JP2000065854A - 半導体加速度センサ素子及びその製造方法 - Google Patents
半導体加速度センサ素子及びその製造方法Info
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- G01P2015/0842—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 a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass the mass being suspended at more than one of its sides, e.g. membrane-type suspension, so as to permit multi-axis movement of the mass the mass being of clover leaf shape
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 センサチップへの外部からの熱ストレスを緩
和し、温度特性に優れ、高性能な半導体加速度センサ素
子及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 枠状のフレーム１と、中央部２ａと梁部
２ｂとを有する撓み部２と、重り部３と、支持部材４と
を有する。撓み部２は、略四角状の中央部２ａの外周縁
から四方に延在し、中央部２ａの中心に対して略卍形状
となるように梁部２ｂが設けられている。梁部２ｂは、
第一梁部２ｂ１と第二梁部２ｂ２とを有し、第一梁部２
ｂ１の一端は中央部２ａに連結され、他端は第二梁部２
ｂ２の一端に所定の角度αを成して（折り曲げ部７ａ）
連結され、第二梁部２ｂ２の他端はフレーム１の内周縁
に連結されている。従って、撓み部２は、中央部２ａの
中心に対して回転対称に構成される。中央部２ａにはネ
ック部３ａを介して重り部３が連結されている。これに
より、重り部３と梁部２ｂとの間には切り込み溝４が構
成される。また、重り部３を切り込み部５を介して包囲
するとともに、フレーム１の下面側を支持するように支
持部材６が設けられている。
和し、温度特性に優れ、高性能な半導体加速度センサ素
子及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 枠状のフレーム１と、中央部２ａと梁部
２ｂとを有する撓み部２と、重り部３と、支持部材４と
を有する。撓み部２は、略四角状の中央部２ａの外周縁
から四方に延在し、中央部２ａの中心に対して略卍形状
となるように梁部２ｂが設けられている。梁部２ｂは、
第一梁部２ｂ１と第二梁部２ｂ２とを有し、第一梁部２
ｂ１の一端は中央部２ａに連結され、他端は第二梁部２
ｂ２の一端に所定の角度αを成して（折り曲げ部７ａ）
連結され、第二梁部２ｂ２の他端はフレーム１の内周縁
に連結されている。従って、撓み部２は、中央部２ａの
中心に対して回転対称に構成される。中央部２ａにはネ
ック部３ａを介して重り部３が連結されている。これに
より、重り部３と梁部２ｂとの間には切り込み溝４が構
成される。また、重り部３を切り込み部５を介して包囲
するとともに、フレーム１の下面側を支持するように支
持部材６が設けられている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、航空機、
家電製品等に用いられる半導体加速度センサ素子及びそ
の製造方法に関するものであり、特にｘ軸、ｙ軸、ｚ軸
に感度を有する３軸加速度センサ素子に関するものであ
る。
家電製品等に用いられる半導体加速度センサ素子及びそ
の製造方法に関するものであり、特にｘ軸、ｙ軸、ｚ軸
に感度を有する３軸加速度センサ素子に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に加速度センサとしては、片持ち梁
方式と両持ち梁方式とが提案されている。検出方法とし
ては、機械的な歪みを電気抵抗の変化として検出する方
法と、静電容量の変化による検出方法とがある。例え
ば、特開平6-109755号公報には機械的な歪みを電気抵抗
の変化として検出する両持ち梁方式の加速度センサが開
示され、このような加速度センサの製造方法が特開平9-
289327号公報に開示されている。
方式と両持ち梁方式とが提案されている。検出方法とし
ては、機械的な歪みを電気抵抗の変化として検出する方
法と、静電容量の変化による検出方法とがある。例え
ば、特開平6-109755号公報には機械的な歪みを電気抵抗
の変化として検出する両持ち梁方式の加速度センサが開
示され、このような加速度センサの製造方法が特開平9-
289327号公報に開示されている。
【０００３】図８は、従来例に係る半導体加速度センサ
の製造工程を示す概略断面図であり、図９は、上図に係
る半導体加速度センサの上面から見た状態を示す概略平
面図である。先ず、ｎ型の単結晶シリコン基板９の一主
表面上に熱酸化等によりシリコン酸化膜１３を形成し、
所定形状にパタ−ニングされたレジストマスク（図示せ
ず）を用いてシリコン酸化膜１３のエッチングを行うこ
とにより開口部１３ａを形成し、プラズマアッシング等
によりレジストマスクを除去する。このとき、開口部１
３ａは単結晶シリコン基板９の略四角状の中央部９ａを
外囲した箇所に形成されている。
の製造工程を示す概略断面図であり、図９は、上図に係
る半導体加速度センサの上面から見た状態を示す概略平
面図である。先ず、ｎ型の単結晶シリコン基板９の一主
表面上に熱酸化等によりシリコン酸化膜１３を形成し、
所定形状にパタ−ニングされたレジストマスク（図示せ
ず）を用いてシリコン酸化膜１３のエッチングを行うこ
とにより開口部１３ａを形成し、プラズマアッシング等
によりレジストマスクを除去する。このとき、開口部１
３ａは単結晶シリコン基板９の略四角状の中央部９ａを
外囲した箇所に形成されている。
【０００４】続いて、開口部１３ａが形成されたシリコ
ン酸化膜１３をマスクとしてボロン（B）等のｐ型不純
物をイオン注入、アニ−ル処理を行うことによりｐ＋型
埋込犠牲層１０を形成し（図８（ａ））、シリコン酸化
膜１３をエッチングにより除去する。
ン酸化膜１３をマスクとしてボロン（B）等のｐ型不純
物をイオン注入、アニ−ル処理を行うことによりｐ＋型
埋込犠牲層１０を形成し（図８（ａ））、シリコン酸化
膜１３をエッチングにより除去する。
【０００５】次に、単結晶シリコン基板９の一主表面上
にｎ型のエピタキシャル層１１を形成し、エピタキシャ
ル層１１に、後述する梁部２ｂを挟んで略対向し、か
つ、中央部２ａの近傍が欠落した矩形状にレジストマス
ク（図示せず）を用いてボロン（B）等のｐ型不純物を
イオン注入及びアニ−ル処理を行うことによりｐ＋型埋
込犠牲層１０に到達するｐ＋型不純物層（図示せず）を
形成し、レジストマスクを除去する（図８（ｂ））。こ
こで、エピタキシャル層１１は、後に撓み部２となるた
め、加速度印加時に撓む厚さに形成されている。
にｎ型のエピタキシャル層１１を形成し、エピタキシャ
ル層１１に、後述する梁部２ｂを挟んで略対向し、か
つ、中央部２ａの近傍が欠落した矩形状にレジストマス
ク（図示せず）を用いてボロン（B）等のｐ型不純物を
イオン注入及びアニ−ル処理を行うことによりｐ＋型埋
込犠牲層１０に到達するｐ＋型不純物層（図示せず）を
形成し、レジストマスクを除去する（図８（ｂ））。こ
こで、エピタキシャル層１１は、後に撓み部２となるた
め、加速度印加時に撓む厚さに形成されている。
【０００６】次に、エピタキシャル層１１の撓み部２に
対応する箇所に、ボロン（B）等のｐ型不純物を拡散し
てピエゾ抵抗１４を形成し（図８（ｃ））、ピエゾ抵抗
