JP2008010368A - Wiring, its manufacturing method, and circuit device - Google Patents

Wiring, its manufacturing method, and circuit device Download PDF

Info

Publication number
JP2008010368A
JP2008010368A JP2006182007A JP2006182007A JP2008010368A JP 2008010368 A JP2008010368 A JP 2008010368A JP 2006182007 A JP2006182007 A JP 2006182007A JP 2006182007 A JP2006182007 A JP 2006182007A JP 2008010368 A JP2008010368 A JP 2008010368A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
wiring
lattice constant
electrode
wirings
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006182007A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Vaccaro Pablo
バッカロ パブロ
Haruo Noma
春生 野間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ATR Advanced Telecommunications Research Institute International
Original Assignee
ATR Advanced Telecommunications Research Institute International
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ATR Advanced Telecommunications Research Institute International filed Critical ATR Advanced Telecommunications Research Institute International
Priority to JP2006182007A priority Critical patent/JP2008010368A/en
Publication of JP2008010368A publication Critical patent/JP2008010368A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wiring with degradation prevented and its manufacturing method, as well as a circuit device with degradation of wiring between elements prevented. <P>SOLUTION: A plurality of temperature sensors TS1 to TS8 are electrically connected by a plurality of spiral wirings H1 to H9. The spiral wirings H1 to H9 are structured of a crystalline silicon film 103, a first rotating layer 104, a second rotating layer 105 and metal wirings W1 to W9. A lattice constant of the second rotating layer 105 is smaller than that of the first rotating layer 104. Due to the difference of the lattice constants, the first rotating layer 104 and the second rotating layer 105 are spirally wound around together with the crystalline silicon film 103 and the metal wirings W1 to W9. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は電極間の配線およびその製造方法、ならびに回路装置に関する。   The present invention relates to a wiring between electrodes, a manufacturing method thereof, and a circuit device.

近年、ロボット工学の発達に伴い、産業ロボット、医療ロボットおよび介護ロボット等の種々のロボットの性能が格段に向上している。これらのロボットには、複数の電子部品が搭載されている。   In recent years, with the development of robot engineering, the performance of various robots such as industrial robots, medical robots, and nursing care robots has been remarkably improved. These robots are equipped with a plurality of electronic components.

例えば、特許文献1記載の圧力感知センサを備えたロボットにおいては、複数の皮膚センサがロボット本体に設けられている。複数の皮膚センサはそれぞれコントローラに接続されており、障害物等が皮膚センサに接触した際に、検知信号をコントローラに出力する。コントローラは、皮膚センサからの検知信号に基づいてロボットの動作を制御することができる。これにより、機動性の高い動作が可能となる。
特開2004−34251号公報
For example, in a robot provided with a pressure detection sensor described in Patent Document 1, a plurality of skin sensors are provided in the robot body. Each of the plurality of skin sensors is connected to the controller, and outputs a detection signal to the controller when an obstacle or the like contacts the skin sensor. The controller can control the operation of the robot based on the detection signal from the skin sensor. Thereby, operation with high mobility becomes possible.
JP 2004-34251 A

ロボットの性能は、センサ数を増加することにより向上させることができる。例えば、ロボットの手に多数のセンサを設けた場合、手の感度を十分に高めることができ、より繊細な動作が可能となる。   The performance of the robot can be improved by increasing the number of sensors. For example, when a large number of sensors are provided in the hand of the robot, the sensitivity of the hand can be sufficiently increased, and a more delicate operation is possible.

ロボットの所定の領域に多数のセンサを設ける場合、複数のセンサは、例えば、金属配線により電気的に接続される。それにより、複数のセンサから出力される複数の検知信号を効率的に処理することが可能となる。   When many sensors are provided in a predetermined region of the robot, the plurality of sensors are electrically connected by, for example, metal wiring. Thereby, it is possible to efficiently process a plurality of detection signals output from a plurality of sensors.

ところで、例えばロボットの関節部等に複数のセンサを設ける場合、複数のセンサを連結する金属配線は頻繁に湾曲する。そのため、複数のセンサが金属配線により連結されている場合には、金属配線が疲労により劣化し、破断する。それにより、ロボットが故障する。   By the way, when providing a some sensor in the joint part etc. of a robot, for example, the metal wiring which connects a some sensor curves frequently. Therefore, when a plurality of sensors are connected by metal wiring, the metal wiring deteriorates due to fatigue and breaks. As a result, the robot breaks down.

本発明の目的は、劣化が防止された配線およびその製造方法、ならびに素子間の配線の劣化が防止された回路装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a wiring in which deterioration is prevented, a manufacturing method thereof, and a circuit device in which deterioration of wiring between elements is prevented.

(1)第1の発明に係る配線は、第1の格子定数を有する第1の層と、第1の格子定数と異なる第2の格子定数を有する第2の層と、配線層とを順に備え、第1の層、第2の層および配線層は、屈曲部または湾曲部を有する線状に形成され、第1の格子定数と第2の格子定数との差に起因して第1および第2の層が配線層とともに螺旋状に巻回されたものである。   (1) A wiring according to a first invention includes, in order, a first layer having a first lattice constant, a second layer having a second lattice constant different from the first lattice constant, and a wiring layer And the first layer, the second layer, and the wiring layer are formed in a linear shape having a bent portion or a curved portion, and the first and second layers are caused by a difference between the first lattice constant and the second lattice constant. The second layer is spirally wound together with the wiring layer.

この配線においては、第1の層の格子定数と第2の層の格子定数とが異なっている。この格子定数の差に起因して、第1の層および第2の層が配線層とともに螺旋状に巻回されている。そのため、この配線は伸縮性に優れており、頻繁に屈曲された場合にも、劣化および破断することが防止される。   In this wiring, the lattice constant of the first layer and the lattice constant of the second layer are different. Due to this difference in lattice constant, the first layer and the second layer are spirally wound together with the wiring layer. Therefore, this wiring is excellent in stretchability, and even when bent frequently, it is prevented from being deteriorated and broken.

