DE112015006216B4 - Halbleiteranordnung und Verfahren zum Herstellen derselben - Google Patents

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    • G01P2015/0871—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with particular means being integrated into a MEMS accelerometer structure for providing particular additional functionalities to those of a spring mass system using stopper structures for limiting the travel of the seismic mass

Abstract

Halbleiteranordnung, aufweisend• ein Substrat (1A) mit einer Oberfläche (1S);• einen Träger (12), der von dem Substrat (1A) getragen wird;• einen bewegbaren Strukturkörper (13), der von dem Träger (12) getragen wird, sodass er in einer in einer Ebene liegenden Richtung und in einer außerhalb einer Ebene liegenden Richtung mit Bezug auf die Oberfläche (1S) des Substrats (1A) verlagerbar ist;• ein erstes Anschlagelement (S1), das von dem Substrat (1A) getragen wird und, wenn der bewegbare Strukturkörper (13) in einem stationären Zustand befindlich ist, in einem ersten Abstand (T1) von dem bewegbaren Strukturkörper (13) in der in der Ebene liegenden Richtung angeordnet ist;• ein zweites Anschlagelement (S2), das von dem ersten Anschlagelement (S1) getragen wird und, wenn der bewegbare Strukturkörper (13) in einem stationären Zustand befindlich ist, in einem zweiten Abstand (T2) von dem bewegbaren Strukturkörper (13) in der außerhalb der Ebene liegenden Richtung angeordnet ist; und• ein drittes Anschlagelement (S3), das von dem ersten Anschlagelement (S1) getragen wird und gegenüberliegend zu dem zweiten Anschlagelement (S2), wobei der bewegbare Strukturkörper (13) dazwischen angeordnet ist, in der außerhalb der Ebene liegenden Richtung angeordnet ist und, wenn der bewegbare Strukturkörper (13) in einem stationären Zustand befindlich ist, in einem dritten Abstand (T3) von dem bewegbaren Strukturkörper (13) angeordnet ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Halbleiteranordnungen und Verfahren zum Herstellen derselben, und insbesondere eine Halbleiteranordnung, wie beispielsweise einen Beschleunigungssensor, und ein Verfahren zum Herstellen derselben.
  • Stand der Technik
  • Ein Halbleiterbeschleunigungssensor, der unter Verwendung eines Verfahrens zum Herstellen einer Halbleiteranordnung hergestellt worden ist, ist herkömmlich verwendet worden. Ein Beispiel für diesen Halbleiterbeschleunigungssensor ist beispielsweise in der japanischen Offenlegungsschrift JP 2008- 139 282 A (PTD1) offenbart. Bei diesem Beschleunigungssensor wird ein Detektionsrahmen über einen Torsionsträger von einem Substrat getragen, um drehbar zu sein. Ein Trägheitsmassenkörper wird über einen Verbindungsträger von dem Detektionsrahmen getragen, um in einer Dickenrichtung des Substrats verlagerbar zu sein. Eine Detektionselektrode ist an dem Substrat ausgebildet, um dem Detektionsrahmen gegenüber zu liegen.
  • Bei diesem Beschleunigungssensor wird, wenn eine Beschleunigung in einer Richtung senkrecht zu dem Substrat angelegt wird, der Trägheitsmassenkörper in der Richtung senkrecht zu dem Substrat verlagert. Diese Verlagerung des Trägheitsmassenkörpers wird über den Verbindungsträger auf den Detektionsrahmen übertragen, was verursacht, dass sich der Detektionsrahmen um den Torsionsträger dreht. Diese Drehung führt zu einer Änderung eines Abstands zwischen dem Detektionsrahmen und der Detektionselektrode, was zu einer Änderung einer Kapazität zwischen dem Detektionsrahmen und der Detektionselektrode führt. Die Beschleunigung wird aus dieser Kapazitätsänderung berechnet.
  • Bei einem Verfahren zum Herstellen dieses Beschleunigungssensors wird, nachdem die Detektionselektrode an dem Substrat ausgebildet worden ist, eine Opferschicht an dem gesamten Substrat abgeschieden. Nachdem der Detektionsrahmen (bewegbarer Strukturkörper) an dieser Opferschicht ausgebildet worden ist, wird diese Opferschicht entfernt, so dass der Detektionsrahmen (bewegbarer Strukturkörper) verlagerbar gemacht wird. Dann wird eine Kappe an dem Substrat getragen, um den Detektionsrahmen (bewegbarer Strukturkörper) abzudecken.
  • Entgegenhaltungsliste
  • Patentdokument
  • PTD 1: Japanische Offenlegungsschrift JP 2008- 139 282 A
  • Die US 2006 / 0 272 413 A1 betrifft einen 3D-Beschleunigungsmesser zum Messen von drei Komponenten einer Trägheitskraft oder eines Beschleunigungsvektors in Bezug auf ein orthogonales Koordinatensystem, der aufgrund einer großen Prüfmasse, die sich innerhalb eines Hohlraums unter der Oberfläche des Sensorchips befindet, eine hohe Empfindlichkeit aufweist. Die Größe des Hohlraums und die Größe der Prüfmasse übersteigen die entsprechenden Gesamtabmessungen des elastischen Elements. Die Sensorstruktur nimmt eine sehr kleine Fläche an der Oberfläche des Chips ein, wodurch die Fläche für ICs erhöht wird, die auf demselben Chip integriert werden können.
  • Die US 2007 / 0 214 888 A1 offenbart einen integral mikrobearbeiteten Beschleunigungssensor, der eine Masse mit einer einem Stopper zugewandten Oberfläche aufweist. Mindestens ein Vorsprung steht von dieser Oberfläche in Richtung des Stoppers vor. Bei fehlender Beschleunigung ist der Vorsprung von dem Stopper beabstandet, aber durch Begrenzen der Bewegung der Masse in Richtung des Stoppers verbessert der Vorsprung die Stoßfestigkeit des Beschleunigungssensors. Der Vorsprung verhindert auch, dass die Masse während des Herstellungsprozesses am Stopfen haftet. Der Stopper kann ein Lochmuster aufweisen, das den Vorsprung umgibt, so dass der Vorsprung auf natürliche Weise während des Nassätzprozesses erzeugt wird, der die Masse vom Stopper trennt. Die Löcher verkürzen auch die Nassätzzeit.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Bei dem in der obigen Veröffentlichung beschriebenen Beschleunigungssensor kann eine externe Kraft, wie beispielsweise eine Oberflächenspannung einer Flüssigkeit und eine übermäßige Stoßkraft, in einem Herstellungsschritt, einem Untersuchungsschritt, einem Verwendungszustand und dergleichen wirken, nachdem der Detektionsrahmen (bewegbarer Strukturkörper) verlagerbar gemacht worden ist. Die Wirkung einer solchen externen Kraft kann eine übermäßige Verlagerung des Detektionsrahmens (bewegbarer Strukturkörper) verursachen. Folglich wird eine Belastung, die größer als eine oder gleich einer Belastung ist, die einen Bruch (Bruchbelastung) verursacht, an den den Detektionsrahmen (bewegbarer Strukturkörper) tragenden Torsionsträger angelegt, was in einem Schaden an dem Torsionsträger und einem Bruch des Torsionsträgers aufgrund von Rissen resultiert. Als ein Ergebnis variieren die Eigenschaften des Beschleunigungssensors und werden nachteilig beeinflusst.
  • Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben beschriebenen Probleme gemacht und hat eine Aufgabe, eine Halbleiteranordnung, bei der eine übermäßige Verlagerung eines bewegbaren Strukturkörpers unterdrückt werden kann, um hierdurch einen Schaden an einem und einen Bruch eines Trägers, der den bewegbaren Strukturkörper trägt, zu unterdrücken, und ein Verfahren zum Herstellen derselben bereitzustellen.
  • Lösung des Problems
  • Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird bei einer Halbleiteranordnung erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und bei einem Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.
  • Eine Halbleiteranordnung der vorliegenden Erfindung umfasst ein Substrat, einen Träger, einen bewegbaren Strukturkörper, ein erstes Anschlagelement, ein zweites Anschlagelement und ein drittes Anschlagelement. Das Substrat hat eine Oberfläche. Der Träger wird von dem Substrat getragen. Der bewegbare Strukturkörper wird von dem Träger getragen, um in einer in einer Ebene liegenden Richtung und einer außerhalb der Ebene liegenden Richtung mit Bezug auf die Oberfläche des Substrats verlagerbar zu sein. Das erste Anschlagelement wird von dem Substrat getragen, und ist in einem ersten Abstand von dem bewegbaren Strukturkörper in der in der Ebene liegenden Richtung angeordnet, mit dem bewegbaren Strukturkörper in einem stationären Zustand befindlich. Das zweite Anschlagelement wird von dem ersten Anschlagelement getragen, und ist in einem zweiten Abstand von dem bewegbaren Strukturkörper in der außerhalb der Ebene liegenden Richtung angeordnet, mit dem bewegbaren Strukturkörper in einem stationären Zustand befindlich. Das dritte Anschlagelement wird von dem ersten Anschlagelement getragen, und ist gegenüberliegend zu dem zweiten Anschlagelement, mit dem bewegbaren Strukturkörper dazwischen angeordnet, in der außerhalb der Ebene liegenden Richtung angeordnet, und ist in einem dritten Abstand von dem bewegbaren Strukturkörper angeordnet, mit dem bewegbaren Strukturkörper in einem stationären Zustand befindlich.
