JP2006064532A - Semiconductor acceleration sensor - Google Patents

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Hitoshi Yoshida
仁 吉田
Daisuke Wakabayashi
大介 若林
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a shock-resistant semiconductor acceleration sensor which reduces a breakage of a stopper piece which limits the amount of displacement of a weight part in a direction perpendicular to one surface of a flame part. <P>SOLUTION: In a sensor chip 1, the weight part 12 placed in a window of the rectangular flame part 11 is oscillatably supported by the flame part 11 through a deformation part 13 on the one surface of the flame part 11. The weight part 12 includes a core part 12a and an attached part 12b which is integral with the core part 12a and is placed in the space between the core part 12a and the flame part 11. The flame part 11 departs from the attached part 12b in a direction perpendicular to the one surface. The thin-walled stopper piece 15 for limiting the amount of displacement of the attached part 12b toward the one surface is integrally protruded from each corner part 11a. A reinforcement part 16 for reinforcing the stopper piece 15 on a surface facing the attached part 12b on the stopper piece 15 is integrally protruded. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体加速度センサに関し、特に、耐衝撃性に優れた半導体加速度センサに関するものである。   The present invention relates to a semiconductor acceleration sensor, and more particularly to a semiconductor acceleration sensor excellent in impact resistance.

この種の半導体加速度センサとして、例えば、図10(a),(b)に示すように、シリコン基板を用いて形成したセンサチップ1’と、センサチップ1’の裏面側に固着されたガラス製の台座2’とを備えたものが提案されている。   As this type of semiconductor acceleration sensor, for example, as shown in FIGS. 10A and 10B, a sensor chip 1 ′ formed using a silicon substrate and a glass chip fixed to the back side of the sensor chip 1 ′ are used. A pedestal 2 'is proposed.

センサチップ1’は、矩形枠状のフレーム部11’を備え、フレーム部11’の矩形状の開口窓内に配置される重り部12’がフレーム部11’の一表面側(センサチップ1’の主表面側)において可撓性を有する薄肉の4つの撓み部13’を介してフレーム部11’に揺動自在に支持されている。台座2’において重り部12’との対向面には重り部12’の厚さ方向への重り部12’の変位を可能とする凹所2a’が形成されている。   The sensor chip 1 ′ includes a rectangular frame-shaped frame portion 11 ′, and a weight portion 12 ′ disposed in a rectangular opening window of the frame portion 11 ′ is on one surface side of the frame portion 11 ′ (sensor chip 1 ′ Is supported by the frame portion 11 ′ in a swingable manner through four thin flexible portions 13 ′ having flexibility. In the pedestal 2 ′, a recess 2 a ′ is formed on the surface of the pedestal 2 ′ facing the weight portion 12 ′ so that the weight portion 12 ′ can be displaced in the thickness direction of the weight portion 12 ′.

重り部12’は、上述の4つの撓み部13’を介してフレーム部11’に支持されたコア部12a’と、コア部12a’に連続一体に形成されて各撓み部13’の裏面側においてフレーム部11’とコア部12a’との間の空間に配置される付随部12b’とで構成されており、フレーム部11’と付随部12b’との間にはスリット14’が形成されている。   The weight portion 12 ′ is formed integrally with the core portion 12a ′ supported by the frame portion 11 ′ via the above-described four bent portions 13 ′ and the core portion 12a ′, and the back surface side of each bent portion 13 ′. In FIG. 4, the auxiliary portion 12b ′ is disposed in the space between the frame portion 11 ′ and the core portion 12a ′, and a slit 14 ′ is formed between the frame portion 11 ′ and the auxiliary portion 12b ′. ing.

上述のセンサチップ1’は、図10(a),(b)それぞれの左側に示したように、センサチップ1’の厚み方向をz軸方向、z軸方向に直交する平面において矩形枠状のフレーム部11’の一辺に沿った方向をx軸方向、この一辺に直交する辺に沿った方向をy軸方向と規定すれば、センサチップ1’は、x軸方向を長手方向とする2つの撓み部13’,13’におけるコア部12a’近傍にx軸方向の加速度を検出するためのピエゾ抵抗(図示せず)が2つずつ形成され、y軸方向を長手方向とする2つの撓み部13’,13’におけるコア部12a’近傍にy軸方向の加速度を検出するためのピエゾ抵抗(図示せず)が2つずつ形成され、4つの撓み部13’それぞれの長手方向におけるフレーム部11’近傍にz軸方向の加速度を検出するためのピエゾ抵抗(図示せず)が1つずつ形成されており、各軸方向ごとにそれぞれ4つのピエゾ抵抗がブリッジ回路を構成するように拡散層配線などの配線(図示せず)により接続されており、フレーム部11’の上記一表面側に各ブリッジ回路に接続されたパッド(図示せず)が形成されている。   As shown on the left side of each of FIGS. 10A and 10B, the sensor chip 1 ′ described above has a rectangular frame shape on the plane orthogonal to the z-axis direction and the z-axis direction in the thickness direction of the sensor chip 1 ′. If the direction along one side of the frame portion 11 ′ is defined as the x-axis direction, and the direction along the side perpendicular to the one side is defined as the y-axis direction, the sensor chip 1 ′ has two longitudinal directions in the x-axis direction. Two piezoresistors (not shown) for detecting acceleration in the x-axis direction are formed in the vicinity of the core portion 12a ′ in the bent portions 13 ′ and 13 ′, and the two bent portions have a longitudinal direction in the y-axis direction. Two piezoresistors (not shown) for detecting acceleration in the y-axis direction are formed in the vicinity of the core portion 12a ′ in 13 ′ and 13 ′, and the frame portion 11 in the longitudinal direction of each of the four bent portions 13 ′. 'Detect the acceleration in the z-axis direction in the vicinity One piezoresistor (not shown) is formed, and four piezoresistors are connected by wiring (not shown) such as diffusion layer wiring so that each piezoresistor forms a bridge circuit for each axial direction. A pad (not shown) connected to each bridge circuit is formed on the one surface side of the frame portion 11 '.

したがって、センサチップ1’に加速度が作用すると、加速度の方向および大きさに応じて重り部12’がフレーム部11’に対して相対的に変位し、結果的に撓み部13’が撓んでピエゾ抵抗の抵抗値が変化することになる。つまり、ピエゾ抵抗の抵抗値の変化を検出することによりセンサチップ1’に作用したx軸方向、y軸方向、z軸方向それぞれの加速度を検出することができる。   Therefore, when an acceleration acts on the sensor chip 1 ′, the weight portion 12 ′ is displaced relative to the frame portion 11 ′ according to the direction and magnitude of the acceleration, and as a result, the bending portion 13 ′ is bent and the piezoelectric element is bent. The resistance value of the resistor will change. That is, by detecting a change in the resistance value of the piezoresistor, it is possible to detect accelerations in the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction that act on the sensor chip 1 '.

ところで、センサチップ1’は、フレーム部11’の上記一表面に直交する方向(つまり、z軸方向)において付随部12b’と離間し上記一表面側への付随部12b’の変位量を制限する薄肉のストッパ片15’がフレーム部11’の4つのコーナー部それぞれから一体に突設されている。ここにおいて、各ストッパ片15’は、上記一表面に平行な面内における形状が三角形状の形状となっている。   By the way, the sensor chip 1 ′ is separated from the associated portion 12b ′ in the direction orthogonal to the one surface of the frame portion 11 ′ (that is, the z-axis direction) and restricts the amount of displacement of the associated portion 12b ′ toward the one surface side. A thin stopper piece 15 ′ is integrally projected from each of the four corner portions of the frame portion 11 ′. Here, each stopper piece 15 'has a triangular shape in a plane parallel to the one surface.

しかして、図10に示した半導体加速度センサでは、ストッパ片15’および台座2’によってz軸方向への重り部12’の変位量が制限される(図10(b)における上方向への重り部12’の変位量はストッパ片15’によって制限され、図10(b)における下方向への重り部12’の変位量は台座2’によって制限される)ので、z軸方向に過度の加速度が作用した場合に撓み部13’が破損するのを抑制することができる。
特開平8−327656号公報
Thus, in the semiconductor acceleration sensor shown in FIG. 10, the amount of displacement of the weight portion 12 ′ in the z-axis direction is limited by the stopper piece 15 ′ and the base 2 ′ (the weight in the upward direction in FIG. 10B). The displacement amount of the portion 12 ′ is limited by the stopper piece 15 ′, and the displacement amount of the weight portion 12 ′ in the downward direction in FIG. 10B is limited by the pedestal 2 ′). It is possible to suppress the bending portion 13 ′ from being damaged when the is applied.
JP-A-8-327656

しかしながら、図10に示した構成の半導体加速度センサでは、重り部12’の付随部12b’がストッパ片15’に衝突したときの衝撃が局所的に集中してストッパ片15’が破壊されてしまう恐れがあるので、耐衝撃性を更に向上させた半導体加速度センサの実現が期待されている。   However, in the semiconductor acceleration sensor having the configuration shown in FIG. 10, the impact when the associated portion 12b ′ of the weight portion 12 ′ collides with the stopper piece 15 ′ is locally concentrated and the stopper piece 15 ′ is destroyed. Since there is a fear, realization of a semiconductor acceleration sensor having further improved shock resistance is expected.

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、フレーム部の一表面に直交する方向への重り部の変位量を制限するストッパ片の破損が起こりにくく耐衝撃性に優れた半導体加速度センサを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-mentioned reasons, and the purpose thereof is to prevent the stopper piece from limiting the amount of displacement of the weight portion in the direction perpendicular to one surface of the frame portion, and to be excellent in impact resistance. Another object of the present invention is to provide a semiconductor acceleration sensor.

