JP2000502441A - 加速度計および製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、サスペンション・アームによって固定のフレームに接続された動く質量を含む単結晶シリコンに基づく加速度計に関する。このセンサは、動く質量の運動の振幅を制限するために、ストップ機能およびカウンタストップ機能がその中に製造された２つのシリコン・ウエハのスタック中に製造される。適用分野：加速度計。

Description

【発明の詳細な説明】 加速度計および製造方法 本発明の分野は、二次元動作を有する変形可能なマイクロ構造の分野、特に細 長いサスペンション・アームを介して固定のフレームに接続された動く質量を含 む加速度計の分野に関する。 動く質量が受ける加速は、一般に、細長いサスペンション・アーム上に圧電抵 抗ゲージが存在するために検出される。そのような圧電抵抗ゲージはまた、動く 質量の変位を補償するために動く質量を制御する電磁デバイスを制御する。 この場合、加速度計ひずみゲージは、電子回路によって、コイル用の供給電流 を発生するようになされる。コイルは、電磁誘導の現象を使用して、外部条件、 例えば地震運動の影響下で動く質量の変位を補償する。 現在、そのような加速度計は、半導体電子構成要素の製造の状況において開発 されたシリコン・エッチング技法を使用して、シリコン・ウエハを使用して作成 することができる。そのような技術を使用すれば、動く質量およびそれに関連す る要素をシリコンのスライス上で集合的方法によって製造することができ、した がって限られた数の技術ステップを使用して、一連の加速センサを画定すること ができる。 一般に、このタイプのセンサの製造では、複数のシリコン・ウエハ、動く質量 がその中で製造される少なくとも１つの 中央ウエハ、および動く質量用のストップ要素を有する２つの外部ウエハをアセ ンブルするステップを含み、したがって前記動く質量が受けるようになされる移 動の振幅を制限することができ、したがって動く質量およびサスペンション・ア ームの保護を最適化することができる。周知の技術による少なくとも３つのシリ コン・ウエハから構成される加速度計の一例を図１に示す。 より具体的には、図１は、その製造が、特に、４つのシリコン・ウエハ、すな わち固定のフレームの一部を構成し、かつ上部ストップＢｓを含むいわゆる上部 ウエハ、動く質量１および固定のフレームの一部を構成する２つの中央ウエハ、 および固定のフレームの一部および動く質量の下面用のストップ平面Ｂｉを含む 第４のウエハをアセンブルした結果であるこのタイプの加速度計の断面を示す。 このタイプの加速度計のアーキテクチャを簡単化し、かつそれを製造する方法 を容易にするために、本発明の主題は、すべての要素および機能（動く質量、サ スペンション・アーム、フレーム、ストップ機能）がその中で画定された２つの ウエハをアセンブルすることによって得られる加速度計である。 より具体的には、本発明の主題は、固定のフレーム３に接続された動く質量１ を含む加速度計であって、動く質量１および固定のフレーム３が上部ウエハ６お よび下部ウエハ７と呼ばれる２つの単結晶シリコン・ウエハのスタック中で画定 され、 −上部ウエハが、 ・動く質量の平面内で画定された軸Ｙに沿って２つのカウンタストップ４１ および４２を含む、動く質量の上側部分１１、 ・軸Ｙに対して直角であり、かつ動く質量の平面内で画定された軸Ｘに沿っ て２つのストップ４３および４４を含む上側部分３１を含み、 ・部分１１と部分３１がサスペンション・アーム２１および２２によって接 続され、 −下部ウエハが、 ・軸Ｘに沿って２つのカウンタストップ４５および４６を含む、動く質量の 下側部分１２、 ・軸Ｙに沿って２つのストップ４７および４８を含む、固定のフレームの下 側部分３２を含み、 −カウンタストップ４１および４２がストップ４７および４８に対向し、 −カウンタストップ４５および４６がストップ４３および４４に対向すること を特徴とする加速度計である。 通常、ストップは、加速度計の固定の要素として画定され、加速度計の動く要 素であるカウンタストップは、それに当たって静止する。 