  • Vorteilhafte Effekte der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kommt, wenn der drehbare Strukturkörper in der in der Ebene liegenden Richtung der Oberfläche des Substrats verlagert wird, der bewegbare Strukturkörper in Kontakt mit dem ersten Anschlagelement, so dass eine übermäßige Verlagerung des bewegbaren Strukturkörpers in der in der Ebene liegenden Richtung unterdrückt werden kann. Wenn der bewegbare Strukturkörper in Richtung des Substrats in der außerhalb der Ebene liegenden Richtung verlagert wird, kommt der bewegbare Strukturkörper zudem in Kontakt mit dem zweiten Anschlagelement, so dass eine übermäßige Verlagerung des bewegbaren Strukturkörpers in Richtung des Substrats in der außerhalb der Ebene liegenden Richtung unterdrückt werden kann. Wenn der bewegbare Strukturkörper zu der Seite gegenüberliegend zu dem zweiten Anschlagelement mit Bezug auf den bewegbaren Strukturkörper in der außerhalb der Ebene liegenden Richtung der Oberfläche des Substrats verlagert wird, kommt der bewegbare Strukturkörper zudem in Kontakt mit dem dritten Anschlagelement, so dass eine übermäßige Verlagerung des bewegbaren Strukturkörpers zu der Seite gegenüberliegend zu dem zweiten Anschlagelement mit Bezug auf den bewegbaren Strukturkörper in der außerhalb der Ebene liegenden Richtung unterdrückt werden kann. Demzufolge kann eine übermäßige Verlagerung des bewegbaren Strukturkörpers in der in der Ebene liegenden Richtung und der außerhalb der Ebene liegenden Richtung der Oberfläche des Substrats unterdrückt werden, um hierdurch das Anlegen einer Belastung, die größer als die oder gleich der Bruchbelastung ist, auf den den bewegbaren Strukturkörper tragenden Träger in der in der Ebene liegenden Richtung und in der außerhalb der Ebene liegenden Richtung zu unterdrücken. Folglich können ein Schaden an dem Träger und ein Bruch des Trägers unterdrückt werden.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Draufsicht, die schematisch den Aufbau eines Beschleunigungssensors als eine Halbleiteranordnung bei einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
    • 2 ist eine schematische Querschnittdarstellung, genommen entlang Linie II-II aus 1.
    • 3 ist eine schematische Querschnittdarstellung, genommen entlang Linie III-III aus 1.
    • 4 ist eine schematische Querschnittdarstellung, genommen entlang Linie IV-IV aus 1.
    • 5 ist eine schematische Querschnittdarstellung zur Erläuterung eines Betriebs, wenn eine Beschleunigung in der in der Ebene liegenden Richtung (+X-Richtung) an den Beschleunigungssensor als eine Halbleiteranordnung bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angelegt wird.
    • 6 ist eine schematische Querschnittdarstellung zur Erläuterung eines Betriebs, wenn eine Beschleunigung in der außerhalb der Ebene liegenden Richtung (+Z-Richtung) an den Beschleunigungssensor als eine Halbleiteranordnung bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angelegt wird.
    • 7 ist eine schematische Querschnittdarstellung zur Erläuterung eines Betriebs, wenn eine Beschleunigung in der außerhalb der Ebene liegenden Richtung (-Z-Richtung) an den Beschleunigungssensor als eine Halbleiteranordnung bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angelegt wird.
    • 8 ist eine schematische Querschnittdarstellung, die einen ersten Schritt eines Verfahrens zum Herstellen der Halbleiteranordnung bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, die der Querschnittsposition aus 2 entspricht.
    • 9 ist eine schematische Querschnittdarstellung, die einen zweiten Schritt eines Verfahrens zum Herstellen der Halbleiteranordnung bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, die der Querschnittsposition aus 2 entspricht.
    • 10 ist eine schematische Querschnittdarstellung, die einen dritten Schritt des Verfahrens zum Herstellen der Halbleiteranordnung bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, die der Querschnittsposition aus 2 entspricht.
    • 11 ist eine schematische Querschnittdarstellung, die einen vierten Schritt des Verfahrens zum Herstellen der Halbleiteranordnung bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, die der Querschnittsposition aus 2 entspricht.
    • 12 ist eine schematische Querschnittdarstellung, die einen fünften Schritt des Verfahrens zum Herstellen der Halbleiteranordnung bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, die der Querschnittsposition aus 2 entspricht.
    • 13 ist eine schematische Querschnittdarstellung, die einen sechsten Schritt des Verfahrens zum Herstellen der Halbleiteranordnung bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, die der Querschnittsposition aus 2 entspricht.
    • 14 ist eine schematische Querschnittdarstellung, die einen siebten Schritt des Verfahrens zum Herstellen der Halbleiteranordnung bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, die der Querschnittsposition aus 2 entspricht.
    • 15 ist eine schematische Querschnittdarstellung, die einen achten Schritt des Verfahrens zum Herstellen der Halbleiteranordnung bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, die der Querschnittsposition aus 2 entspricht.
    • 16 ist eine schematische Querschnittdarstellung, die einen neunten Schritt des Verfahrens zum Herstellen der Halbleiteranordnung bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, die der Querschnittsposition aus 2 entspricht.
    • 17 ist eine schematische Querschnittdarstellung, die einen zehnten Schritt des Verfahrens zum Herstellen der Halbleiteranordnung bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, die der Querschnittsposition aus 2 entspricht.
    • 18 ist eine Draufsicht, die schematisch den Aufbau eines Beschleunigungssensors als eine Halbleiteranordnung bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
    • 19 ist eine schematische Querschnittdarstellung, genommen entlang der Linie XIX-XIX aus 18.
    • 20 ist eine Draufsicht, die schematisch den Aufbau eines Beschleunigungssensors als eine Halbleiteranordnung bei einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
    • 21 ist eine schematische Querschnittdarstellung, genommen entlang Linie XXI-XXI aus 20.
    • 22 ist eine schematische Querschnittdarstellung, genommen entlang Linie XXII-XXII aus 20.
    • 23 ist eine schematische Querschnittdarstellung, genommen entlang Linie XXIII-XXIII aus 20.
    • 24 ist eine schematische Querschnittdarstellung zur Erläuterung eines Betriebs, wenn eine Beschleunigung in der in der Ebene liegenden Richtung (+X-Richtung) an den Beschleunigungssensor als eine Halbleiteranordnung bei dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angelegt wird.
    • 25 ist eine schematische Querschnittdarstellung zur Erläuterung eines Betriebs, wenn eine Beschleunigung in der außerhalb der Ebene liegenden Richtung (+Z-Richtung) an den Beschleunigungssensor als eine Halbleiteranordnung bei dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angelegt wird.
    • 26 ist eine schematische Querschnittdarstellung zur Erläuterung eines Betriebs, wenn eine Beschleunigung in der außerhalb der Ebene liegenden Richtung (-Z-Richtung) an den Beschleunigungssensor als eine Halbleiteranordnung bei dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angelegt wird.
    • 27 ist eine schematische Querschnittdarstellung, die einen ersten Schritt eines Verfahrens zum Herstellen der Halbleiteranordnung bei dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, die der Querschnittsposition aus 2 entspricht.
    • 28 ist eine schematische Querschnittdarstellung, die einen zweiten Schritt des Verfahrens zum Herstellen der Halbleiteranordnung bei dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, die der Querschnittsposition aus 2 entspricht.
    • 29 ist eine schematische Querschnittdarstellung, die einen dritten Schritt des Verfahrens zum Herstellen der Halbleiteranordnung bei dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, die der Querschnittsposition aus 2 entspricht.
    • 30 ist eine schematische Querschnittdarstellung, die einen vierten Schritt des Verfahrens zum Herstellen der Halbleiteranordnung bei dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, die der Querschnittsposition aus 2 entspricht.
    • 31 ist eine schematische Querschnittdarstellung, die einen fünften Schritt des Verfahrens zum Herstellen der Halbleiteranordnung bei dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, die der Querschnittsposition aus 2 entspricht.
    • 32 ist eine schematische Querschnittdarstellung, die einen sechsten Schritt des Verfahrens zum Herstellen der Halbleiteranordnung bei dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, die der Querschnittsposition aus 2 entspricht.
    • 33 ist eine Draufsicht, die schematisch den Aufbau eines Beschleunigungssensors als eine Halbleiteranordnung bei einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
    • 34 ist eine schematische Querschnittdarstellung, genommen entlang Linie XXXIV-XXXIV aus 33.
  • Beschreibung von Ausführungsbeispielen
  • Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden unten basierend auf den Zeichnungen beschrieben.
  • (Erstes Ausführungsbeispiel)
  • Zunächst wird der Aufbau eines Beschleunigungssensors als eine Halbleiteranordnung des vorliegenden Ausführungsbeispiels unter Verwendung der 1 bis 4 beschrieben. Es sei angemerkt, dass eine X-Richtung, eine Y-Richtung und eine Z-Richtung zur Vereinfachung der Erläuterung eingeführt werden. In 1 ist die X-Richtung eine Richtung, in der zwei bewegbare Strukturkörper 13 nebeneinander angeordnet sind. Bei der X-Richtung ist die Richtung nach rechts in 1 die positive Richtung (+X-Richtung) und die Richtung nach links in 1 ist die negative Richtung (-X-Richtung). Die Y-Richtung ist eine Richtung senkrecht zu der X-Richtung, und ist eine Richtung, in die sich ein Träger 12 und ein Verbindungsträger 14 erstrecken. Bei der Y-Richtung ist die Richtung nach oben in 1 die positive Richtung (+Y-Richtung) und die Richtung nach unten in 1 ist die negative Richtung (-Y-Richtung). Die Z-Richtung ist eine Richtung senkrecht zu der X-Richtung und der Y-Richtung, und ist eine Auf-und-Ab-Richtung senkrecht zu einer Oberfläche 1S eines Substrats 1A (Richtung, in der das Substrat 1A und die bewegbaren Strukturkörper 13, wie in 2 gezeigt, einander gegenüberliegen). Bei der Z-Richtung ist die Richtung in Richtung der Vorderseite der Zeichnungsebene aus 1 senkrecht zu der Zeichnungsebene die positive Richtung (+Z-Richtung) und die Richtung in Richtung der Rückseite der Zeichnungsebene senkrecht zu der Zeichnungsebene ist die negative Richtung (-Z-Richtung). Es sei angemerkt, dass die Z-Richtung mit einer Beschleunigungsrichtung übereinstimmt, die mit dem Beschleunigungssensor des vorliegenden Ausführungsbeispiels zu messen ist. Es sei angemerkt, dass eine Kappe 17 zur Klarheit in 1 nicht gezeigt ist.
