JP2002357619A - 加速度センサ及びその製造方法 - Google Patents
加速度センサ及びその製造方法Info
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- G01P2015/0808—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 in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate
- G01P2015/0811—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 in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate for one single degree of freedom of movement of the mass
- G01P2015/0814—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 in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate for one single degree of freedom of movement of the mass for translational movement of the mass, e.g. shuttle type
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低コストで容易に製造することができ、且つ
信頼性の高い加速度センサ及びその製造方法を提供す
る。 【解決手段】 基板表面に互いに平行に並んでいる複数
の第１棒状パターンを有する固定電極５０と、複数の各
第１棒状パターンのそれぞれと所定距離を隔てて対向す
る複数の第２棒状パターンを有する可動電極４０と、こ
の可動電極４０に結合された変位可能な質量部材３１と
を備えた加速度センサにおいて、質量部材３１がポリイ
ミド薄材２を主体として構成されているので、ポリシリ
コン膜を用いた従来構造に比べ短時間で容易に製造で
き、工期の短縮化及び低コスト化が図られる。また、ポ
リイミド薄材２の一対の主表面２ａ、２ｂ上に平坦化膜
である窒化シリコン膜３ａ、３ｂを設け、上記薄材２の
反りを抑制したので、可動電極４０と固定電極５０の相
対位置及び距離を正確に形成でき、信頼性が向上する。
信頼性の高い加速度センサ及びその製造方法を提供す
る。 【解決手段】 基板表面に互いに平行に並んでいる複数
の第１棒状パターンを有する固定電極５０と、複数の各
第１棒状パターンのそれぞれと所定距離を隔てて対向す
る複数の第２棒状パターンを有する可動電極４０と、こ
の可動電極４０に結合された変位可能な質量部材３１と
を備えた加速度センサにおいて、質量部材３１がポリイ
ミド薄材２を主体として構成されているので、ポリシリ
コン膜を用いた従来構造に比べ短時間で容易に製造で
き、工期の短縮化及び低コスト化が図られる。また、ポ
リイミド薄材２の一対の主表面２ａ、２ｂ上に平坦化膜
である窒化シリコン膜３ａ、３ｂを設け、上記薄材２の
反りを抑制したので、可動電極４０と固定電極５０の相
対位置及び距離を正確に形成でき、信頼性が向上する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、加速度センサ及
びその製造方法に関する。
びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は、例えば特開平８−１７８９５４
号公報に示されたモノリシック・キャパシタンス型加速
度検知器の一部を示す平面図である。この従来例では、
加速度検出器１００は、図中点線にて囲まれた差動コン
デンサ１００Ａを含んでいる。この差動コンデンサ１０
０Ａは、一対のコンデンサを有し、第１コンデンサは２
つの電極１０１、１０３の間に形成され、第２コンデン
サは２つの電極１０２、１０４の間に形成されている。
電極１０１、１０２は電気的に共通である。この共通電
極１０１、１０２はシリコン基板上に浮遊しており、加
速度に応答して移動可能な可動電極である。また他方の
電極１０３、１０４は静止的な固定電極である。これら
の電極１０１、１０２、１０３、１０４は全てポリシリ
コン部材から形成されている。基板が加速度が加わる
と、共通電極である可動電極１０１、１０２は、例えば
第２コンデンサのキャパシタンスが増大し、第１コンデ
ンサのキャパシタンスが減少するように移動する。これ
ら２つのコンデンサはこの差動キャパシタンスを対応の
電圧に変換する信号調節回路に接続されており、この電
圧値より加速度が検出される。
号公報に示されたモノリシック・キャパシタンス型加速
度検知器の一部を示す平面図である。この従来例では、
加速度検出器１００は、図中点線にて囲まれた差動コン
デンサ１００Ａを含んでいる。この差動コンデンサ１０
０Ａは、一対のコンデンサを有し、第１コンデンサは２
つの電極１０１、１０３の間に形成され、第２コンデン
サは２つの電極１０２、１０４の間に形成されている。
電極１０１、１０２は電気的に共通である。この共通電
極１０１、１０２はシリコン基板上に浮遊しており、加
速度に応答して移動可能な可動電極である。また他方の
電極１０３、１０４は静止的な固定電極である。これら
の電極１０１、１０２、１０３、１０４は全てポリシリ
コン部材から形成されている。基板が加速度が加わる
と、共通電極である可動電極１０１、１０２は、例えば
第２コンデンサのキャパシタンスが増大し、第１コンデ
ンサのキャパシタンスが減少するように移動する。これ
ら２つのコンデンサはこの差動キャパシタンスを対応の
電圧に変換する信号調節回路に接続されており、この電
圧値より加速度が検出される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】近年、加速度センサの
小型化及び低価格化の要求が高まっている。しかしなが
ら、上記のような従来の加速度センサでは、シリコン基
板上にプラズマＣＶＤ法にて堆積されるポリシリコン部
材の厚みを、通常のＬＳＩに使用されるポリシリコン膜
の膜厚よりも１０倍程度厚くしなければならない。この
ため、プラズマＣＶＤ装置において非常に長い堆積時間
を要することになり、工期が長期化し、コストが高くな
るという問題があった。また、可動電極１０１、１０２
と固定電極１０３、１０４の距離は、コンデンサのキャ
パシタンスの増減に直接関係するため、これらの電極の
位置を正確に形成することが重要である。しかし、特に
可動電極１０１、１０２は、ポリシリコンの残留応力に
より反りが生じ易く、固定電極１０３、１０４と可動電
極１０１、１０２の相対位置及び距離が設計値と異なる
ことがあった。このため、個々の加速度センサにおける
性能のばらつきが生じ、製品としての信頼性が低下する
という問題があった。
小型化及び低価格化の要求が高まっている。しかしなが
ら、上記のような従来の加速度センサでは、シリコン基
板上にプラズマＣＶＤ法にて堆積されるポリシリコン部
材の厚みを、通常のＬＳＩに使用されるポリシリコン膜
の膜厚よりも１０倍程度厚くしなければならない。この
ため、プラズマＣＶＤ装置において非常に長い堆積時間
を要することになり、工期が長期化し、コストが高くな
るという問題があった。また、可動電極１０１、１０２
と固定電極１０３、１０４の距離は、コンデンサのキャ
パシタンスの増減に直接関係するため、これらの電極の
位置を正確に形成することが重要である。しかし、特に
可動電極１０１、１０２は、ポリシリコンの残留応力に
より反りが生じ易く、固定電極１０３、１０４と可動電
極１０１、１０２の相対位置及び距離が設計値と異なる
ことがあった。このため、個々の加速度センサにおける
性能のばらつきが生じ、製品としての信頼性が低下する
という問題があった。
【０００４】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、低コストで容易に製造するこ
とができ、且つ信頼性の高い加速度センサ及びその製造
方法を提供することを目的とする。
るためになされたもので、低コストで容易に製造するこ
とができ、且つ信頼性の高い加速度センサ及びその製造
方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明に係わる加速度
センサは、基板表面上に互いに平行に並んでいる複数の
第１棒状パターンを有する固定電極と、前記複数の各第
１棒状パターンのそれぞれと所定距離を隔てて対向する
ようにして前記基板表面上に互いに平行に並んでいる複
数の第２棒状パターンを有する可動電極と、前記基板表
面上に配置され前記可動電極に結合されて前記可動電極
とともに変位可能な質量部材とを備え、前記質量部材は
前記基板表面上に設けられたポリイミド薄材及びこのポ