また、配線層が第1および第2の層によって補強されているので、配線層の劣化を防止することができる。それにより、配線の信頼性を向上させることができる。   In addition, since the wiring layer is reinforced by the first and second layers, the deterioration of the wiring layer can be prevented. Thereby, the reliability of wiring can be improved.

(2)配線は、第1および第2の層ならびに配線層を封止する弾性材料からなる被覆層をさらに備えてもよい。   (2) The wiring may further include a coating layer made of an elastic material that seals the first and second layers and the wiring layer.

この場合、配線の伸縮性が阻害されることなく、被覆層により配線が外的影響から保護される。しがたって、配線の劣化および破断を確実に防止することができる。また、被覆層により配線を封止することにより、配線の強度を向上させることができる。   In this case, the wiring is protected from external influences by the coating layer without inhibiting the stretchability of the wiring. Therefore, the deterioration and breakage of the wiring can be reliably prevented. Moreover, the strength of the wiring can be improved by sealing the wiring with the covering layer.

第1および第2の層は、半導体材料からなってもよい。この場合、配線を容易に製造することができる。   The first and second layers may be made of a semiconductor material. In this case, the wiring can be easily manufactured.

(3)第2の発明に係る回路装置は、複数の素子と、複数の素子を電気的に接続する複数の配線とを備え、複数の配線の各々は、第1の格子定数を有する第1の層と、第1の格子定数と異なる第2の格子定数を有する第2の層と、配線層とを順に備え、第1の層、第2の層および配線層は、屈曲部または湾曲部を有する線状に形成され、第1の格子定数と第2の格子定数との差に起因して第1および第2の層が配線層とともに螺旋状に巻回されたものである。   (3) A circuit device according to a second invention includes a plurality of elements and a plurality of wirings that electrically connect the plurality of elements, and each of the plurality of wirings has a first lattice constant. , A second layer having a second lattice constant different from the first lattice constant, and a wiring layer in order, and the first layer, the second layer, and the wiring layer are bent portions or curved portions. The first and second layers are spirally wound together with the wiring layer due to the difference between the first lattice constant and the second lattice constant.

この回路装置においては、複数の素子が第1の発明に係る配線と同様の配線によって電気的に接続されている。したがって、回路装置が頻繁に屈曲する環境において用いられた場合にも、素子間の配線が劣化および破断することが防止される。   In this circuit device, the plurality of elements are electrically connected by the same wiring as the wiring according to the first invention. Therefore, even when the circuit device is used in an environment where the circuit device is bent frequently, the wiring between the elements is prevented from being deteriorated and broken.

(4)回路装置は、複数の素子と複数の配線とを封止する弾性材料からなる被覆層をさらに備えてもよい。   (4) The circuit device may further include a coating layer made of an elastic material that seals the plurality of elements and the plurality of wirings.

この場合、配線の伸縮性が阻害されることなく、被覆層により素子および配線が外的影響から保護される。しがたって、素子の劣化ならびに配線の劣化および破断を確実に防止することができる。また、被覆層により配線を封止することにより、配線の強度を向上させることができる。これらの結果、回路装置の信頼性を向上させることができる。   In this case, the element and the wiring are protected from external influences by the coating layer without hindering the stretchability of the wiring. Therefore, it is possible to reliably prevent the deterioration of the element and the deterioration and breakage of the wiring. Moreover, the strength of the wiring can be improved by sealing the wiring with the covering layer. As a result, the reliability of the circuit device can be improved.

(5)第3の発明に係る配線の製造方法は、基板上に支持層、第1の格子定数を有する第1の層、および第1の格子定数と異なる第2の格子定数を有する第2の層を順に備える積層構造を形成する工程と、第2の層上に互いに離間するように第1および第2の電極を形成する工程と、第1の電極と第2の電極とを電気的に接続するようように、第2の層上に屈曲部または湾曲部を有する線状の配線層を形成する工程と、第1の電極下、第2の電極下および配線層下の領域を除いて第2の層、第1の層および支持層を除去する工程と、第1の電極下および第2の電極下の領域を除いて配線層下の領域の支持層を除去することにより、第1の層が第1の電極下および第2の電極下の領域の支持層により支持された状態で、第1の格子定数と第2の格子定数との差に起因して第1の層および第2の層を配線層とともに螺旋状に巻回させる工程と、第1の電極下および第2の電極下の領域の支持層を除去することにより第1の層から基板を取り外す工程とを備えたものである。   (5) A method of manufacturing a wiring according to a third aspect of the present invention includes a support layer on a substrate, a first layer having a first lattice constant, and a second having a second lattice constant different from the first lattice constant. Electrically forming the first electrode and the second electrode, the step of forming a stacked structure comprising the layers in order, the step of forming the first and second electrodes so as to be separated from each other on the second layer, Forming a linear wiring layer having a bent portion or a curved portion on the second layer so as to be connected to the first layer, and excluding regions under the first electrode, under the second electrode, and under the wiring layer Removing the second layer, the first layer, and the support layer, and removing the support layer in the region under the wiring layer except for the region under the first electrode and the region under the second electrode, The first lattice constant and the second layer in a state where the first layer is supported by the support layer in the region under the first electrode and the second electrode. Due to the difference from the child constant, the step of spirally winding the first layer and the second layer together with the wiring layer, and the support layer in the region under the first electrode and the second electrode are removed. And a step of removing the substrate from the first layer.