本発明の代替形によれば、加速度計は、部分１１が、軸Ｙに沿って中央部分１ ３および前記中央部分の各側に１つある２つの固定アーム１４および１５を含み 、 −部分３１が、軸Ｘに沿って周縁部分３３および周縁部分 内にある２つのアーム３４および３５を含み、上部ウエハ６が、中央部分１３を アーム３４および３５に接続する２つのサスペンション・アーム２１および２２ を含み、 −部分１２が、軸Ｘに沿って中央部分１６および前記中央部分の各側に１つあ る２つの固定アーム１７および１８を含み、 −部分３２が、軸Ｘに沿って周縁部分３６および周縁部分内にある２つのアー ム３７および３８を含み、 −カウンタストップ４１および４２が固定アーム１４および１５中で画定され 、 −ストップ４３および４４がアーム３４および３５中で画定され、 −カウンタストップ４５および４６が固定アーム１７および１８中で画定され 、 −カウンタストップ［原文のまま］４７および４８がアーム３７および３８中 で画定されることを特徴とする加速度計である。 本発明の代替形によれば、加速度計のウエハ６および７は、動く質量の平面に 対して直角な軸Ｚに沿った前記質量の運動のみが可能であるように動く質量１を 固定のフレーム３に接続する細長いガイド・アームを含む。これらのアームは、 軸Ｘおよび軸Ｙに対して４５°配向した２つの軸に沿ってあり、かつウエハ６の 上部に向かってあり、かつウエハ７の下部に向かってある、すなわちウエハ６の 外平面およびウエハ７の外平面に対応する平面内にあり、前記ウエハの内平面は これらの前記ウエハの接触平面に対応することが有利である。 暗示された制限なしに、かつ添付の図面からの支持とともに行う以下の説明を 読めば、本発明がよりよく理解でき、また他の利点が明らかになろう。 −図１は、従来技術による加速度計を示す図である。 −図２ａは、本発明による加速度計の一例において使用される上部ウエハを示 す図である。 −図２ｂは、本発明による加速度計の一例において使用される下部ウエハを示 す図である。 −図３ａは、図２ａおよび図２ｂに示されるウエハ６および７のアセンブリの 軸ＡＡ’によって示される平面上の断面を示す図である。 −図３ｂは、図２ａおよび図２ｂに示されるウエハ６および７のアセンブリの 軸ＢＢ’によって示される平面上の断面を示す図である。 −図４ａは、４つのガイド・アームを有するウエハ６の一例を示す図である。 −図４ｂは、４つのガイド・アームを有するウエハ７の一例を示す図である。 −図５は、本発明による加速度計中で使用される下部ウエハを製造する方法に おけるステップを示す図である。 −図６は、本発明による加速度計中で使用される上部ウエハを製造する方法に おけるステップを示す図である。 本発明による加速度計の一実施形態を図２ならびに図３に 示す。図２ａおよび図２ｂは、それをスタック化することによって固定のフレー ム３に接続された動く質量１を画定することができるウエハ６および７を示す。 図２ａは、上部ウエハ６を示す。このウエハ６は、中央部分１３、および中央 部分の各側に１つあり、かつ図２ａでは軸Ｙに沿って配向した２つの固定アーム １４および１５から構成される動く質量の上側部分１１を含む。 上部ウエハ６はまた、周縁部分３３、および図２ａでは軸Ｘに沿って配向した ２つのアーム３４および３５から構成される、固定のフレームの上側部分３１を 含む。 固定アーム１５の部分４２、および固定アーム１４の部分４３は、動く質量の 部分１１上でカウンタストップを構成する。 アーム３４の部分４３、およびアーム３５の部分４４は、固定のフレームの部 分３１上でストップを構成する。 このウエハ６はまた、動く質量の中央部分１３を固定のフレームに固定された アーム３４および３５に接続する２つのサスペンション・アーム２１および２２ を含む。 図２ｂは、下部ウエハ７を示す。このウエハ７は、中央部分１６、および図で は軸Ｘに沿って配向した２つの固定アーム１７および１８から構成される動く質 量の下側部分１２を含む。 ウエハ７はまた、周縁部分３６、および図では軸Ｙに沿って配向した２つのア ーム３７および３８から構成される、固定のフレームの下側部分３２を含む。 固定アーム１５の部分４２、および固定アーム１４の部分４１は、それぞれア ーム３８のストップ４８部分およびアーム３７のストップ部分４７に対向するカ ウンタストップを構成する。 同様に、固定アーム１７の部分４５、および固定アーム１８の部分４６は、そ れぞれアーム４４のストップ４３およびアーム４５のストップ４４に対向するカ ウンタストップを構成する。 図３ａおよび図３ｂに、様々なストップおよび様々なカウンタストップがどの ように製造されるかを示す。 下部ウエハ７のアーム１７、１８、３７、および３８は、同じアーキテクチャ を有する。それらは、シリコン・ウエハの厚さｅ₀よりも薄い厚さｅ₁の第２の要 素から構成される。