１４と電気的に接続されるようにエピタキシャル層１１
内にボロン（B）等のｐ型不純物を拡散して拡散配線１
５を形成する（図８（ｄ））。
対応する箇所に、ボロン（B）等のｐ型不純物を拡散し
てピエゾ抵抗１４を形成し（図８（ｃ））、ピエゾ抵抗
１４と電気的に接続されるようにエピタキシャル層１１
内にボロン（B）等のｐ型不純物を拡散して拡散配線１
５を形成する（図８（ｄ））。
【０００７】次に、単結晶シリコン基板９の二主表面上
及びエピタキシャル層１１のピエゾ抵抗１４形成面上に
CVD法等によりシリコン窒化膜等の保護膜１６を形成
し、所定形状にパタ−ニングされたレジストマスク（図
示せず）を用いて単結晶シリコン基板９の二主表面上に
形成された保護膜１６のエッチングを行うことにより、
後述する重り部３の外周縁に対応する箇所に開口部１６
ａを形成し、レジストマスクを除去する（図８
（ｅ））。
及びエピタキシャル層１１のピエゾ抵抗１４形成面上に
CVD法等によりシリコン窒化膜等の保護膜１６を形成
し、所定形状にパタ−ニングされたレジストマスク（図
示せず）を用いて単結晶シリコン基板９の二主表面上に
形成された保護膜１６のエッチングを行うことにより、
後述する重り部３の外周縁に対応する箇所に開口部１６
ａを形成し、レジストマスクを除去する（図８
（ｅ））。
【０００８】次に、開口部１６ａが形成された保護膜１
６をマスクとして単結晶シリコン基板９を、水酸化カリ
ウム（KOH）溶液等のアルカリ系のエッチャントを用い
て異方性エッチングを行うことにより、ｐ＋型埋込犠牲
層１０に到達する切り込み部５を形成する（図８
（ｆ））。
６をマスクとして単結晶シリコン基板９を、水酸化カリ
ウム（KOH）溶液等のアルカリ系のエッチャントを用い
て異方性エッチングを行うことにより、ｐ＋型埋込犠牲
層１０に到達する切り込み部５を形成する（図８
（ｆ））。
【０００９】次に、拡散配線１５上の所望の箇所の保護
膜１６をエッチングにより除去し、拡散配線１５と電気
的に接続されるように、スパッタリング及びエッチング
等によりメタル配線１７を形成する（図８（ｇ））。
膜１６をエッチングにより除去し、拡散配線１５と電気
的に接続されるように、スパッタリング及びエッチング
等によりメタル配線１７を形成する（図８（ｇ））。
【００１０】次に、フッ酸等を含んだ酸性溶液から成る
エッチャントを切り込み部５に導入し、ｐ＋型埋込犠牲
層１０及びｐ＋型不純物層を等方性エッチングにより除
去して切り込み溝４を形成し、エピタキシャル層１１の
所望の箇所に撓み部２に撓みが集中するようにスリット
１２をRIE(Reactive Ion Etching)等により形成するこ
とにより、重り部３と、エピタキシャル層１１から成る
フレーム１と、フレーム１の下面側を支持する支持部材
６と、中央部２ａと梁部２ｂとを有し、中央部２ａには
重り部３のネック部３ａが接続され、梁部２ｂが中央部
２ａの外周縁から四方に延在し、フレーム１の内周縁に
接続された十字形状の撓み部２とを形成する（図８
（ｈ））。
エッチャントを切り込み部５に導入し、ｐ＋型埋込犠牲
層１０及びｐ＋型不純物層を等方性エッチングにより除
去して切り込み溝４を形成し、エピタキシャル層１１の
所望の箇所に撓み部２に撓みが集中するようにスリット
１２をRIE(Reactive Ion Etching)等により形成するこ
とにより、重り部３と、エピタキシャル層１１から成る
フレーム１と、フレーム１の下面側を支持する支持部材
６と、中央部２ａと梁部２ｂとを有し、中央部２ａには
重り部３のネック部３ａが接続され、梁部２ｂが中央部
２ａの外周縁から四方に延在し、フレーム１の内周縁に
接続された十字形状の撓み部２とを形成する（図８
（ｈ））。
【００１１】そして、重り部３に対応する箇所に凹部を
有する上部ストッパ（図示せず）がフレーム１に接合さ
れ、重り部３に対応する箇所に凹部を有する下部ストッ
パ（図示せず）が支持部材６に接合されている。
有する上部ストッパ（図示せず）がフレーム１に接合さ
れ、重り部３に対応する箇所に凹部を有する下部ストッ
パ（図示せず）が支持部材６に接合されている。
【００１２】この半導体加速度センサは、重り部３に加
速度が印加されると、重り部３が加速度の印加方向と反
対方向に変位して撓み部２が撓み、その撓み部２の一面
に形成されたピエゾ抵抗１４が撓んで、ピエゾ抵抗１４
の抵抗値が変化する。この抵抗値の変化を電気信号に変
換して加速度を検出する。
速度が印加されると、重り部３が加速度の印加方向と反
対方向に変位して撓み部２が撓み、その撓み部２の一面
に形成されたピエゾ抵抗１４が撓んで、ピエゾ抵抗１４
の抵抗値が変化する。この抵抗値の変化を電気信号に変
換して加速度を検出する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】上述のような十字形状
の撓み部２を有する構造の半導体加速度センサにおいて
は、センサチップに内在する残留応力は構造上変形しや
すい部分、即ち撓み部２に集中する。
の撓み部２を有する構造の半導体加速度センサにおいて
は、センサチップに内在する残留応力は構造上変形しや
すい部分、即ち撓み部２に集中する。
【００１４】この残留応力の発生原因には、上部ストッ
パ及び下部ストッパからの熱ストレス等が考えられる。
上部ストッパ及び下部ストッパの材料としては、センサ
材料（シリコン）との接合の容易性からガラスを用いる
ことが多い。この場合、シリコンとガラスの熱膨張係数
が異なるため、接合後、センサチップに熱応力による残
留応力が残り、チップ、特に最も応力の影響を受けやす
い撓み部２に反りが発生する。この反りにより、センサ
の特性はオフセット電圧が大きくずれる等の悪影響を受
け、特性ばらつきの原因にもなる。
パ及び下部ストッパからの熱ストレス等が考えられる。
上部ストッパ及び下部ストッパの材料としては、センサ
材料（シリコン）との接合の容易性からガラスを用いる
ことが多い。この場合、シリコンとガラスの熱膨張係数
が異なるため、接合後、センサチップに熱応力による残
留応力が残り、チップ、特に最も応力の影響を受けやす
い撓み部２に反りが発生する。この反りにより、センサ
の特性はオフセット電圧が大きくずれる等の悪影響を受
け、特性ばらつきの原因にもなる。
【００１５】また、その反り量は温度によっても変化す
るため、感度やオフセット電圧が温度によって大きく変
動する等、温度特性が悪くなるといった問題もある。ま
た、パッケージ等のセンサチップ外部からの応力によっ
ても同様の問題が発生する。
るため、感度やオフセット電圧が温度によって大きく変
動する等、温度特性が悪くなるといった問題もある。ま
た、パッケージ等のセンサチップ外部からの応力によっ
ても同様の問題が発生する。
【００１６】残留応力が撓み部２の長手方向に引っ張り
応力として発生した場合、撓み部２は撓みにくくなり、
感度劣化を招く。長手方向に圧縮応力が発生した場合、
撓み部２が十字形状に構成されているので、同一直線上
にある梁部２ｂは応力の逃げ場がなくなり、大きな圧縮
力で座屈現象が起こり、撓み部２が撓まなくなって、同
じく感度劣化を招く。
応力として発生した場合、撓み部２は撓みにくくなり、
感度劣化を招く。長手方向に圧縮応力が発生した場合、
撓み部２が十字形状に構成されているので、同一直線上
にある梁部２ｂは応力の逃げ場がなくなり、大きな圧縮
力で座屈現象が起こり、撓み部２が撓まなくなって、同
じく感度劣化を招く。
【００１７】本発明は、上記の点に鑑みて成されたもの
であり、その目的とするところは、センサチップへの外
部からの熱ストレスを緩和し、温度特性に優れ、高性能
な半導体加速度センサ素子及びその製造方法を提供する
ことにある。
であり、その目的とするところは、センサチップへの外
部からの熱ストレスを緩和し、温度特性に優れ、高性能