この製造方法により製造された配線においては、第1の層の格子定数と第2の層の格子定数とが異なっている。この格子定数の差に起因して、第1の層および第2の層が配線層とともに螺旋状に巻回されている。そのため、この配線は伸縮性に優れており、頻繁に屈曲された場合にも、劣化および破断することが防止される。   In the wiring manufactured by this manufacturing method, the lattice constant of the first layer is different from the lattice constant of the second layer. Due to this difference in lattice constant, the first layer and the second layer are spirally wound together with the wiring layer. Therefore, this wiring is excellent in stretchability, and even when bent frequently, it is prevented from being deteriorated and broken.

また、配線層が第1および第2の層によって補強されているので、配線層の劣化を防止することができる。   In addition, since the wiring layer is reinforced by the first and second layers, the deterioration of the wiring layer can be prevented.

本発明によれば、配線は、第1の層、第2の層および配線層からなり、螺旋状に巻回されている。そのため、配線は伸縮性に優れており、頻繁に屈曲された場合にも、劣化および破断することが防止される。   According to the present invention, the wiring is composed of the first layer, the second layer, and the wiring layer, and is wound spirally. Therefore, the wiring is excellent in stretchability and is prevented from being deteriorated and broken even when it is bent frequently.

また、配線層が第1および第2の層によって補強されているので、配線層の劣化を防止することができる。それにより、配線の信頼性を向上させることができる。   In addition, since the wiring layer is reinforced by the first and second layers, the deterioration of the wiring layer can be prevented. Thereby, the reliability of wiring can be improved.

以下、本発明の実施の形態に係る回路装置および配線の一例として、温度センサユニットおよび温度センサ間の配線について図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する温度センサユニットは、例えば、ロボットの人工皮膚として用いることができる。   Hereinafter, as an example of a circuit device and wiring according to an embodiment of the present invention, wiring between a temperature sensor unit and a temperature sensor will be described with reference to the drawings. In addition, the temperature sensor unit demonstrated below can be used as artificial skin of a robot, for example.

(1)温度センサユニットの製造方法
図1〜図11は、温度センサユニットの製造方法を説明するための図である。なお、図1〜図6および図8〜図11において、(a)は(b)に示すA−A線における模式的断面図であり、(b)は平面図である。図1〜図6および図8〜図11には、位置関係を明確にするために互いに直交するX方向、Y方向およびZ方向を示す矢印を付している。X方向およびY方向は水平面内で互いに直交し、Z方向は鉛直方向に相当する。
(1) Manufacturing method of temperature sensor unit FIGS. 1-11 is a figure for demonstrating the manufacturing method of a temperature sensor unit. 1 to 6 and 8 to 11, (a) is a schematic cross-sectional view taken along line AA shown in (b), and (b) is a plan view. 1 to 6 and FIGS. 8 to 11 are provided with arrows indicating X, Y, and Z directions orthogonal to each other in order to clarify the positional relationship. The X direction and the Y direction are orthogonal to each other in the horizontal plane, and the Z direction corresponds to the vertical direction.

まず、図1に示すように、SOI(Silicon On Insulator:絶縁体上半導体構造)基板1000を用意する。SOI基板1000は、結晶シリコン基板101、埋め込み酸化膜102および結晶シリコン膜103を有する。埋め込み酸化膜102は、例えば酸化シリコン(SiO)からなり、厚さは、例えば200nm〜1μmである。結晶シリコン膜103の厚さは、例えば、20nmである。 First, as shown in FIG. 1, an SOI (Silicon On Insulator) substrate 1000 is prepared. The SOI substrate 1000 includes a crystalline silicon substrate 101, a buried oxide film 102, and a crystalline silicon film 103. The buried oxide film 102 is made of, for example, silicon oxide (SiO 2 ) and has a thickness of, for example, 200 nm to 1 μm. The thickness of the crystalline silicon film 103 is, for example, 20 nm.

次に、図2に示すように、結晶シリコン膜103上に、シリコンゲルマニウム(SiGe)からなる第1の回旋層104、シリコン(Si)からなる第2の回旋層105、SiGeからなる支持層106、およびSiからなる集積回路層107を順にエピタキシャル成長させる。なお、第2の回旋層105の格子定数は、第1の回旋層104の格子定数に比べて小さい。   Next, as shown in FIG. 2, on the crystalline silicon film 103, a first convolution layer 104 made of silicon germanium (SiGe), a second convolution layer 105 made of silicon (Si), and a support layer 106 made of SiGe. And the integrated circuit layer 107 made of Si are epitaxially grown in this order. Note that the lattice constant of the second convolution layer 105 is smaller than the lattice constant of the first convolution layer 104.

これら第1および第2の回旋層104,105、支持層106ならびに集積回路層107は、MBE法(分子線エピタキシャル成長法)、MOCVD法(有機金属化学的気相成長法)、CVD法(化学的気相成長法)等のエピタキシャル成長技術を用いて形成される。第1の回旋層104の厚さは、例えば20nmであり、第2の回旋層105の厚さは、例えば100nmであり、支持層106の厚さは、例えば20nmである。   The first and second convolution layers 104 and 105, the support layer 106, and the integrated circuit layer 107 are formed by MBE (molecular beam epitaxial growth), MOCVD (metal organic chemical vapor deposition), and CVD (chemical). It is formed using an epitaxial growth technique such as a vapor phase growth method). The thickness of the first convolution layer 104 is, for example, 20 nm, the thickness of the second convolution layer 105 is, for example, 100 nm, and the thickness of the support layer 106 is, for example, 20 nm.

次に、図3に示すように、集積回路層107に複数の温度センサTS1〜TS8を形成し、その後、温度センサTS1〜TS8が形成される領域を除く集積回路層107および温度センサTS1〜TS8が形成される領域の下の領域を除く支持層106をエッチングにより除去する。なお、温度センサTS1〜TS8は、例えばCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor:相補型金属酸化物半導体)からなる。   Next, as shown in FIG. 3, a plurality of temperature sensors TS1 to TS8 are formed on the integrated circuit layer 107, and then the integrated circuit layer 107 and the temperature sensors TS1 to TS8 excluding the region where the temperature sensors TS1 to TS8 are formed. The support layer 106 except for the region under the region where the film is formed is removed by etching. The temperature sensors TS1 to TS8 are made of, for example, CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor).

