersubstrats 11 ist in dem Halbleitersubstrat 10 ausgebildet. Insbesondere ist der ausgesparte Teil 19 ausgebildet, einen verankerten Bereich 23a, Teile von einem ersten und einem zweiten Verdrahtungsteil 32 und 42 und einen Teil eines peripheren Teils 50 gemeinsam freizulegen. Der ausgesparte Teil 19 ist getrennt von dem ausgesparten Teil 16 vorgesehen.
  • Bereiche des verankerten Bereichs 23a, des ersten und des zweiten Verdrahtungsteils 32 und 42 und des peripheren Teils 50, welche von dem ausgesparten Teil 19 freigelegt sind, sind mit Pad-Teilen 171 bis 174 ausgebildet. Der an dem peripheren Teil 50 ausgebildete Pad-Teil 174 erstreckt sich zu dem von dem ausgesparten Teil 19 freigelegten Trägersubstrat 11 und einer der eingebetteten Isolierungsschicht 12 gegenüberliegenden Seite des Trägersubstrats 11. Der Pad-Teil 174 bildet einen Kontaktteil 100 an einem Bereich, welcher in Kontakt mit dem Trägersubstrat 11 kommt. In anderen Worten wird dasselbe Potenzial wie das des peripheren Teils 50 an das Trägersubstrat 11 angelegt.
  • Die Ausgestaltung des Beschleunigungssensors des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist oben beschrieben. Anschließend wird ein Verfahren zum Herstellen des Beschleunigungssensors dieses Typs mit Bezug auf 17A bis 17F und 18A bis 18C beschrieben werden. 17A bis 17F und 18A bis 18C sind entlang einer Linie XVI-XVI in 15 genommene Schnittansichten.
  • Als erstes wird, wie in 17A dargestellt, die eingebettete Isolierungsschicht 12 auf dem Trägersubstrat 11 gebildet, und, wie in 17B dargestellt, wird ein erster ausgesparter Bereich 19a in dem Trägersubstrat 11 und der eingebetteten Isolierungsschicht 12 gebildet. Der erste ausgesparte Bereich 19a wird in dem gleichen Prozess (Vorgang) wie demjenigen des ausgesparten Teils 16 gebildet.
  • Anschließend wird, wie in 17C dargestellt, die Halbleiterschicht 13 vorbereitet, und eine Metallschicht (Metallfilm) wird auf einer Seite der Halbleiterschicht 13 gebildet, welche mit der eingebetteten Isolierungsschicht 12 verbunden wird. Ein reaktives Ionenätzen oder ähnliches wird mit der Verwendung einer Maske (nicht dargestellt), wie bspw. eines Fotolacks oder einer Oxidschicht, durchgeführt, und die Metallschicht wird gemustert, um die Pad-Teile 171 bis 174 in Bildungsgebieten zu bilden, wo der verankerte Bereich 23a, der erste und der zweite Verdrahtungsteil 32 und 42 und der periphere Teil 50 gebildet werden sollen.
  • Anschließend wird, wie in 17D dargestellt, die eingebettete Isolierungsschicht 12 mit der Halbleiterschicht 13 in dem gleichen Prozess wie demjenigen in der oben beschriebenen 6C verbunden. In dieser Situation wird die eingebettete Isolierungsschicht 12 mit der Halbleiterschicht 13 so verbunden, dass die Pad-Teile 171 bis 174 in dem ersten ausgesparten Bereich 19a aufgenommen werden.
  • Nachstehend werden, wie in 17E und 17F dargestellt, die gleichen Prozesse (Vorgänge) wie diejenigen in 6D und 6E durchgeführt, und ein Abdichtungsteil 51 wird gebildet, während ein beweglicher Bereich 20 und erste, zweite Fixierungsbereiche 30, 40 gebildet werden.
  • Nachdem die oben beschriebenen Prozesse (Vorgänge) in 7A bis 7D durchgeführt worden sind, um eine Abdeckung 110 vorzubereiten, wird der gleiche Prozess wie derjenige in der oben beschriebenen 8A durchgeführt, und die Halbleiterschicht 13 wird mit der Abdeckung 110 verbunden, wie in 18A dargestellt.
