JP2005345245A - Capacitance type dynamic quantity sensor and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、加速度、角速度といった力学的物理量を、容量変化として検出する容量型力学量センサに関する。特に、半導体製造プロセスにより製造された容量型力学量センサに関する。 The present invention relates to a capacitive mechanical quantity sensor that detects mechanical physical quantities such as acceleration and angular velocity as capacitance changes. In particular, the present invention relates to a capacitive mechanical quantity sensor manufactured by a semiconductor manufacturing process.
従来、外部から加わる加速度や角速度により変位する錘やその錘を支持する梁を半導体基板内に形成し、錘の可動電極に対し微小間隔を隔てて形成された固定電極との静電容量変化を検出する静電容量型力学量センサが知られている(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, a weight that is displaced by acceleration or angular velocity applied from the outside and a beam that supports the weight are formed in a semiconductor substrate, and the capacitance change between the movable electrode of the weight and a fixed electrode that is formed at a minute interval. A capacitance type mechanical quantity sensor to detect is known (for example, refer to Patent Document 1).
図8にその概略図を示す。このセンサでは、錘81と梁82を微細加工で半導体基板83内に作製し、両面からガラス基板(上側基板84、下側基板85)で接合し封止している。錘81は、上側基板84、下側基板85及び半導体基板83により形成される微小な空間内で、梁82により支持され、浮いた状態になっている。
FIG. 8 shows a schematic diagram thereof. In this sensor, a
こういったセンサに、外部より物理量(例えば加速度)が加わると、質量を有する錘81には物理量に比例した力がかかり、梁82の撓みにより錘81が変位する。これにより、硝子上に形成された固定電極86と錘81からなる可動電極との間の容量値が変化し、加わった物理量の大きさを測定することができる。
When a physical quantity (for example, acceleration) is applied to such a sensor from the outside, a force proportional to the physical quantity is applied to the
ここで、センサの感度特性等に大きく影響を及ぼす機械特性(共振周波数、バネ定数)は、錘81及び梁82のサイズに大きく依存する。特に、振動型の角速度センサにおいては、良好な感度特性を示す為に、梁表面に垂直方向(ここではZ方向と定義する)の共振周波数及び梁長手方向(ここではX方向と定義する)の共振周波数を数%の誤差範囲内に形成することが要求される(例えば、非特許文献1参照)。
しかしながら、特開平8-94666に示すようなセンサ構造は、Z方向とX方向の振動が独立に動くのではなく、連動して動く構造をしている。つまり、X方向の共振周波数を変動させた場合、Z方向の共振周波数も変動する。その為、Z方向の共振周波数を仕様範囲内に収める為に、梁のサイズや錘のサイズを調整した場合に、X方向の共振周波数が仕様から外れ、また、X方向の共振周波数を仕様内に収めようとした場合、Z方向の共振周波数が仕様から外れるといったことが頻繁に起こる。このような計算を幾回か繰り返して、XとZの共振周波数を共に仕様内に収めることが可能となり、設計時間が必要以上にかかる。また、X・Zの共振周波数ともに仕様内に収める為に、やむを得ず錘や梁のサイズを大きくする必要が生ずる場合もあり、チップサイズの拡大及びコスト高の原因となる。 However, the sensor structure shown in Japanese Patent Laid-Open No. 8-94666 has a structure in which the vibrations in the Z direction and the X direction do not move independently but move in conjunction with each other. That is, when the resonance frequency in the X direction is changed, the resonance frequency in the Z direction is also changed. Therefore, when adjusting the size of the beam or the weight in order to keep the resonance frequency in the Z direction within the specified range, the resonance frequency in the X direction is out of the specification, and the resonance frequency in the X direction is within the specification. When trying to fit in, the resonance frequency in the Z direction often deviates from the specification. By repeating this calculation several times, it is possible to keep both the X and Z resonance frequencies within the specifications, and the design time is longer than necessary. In addition, in order to keep both the X and Z resonance frequencies within the specifications, it may be unavoidable to increase the size of the weight and beam, which increases the chip size and increases the cost.