  • Mit Bezug auf die 1 bis 4 ist der Beschleunigungssensor des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein Halbleiterbeschleunigungssensor, der unter Verwendung eines Verfahrens zum Herstellen einer Halbleiteranordnung hergestellt worden ist. Der Beschleunigungssensor des vorliegenden Ausführungsbeispiels hat im Wesentlichen ein Substrat 1A, einen Ankerabschnitt 11, einen Träger 12, einen bewegbaren Strukturkörper 13, einen Verbindungsträger 14, einen Trägheitsmassenkörper 15, ein erstes Anschlagelement S1, ein zweites Anschlagelement S2 und ein drittes Anschlagelement S3.
  • Mit Bezug auf die 2 bis 4 hat das Substrat 1A eine Oberfläche 1S. Das Substrat 1A hat einen Substratkörper 1, eine erste Isolierschicht 2 und eine leitfähige Schicht 3. Die erste Isolierschicht 2 ist an dem Substratkörper 1 ausgebildet. Die leitfähige Schicht 3 ist an der ersten Isolierschicht 2 ausgebildet. Eine zweite Isolierschicht 4 ist ebenso an der ersten Isolierschicht 2 ausgebildet. Ein Siliziumsubstrat kann beispielsweise als Substratkörper 1 verwendet werden. Eine Siliziumoxidschicht kann beispielsweise als die erste Isolierschicht 2 verwendet werden. Eine polykristalline Siliziumschicht mit einer leitfähigen Eigenschaft kann beispielsweise als die leitfähige Schicht 3 verwendet werden. Eine Siliziumoxidschicht kann beispielsweise als die zweite Isolierschicht 4 verwendet werden.
  • Die leitfähige Schicht 3 hat einen Ankertragabschnitt 3a, eine Detektionselektrode 3b und eine feste Elektrode 3c. Der Ankertragabschnitt 3a, die Detektionselektrode 3b und die feste Elektrode 3c werden beispielsweise durch Separieren derselben polykristallinen Siliziumschicht in jeweilige Abschnitte durch Musterung gebildet.
  • Mit Bezug auf die 1, 3 und 4 wird der Ankertragabschnitt 11 an dem Ankertragabschnitt 3a ausgebildet, mit einem Tragabschnitt 11 a dazwischen angeordnet. Der Ankertragabschnitt 11 wird dadurch von dem Substrat 1A getragen. Der Träger 12 erstreckt sich von dem Ankertragabschnitt 11 in der Y-Richtung zu gegenüberliegenden Seiten. Der Träger 12 ist ein Torsionsträger und wird von dem Ankertragabschnitt 11 getragen, so dass er um eine Achse des Trägers 12, die sich in der Y-Richtung erstreckt, verdreht werden kann.
  • Mit Bezug auf die 1 und 2 wird der bewegbare Strukturkörper 13 von dem Träger 12 getragen, um in der in der Ebene liegenden Richtung und der außerhalb der Ebene liegenden Richtung mit Bezug auf die Oberfläche 1S des Substrats 1A verlagerbar zu sein. Der bewegbare Strukturkörper 13 hat in Draufsicht die Form eines Rahmens und ist mit dem Träger 12 an zwei Stellen auf der Innenseite der Rahmenform verbunden. Der bewegbare Strukturkörper 13 wird von dem Substrat 1A getragen, mit dem Träger 12 dazwischen angeordnet, um um den Träger 12 drehbar sein. Wenigstens ein Teil des bewegbaren Strukturkörpers 13 hat eine leitfähige Eigenschaft. Der bewegbare Strukturkörper 13 ist angeordnet, um in der Z-Richtung der Detektionselektrode 3b gegenüber zu liegen. Zwei Detektionselektroden 3b liegen dem einzelnen bewegbaren Strukturkörper 13 gegenüber. Zwei Detektionselektroden 3b erstrecken sich in der Y-Richtung und sind in der X-Richtung nebeneinander angeordnet. Der bewegbare Strukturkörper 13 ist in einem Abstand A in der Z-Richtung von der Oberfläche 1S des Substrats 1A angeordnet.
  • Der Verbindungsträger 14 ist an zwei Stellen auf der Außenseite der Rahmenform des bewegbaren Strukturkörpers 13 angeschlossen. Eine Achse des Verbindungsträgers 14, die sich in der Y-Richtung erstreckt, ist in der X-Richtung zu der Achse des Trägers 12, die sich in der Y-Richtung erstreckt, versetzt.
  • Es werden beispielsweise zwei Sätze bereitgestellt, wobei jeder Satz den Ankertragabschnitt 11, den Träger 12, den bewegbaren Strukturkörper 13 und den Verbindungsträger 14, wie oben beschrieben, aufweist. Diese beiden Sätze werden liniensymmetrisch mit Bezug auf eine gedachte Mittellinie C-C, die sich in Draufsicht in der Y-Richtung zwischen diesen Sätzen erstreckt, angeordnet.
  • Der Trägheitsmassenkörper 15 hat die Form eines Rahmens, um die obigen beiden Sätze in Draufsicht zu umgeben. Der Trägheitsmassenkörper 15 ist mit jedem Verbindungsträger 14 auf der Innenseite der Rahmenform verbunden. Folglich ist ein einzelner Trägheitsmassenkörper 15 mit jedem der bewegbaren Strukturkörper 13 der obigen beiden Sätze verbunden, mit jedem Verbindungsträger 14 dazwischen angeordnet. Wenigstens ein Teil des Trägheitsmassenkörpers 15 hat eine leitfähige Eigenschaft. Der Trägheitsmassenkörper ist angeordnet, um in der Z-Richtung der festen Elektrode 3c gegenüber zu liegen. Die feste Elektrode 3c hat in Draufsicht die Form eines Rahmens.
  • Ein Abdichtabschnitt 16 hat die Form eines Rahmens, um den Trägheitsmassenkörper 15 in Draufsicht zu umgeben. Dieser Abdichtabschnitt 16 wird an dem Substrat 1A getragen, mit der zweiten Isolierschicht 4 und einer dritten Isolierschicht 5 dazwischen angeordnet. Die dritte Isolierschicht 5 ist an der zweiten Isolierschicht 4 ausgebildet. Eine Siliziumnitridschicht kann beispielsweise als dritte Isolierschicht 5 verwendet werden.
  • Der Ankertragabschnitt 11, der Träger 12, der bewegbare Strukturkörper 13, der Verbindungsträger 14, der Trägheitsmassenkörper 15 und der Abdichtabschnitt 16 werden, wie oben beschrieben, aus einer einzelnen leitfähigen Schicht 10 gebildet, die beispielsweise eine polykristalline Siliziumschicht mit einer leitfähigen Eigenschaft ist.
  • Eine Kappe 17 ist an dem Abdichtabschnitt 16 vorhanden. Die Kappe 17 ist ausgebildet, um den Bereich abzudecken, der von dem Abdichtabschnitt 16 umgeben ist. Die Kappe 17 ist beispielsweise aus Glas hergestellt. Die Kappe 17 dient zum Verhindern des Eintretens eines Gießharzes und dergleichen in den Bereich, der von dem Abdichtabschnitt 16 und der Kappe 17 umgeben ist. Folglich wird der bewegbare Strukturkörper 13 in einem bewegbaren Zustand und dergleichen in diesem Bereich geschützt.
  • Das erste Anschlagelement S1 wird durch das Substrat 1A getragen. Das erste Anschlagelement S1 ist an der leitfähigen Schicht 3 ausgebildet. Das erste Anschlagelement S1 ist an den Ankertragabschnitt 3a ausgebildet, mit einem Tragabschnitt S1a dazwischen angeordnet. Das erste Anschlagelement S1 ist in einem ersten Abstand T1 von dem bewegbaren Strukturkörper 13 in der in der Ebene liegenden Richtung angeordnet, mit dem bewegbaren Strukturkörper 13 in einem stationären Zustand befindlich. Das erste Anschlagelement S1 ist in dem ersten Abstand T1 von dem bewegbaren Strukturkörper 13 sowohl in der X-Richtung als auch in der Y-Richtung angeordnet. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das erste Anschlagelement S1 in dem ersten Abstand T1 von dem bewegbaren Strukturkörper 13 in allen Richtungen in der in der Ebene liegenden Richtung angeordnet. Das heißt, dass der erste Abstand T1 überall um das erste Anschlagelement S1 in der in der Ebene liegenden Richtung vorhanden ist. Kein anderes Element ist zwischen dem ersten Anschlagelement S1 und dem bewegbaren Strukturkörper 13 in der in der Ebene liegenden Richtung angeordnet.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden vier erste Anschlagelemente S1 für einen einzelnen bewegbaren Strukturkörper 13 bereitgestellt. Die vier ersten Anschlagelemente S1 werden bereitgestellt, so dass zwei erste Anschlagelemente S1 auf jeder Seite des Ankerabschnitts 11 in der Y-Richtung vorhanden sind. Bei jedem der zwei Sätze von ersten Anschlagelementen S1, die auf jeder Seite des Ankerabschnitts 11 in der Y-Richtung vorhanden sind, sind zwei erste Anschlagelemente S1 in der X-Richtung nebeneinander angeordnet. Diese beiden ersten Anschlagelemente S1 sind jeweils in der X-Richtung auf gegenüberliegenden Seiten des Trägers 12 angeordnet. Die ersten Anschlagelemente S1 sind in der Nähe des Trägers 12 angeordnet.
  • Wie der Ankertragabschnitt 11, der Träger 12, der bewegbare Strukturkörper 13, der Verbindungsträger 14, der Trägheitsmassenkörper 15 und der Abdichtabschnitt 16, wird das erste Anschlagelement S1 aus der leitfähigen Schicht 10 gebildet, die beispielsweise eine polykristalline Siliziumschicht mit einer leitfähigen Eigenschaft ist.