請求項1の発明は、上記目的を達成するために、枠状のフレーム部の矩形状の開口窓内に配置される重り部がフレーム部の一表面側において可撓性を有する薄肉の撓み部を介してフレーム部に揺動自在に支持された半導体加速度センサであって、重り部は、フレーム部の内側面に一端部が連結された撓み部の他端部が外側面に連結されたコア部と、コア部と一体に形成されコア部とフレーム部との間の空間に配置される付随部とを有し、フレーム部は、前記一表面に直交する方向において付随部と離間し前記一表面側への付随部の変位量を制限する薄肉のストッパ片がコーナー部から一体に突設され、ストッパ片における付随部との対向面側においてストッパ片を補強する補強部が一体に突設されてなることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a thin flexible portion in which the weight portion disposed in the rectangular opening window of the frame-like frame portion is flexible on one surface side of the frame portion. The semiconductor acceleration sensor is supported by the frame part through the frame, and the weight part is a core in which one end part is connected to the inner side surface of the frame part and the other end part of the bending part is connected to the outer side surface. And an associated part formed integrally with the core part and disposed in a space between the core part and the frame part. The frame part is spaced apart from the associated part in a direction perpendicular to the one surface, and A thin stopper piece that limits the amount of displacement of the accompanying part to the surface side is projected integrally from the corner part, and a reinforcing part that reinforces the stopper piece is integrally projected on the side of the stopper piece facing the accompanying part. It is characterized by.

この発明によれば、フレーム部にはストッパ片を補強する補強部が一体に突設されているので、ストッパ片が補強部により補強されることとなり、重り部の付随部がストッパ片に衝突する際の衝撃によりストッパ片が破損するのを抑制することができ、従来に比べて耐衝撃性を高めることができる。   According to the present invention, since the reinforcing portion that reinforces the stopper piece is integrally provided on the frame portion, the stopper piece is reinforced by the reinforcing portion, and the accompanying portion of the weight portion collides with the stopper piece. It is possible to prevent the stopper piece from being damaged by the impact at the time, and the impact resistance can be improved as compared with the conventional case.

請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記補強部は、前記ストッパ片における前記付随部との対向面側において前記ストッパ片と前記付随部との向い合っている方向に沿って形成されてなることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the reinforcing portion is formed along a direction in which the stopper piece and the associated portion face each other on the side of the stopper piece facing the associated portion. It is characterized by being made.

この発明によれば、前記ストッパ片において前記補強部と重なる部位の面積を比較的小さくしながらも前記ストッパ片を効果的に補強することができ、前記ストッパ片において前記付随部と重なる部位の面積を比較的大きくしながらも前記ストッパ片が破損するのを抑制することができる。   According to the present invention, the stopper piece can be effectively reinforced while the area of the portion overlapping the reinforcing portion in the stopper piece is relatively small, and the area of the portion overlapping the accompanying portion in the stopper piece. It is possible to prevent the stopper piece from being damaged while relatively large.

請求項3の発明は、請求項1または請求項2の発明において、前記フレーム部の内側面と前記補強部の側面との間に面取り部が形成されてなることを特徴とする。   The invention of claim 3 is characterized in that, in the invention of claim 1 or 2, a chamfered portion is formed between the inner side surface of the frame portion and the side surface of the reinforcing portion.

この発明によれば、前記重り部の前記付随部が前記ストッパ片に衝突した際に前記フレーム部の内側面と前記補強部の側面との連結部位に応力が集中するのを抑制できて応力集中による前記補強部の破損を抑制することができ、面取り部が形成されていない場合に比べて耐衝撃性が向上する。   According to the present invention, when the accompanying portion of the weight portion collides with the stopper piece, it is possible to suppress stress concentration on the connecting portion between the inner side surface of the frame portion and the side surface of the reinforcing portion, thereby stress concentration. The breakage of the reinforcing part due to the above can be suppressed, and the impact resistance is improved as compared with the case where the chamfered part is not formed.

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、前記補強部は、前記フレーム部の前記一表面に直交する方向において前記ストッパ片に近づくにつれて断面積が徐々に大きくなる形状に形成されてなることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the first to third aspects of the invention, the reinforcing portion has a shape in which a cross-sectional area gradually increases as it approaches the stopper piece in a direction perpendicular to the one surface of the frame portion. It is formed.

この発明によれば、前記重り部の前記付随部が前記ストッパ片に衝突した際に前記ストッパ片における前記補強部との連結部位に応力が集中するのを抑制できて応力集中による前記ストッパ片の破損を抑制することができる。   According to the present invention, when the accompanying portion of the weight portion collides with the stopper piece, it is possible to suppress stress concentration on the connection portion of the stopper piece with the reinforcing portion, and the stopper piece is caused by stress concentration. Damage can be suppressed.

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、前記重り部は、前記付随部の外周面に、前記補強部が入る凹部であって前記補強部の側面との間に所定間隔の隙間を形成する凹部が設けられ、前記所定間隔が前記付随部と前記フレーム部との間の間隔よりも小さく設定されてなることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the first to fourth aspects of the present invention, the weight portion is a concave portion into which the reinforcing portion is inserted into an outer peripheral surface of the associated portion, and is predetermined between a side surface of the reinforcing portion. Concave portions that form gaps are provided, and the predetermined interval is set to be smaller than the interval between the associated portion and the frame portion.

この発明によれば、前記フレーム部の前記一表面に直交する面内における前記重り部の変位量が前記補強部によって制限されることとなり、前記補強部が前記ストッパ片を補強する機能に加えて、前記フレーム部の前記一表面に直交する面内における前記重り部の変位量を制限するストッパとしての機能を有することとなり、耐衝撃性がより一層向上する。   According to this invention, the displacement amount of the weight portion in a plane orthogonal to the one surface of the frame portion is limited by the reinforcing portion, and in addition to the function of the reinforcing portion reinforcing the stopper piece. In addition, it has a function as a stopper for limiting the amount of displacement of the weight portion in a plane orthogonal to the one surface of the frame portion, and the impact resistance is further improved.

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、前記付随部と前記補強部との少なくとも一方に一体に設けた凸部が入り当該凸部との間に所定間隔の隙間を形成する凹部を他方に設けられ、前記所定間隔が前記付随部と前記フレーム部との間の間隔よりも小さく設定されてなることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the first to fourth aspects of the present invention, a convex portion provided integrally with at least one of the accompanying portion and the reinforcing portion is inserted, and a gap having a predetermined interval is formed between the convex portion. A concave portion to be formed is provided on the other side, and the predetermined interval is set to be smaller than an interval between the accompanying portion and the frame portion.

この発明によれば、前記フレーム部の前記一表面に直交する面内における前記重り部の変位量が前記補強部によって制限されることとなり、前記補強部が前記ストッパ片を補強する機能に加えて、前記フレーム部の前記一表面に直交する面内における前記重り部の変位量を制限するストッパとしての機能を有することとなり、耐衝撃性がより一層向上する。   According to this invention, the displacement amount of the weight portion in a plane orthogonal to the one surface of the frame portion is limited by the reinforcing portion, and in addition to the function of the reinforcing portion reinforcing the stopper piece. In addition, it has a function as a stopper for limiting the amount of displacement of the weight portion in a plane orthogonal to the one surface of the frame portion, and the impact resistance is further improved.

請求項1の発明では、重り部の付随部がストッパ片に衝突する際の衝撃によりストッパ片が破損するのを抑制することができ、従来に比べて耐衝撃性を高めることができるという効果がある。   In invention of Claim 1, it can suppress that a stopper piece is damaged by the impact at the time of the incidental part of a weight part colliding with a stopper piece, and there exists an effect that impact resistance can be improved compared with the past. is there.

(実施形態1)
本実施形態の半導体加速度センサは、図1(a)〜(e)に示すセンサチップ1により構成されており、例えば、パッケージや回路基板(例えば、プリント基板)などのベース部材に直接あるいはガラス製の台座を介した形で実装すればよい。ここにおいて、センサチップ1は、図2(a)に示すように、シリコン基板からなる支持基板21上のシリコン酸化膜からなる絶縁層(埋込酸化膜)22上にn形のシリコン層(活性層)23を有するSOIウェハ20を加工することにより形成してある。
(Embodiment 1)
The semiconductor acceleration sensor of the present embodiment is composed of a sensor chip 1 shown in FIGS. 1A to 1E. For example, the semiconductor acceleration sensor is directly on a base member such as a package or a circuit board (for example, a printed board) or made of glass. It may be mounted in the form through the pedestal. Here, as shown in FIG. 2A, the sensor chip 1 includes an n-type silicon layer (an active layer) on an insulating layer (buried oxide film) 22 made of a silicon oxide film on a support substrate 21 made of a silicon substrate. The SOI wafer 20 having the (layer) 23 is formed by processing.

センサチップ1は、枠状(本実施形態では、矩形枠状)のフレーム部11を備え、フレーム部11の矩形状の開口窓内に配置される重り部12がフレーム部11の一表面(図1(b)における上面)側において可撓性を有する4つの短冊状の撓み部13を介してフレーム部11に揺動自在に支持されている。したがって、重り部12の質量をm、センサチップ1に作用する加速度をα、重り部12に作用する力をFとすれば、重り部12にニュートンの運動方程式から導出されるF=mαの力が作用して撓み部13が撓むこととなる。なお、フレーム部11は、SOIウェハ20の支持基板21、絶縁層22、シリコン層23それぞれを利用して形成してある。これに対して、撓み部13は、SOIウェハ20におけるシリコン層23を利用して形成してあり、フレーム部11よりも薄肉となっている。   The sensor chip 1 includes a frame portion 11 having a frame shape (in this embodiment, a rectangular frame shape), and a weight portion 12 disposed in a rectangular opening window of the frame portion 11 has one surface of the frame portion 11 (see FIG. 1 (b) is supported swingably on the frame portion 11 via four strip-like flexure portions 13 having flexibility. Therefore, if the mass of the weight portion 12 is m, the acceleration acting on the sensor chip 1 is α, and the force acting on the weight portion 12 is F, the force of F = mα derived from the Newton's equation of motion on the weight portion 12. Acts to bend the bent portion 13. The frame portion 11 is formed using the support substrate 21, the insulating layer 22, and the silicon layer 23 of the SOI wafer 20. On the other hand, the bending portion 13 is formed using the silicon layer 23 in the SOI wafer 20 and is thinner than the frame portion 11.