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、加速度、角速度といった力学的物理量を、半導体プロセスを用いて製造する構造体が変位することによる容量変化を検出する容量型力学量センサにおいて、
梁により支持され、外部より印加される加速度や角速度といった力学量により変位する錘を有する半導体基板と、半導体基板の表面の一部と接合し、錘の対向する位置に微小隙間1を隔てて配置した固定電極1を積層させた上部硝子基板と、半導体基板の裏面の一部と接合し、錘の対向する位置に微小隙間2を隔てて配置した固定電極2を積層させた下部硝子基板とから成り、錘の変位により、錘からなる可動電極と固定電極1間の容量変化、及び錘からなる可動電極と固定電極2間の容量変化から力学量を測定する容量型力学量センサにおいて、梁及び錘の一部に貫通孔が形成されていることを特徴とする容量型力学量センサ。
The present invention has been made in view of the above problems, and is a capacitive mechanical quantity sensor that detects a change in capacitance caused by displacement of a structure manufactured using a semiconductor process, such as a mechanical physical quantity such as acceleration and angular velocity. ,
A semiconductor substrate having a weight supported by a beam and displaced by a mechanical quantity such as acceleration or angular velocity applied from the outside and a part of the surface of the semiconductor substrate are joined, and a
また、貫通孔が複数個形成されていることを特徴とする容量型力学量センサ。 A capacitive mechanical quantity sensor, wherein a plurality of through holes are formed.
従って、梁及び錘中に貫通孔を形成することにより、梁のサイズや錘のサイズを変更することなく、手間をかけずに共振周波数及びバネ定数等の機械特性の調整が可能となり、設計時間の短縮が期待できる。また、梁及び錘サイズの調整に自由度がでて、センサ形成領域を有効に活用できる。 Therefore, by forming through holes in the beam and the weight, it is possible to adjust the mechanical characteristics such as the resonance frequency and the spring constant without changing the size of the beam and the weight, and without trouble, and the design time Can be expected to shorten. In addition, the degree of freedom in adjusting the beam and weight size can be increased, and the sensor formation region can be used effectively.
また、半導体基板の両面に凹みを形成する工程と、半導体基板の表面の凹み内を加工し、梁及び梁の一部に貫通孔を形成する工程と、半導体基板の裏面の凹み内を加工し、梁に支持された錘及び錘の一部に貫通孔を形成する工程と、平坦な上部硝子基板の表面に、固定電極1を積層形成する工程と、平坦な下部硝子基板の表面に、固定電極2を積層形成する工程と、錘の対向する位置に固定電極1が配置されるよう、上部硝子基板を半導体基板の表面に接合し、且つ、錘の対向する位置に固定電極2が配置されるよう、下部硝子基板を半導体基板の裏面に接合する工程と、を含むことを特徴とする容量型力学量センサの製造方法。
Also, a step of forming recesses on both sides of the semiconductor substrate, a step of processing the inside of the recesses on the surface of the semiconductor substrate, a step of forming a through hole in the beam and a part of the beam, and a processing of the inside of the recess on the back surface of the semiconductor substrate. A step of forming a through-hole in a weight supported by a beam and a part of the weight, a step of forming a
また、梁により支持され、外部より印加される加速度や角速度といった力学量により変位する錘を有する半導体基板と、半導体基板の表面の一部と接合し、錘の対向する位置に微小隙間1を隔てて配置した固定電極1を積層させた上部硝子基板と、半導体基板の裏面の一部と接合し、錘の対向する位置に微小隙間2を隔てて配置した固定電極2を積層させた下部硝子基板とから成り、錘の変位により、錘からなる可動電極と固定電極1間の容量変化、及び錘からなる可動電極と固定電極2間の容量変化から力学量を測定する容量型力学量センサにおいて、梁の一部に貫通孔が形成されていることを特徴とする容量型力学量センサを製造するにあたり、梁と梁の一部に形成した貫通孔は、同一のエッチング工程により形成されることを特徴とする容量型力学量センサの製造方法。
Further, a semiconductor substrate having a weight supported by a beam and displaced by a mechanical quantity such as acceleration or angular velocity applied from the outside, and a part of the surface of the semiconductor substrate are joined, and a
また、梁により支持され、外部より印加される加速度や角速度といった力学量により変位する錘を有する半導体基板と、半導体基板の表面の一部と接合し、錘の対向する位置に微小隙間1を隔てて配置した固定電極1を積層させた上部硝子基板と、半導体基板の裏面の一部と接合し、錘の対向する位置に微小隙間2を隔てて配置した固定電極2を積層させた下部硝子基板とから成り、錘の変位により、錘からなる可動電極と固定電極1間の容量変化、及び錘からなる可動電極と固定電極2間の容量変化から力学量を測定する容量型力学量センサにおいて、梁の一部に貫通孔が形成されていることを特徴とする容量型力学量センサを製造するにあたり、錘と錘の一部に形成した貫通孔は、同一のエッチング工程により形成されることを特徴とする容量型力学量センサの製造方法。
Further, a semiconductor substrate having a weight supported by a beam and displaced by a mechanical quantity such as acceleration or angular velocity applied from the outside, and a part of the surface of the semiconductor substrate are joined, and a
従って、梁及び梁の一部に形成する貫通孔、或いは、錘及び錘の一部に形成する貫通孔を同一プロセスで加工を行うことにより、工程数の低減が図れ、製造コストの低減と共に歩留まりの向上も望める。 Therefore, the number of processes can be reduced by reducing the number of steps by reducing the number of steps by processing the through holes formed in the beam and a part of the beam, or the through holes formed in the weight and a part of the weight in the same process. Can also be improved.