  • Das zweite Anschlagelement S2 wird von dem ersten Anschlagelement S1 getragen. Das zweite Anschlagelement S2 ist über zwei ersten Anschlagelementen S1, die in der X-Richtung nebeneinander auf gegenüberliegenden Seiten des Trägers 12 sind, vorhanden, um die beiden ersten Anschlagelemente S1 miteinander zu verbinden. Das zweite Anschlagelement S2 ist mit dem Tragabschnitt S1a von jedem dieser beiden ersten Anschlagelemente S1 verbunden. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden zwei zweite Anschlagelemente S2 für einen einzelnen bewegbaren Strukturkörper 13 bereitgestellt.
  • Das zweite Anschlagelement S2 ist in einem Abstand T2 von dem bewegbaren Strukturkörper 13 in der außerhalb der Ebene liegenden Richtung angeordnet, mit dem bewegbaren Strukturkörper 13 in einem stationären Zustand befindlich. Das zweite Anschlagelement S2 ist in der Z-Richtung zwischen dem bewegbaren Strukturkörper 13 und dem Substrat 1A angeordnet. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das zweite Anschlagelement S2 in der +Z-Richtung in dem Abstand T2 von dem bewegbaren Strukturkörper 13 angeordnet. Das zweite Anschlagelement S2 ist in der Nähe des Trägers 12 angeordnet. Das zweite Anschlagelement S2 ist aus einer leitfähigen Schicht 20 gebildet, die beispielsweise eine polykristalline Siliziumschicht mit einer leitfähigen Eigenschaft ist.
  • Das dritte Anschlagelement S3 wird von dem ersten Anschlagelement S1 getragen. Das dritte Anschlagelement S3 ist über zwei ersten Anschlagelementen S1, die in der X-Richtung nebeneinander auf gegenüberliegenden Seiten des Trägers 12 angeordnet sind, vorhanden, um die ersten Anschlagelemente S1 miteinander zu verbinden. Das dritte Anschlagelement S3 ist mit Oberflächen dieser ersten Anschlagelemente S1 an Verbindungsabschnitten S3a verbunden. Das erste Anschlagelement S1 dient als ein Fundament für das dritte Anschlagelement S3. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden zwei dritte Anschlagelemente S3 für einen einzelnen bewegbaren Strukturkörper 13 bereitgestellt.
  • Das dritte Anschlagelement S3 ist in der außerhalb der Ebene liegenden Richtung gegenüberliegend zu dem zweiten Anschlagelement S2 angeordnet, mit dem bewegbaren Strukturkörper 13 dazwischen angeordnet, und ist in einem dritten Abstand T3 von dem bewegbaren Strukturkörper 13 angeordnet, mit dem bewegbaren Strukturkörper 13 in einem stationären Zustand befindlich. Das dritte Anschlagelement S3 ist in der Z-Richtung zwischen dem bewegbaren Strukturkörper 13 und der Kappe 17 angeordnet. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das dritte Anschlagelement S3 in der -Z-Richtung in dem dritten Abstand T3 von dem bewegbaren Strukturkörper 13 angeordnet. Das dritte Anschlagelement S3 ist in der Nähe des Trägers 12 angeordnet. Das dritte Anschlagelement S3 ist aus einer leitfähigen Schicht 30 gebildet, die beispielsweise eine polykristalline Siliziumschicht mit einer leitfähigen Eigenschaft ist. Wie in 3 gezeigt, sind das zweite Anschlagelement S2 und das dritte Anschlagelement S3 angeordnet, so dass der bewegbare Strukturkörper 13 dazwischenliegt.
  • Jeder von dem ersten Abstand T1, dem zweiten Abstand T2 und dem dritten Abstand T3 hat eine Abmessung, die kleiner ist als ein Ausmaß der Verlagerung, das eine Belastung verursacht, die einen Bruch des Trägers 12 aufgrund der Verlagerung des bewegbaren Strukturkörpers 13 in der in der Ebene liegenden Richtung und der außerhalb der Ebene liegenden Richtung der Oberfläche 1S des Substrats 1A verursacht.
  • Der Beschleunigungssensor des vorliegenden Ausführungsbeispiels hat eine Elektrodenkontaktfläche 18 zum elektrischen Verbinden nach außen. Die Elektrodenkontaktfläche 18 ist über einen Draht 19 elektrisch mit der Detektionselektrode 3b, der festen Elektrode 3c, dem bewegbaren Strukturkörper 13 und dem Trägheitsmassenkörper 15 verbunden. Die Elektrodenkontaktfläche 18 ist beispielsweise aus Aluminium hergestellt.
  • Als nächstes wird mit Bezug auf die 1 und 2 das Prinzip eines Betriebs des Beschleunigungssensors des vorliegenden Ausführungsbeispiels beschrieben.
  • Bei dem Beschleunigungssensor des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird, wenn eine Beschleunigung in einer Richtung senkrecht zu dem Substrat 1a angelegt wird, der Trägheitsmassenkörper 15 in der Auf- und Abrichtung (Z-Richtung) mit Bezug auf das Substrat 1A verlagert. Diese Verlagerung des Trägheitsmassenkörpers 15 wird über den Verbindungsträger 14 auf den bewegbaren Strukturkörper 13 übertragen, was verursacht, dass sich der bewegbare Strukturkörper 13 um die Achse des Trägers 12, die sich in der Y-Richtung erstreckt, dreht. Diese Drehung führt zu einer Änderung des Abstands zwischen dem bewegbaren Strukturkörper 13 und der Detektionselektrode 3b, was zu einer Kapazitätsänderung zwischen dem bewegbaren Strukturkörper 13 und der Detektionselektrode 3b führt. Die Beschleunigung wird durch Umwandeln der Kapazität in eine Spannung, die proportional zu der Beschleunigung ist, mittels einer Kapazität-Spannung-Wandlerschaltung ermittelt.
  • Als nächstes wird mit Bezug auf die 1 und 5 bis 7 eine Beschreibung eines Zustands gegeben, in dem eine externe Kraft in der in der Ebene liegenden Richtung und der außerhalb der Ebene liegenden Richtung der Oberfläche 1S des Substrats 1A an den Beschleunigungssensor des vorliegenden Ausführungsbeispiels angelegt wird. Beispiele für diese externe Kraft umfassen die Oberflächenspannung einer Flüssigkeit und eine übermäßige Stoßkraft. Hier wird ein Beispiel beschrieben, bei dem die Beschleunigung als eine externe Kraft an den Beschleunigungssensor des vorliegenden Ausführungsbeispiels angelegt wird.
  • Mit Bezug im Wesentlichen auf 5 wird, wenn die Beschleunigung in der +X-Richtung des Pfeils in der Zeichnung, in der in der Ebene liegenden Richtung an den Beschleunigungssensor des vorliegenden Ausführungsbeispiels angelegt wird, der bewegbare Strukturkörper 13 in der Gegenrichtung (-X-Richtung) zu der +X-Richtung des Pfeils in der Zeichnung verlagert. Zu dieser Zeit kommt der verlagerte bewegbare Strukturkörper 13 in Kontakt mit dem ersten Anschlagelement S1, und der bewegbare Strukturkörper 13 wird somit davon abgehalten, stärker als die Abmessung des ersten Abstands T1 verlagert zu werden.
  • Mit Bezug im Wesentlichen auf 6 wird, wenn die Beschleunigung in der +Z-Richtung des Pfeils in der Zeichnung in der außerhalb der Ebene liegenden Richtung an den Beschleunigungssensor des vorliegenden Ausführungsbeispiels angelegt wird, der Trägheitsmassenkörper 15 in die Gegenrichtung (-Z-Richtung) zu der +Z-Richtung des Pfeils in der Zeichnung verlagert. Diese Verlagerung des Trägheitsmassenkörpers 15 wird über den Verbindungsträger 14 auf den bewegbaren Strukturkörper 13 übertragen, was verursacht, dass sich der bewegbare Strukturkörper 13 um die Achse des Trägers 12, die sich in der Y-Richtung erstreckt, dreht. Folglich wird ein Abschnitt des bewegbaren Strukturkörpers 13, der dem zweiten Anschlagelement S2 gegenüberliegt, in der -Z-Richtung verlagert. Der in der -Z-Richtung verlagerte bewegbare Strukturkörper 13 kommt in Kontakt mit dem zweiten Anschlagelement S2, und der bewegbare Strukturkörper 13 wird somit davon abgehalten, stärker als die Abmessung des zweiten Abstands T2 verlagert zu werden.
  • Mit Bezug auf im Wesentlichen 7 wird, wenn die Beschleunigung in der -Z-Richtung des Pfeils in der Zeichnung in der außerhalb der Ebene liegenden Richtung an den Beschleunigungssensor des vorliegenden Ausführungsbeispiels angelegt wird, der Trägheitsmassenkörper 15 in die Gegenrichtung (+Z-Richtung) zu der -Z-Richtung des Pfeils in der Zeichnung verlagert. Diese Verlagerung des Trägheitsmassenkörpers 15 wird über den Verbindungsträger 14 auf den bewegbaren Strukturkörper 13 übertragen, was verursacht, dass sich der bewegbare Strukturkörper 13 um die Achse des Trägers 12, die sich in der Y-Richtung erstreckt, dreht. Folglich wird ein Abschnitt des bewegbaren Strukturkörpers 13, der dem dritten Anschlagelement S2 gegenüberliegt, in der +Z-Richtung verlagert. Der in der +Z-Richtung verlagerte bewegbare Strukturkörper 13 kommt in Kontakt mit dem dritten Anschlagelement S3, und der bewegbare Strukturkörper 13 wird somit davon abgehalten, stärker als die Abmessung des dritten Abstands T3 verlagert zu werden.
  • Als nächstes wird ein Verfahren zum Herstellen des Beschleunigungssensors als ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung des vorliegenden Ausführungsbeispiels unter Verwendung der 8 bis 17 beschrieben.