な半導体加速度センサ素子及びその製造方法を提供する
ことにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
中央部と該中央部から延在する梁部とを有する撓み部
と、該撓み部を支持するフレームと、前記中央部にネッ
ク部を介して連結される重り部と、前記梁部と前記重り
部の間の所定位置に設けられた切り込み溝と、該重り部
を切り込み部を介して包囲するとともに前記フレームの
一面側を支持する支持部材とを有し、前記切り込み部が
前記切り込み溝に連通して成る半導体加速度センサ素子
において、前記梁部に折り曲げ部を設けるとともに、前
記撓み部を該撓み部形成面に対して回転対称となるよう
に構成したことを特徴とするものである。
中央部と該中央部から延在する梁部とを有する撓み部
と、該撓み部を支持するフレームと、前記中央部にネッ
ク部を介して連結される重り部と、前記梁部と前記重り
部の間の所定位置に設けられた切り込み溝と、該重り部
を切り込み部を介して包囲するとともに前記フレームの
一面側を支持する支持部材とを有し、前記切り込み部が
前記切り込み溝に連通して成る半導体加速度センサ素子
において、前記梁部に折り曲げ部を設けるとともに、前
記撓み部を該撓み部形成面に対して回転対称となるよう
に構成したことを特徴とするものである。
【００１９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の半
導体加速度センサ素子において、前記梁部に前記折り曲
げ部を複数設けたことを特徴とするものである。
導体加速度センサ素子において、前記梁部に前記折り曲
げ部を複数設けたことを特徴とするものである。
【００２０】請求項３記載の発明は、請求項１または請
求項２記載の半導体加速度センサ素子において、前記梁
部の所望の箇所が、平行する複数の梁部で構成されてい
ることを特徴とするものである。
求項２記載の半導体加速度センサ素子において、前記梁
部の所望の箇所が、平行する複数の梁部で構成されてい
ることを特徴とするものである。
【００２１】請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求
項３のいずれかに記載の半導体加速度センサ素子におい
て、前記梁部の所望の箇所が、分岐されていることを特
徴とするものである。
項３のいずれかに記載の半導体加速度センサ素子におい
て、前記梁部の所望の箇所が、分岐されていることを特
徴とするものである。
【００２２】請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求
項４のいずれかに記載の半導体加速度センサ素子におい
て、前記梁部が、薄肉部と厚肉部とで構成されているこ
とを特徴とするものである。
項４のいずれかに記載の半導体加速度センサ素子におい
て、前記梁部が、薄肉部と厚肉部とで構成されているこ
とを特徴とするものである。
【００２３】請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求
項５のいずれかに記載の半導体加速度センサ素子におい
て、前記折り曲げ部，前記中央部と前記梁部との連結
部，前記梁部と前記フレームとの連結部及び前記中央部
と前記ネック部との連結部に丸みを持たせたことを特徴
とするものである。
項５のいずれかに記載の半導体加速度センサ素子におい
て、前記折り曲げ部，前記中央部と前記梁部との連結
部，前記梁部と前記フレームとの連結部及び前記中央部
と前記ネック部との連結部に丸みを持たせたことを特徴
とするものである。
【００２４】請求項７記載の発明は、請求項１乃至請求
項６のいずれかに記載の半導体加速度センサ素子の製造
方法であって、前記ネック部，前記重り部及び前記支持
部材が半導体基板を用いて形成され、前記フレーム及び
前記撓み部が前記半導体基板上に形成されたエピタキシ
ャル層を用いて形成されたことを特徴とするものであ
る。
項６のいずれかに記載の半導体加速度センサ素子の製造
方法であって、前記ネック部，前記重り部及び前記支持
部材が半導体基板を用いて形成され、前記フレーム及び
前記撓み部が前記半導体基板上に形成されたエピタキシ
ャル層を用いて形成されたことを特徴とするものであ
る。
【００２５】請求項８記載の発明は、請求項５記載の半
導体加速度センサ素子の製造方法であって、前記ネック
部，前記重り部及び前記支持部材が半導体基板を用いて
形成され、前記フレーム及び前記中央部及び前記梁部の
薄肉部が前記半導体基板上に形成されたエピタキシャル
層を用いて形成され、前記梁部の厚肉部が前記半導体基
板及び前記エピタキシャル層を用いて形成されたことを
特徴とするものである。
導体加速度センサ素子の製造方法であって、前記ネック
部，前記重り部及び前記支持部材が半導体基板を用いて
形成され、前記フレーム及び前記中央部及び前記梁部の
薄肉部が前記半導体基板上に形成されたエピタキシャル
層を用いて形成され、前記梁部の厚肉部が前記半導体基
板及び前記エピタキシャル層を用いて形成されたことを
特徴とするものである。
【００２６】請求項９記載の発明は、請求項７または請
求項８記載の半導体加速度センサ素子の製造方法におい
て、前記切り込み溝が前記半導体基板の一主表面に形成
された高濃度不純物層をエッチング除去することにより
形成されたことを特徴とするものである。
求項８記載の半導体加速度センサ素子の製造方法におい
て、前記切り込み溝が前記半導体基板の一主表面に形成
された高濃度不純物層をエッチング除去することにより
形成されたことを特徴とするものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて図面に基づき説明する。図１は、本発明の一実施の
形態に係る半導体加速度センサ素子を示す概略構成図で
あり、（ａ）は概略平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ
−Ａ’での概略断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＢ−
Ｂ’での概略断面図である。本実施の形態に係る半導体
加速度センサ素子は、枠状のフレーム１と、中央部２ａ
と梁部２ｂとを有する撓み部２と、重り部３と、支持部
材４とを有する。撓み部２は、略四角状の中央部２ａの
外周縁から四方に延在し、中央部２ａの中心に対して略
卍形状となるように梁部２ｂが設けられている。梁部２
ｂは、第一梁部２ｂ１と第二梁部２ｂ２とを有し、第一
梁部２ｂ１の一端は中央部２ａに連結され、他端は第二
梁部２ｂ２の一端に所定の角度αを成して（折り曲げ部
７ａ）連結され、第二梁部２ｂ２の他端はフレーム１の
内周縁に連結されている。従って、撓み部２は、撓み部
２形成面に対して回転対称に構成される。
いて図面に基づき説明する。図１は、本発明の一実施の
形態に係る半導体加速度センサ素子を示す概略構成図で
あり、（ａ）は概略平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ
−Ａ’での概略断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＢ−
Ｂ’での概略断面図である。本実施の形態に係る半導体
加速度センサ素子は、枠状のフレーム１と、中央部２ａ
と梁部２ｂとを有する撓み部２と、重り部３と、支持部
材４とを有する。撓み部２は、略四角状の中央部２ａの
外周縁から四方に延在し、中央部２ａの中心に対して略
卍形状となるように梁部２ｂが設けられている。梁部２
ｂは、第一梁部２ｂ１と第二梁部２ｂ２とを有し、第一
梁部２ｂ１の一端は中央部２ａに連結され、他端は第二
梁部２ｂ２の一端に所定の角度αを成して（折り曲げ部