梁及び錘中に貫通孔を形成することにより、共振周波数及びバネ定数等の機械特性の設計における調整時間の短縮が期待でき、開発費の削減が望める。また、梁及び錘サイズの調整に自由度がある為、センサ形成領域を有効に活用できるとともに、センササイズの拡大を防ぐことが可能となる。 By forming through-holes in the beam and weight, it is possible to expect a reduction in adjustment time in the design of mechanical characteristics such as resonance frequency and spring constant, and a reduction in development costs can be expected. In addition, since there is a degree of freedom in adjusting the beam and weight sizes, it is possible to effectively use the sensor formation region and prevent the sensor size from being increased.
以下、本発明の力学量センサを代表して角速度センサを例にあげ、添付の図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, an angular velocity sensor will be taken as an example of the mechanical quantity sensor of the present invention and will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
まず、本発明の実施例1に係わる容量型力学量センサの断面図を図1に示す。本力学量センサは、上部硝子基板1、シリコン基板2及び下部硝子基板3の3層構造をしており、それら3基板を接合して構造体を作製する。半導体(シリコン)基板2内には、エッチングにより梁4と錘5を有した振動体が形成されており、外部より加わる力により、振動体(梁4と錘5)は、振動したり、捩れたりする。梁4の厚み、幅、長さ、及び錘5の厚み、面積等の形状は、任意のバネ定数及び共振周波数が得られるよう、設計される。また、半導体基板2に形成された、梁4及び錘5と、それぞれ対向する上下硝子基板1,3との間には、微小隙間6、7が存在する。振動体(梁4と錘5)は、半導体基板2の外周部に、梁4を介して接続している。外部からの力により、錘5を支持する梁4が撓み、錘5は、微小隙間6、7内で移動する。
First, FIG. 1 shows a cross-sectional view of a capacitive mechanical quantity sensor according to
振動体(梁4と錘5)を形成したシリコン基板2を上下より挟み込む上下硝子基板1、3の一部には、貫通穴8が形成され、これら貫通穴8を通して、上下硝子1,3の内側に形成した電極を外側に引き出す構造をしている。貫通穴8の外側には、導電性材料9が積層されており、硝子内(微小隙間6,7)は封止される。上下硝子基板1,3の内側に形成された固定電極11は、貫通穴8の側壁に形成した配線を通し、この導電性材料9から外へ取り出している。なお、梁4及び錘5の一部には、振動体の共振周波数及びバネ定数を調整する目的の貫通孔12が形成されている。
Through
ここで、実施例1に係わる容量型力学量センサは、例えば、特開平10-227644号公報に記載のセンサと同様の原理により動作する。ここではその動作原理を以下で簡単に説明する。上側硝子基板1と下側硝子基板3の内面側に設けた励起用固定電極10に交流電圧を印加させ、グランド(接地)に保持した可動電極となる振動体(梁4と錘5)との間に働く静電力により振動体(梁4と錘5)を上下振動させる。このようにz軸方向に速度が与えられた振動体(梁4と錘5)に、y軸周りの角速度が加わると、x軸方向にそれらのベクトル積のコリオリ力が与えられ、図2に示すように、梁4が撓む。上側硝子基板1と下側硝子基板3の内面側には、検出用固定電極11を設けてあり、梁4の撓みによる錘5の傾きから、検出用固定電極11と可動電極となる錘5との間の容量に変化が生じ、この容量変化から角速度の大きさを検出する。
Here, the capacitive mechanical quantity sensor according to the first embodiment operates on the same principle as the sensor described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-227644. Here, the operation principle will be briefly described below. An AC voltage is applied to the excitation
