JP2005265594A - 可動部を有する半導体デバイス - Google Patents

可動部を有する半導体デバイス Download PDF

Info

Publication number
JP2005265594A
JP2005265594A JP2004078057A JP2004078057A JP2005265594A JP 2005265594 A JP2005265594 A JP 2005265594A JP 2004078057 A JP2004078057 A JP 2004078057A JP 2004078057 A JP2004078057 A JP 2004078057A JP 2005265594 A JP2005265594 A JP 2005265594A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
movable part
holes
movable
longitudinal direction
semiconductor layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004078057A
Other languages
English (en)
Inventor
Masatoshi Tokunaga
正寿 徳永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2004078057A priority Critical patent/JP2005265594A/ja
Priority to US11/063,857 priority patent/US20050205949A1/en
Priority to DE102005011658A priority patent/DE102005011658A1/de
Publication of JP2005265594A publication Critical patent/JP2005265594A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/56Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
    • G01C19/5719Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using planar vibrating masses driven in a translation vibration along an axis
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08Measuring 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
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08Measuring 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
    • G01P15/125Measuring 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 by capacitive pick-up

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)

Abstract

【課題】 支持基板に支持された半導体層をエッチングすることにより、支持基板からリリースされた可動部が形成されており、可動部に複数個の貫通穴が形成されている半導体デバイスにおいて、半導体層の厚さ方向への可動部の強度低下を極力抑制する。
【解決手段】 可動部20は、互いに異なる方向へ延びる複数個の部分21a、21bを有するものであり、複数個の貫通穴20aは、可動部20の複数個の部分21a、21bのそれぞれにおいて個々の部分21a、21bの長手方向X、Yに沿って延びる細長の穴形状をなすものである。
【選択図】 図2