  • Anschließend wird, wie in 18B dargestellt, ein Durchgangsloch 19c, welches den Pad-Teil 174 von einer der eingebetteten Isolierungsschicht 12 gegenüberliegenden Seite des Trägersubstrats 11 erreicht, gebildet. Dann wird eine Metallschicht (Metallfilm) in dem Durchgangsloch 19c durch eine Masken-Gasphasenabscheidungstechnik oder ähnliches gebildet. Insbesondere wird die Metallschicht auf einem Bereich des Durchgangslochs 19c so gebildet, dass sie mit dem Pad-Teil 174 integriert (einstückig) wird, um den Kontaktteil 100 zu bilden. Der Bereich des Durchgangslochs 19c bildet durch Durchführen eines Prozesses von 18C, welcher später beschrieben werden soll, eine Wandoberfläche des durch den ausgesparten Teil 19 freigelegten Trägersubstrats 11. Dann wird die auf einer der eingebetteten Isolationsschicht 12 gegenüberliegenden Seite des Trägersubstrats 11 gebildete Metallschicht gemustert.
  • Danach wird, wie in 18C dargestellt, ein zweiter ausgesparter Bereich 19b, welcher mit dem ersten ausgesparten Bereich 19a in Verbindung steht, von einer der eingebetteten Isolierungsschicht 12 gegenüberliegenden Seite des Trägersubstrats 11 gebildet, um dadurch den ausgesparten Teil 19 zu bilden. Auf diese Weise wird der Beschleunigungssensor des vorliegenden Ausführungsbeispiels hergestellt.
  • Wie oben beschrieben können anstelle des Bewegliche-Elektrode-Elektrodenbereichs 60, der Erste-und-zweite-fixierte-Elektrode-Elektrodenbereiche 70, 80 und des Peripherer-Teil-Elektrodenbereichs 90 der ausgesparte Teil 19 zum gemeinsamen Freilegen des verankerten Bereichs 23a, des ersten und des zweiten Verdrahtungsteile 32 und 42 und des peripheren Teils 50 gebildet werden, und die Pad-Teile 171 bis 174 und der Kontaktteil 100 können in von dem ausgesparten Teil 19 freigelegten Bereichen gebildet werden. In gleicher Weise können die gleichen Vorteile wie diejenigen bei dem ersten Ausführungsbeispiel mittels des oben beschriebenen Beschleunigungssensors erhalten werden.
  • (Andere Ausführungsbeispiele)
  • Die vorliegende Erfindung ist basierend auf den Ausführungsbeispielen beschrieben worden, und es ist verstanden, dass diese Erfindung nicht auf die Ausführungsbeispiele oder die Strukturen begrenzt ist. Die vorliegende Erfindung kann verschiedene Modifikationsbeispiele oder äquivalente Modifikationen beinhalten. Außerdem sind verschiedene Kombinationen oder Formen, oder andere Kombinationen oder Formen, welche nur ein Element, mehr Elemente oder weniger Elemente beinhalten, in der Kategorie oder konzeptionellen Reichweite der vorliegenden Erfindung beinhaltet.
  • Zum Beispiel ist in den obigen jeweiligen Ausführungsbeispielen der Beschleunigungssensor als der Sensor für eine physikalische Größe beschrieben worden. Alternativ kann die vorliegende Erfindung auf einen Winkelgeschwindigkeitssensor als den Sensor für eine physikalische Größe angewendet werden.
  • Bei dem ersten und dem dritten Ausführungsbeispiel muss die Abdeckung 110 keine Isolierungsschicht 112 haben. In anderen Worten kann der Abdichtungsteil 113 auf einer Oberfläche 111a des gebondeten Substrats 111 ausgebildet sein.
  • Außerdem muss bei dem obigen ersten und dem obigen dritten Ausführungsbeispiel die Isolierungsschicht 112 nicht auf dem gebondeten Substrat 111 ausgebildet sein, sondern der periphere Teil 50 der Halbleiterschicht 13 kann, z. B., direkt mit dem gebondeten Substrat 111 verbunden sein, um die Halbleiterschicht 13 elektrisch mit dem gebondeten Substrat 111 zu verbinden.
