JP2004028912A - 静電容量型加速度センサおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】製造が容易で且つ高感度化が容易な静電容量型加速度センサおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】重り部２１と、支持基板１の一表面側に固着され重り部２１を規定方向に変位可能とするばね部２２を介して重り部２１を支持する一組の支持部２３，２３と、重り部２１の両側において支持基板１の上記一表面側に固着され上記規定方向が厚さ方向となるように列設された複数の薄板状の固定電極２４ｂを有する櫛形状の固定電極部２４と、隣り合う固定電極２４ｂ，２４ｂ間の櫛溝２４ｃに１つずつ入り込み上記規定方向へ変位可能となるように重り部２１に設けられた複数の薄板状の可動電極２１ａとを備える。重り部２１、ばね部２２、支持部２３、固定電極２４ｂ、固定電極部２４、可動電極２１ａは、支持基板１に固着した単結晶のシリコン基板をエッチング加工することにより形成する。
【選択図】 図１
【解決手段】重り部２１と、支持基板１の一表面側に固着され重り部２１を規定方向に変位可能とするばね部２２を介して重り部２１を支持する一組の支持部２３，２３と、重り部２１の両側において支持基板１の上記一表面側に固着され上記規定方向が厚さ方向となるように列設された複数の薄板状の固定電極２４ｂを有する櫛形状の固定電極部２４と、隣り合う固定電極２４ｂ，２４ｂ間の櫛溝２４ｃに１つずつ入り込み上記規定方向へ変位可能となるように重り部２１に設けられた複数の薄板状の可動電極２１ａとを備える。重り部２１、ばね部２２、支持部２３、固定電極２４ｂ、固定電極部２４、可動電極２１ａは、支持基板１に固着した単結晶のシリコン基板をエッチング加工することにより形成する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電容量型加速度センサおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、静電容量型加速度センサの一例として、特開平５−１４２２５２号公報に開示されたものが知られている。この公報に記載の静電容量型加速度センサは、図５に示すように、可動電極となる重り部３２を薄肉の撓み部３３を介して支持する枠状の支持枠３１と、周部が支持枠３１の上面側に固着されたガラス基板４と、ガラス基板４における重り部３２との対向面に形成された固定電極４１と、周部が支持枠３１の下面側に固着されたガラス基板５と、ガラス基板５における重り部３２との対向面に形成された固定電極５１とを備え、図５における上下方向への重り部３２の変位を静電容量値の変化として検出するものである。
【０００３】
ここにおいて、重り部３２と撓み部３３と支持枠３１とはシリコン基板をエッチング加工することによって形成されている。すなわち、重り部３２と支持枠３１との間に形成されるスリット３４および撓み部３３は、シリコン基板におけるスリット３４および撓み部３３それぞれの形成予定領域をシリコン基板の表裏両側からＫＯＨなどのアルカリ系溶液によるエッチング速度の結晶方位依存性を利用した異方性エッチングを行うことによって形成されている。
【０００４】
しかしながら、図５に示した静電容量型加速度センサでは、シリコン基板を表裏両側からエッチング速度の結晶方位依存性を利用した異方性エッチングを行う必要があり、しかも２枚のガラス基板を支持枠に陽極接合などにより固着する必要があるので、製造工程が複雑になるという不具合やチップサイズの小型化が難しいという不具合があった。
【０００５】
これに対して、特開平８−１７８９５４号公報には、図５に示した静電容量型加速度センサに比べて製造が容易でセンサチップの厚さ寸法を小さくできる静電容量型加速度センサが提案されている。この公報に記載の静電容量型加速度センサは、図６に示すように、シリコン基板からなる支持基板１’の一表面側に設けられたビーム６と、支持基板１’の上記一表面側に固定された固定電極７と、ビーム６から延長され固定電極７に対向する可動電極６１とを備えている。ここにおいて、ビーム６、可動電極６１、および固定電極７は、支持基板１’上に堆積させたポリシリコン薄膜をエッチング加工することによりそれぞれ上記ポリシリコン薄膜の一部により形成されている。なお、この公報には、支持基板１’上に静電容量検出用の回路を一体化することも記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図６に示した静電容量型加速度センサは、固定電極７と可動電極６１との対向面積が上記ポリシリコン薄膜の膜厚によって制限されるので、電極形状を櫛形状にするなどの工夫を施しても加速度に対する静電容量値の変化量が小さく、感度が低いという不具合があった。
【０００７】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、製造が容易で且つ高感度化が容易な静電容量型加速度センサおよびその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、支持基板と、支持基板の一表面側において支持基板から離間して配置された重り部と、支持基板の前記一表面側に固着され前記一表面に沿って重り部を規定方向に変位可能とするばね部を介して重り部を支持する少なくとも一組の支持部と、重り部の側方において支持基板の前記一表面側に固着され前記規定方向が厚さ方向となるように列設された複数の薄板状の固定電極を有する櫛形状の固定電極部と、隣り合う固定電極間の櫛溝に１つずつ入り込み前記規定方向へ変位可能となるように重り部に設けられた複数の薄板状の可動電極とを備え、加速度を前記規定方向への重り部の変位に応じた固定電極と可動電極との間の静電容量値の変化として検出する静電容量型加速度センサであって、支持基板の一表面側に固着した半導体基板に対して表面に直交する方向に貫通させる垂直エッチングを利用して前記重り部、前記ばね部、前記固定電極、前記固定電極部、および前記可動電極が形成されてなることを特徴とするものであり、半導体基板に対して表面に直交する方向に貫通させる垂直エッチングを利用して前記重り部、前記ばね部、前記固定電極、前記固定電極部、および前記可動電極が形成されているから、製造が容易であり、前記固定電極と前記可動電極との対向面積を従来のポリシリコン薄膜をエッチングして形成したものに比べて十分に大きくすることができ、高感度化を図ることができる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記支持基板がガラス基板からなり、前記半導体基板がシリコン基板からなるので、前記重り部、前記ばね部、前記固定電極、前記固定電極部、および前記可動電極が単結晶シリコンにより形成され、ポリシリコンにより形成する場合に比べて安定した物性が得られ特性が安定する。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記シリコン基板の厚さが５０μｍ〜１５０μｍであることを特徴とし、実施態様である。