これらのアームとシリコン・ウエハの他の部分との厚さの差 は、それぞれそれらに対向するストップまたはカウンタストップ用のストップま たはカウンタストップを形成することを可能にする。 上部ウエハ６のアーム１４、１５、３４、および３５は、すべて同じアーキテ クチャを有する。それらは、厚さｅ₀の単一の要素から構成され、各アームの部 分は、下部ウエハ７中のアームを構成する薄い部分に対向する。 ２つのシリコン・ウエハのスタックから作成される、本発明による加速度計を 製造する方法の一例について説明する。 図５および図６に、それぞれ圧電抵抗ゲージを使用せずに下部ウエハを製造す る方法におけるステップ、圧電抵抗ゲー ジを使用して上部ウエハを製造する方法におけるステップを示す。 より正確には、図５は、全体として図３ａに示される要素３６、１７、１６の 製造方法を示し、図６は、全体として図３ａに示される要素３３、４３、２１、 １３の製造方法を示す。 加速度計にある程度の頑丈さを与えるために、上部ウエハおよび下部ウエハは 、動く質量を固定のフレームに対して適所に保持する細長いガイド・アームを含 む。 図４ａおよび図４ｂに、上部ウエハが４つのガイド・アーム８１、８２、８３ 、８４（図４ａ）を含み、下部アームも４つのガイド・アーム８５、８６、８７ 、８８（図４ｂ）を含む構成の一例を示す。一般に、ガイド・アームは、サスペ ンション・アーム２１および２２の厚さと同じ厚さを有し、一方では（サスペン ション・アームと同じ平面内で）ウエハ６の上側部分中に位置し、他方ではウエ ハ７の下側部分中に位置する。 下部ウエハ７の様々な要素を構成するために、酸化物の層９０がその中に組み 込まれた単結晶シリコン基板に対応するＳＩＭＯＸタイプの基板を使用する（図 ５ａ）。 次いで、酸化物または窒化物の２つの層９１および９２をＳＩＭＯＸタイプの 基板の２つの面上に製造する（図５ｂ）。 マスクをフォトリソグラフィによって製造し、層９１のところでエッチングす る（図５ｃ）。 このマスクを、図５ｄに示すように第２のエッチング・ステップによって精製す る。 シリコンを、保護層を有しない領域中で従来の形で化学エッチングする（図５ ｅ）。 次いで、酸化物または窒化物の層９１を、図５ｆに示すように薄くする。 次いで、シリコンのエッチングの第２のステップを実施して、固定アーム１７ 中にカウンタストップ４５を画定する（図５ｇ）。 最後に、レーザ・エッチング・ステップを実施すると、固定アーム１７が固定 のフレームの周縁部分３６から分離される（図５ｈ）。 上部ウエハ６上で所望の機能を達成するために、２つの絶縁層９３および９４ がその中に製造されたシリコン・ウエハを使用し、さらに前記ウエハの対向する 面上を絶縁層９５で覆うことが特に有利である。 ２つの組み込まれた層９３および９４は、様々な形で製造することができる。 層９３がその中に従来の形で組み込まれたＳＩＭＯＸタイプのウエハを使用す る。従来の形では、厚さ４０００Åの層を約４０００Åの深さのところに組み込 む。その場合、単結晶シリコンの層をエピタキシによって成長させることができ る。次いで、酸化物の層９４をこのエピタキシャル成長させた層中に組み込む（ 図６ａ）。 他の方法は、その一方がその表面において酸化する２つの シリコン・ウエハを高温溶接するステップから構成される。これにより、次いで 層９３を構成する酸化物層のところで結合された２つのシリコン・ウエハのアセ ンブリが得られる。その場合、ウエハの一方は、酸化物がその中にイオン的に組 み込まれて、層９４を画定するシリコンの所望の厚さが画定されるように機械加 工される。 薄い層９６は、ウエハの残部から絶縁され、かつ従来の形でのシリコン基板中 の注入によって得られるものよりもよく画定され、かつ較正される圧電抵抗ゲー ジを構成するシリコン要素を画定することを可能にする（図６ｂ）。 圧電抵抗ゲージは、例えば、窒化物、または酸化物、またはその両方の層９７ によって保護され、電気接続を考慮するために開口が層９７のところに局所的に 製造される（図６ｃ）。 次いで、導電層を付着し、次いで、周知の形で、エッチングして、各ゲージを 接続するトラックを形成する。トラックは図６ｃに示されていない。 図５ｄに示すように、層９５をエッチングすることによってマスクを製造する 。 このマスクの製造の後で、シリコンを化学的にエッチングするステップを実施 すれば、サスペンション・アーム２１、そのストップ４３を有するアーム３４、 および動く質量１３の上側中央部分を画定することができる。 