７ａ）連結され、第二梁部２ｂ２の他端はフレーム１の
内周縁に連結されている。従って、撓み部２は、撓み部
２形成面に対して回転対称に構成される。
【００２８】なお、第一梁部２ｂ１は、中央部２ａから
半導体加速度センサ素子の撓み部２形成面の中心線上に
延在して設けられている。これにより、中央部２ａ及び
第一梁部２ｂ１は十字形状となる。
半導体加速度センサ素子の撓み部２形成面の中心線上に
延在して設けられている。これにより、中央部２ａ及び
第一梁部２ｂ１は十字形状となる。
【００２９】中央部２ａにはネック部３ａを介して重り
部３が連結されている。これにより、重り部３と梁部２
ｂとの間には切り込み溝４が構成される。また、重り部
３を切り込み部５を介して包囲するとともに、フレーム
１の下面側を支持するように支持部材６が設けられてい
る。
部３が連結されている。これにより、重り部３と梁部２
ｂとの間には切り込み溝４が構成される。また、重り部
３を切り込み部５を介して包囲するとともに、フレーム
１の下面側を支持するように支持部材６が設けられてい
る。
【００３０】なお、切り込み部５は切り込み溝４に連通
するように構成されている。また、本実施の形態におい
ては、重り部３及び支持部材６として半導体基板である
単結晶シリコン基板を用い、フレーム１及び撓み部２と
して半導体基板上に形成したエピタキシャル層を用い
た。
するように構成されている。また、本実施の形態におい
ては、重り部３及び支持部材６として半導体基板である
単結晶シリコン基板を用い、フレーム１及び撓み部２と
して半導体基板上に形成したエピタキシャル層を用い
た。
【００３１】また、撓み部２の一面側所定位置にはピエ
ゾ抵抗（図示せず）及び拡散配線（図示せず）が設けら
れ、拡散配線と電気的に接続されるようにメタル配線
（図示せず）が設けられている。
ゾ抵抗（図示せず）及び拡散配線（図示せず）が設けら
れ、拡散配線と電気的に接続されるようにメタル配線
（図示せず）が設けられている。
【００３２】従って、本実施の形態においては、撓み部
２の梁部２ｂに折り曲げ部７ａを設けて、撓み部２形成
面に対して回転対称となるように撓み部２を構成したの
で、外力からの残留応力による撓み部２の反りが解消さ
れ、感度，オフセット電圧等の温度による変動を抑制す
ることができ、良好で安定した特性を得ることができ
る。
２の梁部２ｂに折り曲げ部７ａを設けて、撓み部２形成
面に対して回転対称となるように撓み部２を構成したの
で、外力からの残留応力による撓み部２の反りが解消さ
れ、感度，オフセット電圧等の温度による変動を抑制す
ることができ、良好で安定した特性を得ることができ
る。
【００３３】なお、本実施の形態においては、重り部３
の上面にエピタキシャル層を残して、半導体基板とエピ
タキシャル層とで重り部３を構成しているが、これに限
定されるものではなく、重り部３を半導体基板のみで構
成してもよい。但し、重り部３の体積を増すことによ
り、重さを増して感度を向上させることができる。
の上面にエピタキシャル層を残して、半導体基板とエピ
タキシャル層とで重り部３を構成しているが、これに限
定されるものではなく、重り部３を半導体基板のみで構
成してもよい。但し、重り部３の体積を増すことによ
り、重さを増して感度を向上させることができる。
【００３４】また、本実施の形態においては、撓み部２
の梁部２ｂを、第一梁部２ｂ１及び第二梁部２ｂ２とで
１つの折り曲げ部７ａを有して構成して、略卍形状で、
かつ、回転対称にしたが、これに限定されるものではな
く、梁部２ｂに折り曲げ部７ａを複数箇所設けるととも
に、撓み部２形成面に対して回転対称となるように撓み
部２を構成しても良く、例えば、図２に示すように、図
１に示す第二梁部２ｂ２とフレーム１の内周縁との間に
第三梁部２ｂ３を介在させ、第二梁部２ｂ２と第三梁部
２ｂ３とを所定の角度βを成して（折り曲げ部７ｂ）連
結させた構成としても良い。
の梁部２ｂを、第一梁部２ｂ１及び第二梁部２ｂ２とで
１つの折り曲げ部７ａを有して構成して、略卍形状で、
かつ、回転対称にしたが、これに限定されるものではな
く、梁部２ｂに折り曲げ部７ａを複数箇所設けるととも
に、撓み部２形成面に対して回転対称となるように撓み
部２を構成しても良く、例えば、図２に示すように、図
１に示す第二梁部２ｂ２とフレーム１の内周縁との間に
第三梁部２ｂ３を介在させ、第二梁部２ｂ２と第三梁部
２ｂ３とを所定の角度βを成して（折り曲げ部７ｂ）連
結させた構成としても良い。
【００３５】また、図３に示すように、図１に示す第二
梁部２ｂ２を枝分かれ（枝分かれ部８）させて、複数に
分岐させた構成としても良い。
梁部２ｂ２を枝分かれ（枝分かれ部８）させて、複数に
分岐させた構成としても良い。
【００３６】また、図４に示すように、図１に示す第一
梁部２ｂ１の代わりに、複数に分岐された第四梁部２ｂ
４を用いた構成としても良い。
梁部２ｂ１の代わりに、複数に分岐された第四梁部２ｂ
４を用いた構成としても良い。
【００３７】ここで、梁部２ｂの形状としては、上記形
状に限定されるものではなく、所望の箇所が分岐された
り、折り曲げられていても良く、即ち、少なくとも１つ
の折り曲げ部が設けられ、撓み部２形成面に対して回転
対称となるように撓み部２が構成されていれば良い。
状に限定されるものではなく、所望の箇所が分岐された
り、折り曲げられていても良く、即ち、少なくとも１つ
の折り曲げ部が設けられ、撓み部２形成面に対して回転
対称となるように撓み部２が構成されていれば良い。
【００３８】また、重り部３の形状としては、図１乃至
図４に示す形状に限定されるものではなく、フレーム１
及び支持部材６で囲まれる範囲内においてできる限り大
きな形状とすることにより質量を増して感度を向上させ
ることができ、例えば、図５に示すように、上面から見
た形状を略卍形状として、撓み部２形成面に対して回転
対称となるように構成しても良い。
図４に示す形状に限定されるものではなく、フレーム１
及び支持部材６で囲まれる範囲内においてできる限り大
きな形状とすることにより質量を増して感度を向上させ
ることができ、例えば、図５に示すように、上面から見
た形状を略卍形状として、撓み部２形成面に対して回転
対称となるように構成しても良い。
【００３９】また、図１乃至図５においては撓み部２の
厚さを一定としたが、これに限定されるものではなく、
例えばフレーム１の内周縁近傍の撓み部２の厚さを厚く
するようにすれば、更に外力からの残留応力による撓み
部２の反りが解消され、感度，オフセット電圧等の温度
による変動を抑制することができ、良好で安定した特性
を得ることがで｀きる。
厚さを一定としたが、これに限定されるものではなく、
例えばフレーム１の内周縁近傍の撓み部２の厚さを厚く
するようにすれば、更に外力からの残留応力による撓み
部２の反りが解消され、感度，オフセット電圧等の温度
による変動を抑制することができ、良好で安定した特性
を得ることがで｀きる。
【００４０】また、撓み部２の折り曲げ部，枝分かれ
部，フレーム１の内周縁との連結部，重り部３との連結
部及び中央部２ａと梁部２ｂとの連結部に丸み（アール
形状）を持たせるようにすれば、更に外力、例えば衝撃
や振動等による破壊を防止することができる。
部，フレーム１の内周縁との連結部，重り部３との連結
部及び中央部２ａと梁部２ｂとの連結部に丸み（アール
形状）を持たせるようにすれば、更に外力、例えば衝撃
や振動等による破壊を防止することができる。
【００４１】ここで、図１乃至図５に示す半導体加速度
センサ素子を用いて加速度を検出するためには、加速度
検出手段を設ける必要がある。加速度検出手段として
は、例えば、撓み部２の撓みにより抵抗値が変化するピ
エゾ抵抗を用い、該ピエゾ抵抗の抵抗値の変化を電気信