次に、図4に示すように、温度センサTS1〜TS8の上面および側面、支持層106の側面、ならびに第2の回旋層105上に蒸着またはスパッタリングにより略L字状の金属配線W1〜W9を形成する。金属配線W1〜W9は、温度センサTS1〜TS8の電極間を電気的に接続しており、例えば、アルミニウム(Al)、チタン合金(例えば、TiAu)、クロム合金(例えば、CrAu)等からなる。   Next, as shown in FIG. 4, substantially L-shaped metal wirings W <b> 1 to W <b> 9 are formed on the upper and side surfaces of the temperature sensors TS <b> 1 to TS <b> 8, the side surface of the support layer 106, and the second convolution layer 105 by evaporation or sputtering. Form. The metal wirings W1 to W9 electrically connect the electrodes of the temperature sensors TS1 to TS8, and are made of, for example, aluminum (Al), titanium alloy (for example, TiAu), chromium alloy (for example, CrAu), or the like.

図4においては、金属配線W1により温度センサTS1と温度センサTS5とが接続され、金属配線W2により温度センサTS1と温度センサTS2とが接続され、金属配線W3により温度センサTS2と温度センサTS3とが接続されている。また、金属配線W4により温度センサTS3と温度センサTS6とが接続され、金属配線W5により温度センサTS3と温度センサTS4とが接続され、金属配線W6により温度センサTS2と温度センサTS8とが接続されている。さらに、金属配線W7により温度センサTS2と温度センサTS7とが接続され、金属配線W8により温度センサTS4と温度センサTS7とが接続され、金属配線W9により温度センサTS3と温度センサTS5とが接続されている。   In FIG. 4, the temperature sensor TS1 and the temperature sensor TS5 are connected by the metal wiring W1, the temperature sensor TS1 and the temperature sensor TS2 are connected by the metal wiring W2, and the temperature sensor TS2 and the temperature sensor TS3 are connected by the metal wiring W3. It is connected. Further, the temperature sensor TS3 and the temperature sensor TS6 are connected by the metal wiring W4, the temperature sensor TS3 and the temperature sensor TS4 are connected by the metal wiring W5, and the temperature sensor TS2 and the temperature sensor TS8 are connected by the metal wiring W6. Yes. Further, the temperature sensor TS2 and the temperature sensor TS7 are connected by the metal wiring W7, the temperature sensor TS4 and the temperature sensor TS7 are connected by the metal wiring W8, and the temperature sensor TS3 and the temperature sensor TS5 are connected by the metal wiring W9. Yes.

次に、図5に示すように、温度センサTS1〜TS8および金属配線W1〜W9の下の領域を除いて、結晶シリコン膜103、第1の回旋層104および第2の回旋層105をエッチングにより除去する。それにより、金属配線W1〜W9の下の領域を除いて埋め込み酸化膜102が露出する。   Next, as shown in FIG. 5, the crystalline silicon film 103, the first convolution layer 104, and the second convolution layer 105 are etched by etching except for the regions under the temperature sensors TS1 to TS8 and the metal wirings W1 to W9. Remove. Thereby, the buried oxide film 102 is exposed except for the region under the metal wirings W1 to W9.

その後、図6に示すように、温度センサTS1〜TS8の下の領域を除いて、埋め込み酸化膜102をエッチングにより除去する。それにより、温度センサTS1〜TS8の下の領域を除いて金属配線W1〜W9が結晶シリコン基板101から自由な状態になる。   Thereafter, as shown in FIG. 6, the buried oxide film 102 is removed by etching except for the region under the temperature sensors TS1 to TS8. Thereby, the metal wirings W1 to W9 are free from the crystalline silicon substrate 101 except for the region under the temperature sensors TS1 to TS8.

ここで、上述したように、第2の回旋層105の格子定数は、第1の回旋層104の格子定数に比べて小さい。そのため、第1の回旋層104と第2の回旋層105との境界面において格子定数の差に起因して歪が発生する。それにより、第1の回旋層104および第2の回旋層105は、上記境界面の歪みを緩和するように変形する。また、結晶シリコン膜103は、第1の回旋層104とともに変形する。以下、図6および図7を用いて詳細に説明する。   Here, as described above, the lattice constant of the second convolution layer 105 is smaller than the lattice constant of the first convolution layer 104. Therefore, distortion occurs due to the difference in lattice constant at the boundary surface between the first and second rotating layers 104 and 105. As a result, the first convolution layer 104 and the second convolution layer 105 are deformed so as to alleviate the distortion of the boundary surface. Further, the crystalline silicon film 103 is deformed together with the first rotating layer 104. This will be described in detail below with reference to FIGS.

図7は、結晶シリコン膜103ならびに第1および第2の回旋層104,105の変形過程を説明するための図である。なお、図7においては、一例として、温度センサTS1と温度センサTS5との間の結晶シリコン膜103ならびに第1および第2の回旋層104,105の変形について説明する。   FIG. 7 is a diagram for explaining a deformation process of the crystalline silicon film 103 and the first and second convolution layers 104 and 105. In FIG. 7, as an example, the deformation of the crystalline silicon film 103 and the first and second convolution layers 104 and 105 between the temperature sensor TS1 and the temperature sensor TS5 will be described.