  • Mit Bezug auf 8 wird die erste Isolierschicht 2, die beispielsweise aus einer Siliziumoxidschicht gebildet ist, an der Oberfläche des Substratkörpers 1, der beispielsweise aus Silizium hergestellt ist, ausgebildet. Die leitfähige Schicht 3, die beispielsweise aus einem polykristallinen Silizium hergestellt ist, wird an der ersten Isolierschicht 2 ausgebildet. Die leitfähige Schicht 3 wird unter Verwendung einer Photolithografietechnik und einer Ätztechnik gemustert, um den Ankertragabschnitt 3a, die Detektionselektrode 3b und die feste Elektrode 3c aus dieser leitfähigen Schicht 3 zu bilden. Folglich wird das Substrat 1A, das aus dem Substratkörper 1, der ersten Isolierschicht 2 und der gemusterten leitfähigen Schicht 3 gebildet ist, ausgebildet.
  • Mit Bezug auf 9 wird die zweite Isolierschicht 4, die beispielsweise aus einer Siliziumoxidschicht gebildet ist, in Bereichen zwischen dem Ankertragabschnitt 3a, der Detektionselektrode 3b und der festen Elektrode 3c ausgebildet. Die zweite Isolierschicht 4 wird ausgebildet, so dass sie abgeflacht ist, um im Wesentlichen mit den Oberflächen des Ankertragabschnitts 3a, der Detektionselektrode 3b und der festen Elektrode 3c zu fluchten. Dann wird die dritte Isolierschicht 5, die beispielsweise aus einer Siliziumnitridschicht gebildet ist, ausgebildet, um die Oberflächen des Ankertragabschnitts 3a, der Detektionselektrode 3b, der festen Elektrode 3c und der zweiten Isolierschicht 4 abzudecken. Diese dritte Isolierschicht 5 wird unter Verwendung einer Photolithografietechnik und einer Ätztechnik gemustert, um selektiv den Ankertragabschnitt 3a, die Detektionselektrode 3b und die feste Elektrode 3c an der dritten Isolierschicht 5 freizulegen.
  • Mit Bezug auf 10 wird eine erste Opferschicht L1, die beispielsweise aus einem Phosphorsilicatglas (PSG) hergestellt ist, ausgebildet, um eine Schichtdicke b aufzuweisen, um den Ankertragabschnitt 3a, die Detektionselektrode 3b und die feste Elektrode 3c, die selektiv an der dritten Isolierschicht 5 freigelegt sind, und die dritte Isolierschicht 5 abzudecken. Dann wird die leitfähige Schicht 20, die beispielsweise aus polykristallinem Silizium hergestellt ist, an der ersten Opferschicht L1 ausgebildet. Diese leitfähige Schicht 20 wird unter Verwendung einer Photolithografietechnik und einer Ätztechnik gemustert, um das zweite Anschlagelement S2 zu bilden. Zudem wird die erste Opferschicht L1 selektiv an der leitfähigen Schicht freigelegt.
  • Mit Bezug auf 11 wird eine zweite Opferschicht L2, die beispielsweise aus Phosphorsilicatglas (PSG) hergestellt, ausgebildet, um die erste Opferschicht L1, die selektiv an der leitfähigen Schicht 20 freigelegt ist, und das zweite Anschlagelement S2 abzudecken. Die zweite Opferschicht L2 wird ausgebildet, um eine Schichtdicke t2 direkt über dem zweiten Anschlagelement S1 aufzuweisen. Diese Schichtdicke t2 wird die Dicke des oben beschriebenen zweiten Abstands T2 in der Z-Richtung sein. Die zweite Opferschicht L2 wird auch ausgebildet, um eine Gesamtschichtdicke a aus der ersten Opferschicht L1 und der zweiten Opferschicht L2 zu haben. Diese Schichtdicke a wird der Abstand A in der Z-Richtung der oben beschriebenen Oberfläche 1S des Substrats 1A zu dem bewegbaren Strukturkörper 13 sein.
  • Mit Bezug auf 12 werden die erste Opferschicht L1 und die zweite Opferschicht L2 unter Verwendung einer Photolithografietechnik und einer Ätztechnik gemustert, um eine Öffnung OP zu bilden, die sich durch die erste Opferschicht L1 und die zweite Opferschicht L2 erstreckt, um den Ankertragabschnitt 3a zu erreichen.
  • Mit Bezug auf 13 wird die leitfähige Schicht 10, die beispielsweise aus einem polykristallinen Silizium hergestellt ist, ausgebildet, um die zweite Opferschicht L2 und den Ankertragabschnitt 3a abzudecken. Diese leitfähige Schicht 10 wird ausgebildet, um die Öffnung OP zu füllen. Ein Abschnitt der leitfähigen Schicht 10, der die Öffnung OP füllt, bildet den Tragabschnitt S1a des ersten Anschlagelements S1. Dieser Abschnitt bildet auch einen Teil des Abdichtabschnitts 16. Dieser Abschnitt bildet auch den Tragabschnitt 11a des in den 3 und 4 gezeigten Ankertragabschnitts 11. Diese leitfähige Schicht 10 wird unter Verwendung einer Photolithografietechnik und einer anisotropen Ätztechnik gemustert, um den Ankertragabschnitt (nicht gezeigt), den Träger (nicht gezeigt), den bewegbaren Strukturkörper 13, den Verbindungsträger (nicht gezeigt), den Trägheitsmassenkörper 15, den Abdichtabschnitt 16 und das erste Anschlagelement S1 auszubilden. Ein Abstand t1 zwischen den Mustern des bewegbaren Strukturkörpers 13 und dem ersten Anschlagelement S1 wird die Breite des oben beschriebenen ersten Abstands T1 sein.
  • Mit Bezug auf 14 wird eine dritte Opferschicht L3, die aus einer isolierenden Oxidschicht, wie beispielsweise einer TEOS(Tetraethylorthosilicat)-Schicht, gebildet ist, ausgebildet, um den Ankertragabschnitt (nicht gezeigt), den Träger (nicht gezeigt), den bewegbaren Strukturkörper 13, den Verbindungsträger (nicht gezeigt), den Trägheitsmassenkörper 15, den Abdichtabschnitt 16, das erste Anschlagelement S1 und die zweite Opferschicht L2 abzudecken. Die dritte Opferschicht L3 wird ausgebildet, um eine Schichtdicke t3 direkt über den bewegbaren Strukturkörper 13 zu haben. Diese Schichtdicke t3 wird die Dicke in der Z-Richtung des oben beschriebenen dritten Abstands T3 sein.
  • Mit Bezug auf 15 wird die dritte Opferschicht L3 unter Verwendung einer Photolithografietechnik und einer Ätztechnik gemustert, um das erste Anschlagelement S1 an der dritten Opferschicht L3 selektiv freizulegen.
  • Mit Bezug auf 16 wird die leitfähige Schicht 30 ausgebildet, um das selektiv an der dritten Opferschicht L3 freigelegte erste Anschlagelement S1 und die dritte Opferschicht L3 abzudecken. Die leitfähige Schicht 30 wird ausgebildet, um den gemusterten Bereich der dritten Opferschicht L3 auszufüllen. Diese leitfähige Schicht 30 wird unter Verwendung einer Photolithografietechnik und einer Ätztechnik gemustert, um das dritte Anschlagelement S3 auszubilden. Die leitfähige Schicht 30, die den gemusterten Bereich der dritten Opferschicht L3 füllt, bildet einen Verbindungsabschnitt S3a.
  • Mit Bezug auf 17 wird ein Nassätzprozess mit einer Fluorwasserstofflösung oder dergleichen durchgeführt, um eine Opferschicht zu entfernen, die aus der ersten Opferschicht L1, der zweiten Opferschicht L2 und der dritten Opferschicht L3 gebildet ist. Folglich wird ein Tragstruktur ausgebildet, bei der der Träger (nicht gezeigt), der bewegbare Strukturkörper 13, der Verbindungsträger (nicht gezeigt) und der Trägheitsmassenkörper 15 in einem Abstand von dem Substrat 1A von dem Substrat 1A getragen werden. Dann wird die in 2 gezeigte Kappe 17 beispielsweise anodisch mit dem Abdichtabschnitt 16 verbunden. Danach werden eine Montage und eine Abdichtung mit einem Gießharz durchgeführt, um ein Verpacken durchzuführen.
  • Als nächstes werden die Funktion und Wirkung des vorliegenden Ausführungsbeispiels beschrieben.
  • Gemäß dem in 5 gezeigten Beschleunigungssensor als eine Halbleiteranordnung des vorliegenden Ausführungsbeispiels kommt, wenn der bewegbare Strukturkörper 13 in der in der Ebene liegenden Richtung der Oberfläche 1S des Substrats 1A verlagert wird, der bewegbare Strukturkörper 13 in Kontakt mit dem ersten Anschlagelement S1, so dass eine übermäßige Verlagerung des bewegbaren Strukturkörpers 13 in der in der Ebene liegenden Richtung unterdrückt werden kann. Wie in 6 gezeigt, kommt zudem, wenn der bewegbare Strukturkörper 13 in Richtung des Substrats 1A in der außerhalb der Ebene liegenden Richtung der Oberfläche 1S des Substrats 1A verlagert wird, der bewegbare Strukturkörper 13 in Kontakt mit dem zweiten Anschlagelement S2, so dass eine übermäßige Verlagerung des bewegbaren Strukturkörpers 13 in Richtung des Substrats 1A in der außerhalb der Ebene liegenden Richtung unterdrückt werden kann. Wie in 7 gezeigt, kommt zudem, wenn der bewegbare Strukturkörper 13 zu der Seite gegenüberliegend zu dem zweiten Anschlagelement S2 mit Bezug auf den bewegbaren Strukturkörper 13 in der außerhalb der Ebene liegenden Richtung der Oberfläche 1S des Substrats 1A verlagert wird, der bewegbare Strukturkörper 13 in Kontakt mit dem dritten Anschlagelement S3, so dass eine übermäßige Verlagerung des bewegbaren Strukturkörpers 13 zu der Seite gegenüberliegend zu dem zweiten Anschlagelement S2 in der außerhalb der Ebene liegenden Richtung unterdrückt werden kann. Somit kann die übermäßige Verlagerung des bewegbaren Strukturkörpers 13 in der in der Ebene liegenden Richtung und der außerhalb der Ebene liegenden Richtung unterdrückt werden, um hierdurch das Anlegen einer Belastung, die größer als die oder gleich der Bruchbelastung ist, an den den bewegbaren Strukturkörper 13 tragenden Träger 12 zu unterdrücken. Folglich kann ein Schaden an dem Träger 12 und ein Bruch des Trägers 12 unterdrückt werden. Dadurch können Schwankungen in den Eigenschaften des Beschleunigungssensors aufgrund eines Schadens an dem und eines Bruchs des Trägers 12 unterdrückt werden.