図3に、本発明の実施例1に係わる容量型力学量センサの平面図の一例を示す。錘31は四方から梁32で支持されており、梁32の端部34、35、36、37は、図1における半導体基板2の外周部に固定される。錘31と梁32はともに、基本的に上下左右対称形をしている。このような振動体の機械特性を示すバネ定数kは、k=nEbt3/L2、共振周波数fは、f=1/2π・√k/mで示される(n梁本数、Eヤング率、t梁厚み、b梁厚、L梁長、m錘質量)。図3に示すセンサには、振動体の共振周波数及びバネ定数を調整する目的で、梁32に幾つかの貫通孔33が規則的に形成されている。貫通孔33の大きさ及び数を調節し、X,Y,Z軸における任意の共振周波数及びバネ定数を得ている。このような調整機構により、設計が容易となり、設計時間の短縮が期待できる。例えば、共振周波数及びバネ定数を下げたいときには、貫通孔33の数を増やしたりサイズを大きくし、また、共振周波数及びバネ定数を上げたいときには、貫通孔33の数を減らしたりサイズを小さくする。また、図4(a)に示すように、例えば、錘41のサイズに対し、梁42のサイズが小さく設計された場合においても、図4(b)のように、梁43に貫通孔44を挿入することにより、錘45のサイズと梁43のサイズをほぼ同程度に調整することが可能となる。通常の設計のおいては、目標とする機械特性を得る為に、梁の長さや幅を変えて対応しているが、センササイズが大きくなることもあり、コストアップに繋がる。本発明の実施例1に係わる容量型力学量センサによれば、容易な調整により、設計時間の短縮が期待できるとともに、センサ形成領域を有効に活用することが可能となる。
FIG. 3 shows an example of a plan view of the capacitive mechanical quantity sensor according to the first embodiment of the present invention. The
Zの共振周波数とX、Yの共振周波数を同程度増大させたり、低下させたりする場合は、図3及び図4に示す対応により可能であるが、Zの共振周波数とX、Yの共振周波数の増大量や低下量に差がある場合は、図5に示す調整方法が有効である。X、Y方向の共振周波数が、目標仕様に対し低めに設計された場合には、図5(a)のように、錘51の端の方に貫通孔52を形成する方法が有効である。Zの共振周波数も若干増大するが、それ以上に、X,Yの共振周波数を増大させる効果が大きい。外側の質量を軽くすることにより、錘の重心にかかるX及びY方向へのモーメントを小さくでき、X、Y方向の共振周波数を効果的に増大させることが可能となる。同様に、Z方向の共振周波数が、目標仕様に対し低めに設計された場合においても、図5(a)での説明と同様な原理により、図5(b)のように、錘53の内の方に、貫通孔54を形成する方法により効率的にZの共振周波数を増大させることが可能となる。
When the resonance frequency of Z and the resonance frequency of X and Y are increased or decreased to the same extent, it is possible by the correspondence shown in FIGS. 3 and 4, but the resonance frequency of Z and the resonance frequency of X and Y If there is a difference between the increase amount and the decrease amount, the adjustment method shown in FIG. 5 is effective. When the resonance frequencies in the X and Y directions are designed to be lower than the target specification, it is effective to form a through
このように、図3から図5に示した方法により、Z方向及びX、Y方向の共振周波数及びバネ定数を目標仕様内に、しかもセンササイズを拡大することなく対応可能である。
ここで、図3から図5において、貫通孔の形状が円柱で示してあるが、これに限らず、三角注等の多角柱や楕円柱であっても勿論構わない。また、この貫通孔の形成は、梁を形成する工程及び錘を形成する工程に用いるエッチングで同時に形成可能である為、コスト高には繋がらない。
As described above, the method shown in FIGS. 3 to 5 can deal with the resonance frequency and the spring constant in the Z direction, the X and Y directions within the target specification, and without increasing the sensor size.
Here, in FIG. 3 to FIG. 5, the shape of the through hole is shown as a cylinder. However, the shape of the through hole is not limited to this and may be a polygonal column such as a triangular note or an elliptical column. In addition, since the formation of the through hole can be simultaneously formed by etching used in the step of forming the beam and the step of forming the weight, the cost is not increased.