号に変換して加速度を検出する方法や、対向配置された
電極を用い、撓み部２の撓みによる前記電極間の静電容
量の変化を用いて加速度を検出する方法がある。
センサ素子を用いて加速度を検出するためには、加速度
検出手段を設ける必要がある。加速度検出手段として
は、例えば、撓み部２の撓みにより抵抗値が変化するピ
エゾ抵抗を用い、該ピエゾ抵抗の抵抗値の変化を電気信
号に変換して加速度を検出する方法や、対向配置された
電極を用い、撓み部２の撓みによる前記電極間の静電容
量の変化を用いて加速度を検出する方法がある。
【００４２】以下において、本実施の形態に係る半導体
加速度センサの製造工程について説明する。なお、説明
の便宜上、図１に示す半導体加速度センサの製造工程に
ついて説明するが、図２乃至図５に示す半導体加速度セ
ンサの製造工程についても略同様である。図６は、本発
明の一実施の形態に係る半導体加速度センサの製造工程
を示す概略断面図である。なお、図６は、図１における
Ｂ−Ｂ’断面での製造工程を示している。
加速度センサの製造工程について説明する。なお、説明
の便宜上、図１に示す半導体加速度センサの製造工程に
ついて説明するが、図２乃至図５に示す半導体加速度セ
ンサの製造工程についても略同様である。図６は、本発
明の一実施の形態に係る半導体加速度センサの製造工程
を示す概略断面図である。なお、図６は、図１における
Ｂ−Ｂ’断面での製造工程を示している。
【００４３】本実施の形態に係る半導体加速度センサ
は、厚さ400〜600μｍのｎ型の半導体基板である単結晶
シリコン基板９の一主表面上に熱酸化等によりシリコン
酸化膜（図示せず）を形成し、所定形状にパターニング
されたレジストマスク（図示せず）を用いてシリコン酸
化膜のエッチングを行うことにより開口部を形成し、プ
ラズマアッシング等によりレジストマスクを除去する。
このとき、開口部は単結晶シリコン基板９の略四角状の
中央部９ａを外囲した箇所に形成されている。なお、中
央部９ａの形状は、特に限定されず、例えば円形，楕円
形，矩形（長方形，正方形）であって良い。
は、厚さ400〜600μｍのｎ型の半導体基板である単結晶
シリコン基板９の一主表面上に熱酸化等によりシリコン
酸化膜（図示せず）を形成し、所定形状にパターニング
されたレジストマスク（図示せず）を用いてシリコン酸
化膜のエッチングを行うことにより開口部を形成し、プ
ラズマアッシング等によりレジストマスクを除去する。
このとき、開口部は単結晶シリコン基板９の略四角状の
中央部９ａを外囲した箇所に形成されている。なお、中
央部９ａの形状は、特に限定されず、例えば円形，楕円
形，矩形（長方形，正方形）であって良い。
【００４４】続いて、開口部が形成されたシリコン酸化
膜をマスクとしてボロン（B）等のｐ型不純物のデポジ
ション及び熱拡散またはイオン注入及びアニール処理を
行うことにより高濃度不純物層であるｐ＋型埋込犠牲層
１０を形成し（図１（ａ））、シリコン酸化膜をエッチ
ングにより除去する（図６（ａ））。ここで、ｐ＋型埋
込犠牲層１０の不純物濃度としては、1019cm-3以上であ
ることが望ましい。
膜をマスクとしてボロン（B）等のｐ型不純物のデポジ
ション及び熱拡散またはイオン注入及びアニール処理を
行うことにより高濃度不純物層であるｐ＋型埋込犠牲層
１０を形成し（図１（ａ））、シリコン酸化膜をエッチ
ングにより除去する（図６（ａ））。ここで、ｐ＋型埋
込犠牲層１０の不純物濃度としては、1019cm-3以上であ
ることが望ましい。
【００４５】なお、本実施の形態においては、開口部が
形成されたシリコン酸化膜をマスクとしてｐ＋型埋込犠
牲層１０を形成するようにしたが、シリコン窒化膜をマ
スクとして用いても良い。
形成されたシリコン酸化膜をマスクとしてｐ＋型埋込犠
牲層１０を形成するようにしたが、シリコン窒化膜をマ
スクとして用いても良い。
【００４６】また、ｐ＋型埋込犠牲層１０を単結晶シリ
コン基板９に形成するようにしたが、リン（P）等のｎ
型不純物をデポジション及び熱拡散またはイオン注入及
びアニール処理を行うことによりｎ＋型埋込犠牲層を形
成するようにしても良い。
コン基板９に形成するようにしたが、リン（P）等のｎ
型不純物をデポジション及び熱拡散またはイオン注入及
びアニール処理を行うことによりｎ＋型埋込犠牲層を形
成するようにしても良い。
【００４７】また、ｐ＋型埋込犠牲層１０は、中央部９
ａの外縁の全体から延びてその部分を完全に包囲するよ
うになっていても、あるいは外縁の一部分から延びても
良い。全体から延びる場合は、ｐ＋型埋込犠牲層１０は
環状形態であって良く、例えば中央部９ａが円形であ
り、ｐ＋型埋込犠牲層１０がそれと同心の円により形成
される同心円と中央部９ａとの間の環状部分であった
り、中央部９ａが内側正方形であり、ｐ＋型埋込犠牲層
１０がそれと同心かつ向きが同じ外側正方形により形成
され、内側正方形と外側正方形との間の環状部分であっ
て良い。また、ｐ＋型埋込犠牲層１０は、円形の中央部
９ａと外側正方形との間の部分またはその逆の組み合わ
せにより形成される部分であっても良く、更に、正方形
の代わりに長方形を、円形の変わりに楕円形を用いても
良い。
ａの外縁の全体から延びてその部分を完全に包囲するよ
うになっていても、あるいは外縁の一部分から延びても
良い。全体から延びる場合は、ｐ＋型埋込犠牲層１０は
環状形態であって良く、例えば中央部９ａが円形であ
り、ｐ＋型埋込犠牲層１０がそれと同心の円により形成
される同心円と中央部９ａとの間の環状部分であった
り、中央部９ａが内側正方形であり、ｐ＋型埋込犠牲層
１０がそれと同心かつ向きが同じ外側正方形により形成
され、内側正方形と外側正方形との間の環状部分であっ
て良い。また、ｐ＋型埋込犠牲層１０は、円形の中央部
９ａと外側正方形との間の部分またはその逆の組み合わ
せにより形成される部分であっても良く、更に、正方形
の代わりに長方形を、円形の変わりに楕円形を用いても
良い。
【００４８】また、ｐ＋型埋込犠牲層１０が、中央部９
ａの外縁の一部分から延びる場合、ｐ＋型埋込犠牲層１
０は、中央部９ａの周囲で等しい角度（例えば９０゜）
の間隔で離れた実質的に長尺の層であって良く、９０゜
の場合、ｐ＋型埋込犠牲層１０は中央部９ａにおいて相
互に対向する４本のビーム形態（即ち、中央部９ａで十
字に交差する形態）となる。換言すれば、ｐ＋型埋込犠
牲層１０は中央部９ａから放射状に延びて良く、その数
は限定されない。
ａの外縁の一部分から延びる場合、ｐ＋型埋込犠牲層１
０は、中央部９ａの周囲で等しい角度（例えば９０゜）
の間隔で離れた実質的に長尺の層であって良く、９０゜
の場合、ｐ＋型埋込犠牲層１０は中央部９ａにおいて相
互に対向する４本のビーム形態（即ち、中央部９ａで十
字に交差する形態）となる。換言すれば、ｐ＋型埋込犠
牲層１０は中央部９ａから放射状に延びて良く、その数
は限定されない。
【００４９】次に、単結晶シリコン基板９の一主表面上
に、加速度印加時に撓む撓み部２に相当する厚さでｎ型
のエピタキシャル層１１を形成し、所定形状にパターニ
ングされたレジストマスク（図示せず）を用いてエピタ
キシャル層１１の後述する撓み部２に対応する箇所に、
ボロン（B）等のｐ型不純物のデポジション及び熱拡散
またはイオン注入及びアニール処理を行うことによりピ
エゾ抵抗（図示せず）を形成し、同様にしてｐ型不純物
のデポジション及び熱拡散またはイオン注入及びアニー
ル処理を行うことによりピエゾ抵抗に電気的に接続され
るように拡散配線（図示せず）を形成し、フォトレジス
トを除去する。
に、加速度印加時に撓む撓み部２に相当する厚さでｎ型
のエピタキシャル層１１を形成し、所定形状にパターニ
ングされたレジストマスク（図示せず）を用いてエピタ
キシャル層１１の後述する撓み部２に対応する箇所に、