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３の発明において、前記固定電極部が前記重り部の両側に設けられるとともに、前記重り部の両側において前記可動電極が前記規定方向へ列設され、前記重り部の一側に設けられた前記可動電極と他側に設けられた前記可動電極とは前記固定電極間に形成された櫛溝の中心線から互いに異なる向きにずれて配置されるので、前記規定方向に加速度が作用したときに前記重り部の両側で前記可動電極と前記固定電極との間の静電容量値の変化が異なることとなるから、加速度の向きを検出することが可能となる。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４の発明において、前記半導体基板における前記支持基板との対向面に前記重り部および前記ばね部および前記可動電極を前記支持基板から離間させる凹部が形成されているので、前記支持基板に特別な加工を施すことなく前記重り部および前記ばね部および前記可動電極を前記支持基板から離間させることができる。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項１ないし請求項４の発明において、前記支持基板の前記一表面に前記重り部および前記ばね部および前記可動電極を前記支持基板から離間させる凹部が形成されているので、請求項５の発明に比べて前記固定電極と前記可動電極との対向面積を大きくすることができるとともに前記重り部の重量を大きくすることができ、より一層の高感度化を図ることができる。
【００１４】
請求項７の発明は、請求項５記載の静電容量型加速度センサの製造方法であって、前記半導体基板において前記支持基板との対向面となる面に前記凹部を形成した後、前記支持基板と前記半導体基板とを固着し、その後、前記半導体基板に対して表面に直交する方向に貫通させる垂直エッチングを利用して前記重り部、前記ばね部、前記固定電極、前記固定電極部、および前記可動電極を形成することを特徴とし、製造が容易で且つ高感度化が可能な容量型加速度センサを提供することができる。
【００１５】
請求項８の発明は、請求項６記載の静電容量型加速度センサの製造方法であって、前記一表面にサンドブラスト加工により前記凹部を形成した前記支持基板と前記半導体基板とを固着し、その後、前記半導体基板に対して表面に直交する方向に貫通させる垂直エッチングを利用して前記重り部、前記ばね部、前記固定電極、前記固定電極部、および前記可動電極を形成することを特徴とし、前記半導体基板を表面側から裏面側へ貫通するように垂直エッチングを行うことによって前記重り部、前記ばね部、前記固定電極、前記固定電極部、および前記可動電極を形成することができ、製造が容易で且つ高感度化が可能な容量型加速度センサを提供することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
本実施形態の静電容量型加速度センサは、図１に示すように、ガラス基板よりなる支持基板１の一表面（図１（ｂ）の上面）側に支持基板１から離間して配置された重り部２１と、支持基板１の上記一表面側に固着され上記一表面に沿って重り部２１を規定方向（図１（ａ）における左右方向）に変位可能とするばね部２２を介して重り部２１を支持する一組の支持部２３，２３と、重り部２１の両側において支持基板１の上記一表面側に固着され上記規定方向が厚さ方向となるように列設された複数の薄板状の固定電極２４ｂを有する櫛形状の固定電極部２４と、隣り合う固定電極２４ｂ，２４ｂ間の櫛溝２４ｃに１つずつ入り込み上記規定方向へ変位可能となるように重り部２１に設けられた複数の薄板状の可動電極２１ａとを備えている。すなわち、重り部２１の両側では、上記規定方向に沿って固定電極２４ｂと可動電極２１ａとが交互に並んでおり、上記規定方向において隣り合う固定電極２４ｂ，２４ｂ間の櫛溝２４ｃに１つの可動電極２１ａが入り込み且つ上記規定方向において隣り合う可動電極２１ａ，２１ａ間の櫛溝２１ｂに１つの固定電極２４ｂが入り込んでいる。
【００１７】
なお、支持基板１の上記一表面側に設けられた重り部２１、ばね部２２、支持部２３、固定電極２４ｂ、固定電極部２４、可動電極２１ａは、後述するように、単結晶のシリコン基板２０（図３（ａ）参照）をエッチング加工することによりシリコン基板２０の一部により形成されている。
【００１８】
重り部２１は、図１（ａ）の左右方向を上記規定方向として同図における重り部２１の中心Ｏから矢印の向きに変位可能であり、一組の支持部２３，２３は図１（ａ）における重り部２１の左右両側に形成されている。ただし、支持部２３，２３は図１（ａ）の上下方向における形成位置をずらしてある。また、各支持部２３，２３の表面側にはパッド２６，２６が形成されている。なお、図１（ａ）における重り部２１の左側の支持部２３に形成されたパッド２６は図示しない拡散層配線を介して図１（ａ）における重り部２１の上側の各可動電極２１ａに電気的に接続され、図１（ａ）における重り部２１の右側の支持部２３に形成されたパッド２６は図示しない拡散層配線を介して図１（ａ）における重り部２１の下側の各可動電極２１ａに電気的に接続されている。
【００１９】
各ばね部２２は、平面形状がつづら折れ状に形成されており、図１（ａ）における右側のばね部２２は一端部が重り部２１の右上の角部に連続一体に連結され、他端部が重り部２１の右側の支持部２３に連続一体に連結されている。同様に、図１（ａ）における左側のばね部２２は一端部が重り部２１の左下の角部に連続一体に連結され、他端部が重り部２１の左側の支持部２３に連続一体に連結されている。
【００２０】
また、固定電極部２４は、上記規定方向に列設された複数の固定電極２４ｂと、上記規定方向に延長され複数の固定電極２４ｂを連結する連結部２４ａとで櫛形状の平面形状に形成されており、連結部２４ａの延長方向の一端部から側方へ延設された固定極部２４ｄの表面側にパッド２６が形成されている。ここに、図１（ａ）における右側の固定極部２４ｄに形成されたパッド２６は図示しない拡散層配線を介して図１（ａ）における重り部２１の下側の各固定電極２４ｂと電気的に接続され、図１（ａ）における左側の固定極部２４ｄに形成されたパッド２６は図示しない拡散層配線を介して図１（ａ）における重り部２１の上側の各固定電極２４ｂと電気的に接続されている。なお、固定極部２４ｄは支持部２３の近傍まで延設されている。
【００２１】
ところで、本実施形態の静電容量型加速度センサにおいても、従来同様、加速度を規定方向への重り部２１の変位に応じた固定電極２４ｂと可動電極２１ａとの間の静電容量値の変化として検出することができる。ただし、本実施形態では、図１（ａ）において重り部２１の上側に設けられた可動電極２１ａと下側に設けられた可動電極２１ａとが、それぞれ図２（ａ），（ｂ）に示すように固定電極２４ｂ，２４ｂ間に形成された櫛溝２４ｃの中心線Ｍから互いに異なる向きにずれて配置されているので、上記規定方向に加速度が作用したときに重り部２１の両側で可動電極２１ａと固定電極２４ｂとの間の静電容量値の変化が異なることとなるから、加速度の向きを検出することが可能となる。
【００２２】
ところで、上述の重り部２１、ばね部２２、支持部２３、固定電極部２４、固定電極２４ａ、固定極部２４ｄ、可動電極２１は、支持基板１に陽極接合により接合したｎ形の単結晶のシリコン基板２０（図３（ａ）参照）をエッチング加工することによって形成されており、図１（ｂ）の上下方向における支持部２３および固定電極２４の寸法は上記シリコン基板２０の厚さ寸法ｔと同じであり、同方向における重り部２１およびばね部２２および可動電極２１ａの寸法は上記シリコン基板２０の厚さ寸法よりもやや小さくなっている。したがて、重り部２１と支持基板１との間、ばね部２２と支持基板１との間、および可動電極２１ａと支持基板１との間には隙間が形成されており、重り部２１およびばね部２２および可動電極２１ａが支持基板１から浮いている。