図6及び図7は、本発明の実施例1に係わる角速度センサの製造工程を説明した図である。まず、図6の601のように、フォトリソ技術によりシリコン基板61の両面にエッチング用マスク62を形成する。マスク材に酸化珪素や窒化珪素を用いるが、シリコンのエッチャントに対し耐性の有る膜であれば他の材料でも問題ない。酸化膜の場合、沸酸により容易にマスク材をエッチングでき、マスクのパターンを作製できる。また、基板には、酸化膜を埋め込んだSOI(Silicon On Insulator)基板を使用しても良い。この場合、中間酸化膜が梁加工や錘加工におけるエッチストップ層として機能するため、厚みに対し高精度な加工を実現する。
6 and 7 are diagrams illustrating the manufacturing process of the angular velocity sensor according to the first embodiment of the present invention. First, as shown at 601 in FIG. 6, etching masks 62 are formed on both surfaces of the
次に、図6の602のように、シリコン基板61を両面からエッチングし、微小隙間用の凹み63、64を形成する。ここで使用するエッチャントは、高精度な微小隙間を得られるよう、例えば、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液や水酸化カリウム水溶液といった異方性のエッチャントを使用する。エッチングが終了したら、エッチングマスクを沸酸等により剥離する。また、このエッチング工程602では、反応性イオンエッチング等のドライエッチングにより凹み63、64を形成しても勿論構わない。その場合、エッチング用マスク62は、ドライエッチングに耐えうる材料、例えばレジストを使用できる。
Next, as shown at 602 in FIG. 6, the
次に、図6の603のように、反応性イオンエッチングや誘導結合プラズマ(ICP)エッチングといったドライエッチによって、表面側から加工を施し、梁65の形状と貫通孔の一部66を同時に作製する。エッチングマスク材には、酸化珪素や窒化珪素用いても良いし、レジストでも構わない。ICPや電子サイクロトロンを利用した高密度プラズマプロセスを使用することにより、より垂直な加工が可能となると共に、エッチングレートが向上する為、梁の振動特性の向上と共に、作製コストの低減へと繋がる。
Next, as shown by
次に、高密度プラズマプロセスにより裏面側からシリコン基板61をエッチングし、錘67の形状及び貫通孔68を同時に形成する。このとき、基板の一部は貫通され、振動体(梁65と錘67)が形成される。
また、SOI基板を使用した場合は、中間酸化膜が残るが、この後中間酸化膜をエッチングすることにより、振動体は形成される。
Next, the
In addition, when an SOI substrate is used, an intermediate oxide film remains, but the vibrator is formed by etching the intermediate oxide film thereafter.
次に、図7に、上部硝子基板と下部硝子基板の作製工程を説明した図を示す。上部硝子基板と下部硝子基板は構造が同様である為、同一図で説明する。 Next, FIG. 7 is a diagram illustrating a manufacturing process of the upper glass substrate and the lower glass substrate. Since the upper glass substrate and the lower glass substrate have the same structure, they will be described with reference to the same drawing.
まず、図7の701のように、貫通穴73を形成した硝子基板71と高不純物濃度シリコン基板72を用意する。硝子は、シリコンと熱膨張係数が同様な硝子を選択し、ブラスト加工等により貫通穴73を形成する。
First, as shown at 701 in FIG. 7, a
次に、図7の702のように、硝子基板71(穴径の小さい面側)と高不純物濃度シリコン基板72を接合した後、研磨により高不純物濃度シリコン基板72を薄く削る。
Next, as shown at 702 in FIG. 7, after the glass substrate 71 (the surface side with the smaller hole diameter) and the high impurity
次に、図7の703のように、高不純物濃度シリコン72をエッチングし、上側硝子基板と下側硝子基板の外側配線74を形成する。このエッチングは、乾式でも湿式でも構わない。
Next, as indicated by
次に、図7の704のように、貫通穴の穴径が大きい面側から金属膜を積層させ、パターン形成することにより、内側配線75を形成する。この後、熱処理を行い、外側配線74との電位コンタクトを確保する。
Next, as shown by 704 in FIG. 7, the
最後に、図には示さないが、図6及び図7のような工程により作製する上側硝子基板とシリコン基板と下側硝子基板を接合し、構造体を封止し、図1のようなセンサ構造を作製する。このときの接合は、硝子側に陰極電圧を与え、硝子−シリコン間の静電引力を利用する陽極接合や、接合面に金属を積層させ接合させる共晶接合等を使用する。
このような工程により作製する角速度センサにおいて、梁及び梁の一部に形成する貫通孔や、錘及び錘の一部に形成する貫通孔を同一プロセスで加工を行うことにより、加工工程数を低減でき、コスト低減の効果が得られる。
また、本実施例1の説明において角速度センサを例に取り上げたが、同様な梁及び錘を形成する加速度センサ及び力覚センサにおいても、本実施例1の適応が可能である。
Finally, although not shown in the drawing, the upper glass substrate, the silicon substrate, and the lower glass substrate manufactured by the processes as shown in FIGS. 6 and 7 are joined, the structure is sealed, and the sensor as shown in FIG. Create the structure. Bonding at this time uses anodic bonding in which a cathode voltage is applied to the glass side and electrostatic attraction between the glass and silicon is utilized, or eutectic bonding in which metals are laminated and bonded to the bonding surface.