そのようにして機械加工した２つのシリコン・ウエハ６および７は、一般に１ ０００℃程度の温度まで加熱することに よって溶接される。 ２つのウエハは、図５ｈに示されるレーザ・エッチングを実施する前に結合さ れ、したがって固定アーム１７をフレーム３６の周縁部分から取り外すことがで き、前記アセンブリが容易になる。 上述のすべてのステップは、アーム１４、１５、３７、および３８を軸Ｙに沿 って製造するためにも使用される。 細長いガイド・アーム８１、８２、８３、８４はまた、エッチング停止層のた めに、細長いサスペンション・アームと同じ形で、かつ同じ平面内で上部ウエハ 中に製造することができる。 細長いガイド・アーム８５、８６、８７、８８はまた、酸化物９０および９２ の層間にあるシリコンの層のために下部ウエハ中に製造することができる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年１１月２８日（１９９７．１１．２８） 【補正内容】 中央ウエハ、および動く質量用のストップ要素を有する２つの外部ウエハをアセ ンブルするステップを含み、したがって前記動く質量が受けるようになされる移 動の振幅を制限することができ、したがって動く質量およびサスペンション・ア ームの保護を最適化することができる。周知の技術による少なくとも３つのシリ コン・ウエハから構成される加速度計の一例を図１に示す。 より具体的には、図１は、その製造が、特に、４つのシリコン・ウエハ、すな わち固定のフレームの一部を構成し、かつ上部ストップＢｓを含むいわゆる上部 ウエハ、動く質量１および固定のフレームの一部を構成する２つの中央ウエハ、 および固定のフレームの一部および動く質量の下面用のストップ平面Ｂｉを含む 第４のウエハをアセンブルした結果であるこのタイプの加速度計の断面を示す。 このタイプの加速度計のアーキテクチャを簡単化し、かつそれを製造する方法 を容易にするために、国際公開第ＷＯ９５／０４２８４号または米国特許第５１ ２１６３３号に開示されているように、すべての要素および機能（動く質量、サ スペンション・アーム、フレーム）がその中で画定された２つのウエハをアセン ブルすることによって得られる加速度計が周知である。 この出願はまた、ストップ機能およびカウンタストップ機能がその中に巧みに 製造された簡単化されたアーキテクチャを提示している。 より具体的には、本発明の主題は、固定のフレームに接続 された動く質量を含み、動く質量および固定のフレームが上部ウエハおよび下部 ウエハと呼ばれる２つの単結晶シリコン・ウエハのスタック中で画定された加速 度計であって、 −上部ウエハが［原文のまま］、 ・動く質量の平面内で画定された軸Ｙに沿って第１のカウンタストップおよ び第２のカウンタストップを含む、動く質量の上側部分、 ・軸Ｙに対して直角であり、かつ動く質量の平面内で画定された軸Ｘに沿っ て第１のストップおよび第２のストップを含む、固定のフレームの上側部分を含 み、 ・動く質量の上側部分および固定のフレームの上側部分がサスペンション・ アームによって接続され、 −下部ウエハが［原文のまま］、 ・軸Ｘに沿って第３のカウンタストップおよび第４のカウンタストップを含 む、動く質量の下側部分、 ・軸Ｙに沿って第３のストップおよび第４のストップを含む、固定のフレー ムの下側部分を含み、 −第１のカウンタストップおよび第２のカウンタストップがそれぞれ第３のス トップおよび第４のストップに対向し、 −第３のカウンタストップおよび第４のカウンタストップがそれぞれ第１のス トップおよび第２のストップに対向することを特徴とする加速度計である。 通常、ストップは、加速度計の固定の要素として画定され、加速度計の動く要 素であるカウンタストップは、それに当たって静止する。 本発明の代替形によれば、加速度計は、 −動く質量の上側部分が、軸Ｙに沿って、第１の中央部分および前記第１の中 央部分の各側に１つある第１の固定アームおよび第２の固定アームを含み、 −固定のフレームの上側部分が、軸Ｘに沿って、周縁部分および周縁部分内に ある第１のアームおよび第２のアームを含み、上部ウエハが、動く質量の上側部 分の中央部分を周縁部分の第１のアームおよび第２のアームに接続する第１のサ スペンション・アームおよび第２のサスペンション・アームを含み、 −動く質量の下側部分が、軸Ｘに沿って、中央部分および前記中央部分の各側 に１つある第３の固定アームおよび第４の固定アームを含み、 −固定のフレームの下側部分が、軸Ｙに沿って周縁部分および周縁部分内にあ る第３のアームおよび第４のアームを含み、 −第１のカウンタストップおよび第２のカウンタストップが第１の固定アーム および第２の固定アーム中で画定され、 −第１のストップおよび第２のストッ プが第１のアームおよび第２のアーム中で画定され、 −第３のカウンタストップおよび第４のカウンタストップが第３の固定アーム および第４の固定アーム中で画定され、 −第３のストップおよび第４のストップが第３のアームおよび第４のアーム中 で画定されることを特徴とする加速度計である。 