【００２３】
以下、製造方法について図３を参照しながら説明するが、図３（ａ）〜（ｄ）それぞれにおいて一点鎖線よりも左側の図は概略断面図、右側の図は概略平面図である。
【００２４】
まず、ｎ形のシリコン基板２０の主表面および裏面にシリコン酸化膜を熱酸化などにより形成し、シリコン基板２０の裏面に凹部２０ａを形成するためにシリコン基板２０の裏面のシリコン酸化膜をフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を利用してパターニングした後、このパターニングされたシリコン酸化膜をマスクとしてシリコン基板２０を裏面から所定深さまでエッチングし、シリコン基板２０の主表面および裏面のシリコン酸化膜をエッチング除去することによって図３（ａ）に示すような構造が得られる。なお、所定深さは支持基板１と重り部２１との間の距離に設定してある。
【００２５】
次に、シリコン基板２０の主表面および裏面にシリコン酸化膜を再び形成し、シリコン基板２０の主表面および裏面に上記拡散層配線を形成するために各シリコン酸化膜をパターニングした後、このパターニングされたシリコン酸化膜をマスクとしてｐ形不純物をプレデポジションしてから、ドライブインを行い、シリコン酸化膜を除去する。その後、シリコン基板２０の主表面上にパッド２６を形成するためにアルミニウム膜のような低抵抗の金属膜を例えば蒸着法によって形成し、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術などを利用して金属膜をパターニングすることによって金属膜の一部からなるパッド２６を形成することにより、図３（ｂ）に示す構造が得られる。
【００２６】
その後、ガラス基板よりなる支持基板１とシリコン基板２０とを陽極接合することによって図３（ｃ）に示す構造が得られる。
【００２７】
次に、シリコン基板２０の主表面側にフォトレジスト層を塗布形成し、このフォトレジスト層を重り部２１、ばね部２２、支持部２３、固定電極２４ｂ、固定電極部２４、可動電極２１ａなどを形成するためにパターニングした後、シリコン基板２０に対して主表面に直交する方向に貫通させる垂直エッチングを行うことによって図３（ｄ）に示す構造が得られる。ここに誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）を利用したエッチング装置を用いてエッチングを行うことによってシリコン基板２０の厚み方向に垂直エッチングを行うことができる。なお、上記シリコン基板２０の厚さ寸法ｔは、固定電極２４ｂと可動電極２１ａとの対向面積を大きくするという点およびウェハのハンドリングの点から見れば大きい方が望ましいが、上記垂直エッチングに用いるエッチング装置の観点から見れば薄い方が望ましく、５０μｍ〜１５０μｍに設定してある。
【００２８】
ここまでの工程はウェハの状態で行われるので、以後、ダイシングを行えばよい。
【００２９】
しかして、本実施形態の静電容量型加速度センサでは、支持基板１の一表面側に固着した半導体基板２０に対して主表面に直交する方向に貫通させる垂直エッチングを行うことにより重り部２１、ばね部２２、固定電極２４ｂ、固定電極部２４、および可動電極２１ａが形成されているので、製造が容易であり、固定電極２４ｂと可動電極２１ａとの対向面積を従来のポリシリコン薄膜をエッチングして形成したものに比べて十分に大きくすることができ、高感度化を図ることができる。また、重り部２１、ばね部２２、固定電極２４ｂ、固定電極部２４、および可動電極２１ａが単結晶シリコンにより形成されるので、ポリシリコンにより形成する場合に比べて安定した物性が得られ特性が安定する。
【００３０】
（実施形態２）
本実施形態の静電容量型加速度センサの基本構成は実施形態１と略同じであり、図４（ｄ）に示すように、ガラス基板よりなる支持基板１の上記一表面に重り部２１およびばね部２２および可動電極２１ａを支持基板１から離間させる凹部２ａを形成することで、重り部２１およびばね部２２および可動電極２１ａを支持基板１から浮かせている点が相違する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３１】
したがって、本実施形態では、実施形態１のようにシリコン基板２０を裏面からエッチングすることで凹部２０ａを形成する工程の代わりに、支持基板１の上記一表面に凹部２ａを形成する工程を行うことになる。
【００３２】
以下、製造方法について図４を参照しながら説明するが、図４（ａ）〜（ｄ）それぞれにおいて一点鎖線よりも左側の図は概略断面図、右側の図は概略平面図である。
【００３３】
まず、支持基板１の上記一表面にサンドブラスト加工などによって凹部２０ａを形成することにより、図４（ａ）に示す構造が得られる。その後、シリコン基板２０の主表面および裏面にシリコン酸化膜を形成し、シリコン基板２０の主表面および裏面に上記拡散層配線を形成するために各シリコン酸化膜をパターニングした後、このパターニングされたシリコン酸化膜をマスクとしてｐ形不純物をプレデポジションしてから、ドライブインを行い、シリコン酸化膜を除去する。その後、シリコン基板２０の主表面上にパッド２６を形成するためにアルミニウム膜のような低抵抗の金属膜を例えば蒸着法によって形成し、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術などを利用して金属膜をパターニングすることによって金属膜の一部からなるパッド２６を形成することにより、図４（ｂ）に示す構造が得られる。
【００３４】
その後、支持基板１とシリコン基板２０とを陽極接合することによって図３（ｃ）に示す構造が得られる。
【００３５】
次に、シリコン基板２０の主表面側にフォトレジスト層を塗布形成し、このフォトレジスト層を重り部２１、ばね部２２、支持部２３、固定電極２４ｂ、固定電極部２４、可動電極２１ａなどを形成するためにパターニングした後、シリコン基板２０の厚み方向に貫通するように主表面に直交する方向に掘り下げるエッチングを行うことによって図４（ｄ）に示す構造が得られる。ここに誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）を利用したエッチング装置を用いてエッチングを行うことによってシリコン基板２０の厚み方向に垂直エッチングを行うことができる。なお、ここまでの工程はウェハの状態で行われるので、以後、ダイシングを行えばよい。また、以上説明した製造方法では、支持基板１に凹部２ａを形成した後、シリコン基板２０に拡散層配線を形成したが、支持基板１に凹部２ａを形成する工程は支持基板１とシリコン基板２０とを接合する工程の前までに行えばよく、例えばシリコン基板２０に拡散層配線を形成した後に行ってもよい。
【００３６】