また、図7においては、第1および第2の回旋層104,105は図示しておらず、結晶シリコン膜103および第2の回旋層105の上面に形成されている金属配線W1を図示している。   In FIG. 7, the first and second convolution layers 104 and 105 are not shown, and the metal wiring W1 formed on the upper surfaces of the crystalline silicon film 103 and the second convolution layer 105 is shown. Yes.

図6に示すように、温度センサTS1〜TS8の下の領域を除く埋め込み酸化膜102を除去した場合、結晶シリコン膜103ならびに第1および第2の回旋層104,105は、温度センサTS1〜TS8の下の領域において埋め込み酸化膜102と支持層106とによって支持される。この埋め込み酸化膜102と支持層106とによって支持されている領域においては、結晶シリコン膜103ならびに第1および第2の回旋層104,105の変形が防止される。   As shown in FIG. 6, when the buried oxide film 102 except for the region under the temperature sensors TS1 to TS8 is removed, the crystalline silicon film 103 and the first and second rotating layers 104 and 105 have the temperature sensors TS1 to TS8. It is supported by the buried oxide film 102 and the support layer 106 in the lower region. In the region supported by the buried oxide film 102 and the support layer 106, deformation of the crystalline silicon film 103 and the first and second rotating layers 104 and 105 is prevented.

この場合、例えば、温度センサTS1と温度センサTS5との間において、略L字形状の結晶シリコン膜103、第1の回旋層104および第2の回旋層105は、図7(a)〜図7(c)に順に示すように、温度センサTS1,TS5の下の領域を固定端として回旋し、金属配線W1を巻き込みながら矢印の方向に向かって螺旋状に巻回される。そして最終的に、図7(d)および図8に示すように、結晶シリコン膜103、第1の回旋層104、第2の回旋層105および金属配線W1からなる直線状の螺旋配線H1となる。この螺旋配線H1は、一端部から中心部まで右回りの螺旋構造を有し、他端部から中心部まで左回りの螺旋構造を有する。   In this case, for example, between the temperature sensor TS1 and the temperature sensor TS5, the substantially L-shaped crystalline silicon film 103, the first convolution layer 104, and the second convolution layer 105 are formed as shown in FIGS. As shown in order in (c), the region below the temperature sensors TS1, TS5 is rotated as a fixed end, and spirally wound in the direction of the arrow while winding the metal wiring W1. Finally, as shown in FIGS. 7D and 8, a linear spiral wiring H1 including the crystalline silicon film 103, the first rotating layer 104, the second rotating layer 105, and the metal wiring W1 is obtained. . The spiral wiring H1 has a clockwise spiral structure from one end to the center, and has a counterclockwise spiral structure from the other end to the center.

金属配線W2〜W9が形成されている領域(図6参照)においても同様の変形が生じ、図8に示すように螺旋配線H2〜H9が形成される。   Similar deformation occurs in the region where the metal wirings W2 to W9 are formed (see FIG. 6), and the spiral wirings H2 to H9 are formed as shown in FIG.

次に、図9に示すように、エラストマー108により、結晶シリコン基板101上で埋め込み酸化膜102、螺旋配線H1〜H9(結晶シリコン膜103、第1の回旋層104、第2の回旋層105、および金属配線W1〜W9)、支持層106および温度センサTS1〜TS8を封止する。エラストマー108としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂またはシリコン樹脂等を用いることができる。本実施の形態においては、PDMS(ポリジメチルシロキサン:polydimethylsiloxane)樹脂を用いる。   Next, as shown in FIG. 9, the embedded oxide film 102 and the spiral wirings H <b> 1 to H <b> 9 (the crystalline silicon film 103, the first rotating layer 104, the second rotating layer 105, and the like are formed on the crystalline silicon substrate 101 by the elastomer 108. And the metal wirings W1 to W9), the support layer 106 and the temperature sensors TS1 to TS8 are sealed. As the elastomer 108, for example, an acrylic resin, an epoxy resin, a silicon resin, or the like can be used. In the present embodiment, PDMS (polydimethylsiloxane) resin is used.

次に、図10に示すように、エッチングにより結晶シリコン基板101および埋め込み酸化膜102を除去する。その後、図11に示すように、エラストマー108により、結晶シリコン膜103の下方側を封止する。これにより、温度センサユニット100が完成する。   Next, as shown in FIG. 10, the crystalline silicon substrate 101 and the buried oxide film 102 are removed by etching. Thereafter, as shown in FIG. 11, the lower side of the crystalline silicon film 103 is sealed with an elastomer 108. Thereby, the temperature sensor unit 100 is completed.

(2)効果
以上のように、本実施の形態においては、各温度センサTS1〜TS8は、螺旋配線H1〜H9によって電気的に接続されている。螺旋配線H1〜H9は螺旋構造を有するので伸縮性に優れている。したがって、例えば、温度センサユニット100がロボットの関節部等の皮膚として用いられる場合、すなわち当該温度センサユニット100が頻繁に屈曲する場合においても、螺旋配線H1〜H9(金属配線W1〜W9)が劣化および破断することを防止することができる。
(2) Effect As described above, in the present embodiment, the temperature sensors TS1 to TS8 are electrically connected by the spiral wirings H1 to H9. Since the spiral wirings H1 to H9 have a spiral structure, they have excellent stretchability. Therefore, for example, when the temperature sensor unit 100 is used as skin such as a joint portion of a robot, that is, when the temperature sensor unit 100 is bent frequently, the spiral wirings H1 to H9 (metal wirings W1 to W9) deteriorate. And it can prevent breaking.

また、螺旋配線H1〜H9は、金属配線W1〜W9が結晶シリコン膜103、第1の回旋層104および第2の回旋層105によって巻き込まれるように形成されている。したがって、金属配線W1〜W9が結晶シリコン膜103、第1の回旋層104および第2の回旋層105によって保護されるので、金属配線W1〜W9の劣化および破断を十分に防止することができる。   The spiral wirings H1 to H9 are formed such that the metal wirings W1 to W9 are wound by the crystalline silicon film 103, the first convolution layer 104, and the second convolution layer 105. Therefore, since the metal wirings W1 to W9 are protected by the crystalline silicon film 103, the first convolution layer 104, and the second convolution layer 105, deterioration and breakage of the metal wirings W1 to W9 can be sufficiently prevented.