重り部12は、上述の4つの撓み部13を介してフレーム部11に支持された直方体状のコア部12aと、センサチップ1の主表面側(フレーム部11の上記一表面側)から見てコア部12aの四隅それぞれに連続一体に連結された直方体状の4つの付随部12bとを有している。言い換えれば、重り部12は、フレーム部11の内側面に一端部が連結された各撓み部13の他端部が外側面に連結されたコア部12aと、コア部12aと一体に形成されコア部12aとフレーム部11との間の空間に配置される4つの付随部12bとを有している。つまり、各付随部12bは、センサチップ1の主表面側(フレーム部11の上記一表面側)から見て、フレーム部11とコア部12aと互いに直交する方向に延長された2つの撓み部13,13とで囲まれる空間に配置されており、各付随部12bそれぞれとフレーム部11との間にはスリット14が形成され、撓み部13を挟んで隣り合う付随部12b間の間隔が撓み部13の幅寸法よりも長くなっている。ここにおいて、コア部12aは、SOIウェハ20の支持基板21、絶縁層22、シリコン層23それぞれを利用して形成し、各付随部12bは、SOIウェハ20の支持基板21を利用して形成してある。しかして、フレーム部11の上記一表面側において各付随部12bの表面(図1(b)における上面)は、コア部12aの表面(図1(b)における上面)を含む平面からフレーム部11の他表面(図1(b)における下面)側へ離間して位置している。   The weight part 12 is seen from the rectangular parallelepiped core part 12a supported by the frame part 11 via the above-described four flexure parts 13 and the main surface side of the sensor chip 1 (the one surface side of the frame part 11). It has four rectangular parallelepiped portions 12b continuously and integrally connected to the four corners of the core portion 12a. In other words, the weight portion 12 is formed integrally with the core portion 12a and the core portion 12a in which the other end portion of each bending portion 13 whose one end portion is connected to the inner side surface of the frame portion 11 is connected to the outer surface. It has four accompanying parts 12b arranged in the space between the part 12a and the frame part 11. That is, each of the accompanying portions 12b is viewed from the main surface side of the sensor chip 1 (the one surface side of the frame portion 11), and the two bent portions 13 extended in a direction orthogonal to the frame portion 11 and the core portion 12a. , 13, a slit 14 is formed between each of the associated portions 12 b and the frame portion 11, and the interval between the adjacent associated portions 12 b across the bent portion 13 is defined as a bent portion. It is longer than 13 width dimensions. Here, the core portion 12 a is formed using the support substrate 21 of the SOI wafer 20, the insulating layer 22, and the silicon layer 23, and each accompanying portion 12 b is formed using the support substrate 21 of the SOI wafer 20. It is. Thus, on the one surface side of the frame portion 11, the surface of each associated portion 12b (upper surface in FIG. 1B) is formed from the plane including the surface of the core portion 12a (upper surface in FIG. 1B). It is located away from the other surface (the lower surface in FIG. 1B).

また、重り部12のコア部12aおよび各付随部12bは、支持基板21を利用して形成されている部分の厚さがフレーム部11において支持基板21を利用して形成されている部分の厚さに比べて、センサチップ1の厚み方向(図1(b)における上下方向)への重り部12の許容変位量分だけ薄くなっている。したがって、センサチップ1におけるフレーム部11の上記他表面を上述のベース部材や台座などに固着したときに、重り部12の裏面(図1(b)における下面)側にはセンサチップ1の厚み方向への重り部12の変位を可能とする隙間が形成されることとなり、例えば、台座に固着するような場合には、台座に重り部12の変位を可能とするための凹所を設ける必要がなくなり、製造コストの低コスト化を図れる。   In addition, the core portion 12 a and the associated portions 12 b of the weight portion 12 are formed so that the thickness of the portion formed using the support substrate 21 is the thickness of the portion formed using the support substrate 21 in the frame portion 11. Compared to this, the sensor chip 1 is thinner by the allowable displacement amount of the weight portion 12 in the thickness direction (vertical direction in FIG. 1B). Therefore, when the other surface of the frame portion 11 of the sensor chip 1 is fixed to the base member or the pedestal, the thickness direction of the sensor chip 1 is on the back surface (the lower surface in FIG. 1B) of the weight portion 12. For example, in the case of being fixed to the pedestal, it is necessary to provide a recess for enabling the displacement of the weight portion 12 in the pedestal. The manufacturing cost can be reduced.

ところで、図1(a),(b)それぞれの左側に示したように、センサチップ1の厚み方向をz軸方向、z軸方向に直交する平面において矩形枠状のフレーム部11の一辺に沿った方向をx軸方向、この一辺に直交する辺に沿った方向をy軸方向と規定すれば、重り部12は、x軸方向に延長されてコア部12aを挟む2つ1組の撓み部13,13と、y軸方向に延長されてコア部12aを挟む2つ1組の撓み部13,13とを介してフレーム部11に支持されていることになる。ここで、センサチップ1は、x軸方向を長手方向とする2つの撓み部13,13におけるコア部12a近傍にx軸方向の加速度を検出するためのピエゾ抵抗(図示せず)が2つずつ形成され、y軸方向を長手方向とする2つの撓み部13,13におけるコア部12a近傍にy軸方向の加速度を検出するためのピエゾ抵抗(図示せず)が2つずつ形成され、4つの撓み部13それぞれの長手方向におけるフレーム部11近傍にz軸方向の加速度を検出するためのピエゾ抵抗(図示せず)が1つずつ形成されており、各軸方向ごとにそれぞれ4つのピエゾ抵抗がブリッジ回路を構成するように配線(拡散層配線、金属配線など)を介して接続されている。ここに、センサチップ1の上記一表面側には、シリコン酸化膜からなる保護膜(図示せず)が形成されており、ブリッジ回路の各端子となるパッド(図示せず)がフレーム部11に対応する部位でセンサチップ1の上記一表面側に設けられている。なお、パッドは、金属材料(例えば、アルミニウムなど)により形成されている。   By the way, as shown on the left side of each of FIGS. 1A and 1B, the thickness direction of the sensor chip 1 is along the z-axis direction and along one side of the frame portion 11 having a rectangular frame shape in a plane orthogonal to the z-axis direction. When the direction along the side perpendicular to the one side is defined as the y-axis direction, the weight portion 12 extends in the x-axis direction and sandwiches the core portion 12a. 13 and 13 and the pair of flexible portions 13 and 13 that extend in the y-axis direction and sandwich the core portion 12a, are supported by the frame portion 11. Here, the sensor chip 1 has two piezoresistors (not shown) for detecting acceleration in the x-axis direction in the vicinity of the core portion 12a in the two flexures 13 and 13 whose longitudinal direction is the x-axis direction. Two piezoresistors (not shown) for detecting acceleration in the y-axis direction are formed in the vicinity of the core portion 12a in the two bent portions 13 and 13 having the longitudinal direction in the y-axis direction. One piezoresistor (not shown) for detecting acceleration in the z-axis direction is formed in the vicinity of the frame portion 11 in the longitudinal direction of each of the bent portions 13, and four piezoresistors are provided for each axial direction. They are connected via wiring (diffusion layer wiring, metal wiring, etc.) so as to form a bridge circuit. Here, a protective film (not shown) made of a silicon oxide film is formed on the one surface side of the sensor chip 1, and pads (not shown) serving as terminals of the bridge circuit are formed on the frame portion 11. The corresponding part is provided on the one surface side of the sensor chip 1. The pad is made of a metal material (for example, aluminum).

したがって、センサチップ1に加速度が作用すると、加速度の方向および大きさに応じて重り部12がフレーム部11に対して相対的に変位し、結果的に撓み部13が撓んでピエゾ抵抗の抵抗値が変化することになる。つまり、ピエゾ抵抗の抵抗値の変化を検出することによりセンサチップ1に作用したx軸方向、y軸方向、z軸方向それぞれの加速度を検出することができる。要するに、各ブリッジ回路の対角位置の一方の端子間に適宜の検出用電源を接続するとともに対角位置の他方の端子間の電圧を検出し、適宜の補正を加えれば、重り部12に作用するx軸方向、y軸方向、z軸方向それぞれの加速度に比例する電圧を得ることができる。本実施形態では、各ピエゾ抵抗それぞれが、フレーム部11に対する重り部12の変位により撓み部13に生じるひずみによって抵抗率の変化する抵抗体を構成している。   Therefore, when acceleration is applied to the sensor chip 1, the weight portion 12 is displaced relative to the frame portion 11 according to the direction and magnitude of the acceleration, and as a result, the bending portion 13 is bent and the resistance value of the piezoresistor is increased. Will change. That is, by detecting a change in the resistance value of the piezoresistor, accelerations in the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction that act on the sensor chip 1 can be detected. In short, if an appropriate power source for detection is connected between one terminal at the diagonal position of each bridge circuit, a voltage between the other terminal at the diagonal position is detected, and appropriate correction is applied, the weight 12 is affected. A voltage proportional to the acceleration in each of the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction can be obtained. In the present embodiment, each piezoresistor constitutes a resistor whose resistivity changes due to strain generated in the bending portion 13 due to the displacement of the weight portion 12 with respect to the frame portion 11.

なお、本実施形態では、上述のシリコン層23の導電形がn形なので、各ピエゾ抵抗および各拡散層配線の導電形をp形としてあるが、シリコン層23の導電形がp形の場合には、各ピエゾ抵抗および各拡散層配線の導電形をn形とすればよい。また、SOIウェハ20については、支持基板21の厚さを400〜600μm程度、絶縁層22の厚さを0.3〜1.5μm程度、シリコン層23の厚さを4〜6μm程度に設定してあるが、これらの数値は特に限定するものではない。また、SOIウェハ20の主表面であるシリコン層23の表面は(100)面としてある。   In this embodiment, since the conductivity type of the silicon layer 23 is n-type, the conductivity type of each piezoresistor and each diffusion layer wiring is p-type. However, when the conductivity type of the silicon layer 23 is p-type. In this case, the conductivity type of each piezoresistor and each diffusion layer wiring may be n-type. For the SOI wafer 20, the thickness of the support substrate 21 is set to about 400 to 600 μm, the thickness of the insulating layer 22 is set to about 0.3 to 1.5 μm, and the thickness of the silicon layer 23 is set to about 4 to 6 μm. However, these numerical values are not particularly limited. The surface of the silicon layer 23 which is the main surface of the SOI wafer 20 is a (100) plane.