Description

本発明は、支持基板に支持された半導体層をエッチングすることにより支持基板からリリースされた可動部を形成してなる半導体デバイスに関し、特に、可動部に複数個の貫通穴が形成されている半導体デバイスに関する。
従来より、支持基板に支持された半導体層をエッチングすることにより支持基板からリリースされた可動部を形成してなる半導体デバイスとしては、たとえば、両シリコン基板を酸化膜を介して貼り合わせてなるSOI(シリコンオンインシュレータ)基板を用いた角速度センサが提案されている(たとえば、特許文献1参照)。
このものは、SOI基板における両シリコン基板のうち一方を支持基板とし、他方のシリコン基板および酸化膜に対して、他方のシリコン基板の表面側からトレンチエッチングや犠牲層エッチング等の周知のマイクロマシン加工技術を施すことにより、他方のシリコン基板に可動部を形成する表面加工型の半導体デバイスである。
また、このような表面加工型の半導体デバイスにおいては、エッチングの効率化や軽量化のために、可動部などのエッチング残し部として面積の大きい部分に、複数個の貫通穴を設けることが行われている(たとえば、特許文献2参照)。
特開2001−133268号公報 特開2001−99861号公報
ところで、このような可動部を有する半導体デバイスでは、支持基板上にリリースされた可動部は、たとえば可動部を構成する半導体層の層面に沿った水平面内にて変位するものとなっている。具体的には、角速度センサや加速度センサなどの場合、このようなものとなっている。
また、上述したように、可動部に複数個の貫通穴を設ける場合、従来では個々の貫通穴の形状は長方形であり、各穴は規則正しく配列される。また、個々の貫通穴の寸法はエッチングの効率から決まってくるため、一概には言えないが、穴幅1に対して穴長さ3〜6、穴間の残りの部分幅1程度が一般的である。
しかしながら、本発明者の検討によれば、貫通穴の配列構成によっては、可動部の強度を十分に確保できない場合が生じることがわかった。
具体的には、上記した水平面内にて変位する可動部を有するセンサの場合、貫通穴によって強度が低下した可動部は、重力などの影響によって垂直方向つまり半導体層の厚さ方向へ変形しやすくなる。
すると、可動部の変位が2次元的ではなく3次元的になり、当初の設計と異なる挙動をしてしまい、所望の可動部の変位特性が得られず、効率的な検出ができなくなってしまう。つまり、外力による可動部の変形によって出力が変化してしまうため、複数個の貫通穴による可動部の強度不足を最低限に抑制する必要がある。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、支持基板に支持された半導体層をエッチングすることにより、支持基板からリリースされた可動部が形成されており、可動部に複数個の貫通穴が形成されている半導体デバイスにおいて、半導体層の厚さ方向への可動部の強度低下を極力抑制することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明者は、長方形などの細長の穴形状を有する貫通穴を可動部に複数個設けるにあたって貫通穴の配列方向を種々検討した。
そして、可動部の長手方向と貫通穴の長手方向とをそろえるように配列させれば、可動部の長手方向と貫通穴の長手方向とを直交させる場合に比べて、半導体層の厚さ方向への可動部の強度が大幅に向上することがわかった(図4、図5、図6参照)。本発明は、この知見に基づいて創出されたものである。
すなわち、請求項1に記載の発明では、支持基板(1a)に支持された半導体層(1b)をエッチングすることにより、支持基板(1a)からリリースされた可動部(20)が形成されており、可動部(20)に複数個の貫通穴(20a)が形成されている可動部を有する半導体デバイスにおいて、可動部(20)は、互いに異なる方向へ延びる複数個の部分(21a、21b)を有するものであり、複数個の貫通穴(20a)は、複数個の部分(21a、21b)のそれぞれにおいて個々の部分(21a、21b)の長手方向に沿って延びる細長の穴形状をなすものであることを特徴としている。
本発明のように、可動部(20)が、互いに異なる方向へ延びる複数個の部分(21a、21b)を有するものである場合に、複数個の貫通穴(20a)を、可動部(20)の複数個の部分(21a、21b)のそれぞれにおいて個々の部分(21a、21b)の長手方向に沿って延びる細長の穴形状をなすものとすれば、可動部(20)の複数個の部分(21a、21b)の各々において、その長手方向と貫通穴(20a)の長手方向とがそろった配列となる。
したがって、本発明によれば、支持基板(1a)に支持された半導体層(1b)をエッチングすることにより、支持基板(1a)からリリースされた可動部(20)が形成されており、可動部(20)に複数個の貫通穴(20a)が形成されている半導体デバイスにおいて、半導体層(1b)の厚さ方向への可動部(20)の強度低下を極力抑制することができる。
ここで、請求項2に記載の発明のように、請求項1に記載の可動部を有する半導体デバイスにおいては、可動部(20)は、力学量の印加に伴い所定方向に変位可能となっているものにできる。
それによれば、本発明の半導体デバイスを、角速度や加速度などの力学量を検出する半導体力学量センサとして適用したものとできる。
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。限定するものではないが、本実施形態では、本発明の可動部を有する半導体デバイスを角速度センサ100に適用した例について説明することにする。
図1は、本発明の実施形態に係る角速度センサ100の概略平面構成を示す図であり、図2は、図1中の丸で囲んだA部の拡大平面図である。また、図3は、図1中のB−B一点鎖線に沿った概略断面図である。