また、螺旋配線H1〜H9は、エラストマー108により封止されている。この場合、螺旋配線H1〜H9の伸縮性が阻害されることなく、エラストマー108により螺旋配線H1〜H9が外的影響から保護される。したがって、螺旋配線H1〜H9(金属配線W1〜W9)の劣化および破断を確実に防止することができる。   The spiral wirings H1 to H9 are sealed with an elastomer 108. In this case, the elastomeric wire 108 protects the spiral wires H1 to H9 from external influences without inhibiting the stretchability of the spiral wires H1 to H9. Accordingly, it is possible to reliably prevent the deterioration and breakage of the spiral wirings H1 to H9 (metal wirings W1 to W9).

また、螺旋配線H1〜H9がエラストマー108により封止されることにより、螺旋配線H1〜H9の強度が向上する。それにより、螺旋配線H1〜H9(金属配線W1〜W9)の劣化および破断をより確実に防止することができる。   Further, the spiral wirings H1 to H9 are sealed with the elastomer 108, whereby the strength of the spiral wirings H1 to H9 is improved. Thereby, deterioration and a fracture | rupture of spiral wiring H1-H9 (metal wiring W1-W9) can be prevented more reliably.

これらの結果、温度センサユニット100の信頼性を向上させることができる。   As a result, the reliability of the temperature sensor unit 100 can be improved.

(3)請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
(3) Correspondence between each constituent element of claims and each part of the embodiment Hereinafter, examples of correspondence between each constituent element of the claims and each part of the embodiment will be described, but the present invention is limited to the following examples. Not.

上記実施の形態においては、第1の回旋層104が第1の層に相当し、第2の回旋層105が第2の層に相当し、金属配線W1〜W9が配線層に相当し、L字状が屈曲部または湾曲部を有する線状に相当し、エラストマー108が被覆層に相当し、温度センサTS1〜TS8が素子または第1および第2の電極に相当し、結晶シリコン基板101が基板に相当し、埋め込み酸化膜102が支持層に相当する。   In the above embodiment, the first rotating layer 104 corresponds to the first layer, the second rotating layer 105 corresponds to the second layer, the metal wirings W1 to W9 correspond to the wiring layer, and the L The shape corresponds to a linear shape having a bent portion or a curved portion, the elastomer 108 corresponds to a coating layer, the temperature sensors TS1 to TS8 correspond to elements or first and second electrodes, and the crystalline silicon substrate 101 serves as a substrate. The buried oxide film 102 corresponds to the support layer.

(4)他の実施の形態
上記実施の形態では、温度センサTS1〜TS8間を接続する配線について説明したが、本発明に係る配線は、圧力センサ等の他のセンサ間を接続する配線、回路素子間を接続する配線、センサと信号処理回路とを接続する配線、または端子間を接続する配線等の種々の配線として用いることができる。
(4) Other Embodiments In the above embodiment, the wiring for connecting the temperature sensors TS1 to TS8 has been described. However, the wiring according to the present invention is a wiring or circuit for connecting other sensors such as a pressure sensor. It can be used as various wirings such as a wiring for connecting elements, a wiring for connecting a sensor and a signal processing circuit, or a wiring for connecting terminals.

また、上記実施の形態においては、螺旋配線H1〜H9は、結晶シリコン膜103、第1の回旋層104、第2の回旋層105および金属配線W1〜W9から構成されているが、螺旋配線H1〜H9が結晶シリコン膜103を含まなくてもよい。   In the above embodiment, the spiral wirings H1 to H9 are composed of the crystalline silicon film 103, the first convolution layer 104, the second convolution layer 105, and the metal wirings W1 to W9. ˜H9 may not include the crystalline silicon film 103.

また、上記実施の形態においては、第2の回旋層105の格子定数が第1の回旋層104の格子定数より小さくなるように設定されているが、第1の回旋層104および第2の回旋層105が螺旋状に巻回されるのであればよく、第1の回旋層104の格子定数が第2の回旋層105の格子定数より小さく設定されてもよい。   In the above embodiment, the lattice constant of the second convolution layer 105 is set to be smaller than the lattice constant of the first convolution layer 104, but the first convolution layer 104 and the second convolution layer are the same. The layer 105 may be wound spirally, and the lattice constant of the first convolution layer 104 may be set smaller than the lattice constant of the second convolution layer 105.

また、上記実施の形態においては、格子定数の異なる第1および第2の回旋層104,105をそれぞれエピタキシャル成長により形成しているが、SOI基板1000上に結晶シリコン膜を形成し、結晶シリコン膜内の上部領域の格子定数と結晶シリコン膜内の下部領域の格子定数とが異なるように、結晶シリコン膜内の上部領域または下部領域に不純物元素を添加してもよい。不純物元素としては、例えば、B(ホウ素)、N(窒素)、Al(アルミニウム)、またはP(リン)等を用いることができる。   In the above embodiment, the first and second rotating layers 104 and 105 having different lattice constants are formed by epitaxial growth. However, a crystalline silicon film is formed on the SOI substrate 1000, and the crystalline silicon film An impurity element may be added to the upper region or the lower region in the crystalline silicon film so that the lattice constant of the upper region of the crystal layer and the lattice constant of the lower region in the crystalline silicon film are different. As the impurity element, for example, B (boron), N (nitrogen), Al (aluminum), P (phosphorus), or the like can be used.