ところで、センサチップ1は、フレーム部11の上記一表面に直交する方向(つまり、z軸方向)において各付随部12bそれぞれと離間し上記一表面側への各付随部12bの変位量を制限する4つの薄肉のストッパ片15が、フレーム部11の4つのコーナー部11aそれぞれから一体に突設されている。ここにおいて、各ストッパ片15の平面形状は三角形状の形状となっているが、ストッパ片15の平面形状は、三角形状の形状に限定するものではなく、例えば、矩形状の形状でもよいし、扇形状の形状としてもよい。各ストッパ片15は、撓み部13と同様に、SOIウェハ20におけるシリコン層23を利用して形成されている。   By the way, the sensor chip 1 is separated from each of the accompanying portions 12b in a direction orthogonal to the one surface of the frame portion 11 (that is, the z-axis direction) and restricts the amount of displacement of each accompanying portion 12b toward the one surface side. Four thin stopper pieces 15 are integrally projected from the four corner portions 11 a of the frame portion 11. Here, the planar shape of each stopper piece 15 is a triangular shape, but the planar shape of the stopper piece 15 is not limited to a triangular shape, for example, a rectangular shape, It may be a fan shape. Each stopper piece 15 is formed using the silicon layer 23 in the SOI wafer 20 in the same manner as the bent portion 13.

また、センサチップ1は、ストッパ片15における付随部12bとの対向面側においてストッパ片15を補強する補強部(補強リブ)16がフレーム部11の各コーナー部11aそれぞれから一体に突設されている。補強部16は、SOIウェハ20の絶縁層22の一部と支持基板21の一部とにより構成してあり、上述のz軸方向における補強部16の寸法は、支持基板21の厚みと絶縁層22の厚みとの合計厚みよりもやや小さな寸法に設定してあり、具体的には、z軸方向における付随部12bの厚みと絶縁層22の厚みとを加算した厚みに設定してある。要するに、各補強部16は、各ストッパ片15における各付随部12bとの対向面側においてフレーム部11の上記一表面に直交する方向に沿って形成されている。言い換えれば、各補強部16は、各ストッパ片15における各付随部12bとの対向面側においてストッパ片15と付随部12bとの向い合っている方向に沿って形成されている。ただし、ストッパ片15と付随部12bとの向い合っている方向は、フレーム部11の上記一表面に直交する方向のみを意味するのではなく、フレーム部11の上記一表面に略直交する方向を意味している。ここで、センサチップ1においてストッパ片15とストッパ片15を補強する補強部16とで構成される部位は、補強部16の突設方向に直交する断面の形状がT字状の形状となっている(図1(d)参照)。したがって、センサチップ1は、ストッパ片16のうち上記z軸方向において補強部16と重ならない部分に、付随部12bが当接可能となっている。   In the sensor chip 1, a reinforcing portion (reinforcing rib) 16 that reinforces the stopper piece 15 is integrally projected from each corner portion 11 a of the frame portion 11 on the side of the stopper piece 15 facing the associated portion 12 b. Yes. The reinforcing part 16 is constituted by a part of the insulating layer 22 of the SOI wafer 20 and a part of the support substrate 21, and the dimension of the reinforcing part 16 in the z-axis direction described above is the thickness of the support substrate 21 and the insulating layer. The thickness is set to be slightly smaller than the total thickness of 22 and specifically, the thickness is set to the sum of the thickness of the associated portion 12b and the thickness of the insulating layer 22 in the z-axis direction. In short, each reinforcing portion 16 is formed along the direction orthogonal to the one surface of the frame portion 11 on the side of the stopper piece 15 facing the associated portion 12b. In other words, each reinforcing portion 16 is formed along the direction in which the stopper piece 15 and the associated portion 12b face each other on the surface of each stopper piece 15 facing the associated portion 12b. However, the direction in which the stopper piece 15 and the accompanying portion 12b face each other does not mean only the direction orthogonal to the one surface of the frame portion 11, but the direction substantially orthogonal to the one surface of the frame portion 11. I mean. Here, in the sensor chip 1, the portion configured by the stopper piece 15 and the reinforcing portion 16 that reinforces the stopper piece 15 has a T-shaped cross section perpendicular to the protruding direction of the reinforcing portion 16. (See FIG. 1 (d)). Therefore, in the sensor chip 1, the associated portion 12 b can come into contact with a portion of the stopper piece 16 that does not overlap with the reinforcing portion 16 in the z-axis direction.

また、センサチップ1は、フレーム部11の内側面と補強部16の側面との間に面取り部17が形成されている。ここで、面取り部17は、フレーム部11の内側面および補強部16の側面それぞれと滑らかに連続する曲面状に形成されている。さらに、センサチップ1は、重り部12における付随部12bの外周面に、補強部16が入る凹部であって補強部16の側面との間に所定間隔d1(図1(e)参照)の隙間を形成する凹部12cが設けられている。ここにおいて、所定間隔d1は、重り部12の付随部12bとフレーム部11との間の間隔よりも小さく設定してある。すなわち、所定間隔d1は、重り部12の付随部12bとフレーム部11との間に形成されるスリット14の幅d2(図1(e)参照)よりも小さく設定してある。   In the sensor chip 1, a chamfered portion 17 is formed between the inner side surface of the frame portion 11 and the side surface of the reinforcing portion 16. Here, the chamfered portion 17 is formed in a curved shape that is smoothly continuous with the inner side surface of the frame portion 11 and the side surface of the reinforcing portion 16. Further, the sensor chip 1 is a concave portion into which the reinforcing portion 16 enters the outer peripheral surface of the associated portion 12b in the weight portion 12, and a gap of a predetermined distance d1 (see FIG. 1 (e)) between the side surface of the reinforcing portion 16. A concave portion 12c is formed. Here, the predetermined interval d1 is set to be smaller than the interval between the associated portion 12b of the weight portion 12 and the frame portion 11. That is, the predetermined interval d1 is set to be smaller than the width d2 (see FIG. 1E) of the slit 14 formed between the associated portion 12b of the weight portion 12 and the frame portion 11.

以下、上述の図1に示したセンサチップ1の製造方法について図2を参照しながら説明するが、図2は図1(a)のB−B’断面に対応する部分の断面を示している。   Hereinafter, a method for manufacturing the sensor chip 1 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. 2. FIG. 2 shows a cross section of a portion corresponding to the BB ′ cross section of FIG. .

まず、SOIウェハ20の主表面側および裏面側にパイロジェニック酸化法によってシリコン酸化膜(図示せず)を形成し、その後、SOIウェハ20の裏面側においてフレーム部11の矩形状の開口窓に対応する部位に上記許容変位量を所定深さ寸法とする凹所20a(図2(a)参照)を形成する際のマスクを形成するために、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SOIウェハ20の裏面側の酸化膜をパターニングする。続いて、SOIウェハ20の裏面側のパターニングされたシリコン酸化膜をマスクとしてSOIウェハ20を裏面側から所定深さまでエッチングすることで凹所20aを形成することによって、図2(a)に示す構造を得る。なお、凹所20aを形成するエッチング工程では、KOH(水酸化カリウム水溶液)やTMAH(テトラメチルアンモニウム水溶液)のようなアルカリ系溶液を用いた湿式のエッチングを行うようにしてもよいし、RIE(反応性イオンエッチング)などのドライエッチングを行うようにしてもよい。   First, a silicon oxide film (not shown) is formed by a pyrogenic oxidation method on the main surface side and the back surface side of the SOI wafer 20, and then corresponds to the rectangular opening window of the frame portion 11 on the back surface side of the SOI wafer 20. In order to form a mask when forming a recess 20a (see FIG. 2A) having the above-mentioned allowable displacement amount at a predetermined depth in a portion to be subjected to, an SOI wafer 20 using photolithography technology and etching technology. The oxide film on the back side is patterned. Subsequently, the recess 20a is formed by etching the SOI wafer 20 from the back surface side to a predetermined depth using the patterned silicon oxide film on the back surface side of the SOI wafer 20 as a mask, thereby forming the structure shown in FIG. Get. In the etching step for forming the recess 20a, wet etching using an alkaline solution such as KOH (potassium hydroxide aqueous solution) or TMAH (tetramethylammonium aqueous solution) may be performed, or RIE ( Dry etching such as reactive ion etching may be performed.

その後、上述の拡散層配線を形成する際のマスクを形成するために、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SOIウェハ20の主表面側のシリコン酸化膜をパターニングする。続いて、SOIウェハ20の主表面側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(例えば、ボロン)をイオン注入またはプレデポジションによりシリコン層23へ導入する。その後、p形不純物の拡散による拡散層配線の形成と同時に、露出したシリコン層23表面にシリコン酸化膜(図示せず)を形成する。この拡散の際に形成されたシリコン酸化膜と最初にSOIウェハ20の主表面側に形成した上述のシリコン酸化膜とでシリコン酸化膜からなる絶縁膜を構成している。なお、この拡散工程におけるプロセス条件としては、例えば、処理温度(拡散温度)を1100℃、処理時間(拡散時間)を30分に設定してあり、処理炉(拡散炉)内の雰囲気を水蒸気と酸素との混合気体としてある。   Thereafter, in order to form a mask for forming the above-described diffusion layer wiring, the silicon oxide film on the main surface side of the SOI wafer 20 is patterned using a photolithography technique and an etching technique. Subsequently, p-type impurities (for example, boron) are introduced into the silicon layer 23 by ion implantation or predeposition using the patterned silicon oxide film on the main surface side of the SOI wafer 20 as a mask. Thereafter, simultaneously with the formation of the diffusion layer wiring by the diffusion of the p-type impurity, a silicon oxide film (not shown) is formed on the exposed silicon layer 23 surface. The silicon oxide film formed at the time of diffusion and the above-described silicon oxide film first formed on the main surface side of the SOI wafer 20 constitute an insulating film made of a silicon oxide film. As the process conditions in this diffusion step, for example, the processing temperature (diffusion temperature) is set to 1100 ° C., the processing time (diffusion time) is set to 30 minutes, and the atmosphere in the processing furnace (diffusion furnace) is steam. As a mixed gas with oxygen.