この角速度センサ100は、シリコン基板等からなる半導体基板1を加工することにより形成されたものである。
具体的には、この半導体基板1に、エッチング等の周知の半導体製造技術を用いて溝を形成することにより、図1に示されるように、枠状の基部10、この基部10における枠内周部に位置する可動部20および検出部30等からなる構造体が区画され形成されている。
より具体的に言うならば、図3に示されるように、本角速度センサ100は、たとえば半導体基板1として両シリコン基板1a、1bを酸化膜1cを介して貼り合わせてなるSOI(シリコンオンインシュレータ)基板1を用いて形成されている。
そして、このSOI基板1における両シリコン基板1a、1bのうち一方のシリコン基板1aを支持基板として構成しており、他方のシリコン基板1bおよび酸化膜1cに対して、他方のシリコン基板1bの表面側からトレンチエッチングや犠牲層エッチング等の周知のマイクロマシン加工技術を施す。
それによって、当該他方のシリコン基板1bに上記溝を形成するとともに、当該溝によって区画された上記各部10〜30等の構造体を、当該他方のシリコン基板1bに形成するものである。
ここで、図1では、上記構造体が形成されている他方のシリコン基板1bの表面側、すなわち支持基板1a上に支持された半導体層1bの表面側が示されている。また、図1、図3に示されるように、基部10の内周部において、犠牲層エッチングなどによって酸化膜1cが除去されている。
それによって、この基部10の内周部では、上記構造体が形成されている他方のシリコン基板1bは、一方のシリコン基板1aすなわち支持基板1aから離間している。
こうして、本例においては、当該他方のシリコン基板1bは、その基部10において、酸化膜1cを介して一方のシリコン基板1a上に支持されており、可動部20は一方のシリコン基板1aからリリースされている。
ここで、図1に示されるように、可動部20は、矩形枠状のフレーム部21と、このフレーム部21内に位置する矩形状の錘部22と、これらフレーム部21および錘部22を連結する2つの矩形枠状の振動梁23とを備えている。
振動梁23は図1中に示すX方向に伸縮可能な弾性機能を有するもので、この振動梁23によって、錘部22はフレーム部21に対してX方向へ振動(駆動振動)可能となっている。また、フレーム部21の外周においてX方向にて対向する辺には、フレーム部21から突出する櫛歯状の櫛歯電極24が形成されている。
また、フレーム部21は、Y方向にて対向する辺の外周において、矩形枠状の検出梁25を介して基部10に連結されている。この検出梁25は、図1中に示すY方向に伸縮可能な弾性機能を有するもので、この検出梁25によって、錘部22およびフレーム部21、すなわち可動部20はY方向へ振動(検出振動)可能となっている。
検出部30は、可動部20のX方向(図1中、左右方向)の両側に2個設けられている。各検出部30は、検出部における質量部としての矩形状の電極錘31と、この電極錘31の外周において電極錘31から突出する櫛歯状の検出電極32とを有する。
ここで、検出部30における検出電極32と上記可動部20における櫛歯電極24とは、互いの櫛歯の隙間にて噛み合うように、Y方向にて間隔を有して対向して配置されている。
また、電極錘31は、Y方向にて対向する辺の外周において、矩形枠状の電極梁35を介して基部10に連結されている。電極梁35は、図1中に示すY方向に伸縮可能な弾性機能を有するもので、この電極梁35によって、電極錘31(検出部30)はY方向へ振動可能となっている。
また、角速度センサ100は、錘部22をX方向へ駆動振動させるための駆動手段として、静電気力や電磁力等を用いた励振機構(図示せず)を有している。そして、角速度の検出は、この励振機構により錘部22を駆動振動させた状態で行われる。
可動部20における錘部22が、振動梁23の弾性力(バネ力)と該励振機構の駆動力とによってX方向へ駆動振動しているとき、図1中の紙面垂直軸回りに角速度Ωが発生すると、錘部22にはY方向へコリオリ力が作用する。
そして、コリオリ力と検出梁25のバネ力との釣り合いにより、可動部20全体がY方向へ変位し、Y方向にて対向する櫛歯電極24と検出電極32との対向部の間隔が変化する。
この間隔の変化量を基部10に形成された図示しない配線部等を介して、当該両電極24、32間の容量変化として検出することによって、上記の角速度Ωが検出されるのである。
このように、角速度センサ100においては、可動部20、検出部30は、それぞれ、検出梁25、電極梁35のバネ機能によりY方向へ振動可能となっているが、さらに、本実施形態では、可動部20と検出梁25とにより構成される振動系(可動部振動系)と検出部30と電極梁35とにより構成される振動系(検出部振動系)とで、Y方向若しくはY方向に成分を持つ加速度(外部加速度)が加わったときに、可動部20と検出部30とはY方向へ同様に変位するようになっている。
それによって、外部加速度が印加されても、検出部30はコリオリ力の作用するY方向へ可動部20と同様に変位するから、両部20、30の対向部すなわち櫛歯電極24と検出電極32との対向部における間隔の変化量には、外部加速度の影響は加わってこない。そのため、外部加速度の影響を受けずに、実質的に角速度に起因するコリオリ力のみが検出可能となる。
なお、図1に示される角速度センサ100においては、上記した角速度の検出動作は上記特許文献1に記載されている角速度センサと同じものであり、この外部加速度が加わったときに可動部(質量部)20と検出部30とをY方向へ同様に変位させるための質量部振動系及び検出部振動系についての具体的な手段としては、上記特許文献1に記載されているものと同様にすることができる。