  • Zudem hält bei dem in 5 gezeigten obigen Beschleunigungssensor das erste Anschlagelement S1 den bewegbaren Strukturkörper davon ab, stärker als der erste Abstand T1 in der in der Ebene liegenden Richtung der Oberfläche 1S des Substrats 1A verlagert zu werden. Wie in den 6 und 7 gezeigt, halten zudem das zweite Anschlagelement S2 und das dritte Anschlagelement S3 den bewegbaren Strukturkörper 13 davon ab, stärker als der zweite Abstand T2 und der dritte Abstand T3 in der außerhalb der Ebene liegenden Richtung der Oberfläche 1S des Substrats 1A verlagert zu werden.
  • Des Weiteren hat jeder von dem ersten Abstand T1, dem zweiten Abstand T2 und dem dritten Abstand T3 eine Abmessung, die kleiner als das Ausmaß der Verlagerung ist, das eine Belastung verursacht, die einen Bruch des Trägers 12 aufgrund der Verlagerung des bewegbaren Strukturkörpers 13 in der in der Ebene liegenden Richtung und der außerhalb der Ebene liegenden Richtung der Oberfläche 1S des Substrats 1A verursacht. Selbst wenn der bewegbare Strukturkörper 13 in der in der Ebene liegenden Richtung und der außerhalb der Ebene liegenden Richtung der Oberfläche 1S des Substrats 1A verlagert wird, wird somit eine Belastung, die größer als die oder gleich der Bruchbelastung ist, nicht in dem den bewegbaren Strukturkörper 13 tragenden Träger 12 erzeugt. Folglich kann ein Schaden an dem Träger 12 und ein Bruch des Trägers 12 unterdrückt werden.
  • Das Verfahren zum Herstellen des Beschleunigungssensors als ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst die folgenden Schritte. Der Träger 12, der bewegbare Strukturkörper 13, das erste Anschlagelement S1, das zweite Anschlagelement S2, das dritte Anschlagelement S3 und die erste bis dritte Opferschicht werden ausgebildet. Der Träger 12 wird von dem Substrat 1A getragen, das die Oberfläche 1S aufweist. Der bewegbare Strukturkörper 13 wird von dem Träger 12 getragen. Das erste Anschlagelement S1 wird von dem Substrat 1A getragen und ist in einem Abstand von dem bewegbaren Strukturkörper 13 in der in der Ebene liegenden Richtung mit Bezug auf die Oberfläche 1S angeordnet. Das zweite Anschlagelement S2 wird von dem ersten Anschlagelement S1 getragen und ist in einem Abstand von dem bewegbaren Strukturkörper 13 in der außerhalb der Ebene liegenden Richtung mit Bezug auf die Oberfläche 1S angeordnet. Das dritte Anschlagelement S3 wird von dem ersten Anschlagelement S1 getragen und ist gegenüberliegend zu dem zweiten Anschlagelement S2, mit dem bewegbaren Strukturkörper 13 dazwischen angeordnet, in der außerhalb der Ebene liegenden Richtung angeordnet, und ist in einem Abstand von dem bewegbaren Strukturkörper 13 angeordnet. Die erste Opferschicht L1 (erste Opferschicht) wird zwischen dem bewegbaren Strukturkörper 13 und dem ersten Anschlagelement S1 ausgebildet. Die zweite Opferschicht L2 (zweite Opferschicht) wird zwischen dem bewegbaren Strukturkörper 13 und dem zweiten Anschlagelement S2 ausgebildet. Die dritte Opferschicht L3 (dritte Opferschicht) wird zwischen dem bewegbaren Strukturkörper und dem dritten Anschlagelement S3 ausgebildet. Ein Ätzprozess wird durchgeführt, um die erste Opferschicht, die zweite Opferschicht und die dritte Opferschicht zu entfernen, um den ersten bis dritten Abstand T1 bis T3 auszubilden. Der erste Abstand T1 wird zwischen dem bewegbaren Strukturkörper 13 und dem ersten Anschlagelement S1 ausgebildet. Der zweite Abstand T2 wird zwischen dem bewegbaren Strukturkörper und dem zweiten Anschlagelement S2 ausgebildet. Der dritte Abstand T3 wird zwischen dem bewegbaren Strukturkörper 13 und dem dritten Anschlagelement S3 ausgebildet.
  • Gemäß dem oben beschriebenen Verfahren zum Herstellen des Beschleunigungssensors kann der erste Abstand T1 durch den Abstand t1 zwischen den Mustern des ersten Anschlagelements S1 und dem bewegbaren Strukturkörper 13 während der Musterung der leitfähigen Schicht 10 festgelegt werden. Der zweite Abstand T2 kann durch die Schichtdicke t2 der zweiten Opferschicht L2 festgelegt werden. Der dritte Abstand T3 kann durch die Schichtdicke t3 der dritten Opferschicht L3 direkt über dem bewegbaren Strukturkörper 13 festgelegt werden. Folglich können der erste Abstand T1, der zweite Abstand T2 und der dritte Abstand T3 separat festgelegt werden. Dadurch kann die Designfreiheit verbessert werden.
  • (Zweites Ausführungsbeispiel)
  • Als nächstes wird ein Beschleunigungssensor als eine Halbleiteranordnung eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung beschrieben. In dem Folgenden sind der Aufbau und das Herstellungsverfahren des vorliegenden Ausführungsbeispiels im Wesentlichen dieselben wie der Aufbau und das Herstellungsverfahren des ersten Ausführungsbeispiels, solange es nicht anderweitig beschrieben ist, und daher sind dieselben Elemente durch dieselben Bezugszeichen gekennzeichnet, und eine Beschreibung davon wird nicht wiederholt.
  • Mit Bezug auf die 18 und 19 unterscheidet sich der Beschleunigungssensor des vorliegenden Ausführungsbeispiels im Wesentlichen in der Anordnung des ersten Anschlagelements S1, des zweiten Anschlagelements S2 und des dritten Anschlagelements S3 von dem in den 1 und 2 gezeigten Beschleunigungssensor des ersten Ausführungsbeispiels. Es sei angemerkt, dass die Kappe 17 in 18 zur Klarheit nicht gezeigt ist.
  • Bei dem Beschleunigungssensor des ersten Ausführungsbeispiels sind die ersten Anschlagelemente S1 in der Y-Richtung an zu dem Träger 12 versetzten Positionen angeordnet. Im Gegensatz dazu sind bei dem Beschleunigungssensor des vorliegenden Ausführungsbeispiels die ersten Anschlagelemente S1 in der Y-Richtung an den Träger 12 überlappenden Positionen angeordnet. Zudem sind die ersten Anschlagelemente S1 vorhanden, so dass der Träger 12 in der X-Richtung dazwischenliegt.
  • Zudem ist bei dem Beschleunigungssensor des ersten Ausführungsbeispiels das zweite Anschlagelement S2 in der Y-Richtung an einer zu dem Träger 12 versetzten Position angeordnet. Im Gegensatz dazu ist bei dem Beschleunigungssensor des vorliegenden Ausführungsbeispiels das zweite Anschlagelement S2 an einer in der Y-Richtung den Träger überlappenden Position angeordnet. Zudem ist das zweite Anschlagelement S2 vorhanden, um in der X-Richtung den Träger 12 zu überspannen. Das heißt, das zweite Anschlagelement S2 ist angeordnet, um den Träger 12 in der Z-Richtung zu überlappen.
  • Zudem ist bei dem Beschleunigungssensor des ersten Ausführungsbeispiels das dritte Anschlagelement S3 in der Y-Richtung an einer zu dem Träger 12 versetzten Position angeordnet. Im Gegensatz dazu ist bei dem Beschleunigungssensor des vorliegenden Ausführungsbeispiels das dritte Anschlagelement S3 in der Y-Richtung an einer den Träger 12 überlappenden Position angeordnet. Des Weiteren ist das dritte Anschlagelement S3 vorhanden, um den Träger 12 in der X-Richtung zu überspannen. Das heißt, das dritte Anschlagelement S3 ist angeordnet, um den Träger 12 in der Z-Richtung zu überlappen.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann jeder von dem zweiten Anschlagelement S2 und dem dritten Anschlagelement S3 in der Z-Richtung in der Nähe des Trägers 12 angeordnet werden. Folglich kann das Anlegen einer Belastung, die größer als die oder gleich der Bruchbelastung ist, in der Z-Richtung an dem Träger 12 effektiv unterdrückt werden.
  • (Drittes Ausführungsbeispiel)
  • Als nächstes wird ein Beschleunigungssensor als eine Halbleiteranordnung eines dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung beschrieben. In dem Folgenden sind der Aufbau und das Herstellungsverfahren des vorliegenden Ausführungsbeispiels im Wesentlichen dieselben wie der Aufbau und das Herstellungsverfahren des ersten Ausführungsbeispiels, solange nicht anderweitig beschrieben, und daher sind dieselben Elemente mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet und eine Beschreibung davon wird nicht wiederholt.
  • Mit Bezug auf die 20 und 21 bilden bei dem ersten Ausführungsbeispiel das erste Anschlagelement S1, das durch die leitfähige Schicht 30 gebildet ist, und das dritte Anschlagelement S3, das durch die leitfähige Schicht 30 gebildet ist, eine Stapelstruktur. Es sei angemerkt, dass die Kappe 17 zur Klarheit nicht in 20 gezeigt ist. Im Gegensatz dazu werden bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das erste Anschlagelement S1 und das zweite Anschlagelement S2 aus derselben Schicht gebildet. Das erste Anschlagelement S1 und das dritte Anschlagelement S3 sind ausgebildet, um den bewegbaren Strukturkörper 13 einzuschließen. Es sei angemerkt, dass mit Bezug auf die 22 und 23 das vorliegende Ausführungsbeispiel einen Aufbau ähnlich zu demjenigen des in den 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiels hat.