本発明の代替形によれば、加速度計のウエハ６および７は、動く質量の平面に 対して直角な軸Ｚに沿った前記質量の運動のみが可能であるように動く質量１を 固定のフレーム３に接続する細長いガイド・アームを含む。これらのアームは、 軸Ｘおよび軸Ｙに対して４５°配向した２つの軸に沿ってあり、かつウエハ６の 上部に向かってあり、かつウエハ７の下部に向かってある、すなわちウエハ６の 外平面およびウエハ７の外平面に対応する平面内にあり、前記ウエハの内平面は これらの前記ウエハの接触平面に対応することが有利である。 暗示された制限なしに、かつ添付の図面からの支持とともに行う以下の説明を 読めば、本発明がよりよく理解でき、また他の利点が明らかになろう。 −図１は、従来技術による加速度計を示す図である。 −図２ａは、本発明による加速度計の一例において使用される上部ウエハを示 す図である。 −図２ｂは、本発明による加速度計の一例において使用される下部ウエハを示 す図である。 −図３ａは、図２ａおよび図２ｂに示されるウエハ６および７のアセンブリの 軸ＡＡ’によって示される平面上の断面を示す図である。 −図３ｂは、図２ａおよび図２ｂに示されるウエハ６および７のアセンブリの 軸ＢＢ’によって示される平面上の断面を示す図である。 −図４ａは、４つのガイド・アームを有するウエハ６の一 例を示す図である。 −図４ｂは、４つのガイド・アームを有するウエハ７の一例を示す図である。 −図５は、本発明による加速度計中で使用される下部ウエハを製造する方法に おけるステップを示す図である。 −図６は、本発明による加速度計中で使用される上部ウエハを製造する方法に おけるステップを示す図である。 本発明による加速度計の一実施形態を図２ならびに図３に示す。図２ａおよび 図２ｂは、それをスタック化することによって固定のフレーム３に接続された動 く質量１を画定することができるウエハ６および７を示す。 図２ａは、上部ウエハ６を示す。このウエハ６は、中央部分１３、および中央 部分の各側に１つあり、かつ図２ａでは軸Ｙに沿って配向した２つの固定アーム １４および１５から構成される動く質量の上側部分１１を含む。 上部ウエハ６はまた、周縁部分３３、および図２ａでは軸Ｘに沿って配向した ２つのアーム３４および３５から構成される、固定のフレームの上側部分３１を 含む。 固定アーム１５の部分４２、および固定アーム１４の部分４３は、動く質量の 部分１１上でカウンタストップを構成する。 アーム３４の部分４３、およびアーム３５の部分４４は、固定のフレームの部 分３１上でストップを構成する。 このウエハ６はまた、動く質量の中央部分１３を固定のフレームに固定された アーム３４および３５に接続する２つの サスペンション・アーム２１および２２を含む。 図２ｂは、下部ウエハ７を示す。このウエハ７は、中央部分１６、および図で は軸Ｘに沿って配向した２つの固定アーム１７および１８から構成される動く質 量の下側部分１２を含む。 ウエハ７はまた、周縁部分３６、および図では軸Ｙに沿って配向した２つのア ーム３７および３８から構成される、固定のフレームの下側部分３２を含む。 固定アーム１５の部分４２、および固定アーム１４の部分４１は、それぞれア ーム３８のストップ４８部分およびアーム３７のストップ部分４７に対向するカ ウンタストップを構成する。 同様に、固定アーム１７の部分４５、および固定アーム１８の部分４６は、そ れぞれアーム４４のストップ４３およびアーム４５のストップ４４に対向するカ ウンタストップを構成する。 図３ａおよび図３ｂに、様々なストップおよび様々なカウンタストップがどの ように製造されるかを示す。 下部ウエハ７のアーム１７、１８、３７、および３８は、同じアーキテクチャ を有する。それらは、シリコン・ウエハの厚さｅ₀よりも薄い厚さｅ₁の第２の要 素から構成される。これらのアームとシリコン・ウエハの他の部分との厚さの差 は、それぞれそれらに対向するストップまたはカウンタストップ用のストップま たはカウンタストップを形成することを可能にする。 