そして、このような角速度センサ100において、本実施形態では、図2、図3に示されるように、可動部20に複数個の貫通穴20aが形成されている。ここでは、個々の貫通穴20aについては、上述した従来の貫通穴と同様の長方形であり、その寸法も従来と同様のものにできる。
なお、図1では、この貫通穴は省略してあるが、本角速度センサ100においては、基部10の内周部において、エッチング残し部としての比較的面積の小さい各梁23、25、35や各櫛歯部24、32以外の部分であって面積が比較的大きい部分、すなわちフレーム部21や錘部22や電極錘31に貫通穴20aが設けられている。
上述したように本角速度センサ100は、SOI基板100における一方のシリコン基板1aを支持基板とし、他方のシリコン基板1bの表面側からトレンチエッチングや犠牲層エッチング等を施すことにより、他方のシリコン基板1bに可動部20等の構造体を形成するとともに、酸化膜1cを除去して可動部20のリリースを行うことにより製造することができる。
そこで、本実施形態においても、このような表面加工型の半導体デバイスとしての角速度センサ100におけるエッチングの効率化や軽量化のために、可動部20などのエッチング残し部として面積の大きい部分に、複数個の貫通穴20aを設けている。
本実施形態では、この複数個の長方形の貫通穴20aの配列形態として、フレーム部21や錘部22や電極錘31の長手方向と貫通穴20aの長手方向とをそろえるように配列している。
なお、この配列形態は、錘部22や電極錘31については図1には示していないが、図1中のY方向が錘部22や電極錘31の長手方向であり、錘部22や電極錘31については、このY方向と個々の貫通穴の長手方向とが一致するように複数個の貫通穴が配列されている。
ここで、図1、図2に示されるように、可動部20のうちフレーム部21は、互いに異なる方向へ延びる複数個の部分21a、21bを有する。すなわち、フレーム部21は、図中のX方向に延びる第1の部分21aとY方向に延びる第2の部分21bとを有するものである。
そして、図2に示されるように、複数個の貫通穴20aは、このフレーム部21における第1の部分21aと第2の部分21bとのそれぞれにおいて個々の部分21a、21bの長手方向に沿って延びる細長の穴形状をなすものとなっている。
つまり、第1の部分21aでは、第1の部分21aの長手方向であるX方向と個々の貫通穴20aの長手方向とが一致しており、第2の部分21bでは、第2の部分21bの長手方向であるY方向と個々の貫通穴20aの長手方向とが一致している。
なお、限定するものではないが、本例の配置形態では、図2に示されるように、貫通穴20aが設けられる部位の長手方向に沿って、貫通穴20aが複数列配置されるとともに、隣り合う各列間においては、貫通穴20aは千鳥足状に互い違いに配置された形となっている。
次に、本実施形態において、このような貫通穴20aの配列形態を採用した根拠について述べる。
本実施形態の角速度センサ100では、支持基板1a上にリリースされた可動部20は、上述したように可動部20を構成する他方のシリコン基板1bすなわち半導体層1bの層面に沿った水平面にて変位する、すなわち上記図1中のX−Y面内にて変位するものとなっている。
ここで、可動部20に複数個の貫通穴20aを設けた場合、上述したように、貫通穴20aによって強度が低下した可動部20は、重力などの影響によって垂直方向つまり半導体層1bの厚さ方向へ変形しやすくなる。
そこで、本発明者は、長方形などの細長の穴形状を有する貫通穴を可動部に複数個設けるにあたって貫通穴の配列方向を種々検討し、半導体層1bの厚さ方向への可動部20の強度低下を極力抑制することとした。
具体的には、半導体層1bの厚さ方向へ可動部20に一定の外力を加える場合において、貫通穴の配列方向を変えたときに、半導体層1bの厚さ方向への可動部20の変位がどのように変わるかを、FEM(有限要素法)を用いたモデル解析によって調査した。その解析の一例を示す。
図4は、可動部20の長手方向と貫通穴20aの長手方向とを直交させた場合におけるモデルを示す図であり、比較例である。また、図5は、可動部20の長手方向と貫通穴20aの長手方向とを一致させてそろえた場合におけるモデルを示す図であり、本実施形態のものである。
図4、図5において、可動部20は、その長手方向の一端側が支持部110において固定支持されることで残りの部分は浮遊した状態、すなわち可動部20は片持ち支持の状態とした。
そして、半導体層1bの厚さ方向への可動部20の変位としては、可動部20の長手方向の他端部の点Pにおける変位を求めた。つまり、この点Pにおける変位とは、可動部20に対して図4、図5中の紙面垂直方向へ外力を印加したときの同方向への変位量のことである。
そして、図6は、上記図4および図5による解析結果を示す図であり、図4に示される比較例と図5に示される本実施形態とにおいて、可動部20に印加する上記外力すなわち荷重を変えていったときの上記点Pにおける変位量すなわち先端変位量の変化の様子を示す図である。なお、図6における軸は、縦横とも任意単位である。
この図6に示されるように、可動部20の長手方向と貫通穴20aの長手方向とをそろえるように配列させれば、可動部20の長手方向と貫通穴20aの長手方向とを直交させる場合に比べて、半導体層1bの厚さ方向への可動部20の変位量が大幅に低減することがわかった。
つまり、本実施形態では、図4に示される比較例に比べて、半導体層1bの厚さ方向への可動部20の強度が大幅に向上することがわかった。このようなことから、本実施形態では、上記したような貫通穴20aの配列形態を採用しているのである。