また、上記実施の形態においては、第1および第2の回旋層104,105を半導体材料により形成しているが、第1の回旋層104の格子定数と第2の回旋層105の格子定数とが異なっていればよく、第1および第2の回旋層104,105は半導体材料に限定されない。例えば、第1および第2の回旋層104,105のいずれか一方または両方を絶縁材料により形成してもよい。   In the above embodiment, the first and second convolution layers 104 and 105 are formed of a semiconductor material. However, the lattice constant of the first convolution layer 104 and the lattice constant of the second convolution layer 105 are The first and second convolution layers 104 and 105 are not limited to semiconductor materials. For example, one or both of the first and second rotating layers 104 and 105 may be formed of an insulating material.

また、第1および第2の回旋層104,105を、InGaAs、GaAs等の化合物半導体により形成してもよい。   Further, the first and second convolution layers 104 and 105 may be formed of a compound semiconductor such as InGaAs or GaAs.

また、結晶シリコン基板、酸化膜および結晶シリコン膜からなるSOI基板の代わりに、他の材料からなる積層基板を用いてもよい。例えば、SiC(炭化シリコン)基板、酸化膜およびSiC膜からなる積層基板を用いてもよい。   Further, a stacked substrate made of other materials may be used instead of the SOI substrate made of a crystalline silicon substrate, an oxide film, and a crystalline silicon film. For example, a laminated substrate made of a SiC (silicon carbide) substrate, an oxide film, and a SiC film may be used.

また、積層基板の絶縁膜は酸化膜に限らず、窒化膜等の他の絶縁膜であってもよい。   Further, the insulating film of the laminated substrate is not limited to the oxide film, and may be another insulating film such as a nitride film.

また、上記実施の形態においては、1つの屈曲部を有する略L字形状の結晶シリコン膜103、第1の回旋層104、第2の回旋層105および金属配線W1〜9により螺旋配線H1〜H9を形成しているが、1つの湾曲部を有するU字状、1つの屈曲部を有するV字状、2つの屈曲部を有するW字状等の他の線状の結晶シリコン膜103、第1の回旋層104、第2の回旋層105および金属配線W1〜9により螺旋配線H1〜H9を形成してもよい。   In the above embodiment, the spiral wirings H1 to H9 are formed by the substantially L-shaped crystalline silicon film 103 having one bent portion, the first rotating layer 104, the second rotating layer 105, and the metal wirings W1 to 9. Other linear crystalline silicon films 103 such as a U-shape having one curved portion, a V-shape having one bent portion, a W-shape having two bent portions, and the like. The spiral wirings H1 to H9 may be formed by the spiral layer 104, the second spiral layer 105, and the metal wirings W1 to W9.

また、上記実施の形態においては、螺旋配線H1〜H9は、結晶シリコン膜103、第1の回旋層104、第2の回旋層105および1つの金属配線W1〜W9から構成されているが、螺旋配線H1〜H9は、結晶シリコン膜103、第1の回旋層104、第2の回旋層105および複数の金属配線W1〜W9から構成されてもよい。   In the above embodiment, the spiral wirings H1 to H9 are composed of the crystalline silicon film 103, the first convolution layer 104, the second convolution layer 105, and one metal wiring W1 to W9. The wirings H1 to H9 may be composed of the crystalline silicon film 103, the first convolution layer 104, the second convolution layer 105, and a plurality of metal wirings W1 to W9.

本発明は、種々の電子部品の配線およびロボットのセンサ等に効果的に利用することができる。   The present invention can be effectively used for wiring of various electronic components, robot sensors, and the like.

温度センサユニットの製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of a temperature sensor unit. 温度センサユニットの製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of a temperature sensor unit. 温度センサユニットの製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of a temperature sensor unit. 温度センサユニットの製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of a temperature sensor unit. 温度センサユニットの製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of a temperature sensor unit. 温度センサユニットの製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of a temperature sensor unit. 温度センサユニットの製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of a temperature sensor unit. 温度センサユニットの製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of a temperature sensor unit. 温度センサユニットの製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of a temperature sensor unit. 温度センサユニットの製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of a temperature sensor unit. 温度センサユニットの製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of a temperature sensor unit.

符号の説明Explanation of symbols

100 温度センサユニット
101 結晶シリコン基板
102 埋め込み酸化膜
103 結晶シリコン膜
104 第1の回旋層
105 第2の回旋層
106 支持層
107 集積回路層
108 エラストマー
1000 SOI基板
H1〜H9 螺旋配線
TS1〜TS8 温度センサ
W1〜W9 金属配線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Temperature sensor unit 101 Crystal silicon substrate 102 Embedded oxide film 103 Crystal silicon film 104 1st rotation layer 105 2nd rotation layer 106 Support layer 107 Integrated circuit layer 108 Elastomer 1000 SOI substrate H1-H9 Spiral wiring TS1-TS8 Temperature sensor W1-W9 metal wiring

Claims (5)