In the angular velocity sensor manufactured by such a process, the number of processing steps is reduced by processing the through hole formed in the beam and a part of the beam and the through hole formed in the weight and a part of the weight in the same process. And cost reduction effect can be obtained.
In the description of the first embodiment, the angular velocity sensor is taken as an example. However, the first embodiment can be applied to an acceleration sensor and a force sensor that form similar beams and weights.
1 上部硝子基板
2 シリコン基板
3 下部硝子基板
4 梁
5 錘
6、7 微小隙間
8 貫通穴
9 導電性材料
10 励起用固定電極
11 検出用固定電極
12 貫通孔
31、41、45、51、53 錘
32、42、43 梁
33、44、52、54 貫通孔
34、35、36、37 梁の端部
61 シリコン基板
62 エッチング用マスク
63、64 凹み
65 梁
66 貫通孔の一部
67 錘
68 貫通孔
71 硝子基板
72 高不純物濃度シリコン基板
73 貫通穴
74 外側配線
75 内側配線
81 錘
82 梁
83 半導体基板
84 上側基板
85 下側基板
86 固定電極
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記半導体基板の表面の一部と接合し、前記錘の対向する位置に微小隙間1を隔てて配置した固定電極1を積層させた上部硝子基板と、
前記半導体基板の裏面の一部と接合し、前記錘の対向する位置に微小隙間2を隔てて配置した固定電極2を積層させた下部硝子基板とから成り、
前記錘の変位により、前記錘からなる可動電極と前記固定電極1間の容量変化、及び前記錘からなる可動電極と前記固定電極2間の容量変化から前記力学量を測定する容量型力学量センサにおいて、
前記梁及び前記錘の一部に貫通孔が形成されていることを特徴とする容量型力学量センサ。 A semiconductor substrate having a weight which is supported by a beam and which is displaced by a mechanical quantity composed of acceleration or angular velocity applied from the outside;
An upper glass substrate that is bonded to a part of the surface of the semiconductor substrate and in which a fixed electrode 1 is disposed at a position opposed to the weight with a minute gap 1 therebetween;
A lower glass substrate formed by laminating a fixed electrode 2 bonded to a part of the back surface of the semiconductor substrate and arranged with a minute gap 2 at a position opposed to the weight;
A capacitive mechanical quantity sensor that measures the mechanical quantity from a change in capacitance between the movable electrode made of the weight and the fixed electrode 1 and a change in capacitance between the movable electrode made of the weight and the fixed electrode 2 due to the displacement of the weight. In
A capacitive mechanical quantity sensor, wherein a through-hole is formed in a part of the beam and the weight.