  • Als nächstes wird mit Bezug auf die 20 und 24 bis 26 eine Beschreibung eines Zustands gegeben, in dem eine externe Kraft an den Beschleunigungssensor des vorliegenden Ausführungsbeispiels in der in der Ebene liegenden Richtung und in der außerhalb der Ebene liegenden Richtung der Oberfläche 1S des Substrats 1A angelegt wird. Beispiele dieser externen Kraft umfassen eine Oberflächenspannung einer Flüssigkeit und eine übermäßige Stoßkraft. Hier wird ein Beispiel, bei dem eine Beschleunigung als eine externe Kraft auf den Beschleunigungssensor des vorliegenden Ausführungsbeispiels angelegt wird, beschrieben.
  • Mit Bezug im Wesentlichen auf 24 wird, wenn die Beschleunigung auf den Beschleunigungssensor des vorliegenden Ausführungsbeispiels in der +X-Richtung des Pfeils in der Zeichnung in der in der Ebene liegenden Richtung angelegt wird, der bewegbare Strukturkörper 13 in der Gegenrichtung (-X-Richtung) zu der +X-Richtung des Pfeils in der Zeichnung verlagert. Zu dieser Zeit kommt der verlagerte bewegbare Strukturkörper 13 in Kontakt mit dem ersten Anschlagelement S1, und der bewegbare Strukturkörper 13 wird somit davon abgehalten, größer als die Abmessung des ersten Abstands T1 verlagert zu werden.
  • Mit Bezug im Wesentlichen auf 25 wird, wenn die Beschleunigung auf den Beschleunigungssensor des vorliegenden Ausführungsbeispiels in der +Z-Richtung des Pfeils in der Zeichnung in der außerhalb der Ebene liegenden Richtung angelegt wird, der Trägheitsmassenkörper 15 in die Gegenrichtung (-Z-Richtung) zu der +Z-Richtung des Pfeils in der Zeichnung verlagert. Diese Verlagerung des Trägheitsmassenkörpers 15 wird über den Verbindungsträger 14 auf den bewegbaren Strukturkörper 13 übertragen, was verursacht, dass sich der bewegbare Strukturkörper 13 um die Achse des Trägers 12, die sich in der Y-Richtung erstreckt, dreht. Folglich wird ein Abschnitt des bewegbaren Strukturkörpers 13, der dem zweiten Anschlagelement S2 gegenüberliegt, in der -Z-Richtung verlagert. Der in der -Z-Richtung verlagerte bewegbare Strukturkörper 13 kommt in Kontakt mit dem zweiten Anschlagelement S2, und der bewegbare Strukturkörper 13 wird somit davon abgehalten, stärker als die Abmessung des zweiten Abstands T2 verlagert zu werden.
  • Mit Bezug im Wesentlichen auf 26 wird, wenn die Beschleunigung an dem Beschleunigungssensor des vorliegenden Ausführungsbeispiels in der -Z-Richtung des Pfeils in der Zeichnung in der außerhalb der Ebene liegenden Richtung angelegt wird, der Trägheitsmassenkörper 15 in die Gegenrichtung (+Z-Richtung) zu der -Z-Richtung des Pfeils in der Zeichnung verlagert. Diese Verlagerung des Trägheitsmassenkörpers 15 wird über den Verbindungsträger 14 auf den bewegbaren Strukturkörper 13 übertragen, was verursacht, dass sich der bewegbare Strukturkörper um die Achse des Trägers 12, die sich in der Y-Richtung erstreckt, dreht. Folglich wird ein Abschnitt des bewegbaren Strukturkörpers 13, der dem dritten Anschlagelement S3 gegenüberliegt, in der +Z-Richtung verlagert. Der in der +Z-Richtung verlagerte bewegbare Strukturkörper 13 kommt in Kontakt mit dem dritten Anschlagelement S3, und der bewegbare Strukturkörper 13 wird somit davon abgehalten, stärker als die Abmessung des dritten Abstands T3 verlagert zu werden.
  • Als nächstes wird ein Verfahren zum Herstellen des Beschleunigungssensors als ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung des vorliegenden Ausführungsbeispiels unter Verwendung der 27 bis 32 beschrieben.
  • Mit Bezug auf 27 ist das Verfahren zum Herstellen des Beschleunigungssensors des vorliegenden Ausführungsbeispiels ähnlich zu dem Verfahren zum Herstellen des ersten Ausführungsbeispiels, bis die zweite Opferschicht L2 ausgebildet wird. Nachdem die zweite Opferschicht L2 ausgebildet worden ist, werden die erste Opferschicht L1 und die zweite Opferschicht L2 unter Verwendung einer Photolithografietechnik und einer Ätztechnik gemustert, um die Öffnung OP zu bilden, die sich durch die erste Opferschicht L1 und die zweite Opferschicht L2 erstreckt, um die zweite Isolierschicht 4 zu erreichen.
  • Mit Bezug auf 28 wird die leitfähige Schicht 10, die beispielsweise aus einem polykristallinen Silizium hergestellt ist, ausgebildet, um die zweite Opferschicht L2 und die zweite Isolierschicht 4 abzudecken. Diese leitfähige Schicht 10 wird ausgebildet, um die Öffnung OP zu füllen. Ein Abschnitt der leitfähigen Schicht 10, der die Öffnung OP füllt, bildet einen Teil des Abdichtabschnitts 16. Dieser Abschnitt bildet auch den Tragabschnitt 11a des in den 22 und 23 gezeigten Ankertragabschnitts 11. Diese leitfähige Schicht wird unter Verwendung einer Photolithografietechnik und einer anisotropen Ätztechnik gemustert, um den Ankertragabschnitt (nicht gezeigt), den Träger (nicht gezeigt), den bewegbaren Strukturkörper 13, den Verbindungsträger (nicht gezeigt), den Trägheitsmassenkörper 15 und den Abdichtabschnitt 16 zu bilden.
  • Mit Bezug auf 29 wird die dritte Opferschicht L3, die aus einer isolierenden Oxidschicht, wie beispielsweise einer TEOS(Tetraethylorthosilicat)-Schicht, gebildet ist, ausgebildet, um den Ankertragabschnitt (nicht gezeigt), den Träger (nicht gezeigt), den bewegbaren Strukturkörper 13, den Verbindungsträger (nicht gezeigt), den Trägheitsmassenkörper 15, den Abdichtabschnitt 16 und die zweite Opferschicht L2 abzudecken. Die dritte Opferschicht L3 hat einen Abschnitt in Kontakt mit einer Seitenwand des bewegbaren Strukturkörpers 13 und ist ausgebildet, um eine Schichtdicke t1 an diesem Abschnitt zu haben. Diese Schichtdicke t1 wird die Breite des oben beschriebenen ersten Abschnitts T1 sein. Die dritte Opferschicht L3 wird zudem ausgebildet, um eine Schichtdicke t3 direkt über dem bewegbaren Strukturkörper 13 zu haben. Diese Schichtdicke t3 wird die Dicke des oben beschriebenen dritten Abstands T3 in der Z-Richtung sein. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Schichtdicke t1 und die Schichtdicke t3 jeweils die Schichtdicke der dritten Opferschicht L3 und haben somit dieselbe Abmessung. Folglich haben der erste Abstand T1 und der dritte Abstand T3 dieselbe Abmessung.
  • Mit Bezug auf 30 werden die erste Opferschicht L1, die zweite Opferschicht L2 und die dritte Opferschicht L3 unter Verwendung einer Photolithografietechnik und einer Ätztechnik gemustert, um die Öffnung OP auszubilden, die sich durch die erste Opferschicht L1, die zweite Opferschicht L2 und die dritte Opferschicht L3 erstreckt, um den Ankertragabschnitt 3a zu erreichen.
  • Mit Bezug auf 31 wird die leitfähige Schicht 30, die beispielsweise aus einem polykristallinen Silizium hergestellt ist, ausgebildet, um die dritte Opferschicht L3 und den Ankertragabschnitt 3a abzudecken. Diese leitfähige Schicht 30 wird ausgebildet, um die Öffnung OP zu füllen. Ein Abschnitt der leitfähigen Schicht 30, der die Öffnung OP füllt, bildet den Tragabschnitt S1a des ersten Anschlagelements S1. Diese leitfähige Schicht 30 wird unter Verwendung einer Photolithografietechnik und einer anisotropen Ätztechnik gemustert, um das erste Anschlagelement S1 und das dritte Anschlagelement S3 auszubilden.
  • Mit Bezug auf 32 wird ein Nassätzprozess mit einer Fluorwasserstofflösung oder dergleichen durchgeführt, um eine Opferschicht aus der ersten Opferschicht L1, der zweiten Opferschicht L2 und der dritten Opferschicht L3 zu entfernen. Folglich wird eine Tragstruktur ausgebildet, bei der der Träger (nicht gezeigt), der bewegbare Strukturkörper 13, der Verbindungsträger (nicht gezeigt) und der Trägheitsmassenkörper 15 in einem Abstand von dem Substrat 1A von dem Substrat 1A getragen werden. Dann wird die in 2 gezeigte Kappe 17 beispielsweise anodisch mit dem Abdichtabschnitt 16 verbunden. Danach wird eine Montage und eine Abdichtung mit einem Gießharz durchgeführt, um ein Verpacken durchzuführen.
  • Als nächstes werden die Funktion und Wirkung des vorliegenden Ausführungsbeispiels beschrieben.
  • Bei dem in 21 gezeigten Beschleunigungssensor als eine Halbleiteranordnung des vorliegenden Ausführungsbeispiels werden das erste Anschlagelement S1 und das dritte Anschlagelement S3 aus derselben dritten Opferschicht L3 gebildet. Folglich können das erste Anschlagelement S1 und das dritte Anschlagelement S3 aus derselben Schicht gebildet werden.