次に、上述の各ピエゾ抵抗を形成する際のマスクを形成するために、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SOIウェハ20の主表面側の絶縁膜をパターニングする。続いて、SOIウェハ20の主表面側のパターニングされた絶縁膜をマスクとしてp形不純物(例えば、ボロン)をイオン注入またはプレデポジションによりシリコン層23へ導入する。その後、p形不純物の拡散による各ピエゾ抵抗の形成と同時に、露出したシリコン層23表面にシリコン酸化膜を形成する。この拡散の際に形成されたシリコン酸化膜と上記絶縁膜とでシリコン酸化膜からなる保護膜を構成している。なお、この拡散工程におけるプロセス条件としては、例えば、処理温度(拡散温度)を1100℃、処理時間(拡散時間)を30分に設定してあり、処理炉(拡散炉)内の雰囲気を水蒸気と酸素との混合気体としてある。   Next, in order to form a mask for forming each of the piezoresistors described above, the insulating film on the main surface side of the SOI wafer 20 is patterned using a photolithography technique and an etching technique. Subsequently, p-type impurities (for example, boron) are introduced into the silicon layer 23 by ion implantation or predeposition using the patterned insulating film on the main surface side of the SOI wafer 20 as a mask. Thereafter, simultaneously with the formation of each piezoresistor by diffusion of p-type impurities, a silicon oxide film is formed on the exposed silicon layer 23 surface. The silicon oxide film formed at the time of diffusion and the insulating film constitute a protective film made of a silicon oxide film. As the process conditions in this diffusion step, for example, the processing temperature (diffusion temperature) is set to 1100 ° C., the processing time (diffusion time) is set to 30 minutes, and the atmosphere in the processing furnace (diffusion furnace) is steam. As a mixed gas with oxygen.

続いて、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、保護膜に、拡散層配線とパッドとを電気的に接続するためのコンタクトホール(図示せず)を形成し、SOIウェハ20の主表面側にスパッタ法などによって金属膜を形成し、当該金属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することでパッドを形成する。   Subsequently, a contact hole (not shown) for electrically connecting the diffusion layer wiring and the pad is formed in the protective film by using the photolithography technique and the etching technique, and the main surface side of the SOI wafer 20 is formed. A metal film is formed by sputtering or the like, and the metal film is patterned by using a photolithography technique and an etching technique to form a pad.

その後、SOIウェハ20の裏面側に、支持基板21においてフレーム部11に対応する部位211(図2(b)参照)とコア部12aに対応する部位212(図2(b)参照)と各付随部12bそれぞれに対応する部位213(図2(b)参照)と各補強部16それぞれに対応する部位(図示せず)とを覆い且つ他の部位を露出させるようにパターニングされたレジスト層(図示せず)を形成し、当該レジスト層をエッチングマスクとして、SOIウェハ20を裏面側から絶縁層22に達する深さまで略垂直にドライエッチングする裏面側パターニング工程を行い、続いて、レジスト層を除去することによって、図2(b)に示す構造を得る。この裏面側パターニング工程を行うことにより、SOIウェハ20における支持基板21は、フレーム部11に対応する部位211と、コア部12aに対応する部位212と、各付随部12bそれぞれに対応する部位213と、各補強部16それぞれに対応する部位とが残る。なお、この裏面側パターニング工程におけるエッチング装置としては、例えば、誘導結合プラズマ(ICP)型のドライエッチング装置を用いればよく、エッチング条件としては、絶縁層22がエッチングストッパとして機能するような条件を設定する。   Thereafter, on the back surface side of the SOI wafer 20, a portion 211 (see FIG. 2B) corresponding to the frame portion 11 and a portion 212 (see FIG. 2B) corresponding to the core portion 12 a on the support substrate 21. A resist layer (see FIG. 2) patterned so as to cover a portion 213 (see FIG. 2B) corresponding to each of the portions 12b and a portion (not shown) corresponding to each of the reinforcing portions 16 and to expose the other portions. (Not shown), and using the resist layer as an etching mask, a back side patterning process is performed in which the SOI wafer 20 is dry-etched substantially perpendicularly from the back side to a depth reaching the insulating layer 22, and then the resist layer is removed. As a result, the structure shown in FIG. By performing this back surface side patterning step, the support substrate 21 in the SOI wafer 20 includes a part 211 corresponding to the frame part 11, a part 212 corresponding to the core part 12a, and a part 213 corresponding to each of the accompanying parts 12b. The portions corresponding to the respective reinforcing portions 16 remain. For example, an inductively coupled plasma (ICP) type dry etching apparatus may be used as an etching apparatus in the back surface side patterning step, and the etching conditions are set such that the insulating layer 22 functions as an etching stopper. To do.

裏面側パターニング工程の後、SOIウェハ20の主表面側に、上述の保護膜においてフレーム部11、コア部12a、各撓み部13、各ストッパ片15それぞれに対応する部位を覆い他の部位を露出させるようにパターニングされたレジスト層(図示せず)を形成し、当該レジスト層をエッチングマスクとして、保護膜をエッチングした後、SOIウェハ20を主表面側から絶縁層22に達する深さまでエッチングする表面側パターニング工程を行うことによって、図2(c)に示す構造を得る。この表面側パターニング工程を行うことにより、SOIウェハ20におけるシリコン層23は、フレーム部11に対応する部位231と、コア部12aに対応する部位232と、各撓み部13それぞれに対応する部位233と、各ストッパ片15それぞれに対応する部位234とが残る。なお、この表面側パターニング工程におけるエッチングに際しては、例えば、誘導結合プラズマ(ICP)型のドライエッチング装置を用いてドライエッチングを行えばよいが、ドライエッチングの代わりに、エッチング液として例えばエッチング速度の結晶方位依存性を利用してシリコン層23の異方性エッチングが可能で絶縁層22とのエッチング選択比が大きなTMAHを用いた湿式エッチングを行ってもよい。エッチング条件としては、ドライエッチング、湿式エッチングのいずれの場合も、絶縁層22がエッチングストッパとして機能するような条件を設定する。   After the back side patterning step, the main surface side of the SOI wafer 20 covers the portions corresponding to the frame portion 11, the core portion 12 a, the bending portions 13, and the stopper pieces 15 in the protective film, and exposes other portions. A resist layer (not shown) patterned so as to be etched, the protective film is etched using the resist layer as an etching mask, and then the SOI wafer 20 is etched from the main surface side to a depth reaching the insulating layer 22 By performing the side patterning step, the structure shown in FIG. By performing this surface side patterning step, the silicon layer 23 in the SOI wafer 20 has a portion 231 corresponding to the frame portion 11, a portion 232 corresponding to the core portion 12 a, and a portion 233 corresponding to each of the bent portions 13. The portions 234 corresponding to the respective stopper pieces 15 remain. In the etching in the surface side patterning process, for example, dry etching may be performed using an inductively coupled plasma (ICP) type dry etching apparatus. Instead of dry etching, for example, an etching rate crystal is used as an etching solution. Wet etching may be performed using TMAH, which enables anisotropic etching of the silicon layer 23 using orientation dependency and has a high etching selectivity with the insulating layer 22. Etching conditions are set such that the insulating layer 22 functions as an etching stopper in both dry etching and wet etching.

表面側パターニング工程の後、上記レジスト層をエッチングマスクとして、SOIウェハ20の主表面側から、フッ化水素酸の溶液を霧状にして噴霧して絶縁層22のうちフレーム部11に対応する部位221(図2(d)参照)およびコア部12aに対応する部位222(図2(d)参照)および各補強部16それぞれに対応する部位(図示せず)を残して不要部分をエッチング除去することでフレーム部11、各撓み部13、重り部12、各ストッパ片15、各補強部16を形成し、上記レジスト層を除去することによって、図2(d)に示す構造を得る。   After the surface-side patterning step, a portion of the insulating layer 22 corresponding to the frame portion 11 is sprayed from the main surface side of the SOI wafer 20 in the form of a mist using the resist layer as an etching mask. 221 (see FIG. 2 (d)), a portion 222 (see FIG. 2 (d)) corresponding to the core portion 12a and a portion (not shown) corresponding to each of the reinforcing portions 16 are removed by etching. As a result, the frame portion 11, the bending portions 13, the weight portion 12, the stopper pieces 15, and the reinforcing portions 16 are formed, and the resist layer is removed to obtain the structure shown in FIG.

その後、上述の台座を必要としない場合には、ダイシング工程により個々のセンサチップ1からなる半導体加速度センサに分離すればよく、上述の台座を必要とする場合には、SOIウェハ20と台座用のガラス基板とを陽極接合により固着してから、ダイシング工程により個々の半導体加速度センサに分離すればよい。   Thereafter, when the above pedestal is not required, it may be separated into semiconductor acceleration sensors composed of individual sensor chips 1 by a dicing process. When the above pedestal is required, the SOI wafer 20 and the pedestal What is necessary is just to isolate | separate into each semiconductor acceleration sensor by a dicing process, after adhering to a glass substrate by anodic bonding.

そして、上述の半導体加速度センサをベース部材や回路基板に実装して、ベース部材や回路基板に設けられた電極とセンサチップ1のパッドとを適宜接続すればよい。   Then, the above-described semiconductor acceleration sensor may be mounted on a base member or a circuit board, and electrodes provided on the base member or the circuit board may be appropriately connected to the pads of the sensor chip 1.

なお、上述の製造方法では、裏面側パターニング工程を行う際に絶縁層22をエッチングストッパ層として利用することで、各撓み部13および各ストッパ片15の厚み寸法を高精度に管理することが可能となって、歩留まりの向上が図れ、結果的に低コスト化を図れる。また、重り部12を形成するにあたって、SOIウェハ20においてスリット14および撓み部13に対応する部位を裏面側から誘導結合プラズマ型のドライエッチング装置により絶縁層22に達するまで略垂直にエッチングしているので、上記特許文献1のようにKOHなどのアルカリ系溶液を用いたシリコンの異方性エッチングを利用して重り部12’を形成する場合に比べて、付随部12bとフレーム部11との間に形成されるスリット14の幅を小さくすることができ、センサチップ1の小型化を図ることができる。   In the above manufacturing method, it is possible to manage the thickness dimension of each bent portion 13 and each stopper piece 15 with high accuracy by using the insulating layer 22 as an etching stopper layer when performing the back surface side patterning step. Thus, the yield can be improved, and as a result, the cost can be reduced. Further, when the weight portion 12 is formed, the portion corresponding to the slit 14 and the bent portion 13 in the SOI wafer 20 is etched substantially vertically from the back surface side until reaching the insulating layer 22 by an inductively coupled plasma type dry etching apparatus. Therefore, as compared with the case where the weight portion 12 ′ is formed by using anisotropic etching of silicon using an alkaline solution such as KOH as in the above-mentioned Patent Document 1, the space between the associated portion 12 b and the frame portion 11 is smaller. Thus, the width of the slit 14 formed on the sensor chip 1 can be reduced, and the sensor chip 1 can be downsized.