そして、本実施形態によれば、支持基板としての一方のシリコン基板1aに支持された半導体層としての他方のシリコン基板1bをエッチングすることにより、一方のシリコン基板1aからリリースされた可動部20が形成されており、可動部20に複数個の貫通穴20aが形成されている角速度センサにおいて、可動部20は、互いに異なる方向へ延びる複数個の部分21a、21bを有するものであり、複数個の貫通穴20aは、可動部20の複数個の部分21a、21bのそれぞれにおいて個々の部分21a、21bの長手方向に沿って延びる細長の穴形状をなすものであることを特徴とする角速度センサ100が提供される。
このように、可動部20が、互いに異なる方向へ延びる複数個の部分21a、21bを有するものである場合に、複数個の貫通穴20aを、可動部20の複数個の部分21a、21bのそれぞれにおいて個々の部分21a、21bの長手方向に沿って延びる細長の穴形状をなすものとすれば、可動部20の複数個の部分21a、21bの各々において、その長手方向と貫通穴20aの長手方向とがそろった配列となる。
したがって、本実施形態によれば、支持基板1aに支持された半導体層1bをエッチングすることにより、支持基板1aからリリースされた可動部20が形成されており、可動部20に複数個の貫通穴20aが形成されている角速度センサ100において、半導体層1bの厚さ方向への可動部20の強度低下を極力抑制することができる。
ちなみに、可動部20が、互いに異なる方向へ延びる複数個の部分21a、21bを有するものである場合に、当該複数個の部分21a、21b同士で、貫通穴20aの長手方向を同じにしてしまうと、上記した強度低下を抑制できる貫通穴20aの配列形態をとれない部分がでてくる。つまり、上記図4の比較例に示したような比較的強度の弱い配列形態を採らざるを得ない部分がでてくる。
本実施形態は、そのようなことを考慮して、互いに異なる方向へ延びる複数個の部分21a、21bの各々において、その長手方向と貫通穴20aの長手方向とがそろった配列とすることによって、複数個の部分21a、21b同士で均一に良好な強度を確保しており、可動部20全体において、上記した強度低下の抑制がなされる。
(他の実施形態)
なお、上記図2に示される例では、可動部20のフレーム部21における第1の部分21aと第2の部分21bのそれぞれにおいて、当該部分21a、21bの長手方向とすべての貫通穴20aの長手方向とがそろっていた。
ここにおいて、当該部分21a、21bの長手方向とすべての貫通穴20aの長手方向とがそろっていなくともよく、たとえば、上記図2において、第1の部分21aにおける一部の貫通穴20aの長手方向がY方向を向いているものであってもよい。また、同じように、上記図2において、第2の部分21bにおける一部の貫通穴20aの長手方向がX方向を向いているものであってもよい。
このように一部の貫通穴20aの長手方向が、当該貫通穴20aが形成される部分の長手方向とそろっていれば、半導体層1bの厚さ方向への可動部20の強度低下を抑制することは可能である。もちろん、上記図2に示されるように、すべての貫通穴20aの長手方向がそろっている方が強度確保の面では好ましい。
また、個々の貫通穴20aの形状は、従来のものと同様にできるが、上記した長方形に限らず、細長の穴形状をなすものであればよい。たとえば、多少楕円形に近い穴形状などであってもよい。
また、上記実施形態では、可動部20において、互いに異なる方向へ延びる複数個の部分21a、21bは2個であったが、これに限定されることなく3個以上でも良い。その場合、3個以上の各部分において、それぞれ当該部分の長手方向と貫通穴20aの長手方向とをそろえることはもちろんである。
また、上記した角速度センサ100において、可動部20の一部である錘部22に互いに異なる方向へ延びる複数個の部分が存在するような場合や、可動部20以外の電極錘31に互いに異なる方向へ延びる複数個の部分が存在するような場合にも、フレーム部21と同様の貫通穴20aの配列形態を採用してもよいことは、もちろんである。
また、上記した角速度センサ100は、たとえば半導体基板としてのSOI基板10の他方のシリコン基板1bの表面から加工することでセンサにおける上記構造体を形成する表面加工型のものであったが、本発明は、たとえば支持基板1a側に開口部を設けることで可動部のリリースを行う裏面加工型のセンサに対しても適用可能であることは明らかである。
また、本発明は、上記した角速度センサ以外にも、加速度センサや圧力センサなどのように、可動部が、力学量の印加に伴い所定方向に変位可能となっているものに採用することができる。
さらに、本発明は、上記した角速度や加速度などの力学量を検出する半導体力学量センサとして適用すること以外にも、支持基板に支持された半導体層をエッチングすることにより、支持基板からリリースされた可動部が形成されており、可動部に複数個の貫通穴が形成されている半導体デバイスであるならば、適用することができる。
要するに、本発明は、このような可動部を有する半導体デバイスにおいて、可動部が、互いに異なる方向へ延びる複数個の部分を有するものである場合に、複数個の貫通穴を、可動部の複数個の部分のそれぞれにおいて個々の部分の長手方向に沿って延びる細長の穴形状をなすものにしたことを要部とするものであり、それ以外の部分については、適宜設計変更が可能である。
本発明の実施形態に係る角速度センサの概略平面図である。 図1中のA部の拡大平面図である。 図1中のB−B線に沿った概略断面図である。 可動部の長手方向と貫通穴の長手方向とを直交させた場合におけるモデルを示す図である。 可動部の長手方向と貫通穴の長手方向とを一致させてそろえた場合におけるモデルを示す図である。 上記図4および図5による可動部への印加荷重と先端変位量との関係を解析した結果を示す図である。
符号の説明
1a…支持基板としての一方のシリコン基板、
1b…半導体層としての他方のシリコン基板、20…可動部、20a…貫通穴、
21a…第1の部分、21b…第2の部分。