  • Bei dem Verfahren zum Herstellen des Beschleunigungssensors als ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung des vorliegenden Ausführungsbeispiels werden das erste Anschlagelement S1 und das dritte Anschlagelement S3 gleichzeitig aus derselben dritten Opferschicht gebildet. Folglich können das erste Anschlagelement S1 und das dritte Anschlagelement S3 gleichzeitig aus derselben Schicht gebildet werden.
  • (Viertes Ausführungsbeispiel)
  • Als nächstes wird ein Beschleunigungssensor als eine Halbleiteranordnung eines vierten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung beschrieben. In dem Folgenden sind der Aufbau und das Herstellungsverfahren des vorliegenden Ausführungsbeispiels im Wesentlichen dieselben wie der Aufbau und das Herstellungsverfahren des dritten Ausführungsbeispiels, solange nicht anderweitig beschrieben, und daher sind dieselben Elemente durch dieselben Bezugszeichen gekennzeichnet und eine Beschreibung davon wird nicht wiederholt.
  • Mit Bezug auf die 33 und 34 unterscheidet sich der Beschleunigungssensor des vorliegenden Ausführungsbeispiels im Wesentlichen in dem Aufbau des ersten Anschlagelements S1 und des dritten Anschlagelements S3 von dem in den 20 und 21 gezeigten Beschleunigungssensor des dritten Ausführungsbeispiels. Es sei angemerkt, dass die Kappe 17 zur Klarheit nicht in 33 gezeigt ist.
  • Bei dem Beschleunigungssensor des dritten Ausführungsbeispiels sind die ersten Anschlagelemente S1 in der Y-Richtung an zu dem Träger 12 versetzten Positionen angeordnet. Im Gegensatz dazu sind bei dem Beschleunigungssensor des vorliegenden Ausführungsbeispiels die ersten Anschlagelemente S1 in der Y-Richtung an den Träger 12 überlappenden Positionen angeordnet. Zudem sind die ersten Anschlagelemente S1 vorhanden, so dass der Träger 12 in der X-Richtung dazwischenliegt.
  • Zudem ist bei dem Beschleunigungssensor des dritten Ausführungsbeispiels das zweite Anschlagelement S1 in der Y-Richtung an einer zu dem Träger 12 versetzten Position angeordnet. Im Gegensatz dazu ist bei dem Beschleunigungssensor des vorliegenden Ausführungsbeispiels das zweite Anschlagelement S1 in der Y-Richtung an einer den Träger 12 überlappenden Position angeordnet. Des Weiteren ist das zweite Anschlagelement S2 vorhanden, um den Träger 12 in der X-Richtung zu überspannen. Das heißt, das zweite Anschlagelement S2 ist angeordnet, um den Träger 12 in der Z-Richtung zu überlappen.
  • Zudem ist bei dem Beschleunigungssensor des dritten Ausführungsbeispiels das dritte Anschlagelement S3 in der Y-Richtung an einer zu dem Träger 12 versetzten Position angeordnet. Im Gegensatz dazu ist bei dem Beschleunigungssensor des vorliegenden Ausführungsbeispiels das dritte Anschlagelement S3 in der Y-Richtung an einer den Träger 12 überlappenden Position angeordnet. Des Weiteren ist das dritte Anschlagelement S3 vorgesehen, um den Träger 12 in der X-Richtung zu überspannen. Das heißt, das dritte Anschlagelement S3 ist angeordnet, um den Träger 12 in der Z-Richtung zu überlappen.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann jedes von dem zweiten Anschlagelement S2 und dem dritten Anschlagelement S3 in der Z-Richtung in der Nähe des Trägers 12 angeordnet werden. Folglich kann das Anlegen einer Belastung, die größer als die oder gleich der Bruchbelastung ist, an den Träger 12 in der Z-Richtung effektiv unterdrückt werden.
  • Es sei verstanden, dass die hierin offenbarten Ausführungsbeispiele in jedem Aspekt erläuternd und nicht beschränkend sind. Der Rahmen der vorliegenden Erfindung wird definiert durch die Ansprüche statt durch die obige Beschreibung und ist vorgesehen, um irgendeine Abwandlung innerhalb der Bedeutung und des Rahmens äquivalent zu den Begriffen der Ansprüche zu umfassen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Substratkörper
    1A
    Substrat
    1S
    Oberfläche
    2
    erste Isolierschicht
    3, 10, 20, 30
    leitfähige Schicht
    3a
    Ankertragabschnitt
    3b
    Detektionselektrode
    3c
    feste Elektrode
    4
    zweite Isolierschicht
    5
    dritte Isolierschicht
    11
    Ankerabschnitt
    12
    Träger
    13
    bewegbarer Strukturkörper
    14
    Verbindungsträger
    15
    Trägheitsmassenkörper
    16
    Abdichtabschnitt
    17
    Kappe
    18
    Elektrodenkontaktfläche
    19
    Draht
    L1
    erste Opferschicht
    L2
    zweite Opferschicht
    L3
    dritte Opferschicht
    OP
    Öffnung
    S1
    erstes Anschlagelement
    S2
    zweites Anschlagelement
    S3
    drittes Anschlagelement
    T1
    erster Abstand
    T2
    zweiter Abstand
    T3
    dritter Abstand

Claims (5)

  1. Halbleiteranordnung, aufweisend • ein Substrat (1A) mit einer Oberfläche (1S); • einen Träger (12), der von dem Substrat (1A) getragen wird; • einen bewegbaren Strukturkörper (13), der von dem Träger (12) getragen wird, sodass er in einer in einer Ebene liegenden Richtung und in einer außerhalb einer Ebene liegenden Richtung mit Bezug auf die Oberfläche (1S) des Substrats (1A) verlagerbar ist; • ein erstes Anschlagelement (S1), das von dem Substrat (1A) getragen wird und, wenn der bewegbare Strukturkörper (13) in einem stationären Zustand befindlich ist, in einem ersten Abstand (T1) von dem bewegbaren Strukturkörper (13) in der in der Ebene liegenden Richtung angeordnet ist; • ein zweites Anschlagelement (S2), das von dem ersten Anschlagelement (S1) getragen wird und, wenn der bewegbare Strukturkörper (13) in einem stationären Zustand befindlich ist, in einem zweiten Abstand (T2) von dem bewegbaren Strukturkörper (13) in der außerhalb der Ebene liegenden Richtung angeordnet ist; und • ein drittes Anschlagelement (S3), das von dem ersten Anschlagelement (S1) getragen wird und gegenüberliegend zu dem zweiten Anschlagelement (S2), wobei der bewegbare Strukturkörper (13) dazwischen angeordnet ist, in der außerhalb der Ebene liegenden Richtung angeordnet ist und, wenn der bewegbare Strukturkörper (13) in einem stationären Zustand befindlich ist, in einem dritten Abstand (T3) von dem bewegbaren Strukturkörper (13) angeordnet ist.
  2. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, wobei der erste Abstand (T1), der zweite Abstand (T2) und der dritte Abstand (T3) eine Abmessung aufweisen, die kleiner als ein Ausmaß einer Verlagerung ist, die eine Belastung verursacht, die einen Bruch des Trägers (12) aufgrund der Verlagerung des bewegbaren Strukturkörpers (13) in der in der Ebene liegenden Richtung und der außerhalb der Ebene liegenden Richtung verursacht.
  3. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste Anschlagelement (S1) und das dritte Anschlagelement (S3) aus einer identischen Schicht gebildet sind.
  4. Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung, aufweisend: Ausbilden - eines Trägers (12), der von einem Substrat (1A) mit einer Oberfläche (1S) getragen wird, - eines bewegbaren Strukturkörpers (13), der von dem Träger (12) getragen wird, - eines ersten Anschlagelements (S1), das von dem Substrat (1A) getragen wird und in einem Abstand von dem bewegbaren Strukturkörper (13) in einer in der Ebene liegenden Richtung mit Bezug auf die Oberfläche (1S) angeordnet ist, - eines zweiten Anschlagelements (S2), das von dem ersten Anschlagelement (S1) getragen wird und in einem Abstand von dem bewegbaren Strukturkörper (13) in einer außerhalb der Ebene liegenden Richtung mit Bezug auf die Oberfläche (1S) angeordnet ist, - eines dritten Anschlagelements (S3), das von dem ersten Anschlagelement (S1) getragen wird und gegenüberliegend dem zweiten Anschlagelement (S2), wobei der bewegbare Strukturkörper (13) dazwischen angeordnet ist, in der außerhalb der Ebene liegenden Richtung angeordnet ist und in einem Abstand von dem bewegbaren Strukturkörper (13) angeordnet ist, - einer ersten Opferschicht (L1), die zwischen dem bewegbaren Strukturkörper (13) und dem ersten Anschlagelement (S1) ausgebildet wird, - einer zweiten Opferschicht (L2), die zwischen dem bewegbaren Strukturkörper (13) und dem zweiten Anschlagelement (S2) ausgebildet wird, und - einer dritten Opferschicht (L3), die zwischen dem bewegbaren Strukturkörper (13) und dem dritten Anschlagelement (S3) ausgebildet wird; und Durchführen eines Ätzprozesses zum Entfernen der ersten Opferschicht (L1), der zweiten Opferschicht (L2) und der dritten Opferschicht (L3), um einen ersten Abstand (T1) zwischen dem bewegbaren Strukturkörper (13) und dem ersten Anschlagelement (S1), einen zweiten Abstand (T2) zwischen dem bewegbaren Strukturkörper (13) und dem zweiten Anschlagelement (S2) und einen dritten Abstand (T3) zwischen dem bewegbaren Strukturkörper (13) und dem dritten Anschlagelement (S3) auszubilden.
  5. Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung nach Anspruch 4, wobei das erste Anschlagelement (S1) und das dritte Anschlagelement (S3) gleichzeitig aus einer identischen Schicht gebildet werden.
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