以上説明したセンサチップ1では、各ストッパ片15それぞれを補強する各補強部16がフレーム部11の各コーナー部11aそれぞれから一体に突設されているので、各ストッパ片15それぞれが補強部16により補強されることとなり、重り部12の付随部12bがストッパ片15に衝突する際の衝撃によりストッパ片15が破損するのを抑制することができ、従来に比べて耐衝撃性を高めることができる。   In the sensor chip 1 described above, each reinforcing portion 16 that reinforces each stopper piece 15 is integrally projected from each corner portion 11 a of the frame portion 11, so that each stopper piece 15 is provided by the reinforcing portion 16. It will be reinforced, it can suppress that the stopper piece 15 is damaged by the impact at the time of the incidental part 12b of the weight part 12 colliding with the stopper piece 15, and can improve impact resistance compared with the past. .

また、上述のセンサチップ1では、各補強部16が各ストッパ片15における各付随部12bとの対向面側において各ストッパ片15と各付随部12bとの向い合っている方向に沿って形成されているので、ストッパ片15において補強部16と重なる部位の面積を比較的小さくしながらもストッパ片15を効果的に補強することができ、ストッパ片15において付随部12bと重なる部位の面積を比較的大きくしながらもストッパ片15が破損するのを抑制することができる。   Further, in the sensor chip 1 described above, each reinforcing portion 16 is formed along the facing direction of each stopper piece 15 and each associated portion 12b on the surface of each stopper piece 15 facing each associated portion 12b. Therefore, the stopper piece 15 can be effectively reinforced while the area of the stopper piece 15 overlapping the reinforcing portion 16 is relatively small, and the area of the stopper piece 15 overlapping the accompanying portion 12b is compared. It is possible to suppress the breakage of the stopper piece 15 while making it larger.

また、センサチップ1は、フレーム部11の内側面と補強部16の側面との間に面取り部17が形成されているので、重り部12の付随部12bがストッパ片15に衝突した際にフレーム部11の内側面と補強部16の側面との連結部位に応力が集中するのを抑制できて応力集中による補強部16の破損を抑制することができ、面取り部17が形成されていない場合に比べて耐衝撃性が向上する。なお、本実施形態における面取り部17は、フレーム部11の内側面および補強部16の側面それぞれと滑らかに連続する曲面状に形成されているが、面取り部17の形状は曲面状に限定するものではなく、例えば、図3(a),(b)に示すように、フレーム部11の内側面とのなす角度が略135度で補強部16の側面とのなす角度が略90度の平面状の形状に形成してもよく、図3(a),(b)に示した形状の面取り部17を形成した場合には、フレーム部11の各コーナー部11aの機械的な強度が高くなり、フレーム部11の矩形状の開口窓の対角線方向の加速度に対する耐衝撃性が向上する。また、面取り部17は、例えば、図4(a),(b)に示すように、フレーム部11の内側面とのなす角度が鈍角の平面17aと、当該平面17aおよび補強部16の側面それぞれとのなす角度が鈍角の平面17bとで構成される形状としてもよく、図4(a),(b)に示した形状の面取り部17を形成した場合には、図3(a),(b)の面取り部17を形成した場合に比べて、補強部16と面取り部17との境界近傍に応力が集中するのを防止することができるとともに、フレーム部11の矩形状の開口窓の対角線方向からずれた方向の加速度に対する耐衝撃性が向上する。なお、図4(a),(b)では2つの平面17a,17bにより面取り部17を構成しているが、面取り部17は、隣り合う平面同士のなす角度が鈍角となる複数の平面により形成してもよい。   Further, since the chamfered portion 17 is formed between the inner side surface of the frame portion 11 and the side surface of the reinforcing portion 16, the sensor chip 1 has a frame when the associated portion 12 b of the weight portion 12 collides with the stopper piece 15. When the stress can be suppressed from concentrating on the connecting portion between the inner surface of the portion 11 and the side surface of the reinforcing portion 16, the damage of the reinforcing portion 16 due to the stress concentration can be suppressed, and the chamfered portion 17 is not formed. Compared with impact resistance. The chamfered portion 17 in the present embodiment is formed in a curved surface that is smoothly continuous with the inner surface of the frame portion 11 and the side surface of the reinforcing portion 16, but the shape of the chamfered portion 17 is limited to a curved surface. Instead, for example, as shown in FIGS. 3A and 3B, the angle formed with the inner surface of the frame portion 11 is approximately 135 degrees and the angle formed with the side surface of the reinforcing portion 16 is approximately 90 degrees. If the chamfered portion 17 having the shape shown in FIGS. 3A and 3B is formed, the mechanical strength of each corner portion 11a of the frame portion 11 is increased. Impact resistance against acceleration in the diagonal direction of the rectangular opening window of the frame portion 11 is improved. Further, as shown in FIGS. 4A and 4B, for example, the chamfered portion 17 includes a flat surface 17a having an obtuse angle with the inner surface of the frame portion 11, and the side surfaces of the flat surface 17a and the reinforcing portion 16, respectively. 3 may be formed by an obtuse flat surface 17b, and when the chamfered portion 17 having the shape shown in FIGS. 4A and 4B is formed, FIGS. Compared with the case where the chamfered portion 17 of b) is formed, stress can be prevented from concentrating in the vicinity of the boundary between the reinforcing portion 16 and the chamfered portion 17, and the diagonal line of the rectangular opening window of the frame portion 11 can be prevented. Impact resistance against acceleration in a direction deviating from the direction is improved. 4 (a) and 4 (b), the chamfered portion 17 is constituted by two planes 17a and 17b. However, the chamfered portion 17 is formed by a plurality of planes in which the angle between adjacent planes is an obtuse angle. May be.

ところで、上述の図10(a),(b)に示した従来の半導体加速度センサでは、撓み部13’の厚み方向において付随部12b’の一部が重なっているので、z軸方向に過度の加速度が作用して付随部12b’が薄肉の撓み部13’に衝突した際に撓み部13’が破損してしまう恐れがあるが、本実施形態のセンサチップ1では、撓み部13の厚み方向において撓み部13と付随部12とが重なっていないので、付随部12bが撓み部13に衝突するのを回避することができる。   By the way, in the conventional semiconductor acceleration sensor shown in FIGS. 10A and 10B described above, a part of the accompanying portion 12b ′ overlaps in the thickness direction of the bending portion 13 ′. There is a risk that the bending portion 13 'may be damaged when the accompaniment portion 12b' collides with the thin bending portion 13 'due to the acceleration, but in the sensor chip 1 of the present embodiment, the thickness direction of the bending portion 13 is likely to be damaged. Since the bending part 13 and the accompanying part 12 do not overlap with each other, it is possible to avoid the accompanying part 12b from colliding with the bending part 13.

また、上述の図10(a),(b)に示した従来の半導体加速度センサでは、z軸方向に過度の加速度が作用した場合にはストッパ片15’や台座2’によって重り部12’の変位量が制限されるが、x軸方向やy軸方向に過度の加速度が作用した場合には付随部12b’がフレーム部11’に当接するまで変位可能となっているので、x軸方向やy軸方向に過度の加速度が作用した場合に撓み部13’が破損してしまう恐れがある。   Further, in the conventional semiconductor acceleration sensor shown in FIGS. 10A and 10B described above, when excessive acceleration acts in the z-axis direction, the weight of the weight portion 12 ′ is reduced by the stopper piece 15 ′ or the pedestal 2 ′. Although the amount of displacement is limited, when excessive acceleration is applied in the x-axis direction or the y-axis direction, it can be displaced until the associated portion 12b ′ contacts the frame portion 11 ′. If excessive acceleration is applied in the y-axis direction, the flexure 13 'may be damaged.

これに対して、本実施形態のセンサチップ1では、上述のように、重り部12における付随部12bの外周面に、補強部16が入る凹部であって補強部16の側面との間に所定間隔d1の隙間を形成する凹部12cが設けられているので、フレーム部11の上記一表面に直交する面内における重り部12の変位量が補強部16によって制限されることとなり、補強部16がストッパ片15を補強する機能に加えて、フレーム部11の上記一表面に直交する面内における重り部12の変位量を制限するストッパとしての機能を有することとなり、耐衝撃性がより一層向上する。   On the other hand, in the sensor chip 1 of the present embodiment, as described above, a predetermined portion is provided between the outer peripheral surface of the associated portion 12b in the weight portion 12 and the concave portion into which the reinforcing portion 16 enters and the side surface of the reinforcing portion 16. Since the concave portion 12c that forms the gap of the interval d1 is provided, the displacement amount of the weight portion 12 in the plane orthogonal to the one surface of the frame portion 11 is limited by the reinforcing portion 16, and the reinforcing portion 16 is In addition to the function of reinforcing the stopper piece 15, it has a function as a stopper for limiting the amount of displacement of the weight portion 12 in a plane orthogonal to the one surface of the frame portion 11, and the impact resistance is further improved. .