  • Bei dem ersten und bei dem dritten Ausführungsbeispiel muss der Kontaktteil 100 nicht mit dem Pad-Teil 94 integriert (einstückig) in dem Peripherer-Teil-Elektrodenbereich 90 ausgebildet sein.
  • Bei dem obigen dritten Ausführungsbeispiel ist das Beispiel, bei welchem sich der Kontaktteil 100 zu einer der eingebetteten Isolierungsschicht 12 gegenüberliegenden Seite des Trägersubstrats 11 erstreckt, beschrieben worden. Alternativ kann der Kontaktteil 100 nur auf dem von dem ausgesparten Teil 19 freigelegten Trägersubstrat 11 ausgebildet sein. Der Kontaktteil 100 kann nur auf einem der eingebetteten Isolierungsschicht 12 gegenüberliegenden Bereich des Trägersubstrats 11 ausgebildet sein.
  • Ferner muss bei den obigen jeweiligen Ausführungsbeispielen der periphere Teil 50 nicht elektrisch mit der Abdeckung 110 (gebondetes Substrat 111) verbunden sein. In diesem Fall kann der mit dem externen Stromkreis elektrisch verbundene Kontaktteil auf dem gebondeten Substrat 111 ausgebildet sein, um das gebondete Substrat 111 auf einem vorbestimmten Potenzial zu halten. Zudem können bei den obigen jeweiligen Ausführungsbeispielen mehrere Durchgangselektroden in der Abdeckung 110 ausgebildet sein, und ein vorbestimmtes Potenzial kann an die beweglichen Elektroden 24, 125, die fixierten Elektroden 31, 41, 161a, 162a und den peripheren Teil 50 über die in der Abdeckung 110 gebildeten Durchgangselektroden angelegt werden.
  • Ferner können die obigen jeweiligen Ausführungsbeispiele geeignet miteinander kombiniert werden. In anderen Worten kann das dritte Ausführungsbeispiel mit dem zweiten Ausführungsbeispiel kombiniert werden, und die Bildung des Bewegliche-Elektrode-Elektrodenbereichs 60, der Erste-und-zweite-fixierte-Elektrode-Elektrodenbereiche 70, 80 und des Peripherer-Teil-Elektrodenbereichs 90 kann durch das Vorsehen des ausgesparten Teils 19 ersetzt werden.

Claims (11)

  1. Sensor für eine physikalische Größe umfassend: ein Halbleitersubstrat (10), welches ein Trägersubstrat (11), eine auf dem Trägersubstrat angeordnete eingebettete Isolierungsschicht (12) und eine auf einer dem Trägersubstrat gegenüberliegenden Seite über der eingebetteten Isolierungsschicht angeordnete Halbleiterschicht (13) beinhaltet; eine bewegliche Elektrode (24, 125), welche in der Halbleiterschicht angeordnet ist und sich in Abhängigkeit von einer physikalischen Größe verschiebt; ein peripherer Teil (50), welcher die bewegliche Elektrode umgibt und von der beweglichen Elektrode in der Halbleiterschicht abgeteilt ist; eine fixierte Elektrode (31, 41, 161a, 162a), welche angeordnet ist, der beweglichen Elektrode gegenüber zu liegen; und eine Abdeckung (110), welche mit der Halbleiterschicht verbunden ist und die bewegliche Elektrode abdichtet, wobei das Trägersubstrat und die Abdeckung auf einem vorbestimmten Potenzial gehalten sind, und das Trägersubstrat einen Kontaktteil (100) beinhaltet, welcher direkt und elektrisch mit einem externen Stromkreis zu verbinden ist, und über den Kontaktteil auf dem vorbestimmten Potenzial gehalten ist.
  2. Sensor für eine physikalische Größe gemäß Anspruch 1, wobei das Trägersubstrat und die eingebettete Isolierungsschicht mit einem Bewegliche-Elektrode-Lochteil (61), welcher einen Bereich (23a, 131) der Halbleiterschicht erreicht, der elektrisch mit der beweglichen Elektrode verbunden ist, mit einem Fixierte-Elektrode-Lochteil (71, 81), welcher einen Bereich (32, 42, 132, 133) der Halbleiterschicht erreicht, der elektrisch mit der fixierten Elektrode verbunden ist, und einem Peripherer-Teil-Lochteil (91), welcher den peripheren Teil erreicht, von einer der eingebetteten Isolierungsschicht gegenüberliegenden Seite des Halbleitersubstrats ausgebildet sind, Durchgangselektroden (63 bis 93), welche durch Isolierungsschichten (62 bis 92) elektrisch mit externen Stromkreisen zu verbinden sind, in dem Bewegliche-Elektrode-Lochteil, dem Fixierte-Elektrode-Lochteil und dem Peripherer-Teil-Lochteil angeordnet sind, und die Abdeckung elektrisch mit dem peripheren Teil verbunden ist, um auf dem vorbestimmten Potenzial gehalten zu sein.