Claims (2)

  1. 支持基板(1a)に支持された半導体層(1b)をエッチングすることにより、前記支持基板(1a)からリリースされた可動部(20)が形成されており、
    前記可動部(20)に複数個の貫通穴(20a)が形成されている可動部を有する半導体デバイスにおいて、
    前記可動部(20)は、互いに異なる方向へ延びる複数個の部分(21a、21b)を有するものであり、
    前記複数個の貫通穴(20a)は、前記複数個の部分(21a、21b)のそれぞれにおいて個々の部分(21a、21b)の長手方向に沿って延びる細長の穴形状をなすものであることを特徴とする可動部を有する半導体デバイス。
  2. 前記可動部(20)は、力学量の印加に伴い所定方向に変位可能となっているものであることを特徴とする請求項1に記載の可動部を有する半導体デバイス。
JP2004078057A 2004-03-18 2004-03-18 可動部を有する半導体デバイス Pending JP2005265594A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004078057A JP2005265594A (ja) 2004-03-18 2004-03-18 可動部を有する半導体デバイス
US11/063,857 US20050205949A1 (en) 2004-03-18 2005-02-24 Semiconductor device having moving part
DE102005011658A DE102005011658A1 (de) 2004-03-18 2005-03-14 Halbleiteranordnung mit einem beweglichen Teil