なお、上述のセンサチップ1では、重り部12の付随部12bに補強部16が入る凹部12cを設けてあるが、図5(a),(b)に示すように、フレーム部11のコーナー部11aから2つの補強部16を一体に突設して、重り部12の付随部12bに2つの補強部16それぞれが入る凹部12cを設け、付随部12bにおいて隣り合う2つの凹部12c間の部位からなる凸部12dが、2つの補強部16と当該2つの補強部16同士を連結する連結部とで囲まれた凹部16dに入るようにしてもよく、この場合にも、フレーム部11の上記一表面に直交する面内における重り部12の変位量が補強部16によって制限されることとなり、補強部16がストッパ片15を補強する機能に加えて、フレーム部11の上記一表面に直交する面内における重り部12の変位量を制限するストッパとしての機能を有することとなり、耐衝撃性がより一層向上する。要するに、付随部12bと補強部16との少なくとも一方に一体に設けた凸部が入り当該凸部との間に所定間隔の隙間を形成する凹部を他方に設け、所定間隔が付随部12bとフレーム部11との間の間隔よりも小さく設定されていればよい。   In the sensor chip 1 described above, the concave portion 12c into which the reinforcing portion 16 is inserted is provided in the associated portion 12b of the weight portion 12, but as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), the corner portion of the frame portion 11 is provided. Two reinforcing portions 16 are integrally projected from 11a, and concave portions 12c into which the two reinforcing portions 16 respectively enter are provided in the accompanying portions 12b of the weight portion 12. From the portion between the two concave portions 12c adjacent to each other in the accompanying portions 12b The protruding portion 12d may enter the recessed portion 16d surrounded by the two reinforcing portions 16 and the connecting portion that connects the two reinforcing portions 16 to each other. The amount of displacement of the weight portion 12 in the plane orthogonal to the surface is limited by the reinforcing portion 16, and in addition to the function of the reinforcing portion 16 reinforcing the stopper piece 15, the surface orthogonal to the one surface of the frame portion 11. Inside It will have a function as a stopper for limiting the displacement of the weight section 12 definitive, impact resistance is further improved. In short, a convex portion provided integrally with at least one of the accompanying portion 12b and the reinforcing portion 16 is provided, and a concave portion is formed on the other side to form a gap having a predetermined interval between the protruding portion, and the predetermined interval is provided between the accompanying portion 12b and the frame. What is necessary is just to set smaller than the space | interval between the parts 11. FIG.

また、図5(a),(b)のようにフレーム部11の各コーナー部11aそれぞれに2つずつ補強部16を設けた場合には、補強部16が1つの場合に比べてストッパ片15の破損がより起こりにくくなる。なお、図5(a),(b)では、フレーム部11の各コーナー部11aから補強部16が2つずつ突設されているが、2つに限らず、複数であればよい。また、図5(a),(b)に示した例では、面取り部17が図3(a),(b)に示した例と同様の平面となっているが、図1に示した例と同様の曲面状の形状としてもよいし、図4(a),(b)に示した例のように隣り合う平面同士のなす角度が鈍角となる複数の平面により構成してもよい。   Further, when two reinforcing portions 16 are provided at each corner portion 11a of the frame portion 11 as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), the stopper piece 15 is compared to the case where the number of the reinforcing portions 16 is one. Damage is less likely to occur. 5 (a) and 5 (b), two reinforcing portions 16 are provided so as to protrude from each corner portion 11a of the frame portion 11, but the number is not limited to two, and may be plural. Further, in the example shown in FIGS. 5A and 5B, the chamfered portion 17 has the same plane as the example shown in FIGS. 3A and 3B, but the example shown in FIG. It may be a curved shape similar to the above, or may be constituted by a plurality of planes in which the angle between adjacent planes is an obtuse angle as in the example shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b).

(実施形態2)
本実施形態の半導体加速度センサの基本構成は実施形態1にて説明したセンサチップ1と略同じであり、図6〜図8に示すように、フレーム部11、コア部12a、付随部12b、補強部16それぞれが、フレーム部11の上記一表面に厚み方向に直交する方向において上記一表面側ほど断面積が大きくなっている点が相違する。ここで、センサチップ1の補強部16は、z軸方向においてストッパ片15に近づくほどフレーム部11からの突出量が徐々に大きくなり、且つ、補強部16の突設方向に直交する断面形状の幅がストッパ片15に近づくほど徐々に大きくなる形状に形成されている。要するに、本実施形態における補強部16は、フレーム部11の上記一表面に直交する方向においてストッパ片15に近づくにつれて断面積が徐々に大きくなる形状に形成されている。なお、他の構成は実施形態1と同じなので説明を省略する。
(Embodiment 2)
The basic configuration of the semiconductor acceleration sensor of the present embodiment is substantially the same as that of the sensor chip 1 described in the first embodiment. As shown in FIGS. 6 to 8, the frame portion 11, the core portion 12a, the associated portion 12b, and the reinforcement Each of the portions 16 is different in that the cross-sectional area is larger toward the one surface side in the direction perpendicular to the thickness direction on the one surface of the frame portion 11. Here, the reinforcing portion 16 of the sensor chip 1 has a cross-sectional shape that gradually increases in the amount of protrusion from the frame portion 11 as it approaches the stopper piece 15 in the z-axis direction, and is orthogonal to the protruding direction of the reinforcing portion 16. It is formed in a shape that gradually increases as the width approaches the stopper piece 15. In short, the reinforcing portion 16 in the present embodiment is formed in a shape in which the cross-sectional area gradually increases as it approaches the stopper piece 15 in the direction orthogonal to the one surface of the frame portion 11. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.

しかして、本実施形態のセンサチップ1では、重り部12の付随部12bがストッパ片15に衝突した際にストッパ片15における補強部16との連結部位に応力が集中するのを抑制できて応力集中によるストッパ片15の破損を抑制することができる。また、実施形態1に比べてストッパ片15と補強部16との連結部位の面積が大きくなるので、実施形態1に比べてストッパ片15の破壊耐性を向上させることができる。   Therefore, in the sensor chip 1 of the present embodiment, when the associated portion 12b of the weight portion 12 collides with the stopper piece 15, it is possible to suppress the stress from concentrating on the connection portion of the stopper piece 15 with the reinforcing portion 16 and to reduce the stress. Breakage of the stopper piece 15 due to concentration can be suppressed. Moreover, since the area of the connection part of the stopper piece 15 and the reinforcement part 16 becomes large compared with Embodiment 1, the destruction tolerance of the stopper piece 15 can be improved compared with Embodiment 1. FIG.

本実施形態の半導体加速度センサの製造方法は実施形態1にて説明した製造方法と略同じであって、裏面側パターニング工程におけるエッチング条件を適宜変更するだけでよく、以下、一例として、裏面側パターニング工程において、誘導結合プラズマ(ICP)型のドライエッチング装置を用いる場合について説明する。   The manufacturing method of the semiconductor acceleration sensor of the present embodiment is substantially the same as the manufacturing method described in the first embodiment, and it is only necessary to appropriately change the etching conditions in the back surface side patterning step. Hereinafter, as an example, the back surface side patterning is performed. The case where an inductively coupled plasma (ICP) type dry etching apparatus is used in the process will be described.

誘導結合プラズマ型のエッチング装置は、一般的に、エッチング対象をエッチングするエッチングモードと被エッチング面へ有機物を堆積させるデポジションモードとを交互に繰り返すエッチング条件の設定が可能となっており、エッチングモードの時間をデポジションモードの時間に比べて比較的長く設定してエッチングモードとデポジションモードとを交互に繰り返すことにより実施形態1にように略垂直なエッチングが可能となる。ここにおいて、例えば、裏面側エッチング工程の開始から終了までの間に、エッチングモードの時間が徐々に短くなり、デポジションモードの時間が徐々に長くなるようにエッチング条件を設定すれば、フレーム部11、コア部12a、付随部12b、補強部16それぞれが、フレーム部11の上記一表面に厚み方向に直交する方向において上記一表面側ほど断面積が大きくなり、フレーム部11の内側面、コア部12aの外周面、付随部12bの外周面、補強部16の側面それぞれがテーパー形状となるテーパーエッチングが可能となる。   In general, an inductively coupled plasma etching apparatus is capable of setting an etching condition in which an etching mode for etching an etching target and a deposition mode for depositing an organic substance on a surface to be etched are alternately repeated. This time is set to be relatively longer than the time of the deposition mode, and the etching mode and the deposition mode are alternately repeated, so that substantially vertical etching is possible as in the first embodiment. Here, for example, if the etching conditions are set so that the time of the etching mode gradually decreases and the time of the deposition mode gradually increases between the start and end of the back side etching process, the frame portion 11 The core portion 12a, the accompanying portion 12b, and the reinforcing portion 16 each have a cross-sectional area that increases toward the one surface side in the direction perpendicular to the thickness direction on the one surface of the frame portion 11, and the inner surface of the frame portion 11, the core portion Tapered etching in which the outer peripheral surface of 12a, the outer peripheral surface of the associated portion 12b, and the side surfaces of the reinforcing portion 16 are each tapered is possible.

(実施形態3)
本実施形態の半導体加速度センサの基本構成は実施形態1にて説明したセンサチップ1と略同じであり、図9に示すように、各ストッパ片15において補強部16と重ならない部分に、厚み方向に貫通する多数の微細孔18が形成されている点が相違する。微細孔18は円孔状に形成してあり、内径を2〜3μm程度の値に設定してあるが、微細孔18の形状は特に限定するものではない。ここで、本実施形態の半導体加速度センサでは、各ストッパ片15それぞれに多数の微細孔18が形成されていることにより、微細孔18が形成されていない場合に比べて、各ストッパ片15が撓みやすくなって、より破損しにくくなる。また、微細孔18は、実施形態1にて説明した製造方法において表面側エッチング工程の後で絶縁層22の不要部分をエッチング除去する際に、エッチング液の導入孔として利用するものであり、フレーム部11の上記一表面に直交する面内において隣り合う微細孔18の中心間の距離を一定値に設定し、ストッパ片15の周縁と当該周縁近傍の微細孔18の中心との間の距離を上記一定値の半分の値に設定してある。なお、他の構成は実施形態1と同じなので説明を省略する。
(Embodiment 3)
The basic configuration of the semiconductor acceleration sensor of the present embodiment is substantially the same as that of the sensor chip 1 described in the first embodiment. As shown in FIG. 9, the portions of the stopper pieces 15 that do not overlap the reinforcing portion 16 are arranged in the thickness direction. The difference is that a large number of fine holes 18 are formed. The fine hole 18 is formed in a circular hole shape, and the inner diameter is set to a value of about 2 to 3 μm, but the shape of the fine hole 18 is not particularly limited. Here, in the semiconductor acceleration sensor of the present embodiment, each stopper piece 15 is bent due to the formation of a large number of fine holes 18 in each stopper piece 15 as compared to the case where the fine holes 18 are not formed. It becomes easier and more difficult to break. The fine holes 18 are used as holes for introducing an etching solution when unnecessary portions of the insulating layer 22 are removed by etching after the surface side etching step in the manufacturing method described in the first embodiment. The distance between the centers of the adjacent micro holes 18 in a plane orthogonal to the one surface of the portion 11 is set to a constant value, and the distance between the periphery of the stopper piece 15 and the center of the micro hole 18 in the vicinity of the peripheral edge is set. The value is set to half of the above constant value. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.