  3. Sensor für eine physikalische Größe gemäß Anspruch 2, wobei die in dem Peripherer-Teil-Lochteil angeordnete Durchgangselektrode elektrisch über einen Pad-Teil (94) mit dem externen Stromkreis verbunden ist, und der Kontaktteil mit dem Pad-Teil integriert ist.
  4. Sensor für eine physikalische Größe gemäß Anspruch 1, wobei das Trägersubstrat und die eingebettete Isolierungsschicht mit einem ausgesparten Teil (19), welcher gemeinsam einen Bereich (23a, 131) der Halbleiterschicht, der elektrisch mit der beweglichen Elektrode verbunden ist, einen Bereich (32, 42, 132, 133) der Halbleiterschicht, der elektrisch mit der fixierten Elektrode verbunden ist, und den peripheren Teil der Halbleiterschicht von einer der eingebetteten Isolierungsschicht gegenüberliegenden Seite des Trägersubstrats freilegt, ausgebildet sind, der elektrisch mit der beweglichen Elektrode verbundene Bereich der Halbleiterschicht, der elektrisch mit der fixierten Elektrode verbundene Bereich der Halbleiterschicht und der periphere Teil, welche von dem ausgesparten Teil freigelegt sind, mit Pad-Teilen (171 bis 174) versehen sind, um elektrisch mit externen Stromkreisen verbunden zu werden, und die Abdeckung elektrisch mit dem peripheren Teil verbunden ist, um auf dem vorbestimmten Potenzial gehalten zu sein.
  5. Sensor für eine physikalische Größe gemäß Anspruch 4, wobei der an dem peripheren Teil, welcher von dem ausgesparten Teil freigelegt ist, angeordnete Pad-Teil sich zu dem von dem ausgesparten Teil freigelegten Trägersubstrat erstreckt, um den Kontaktteil bereitzustellen.
  6. Sensor für eine physikalische Größe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der periphere Teil mit einem Abdichtungsteil (51) versehen ist, welcher von einem leitfähigen Element gebildet ist und die bewegliche Elektrode umgibt, und die Abdeckung mit einem Abdichtungsteil (113) versehen ist, welcher eine dem Abdichtungsteil entsprechende Form hat und von einem leitfähigen Element gebildet ist, und der Abdichtungsteil des peripheren Teils und der Abdichtungsteil der Abdeckung miteinander verbunden sind, um den peripheren Teil und die Abdeckung elektrisch miteinander zu verbinden.
  7. Sensor für eine physikalische Größe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die bewegliche Elektrode (24) in Abhängigkeit von einer physikalischen Größe in einer zu einer planaren Richtung des Halbleitersubstrats parallelen Richtung verschoben wird, und die fixierte Elektrode (31, 41) in der Halbleiterschicht angeordnet ist und von dem peripheren Teil abgeteilt ist.
  8. Sensor für eine physikalische Größe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die bewegliche Elektrode (125) in Abhängigkeit von einer physikalischen Größe in einer Normalenrichtung zu einer planaren Richtung des Halbleitersubstrats verschoben wird, und die fixierte Elektrode (161a, 162a) in einem Bereich der Abdeckung, welcher der beweglichen Elektrode gegenüber liegt, angeordnet ist.
  9. Sensor für eine physikalische Größe gemäß Anspruch 8, wobei die bewegliche Elektrode von einem Teil eines Rahmenbereichs (122), welcher in der Halbleiterschicht angeordnet ist, bereitgestellt ist, und die Abdeckung mit einem ausgesparten Teil (111b) an einem Bereich ausgebildet ist, welcher dem Rahmenbereich gegenüber liegt und unterschiedlich zu einem Bereich ist, wo die fixierte Elektrode angeordnet ist.