ボロン（B）等のｐ型不純物のデポジション及び熱拡散
またはイオン注入及びアニール処理を行うことによりピ
エゾ抵抗（図示せず）を形成し、同様にしてｐ型不純物
のデポジション及び熱拡散またはイオン注入及びアニー
ル処理を行うことによりピエゾ抵抗に電気的に接続され
るように拡散配線（図示せず）を形成し、フォトレジス
トを除去する。
【００５０】次に、単結晶シリコン基板９の二主表面上
及びエピタキシャル層１１上にシリコン酸化膜（図示せ
ず）を形成し、シリコン酸化膜上にシリコン窒化膜等の
保護膜（図示せず）を形成する。そして、所定形状にパ
タ−ニングされたレジストマスク（図示せず）を用いて
単結晶シリコン基板９の二主表面上に形成されたシリコ
ン酸化膜／保護膜のエッチングを行うことにより、重り
部３の外周縁に対応する箇所に開口部（図示せず）を形
成し、レジストマスクを除去する。
及びエピタキシャル層１１上にシリコン酸化膜（図示せ
ず）を形成し、シリコン酸化膜上にシリコン窒化膜等の
保護膜（図示せず）を形成する。そして、所定形状にパ
タ−ニングされたレジストマスク（図示せず）を用いて
単結晶シリコン基板９の二主表面上に形成されたシリコ
ン酸化膜／保護膜のエッチングを行うことにより、重り
部３の外周縁に対応する箇所に開口部（図示せず）を形
成し、レジストマスクを除去する。
【００５１】次に、開口部が形成されたシリコン酸化膜
／保護膜をマスクとしてKOH溶液等のアルカリ系のエッ
チャントを用いて単結晶シリコン基板９の異方性エッチ
ングを行うことにより、ｐ＋型埋込犠牲層１０に達す
か、または近傍まで切り込み部５を形成する（図６
（ｃ））。なお、ｐ＋型埋込犠牲層１０の近傍で異方性
エッチングを停止すれば、後工程において撓み部２が破
壊されるのを防止することができる。その場合、その残
りの部分を単結晶シリコン基板９の二主表面側からRIE
等により除去するようにしなければならない。
／保護膜をマスクとしてKOH溶液等のアルカリ系のエッ
チャントを用いて単結晶シリコン基板９の異方性エッチ
ングを行うことにより、ｐ＋型埋込犠牲層１０に達す
か、または近傍まで切り込み部５を形成する（図６
（ｃ））。なお、ｐ＋型埋込犠牲層１０の近傍で異方性
エッチングを停止すれば、後工程において撓み部２が破
壊されるのを防止することができる。その場合、その残
りの部分を単結晶シリコン基板９の二主表面側からRIE
等により除去するようにしなければならない。
【００５２】次に、エピタキシャル層１１上のシリコン
酸化膜／保護膜をエッチングにより除去して開口部（図
示せず）を形成する。この時、開口部は、ｐ＋型埋込犠
牲層１０上の、後工程で形成される梁部２ｂに対応する
箇所に隣接する箇所に形成される。そして、開口部が形
成されたシリコン酸化膜／保護膜をマスクとして、エピ
タキシャル層１１をｐ＋型埋込犠牲層１０に達するまで
エッチング除去してエッチャント導入口（図示せず）を
形成する。
酸化膜／保護膜をエッチングにより除去して開口部（図
示せず）を形成する。この時、開口部は、ｐ＋型埋込犠
牲層１０上の、後工程で形成される梁部２ｂに対応する
箇所に隣接する箇所に形成される。そして、開口部が形
成されたシリコン酸化膜／保護膜をマスクとして、エピ
タキシャル層１１をｐ＋型埋込犠牲層１０に達するまで
エッチング除去してエッチャント導入口（図示せず）を
形成する。
【００５３】次に、エッチャント導入口からフッ酸等を
含んだ酸性溶液から成るエッチャント（50％フッ酸水溶
液：69％硝酸水溶液：酢酸＝1：1〜3：8の体積基準）を
導入してｐ＋型埋込犠牲層１０をエッチング除去して切
り込み溝４を形成して、後工程で形成される中央部２ａ
にネック部３ａを介して懸架支持された重り部３と、後
工程で形成されるフレーム１の下面側を支持し、重り部
３の外周縁を切り子壬生５を介して包囲する支持部材６
とを形成する（図６（ｄ））。
含んだ酸性溶液から成るエッチャント（50％フッ酸水溶
液：69％硝酸水溶液：酢酸＝1：1〜3：8の体積基準）を
導入してｐ＋型埋込犠牲層１０をエッチング除去して切
り込み溝４を形成して、後工程で形成される中央部２ａ
にネック部３ａを介して懸架支持された重り部３と、後
工程で形成されるフレーム１の下面側を支持し、重り部
３の外周縁を切り子壬生５を介して包囲する支持部材６
とを形成する（図６（ｄ））。
【００５４】次に、拡散配線上のシリコン酸化膜／保護
膜の一部をエッチング除去してコンタクトホール（図示
せず）を形成し、コンタクトホールを介して拡散配線と
電気的に接続されるようにメタル配線（図示せず）を形
成する。
膜の一部をエッチング除去してコンタクトホール（図示
せず）を形成し、コンタクトホールを介して拡散配線と
電気的に接続されるようにメタル配線（図示せず）を形
成する。
【００５５】最後に、単結晶シリコン基板９の一主表面
側のエピタキシャル層１１及びシリコン酸化膜／保護膜
の所定の箇所（本製造工程においては、図１乃至図５の
平面図における白抜き部分）をエッチング除去してスリ
ット１２を形成し、枠状のフレーム１と、中央部２ａ及
び梁部２ｂを有し、梁部２ｂはフレーム１の内周側面の
少なくとも一部分と中央部２ａとの間で延在し、梁部２
ｂと中央部２ａとが一体につながっている撓み部２とを
形成する（図６（ｅ））。この時、梁部２ｂの形状は、
図１乃至図５に示す形状に形成されている。
側のエピタキシャル層１１及びシリコン酸化膜／保護膜
の所定の箇所（本製造工程においては、図１乃至図５の
平面図における白抜き部分）をエッチング除去してスリ
ット１２を形成し、枠状のフレーム１と、中央部２ａ及
び梁部２ｂを有し、梁部２ｂはフレーム１の内周側面の
少なくとも一部分と中央部２ａとの間で延在し、梁部２
ｂと中央部２ａとが一体につながっている撓み部２とを
形成する（図６（ｅ））。この時、梁部２ｂの形状は、
図１乃至図５に示す形状に形成されている。
【００５６】なお、撓み部２の厚さが部分的に異なる半
導体加速度センサ素子の製造工程については、図７に示
すように、ｐ＋型埋込犠牲層１０の形成領域を調整し
て、単結晶シリコン基板９の一部を梁部２ｂとして用い
ることにより可能である。
導体加速度センサ素子の製造工程については、図７に示
すように、ｐ＋型埋込犠牲層１０の形成領域を調整し
て、単結晶シリコン基板９の一部を梁部２ｂとして用い
ることにより可能である。
【００５７】
【発明の効果】請求項１記載の発明は、中央部と該中央
部から延在する梁部とを有する撓み部と、該撓み部を支
持するフレームと、前記中央部にネック部を介して連結
される重り部と、前記梁部と前記重り部の間の所定位置
に設けられた切り込み溝と、該重り部を切り込み部を介
して包囲するとともに前記フレームの一面側を支持する
支持部材とを有し、前記切り込み部が前記切り込み溝に
連通して成る半導体加速度センサ素子において、前記梁
部に折り曲げ部を設けるとともに、前記撓み部を該撓み
部形成面に対して回転対称となるように構成したので、
外力からの残留応力による撓み部の反りが解消され、感
度，オフセット電圧等の温度による変動を抑制すること
ができ、良好で安定した特性を得ることができ、センサ
チップへの外部からの熱ストレスを緩和し、温度特性に
優れ、高性能な半導体加速度センサ素子を提供すること
ができた。
部から延在する梁部とを有する撓み部と、該撓み部を支
持するフレームと、前記中央部にネック部を介して連結
される重り部と、前記梁部と前記重り部の間の所定位置
に設けられた切り込み溝と、該重り部を切り込み部を介
して包囲するとともに前記フレームの一面側を支持する
支持部材とを有し、前記切り込み部が前記切り込み溝に
連通して成る半導体加速度センサ素子において、前記梁
部に折り曲げ部を設けるとともに、前記撓み部を該撓み
部形成面に対して回転対称となるように構成したので、