リイミド薄材の前記基板表面とほぼ平行な一対の主表面
上にそれぞれ設けられた窒化シリコン膜を有するもので
ある。また、前記ポリイミド薄材の前記基板表面とほぼ
平行な一対の主表面上にはそれぞれ前記窒化シリコン膜
が形成されるとともに、この各窒化シリコン膜が金属膜
でカバーされており、また前記ポリイミド薄材の一対の
主表面を結ぶ端面が金属膜でカバーされているものであ
る。
センサは、基板表面上に互いに平行に並んでいる複数の
第１棒状パターンを有する固定電極と、前記複数の各第
１棒状パターンのそれぞれと所定距離を隔てて対向する
ようにして前記基板表面上に互いに平行に並んでいる複
数の第２棒状パターンを有する可動電極と、前記基板表
面上に配置され前記可動電極に結合されて前記可動電極
とともに変位可能な質量部材とを備え、前記質量部材は
前記基板表面上に設けられたポリイミド薄材及びこのポ
リイミド薄材の前記基板表面とほぼ平行な一対の主表面
上にそれぞれ設けられた窒化シリコン膜を有するもので
ある。また、前記ポリイミド薄材の前記基板表面とほぼ
平行な一対の主表面上にはそれぞれ前記窒化シリコン膜
が形成されるとともに、この各窒化シリコン膜が金属膜
でカバーされており、また前記ポリイミド薄材の一対の
主表面を結ぶ端面が金属膜でカバーされているものであ
る。
【０００６】また、この発明に係わる加速度センサは、
基板表面上に互いに平行に並んでいる複数の第１棒状パ
ターンを有する固定電極と、前記複数の各第１棒状パタ
ーンのそれぞれと所定距離を隔てて対向するようにして
前記基板表面上に互いに平行に並んでいる複数の第２棒
状パターンを有する可動電極と、前記基板表面上に配置
され前記可動電極に結合されて前記可動電極とともに変
位可能な質量部材とを備え、前記質量部材は前記基板表
面上に設けられたポリイミド薄材を有し、このポリイミ
ド薄材の前記基板表面とほぼ平行な一対の主表面と、こ
の一対の主表面を結ぶ端面とが、それぞれ金属膜でカバ
ーされているものである。さらに、前記金属膜として、
タングステン（Ｗ）またはチタンナイトライド（Ｔｉ
Ｎ）を用いたものである。
基板表面上に互いに平行に並んでいる複数の第１棒状パ
ターンを有する固定電極と、前記複数の各第１棒状パタ
ーンのそれぞれと所定距離を隔てて対向するようにして
前記基板表面上に互いに平行に並んでいる複数の第２棒
状パターンを有する可動電極と、前記基板表面上に配置
され前記可動電極に結合されて前記可動電極とともに変
位可能な質量部材とを備え、前記質量部材は前記基板表
面上に設けられたポリイミド薄材を有し、このポリイミ
ド薄材の前記基板表面とほぼ平行な一対の主表面と、こ
の一対の主表面を結ぶ端面とが、それぞれ金属膜でカバ
ーされているものである。さらに、前記金属膜として、
タングステン（Ｗ）またはチタンナイトライド（Ｔｉ
Ｎ）を用いたものである。
【０００７】また、この発明に係わる加速度センサの製
造方法は、基板表面上に互いに平行に並んでいる複数の
第１棒状パターンを有する固定電極と、前記複数の各第
１棒状パターンのそれぞれと所定距離を隔てて対向する
ようにして前記基板表面上に互いに平行に並んでいる複
数の第２棒状パターンを有する可動電極と、前記基板表
面上に配置され前記可動電極に結合されて前記可動電極
とともに変位可能な質量部材とを備えた加速度センサの
製造方法であって、前記基板表面にプラズマＣＶＤ法に
より酸化シリコン膜を形成する工程と、この酸化シリコ
ン膜上に第１レジストを塗布し、写真製版によりこの第
１レジストをパターニングする工程と、前記第１レジス
トをマスクとして前記酸化シリコン膜の所定部分をエッ
チングにより除去する工程と、前記基板上にプラズマＣ
ＶＤ法により第１の窒化シリコン膜を形成する工程と、
前記第１の窒化シリコン膜上にポリイミド膜を塗布し、
３００℃〜３７０℃で硬化させてポリイミド薄材を形成
する工程と、前記ポリイミド薄材上にプラズマＣＶＤ法
により第２の窒化シリコン膜を形成する工程と、前記第
２の窒化シリコン膜上に第２レジストを塗布し、写真製
版によりこの第２レジストをパターニングする工程と、
前記第２レジストをマスクとして前記第２の窒化シリコ
ン膜、前記ポリイミド薄材、及び前記第１の窒化シリコ
ン膜を順次エッチングし、前記所定部分上に互いに平行
な前記複数の第１棒状パターンを有する第１のブロッ
ク、及び前記複数の第１棒状パターンのそれぞれと対向
する複数の第２棒状パターンとこれに結合された質量ブ
ロックとを有する第２のブロックを前記基板上に形成す
る工程と、前記酸化シリコン膜をエッチングにより除去
し、前記第２のブロックを基板から分離して質量部材を
形成する工程と、前記第１のブロックの前記基板表面と
ほぼ平行な主表面とその端面に金属膜をコーティングし
て前記固定電極を形成し、また前記第２のブロックの前
記基板表面とほぼ平行な一対の主表面とそれらを結ぶ端
面とに同じ金属膜をコーティングして、前記可動電極と
前記質量部材を形成する工程を含んで製造するようにし
たものである。
造方法は、基板表面上に互いに平行に並んでいる複数の
第１棒状パターンを有する固定電極と、前記複数の各第
１棒状パターンのそれぞれと所定距離を隔てて対向する
ようにして前記基板表面上に互いに平行に並んでいる複
数の第２棒状パターンを有する可動電極と、前記基板表
面上に配置され前記可動電極に結合されて前記可動電極
とともに変位可能な質量部材とを備えた加速度センサの
製造方法であって、前記基板表面にプラズマＣＶＤ法に
より酸化シリコン膜を形成する工程と、この酸化シリコ
ン膜上に第１レジストを塗布し、写真製版によりこの第
１レジストをパターニングする工程と、前記第１レジス
トをマスクとして前記酸化シリコン膜の所定部分をエッ
チングにより除去する工程と、前記基板上にプラズマＣ
ＶＤ法により第１の窒化シリコン膜を形成する工程と、
前記第１の窒化シリコン膜上にポリイミド膜を塗布し、
３００℃〜３７０℃で硬化させてポリイミド薄材を形成
する工程と、前記ポリイミド薄材上にプラズマＣＶＤ法
により第２の窒化シリコン膜を形成する工程と、前記第
２の窒化シリコン膜上に第２レジストを塗布し、写真製
版によりこの第２レジストをパターニングする工程と、
前記第２レジストをマスクとして前記第２の窒化シリコ
ン膜、前記ポリイミド薄材、及び前記第１の窒化シリコ
ン膜を順次エッチングし、前記所定部分上に互いに平行
な前記複数の第１棒状パターンを有する第１のブロッ
ク、及び前記複数の第１棒状パターンのそれぞれと対向
する複数の第２棒状パターンとこれに結合された質量ブ
ロックとを有する第２のブロックを前記基板上に形成す
る工程と、前記酸化シリコン膜をエッチングにより除去
し、前記第２のブロックを基板から分離して質量部材を
形成する工程と、前記第１のブロックの前記基板表面と
ほぼ平行な主表面とその端面に金属膜をコーティングし
て前記固定電極を形成し、また前記第２のブロックの前
記基板表面とほぼ平行な一対の主表面とそれらを結ぶ端
面とに同じ金属膜をコーティングして、前記可動電極と
前記質量部材を形成する工程を含んで製造するようにし
たものである。
【０００８】また、この発明に係わる加速度センサの製
造方法は、基板表面上に互いに平行に並んでいる複数の
第１棒状パターンを有する固定電極と、前記複数の各第
１棒状パターンのそれぞれと所定距離を隔てて対向する
ようにして前記基板表面上に互いに平行に並んでいる複
数の第２棒状パターンを有する可動電極と、前記基板表
面上に配置され前記可動電極に結合されて前記可動電極
とともに変位可能な質量部材とを備えた加速度センサの
製造方法であって、前記基板表面にプラズマＣＶＤ法に
より酸化シリコン膜を形成する工程と、この酸化シリコ
ン膜上に第１レジストを塗布し、写真製版によりこの第
１レジストをパターニングする工程と、前記第１レジス
トをマスクとして前記酸化シリコン膜の所定部分をエッ
チングにより除去する工程と、前記基板上にポリイミド
膜を塗布し、３００℃〜３７０℃で硬化させてポリイミ
ド薄材を形成する工程と、前記ポリイミド薄材上に第２
レジストを塗布し、写真製版によりこの第２レジストを
パターニングする工程と、前記第２レジストをマスクと
してポリイミド薄材をエッチングし、前記所定部分上に
互いに平行な複数の第１棒状パターンを有する第１のブ
ロック、及び前記複数の第１棒状パターンのそれぞれと
対向する複数の第２棒状パターンとこれに結合された質
量ブロックとを有する第２のブロックを基板上に形成す
る工程と、前記酸化シリコン膜をエッチングにより除去
し、前記第２のブロックを前記基板から分離して前記質
量部材を形成する工程と、前記第１のブロックの前記基
板表面とほぼ平行な主表面とその端面に金属膜をコーテ
ィングして固定電極を形成し、また前記第２のブロック
の前記基板表面とほぼ平行な一対の主表面とそれらを結
ぶ端面とに同じ金属膜をコーティングして、前記可動電
極と前記質量部材を形成する工程を含んで製造するよう
にしたものである。さらに、前記金属膜として、タング