第1の格子定数を有する第1の層と、
前記第1の格子定数と異なる第2の格子定数を有する第2の層と、
配線層とを順に備え、
前記第1の層、前記第2の層および前記配線層は、屈曲部または湾曲部を有する線状に形成され、
前記第1の格子定数と前記第2の格子定数との差に起因して前記第1および第2の層が前記配線層とともに螺旋状に巻回されたことを特徴とする配線。
A first layer having a first lattice constant;
A second layer having a second lattice constant different from the first lattice constant;
A wiring layer in order,
The first layer, the second layer, and the wiring layer are formed in a linear shape having a bent portion or a curved portion,
The wiring according to claim 1, wherein the first and second layers are spirally wound together with the wiring layer due to a difference between the first lattice constant and the second lattice constant.
前記第1および第2の層ならびに前記配線層を封止する弾性材料からなる被覆層をさらに備えることを特徴とする請求項1記載の配線。 The wiring according to claim 1, further comprising a covering layer made of an elastic material that seals the first and second layers and the wiring layer. 複数の素子と、
前記複数の素子を電気的に接続する複数の配線とを備え、
前記複数の配線の各々は、
第1の格子定数を有する第1の層と、
前記第1の格子定数と異なる第2の格子定数を有する第2の層と、
配線層とを順に備え、
前記第1の層、前記第2の層および前記配線層は、屈曲部または湾曲部を有する線状に形成され、
前記第1の格子定数と前記第2の格子定数との差に起因して前記第1および第2の層が前記配線層とともに螺旋状に巻回されたことを特徴とする回路装置。
A plurality of elements;
A plurality of wirings for electrically connecting the plurality of elements;
Each of the plurality of wirings is
A first layer having a first lattice constant;
A second layer having a second lattice constant different from the first lattice constant;
A wiring layer in order,
The first layer, the second layer, and the wiring layer are formed in a linear shape having a bent portion or a curved portion,
A circuit device, wherein the first and second layers are spirally wound together with the wiring layer due to a difference between the first lattice constant and the second lattice constant.
前記複数の素子と前記複数の配線とを封止する弾性材料からなる被覆層をさらに備えることを特徴とする請求項3記載の回路装置。 The circuit device according to claim 3, further comprising a covering layer made of an elastic material that seals the plurality of elements and the plurality of wirings. 基板上に支持層、第1の格子定数を有する第1の層、および前記第1の格子定数と異なる第2の格子定数を有する第2の層を順に備える積層構造を形成する工程と、
前記第2の層上に互いに離間するように第1および第2の電極を形成する工程と、
前記第1の電極と前記第2の電極とを電気的に接続するようように、前記第2の層上に屈曲部または湾曲部を有する線状の配線層を形成する工程と、
前記第1の電極下、前記第2の電極下および前記配線層下の領域を除いて前記第2の層、前記第1の層および前記支持層を除去する工程と、
前記第1の電極下および前記第2の電極下の領域を除いて前記配線層下の領域の前記支持層を除去することにより、前記第1の層が前記第1の電極下および前記第2の電極下の領域の前記支持層により支持された状態で、前記第1の格子定数と前記第2の格子定数との差に起因して前記第1の層および前記第2の層を前記配線層とともに螺旋状に巻回させる工程と、
前記第1の電極下および前記第2の電極下の領域の前記支持層を除去することにより前記第1の層から前記基板を取り外す工程とを備えたことを特徴とする配線の製造方法。
Forming a laminated structure comprising a support layer, a first layer having a first lattice constant, and a second layer having a second lattice constant different from the first lattice constant in order on a substrate;
Forming first and second electrodes on the second layer so as to be spaced apart from each other;
Forming a linear wiring layer having a bent portion or a curved portion on the second layer so as to electrically connect the first electrode and the second electrode;
Removing the second layer, the first layer, and the support layer excluding the region under the first electrode, the second electrode, and the wiring layer;
By removing the support layer in the region under the wiring layer except for the region under the first electrode and the second electrode, the first layer is formed under the first electrode and the second electrode. The first layer and the second layer are connected to the wiring due to a difference between the first lattice constant and the second lattice constant while being supported by the support layer in a region under the electrode A step of spirally winding together with the layer;
And a step of removing the substrate from the first layer by removing the support layer in a region under the first electrode and under the second electrode.
JP2006182007A 2006-06-30 2006-06-30 Wiring, its manufacturing method, and circuit device Pending JP2008010368A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006182007A JP2008010368A (en) 2006-06-30 2006-06-30 Wiring, its manufacturing method, and circuit device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006182007A JP2008010368A (en) 2006-06-30 2006-06-30 Wiring, its manufacturing method, and circuit device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008010368A true JP2008010368A (en) 2008-01-17

Family

ID=39068372

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006182007A Pending JP2008010368A (en) 2006-06-30 2006-06-30 Wiring, its manufacturing method, and circuit device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008010368A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9860979B2 (en) 2015-05-25 2018-01-02 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Stretchable flexible substrate including first insulating layer, second insulating layer, first metal layer, and second metal layer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9860979B2 (en) 2015-05-25 2018-01-02 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Stretchable flexible substrate including first insulating layer, second insulating layer, first metal layer, and second metal layer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101995222B1 (en) Stretchable wire and method of fabricating the same
KR101231082B1 (en) Acceleration sensor
US6424017B2 (en) Silicon-on-sapphire transducer
JP2009033091A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
JP5540911B2 (en) Semiconductor device
US9643837B1 (en) Sensor device and method for making thereof
CN111683896B (en) MEMS device
KR101076665B1 (en) Sensor device and production method therefor
JP2005049130A (en) Acceleration sensor and method for manufacturing acceleration sensor
US11757425B2 (en) Resonance device and method for producing resonance device
JP2008008854A (en) Tactile sensor, method of manufacturing the tactile sensor, and tactile sensor unit
JP2008010368A (en) Wiring, its manufacturing method, and circuit device
JP2009020001A (en) Acceleration sensor
JP2006023186A (en) Angular velocity sensor and its manufacturing method
KR100809284B1 (en) A tactile sensor array and its manufacturing method
US20210371273A1 (en) Resonance device and resonance device manufacturing method
JP5828378B2 (en) Manufacturing method of pressure sensor device
JP5046875B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP2017005459A (en) MEMS manufacturing method
JP2016170121A (en) Pressure sensor, tactile sensor, and method for manufacturing pressure sensor
JP2008292182A (en) Hall sensor
US11411546B2 (en) Resonance device and method for manufacturing resonance device
JP2008191034A (en) Composite sensor
US20230421131A1 (en) Method for manufacturing resonance device, and resonance device
US20220368301A1 (en) Method of manufacturing collective substrate and collective substrate