しかして、本実施形態の静電容量型加速度センサでは、支持基板１の一表面側に固着した半導体基板２０を半導体基板２０の表面に直交する方向に垂直に掘り下げる垂直エッチングを利用して重り部２１、ばね部２２、固定電極２４ｂ、固定電極部２４、および可動電極２１ａが形成されているので、製造が容易であり、固定電極２４ｂと可動電極２１ａとの対向面積を従来のポリシリコン薄膜をエッチングして形成したものに比べて十分に大きくすることができ、高感度化を図ることができる。また、本実施形態では、実施形態１のようにシリコン基板２０に凹部２０ａを形成することなしに重り部２１およびばね部２２および可動電極２１ａを支持基板１から浮かせることができるので、実施形態１に比べて可動電極２１と固定電極２４ｂとの対向面積をさらに大きくすることができるとともに重り部２１の重量を大きくすることができ、より一層の高感度化を図ることができる。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１の発明は、支持基板と、支持基板の一表面側において支持基板から離間して配置された重り部と、支持基板の前記一表面側に固着され前記一表面に沿って重り部を規定方向に変位可能とするばね部を介して重り部を支持する少なくとも一組の支持部と、重り部の側方において支持基板の前記一表面側に固着され前記規定方向が厚さ方向となるように列設された複数の薄板状の固定電極を有する櫛形状の固定電極部と、隣り合う固定電極間の櫛溝に１つずつ入り込み前記規定方向へ変位可能となるように重り部に設けられた複数の薄板状の可動電極とを備え、加速度を前記規定方向への重り部の変位に応じた固定電極と可動電極との間の静電容量値の変化として検出する静電容量型加速度センサであって、支持基板の一表面側に固着した半導体基板に対して表面に直交する方向に貫通させる垂直エッチングを利用して前記重り部、前記ばね部、前記固定電極、前記固定電極部、および前記可動電極が形成されてなるものであり、半導体基板に対して表面に直交する方向に貫通させる垂直エッチングを利用して前記重り部、前記ばね部、前記固定電極、前記固定電極部、および前記可動電極が形成されているから、製造が容易であり、前記固定電極と前記可動電極との対向面積を従来のポリシリコン薄膜をエッチングして形成したものに比べて十分に大きくすることができ、高感度化を図ることができるという効果がある。
【００３８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記支持基板がガラス基板からなり、前記半導体基板がシリコン基板からなるので、前記重り部、前記ばね部、前記固定電極、前記固定電極部、および前記可動電極が単結晶シリコンにより形成され、ポリシリコンにより形成する場合に比べて安定した物性が得られ特性が安定するという効果がある。
【００３９】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３の発明において、前記固定電極部が前記重り部の両側に設けられるとともに、前記重り部の両側において前記可動電極が前記規定方向へ列設され、前記重り部の一側に設けられた前記可動電極と他側に設けられた前記可動電極とは前記固定電極間に形成された櫛溝の中心線から互いに異なる向きにずれて配置されるので、前記規定方向に加速度が作用したときに前記重り部の両側で前記可動電極と前記固定電極との間の静電容量値の変化が異なることとなるから、加速度の向きを検出することが可能となるという効果がある。
【００４０】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４の発明において、前記半導体基板における前記支持基板との対向面に前記重り部および前記ばね部および前記可動電極を前記支持基板から離間させる凹部が形成されているので、前記支持基板に特別な加工を施すことなく前記重り部および前記ばね部および前記可動電極を前記支持基板から離間させることができるという効果がある。
【００４１】
請求項６の発明は、請求項１ないし請求項４の発明において、前記支持基板の前記一表面に前記重り部および前記ばね部および前記可動電極を前記支持基板から離間させる凹部が形成されているので、請求項５の発明に比べて前記固定電極と前記可動電極との対向面積を大きくすることができるとともに前記重り部の重量を大きくすることができ、より一層の高感度化を図ることができるという効果がある。
【００４２】
請求項７の発明は、請求項５記載の静電容量型加速度センサの製造方法であって、前記半導体基板において前記支持基板との対向面となる面に前記凹部を形成した後、前記支持基板と前記半導体基板とを固着し、その後、前記半導体基板に対して表面に直交する方向に貫通させる垂直エッチングを利用して前記重り部、前記ばね部、前記固定電極、前記固定電極部、および前記可動電極を形成するので、製造が容易で且つ高感度化が可能な容量型加速度センサを提供することができるという効果がある。
【００４３】
請求項８の発明は、請求項６記載の静電容量型加速度センサの製造方法であって、前記一表面にサンドブラスト加工により前記凹部を形成した前記支持基板と前記半導体基板とを固着し、その後、前記半導体基板に対して表面に直交する方向に貫通させる垂直エッチングを利用して前記重り部、前記ばね部、前記固定電極、前記固定電極部、および前記可動電極を形成するので、前記半導体基板を表面側から裏面側へ貫通するように垂直エッチングを行うことによって前記重り部、前記ばね部、前記固定電極、前記固定電極部、および前記可動電極を形成することができ、製造が容易で且つ高感度化が可能な容量型加速度センサを提供することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略断面図である。
【図２】同上を示し、（ａ）は図１における要部Ａの拡大図、（ｂ）は図１における要部Ｂの拡大図である。
【図３】同上の製造方法の説明図である。
【図４】実施形態２の製造方法の説明図である。
【図５】従来例を示す概略断面図である。
【図６】他の従来例を示す概略平面図である。
【符号の説明】
１ 支持基板
２１ 重り部
２１ａ 可動電極
２２ ばね部
２３ 支持部
２４ 固定電極部
２４ｂ 固定電極
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電容量型加速度センサおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、静電容量型加速度センサの一例として、特開平５−１４２２５２号公報に開示されたものが知られている。この公報に記載の静電容量型加速度センサは、図５に示すように、可動電極となる重り部３２を薄肉の撓み部３３を介して支持する枠状の支持枠３１と、周部が支持枠３１の上面側に固着されたガラス基板４と、ガラス基板４における重り部３２との対向面に形成された固定電極４１と、周部が支持枠３１の下面側に固着されたガラス基板５と、ガラス基板５における重り部３２との対向面に形成された固定電極５１とを備え、図５における上下方向への重り部３２の変位を静電容量値の変化として検出するものである。
【０００３】
ここにおいて、重り部３２と撓み部３３と支持枠３１とはシリコン基板をエッチング加工することによって形成されている。すなわち、重り部３２と支持枠３１との間に形成されるスリット３４および撓み部３３は、シリコン基板におけるスリット３４および撓み部３３それぞれの形成予定領域をシリコン基板の表裏両側からＫＯＨなどのアルカリ系溶液によるエッチング速度の結晶方位依存性を利用した異方性エッチングを行うことによって形成されている。
【０００４】