本実施形態の半導体加速度センサの製造方法は実施形態1にて説明した製造方法と略同じであって、表面側パターニング工程において利用するエッチングマスクを、SOIウェハ20の主表面側において微細孔18に対応する部位も露出させるように形成し、表面側パターニング工程において微細孔18を形成している点が相違するだけである。   The manufacturing method of the semiconductor acceleration sensor of the present embodiment is substantially the same as the manufacturing method described in the first embodiment, and an etching mask used in the surface side patterning process is formed in the micro holes 18 on the main surface side of the SOI wafer 20. The only difference is that the corresponding part is formed so as to be exposed, and the fine hole 18 is formed in the surface side patterning step.

ところで、実施形態1にて説明した製造方法では、ストッパ片15のサイズが大きくなると、表面側エッチング工程の後で絶縁層22の不要部分をエッチング除去する際に、絶縁層22の膜厚分をちょうどエッチングするだけのエッチング(所謂ジャストエッチング)を行った時点からのオーバーエッチング時間が長くなり、絶縁層22においてフレーム部11およびコア部12aおよび補強部16それぞれとなる部分のサイドエッチング量が多くなり、センサチップ1の耐衝撃性が低下してしまう恐れがある。   By the way, in the manufacturing method described in the first embodiment, when the size of the stopper piece 15 is increased, when the unnecessary portion of the insulating layer 22 is removed by etching after the surface side etching step, the thickness of the insulating layer 22 is reduced. The over-etching time from the point of time when etching that is just etching (so-called just etching) is performed becomes longer, and the side etching amount of the portions that become the frame portion 11, the core portion 12 a, and the reinforcing portion 16 in the insulating layer 22 increases. The impact resistance of the sensor chip 1 may be reduced.

これに対して、本実施形態の製造方法では、絶縁層22のうちシリコン層23においてストッパ片15となる部位に重なる不要部分が微細孔18を通して導入されるエッチング液によってもエッチングされることとなる(つまり、絶縁層22の不要部分をエッチング除去する際に絶縁層22においてエッチング液に接する部分の面積が大きくなる)ので、実施形態1にて説明した製造方法に比べてオーバーエッチング時間を短縮することができ、センサチップ1の耐衝撃性を向上させることができる。   On the other hand, in the manufacturing method of the present embodiment, an unnecessary portion of the insulating layer 22 that overlaps with the portion that becomes the stopper piece 15 in the silicon layer 23 is also etched by the etching solution introduced through the micro holes 18. (That is, when the unnecessary portion of the insulating layer 22 is removed by etching, the area of the insulating layer 22 in contact with the etching solution is increased), so the overetching time is shortened compared to the manufacturing method described in the first embodiment. The impact resistance of the sensor chip 1 can be improved.

なお、実施形態2の半導体加速度センサにおけるストッパ片15に本実施形態と同様に微細孔18を形成してもよい。   In addition, you may form the fine hole 18 in the stopper piece 15 in the semiconductor acceleration sensor of Embodiment 2 similarly to this embodiment.

実施形態1を示し、(a)は概略平面図、(b)は(a)のA−A’概略断面図、(c)は(a)のB−B’概略断面図、(d)は(a)のC−C’概略断面図、(e)は概略下面図である。Embodiment 1 is shown, (a) is a schematic plan view, (b) is a schematic cross-sectional view along AA ′ of (a), (c) is a schematic cross-sectional view along BB ′ of (a), and (d) is a schematic cross-sectional view of (a). CC 'schematic sectional drawing of (a), (e) is a schematic bottom view. 同上の製造方法を説明するための主要工程断面である。It is a main process cross section for demonstrating the manufacturing method same as the above. 同上の他の構成例を示し、(a)は要部概略平面図、(b)は要部概略下面図である。The other example of a structure same as the above is shown, (a) is a principal part schematic plan view, (b) is a principal part schematic bottom view. 同上の他の構成例を示し、(a)は要部概略平面図、(b)は要部概略下面図である。The other example of a structure same as the above is shown, (a) is a principal part schematic plan view, (b) is a principal part schematic bottom view. 同上の他の構成例を示し、(a)は要部概略平面図、(b)は要部概略下面図である。The other example of a structure same as the above is shown, (a) is a principal part schematic plan view, (b) is a principal part schematic bottom view. 実施形態2を示し、(a)は概略平面図、(b)は(a)のA−A’概略断面図、(c)は(a)のB−B’概略断面図、(d)は(a)のC−C’概略断面図、(e)は概略下面図である。Embodiment 2 is shown, (a) is a schematic plan view, (b) is a schematic cross-sectional view along AA ′ of (a), (c) is a schematic cross-sectional view along BB ′ of (a), and (d) is CC 'schematic sectional drawing of (a), (e) is a schematic bottom view. 同上を示し、(a)は要部概略平面図、(b)は要部概略下面図である。The same as the above, (a) is a schematic plan view of the main part, and (b) is a schematic bottom view of the main part. 同上を示し、図7(a)のD−D’概略断面図である。FIG. 8 is a schematic cross-sectional view taken along the line D-D ′ of FIG. 実施形態3を示し、(a)は概略平面図、(b)は(a)のA−A’概略断面図、(c)は(a)のB−B’概略断面図、(d)は(a)のC−C’概略断面図、(e)は概略下面図である。Embodiment 3 is shown, wherein (a) is a schematic plan view, (b) is a schematic cross-sectional view along AA ′ of (a), (c) is a schematic cross-sectional view along BB ′ of (a), and (d) is CC 'schematic sectional drawing of (a), (e) is a schematic bottom view. 従来例を示し、(a)は概略斜視図、(b)は概略断面図である。A prior art example is shown, (a) is a schematic perspective view, (b) is a schematic sectional view.

符号の説明Explanation of symbols

1 センサチップ
11 フレーム部
12 重り部
12a コア部
12b 付随部
12c 凹部
13 撓み部
14 スリット
15 ストッパ片
16 補強部
17 面取り部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sensor chip 11 Frame part 12 Weight part 12a Core part 12b Associated part 12c Recessed part 13 Deflection part 14 Slit 15 Stopper piece 16 Reinforcement part 17 Chamfering part

Claims (6)

枠状のフレーム部の矩形状の開口窓内に配置される重り部がフレーム部の一表面側において可撓性を有する薄肉の撓み部を介してフレーム部に揺動自在に支持された半導体加速度センサであって、重り部は、フレーム部の内側面に一端部が連結された撓み部の他端部が外側面に連結されたコア部と、コア部と一体に形成されコア部とフレーム部との間の空間に配置される付随部とを有し、フレーム部は、前記一表面に直交する方向において付随部と離間し前記一表面側への付随部の変位量を制限する薄肉のストッパ片がコーナー部から一体に突設され、ストッパ片における付随部との対向面側においてストッパ片を補強する補強部が一体に突設されてなることを特徴とする半導体加速度センサ。   A semiconductor acceleration in which a weight portion arranged in a rectangular opening window of a frame-like frame portion is swingably supported on the frame portion via a thin flexible portion having flexibility on one surface side of the frame portion. The weight part is a sensor, a core part having one end connected to the inner side surface of the frame part and the other end part of the bending part being connected to the outer side, and a core part and the frame part formed integrally with the core part. A thin-walled stopper that limits the amount of displacement of the accompanying part toward the one surface side by being separated from the accompanying part in a direction orthogonal to the one surface. A semiconductor acceleration sensor characterized in that a piece is integrally projected from a corner portion, and a reinforcing portion for reinforcing the stopper piece is integrally projected on the surface of the stopper piece facing the associated portion. 前記補強部は、前記ストッパ片における前記付随部との対向面側において前記ストッパ片と前記付随部との向い合っている方向に沿って形成されてなることを特徴とする請求項1記載の半導体加速度センサ。   2. The semiconductor according to claim 1, wherein the reinforcing portion is formed along a direction in which the stopper piece and the accompanying portion face each other on a surface of the stopper piece facing the accompanying portion. Acceleration sensor. 前記フレーム部の内側面と前記補強部の側面との間に面取り部が形成されてなることを特徴とする請求項1または請求項2記載の半導体加速度センサ。   The semiconductor acceleration sensor according to claim 1, wherein a chamfered portion is formed between an inner surface of the frame portion and a side surface of the reinforcing portion. 前記補強部は、前記フレーム部の前記一表面に直交する方向において前記ストッパ片に近づくにつれて断面積が徐々に大きくなる形状に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3のいずれかに記載の半導体加速度センサ。   4. The reinforcing member according to claim 1, wherein the reinforcing portion is formed in a shape in which a cross-sectional area gradually increases as it approaches the stopper piece in a direction orthogonal to the one surface of the frame portion. A semiconductor acceleration sensor according to claim 1. 前記重り部は、前記付随部の外周面に、前記補強部が入る凹部であって前記補強部の側面との間に所定間隔の隙間を形成する凹部が設けられ、前記所定間隔が前記付随部と前記フレーム部との間の間隔よりも小さく設定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半導体加速度センサ。   The weight portion is provided with a concave portion that is a concave portion into which the reinforcing portion is inserted and that forms a gap with a predetermined interval between the reinforcing portion and a side surface of the reinforcing portion. The semiconductor acceleration sensor according to claim 1, wherein the semiconductor acceleration sensor is set to be smaller than an interval between the frame and the frame portion. 前記付随部と前記補強部との少なくとも一方に一体に設けた凸部が入り当該凸部との間に所定間隔の隙間を形成する凹部を他方に設けられ、前記所定間隔が前記付随部と前記フレーム部との間の間隔よりも小さく設定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半導体加速度センサ。   A convex portion provided integrally with at least one of the accompanying portion and the reinforcing portion enters, and a concave portion is formed on the other side to form a gap with a predetermined interval between the convex portion, and the predetermined interval is provided between the accompanying portion and the auxiliary portion. 5. The semiconductor acceleration sensor according to claim 1, wherein the semiconductor acceleration sensor is set to be smaller than an interval between the frame portion and the frame portion.
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