外力からの残留応力による撓み部の反りが解消され、感
度，オフセット電圧等の温度による変動を抑制すること
ができ、良好で安定した特性を得ることができ、センサ
チップへの外部からの熱ストレスを緩和し、温度特性に
優れ、高性能な半導体加速度センサ素子を提供すること
ができた。
【００５８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の半
導体加速度センサ素子において、前記梁部に前記折り曲
げ部を複数設けたので、請求項１記載の発明の効果に加
えて、さらに応力を緩和することができる。
導体加速度センサ素子において、前記梁部に前記折り曲
げ部を複数設けたので、請求項１記載の発明の効果に加
えて、さらに応力を緩和することができる。
【００５９】請求項３記載の発明は、請求項１または請
求項２記載の半導体加速度センサ素子において、前記梁
部の所望の箇所が、平行する複数の梁部で構成されてい
るので、請求項１または請求項２記載の発明の効果に加
えて、さらに応力を緩和することができる。
求項２記載の半導体加速度センサ素子において、前記梁
部の所望の箇所が、平行する複数の梁部で構成されてい
るので、請求項１または請求項２記載の発明の効果に加
えて、さらに応力を緩和することができる。
【００６０】請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求
項３のいずれかに記載の半導体加速度センサ素子におい
て、前記梁部の所望の箇所が、分岐されているので、請
求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発明の効果に加
えて、さらに応力を緩和することができる。
項３のいずれかに記載の半導体加速度センサ素子におい
て、前記梁部の所望の箇所が、分岐されているので、請
求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発明の効果に加
えて、さらに応力を緩和することができる。
【００６１】請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求
項４のいずれかに記載の半導体加速度センサ素子におい
て、前記梁部が、薄肉部と厚肉部とで構成されているの
で、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の発明の効
果に加えて、さらに応力を緩和することができる。
項４のいずれかに記載の半導体加速度センサ素子におい
て、前記梁部が、薄肉部と厚肉部とで構成されているの
で、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の発明の効
果に加えて、さらに応力を緩和することができる。
【００６２】請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求
項５のいずれかに記載の半導体加速度センサ素子におい
て、前記折り曲げ部，前記中央部と前記梁部との連結
部，前記梁部と前記フレームとの連結部及び前記中央部
と前記ネック部との連結部に丸みを持たせたので、請求
項１乃至請求項５のいずれかに記載の発明の効果に加え
て、外力による破壊を防止することができる。
項５のいずれかに記載の半導体加速度センサ素子におい
て、前記折り曲げ部，前記中央部と前記梁部との連結
部，前記梁部と前記フレームとの連結部及び前記中央部
と前記ネック部との連結部に丸みを持たせたので、請求
項１乃至請求項５のいずれかに記載の発明の効果に加え
て、外力による破壊を防止することができる。
【００６３】請求項７記載の発明は、請求項１乃至請求
項６のいずれかに記載の半導体加速度センサ素子の製造
方法であって、前記ネック部，前記重り部及び前記支持
部材が半導体基板を用いて形成され、前記フレーム及び
前記撓み部が前記半導体基板上に形成されたエピタキシ
ャル層を用いて形成されたので、請求項１乃至請求項６
のいずれかに記載の発明の効果に加えて、撓み部の厚み
を精度良く形成することができる。
項６のいずれかに記載の半導体加速度センサ素子の製造
方法であって、前記ネック部，前記重り部及び前記支持
部材が半導体基板を用いて形成され、前記フレーム及び
前記撓み部が前記半導体基板上に形成されたエピタキシ
ャル層を用いて形成されたので、請求項１乃至請求項６
のいずれかに記載の発明の効果に加えて、撓み部の厚み
を精度良く形成することができる。
【００６４】請求項８記載の発明は、請求項５記載の半
導体加速度センサ素子の製造方法であって、前記ネック
部，前記重り部及び前記支持部材が半導体基板を用いて
形成され、前記フレーム及び前記中央部及び前記梁部の
薄肉部が前記半導体基板上に形成されたエピタキシャル
層を用いて形成され、前記梁部の厚肉部が前記半導体基
板及び前記エピタキシャル層を用いて形成されたので、
請求項５記載の発明の効果に加えて、撓み部の厚みを精
度良く形成することができる。
導体加速度センサ素子の製造方法であって、前記ネック
部，前記重り部及び前記支持部材が半導体基板を用いて
形成され、前記フレーム及び前記中央部及び前記梁部の
薄肉部が前記半導体基板上に形成されたエピタキシャル
層を用いて形成され、前記梁部の厚肉部が前記半導体基
板及び前記エピタキシャル層を用いて形成されたので、
請求項５記載の発明の効果に加えて、撓み部の厚みを精
度良く形成することができる。
【００６５】請求項９記載の発明は、請求項７または請
求項８記載の半導体加速度センサ素子の製造方法におい
て、前記切り込み溝が前記半導体基板の一主表面に形成
された高濃度不純物層をエッチング除去することにより
形成されたので、請求項７または請求項８記載の発明の
効果に加えて、さらに撓み部の厚みを精度良く形成する
ことができる。
求項８記載の半導体加速度センサ素子の製造方法におい
て、前記切り込み溝が前記半導体基板の一主表面に形成
された高濃度不純物層をエッチング除去することにより
形成されたので、請求項７または請求項８記載の発明の
効果に加えて、さらに撓み部の厚みを精度良く形成する
ことができる。
【図１】本発明の一実施の形態に係る半導体加速度セン
サ素子を示す概略構成図であり、（ａ）は概略平面図で
あり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’での概略断面図であ
り、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ’での概略断面図である。
サ素子を示す概略構成図であり、（ａ）は概略平面図で
あり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’での概略断面図であ
り、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ’での概略断面図である。
【図２】本発明の他の実施の形態に係る半導体加速度セ
ンサ素子を示す概略平面図である。
ンサ素子を示す概略平面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態に係る半導体加速度セ
ンサ素子を示す概略平面図である。
ンサ素子を示す概略平面図である。
【図４】本発明の他の実施の形態に係る半導体加速度セ
ンサ素子を示す概略平面図である。
ンサ素子を示す概略平面図である。
【図５】本発明の他の実施の形態に係る半導体加速度セ
ンサ素子を示す概略平面図である。
ンサ素子を示す概略平面図である。
【図６】本発明の他の実施の形態に係る半導体加速度セ
ンサ素子の製造工程を示す概略断面図である。
ンサ素子の製造工程を示す概略断面図である。
【図７】本発明の他の実施の形態に係る半導体加速度セ