しかしながら、図５に示した静電容量型加速度センサでは、シリコン基板を表裏両側からエッチング速度の結晶方位依存性を利用した異方性エッチングを行う必要があり、しかも２枚のガラス基板を支持枠に陽極接合などにより固着する必要があるので、製造工程が複雑になるという不具合やチップサイズの小型化が難しいという不具合があった。
【０００５】
これに対して、特開平８−１７８９５４号公報には、図５に示した静電容量型加速度センサに比べて製造が容易でセンサチップの厚さ寸法を小さくできる静電容量型加速度センサが提案されている。この公報に記載の静電容量型加速度センサは、図６に示すように、シリコン基板からなる支持基板１’の一表面側に設けられたビーム６と、支持基板１’の上記一表面側に固定された固定電極７と、ビーム６から延長され固定電極７に対向する可動電極６１とを備えている。ここにおいて、ビーム６、可動電極６１、および固定電極７は、支持基板１’上に堆積させたポリシリコン薄膜をエッチング加工することによりそれぞれ上記ポリシリコン薄膜の一部により形成されている。なお、この公報には、支持基板１’上に静電容量検出用の回路を一体化することも記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図６に示した静電容量型加速度センサは、固定電極７と可動電極６１との対向面積が上記ポリシリコン薄膜の膜厚によって制限されるので、電極形状を櫛形状にするなどの工夫を施しても加速度に対する静電容量値の変化量が小さく、感度が低いという不具合があった。
【０００７】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、製造が容易で且つ高感度化が容易な静電容量型加速度センサおよびその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、支持基板と、支持基板の一表面側において支持基板から離間して配置された重り部と、支持基板の前記一表面側に固着され前記一表面に沿って重り部を規定方向に変位可能とするばね部を介して重り部を支持する少なくとも一組の支持部と、重り部の側方において支持基板の前記一表面側に固着され前記規定方向が厚さ方向となるように列設された複数の薄板状の固定電極を有する櫛形状の固定電極部と、隣り合う固定電極間の櫛溝に１つずつ入り込み前記規定方向へ変位可能となるように重り部に設けられた複数の薄板状の可動電極とを備え、加速度を前記規定方向への重り部の変位に応じた固定電極と可動電極との間の静電容量値の変化として検出する静電容量型加速度センサであって、支持基板の一表面側に固着した半導体基板に対して表面に直交する方向に貫通させる垂直エッチングを利用して前記重り部、前記ばね部、前記固定電極、前記固定電極部、および前記可動電極が形成されてなることを特徴とするものであり、半導体基板に対して表面に直交する方向に貫通させる垂直エッチングを利用して前記重り部、前記ばね部、前記固定電極、前記固定電極部、および前記可動電極が形成されているから、製造が容易であり、前記固定電極と前記可動電極との対向面積を従来のポリシリコン薄膜をエッチングして形成したものに比べて十分に大きくすることができ、高感度化を図ることができる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記支持基板がガラス基板からなり、前記半導体基板がシリコン基板からなるので、前記重り部、前記ばね部、前記固定電極、前記固定電極部、および前記可動電極が単結晶シリコンにより形成され、ポリシリコンにより形成する場合に比べて安定した物性が得られ特性が安定する。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記シリコン基板の厚さが５０μｍ〜１５０μｍであることを特徴とし、実施態様である。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３の発明において、前記固定電極部が前記重り部の両側に設けられるとともに、前記重り部の両側において前記可動電極が前記規定方向へ列設され、前記重り部の一側に設けられた前記可動電極と他側に設けられた前記可動電極とは前記固定電極間に形成された櫛溝の中心線から互いに異なる向きにずれて配置されるので、前記規定方向に加速度が作用したときに前記重り部の両側で前記可動電極と前記固定電極との間の静電容量値の変化が異なることとなるから、加速度の向きを検出することが可能となる。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４の発明において、前記半導体基板における前記支持基板との対向面に前記重り部および前記ばね部および前記可動電極を前記支持基板から離間させる凹部が形成されているので、前記支持基板に特別な加工を施すことなく前記重り部および前記ばね部および前記可動電極を前記支持基板から離間させることができる。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項１ないし請求項４の発明において、前記支持基板の前記一表面に前記重り部および前記ばね部および前記可動電極を前記支持基板から離間させる凹部が形成されているので、請求項５の発明に比べて前記固定電極と前記可動電極との対向面積を大きくすることができるとともに前記重り部の重量を大きくすることができ、より一層の高感度化を図ることができる。
【００１４】
請求項７の発明は、請求項５記載の静電容量型加速度センサの製造方法であって、前記半導体基板において前記支持基板との対向面となる面に前記凹部を形成した後、前記支持基板と前記半導体基板とを固着し、その後、前記半導体基板に対して表面に直交する方向に貫通させる垂直エッチングを利用して前記重り部、前記ばね部、前記固定電極、前記固定電極部、および前記可動電極を形成することを特徴とし、製造が容易で且つ高感度化が可能な容量型加速度センサを提供することができる。
【００１５】
請求項８の発明は、請求項６記載の静電容量型加速度センサの製造方法であって、前記一表面にサンドブラスト加工により前記凹部を形成した前記支持基板と前記半導体基板とを固着し、その後、前記半導体基板に対して表面に直交する方向に貫通させる垂直エッチングを利用して前記重り部、前記ばね部、前記固定電極、前記固定電極部、および前記可動電極を形成することを特徴とし、前記半導体基板を表面側から裏面側へ貫通するように垂直エッチングを行うことによって前記重り部、前記ばね部、前記固定電極、前記固定電極部、および前記可動電極を形成することができ、製造が容易で且つ高感度化が可能な容量型加速度センサを提供することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
本実施形態の静電容量型加速度センサは、図１に示すように、ガラス基板よりなる支持基板１の一表面（図１（ｂ）の上面）側に支持基板１から離間して配置された重り部２１と、支持基板１の上記一表面側に固着され上記一表面に沿って重り部２１を規定方向（図１（ａ）における左右方向）に変位可能とするばね部２２を介して重り部２１を支持する一組の支持部２３，２３と、重り部２１の両側において支持基板１の上記一表面側に固着され上記規定方向が厚さ方向となるように列設された複数の薄板状の固定電極２４ｂを有する櫛形状の固定電極部２４と、隣り合う固定電極２４ｂ，２４ｂ間の櫛溝２４ｃに１つずつ入り込み上記規定方向へ変位可能となるように重り部２１に設けられた複数の薄板状の可動電極２１ａとを備えている。すなわち、重り部２１の両側では、上記規定方向に沿って固定電極２４ｂと可動電極２１ａとが交互に並んでおり、上記規定方向において隣り合う固定電極２４ｂ，２４ｂ間の櫛溝２４ｃに１つの可動電極２１ａが入り込み且つ上記規定方向において隣り合う可動電極２１ａ，２１ａ間の櫛溝２１ｂに１つの固定電極２４ｂが入り込んでいる。