ステン（Ｗ）またはチタンナイトライド（ＴｉＮ）を用
い、それらの金属膜はＣＶＤ法またはスパッタ法にて形
成されるものである。
造方法は、基板表面上に互いに平行に並んでいる複数の
第１棒状パターンを有する固定電極と、前記複数の各第
１棒状パターンのそれぞれと所定距離を隔てて対向する
ようにして前記基板表面上に互いに平行に並んでいる複
数の第２棒状パターンを有する可動電極と、前記基板表
面上に配置され前記可動電極に結合されて前記可動電極
とともに変位可能な質量部材とを備えた加速度センサの
製造方法であって、前記基板表面にプラズマＣＶＤ法に
より酸化シリコン膜を形成する工程と、この酸化シリコ
ン膜上に第１レジストを塗布し、写真製版によりこの第
１レジストをパターニングする工程と、前記第１レジス
トをマスクとして前記酸化シリコン膜の所定部分をエッ
チングにより除去する工程と、前記基板上にポリイミド
膜を塗布し、３００℃〜３７０℃で硬化させてポリイミ
ド薄材を形成する工程と、前記ポリイミド薄材上に第２
レジストを塗布し、写真製版によりこの第２レジストを
パターニングする工程と、前記第２レジストをマスクと
してポリイミド薄材をエッチングし、前記所定部分上に
互いに平行な複数の第１棒状パターンを有する第１のブ
ロック、及び前記複数の第１棒状パターンのそれぞれと
対向する複数の第２棒状パターンとこれに結合された質
量ブロックとを有する第２のブロックを基板上に形成す
る工程と、前記酸化シリコン膜をエッチングにより除去
し、前記第２のブロックを前記基板から分離して前記質
量部材を形成する工程と、前記第１のブロックの前記基
板表面とほぼ平行な主表面とその端面に金属膜をコーテ
ィングして固定電極を形成し、また前記第２のブロック
の前記基板表面とほぼ平行な一対の主表面とそれらを結
ぶ端面とに同じ金属膜をコーティングして、前記可動電
極と前記質量部材を形成する工程を含んで製造するよう
にしたものである。さらに、前記金属膜として、タング
ステン（Ｗ）またはチタンナイトライド（ＴｉＮ）を用
い、それらの金属膜はＣＶＤ法またはスパッタ法にて形
成されるものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】実施の形態１．以下に、この発明
の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この
発明による加速度センサの実施の形態１のセンサチップ
を示している。この実施の形態における加速度センサ
は、表面加工型加速度センサであり、図１の加速度セン
サチップと図示しないアンプチップとで構成され、加速
度、または減速度を検出する。図１の加速度センサチッ
プは、半導体基板１０と、その上に形成されたセンサ要
素２０と、このセンサ要素２０をカバーするシリコンキ
ャップ７０を有する。センサ要素２０は、検出用コンデ
ンサを形成し、この検出用コンデンサのキャパシタンス
値が、加速度（減速度）に応じて変化するキャパシタ式
のセンサである。半導体基板１０は、例えば縦が２.７
ｍｍ、横が１.８ｍｍ、厚さが０.４ｍｍの長方形のシリ
コン基板であり、互いに対向する上主表面１１と下主表
面１２を有する。上主表面１１上には、センサ要素２０
が形成されており、それに隣接する端部には電極パッド
群６０が配置されている。この電極パッド群６０は、２
つの固定電極パッド６１、６２、可動電極パッド６３、
シールド電極パッド６４、接地されるＧＮＤ電極パッド
６５、およびアクチュエーション電極パッド６６を含
み、これらの電極パッドが一列に配置されている。シリ
コンキャップ７０は、センサ要素２０を封止するもの
で、内部に空間７１が形成されており、センサ要素２０
はこの空間７１内に収められる。センサ要素２０は、半
導体基板１０の上主表面１１上に被着されたシールド電
極層１３の上に形成されており、質量部材３０、可動電
極４０および固定電極５０を有する。これらの質量部材
３０、可動電極４０および固定電極５０はそれぞれポリ
イミド薄材を主体にして構成される。
の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この
発明による加速度センサの実施の形態１のセンサチップ
を示している。この実施の形態における加速度センサ
は、表面加工型加速度センサであり、図１の加速度セン
サチップと図示しないアンプチップとで構成され、加速
度、または減速度を検出する。図１の加速度センサチッ
プは、半導体基板１０と、その上に形成されたセンサ要
素２０と、このセンサ要素２０をカバーするシリコンキ
ャップ７０を有する。センサ要素２０は、検出用コンデ
ンサを形成し、この検出用コンデンサのキャパシタンス
値が、加速度（減速度）に応じて変化するキャパシタ式
のセンサである。半導体基板１０は、例えば縦が２.７
ｍｍ、横が１.８ｍｍ、厚さが０.４ｍｍの長方形のシリ
コン基板であり、互いに対向する上主表面１１と下主表
面１２を有する。上主表面１１上には、センサ要素２０
が形成されており、それに隣接する端部には電極パッド
群６０が配置されている。この電極パッド群６０は、２
つの固定電極パッド６１、６２、可動電極パッド６３、
シールド電極パッド６４、接地されるＧＮＤ電極パッド
６５、およびアクチュエーション電極パッド６６を含
み、これらの電極パッドが一列に配置されている。シリ
コンキャップ７０は、センサ要素２０を封止するもの
で、内部に空間７１が形成されており、センサ要素２０
はこの空間７１内に収められる。センサ要素２０は、半
導体基板１０の上主表面１１上に被着されたシールド電
極層１３の上に形成されており、質量部材３０、可動電
極４０および固定電極５０を有する。これらの質量部材
３０、可動電極４０および固定電極５０はそれぞれポリ
イミド薄材を主体にして構成される。
【００１０】図２は、図１に示す加速度センサチップの
センサ要素２０を示す部分拡大図である。質量部材３０
は、中央部に長方形の質量体３１を有し、この質量体３
１は、その長手方向に延びる主軸Ａに沿って変位可能な
ように、基板１０上のシールド電極層１３から浮かせて
構成される。質量体３１の主軸Ａに沿った両端部には、
アンカー部３２、３３が形成されている。このアンカー
部３２、３３は、その部分で質量体３１を基板１０に接
着されたシールド電極層１３に接合し、固定している。
また、アンカー部３２、３３と質量体３１との間には、
梁部材３４、３５が配置されている。これらの梁部材３
４、３５は、質量体３１の両側に配置され、質量体３１
の主軸Ａに沿った方向での移動を可能にする湾曲部分を
持っている。質量体３１の主軸Ａ方向の中央には、２つ
のストッパ孔３６、３７が形成されている。このストッ
パ孔３６、３７は、質量体３１の移動量を規制するもの
で、これらのストッパ孔３６、３７には、シールド電極
層１３に固定されたストッパ片３８、３９がはまり込ん
でいる。
センサ要素２０を示す部分拡大図である。質量部材３０
は、中央部に長方形の質量体３１を有し、この質量体３
１は、その長手方向に延びる主軸Ａに沿って変位可能な
ように、基板１０上のシールド電極層１３から浮かせて
構成される。質量体３１の主軸Ａに沿った両端部には、
アンカー部３２、３３が形成されている。このアンカー
部３２、３３は、その部分で質量体３１を基板１０に接
着されたシールド電極層１３に接合し、固定している。
また、アンカー部３２、３３と質量体３１との間には、
梁部材３４、３５が配置されている。これらの梁部材３
４、３５は、質量体３１の両側に配置され、質量体３１
の主軸Ａに沿った方向での移動を可能にする湾曲部分を
持っている。質量体３１の主軸Ａ方向の中央には、２つ
のストッパ孔３６、３７が形成されている。このストッ
パ孔３６、３７は、質量体３１の移動量を規制するもの
で、これらのストッパ孔３６、３７には、シールド電極
層１３に固定されたストッパ片３８、３９がはまり込ん
でいる。
【００１１】さらに、質量体３１の左右両側には、可動
電極組立４１、４２が、質量体３１と一体に結合されて
いる。可動電極組立４１、４２は可動電極４０を構成す
るもので、これらは質量体３１の左右両側に互いに対称
型に構成されており、質量体３１の左右両側縁から突出
した複数の、例えば６つの棒状パターン４０ａから４０
ｆを有する。これらの棒状パターン４０ａから４０ｆ
は、互いに平行に形成されている。固定電極５０は、可
動電極組立４１、４２に組み合わされる一対の固定電極
組立５１、５２を有する。これらの固定電極組立５１、
５２も、質量体３１の左右両側に互いに対称型に構成さ
れており、シールド電極層１３に接続された第１電極群
５３と、固定電極パッド６１、６２に接続された第２固
定電極群５４を有する。第１固定電極群５３、第２固定
電極群５４は、それぞれ４つの棒状パターン５３ａから
５３ｄ、５４ａから５４ｄを有し、これらの棒状パター
ンは互いに平行に配置され、また可動電極組立４１、４
２の各棒状パターン４０ａから４０ｆのそれぞれとも互
いに平行に、しかも一定の距離を隔てて対向している。