ンサ素子の製造工程を示す概略断面図である。
ンサ素子の製造工程を示す概略断面図である。
【図８】従来例に係る半導体加速度センサの製造工程を
示す概略断面図である。
示す概略断面図である。
【図９】上図に係る半導体加速度センサの上面から見た
状態を示す概略平面図である。
状態を示す概略平面図である。
１ フレーム ２ 撓み部 ２ａ 中央部 ２ｂ 梁部 ２ｂ１ 第一梁部 ２ｂ２ 第二梁部 ２ｂ３ 第三梁部 ２ｂ４ 第四梁部 ３ 重り部 ３ａ ネック部 ４ 切り込み溝 ５ 切り込み部 ６ 支持部材 ７ａ，７ｂ 折り曲げ部 ８ 枝分かれ部 ９ 単結晶シリコン基板 ９ａ 中央部 １０ ｐ＋型埋込犠牲層 １１ エピタキシャル層 １２ スリット １３ シリコン酸化膜 １４ ピエゾ抵抗 １５ 拡散配線 １６ 保護膜 １６ａ 開口部 １７ メタル配線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中邑 卓郎 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 宮島 久和 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 石田 拓郎 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Ｆターム(参考） 4M112 AA02 BA07 CA24 CA36 DA02 DA07 EA03 FA05
Claims (9)
- 【請求項１】 中央部と該中央部から延在する梁部とを
有する撓み部と、該撓み部を支持するフレームと、前記
中央部にネック部を介して連結される重り部と、前記梁
部と前記重り部の間の所定位置に設けられた切り込み溝
と、該重り部を切り込み部を介して包囲するとともに前
記フレームの一面側を支持する支持部材とを有し、前記
切り込み部が前記切り込み溝に連通して成る半導体加速
度センサ素子において、前記梁部に折り曲げ部を設ける
とともに、前記撓み部を該撓み部形成面に対して回転対
称となるように構成したことを特徴とする半導体加速度
センサ素子。 - 【請求項２】 前記梁部に前記折り曲げ部を複数設けた
ことを特徴とする請求項１記載の半導体加速度センサ素
子。 - 【請求項３】 前記梁部の所望の箇所が、平行する複数
の梁部で構成されていることを特徴とする請求項１また
は請求項２記載の半導体加速度センサ素子。 - 【請求項４】 前記梁部の所望の箇所が、分岐されてい
ることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに
記載の半導体加速度センサ素子。 - 【請求項５】 前記梁部が、薄肉部と厚肉部とで構成さ
れていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいず
れかに記載の半導体加速度センサ素子。 - 【請求項６】 前記折り曲げ部，前記中央部と前記梁部
との連結部，前記梁部と前記フレームとの連結部及び前
記中央部と前記ネック部との連結部に丸みを持たせたこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載
の半導体加速度センサ素子。 - 【請求項７】 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載
の半導体加速度センサ素子の製造方法であって、前記ネ
ック部，前記重り部及び前記支持部材が半導体基板を用
いて形成され、前記フレーム及び前記撓み部が前記半導
体基板上に形成されたエピタキシャル層を用いて形成さ
れたことを特徴とする半導体加速度センサ素子の製造方
法。 - 【請求項８】 請求項５記載の半導体加速度センサ素子
の製造方法であって、前記ネック部，前記重り部及び前
記支持部材が半導体基板を用いて形成され、前記フレー
ム及び前記中央部及び前記梁部の薄肉部が前記半導体基
板上に形成されたエピタキシャル層を用いて形成され、
前記梁部の厚肉部が前記半導体基板及び前記エピタキシ
ャル層を用いて形成されたことを特徴とする半導体加速
度センサ素子の製造方法。 - 【請求項９】 前記切り込み溝が前記半導体基板の一主
表面に形成された高濃度不純物層をエッチング除去する
ことにより形成されたことを特徴とする請求項７または
請求項８記載の半導体加速度センサ素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24061098A JP3405219B2 (ja) | 1998-08-26 | 1998-08-26 | 半導体加速度センサ素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24061098A JP3405219B2 (ja) | 1998-08-26 | 1998-08-26 | 半導体加速度センサ素子及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000065854A true JP2000065854A (ja) | 2000-03-03 |
| JP3405219B2 JP3405219B2 (ja) | 2003-05-12 |
Family
ID=17062064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24061098A Expired - Fee Related JP3405219B2 (ja) | 1998-08-26 | 1998-08-26 | 半導体加速度センサ素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3405219B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2014061099A1 (ja) * | 2012-10-16 | 2016-09-05 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 慣性センサ |
| CN109596859A (zh) * | 2019-01-18 | 2019-04-09 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | 压阻式加速度传感器 |
| JP2020525803A (ja) * | 2017-06-26 | 2020-08-27 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ | マイクロメカニカル膜センサの製造方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5459925B2 (ja) * | 2005-11-10 | 2014-04-02 | 日本セラミック株式会社 | ガスセンサ用ｍｅｍｓ構造体 |
| JP2014041164A (ja) * | 2013-12-05 | 2014-03-06 | New Cosmos Electric Corp | ガス検知素子 |
-
1998
- 1998-08-26 JP JP24061098A patent/JP3405219B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| CN109596859A (zh) * | 2019-01-18 | 2019-04-09 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | 压阻式加速度传感器 |
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