上部ウエハ６のアーム１４、１５、３４、および３５は、すべて同じアーキテ クチャを有する。それらは、厚さｅ₀の単一の要素から構成され、各アームの部 分は、下部ウエハ７中のアームを構成する薄い部分に対向する。 ２つのシリコン・ウエハのスタックから作成される、本発明による加速度計を 製造する方法の一例について説明する。 図５および図６に、それぞれ圧電抵抗ゲージを使用せずに下部ウエハを製造す る方法におけるステップ、圧電抵抗ゲージを使用して上部ウエハを製造する方法 におけるステップを示す。 より正確には、図５は、全体として図３ａに示される要素３６、１７、１６の 製造方法を示し、図６は、全体として図３ａに示される要素３３、４３、２１、 １３の製造方法を示す。 加速度計にある程度の頑丈さを与えるために、上部ウエハおよび下部ウエハは 、動く質量を固定のフレームに対して適所に保持する細長いガイド・アームを含 む。 図４ａおよび図４ｂに、上部ウエハが４つのガイド・アーム８１、８２、８３ 、８４（図４ａ）を含み、下部アームも４つのガイド・アーム８５、８６、８７ 、８８（図４ｂ）を含む構成の一例を示す。一般に、ガイド・アームは、サスペ ンション・アーム２１および２２の厚さと同じ厚さを有し、一方では（サスペン ション・アームと同じ平面内で）ウエハ６の上側部分中に位置し、他方ではウエ ハ７の下側部分中に位置する。 下部ウエハ７の様々な要素を構成するために、酸化物の層９０がその中に組み 込まれた単結晶シリコン基板に対応するＳＩＭＯＸタイプの基板を使用する（図 ５ａ）。 次いで、酸化物または窒化物の２つの層９１および９２をＳＩＭＯＸタイプの 基板の２つの面上に製造する（図５ｂ）。 マスクをフォトリソグラフィによって製造し、層９１のところでエッチングす る（図５ｃ）。 このマスクを、図５ｄに示すように第２のエッチング・ステップによって精製 する。 シリコンを、保護層を有しない領域中で従来の形で化学エッチングする（図５ ｅ）。 次いで、酸化物または窒化物の層９１を、図５ｆに示すように薄くする。 次いで、シリコンのエッチングの第２のステップを実施して、固定アーム１７ 中にカウンタストップ４５を画定する（図５ｇ）。 最後に、レーザ・エッチング・ステップを実施すると、固定アーム１７が固定 のフレームの周縁部分３６から分離される（図５ｈ）。 上部ウエハ６上で所望の機能を達成するために、２つの絶縁層９３および９４ がその中に製造されたシリコン・ウエハを使用し、さらに前記ウエハの対向する 面上を絶縁層９５で覆うことが特に有利である。 ２つの組み込まれた層９３および９４は、様々な形で製造 することができる。 層９３がその中に従来の形で組み込まれたＳＩＭＯＸタイプのウエハを使用す る。従来の形では、厚さ４０００Åの層を約４０００Åの深さのところに組み込 む。その場合、単結晶シリコンの層をエピタキシによって成長させることができ る。次いで、酸化物の層９４をこのエピタキシャル成長させた層中に組み込む（ 図６ａ）。 他の方法は、その一方がその表面において酸化する２つのシリコン・ウエハを 高温溶接するステップから構成される。これにより、次いで層９３を構成する酸 化物層のところで結合された２つのシリコン・ウエハのアセンブリが得られる。 その場合、ウエハの一方は、酸化物がその中にイオン的に組み込まれて、層９４ を画定するシリコンの所望の厚さが画定されるように機械加工される。 薄い層９６は、ウエハの残部から絶縁され、かつ従来の形でのシリコン基板中 の注入によって得られるものよりもよく画定され、かつ較正される圧電抵抗ゲー ジを構成するシリコン要素を画定することを可能にする（図６ｂ）。 圧電抵抗ゲージは、例えば、窒化物、または酸化物、またはその両方の層９７ によって保護され、電気接続を考慮するために開口が層９７のところに局所的に 製造される（図６ｃ）。 次いで、導電層を付着し、次いで、周知の形で、エッチングして、各ゲージを 接続するトラックを形成する。トラックは図６ｃに示されていない。 図５ｄに示すように、層９５をエッチングすることによってマスクを製造する 。 このマスクの製造の後で、シリコンを化学的にエッチングするステップを実施 すれば、サスペンション・アーム２１、そのストップ４３を有するアーム３４、 および動く質量１３の上側中央部分を画定することができる。 そのようにして機械加工した２つのシリコン・ウエハ６および７は、一般に１ ０００℃程度の温度まで加熱することによって溶接される。 ２つのウエハは、図５ｈに示されるレーザ・エッチングを実施する前に結合さ れ、したがって固定アーム１７をフレーム３６の周縁部分から取り外すことがで き、前記アセンブリが容易になる。 