可動電極４０と、固定電極５０の各棒状パターンの間に
は、それぞれコンデンサ素子が形成され、これらのコン
デンサ素子は互いに並列接続されて、検出用コンデンサ
を形成する。なお、アクチュエータ電極パッド６６に
は、質量体３１の両側に配置された２つのアクチュエー
タ電極６６ａ、６６ｂが接続されており、この電極６６
ａは、可動電極４０の棒状パターン４０ａに、また電極
６６ｂは可動電極４０の棒状パターン４０ｆにそれぞれ
対向している。
電極組立４１、４２が、質量体３１と一体に結合されて
いる。可動電極組立４１、４２は可動電極４０を構成す
るもので、これらは質量体３１の左右両側に互いに対称
型に構成されており、質量体３１の左右両側縁から突出
した複数の、例えば６つの棒状パターン４０ａから４０
ｆを有する。これらの棒状パターン４０ａから４０ｆ
は、互いに平行に形成されている。固定電極５０は、可
動電極組立４１、４２に組み合わされる一対の固定電極
組立５１、５２を有する。これらの固定電極組立５１、
５２も、質量体３１の左右両側に互いに対称型に構成さ
れており、シールド電極層１３に接続された第１電極群
５３と、固定電極パッド６１、６２に接続された第２固
定電極群５４を有する。第１固定電極群５３、第２固定
電極群５４は、それぞれ４つの棒状パターン５３ａから
５３ｄ、５４ａから５４ｄを有し、これらの棒状パター
ンは互いに平行に配置され、また可動電極組立４１、４
２の各棒状パターン４０ａから４０ｆのそれぞれとも互
いに平行に、しかも一定の距離を隔てて対向している。
可動電極４０と、固定電極５０の各棒状パターンの間に
は、それぞれコンデンサ素子が形成され、これらのコン
デンサ素子は互いに並列接続されて、検出用コンデンサ
を形成する。なお、アクチュエータ電極パッド６６に
は、質量体３１の両側に配置された２つのアクチュエー
タ電極６６ａ、６６ｂが接続されており、この電極６６
ａは、可動電極４０の棒状パターン４０ａに、また電極
６６ｂは可動電極４０の棒状パターン４０ｆにそれぞれ
対向している。
【００１２】次に、この実施の形態１における加速度セ
ンサの可動電極４０及び固定電極５０の構造について説
明する。図３は、図２中Ｂ−Ｂ’で示す部分の断面図で
ある。この実施の形態における加速度センサは、半導体
基板１０の上主表面１１に配置された質量部材３０を有
しており、この質量部材３０は可動電極４０に結合され
て可動電極４０とともに変位可能である。質量部材３０
及び可動電極４０は基板表面１１上のシールド電極１３
を覆う酸化シリコン膜１ａから分離され、間隙ｇだけ浮
遊した状態になっている。質量部材３０及び可動電極４
０の各棒状パターン、例えば図３に示された棒状パター
ン４０ａ、４０ｂは、半導体基板１０の主表面１１上に
設けられたポリイミド薄材２及びこのポリイミド薄材２
の基板表面とほぼ平行な一対の主表面２ａ、２ｂ上にそ
れぞれ設けられた第１及び第２の窒化シリコン膜３ａ、
３ｂを有する。これら第１及び第２の窒化シリコン膜３
ａ、３ｂは、ポリイミド薄材２の収縮による反りを抑制
するための平坦化膜の役目を担っている。なお、ポリイ
ミド薄材２の膜厚は、３〜１５μｍの範囲内が適当であ
るが、この実施の形態では５μｍとした。また、第１及
び第２の窒化シリコン膜３ａ、３ｂの膜厚は０.１〜０.
５μｍの範囲内が適当であるが、この実施の形態では
０.１μｍとした。
ンサの可動電極４０及び固定電極５０の構造について説
明する。図３は、図２中Ｂ−Ｂ’で示す部分の断面図で
ある。この実施の形態における加速度センサは、半導体
基板１０の上主表面１１に配置された質量部材３０を有
しており、この質量部材３０は可動電極４０に結合され
て可動電極４０とともに変位可能である。質量部材３０
及び可動電極４０は基板表面１１上のシールド電極１３
を覆う酸化シリコン膜１ａから分離され、間隙ｇだけ浮
遊した状態になっている。質量部材３０及び可動電極４
０の各棒状パターン、例えば図３に示された棒状パター
ン４０ａ、４０ｂは、半導体基板１０の主表面１１上に
設けられたポリイミド薄材２及びこのポリイミド薄材２
の基板表面とほぼ平行な一対の主表面２ａ、２ｂ上にそ
れぞれ設けられた第１及び第２の窒化シリコン膜３ａ、
３ｂを有する。これら第１及び第２の窒化シリコン膜３
ａ、３ｂは、ポリイミド薄材２の収縮による反りを抑制
するための平坦化膜の役目を担っている。なお、ポリイ
ミド薄材２の膜厚は、３〜１５μｍの範囲内が適当であ
るが、この実施の形態では５μｍとした。また、第１及
び第２の窒化シリコン膜３ａ、３ｂの膜厚は０.１〜０.
５μｍの範囲内が適当であるが、この実施の形態では
０.１μｍとした。
【００１３】また、この実施の形態における固定電極５
０は、半導体基板１０の上主表面１１上のシールド電極
１３に酸化シリコン膜１ａを介して接合して形成されて
いる。この固定電極５０の棒状パターン、例えば図３に
示された棒状パターン５３ａ、５４ａは、質量部材３０
及び可動電極４０と同様に、半導体基板１０の主表面１
１上に設けられたポリイミド薄材２及びこのポリイミド
薄材２の基板表面とほぼ平行な一対の主表面２ａ、２ｂ
上にそれぞれ設けられた窒化シリコン膜３ａ、３ｂを有
しており、下側の窒化シリコン膜３ａが酸化シリコン膜
１ａを介してシールド電極１３に接合している。さら
に、可動電極４０を構成するポリイミド薄材２の基板表
面とほぼ平行な一対の主表面２ａ、２ｂ上に形成された
第１及び第２の窒化シリコン膜３ａ、３ｂは金属膜４で
カバーされており、また一対の主表面２ａ、２ｂを結ぶ
端面２ｃ、２ｄも金属膜４でカバーされている。固定電
極５０を構成するポリイミド薄材２については、基板表
面とほぼ平行な主表面２ｂ上に形成された第２の窒化シ
リコン膜３ｂとその端面２ｃ、２ｄが同じ金属膜４でカ
バーされている。これらの金属膜４は、電極として使用
するために必要なもので、その材料としてはニッケル
（Ｎｉ）、金(Ａｕ）または銅（Ｃｕ）等が用いられ
る。
０は、半導体基板１０の上主表面１１上のシールド電極
１３に酸化シリコン膜１ａを介して接合して形成されて
いる。この固定電極５０の棒状パターン、例えば図３に
示された棒状パターン５３ａ、５４ａは、質量部材３０
及び可動電極４０と同様に、半導体基板１０の主表面１
１上に設けられたポリイミド薄材２及びこのポリイミド
薄材２の基板表面とほぼ平行な一対の主表面２ａ、２ｂ
上にそれぞれ設けられた窒化シリコン膜３ａ、３ｂを有
しており、下側の窒化シリコン膜３ａが酸化シリコン膜
１ａを介してシールド電極１３に接合している。さら
に、可動電極４０を構成するポリイミド薄材２の基板表
面とほぼ平行な一対の主表面２ａ、２ｂ上に形成された
第１及び第２の窒化シリコン膜３ａ、３ｂは金属膜４で
カバーされており、また一対の主表面２ａ、２ｂを結ぶ
端面２ｃ、２ｄも金属膜４でカバーされている。固定電
極５０を構成するポリイミド薄材２については、基板表
面とほぼ平行な主表面２ｂ上に形成された第２の窒化シ
リコン膜３ｂとその端面２ｃ、２ｄが同じ金属膜４でカ
バーされている。これらの金属膜４は、電極として使用
するために必要なもので、その材料としてはニッケル
（Ｎｉ）、金(Ａｕ）または銅（Ｃｕ）等が用いられ
る。
【００１４】次に、この実施の形態１における加速度セ
ンサの製造方法について図４を用いて説明する。なお、
図４は、固定電極５０の複数の第１棒状パターンの中の
１本の棒状パターンと、可動電極４０の複数の第２棒状
パターンの中の１本の棒状パターンとを加速度検知方向
（主軸Ａ方向）に切断した断面を示している。まず、シ
リコン基板１０の上主表面１１上のシールド電極１３上
に、高温処理により膜厚０.１μｍの酸化シリコン膜
（ＳｉＯ２）１ａを形成し、さらにプラズマＣＶＤ法に
より膜厚０.４μｍの酸化シリコン膜１ｂを形成する。
続いて、この酸化シリコン膜１ｂ上に図示しない第１レ
ジストを塗布し、写真製版によりこの第１レジストをパ
ターニングする。この第１レジストをマスクとして、後
に複数の第１棒状パターンを有する第１のブロック５０
ａが形成される所定領域の酸化シリコン膜１ｂをエッチ
ングにより除去する。次に、この基板上に、プラズマＣ
ＶＤ法により膜厚０.１μｍの第１の窒化シリコン膜３
ａを形成する。続いて、第１の窒化シリコン膜３ａ上に
スピンコート法により膜厚５μｍのポリイミド膜を塗布
し、３００℃〜３７０℃で硬化させてポリイミド薄材２
を形成する。さらに、ポリイミド薄材２上にプラズマＣ
ＶＤ法により膜厚０.１μｍの第２の窒化シリコン膜３
ｂを形成する（図４（ａ））。
ンサの製造方法について図４を用いて説明する。なお、
図４は、固定電極５０の複数の第１棒状パターンの中の
１本の棒状パターンと、可動電極４０の複数の第２棒状
パターンの中の１本の棒状パターンとを加速度検知方向
（主軸Ａ方向）に切断した断面を示している。まず、シ
リコン基板１０の上主表面１１上のシールド電極１３上
に、高温処理により膜厚０.１μｍの酸化シリコン膜
（ＳｉＯ２）１ａを形成し、さらにプラズマＣＶＤ法に