【００１７】
なお、支持基板１の上記一表面側に設けられた重り部２１、ばね部２２、支持部２３、固定電極２４ｂ、固定電極部２４、可動電極２１ａは、後述するように、単結晶のシリコン基板２０（図３（ａ）参照）をエッチング加工することによりシリコン基板２０の一部により形成されている。
【００１８】
重り部２１は、図１（ａ）の左右方向を上記規定方向として同図における重り部２１の中心Ｏから矢印の向きに変位可能であり、一組の支持部２３，２３は図１（ａ）における重り部２１の左右両側に形成されている。ただし、支持部２３，２３は図１（ａ）の上下方向における形成位置をずらしてある。また、各支持部２３，２３の表面側にはパッド２６，２６が形成されている。なお、図１（ａ）における重り部２１の左側の支持部２３に形成されたパッド２６は図示しない拡散層配線を介して図１（ａ）における重り部２１の上側の各可動電極２１ａに電気的に接続され、図１（ａ）における重り部２１の右側の支持部２３に形成されたパッド２６は図示しない拡散層配線を介して図１（ａ）における重り部２１の下側の各可動電極２１ａに電気的に接続されている。
【００１９】
各ばね部２２は、平面形状がつづら折れ状に形成されており、図１（ａ）における右側のばね部２２は一端部が重り部２１の右上の角部に連続一体に連結され、他端部が重り部２１の右側の支持部２３に連続一体に連結されている。同様に、図１（ａ）における左側のばね部２２は一端部が重り部２１の左下の角部に連続一体に連結され、他端部が重り部２１の左側の支持部２３に連続一体に連結されている。
【００２０】
また、固定電極部２４は、上記規定方向に列設された複数の固定電極２４ｂと、上記規定方向に延長され複数の固定電極２４ｂを連結する連結部２４ａとで櫛形状の平面形状に形成されており、連結部２４ａの延長方向の一端部から側方へ延設された固定極部２４ｄの表面側にパッド２６が形成されている。ここに、図１（ａ）における右側の固定極部２４ｄに形成されたパッド２６は図示しない拡散層配線を介して図１（ａ）における重り部２１の下側の各固定電極２４ｂと電気的に接続され、図１（ａ）における左側の固定極部２４ｄに形成されたパッド２６は図示しない拡散層配線を介して図１（ａ）における重り部２１の上側の各固定電極２４ｂと電気的に接続されている。なお、固定極部２４ｄは支持部２３の近傍まで延設されている。
【００２１】
ところで、本実施形態の静電容量型加速度センサにおいても、従来同様、加速度を規定方向への重り部２１の変位に応じた固定電極２４ｂと可動電極２１ａとの間の静電容量値の変化として検出することができる。ただし、本実施形態では、図１（ａ）において重り部２１の上側に設けられた可動電極２１ａと下側に設けられた可動電極２１ａとが、それぞれ図２（ａ），（ｂ）に示すように固定電極２４ｂ，２４ｂ間に形成された櫛溝２４ｃの中心線Ｍから互いに異なる向きにずれて配置されているので、上記規定方向に加速度が作用したときに重り部２１の両側で可動電極２１ａと固定電極２４ｂとの間の静電容量値の変化が異なることとなるから、加速度の向きを検出することが可能となる。
【００２２】
ところで、上述の重り部２１、ばね部２２、支持部２３、固定電極部２４、固定電極２４ａ、固定極部２４ｄ、可動電極２１は、支持基板１に陽極接合により接合したｎ形の単結晶のシリコン基板２０（図３（ａ）参照）をエッチング加工することによって形成されており、図１（ｂ）の上下方向における支持部２３および固定電極２４の寸法は上記シリコン基板２０の厚さ寸法ｔと同じであり、同方向における重り部２１およびばね部２２および可動電極２１ａの寸法は上記シリコン基板２０の厚さ寸法よりもやや小さくなっている。したがて、重り部２１と支持基板１との間、ばね部２２と支持基板１との間、および可動電極２１ａと支持基板１との間には隙間が形成されており、重り部２１およびばね部２２および可動電極２１ａが支持基板１から浮いている。
【００２３】
以下、製造方法について図３を参照しながら説明するが、図３（ａ）〜（ｄ）それぞれにおいて一点鎖線よりも左側の図は概略断面図、右側の図は概略平面図である。
【００２４】
まず、ｎ形のシリコン基板２０の主表面および裏面にシリコン酸化膜を熱酸化などにより形成し、シリコン基板２０の裏面に凹部２０ａを形成するためにシリコン基板２０の裏面のシリコン酸化膜をフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を利用してパターニングした後、このパターニングされたシリコン酸化膜をマスクとしてシリコン基板２０を裏面から所定深さまでエッチングし、シリコン基板２０の主表面および裏面のシリコン酸化膜をエッチング除去することによって図３（ａ）に示すような構造が得られる。なお、所定深さは支持基板１と重り部２１との間の距離に設定してある。
【００２５】
次に、シリコン基板２０の主表面および裏面にシリコン酸化膜を再び形成し、シリコン基板２０の主表面および裏面に上記拡散層配線を形成するために各シリコン酸化膜をパターニングした後、このパターニングされたシリコン酸化膜をマスクとしてｐ形不純物をプレデポジションしてから、ドライブインを行い、シリコン酸化膜を除去する。その後、シリコン基板２０の主表面上にパッド２６を形成するためにアルミニウム膜のような低抵抗の金属膜を例えば蒸着法によって形成し、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術などを利用して金属膜をパターニングすることによって金属膜の一部からなるパッド２６を形成することにより、図３（ｂ）に示す構造が得られる。
【００２６】
その後、ガラス基板よりなる支持基板１とシリコン基板２０とを陽極接合することによって図３（ｃ）に示す構造が得られる。
【００２７】
次に、シリコン基板２０の主表面側にフォトレジスト層を塗布形成し、このフォトレジスト層を重り部２１、ばね部２２、支持部２３、固定電極２４ｂ、固定電極部２４、可動電極２１ａなどを形成するためにパターニングした後、シリコン基板２０に対して主表面に直交する方向に貫通させる垂直エッチングを行うことによって図３（ｄ）に示す構造が得られる。ここに誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）を利用したエッチング装置を用いてエッチングを行うことによってシリコン基板２０の厚み方向に垂直エッチングを行うことができる。なお、上記シリコン基板２０の厚さ寸法ｔは、固定電極２４ｂと可動電極２１ａとの対向面積を大きくするという点およびウェハのハンドリングの点から見れば大きい方が望ましいが、上記垂直エッチングに用いるエッチング装置の観点から見れば薄い方が望ましく、５０μｍ〜１５０μｍに設定してある。
【００２８】
ここまでの工程はウェハの状態で行われるので、以後、ダイシングを行えばよい。
【００２９】