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004078057A JP2005265594A (ja) 2004-03-18 2004-03-18 可動部を有する半導体デバイス

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005265594A true JP2005265594A (ja) 2005-09-29

Family

ID=34983125

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004078057A Pending JP2005265594A (ja) 2004-03-18 2004-03-18 可動部を有する半導体デバイス

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20050205949A1 (ja)
JP (1) JP2005265594A (ja)
DE (1) DE102005011658A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006058022A (ja) * 2004-08-17 2006-03-02 Nippon Soken Inc 角速度センサ

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4367165B2 (ja) * 2004-02-13 2009-11-18 株式会社デンソー 半導体力学量センサの検査方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5536988A (en) * 1993-06-01 1996-07-16 Cornell Research Foundation, Inc. Compound stage MEM actuator suspended for multidimensional motion
US6316796B1 (en) * 1995-05-24 2001-11-13 Lucas Novasensor Single crystal silicon sensor with high aspect ratio and curvilinear structures
DE19537814B4 (de) * 1995-10-11 2009-11-19 Robert Bosch Gmbh Sensor und Verfahren zur Herstellung eines Sensors
JP3307328B2 (ja) * 1998-05-11 2002-07-24 株式会社デンソー 半導体力学量センサ
DE10046958B4 (de) * 1999-09-27 2009-01-02 Denso Corp., Kariya-shi Kapazitive Vorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Grösse

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006058022A (ja) * 2004-08-17 2006-03-02 Nippon Soken Inc 角速度センサ

Also Published As

Publication number Publication date
DE102005011658A1 (de) 2005-10-13
US20050205949A1 (en) 2005-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2007139505A (ja) 容量式力学量センサ
US7302847B2 (en) Physical quantity sensor having movable portion
JP2010025898A (ja) Memsセンサ
KR20100002228A (ko) Mems 구조 내에서의 다단계 프루프 매스 운동 감속
JP6575129B2 (ja) 振動型角速度センサ
JP5790003B2 (ja) 加速度センサー
WO2013094208A1 (ja) 振動型角速度センサ
JP3861813B2 (ja) 静電振動型デバイス
JP6627663B2 (ja) 物理量センサ
US7210348B2 (en) Semiconductor dynamic quantity sensor
JP2005265594A (ja) 可動部を有する半導体デバイス
JP6604170B2 (ja) 振動型角速度センサ
JP2010145315A (ja) 振動ジャイロスコープ
JP6740965B2 (ja) 振動型角速度センサ
JP4668885B2 (ja) マイクロメカニカルデバイス、共鳴構造、およびマイクロメカニカルデバイスの励起方法
JP4590976B2 (ja) 力学量センサ
JP4438561B2 (ja) 角速度センサ
JP2001174481A (ja) 静電容量検出型ダイアフラム構造体
WO2016067543A1 (ja) 振動型角速度センサ
JP4311239B2 (ja) 静電振動型デバイス
JP3800238B2 (ja) 角速度センサ及び角速度検出方法
JP2006090737A (ja) 角速度センサの実装構造
JP6604158B2 (ja) 振動型角速度センサ
JP6657842B2 (ja) 角速度センサ装置
JP2016118499A (ja) センサ素子、角速度センサ及びセンサ素子の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060511

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080523

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080527

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080618

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080722

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20081118