より膜厚０.４μｍの酸化シリコン膜１ｂを形成する。
続いて、この酸化シリコン膜１ｂ上に図示しない第１レ
ジストを塗布し、写真製版によりこの第１レジストをパ
ターニングする。この第１レジストをマスクとして、後
に複数の第１棒状パターンを有する第１のブロック５０
ａが形成される所定領域の酸化シリコン膜１ｂをエッチ
ングにより除去する。次に、この基板上に、プラズマＣ
ＶＤ法により膜厚０.１μｍの第１の窒化シリコン膜３
ａを形成する。続いて、第１の窒化シリコン膜３ａ上に
スピンコート法により膜厚５μｍのポリイミド膜を塗布
し、３００℃〜３７０℃で硬化させてポリイミド薄材２
を形成する。さらに、ポリイミド薄材２上にプラズマＣ
ＶＤ法により膜厚０.１μｍの第２の窒化シリコン膜３
ｂを形成する（図４（ａ））。
【００１５】次に、第２の窒化シリコン膜３ｂ上に第２
レジスト５を塗布し、写真製版によりこの第２レジスト
５をパターニングする（図４（ｂ））。この第２レジス
ト５をマスクとして第２の窒化シリコン膜３ｂをドライ
エッチングする（図４（ｃ））。続いて、第２レジスト
５及び第２の窒化シリコン膜３ｂをマスクとして、ヒド
ラジンを主成分とするポリイミドエッチャント（日立化
成）によりポリイミド薄材２をエッチングする（図４
（ｄ））。さらに、第２レジスト５、第２の窒化シリコ
ン膜３ｂ及びポリイミド薄材２をマスクとして、第１の
窒化シリコン膜３ａをドライエッチングする（図４
（ｅ））。続いて第２レジスト５を除去し、複数の互い
に平行な第１棒状パターンを有する第１のブロック５０
ａ、及び複数の第１棒状パターンのそれぞれと対向する
複数の第２棒状パターンとこれに結合された質量ブロッ
クとを有する第２のブロック４０ａを基板１０上に形成
する（図４（ｆ））。その後、酸化シリコン膜１ｂを希
釈フッ酸による全面エッチングにより除去し、第２のブ
ロック４０ａを基板１０から分離して、複数の第２棒状
パターン及びこれに結合された質量部材を形成する（図
４（ｇ））。最後に、第１のブロック５０ａの基板表面
とほぼ平行な主表面とその端面に電解メッキによりＮ
ｉ、ＡｕまたはＣｕ等の金属膜４をコーティングして固
定電極５０を形成する。また同時に、第２のブロック４
０ａの基板表面とほぼ平行な一対の主表面とそれらを結
ぶ端面に、電解メッキにより同じ金属膜４をコーティン
グして可動電極４０及びこれに結合された質量部材３０
を形成する（図４（ｈ））。
レジスト５を塗布し、写真製版によりこの第２レジスト
５をパターニングする（図４（ｂ））。この第２レジス
ト５をマスクとして第２の窒化シリコン膜３ｂをドライ
エッチングする（図４（ｃ））。続いて、第２レジスト
５及び第２の窒化シリコン膜３ｂをマスクとして、ヒド
ラジンを主成分とするポリイミドエッチャント（日立化
成）によりポリイミド薄材２をエッチングする（図４
（ｄ））。さらに、第２レジスト５、第２の窒化シリコ
ン膜３ｂ及びポリイミド薄材２をマスクとして、第１の
窒化シリコン膜３ａをドライエッチングする（図４
（ｅ））。続いて第２レジスト５を除去し、複数の互い
に平行な第１棒状パターンを有する第１のブロック５０
ａ、及び複数の第１棒状パターンのそれぞれと対向する
複数の第２棒状パターンとこれに結合された質量ブロッ
クとを有する第２のブロック４０ａを基板１０上に形成
する（図４（ｆ））。その後、酸化シリコン膜１ｂを希
釈フッ酸による全面エッチングにより除去し、第２のブ
ロック４０ａを基板１０から分離して、複数の第２棒状
パターン及びこれに結合された質量部材を形成する（図
４（ｇ））。最後に、第１のブロック５０ａの基板表面
とほぼ平行な主表面とその端面に電解メッキによりＮ
ｉ、ＡｕまたはＣｕ等の金属膜４をコーティングして固
定電極５０を形成する。また同時に、第２のブロック４
０ａの基板表面とほぼ平行な一対の主表面とそれらを結
ぶ端面に、電解メッキにより同じ金属膜４をコーティン
グして可動電極４０及びこれに結合された質量部材３０
を形成する（図４（ｈ））。
【００１６】以上のように、この実施の形態によれば、
質量部材３１が基板表面上に設けられたポリイミド薄材
２を主体として構成されているため、ポリシリコン膜を
用いた従来構造に比べ、短時間で容易に製造することが
でき、工期の短縮化及び低コスト化が図られる。さら
に、ポリイミド薄材２の基板表面にほぼ平行な一対の主
表面２ａ、２ｂ上には、平坦化膜である第１及び第２の
窒化シリコン膜３ａ、３ｂが設けられているので、ポリ
イミド薄材２の反りが抑制される。このため、可動電極
４０と固定電極５０の相対位置及び距離を設計通り正確
に形成することができ、個々の加速度センサチップにお
ける性能のばらつきを抑制でき、信頼性の高い加速度セ
ンサが得られる。
質量部材３１が基板表面上に設けられたポリイミド薄材
２を主体として構成されているため、ポリシリコン膜を
用いた従来構造に比べ、短時間で容易に製造することが
でき、工期の短縮化及び低コスト化が図られる。さら
に、ポリイミド薄材２の基板表面にほぼ平行な一対の主
表面２ａ、２ｂ上には、平坦化膜である第１及び第２の
窒化シリコン膜３ａ、３ｂが設けられているので、ポリ
イミド薄材２の反りが抑制される。このため、可動電極
４０と固定電極５０の相対位置及び距離を設計通り正確
に形成することができ、個々の加速度センサチップにお
ける性能のばらつきを抑制でき、信頼性の高い加速度セ
ンサが得られる。
【００１７】実施の形態２．図５は、この発明による加
速度センサの実施の形態２の製造方法を示す図である。
なお、この実施の形態２における加速度センサの構成
は、上記実施の形態１において説明したもの（図１）と
同様であるため、ここでは説明を省略する。この実施の
形態における加速度センサは、図５（ｆ）に示すよう
に、可動電極４０及びこれに結合された質量部材３１
が、基板表面上に設けられたポリイミド薄材２を主体と
して構成されている。さらに、このポリイミド薄材２の
基板表面とほぼ平行な一対の主表面２ａ、２ｂ及びこの
一対の主表面を結ぶ端面２ｃ、２ｄは、それぞれタング
ステン（Ｗ）またはチタンナイトライド（ＴｉＮ）等の
金属膜６でカバーされている。また、固定電極５０につ
いても同様に、ポリイミド薄材２を主体とし、このポリ
イミド薄材２の基板表面とほぼ平行な主表面２ｂとその
端面２ｃ、２ｄが同じ金属膜６でカバーされている。こ
れらの金属膜６は、平坦化膜としての役目と、電極とし
て用いるために必要な金属膜としての役目の両方を担う
ものである。なお、図中、同一、相当部分には同一符号
を付している。
速度センサの実施の形態２の製造方法を示す図である。
なお、この実施の形態２における加速度センサの構成
は、上記実施の形態１において説明したもの（図１）と
同様であるため、ここでは説明を省略する。この実施の
形態における加速度センサは、図５（ｆ）に示すよう
に、可動電極４０及びこれに結合された質量部材３１
が、基板表面上に設けられたポリイミド薄材２を主体と
して構成されている。さらに、このポリイミド薄材２の
基板表面とほぼ平行な一対の主表面２ａ、２ｂ及びこの
一対の主表面を結ぶ端面２ｃ、２ｄは、それぞれタング
ステン（Ｗ）またはチタンナイトライド（ＴｉＮ）等の
金属膜６でカバーされている。また、固定電極５０につ
いても同様に、ポリイミド薄材２を主体とし、このポリ
イミド薄材２の基板表面とほぼ平行な主表面２ｂとその
端面２ｃ、２ｄが同じ金属膜６でカバーされている。こ
れらの金属膜６は、平坦化膜としての役目と、電極とし
て用いるために必要な金属膜としての役目の両方を担う
ものである。なお、図中、同一、相当部分には同一符号
を付している。
【００１８】この実施の形態における加速度センサの製
造方法について図５を用いて説明する。なお、図５は、
固定電極５０の複数の第１棒状パターンの中の１本の棒
状パターンと、可動電極４０の複数の第２棒状パターン
の中の１本の棒状パターンを加速度検知方向（主軸Ａ方
向）に切断した断面を示している。まず、シリコン基板
１０の上主表面１１上に、高温処理により膜厚０.１μ
ｍの酸化シリコン膜１ａを形成し、さらにプラズマＣＶ
Ｄ法により膜厚０.４μｍの酸化シリコン膜１ｂを形成
する。続いて、この酸化シリコン膜１ｂ上に図示しない
第１レジストを塗布し、写真製版によりこの第１レジス
トをパターニングする。この第１レジストをマスクとし
て、後に複数の第１棒状パターンを有する第１のブロッ
ク５０ａが形成される領域の酸化シリコン膜１ｂをエッ
チングにより除去する。次に、この基板上にスピンコー
ト法により膜厚５μｍのポリイミド膜を塗布し、３００
℃〜３７０℃で硬化させてポリイミド薄材２を形成する
（図５（ａ））。
造方法について図５を用いて説明する。なお、図５は、
固定電極５０の複数の第１棒状パターンの中の１本の棒
状パターンと、可動電極４０の複数の第２棒状パターン
の中の１本の棒状パターンを加速度検知方向（主軸Ａ方
向）に切断した断面を示している。まず、シリコン基板
１０の上主表面１１上に、高温処理により膜厚０.１μ