上述のすべてのステップは、アーム１４、１５、３７、および３８を軸Ｙに沿 って製造するためにも使用される。 細長いガイド・アーム８１、８２、８３、８４はまた、エッチング停止層のた めに、細長いサスペンション・アームと同じ形で、かつ同じ平面内で上部ウエハ 中に製造することができる。 細長いガイド・アーム８５、８６、８７、８８はまた、酸化物９０および９２ の層間にあるシリコンの層のために下部ウエハ中に製造することができる。 請求の範囲 １．固定のフレーム（３）に接続された動く質量（１）を含み、動く質量（１） および固定のフレーム（３）が上部ウエハ（６）および下部ウエハ（７）と呼ば れる２つの単結晶シリコン・ウエハのスタック中で画定された加速度計であって 、 −上部ウエハが［原文のまま］、 ・動く質量の平面内で画定された軸Ｙに沿って第１のカウンタストップ（４ １）および第２のカウンタストップ（４２）を含む、動く質量の上側部分（１１ ）、 ・軸Ｙに対して直角であり、かつ動く質量の平面内で画定された軸Ｘに沿っ て第１のストップ（４３）および第２のストップ（４４）を含む、固定のフレー ムの上側部分（３１）を含み、 ・動く質量の上側部分（１１）および固定のフレームの上側部分（３１）が サスペンション・アーム（２１、２２）によって接続され、 −下部ウエハが［原文のまま］、 ・軸Ｘに沿って第３のカウンタストップ（４５）および第４のカウンタスト ップ（４６）を含む、動く質量の下側部分（１２）、 ・軸Ｙに沿って第３のストップ（４７）および第４のストップ（４８）を含 む、固定のフレームの下側部分（３２）を含み、 ・第１のカウンタストップ（４１）および第２のカウンタストップ（４２） がそれぞれ第３のストップ（４７）および第４のストップ（４８）に対向し、 ・第３のカウンタストップ（４５）および第４のカウンタストップ（４６） がそれぞれ第１のストップ（４３）および第２のストップ（４４）に対向する加 速度計。 ２．動く質量の上側部分（１１）が、軸Ｙに沿って、第１の中央部分（１３）お よび前記第１の中央部分の各側に１つある第１の固定アーム（１４）および第２ の固定アーム（１５）を含み、 −固定のフレームの上側部分（３１）が、軸Ｘに沿って、周縁部分（３３）お よび周縁部分内にある第１のアーム（３４）および第２のアーム（３５）を含み 、上部ウエハ（６）が、動く質量の上側部分の中央部分を周縁部分の第１のアー ムおよび第２のアームに接続する第１のサスペンション・アーム（２１）および 第２のサスペンション・アーム（２２）を含み、 −動く質量の下側部分（１２）が、軸Ｘに沿って、中央部分（１６）および前 記中央部分の各側に１つある第３の固定アーム（１７）および第４の固定アーム （１８）を含み、 −固定のフレームの下側部分（３２）が、軸Ｙに沿って周縁部分（３６）およ び周縁部分内にある第３のアーム（３７）および第４のアーム（３８）を含み、 −第１のカウンタストップ（４１）および第２のカウンタ ストップ（４２）が第１の固定アーム（１４）および第２の固定アーム（１５） 中で画定され、 −第１のストップ（４３）および第２のストップ（４４）が第１のアーム（３ ４）および第２のアーム（３５）中で画定され、 −第３のカウンタストップ（４５）および第４のカウンタストップ（４６）が 第３の固定アーム（１７）および第４の固定アーム（１８）中で画定され、 −第３のストップ（４７）および第４のストップ（４８）が第３のアーム（３ ７）および第４のアーム（３８）中で画定されることを特徴とする請求の範囲第 １項に記載の加速度計。 ３．ウエハ（６）および（７）が、動く質量（１）を固定のフレーム（３）に接 続する細長いガイド・アームを含み、前記アームが、軸（Ｘ）および軸（Ｙ）に 対して４５°配向した２つの軸に沿ってあることを特徴とする、請求の範囲第２ 項に記載の加速度計。 ４．上部ウエハ（６）が４つの上部ガイド・アーム（８１、８２、８３、８４） を含み、かつ下部ウエハ（７）が４つの下部ガイド・アーム（８５、８６、８７ 、８８）を含み、前記上部ガイド・アーム（８１、８２、８３、８４）が上部ウ エハ（６）の上部に向かってあり、かつ前記下部ガイド・アーム（８５、８６、 ８７、８８）が下部ウエハ（７）の下部 に向かってあることを特徴とする、請求の範囲第３項に記載の加速度計。 ５．サスペンション・アーム（２１）および（２２）が圧電抵抗ゲージを含むこ とを特徴とする、請求の範囲第２項ないし第４項のいずれか一項に記載の加速度 計。 ６．動く質量（１）を電磁的に制御するシステムを含むことを特徴とする、請求 の範囲第１項ないし第５項のいずれか一項に記載の加速度計。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ペドラーザ―ラモス シルヴィー フランス国，94117 アルクイユ セデク ス，アヴェニュ デュ プレジダン―サル ヴァドール―アレンド，13番地 トムソン ―セーエスエフ エスセーペイ内 (72)発明者 プレセ ルネ フランス国，94117 アルクイユ セデク ス，アヴェニュ デュ プレジダン―サル ヴァドール―アレンド，13番地 トムソン ―セーエスエフ エスセーペイ内 (72)発明者 ジルー ピエール フランス国，94117 アルクイユ セデク ス，アヴェニュ デュ プレジダン―サル ヴァドール―アレンド，13番地 トムソン ―セーエスエフ エスセーペイ内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．固定のフレーム（３）に接続された動く質量（１）を含み、動く質量（１） および固定のフレーム（３）が上部ウエハ（６）および下部ウエハ（７）と呼ば れる２つの単結晶シリコン・ウエハのスタック中で画定された加速度計であって 、 −上部ウエハが、 ・動く質量の平面内で画定された軸（Ｙ）に沿って２つのカウンタストップ （４１）および（４２）を含む、動く質量の上側部分（１１）、 ・軸（Ｙ）に対して直角であり、かつ動く質量の平面内で画定された軸（Ｘ ）に沿って２つのストップ（４３）および（４４）を含む、固定のフレームの上 側部分（３１）を含み、 ・部分（１１）と部分（３１）がサスペンション・アーム（２１）および（ ２２）によって接続され、 −下部ウエハが、 ・軸（Ｘ）に沿って２つのカウンタストップ（４５）および（４６）を含む 、動く質量の下側部分（１２）、 ・軸（Ｙ）に沿って２つのストップ（４７）および（４８）を含む、固定の フレームの下側部分（３２）を含み、 −カウンタストップ（４１）および（４２）がストップ（４７）および（４８ ）に対向し、 −カウンタストップ（４５）および（４６）がストップ（ ４３）および（４４）に対向することを特徴とする加速度計。 ２．部分（１１）が、軸（Ｙ）に沿って中央部分（３１）および前記中央部分の 各側に１つある２つの固定アーム（１４）および（１５）を含み、 −部分（３１）が、軸（Ｘ）に沿って周縁部分（３３）および周縁部分内にあ る２つのアーム（３４）および（３５）を含み、上部ウエハ（６）が、中央部分 （１３）をアーム（３４）および（３５）に接続する２つのサスペンション・ア ーム（２１）および（２２）を含み、 −部分（１２）が、軸（Ｘ）に沿って中央部分（１６）および前記中央部分の 各側に１つある２つの固定アーム（１７）および（１８）を含み、 −部分（３２）が、軸（Ｙ）に沿って周縁部分（３６）および周縁部分内にあ る２つのアーム（３７）および（３８）を含み、 −カウンタストップ（４１）および（４２）が固定アーム（１４）および（１ ５）中で画定され、 −ストップ（４３）および（４４）がアーム（３４）および（３５）中で画定 され、 −カウンタストップ（４５）および（４６）が固定アーム（１７）および（１ ８）中で画定され、 −ストップ（４７）および（４８）がアーム（３７）および（３８）中で画定 される請求の範囲第１項に記載の加速度 計。 ３．ウエハ（６）および（７）が、動く質量（１）を固定のフレーム（３）に接 続する細長いガイド・アームを含み、前記アームが、軸（Ｘ）および軸（Ｙ）に 対して４５°配向した２つの軸に沿ってあることを特徴とする、請求の範囲第２ 項に記載の加速度計。 ４．上部ウエハ（６）が４つのガイド・アーム（８１）、（８２）、（８３）、 （８４）を含み、かつ下部ウエハ（７）が４つのガイド・アーム（８５）、（８ ６）、（８７）、（８８）を含み、前記アーム（８１）、（８２）、（８３）、 （８４）がウエハ（６）の上部に向かってあり、かつ前記アーム（８５）、（８ ６）、（８７）、（８８）がウエハ（７）の下部に向かってあることを特徴とす る、請求の範囲第３項に記載の加速度計。 ５．サスペンション・アーム（２１）および（２２）が圧電抵抗ゲージを含むこ とを特徴とする、請求の範囲第２項ないし第４項のいずれか一項に記載の加速度 計。 ６．動く質量（１）を電磁的に制御するシステムを含むことを特徴とする、請求 の範囲第１項ないし第５項のいずれか一項に記載の加速度計。