  10. Verfahren zum Herstellen eines Sensors für eine physikalische Größe, der Sensor für eine physikalische Größe beinhaltend: ein Halbleitersubstrat (10), welches ein Trägersubstrat (11), eine auf dem Trägersubstrat angeordnete eingebettete Isolierungsschicht (12) und eine auf einer dem Trägersubstrat gegenüberliegenden Seite über der eingebetteten Isolierungsschicht angeordnete Halbleiterschicht (13) beinhaltet; eine bewegliche Elektrode (24, 125), welche in der Halbleiterschicht angeordnet ist und in Abhängigkeit von einer physikalischen Größe verschoben wird; ein peripherer Teil (50), welcher die bewegliche Elektrode umgibt und von der beweglichen Elektrode in der Halbleiterschicht abgeteilt ist; eine fixierte Elektrode (31, 41, 161a, 162a), welche angeordnet ist, der beweglichen Elektrode gegenüber zu liegen; und eine Abdeckung (110), welche mit der Halbleiterschicht verbunden ist und die bewegliche Elektrode abdichtet, wobei das Trägersubstrat und die Abdeckung auf einem vorbestimmten Potenzial gehalten werden, das Trägersubstrat einen Kontaktteil (100) beinhaltet, welcher direkt und elektrisch mit einem externen Stromkreis verbunden werden soll, das Trägersubstrat und die eingebettete Isolierungsschicht mit einem Bewegliche-Elektrode-Lochteil (61), welcher einen Bereich (23a, 131) der Halbleiterschicht erreicht, der mit der beweglichen Elektrode elektrisch verbunden ist, einem Fixierte-Elektrode-Lochteil (71, 81), welcher einen Bereich (32, 42, 132, 133) der Halbleiterschicht erreicht, der elektrisch mit der fixierten Elektrode verbunden ist, und einem Peripherer-Teil-Lochteil (91), welcher den peripheren Teil erreicht, von einer der eingebetteten Isolierungsschicht gegenüberliegenden Seite des Halbleitersubstrats ausgebildet ist, und Durchgangselektroden (63 bis 93), welche durch Isolierungsschichten (62 bis 92) elektrisch mit externen Stromkreisen verbunden werden sollen, in dem Bewegliche-Elektrode-Lochteil, dem Fixierte-Elektrode-Lochteil und dem Peripherer-Teil-Lochteil angeordnet sind, das Herstellungsverfahren umfassend: Vorbereiten des Halbleitersubstrats; Abteilen der beweglichen Elektrode und des peripheren Teils in der Halbleiterschicht; Verbinden der Halbleiterschicht und der Abdeckung, sodass der periphere Teil der Halbleiterschicht elektrisch mit der Abdeckung verbunden ist; Ausbilden erster Lochteile (17a) in dem Trägersubstrat an einem Bereich, welcher einem elektrisch mit der beweglichen Elektrode verbundenen Bereich gegenüber liegt, einem Bereich, welcher einem elektrisch mit der fixierten Elektrode verbundenen Bereich gegenüber liegt, und einem dem peripheren Teil gegenüberliegenden Bereich, von einer der eingebetteten Isolierungsschichtseite gegenüberliegenden Seite, um die eingebettete Isolierungsschicht zu erreichen; Ausbilden der Isolierungsschichten in den ersten Lochteilen und einer Isolierungsschicht (14) auf einem Bereich des Trägersubstrats auf einer der eingebetteten Isolierungsschicht gegenüberliegenden Seite; Ausbilden eines Kontaktlochs (14a) zum Freilegen des Trägersubstrats in der auf dem gegenüber der eingebetteten Isolierungsschicht liegenden Bereich des Trägersubstrats ausgebildeten Isolierungsschicht während eines Ausbildens von zweiten Lochteilen (17b) in der an dem Boden der ersten Lochteile angeordneten eingebetteten Isolierungsschicht, um dadurch den Bewegliche-Elektrode-Lochteil, den Fixierte-Elektrode-Lochteil und den Peripherer-Teil-Lochteil durch die ersten und zweiten Lochteile zu bilden; und Ausbilden des Kontaktteils in dem Kontaktloch während eines Ausbildens der Durchgangselektroden in dem Bewegliche-Elektrode-Lochteil, dem Fixierte-Elektrode-Lochteil und dem Peripherer-Teil-Lochteil durch die Isolierungsschichten.