ｍの酸化シリコン膜１ａを形成し、さらにプラズマＣＶ
Ｄ法により膜厚０.４μｍの酸化シリコン膜１ｂを形成
する。続いて、この酸化シリコン膜１ｂ上に図示しない
第１レジストを塗布し、写真製版によりこの第１レジス
トをパターニングする。この第１レジストをマスクとし
て、後に複数の第１棒状パターンを有する第１のブロッ
ク５０ａが形成される領域の酸化シリコン膜１ｂをエッ
チングにより除去する。次に、この基板上にスピンコー
ト法により膜厚５μｍのポリイミド膜を塗布し、３００
℃〜３７０℃で硬化させてポリイミド薄材２を形成する
（図５（ａ））。
【００１９】次に、ポリイミド薄材２上に第２レジスト
５を塗布し、写真製版によりこの第２レジスト５をパタ
ーニングする（図５（ｂ））。この第２レジスト５をマ
スクとして、ヒドラジンを主成分とするポリイミドエッ
チャント（日立化成）によりポリイミド薄材２をエッチ
ングする（図５（ｃ））。続いて第２レジスト５を除去
し、複数の互いに平行な第１棒状パターンを有する第１
のブロック５０ａ、及び複数の第１棒状パターンのそれ
ぞれと対向する複数の第２棒状パターンとこれに結合さ
れた質量ブロックとを有する第２のブロック４０ａを基
板１０上に形成する（図５（ｄ））。その後、酸化シリ
コン膜１ｂを希釈フッ酸による全面エッチングにより除
去し、第２のブロック４０ａを基板１０から分離して、
複数の第２棒状パターンと、これに結合された質量体３
１からなる質量部材３０を形成する（図５（ｅ））。最
後に、第１のブロック５０ａの基板表面とほぼ平行な主
表面２ｂとその端面２ｃ、２ｄに金属膜６をコーティン
グして固定電極５０を形成する。また同時に、第２のブ
ロック４０ａの基板表面とほぼ平行な一対の主表面２
ａ、２ｂとそれらの間の端面２ｃ、２ｄに同じ金属膜６
をコーティングして可動電極４０と、これに結合された
質量部材３０を形成する（図５（ｆ））。なお、金属膜
６としては、ＣＶＤ法によるタングステン膜や、ＣＶＤ
法またはスパッタ法によるチタンナイトライド膜を用い
る。
５を塗布し、写真製版によりこの第２レジスト５をパタ
ーニングする（図５（ｂ））。この第２レジスト５をマ
スクとして、ヒドラジンを主成分とするポリイミドエッ
チャント（日立化成）によりポリイミド薄材２をエッチ
ングする（図５（ｃ））。続いて第２レジスト５を除去
し、複数の互いに平行な第１棒状パターンを有する第１
のブロック５０ａ、及び複数の第１棒状パターンのそれ
ぞれと対向する複数の第２棒状パターンとこれに結合さ
れた質量ブロックとを有する第２のブロック４０ａを基
板１０上に形成する（図５（ｄ））。その後、酸化シリ
コン膜１ｂを希釈フッ酸による全面エッチングにより除
去し、第２のブロック４０ａを基板１０から分離して、
複数の第２棒状パターンと、これに結合された質量体３
１からなる質量部材３０を形成する（図５（ｅ））。最
後に、第１のブロック５０ａの基板表面とほぼ平行な主
表面２ｂとその端面２ｃ、２ｄに金属膜６をコーティン
グして固定電極５０を形成する。また同時に、第２のブ
ロック４０ａの基板表面とほぼ平行な一対の主表面２
ａ、２ｂとそれらの間の端面２ｃ、２ｄに同じ金属膜６
をコーティングして可動電極４０と、これに結合された
質量部材３０を形成する（図５（ｆ））。なお、金属膜
６としては、ＣＶＤ法によるタングステン膜や、ＣＶＤ
法またはスパッタ法によるチタンナイトライド膜を用い
る。
【００２０】この実施の形態によれば、上記実施の形態
１と同様に、質量部材３０が基板表面上に設けられたポ
リイミド薄材２を主体として構成されているため、ポリ
シリコン膜を用いた従来構造に比べ、工期の短縮化及び
低コスト化が図られる。また、ポリイミド薄材２の基板
表面とほぼ平行な一対の主表面２ａ、２ｂ及びこの一対
の主表面２ａ、２ｂを結ぶ端面２ｃ、２ｄをタングステ
ンまたはチタンナイトライド等の金属膜６でコーティン
グし、ポリイミド薄材２を平坦化しているので、ポリイ
ミド薄材２の反りが抑制され、個々の加速度センサチッ
プにおける性能のばらつきを抑制でき、信頼性の高い加
速度センサが得られる。また、この実施の形態２では、
ポリイミド薄材２の平坦化膜として、タングステンやチ
タンナイトライド等の金属膜６を用いたため、上記実施
の形態１において必要であった電解メッキ工程を省略す
ることができ、さらに工程が簡略化される。
１と同様に、質量部材３０が基板表面上に設けられたポ
リイミド薄材２を主体として構成されているため、ポリ
シリコン膜を用いた従来構造に比べ、工期の短縮化及び
低コスト化が図られる。また、ポリイミド薄材２の基板
表面とほぼ平行な一対の主表面２ａ、２ｂ及びこの一対
の主表面２ａ、２ｂを結ぶ端面２ｃ、２ｄをタングステ
ンまたはチタンナイトライド等の金属膜６でコーティン
グし、ポリイミド薄材２を平坦化しているので、ポリイ
ミド薄材２の反りが抑制され、個々の加速度センサチッ
プにおける性能のばらつきを抑制でき、信頼性の高い加
速度センサが得られる。また、この実施の形態２では、
ポリイミド薄材２の平坦化膜として、タングステンやチ
タンナイトライド等の金属膜６を用いたため、上記実施
の形態１において必要であった電解メッキ工程を省略す
ることができ、さらに工程が簡略化される。
【００２１】
【発明の効果】以上のように、この発明による加速度セ
ンサは、基板表面に互いに平行に並んでいる複数の第１
棒状パターンを有する固定電極と、前記複数の各第１棒
状パターンのそれぞれと所定距離を隔てて対向するよう
にして前記基板表面に互いに平行に並んでいる複数の第
２棒状パターンを有する可動電極と、前記基板表面に配
置され前記可動電極に結合されて前記可動電極とともに
変位可能な質量部材とを備えた加速度センサにおいて、
前記質量部材が基板表面上に設けられたポリイミド薄材
を有するようにしたので、ポリシリコン膜を主体とした
従来構造に比べ、工期の短縮化及び低コスト化が図られ
る。また、ポリイミド薄材の基板表面とほぼ平行な一対
の主表面には平坦化膜である窒化シリコン膜が設けられ
ているため、ポリイミド薄材の反りが抑制される。この
ため、可動電極と固定電極の相対位置及び距離を設計通
り正確に形成することができる。よって、個々の装置に
おける性能のばらつきが抑制でき、信頼性の高い加速度
センサが得られる。
ンサは、基板表面に互いに平行に並んでいる複数の第１
棒状パターンを有する固定電極と、前記複数の各第１棒
状パターンのそれぞれと所定距離を隔てて対向するよう
にして前記基板表面に互いに平行に並んでいる複数の第
２棒状パターンを有する可動電極と、前記基板表面に配
置され前記可動電極に結合されて前記可動電極とともに
変位可能な質量部材とを備えた加速度センサにおいて、
前記質量部材が基板表面上に設けられたポリイミド薄材
を有するようにしたので、ポリシリコン膜を主体とした
従来構造に比べ、工期の短縮化及び低コスト化が図られ
る。また、ポリイミド薄材の基板表面とほぼ平行な一対
の主表面には平坦化膜である窒化シリコン膜が設けられ
ているため、ポリイミド薄材の反りが抑制される。この
ため、可動電極と固定電極の相対位置及び距離を設計通
り正確に形成することができる。よって、個々の装置に
おける性能のばらつきが抑制でき、信頼性の高い加速度
センサが得られる。
【００２２】また、この発明による加速度センサは、質
量部材が基板表面上に設けられたポリイミド薄材を有
し、このポリイミド薄材の基板表面とほぼ平行な一対の
主表面と、この一対の主表面を結ぶ端面が、それぞれ金
属膜でカバーされたものであり、この加速度センサによ
れば、工期の短縮化、低コスト化及びポリイミド膜の反
りを抑制することによる信頼性の向上に加え、従来必要
であったメッキ工程を省略することができるため、製造
工程がさらに簡略化される利点がある。
量部材が基板表面上に設けられたポリイミド薄材を有
し、このポリイミド薄材の基板表面とほぼ平行な一対の
主表面と、この一対の主表面を結ぶ端面が、それぞれ金
属膜でカバーされたものであり、この加速度センサによ
れば、工期の短縮化、低コスト化及びポリイミド膜の反
りを抑制することによる信頼性の向上に加え、従来必要
であったメッキ工程を省略することができるため、製造
工程がさらに簡略化される利点がある。
【００２３】さらに、前記金属膜としてタングステン
（Ｗ）またはチタンナイトライド（ＴｉＮ）を用いるこ
とにより、ポリイミド膜の反りを抑制する平坦化膜とし
ての役割と、電極として用いるために必要な金属膜とし
ての役割を果たすことが可能である。
（Ｗ）またはチタンナイトライド（ＴｉＮ）を用いるこ
とにより、ポリイミド膜の反りを抑制する平坦化膜とし
ての役割と、電極として用いるために必要な金属膜とし
ての役割を果たすことが可能である。
【００２４】また、この発明による加速度センサの製造
方法は、第１の窒化シリコン膜上にポリイミド膜を塗布
し、３００℃〜３７０℃で硬化させてポリイミド薄材を
形成する工程を含むので、プラズマＣＶＤ法によりポリ
シリコン膜を形成していた従来方法に比べて短時間で容