しかして、本実施形態の静電容量型加速度センサでは、支持基板１の一表面側に固着した半導体基板２０に対して主表面に直交する方向に貫通させる垂直エッチングを行うことにより重り部２１、ばね部２２、固定電極２４ｂ、固定電極部２４、および可動電極２１ａが形成されているので、製造が容易であり、固定電極２４ｂと可動電極２１ａとの対向面積を従来のポリシリコン薄膜をエッチングして形成したものに比べて十分に大きくすることができ、高感度化を図ることができる。また、重り部２１、ばね部２２、固定電極２４ｂ、固定電極部２４、および可動電極２１ａが単結晶シリコンにより形成されるので、ポリシリコンにより形成する場合に比べて安定した物性が得られ特性が安定する。
【００３０】
（実施形態２）
本実施形態の静電容量型加速度センサの基本構成は実施形態１と略同じであり、図４（ｄ）に示すように、ガラス基板よりなる支持基板１の上記一表面に重り部２１およびばね部２２および可動電極２１ａを支持基板１から離間させる凹部２ａを形成することで、重り部２１およびばね部２２および可動電極２１ａを支持基板１から浮かせている点が相違する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３１】
したがって、本実施形態では、実施形態１のようにシリコン基板２０を裏面からエッチングすることで凹部２０ａを形成する工程の代わりに、支持基板１の上記一表面に凹部２ａを形成する工程を行うことになる。
【００３２】
以下、製造方法について図４を参照しながら説明するが、図４（ａ）〜（ｄ）それぞれにおいて一点鎖線よりも左側の図は概略断面図、右側の図は概略平面図である。
【００３３】
まず、支持基板１の上記一表面にサンドブラスト加工などによって凹部２０ａを形成することにより、図４（ａ）に示す構造が得られる。その後、シリコン基板２０の主表面および裏面にシリコン酸化膜を形成し、シリコン基板２０の主表面および裏面に上記拡散層配線を形成するために各シリコン酸化膜をパターニングした後、このパターニングされたシリコン酸化膜をマスクとしてｐ形不純物をプレデポジションしてから、ドライブインを行い、シリコン酸化膜を除去する。その後、シリコン基板２０の主表面上にパッド２６を形成するためにアルミニウム膜のような低抵抗の金属膜を例えば蒸着法によって形成し、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術などを利用して金属膜をパターニングすることによって金属膜の一部からなるパッド２６を形成することにより、図４（ｂ）に示す構造が得られる。
【００３４】
その後、支持基板１とシリコン基板２０とを陽極接合することによって図３（ｃ）に示す構造が得られる。
【００３５】
次に、シリコン基板２０の主表面側にフォトレジスト層を塗布形成し、このフォトレジスト層を重り部２１、ばね部２２、支持部２３、固定電極２４ｂ、固定電極部２４、可動電極２１ａなどを形成するためにパターニングした後、シリコン基板２０の厚み方向に貫通するように主表面に直交する方向に掘り下げるエッチングを行うことによって図４（ｄ）に示す構造が得られる。ここに誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）を利用したエッチング装置を用いてエッチングを行うことによってシリコン基板２０の厚み方向に垂直エッチングを行うことができる。なお、ここまでの工程はウェハの状態で行われるので、以後、ダイシングを行えばよい。また、以上説明した製造方法では、支持基板１に凹部２ａを形成した後、シリコン基板２０に拡散層配線を形成したが、支持基板１に凹部２ａを形成する工程は支持基板１とシリコン基板２０とを接合する工程の前までに行えばよく、例えばシリコン基板２０に拡散層配線を形成した後に行ってもよい。
【００３６】
しかして、本実施形態の静電容量型加速度センサでは、支持基板１の一表面側に固着した半導体基板２０を半導体基板２０の表面に直交する方向に垂直に掘り下げる垂直エッチングを利用して重り部２１、ばね部２２、固定電極２４ｂ、固定電極部２４、および可動電極２１ａが形成されているので、製造が容易であり、固定電極２４ｂと可動電極２１ａとの対向面積を従来のポリシリコン薄膜をエッチングして形成したものに比べて十分に大きくすることができ、高感度化を図ることができる。また、本実施形態では、実施形態１のようにシリコン基板２０に凹部２０ａを形成することなしに重り部２１およびばね部２２および可動電極２１ａを支持基板１から浮かせることができるので、実施形態１に比べて可動電極２１と固定電極２４ｂとの対向面積をさらに大きくすることができるとともに重り部２１の重量を大きくすることができ、より一層の高感度化を図ることができる。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１の発明は、支持基板と、支持基板の一表面側において支持基板から離間して配置された重り部と、支持基板の前記一表面側に固着され前記一表面に沿って重り部を規定方向に変位可能とするばね部を介して重り部を支持する少なくとも一組の支持部と、重り部の側方において支持基板の前記一表面側に固着され前記規定方向が厚さ方向となるように列設された複数の薄板状の固定電極を有する櫛形状の固定電極部と、隣り合う固定電極間の櫛溝に１つずつ入り込み前記規定方向へ変位可能となるように重り部に設けられた複数の薄板状の可動電極とを備え、加速度を前記規定方向への重り部の変位に応じた固定電極と可動電極との間の静電容量値の変化として検出する静電容量型加速度センサであって、支持基板の一表面側に固着した半導体基板に対して表面に直交する方向に貫通させる垂直エッチングを利用して前記重り部、前記ばね部、前記固定電極、前記固定電極部、および前記可動電極が形成されてなるものであり、半導体基板に対して表面に直交する方向に貫通させる垂直エッチングを利用して前記重り部、前記ばね部、前記固定電極、前記固定電極部、および前記可動電極が形成されているから、製造が容易であり、前記固定電極と前記可動電極との対向面積を従来のポリシリコン薄膜をエッチングして形成したものに比べて十分に大きくすることができ、高感度化を図ることができるという効果がある。
【００３８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記支持基板がガラス基板からなり、前記半導体基板がシリコン基板からなるので、前記重り部、前記ばね部、前記固定電極、前記固定電極部、および前記可動電極が単結晶シリコンにより形成され、ポリシリコンにより形成する場合に比べて安定した物性が得られ特性が安定するという効果がある。
【００３９】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３の発明において、前記固定電極部が前記重り部の両側に設けられるとともに、前記重り部の両側において前記可動電極が前記規定方向へ列設され、前記重り部の一側に設けられた前記可動電極と他側に設けられた前記可動電極とは前記固定電極間に形成された櫛溝の中心線から互いに異なる向きにずれて配置されるので、前記規定方向に加速度が作用したときに前記重り部の両側で前記可動電極と前記固定電極との間の静電容量値の変化が異なることとなるから、加速度の向きを検出することが可能となるという効果がある。