  11. Verfahren zum Herstellen eines Sensors für eine physikalische Größe, der Sensor für eine physikalische Größe beinhaltend: ein Halbleitersubstrat (10), welches ein Trägersubstrat (11), eine auf dem Trägersubstrat angeordnete eingebettete Isolierungsschicht (12) und eine auf einer zu dem Trägersubstrat entgegengesetzten Seite über der eingebetteten Isolierungsschicht angeordnete Halbleiterschicht (13) beinhaltet; eine bewegliche Elektrode (24, 125), welche auf der Halbleiterschicht angeordnet ist und in Abhängigkeit von einer physikalischen Größe verschoben wird; ein peripherer Teil (50), welcher die bewegliche Elektrode umgibt und von der beweglichen Elektrode in der Halbleiterschicht abgeteilt ist; eine fixierte Elektrode (31, 41, 161a, 162a), welche angeordnet ist, der beweglichen Elektrode gegenüber zu liegen; und eine Abdeckung (110), welche mit der Halbleiterschicht verbunden ist und die bewegliche Elektrode abdichtet, wobei das Trägersubstrat und die Abdeckung auf einem vorbestimmten Potenzial gehalten werden, das Trägersubstrat einen Kontaktteil (100) beinhaltet, welcher direkt und elektrisch mit einem externen Stromkreis verbunden ist, das Trägersubstrat und die eingebettete Isolierungsschicht mit einem ausgesparten Teil (19) gebildet sind, welcher gemeinsam einen elektrisch mit der beweglichen Elektrode verbundenen Bereich (23a, 131) der Halbleiterschicht, einen elektrisch mit der fixierten Elektrode verbundenen Bereich (32, 42, 132, 133) der Halbleiterschicht und den peripheren Teil der Halbleiterschicht von einer der eingebetteten Isolierungsschicht gegenüberliegenden Seite des Trägersubstrats freilegt, und der elektrisch mit der beweglichen Elektrode verbundene Bereich der Halbleiterschicht, der elektrisch mit der fixierten Elektrode verbundene Bereich der Halbleiterschicht und der periphere Teil, welche von dem ausgesparten Teil freigelegt werden, mit Pad-Teilen (171 bis 174) versehen sind, um elektrisch mit externen Stromkreisen verbunden zu werden, das Herstellungsverfahren umfassend: Ausbilden der eingebetteten Isolierungsschicht auf dem Trägersubstrat und eines ersten ausgesparten Bereichs (19a), welcher einen Teil des ausgesparten Teils bildet, von einer zu der eingebetteten Isolierungsschicht benachbarten Seite; Ausbilden der Pad-Teile in der Halbleiterschicht an Bildungsgebieten, wo ein elektrisch mit der beweglichen Elektrode verbundener Bereich, ein elektrisch mit der fixierten Elektrode verbundener Bereich und der periphere Teil gebildet werden sollen; Verbinden der eingebetteten Isolierungsschicht und der Halbleiterschicht, sodass der Pad-Teil in dem ersten ausgesparten Teil aufgenommen wird; Abteilen der beweglichen Elektrode und des peripheren Teils in der Halbleiterschicht; Verbinden der Halbleiterschicht und der Abdeckung, sodass der periphere Teil der Halbleiterschicht elektrisch mit der Abdeckung verbunden ist; Ausbilden eines Durchgangslochs (19c) in dem Trägersubstrat zum Freilegen des an dem peripheren Teil gebildeten Pad-Teils von einer der eingebetteten Isolierungsschicht gegenüberliegenden Seite; Ausbilden des Kontaktteils, welches mit dem an dem peripheren Teil ausgebildeten Pad-Teil verbunden ist, in dem Durchgangsloch; und Ausbilden eines zweiten ausgesparten Bereichs (19d), welcher mit dem ersten ausgesparten Bereich in Verbindung steht, um den ausgesparten Teil durch den ersten und den zweiten ausgesparten Bereich bereitzustellen.
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