易に製造することができ、工期の短縮化及び低コスト化
が図られる。
方法は、第１の窒化シリコン膜上にポリイミド膜を塗布
し、３００℃〜３７０℃で硬化させてポリイミド薄材を
形成する工程を含むので、プラズマＣＶＤ法によりポリ
シリコン膜を形成していた従来方法に比べて短時間で容
易に製造することができ、工期の短縮化及び低コスト化
が図られる。
【００２５】さらに、ポリイミド薄材よりなる第１のブ
ロックの基板表面とほぼ平行な主表面とその端面に金属
膜をコーティングして固定電極を形成し、またポリイミ
ド薄材よりなる第２のブロックの基板表面とほぼ平行な
一対の主表面とそれらの間の端面に同じ金属膜をコーテ
ィングして可動電極と質量部材を形成する工程を含んで
製造する製造方法によれば、従来必要であったメッキ工
程を省略することができ、製造工程がさらに簡略化され
る。
ロックの基板表面とほぼ平行な主表面とその端面に金属
膜をコーティングして固定電極を形成し、またポリイミ
ド薄材よりなる第２のブロックの基板表面とほぼ平行な
一対の主表面とそれらの間の端面に同じ金属膜をコーテ
ィングして可動電極と質量部材を形成する工程を含んで
製造する製造方法によれば、従来必要であったメッキ工
程を省略することができ、製造工程がさらに簡略化され
る。
【図１】 この発明の実施の形態１である加速度センサ
を示す斜視図。
を示す斜視図。
【図２】 この発明の実施の形態１である加速度センサ
のセンサ要素を示す部分拡大図。
のセンサ要素を示す部分拡大図。
【図３】 この発明の実施の形態１である加速度センサ
の電極構造を示す断面図。
の電極構造を示す断面図。
【図４】 この発明の実施の形態１である加速度センサ
の製造方法を工程順に示す断面図。
の製造方法を工程順に示す断面図。
【図５】 この発明の実施の形態２である加速度センサ
の製造方法を工程順に示す断面図。
の製造方法を工程順に示す断面図。
【図６】 従来の加速度検出器の一部を示す平面図。
１ａ 酸化シリコン膜、１ｂ 酸化シリコン膜、２ ポ
リイミド薄材、２ａ、２ｂ ポリイミド薄材の一対の主
表面、２ｃ、２ｄ ポリイミド薄材の一対の主表面間の
端面、３ａ 第１の窒化シリコン膜、３ｂ 第２の窒化
シリコン膜、４ 金属膜（Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ）、５ レ
ジスト、６ 金属膜（Ｗ、ＴｉＮ）、１０ 半導体基
板、１１ 上主表面、１２ 下主表面、１３ シールド
電極層、２０ センサ要素、３０ 質量部材、３１ 質
量体、３２、３３ アンカー部、３４、３５ 梁部材、
３６、３７ ストッパ孔、３８、３９ ストッパ片、４
０ 可動電極、４０ａ 第２のブロック、４１、４２
可動電極組立、５０ 固定電極、５０ａ 第１のブロッ
ク、５１、５２ 固定電極組立、５３ 第１電極群、５
４ 第２電極群、６０ 電極パッド群、６１、６２
固定電極パッド、６３ 可動電極パッド、６４ シール
ド電極パッド、６５ ＧＮＤ電極パッド、６６ アクチ
ュエーション電極パッド、７０ シリコンキャップ、７
１ 空間、１００ 加速度検出器、１０１、１０２ 可
動電極（共通電極）、１０３、１０４ 固定電極。
リイミド薄材、２ａ、２ｂ ポリイミド薄材の一対の主
表面、２ｃ、２ｄ ポリイミド薄材の一対の主表面間の
端面、３ａ 第１の窒化シリコン膜、３ｂ 第２の窒化
シリコン膜、４ 金属膜（Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ）、５ レ
ジスト、６ 金属膜（Ｗ、ＴｉＮ）、１０ 半導体基
板、１１ 上主表面、１２ 下主表面、１３ シールド
電極層、２０ センサ要素、３０ 質量部材、３１ 質
量体、３２、３３ アンカー部、３４、３５ 梁部材、
３６、３７ ストッパ孔、３８、３９ ストッパ片、４
０ 可動電極、４０ａ 第２のブロック、４１、４２
可動電極組立、５０ 固定電極、５０ａ 第１のブロッ
ク、５１、５２ 固定電極組立、５３ 第１電極群、５
４ 第２電極群、６０ 電極パッド群、６１、６２
固定電極パッド、６３ 可動電極パッド、６４ シール
ド電極パッド、６５ ＧＮＤ電極パッド、６６ アクチ
ュエーション電極パッド、７０ シリコンキャップ、７
１ 空間、１００ 加速度検出器、１０１、１０２ 可
動電極（共通電極）、１０３、１０４ 固定電極。
Claims (7)
- 【請求項１】 基板表面上に互いに平行に並んでいる複
数の第１棒状パターンを有する固定電極と、前記複数の
各第１棒状パターンのそれぞれと所定距離を隔てて対向
するようにして前記基板表面上に互いに平行に並んでい
る複数の第２棒状パターンを有する可動電極と、前記基
板表面上に配置され前記可動電極に結合されて前記可動
電極とともに変位可能な質量部材とを備え、前記質量部
材は前記基板表面上に設けられたポリイミド薄材及びこ
のポリイミド薄材の前記基板表面とほぼ平行な一対の主
表面上にそれぞれ設けられた窒化シリコン膜を有するこ
とを特徴とする加速度センサ。 - 【請求項２】 前記ポリイミド薄材の前記基板表面とほ
ぼ平行な一対の主表面上には、それぞれ前記窒化シリコ
ン膜が形成されるとともに、この各窒化シリコン膜が金
属膜でカバーされており、また前記ポリイミド薄材の前
記一対の主表面を結ぶ端面が金属膜でカバーされている
ことを特徴とする請求項１記載の加速度センサ。 - 【請求項３】 基板表面上に互いに平行に並んでいる複
数の第１棒状パターンを有する固定電極と、前記複数の
各第１棒状パターンのそれぞれと所定距離を隔てて対向
するようにして前記基板表面上に互いに平行に並んでい
る複数の第２棒状パターンを有する可動電極と、前記基
板表面上に配置され前記可動電極に結合されて前記可動
電極とともに変位可能な質量部材とを備え、前記質量部
材は前記基板表面上に設けられたポリイミド薄材を有
し、このポリイミド薄材の前記基板表面とほぼ平行な一
対の主表面と、この一対の主表面を結ぶ端面とが、それ
ぞれ金属膜でカバーされていることを特徴とする加速度
センサ。 - 【請求項４】 前記金属膜として、タングステン（Ｗ）
またはチタンナイトライド（ＴｉＮ）を用いたことを特
徴とする請求項３記載の加速度センサ。 - 【請求項５】 基板表面上に互いに平行に並んでいる複
数の第１棒状パターンを有する固定電極と、前記複数の
各第１棒状パターンのそれぞれと所定距離を隔てて対向
するようにして前記基板表面上に互いに平行に並んでい
る複数の第２棒状パターンを有する可動電極と、前記基
板表面上に配置され前記可動電極に結合されて前記可動
電極とともに変位可能な質量部材とを備えた加速度セン
サの製造方法であって、 前記基板表面にプラズマＣＶＤ法により酸化シリコン膜
を形成する工程、 前記酸化シリコン膜上に第１レジストを塗布し、写真製
版により前記第１レジストをパターニングする工程、 前記第１レジストをマスクとして前記酸化シリコン膜の
所定部分をエッチングにより除去する工程、 前記基板上にプラズマＣＶＤ法により第１の窒化シリコ
ン膜を形成する工程、 前記第１の窒化シリコン膜上にポリイミド膜を塗布し、
３００℃〜３７０℃で硬化させてポリイミド薄材を形成
する工程、 前記ポリイミド薄材上にプラズマＣＶＤ法により第２の
窒化シリコン膜を形成する工程、 前記第２の窒化シリコン膜上に第２レジストを塗布し、
写真製版により前記第２レジストをパターニングする工
程、 前記第２レジストをマスクとして前記第２の窒化シリコ
ン膜、前記ポリイミド薄材、及び前記第１の窒化シリコ
ン膜を順次エッチングし、前記所定部分上に互いに平行
な前記複数の第１棒状パターンを有する第１のブロッ
ク、及び前記複数の第１棒状パターンのそれぞれと対向
する複数の第２棒状パターンとこれに結合された質量ブ
ロックとを有する第２のブロックを前記基板上に形成す
る工程、 前記酸化シリコン膜をエッチングにより除去し、前記第
２のブロックを前記基板から分離して前記質量部材を形
成する工程、 前記第１のブロックの前記基板表面とほぼ平行な主表面
とその端面に金属膜をコーティングして前記固定電極を
形成し、また前記第２のブロックの前記基板表面とほぼ
平行な一対の主表面とそれらを結ぶ端面とに同じ金属膜
をコーティングして、前記可動電極と前記質量部材を形
成する工程を備えたことを特徴とする加速度センサの製
造方法。 - 【請求項６】 基板表面上に互いに平行に並んでいる複
数の第１棒状パターンを有する固定電極と、前記複数の
各第１棒状パターンのそれぞれと所定距離を隔てて対向
するようにして前記基板表面上に互いに平行に並んでい
る複数の第２棒状パターンを有する可動電極と、前記基
板表面上に配置され前記可動電極に結合されて前記可動
電極とともに変位可能な質量部材とを備えた加速度セン
サの製造方法であって、 前記基板表面にプラズマＣＶＤ法により酸化シリコン膜
を形成する工程、 前記酸化シリコン膜上に第１レジストを塗布し、写真製
版により前記第１レジストをパターニングする工程、 前記第１レジストをマスクとして前記酸化シリコン膜の