前記半導体基板の表面の前記凹み内を加工し、梁及び前記梁の一部に貫通孔を形成する工程と、
前記半導体基板の裏面の前記凹み内を加工し、前記梁に支持された錘及び前記錘の一部に貫通孔を形成する工程と、
平坦な上部硝子基板の表面に、固定電極1を積層形成する工程と、
平坦な下部硝子基板の表面に、固定電極2を積層形成する工程と
前記錘の対向する位置に前記固定電極1が配置されるよう、前記上部硝子基板を前記半導体基板の表面に接合し、且つ、前記錘の対向する位置に前記固定電極2が配置されるよう、前記下部硝子基板を前記半導体基板の裏面に接合する工程と、
を含むことを特徴とする容量型力学量センサの製造方法。 Forming recesses on both sides of the semiconductor substrate;
Processing the inside of the recess of the surface of the semiconductor substrate, forming a through hole in a beam and a part of the beam;
Processing the inside of the recess on the back surface of the semiconductor substrate, forming a weight supported by the beam and a through hole in a part of the weight;
A step of laminating and forming the fixed electrode 1 on the surface of the flat upper glass substrate;
Bonding the upper glass substrate to the surface of the semiconductor substrate such that the fixed electrode 2 is laminated on the surface of the flat lower glass substrate, and the fixed electrode 1 is disposed at a position opposite to the weight; Bonding the lower glass substrate to the back surface of the semiconductor substrate so that the fixed electrode 2 is disposed at a position opposite to the weight;
A method for manufacturing a capacitive dynamic quantity sensor, comprising:
前記半導体基板の表面の一部と接合し、前記錘の対向する位置に微小隙間1を隔てて配置した固定電極1を積層させた上部硝子基板と、
前記半導体基板の裏面の一部と接合し、前記錘の対向する位置に微小隙間2を隔てて配置した固定電極2を積層させた下部硝子基板とから成り、
前記錘の変位により、前記錘からなる可動電極と前記固定電極1間の容量変化、及び前記錘からなる可動電極と前記固定電極2間の容量変化から前記力学量を測定する容量型力学量センサにおいて、
前記梁の一部に貫通孔が形成されていることを特徴とする容量型力学量センサを製造するにあたり、
前記梁と前記梁の一部に形成した貫通孔は、同一のエッチング工程により形成されることを特徴とする容量型力学量センサの製造方法。 A semiconductor substrate having a weight supported by a beam and displaced by a mechanical quantity such as acceleration or angular velocity applied from the outside;
An upper glass substrate that is bonded to a part of the surface of the semiconductor substrate and in which a fixed electrode 1 is disposed at a position opposed to the weight with a minute gap 1 therebetween;
A lower glass substrate formed by laminating a fixed electrode 2 bonded to a part of the back surface of the semiconductor substrate and arranged with a minute gap 2 at a position opposed to the weight;
A capacitive mechanical quantity sensor that measures the mechanical quantity from a change in capacitance between the movable electrode made of the weight and the fixed electrode 1 and a change in capacitance between the movable electrode made of the weight and the fixed electrode 2 due to the displacement of the weight. In
In manufacturing a capacitive mechanical quantity sensor, wherein a through hole is formed in a part of the beam,
The method of manufacturing a capacitive dynamic quantity sensor, wherein the beam and a through hole formed in a part of the beam are formed by the same etching process.
前記半導体基板の表面の一部と接合し、前記錘の対向する位置に微小隙間1を隔てて配置した固定電極1を積層させた上部硝子基板と、
前記半導体基板の裏面の一部と接合し、前記錘の対向する位置に微小隙間2を隔てて配置した固定電極2を積層させた下部硝子基板とから成り、
前記錘の変位により、前記錘からなる可動電極と前記固定電極1間の容量変化、及び前記錘からなる可動電極と前記固定電極2間の容量変化から前記力学量を測定する容量型力学量センサにおいて、
前記錘の一部に貫通孔が形成されていることを特徴とする容量型力学量センサを製造するにあたり、
前記錘と前記錘の一部に形成した貫通孔は、同一のエッチング工程により形成されることを特徴とする容量型力学量センサの製造方法。 A semiconductor substrate having a weight which is supported by a beam and which is displaced by a mechanical quantity composed of acceleration or angular velocity applied from the outside;
An upper glass substrate that is bonded to a part of the surface of the semiconductor substrate and in which a fixed electrode 1 is disposed at a position opposed to the weight with a minute gap 1 therebetween;
A lower glass substrate formed by laminating a fixed electrode 2 bonded to a part of the back surface of the semiconductor substrate and arranged with a minute gap 2 at a position opposed to the weight;
A capacitive mechanical quantity sensor that measures the mechanical quantity from a change in capacitance between the movable electrode made of the weight and the fixed electrode 1 and a change in capacitance between the movable electrode made of the weight and the fixed electrode 2 due to the displacement of the weight. In
In manufacturing a capacitive dynamic quantity sensor, wherein a through hole is formed in a part of the weight,
The method of manufacturing a capacitive dynamic quantity sensor, wherein the weight and a through hole formed in a part of the weight are formed by the same etching process.
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---|---|---|---|---|
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-
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