【００４０】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４の発明において、前記半導体基板における前記支持基板との対向面に前記重り部および前記ばね部および前記可動電極を前記支持基板から離間させる凹部が形成されているので、前記支持基板に特別な加工を施すことなく前記重り部および前記ばね部および前記可動電極を前記支持基板から離間させることができるという効果がある。
【００４１】
請求項６の発明は、請求項１ないし請求項４の発明において、前記支持基板の前記一表面に前記重り部および前記ばね部および前記可動電極を前記支持基板から離間させる凹部が形成されているので、請求項５の発明に比べて前記固定電極と前記可動電極との対向面積を大きくすることができるとともに前記重り部の重量を大きくすることができ、より一層の高感度化を図ることができるという効果がある。
【００４２】
請求項７の発明は、請求項５記載の静電容量型加速度センサの製造方法であって、前記半導体基板において前記支持基板との対向面となる面に前記凹部を形成した後、前記支持基板と前記半導体基板とを固着し、その後、前記半導体基板に対して表面に直交する方向に貫通させる垂直エッチングを利用して前記重り部、前記ばね部、前記固定電極、前記固定電極部、および前記可動電極を形成するので、製造が容易で且つ高感度化が可能な容量型加速度センサを提供することができるという効果がある。
【００４３】
請求項８の発明は、請求項６記載の静電容量型加速度センサの製造方法であって、前記一表面にサンドブラスト加工により前記凹部を形成した前記支持基板と前記半導体基板とを固着し、その後、前記半導体基板に対して表面に直交する方向に貫通させる垂直エッチングを利用して前記重り部、前記ばね部、前記固定電極、前記固定電極部、および前記可動電極を形成するので、前記半導体基板を表面側から裏面側へ貫通するように垂直エッチングを行うことによって前記重り部、前記ばね部、前記固定電極、前記固定電極部、および前記可動電極を形成することができ、製造が容易で且つ高感度化が可能な容量型加速度センサを提供することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略断面図である。
【図２】同上を示し、（ａ）は図１における要部Ａの拡大図、（ｂ）は図１における要部Ｂの拡大図である。
【図３】同上の製造方法の説明図である。
【図４】実施形態２の製造方法の説明図である。
【図５】従来例を示す概略断面図である。
【図６】他の従来例を示す概略平面図である。
【符号の説明】
１ 支持基板
２１ 重り部
２１ａ 可動電極
２２ ばね部
２３ 支持部
２４ 固定電極部
２４ｂ 固定電極
Claims (8)
- 支持基板と、支持基板の一表面側において支持基板から離間して配置された重り部と、支持基板の前記一表面側に固着され前記一表面に沿って重り部を規定方向に変位可能とするばね部を介して重り部を支持する少なくとも一組の支持部と、重り部の側方において支持基板の前記一表面側に固着され前記規定方向が厚さ方向となるように列設された複数の薄板状の固定電極を有する櫛形状の固定電極部と、隣り合う固定電極間の櫛溝に１つずつ入り込み前記規定方向へ変位可能となるように重り部に設けられた複数の薄板状の可動電極とを備え、加速度を前記規定方向への重り部の変位に応じた固定電極と可動電極との間の静電容量値の変化として検出する静電容量型加速度センサであって、支持基板の一表面側に固着した半導体基板に対して表面に直交する方向に貫通させる垂直エッチングを利用して前記重り部、前記ばね部、前記固定電極、前記固定電極部、および前記可動電極が形成されてなることを特徴とする静電容量型加速度センサ。
- 前記支持基板がガラス基板からなり、前記半導体基板がシリコン基板からなることを特徴とする請求項１記載の静電容量型加速度センサ。
- 前記シリコン基板の厚さが５０μｍ〜１５０μｍであることを特徴とする請求項２記載の静電容量型加速度センサ。
- 前記固定電極部が前記重り部の両側に設けられるとともに、前記重り部の両側において前記可動電極が前記規定方向へ列設され、前記重り部の一側に設けられた前記可動電極と他側に設けられた前記可動電極とは前記固定電極間に形成された櫛溝の中心線から互いに異なる向きにずれて配置されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の静電容量型加速度センサ。
- 前記半導体基板における前記支持基板との対向面に前記重り部および前記ばね部および前記可動電極を前記支持基板から離間させる凹部が形成されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の静電容量型加速度センサ。
- 前記支持基板の前記一表面に前記重り部および前記ばね部および前記可動電極を前記支持基板から離間させる凹部が形成されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の静電容量型加速度センサ。
- 請求項５記載の静電容量型加速度センサの製造方法であって、前記半導体基板において前記支持基板との対向面となる面に前記凹部を形成した後、前記支持基板と前記半導体基板とを固着し、その後、前記半導体基板に対して表面に直交する方向に貫通させる垂直エッチングを利用して前記重り部、前記ばね部、前記固定電極、前記固定電極部、および前記可動電極を形成することを特徴とする静電容量型加速度センサの製造方法。
- 請求項６記載の静電容量型加速度センサの製造方法であって、前記一表面にサンドブラスト加工により前記凹部を形成した前記支持基板と前記半導体基板とを固着し、その後、前記半導体基板に対して表面に直交する方向に貫通させる垂直エッチングを利用して前記重り部、前記ばね部、前記固定電極、前記固定電極部、および前記可動電極を形成することを特徴とする静電容量型加速度センサの製造方法。
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| JP2006297543A (ja) * | 2005-04-20 | 2006-11-02 | Sumitomo Precision Prod Co Ltd | Ｍｅｍｓデバイス及びその製造方法 |
| US8026594B2 (en) | 2005-11-25 | 2011-09-27 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | Sensor device and production method therefor |
| US8080869B2 (en) | 2005-11-25 | 2011-12-20 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | Wafer level package structure and production method therefor |
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-
2002
- 2002-06-27 JP JP2002188628A patent/JP2004028912A/ja active Pending
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