所定部分をエッチングにより除去する工程、 前記基板上にポリイミド膜を塗布し、３００℃〜３７０
℃で硬化させてポリイミド薄材を形成する工程、 前記ポリイミド薄材上に第２レジストを塗布し、写真製
版により前記第２レジストをパターニングする工程、 前記第２レジストをマスクとして前記ポリイミド薄材を
エッチングし、前記所定部分上に互いに平行な前記複数
の第１棒状パターンを有する第１のブロック、及び前記
複数の第１棒状パターンのそれぞれと対向する複数の第
２棒状パターンとこれに結合された質量ブロックとを有
する第２のブロックを前記基板上に形成する工程、 前記酸化シリコン膜をエッチングにより除去し、前記第
２のブロックを前記基板から分離して前記質量部材を形
成する工程、 前記第１のブロックの前記基板表面とほぼ平行な主表面
とその端面に金属膜をコーティングして前記固定電極を
形成し、また前記第２のブロックの前記基板表面とほぼ
平行な一対の主表面とそれらを結ぶ端面とに同じ金属膜
をコーティングして前記可動電極と前記質量部材を形成
する工程を備えたことを特徴とする加速度センサの製造
方法。 - 【請求項７】 前記金属膜として、タングステン（Ｗ）
またはチタンナイトライド（ＴｉＮ）を用い、それらの
金属膜はＣＶＤ法またはスパッタ法にて形成されること
を特徴とする請求項６記載の加速度センサの製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001167337A JP2002357619A (ja) | 2001-06-01 | 2001-06-01 | 加速度センサ及びその製造方法 |
| TW090126457A TW512231B (en) | 2001-06-01 | 2001-10-25 | Acceleration sensor and method for preparing the same |
| US09/985,370 US6568269B2 (en) | 2001-06-01 | 2001-11-02 | Acceleration sensor and manufacturing method thereof |
| KR1020020007334A KR100566045B1 (ko) | 2001-06-01 | 2002-02-08 | 가속도 센서 및 그의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001167337A JP2002357619A (ja) | 2001-06-01 | 2001-06-01 | 加速度センサ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002357619A true JP2002357619A (ja) | 2002-12-13 |
Family
ID=19009736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001167337A Pending JP2002357619A (ja) | 2001-06-01 | 2001-06-01 | 加速度センサ及びその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6568269B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002357619A (ja) |
| KR (1) | KR100566045B1 (ja) |
| TW (1) | TW512231B (ja) |
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| JPWO2008143191A1 (ja) * | 2007-05-17 | 2010-08-05 | ローム株式会社 | Ｍｅｍｓセンサおよびその製造方法 |
| JP2017126627A (ja) * | 2016-01-13 | 2017-07-20 | セイコーエプソン株式会社 | 電子デバイス、電子デバイスの製造方法、電子機器、および移動体 |
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| JP4455831B2 (ja) * | 2003-03-28 | 2010-04-21 | 株式会社デンソー | 加速度センサの製造方法 |
| US20060006484A1 (en) * | 2004-07-06 | 2006-01-12 | Dilan Seneviratne | Functional material for micro-mechanical systems |
| US6968744B1 (en) * | 2004-10-18 | 2005-11-29 | Silverbrook Research Pty Ltd | Capacitative pressure sensor with close electrodes |
| JP5148139B2 (ja) * | 2007-03-12 | 2013-02-20 | パナソニック株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
| CN102538834B (zh) * | 2008-05-27 | 2015-01-14 | 原相科技股份有限公司 | 同平面传感器与制作方法 |
| JP5750867B2 (ja) * | 2010-11-04 | 2015-07-22 | セイコーエプソン株式会社 | 機能素子、機能素子の製造方法、物理量センサーおよび電子機器 |
| US20120146452A1 (en) * | 2010-12-10 | 2012-06-14 | Miradia, Inc. | Microelectromechanical system device and semi-manufacture and manufacturing method thereof |
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| DE102013007593B4 (de) * | 2013-05-02 | 2022-12-29 | Northrop Grumman Litef Gmbh | Beschleunigungssensor sowie verfahren zur herstellung eines beschleunigungssensors |
Family Cites Families (6)
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|---|---|---|---|---|
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| EP0660119B1 (en) * | 1993-12-27 | 2003-04-02 | Hitachi, Ltd. | Acceleration sensor |
| JPH0888457A (ja) | 1994-09-20 | 1996-04-02 | Olympus Optical Co Ltd | 配線板の製造方法及び半導体装置 |
| FR2732467B1 (fr) * | 1995-02-10 | 1999-09-17 | Bosch Gmbh Robert | Capteur d'acceleration et procede de fabrication d'un tel capteur |
| JPH1019924A (ja) | 1996-07-05 | 1998-01-23 | Murata Mfg Co Ltd | 小型電子部品 |
| US6430999B2 (en) * | 2000-03-30 | 2002-08-13 | Denso Corporation | Semiconductor physical quantity sensor including frame-shaped beam surrounded by groove |
-
2001
- 2001-06-01 JP JP2001167337A patent/JP2002357619A/ja active Pending
- 2001-10-25 TW TW090126457A patent/TW512231B/zh active
- 2001-11-02 US US09/985,370 patent/US6568269B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-02-08 KR KR1020020007334A patent/KR100566045B1/ko not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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