JP2009074891A - 物理量センサとその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高い検出感度を得ることができるとともに梁部の破壊を防止することのできる物理量センサとその製造方法を提供する。
【解決手段】物理量センサ１は、枠形状の支持部１０と、所定間隔をおいて支持部１０の内側に肉薄で可撓性の梁部３０で懸架された錘部２０とを有する。梁部３０上には、検出素子であるゲージ抵抗が配設されている。また、物理量センサ１は、錘部２０の支持部１０と向かい合う面Ｌから、梁部３０との接合部Ｋまでの間に、衝撃緩和部４１が設けられている。物理量センサ１に過度な加速度が印加された場合には、錘部２０の面Ｌと支持部１０が衝突し、錘部２０に与えられた衝撃が梁部３０に向かう。しかし、物理量センサ１においては、衝撃緩和部４１によってその衝撃は吸収され、梁部３０に伝達される衝撃が軽減される。すなわち、本発明の物理量センサ１では、錘部２０と支持部１０の衝突による梁部３０の損傷を防ぐことが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、外力による物理的な変位を電気的に変換する物理量センサに関する。

従来から、外力に応じて材料自身が持っている物理的な変化を電気的に変換する物理量センサが開発され、それを応用した製品も開発され市場に出ている。それらの製品は、性能を維持または向上しつつも軽量化や小型化、低コスト化が求められている。したがって、製品の一部として利用される物理量センサ自体も小型化が要求される。

物理量センサは多くの種類が提案されているが、その中でも加速度をゲージ抵抗の歪みによる抵抗値の変化として検出する半導体加速度センサが知られている。

半導体加速度センサは、支持部と所定間隔をおいて梁部で懸架された錘部を有し、梁部上に検出素子であるゲージ抵抗を設けている。ゲージ抵抗は、ピエゾ抵抗素子などを用いることができる。半導体加速度センサに加速度が加わると、錘部が変位し、その変位量に応じて梁部が撓み、その結果としてゲージ抵抗の抵抗が変化するため、印加された加速度を電気信号として検出することができる。

また、半導体加速度センサにおいては、性能を維持しつつ小型化を行う為に、梁部をより薄肉化して撓みやすくし、加速度をうけて変位する錘部の変位量を高感度に検出できるようにしている。

しかし、この梁部の薄肉化は、過大な加速度に対する梁部の機械的強度の低下をまねいてしまう。この強度低下を補う手段として、半導体加速度センサには錘の可動範囲を制限するストッパーを設けて、錘に過大な加速度が印加されて変位量が大きくなったとしても、ストッパーによりこの変位を確実に止めて梁部の破壊を防止しようとする手段がある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載された従来技術について、図１８を用いて説明する。図１８は、特許文献１に記載された半導体加速度センサ１００をその主旨を逸脱しないようにしつつ書き表した断面図である。図１８において、１１０は支持部、１２０は梁部、１３０は錘部、１５０はストッパー部、１６０は接着部である。支持部１０とストッパー部１５０は接着部１６０によって接合している。

図１８において、ストッパー部１５０は支持部１１０と錘部１３０の向かい合う面方向に対して垂直な方向の変位量が制限されるように支持部１１０上に接着部１６０を介して設けられている。この制限される変位量は接着部１６０の厚みによって決まる。

特許文献1に記載された従来技術は、過大な加速度に対して錘部１３０とストッパー部１５０が向かい合う面方向の変位量をストッパー部１５０で制限することで、梁部１２０にかかる応力を抑えるというものである。

特開平８−２３３８５１号公報（第３頁、第４図）

しかし、上述した特許文献1に記載された従来技術では、以下のような問題がある。特
許文献１に示した従来技術は、錘部が支持部と向かい合う面に垂直な方向に過大な加速度に対して、錘部の変位量を制限するストッパーを設ける事で、錘部とストッパー部が向かい合う面方向に錘部が変位した時の梁部の損傷を防ぐことが出来た。しかし、支持部と錘部の向かい合う面方向への変位に対しての錘部の変位量を制限することができず、この方向に錘部が変位した際に梁部にかかる衝撃を防ぐことは難しいという問題がある。

本発明は、上記の課題を解決しようとするためになされたもので、高い検出感度を得ることができるとともに梁部の破壊を防止することのできる物理量センサとその製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の物理量センサとその製造方法は、下記に記載の構成要件を採用するものである。
本発明にかかる物理量センサは、物理量センサは、支持部と、支持部と所定間隔をおいて梁部で懸架された錘部とを有し、梁部に配設された検出素子で梁部にかかる物理量を検出する物理量センサにおいて、錘部の、錘部の支持部と向かい合う面から、錘部の梁部との接合部までの何れかに、衝撃緩和部を有することを特徴とする。

また、本発明にかかる物理量センサは、錘部の支持部と向かい合う面に衝撃緩和部を有することを特徴とする。

さらに、本発明にかかる物理量センサは、錘部の、梁部により懸架される方向に接合部から最も離れた端面に凹部を設け、凹部内に衝撃緩和部を有することを特徴とする。

さらに、本発明にかかる物理量センサは、凹部は、端面の近傍より、接合部の近傍で広い幅を有して形成されることを特徴とする。

さらに、本発明にかかる物理量センサは、錘部の、衝撃緩和部と接する表面に凹凸を設けることを特徴とする。

さらに、本発明にかかる物理量センサは、衝撃緩和部は、梁部を構成する少なくとも１つの材料と、同じ材料を有して形成されることを特徴とする。

また、本発明にかかる物理量センサの製造方法は、支持部と、支持部と所定間隔をおいて梁部で懸架された錘部とを有し、梁部に配設された検出素子で梁部にかかる物理量を検出する物理量センサの製造方法において、基板に凹部を形成する工程と、凹部内に衝撃緩和材を埋設する工程と、凹部が、錘部の錘部の支持部と向かい合う面と、錘部の梁部との接合部との間に位置するように、錘部と支持部とを分離する空間を基板に形成する工程とを有することを特徴とするものである。

本発明によれば、錘部と支持部が向かい合う面の方向に過大な加速度が印加されても、錘部と支持部とが衝突したことによる錘部への衝撃を衝撃緩和部が吸収するため、機械的強度の低い梁部への衝撃の伝達を軽減し梁部の破壊を防ぐことができる。

[構造体の説明]
以下、本発明の物理量センサを実施する際の最良の形態を図面を用いて詳細に説明する。本発明の実施形態にあっては、物理量センサは、半導体基板などの固体を加工して形成する場合を例にしている。
[実施例１]

まず、実施例１の物理量センサについて説明する。図１及び図２は、実施例１の物理量センサ１の構成例を模式的に示す構造図である。図１は平面図である。図２（ａ）は図１のＡ−Ａ’断面の端面図であり、図２（ｂ）は図１のＢ−Ｂ’断面の端面図である。
図1及び図２に示すように、物理量センサ１は、枠形状の支持部１０と、所定間隔をおいて支持部１０の内側に肉薄で可撓性の梁部３０で懸架された錘部２０とを有する。ここで、支持部１０と錘部２０と梁部３０とは、例えば、シリコン半導体基板に複数の膜を積層してなる積層構造を有するが、図中では簡略化のために単層構造として示している。

梁部３０上には、検出素子であるゲージ抵抗が配設されている。ゲージ抵抗は、例えば、ピエゾ抵抗素子などを用いることができる。各ゲージ抵抗は金属配線で接続され、各ゲージ抵抗及び金属配線は、エポキシ系樹脂などの保護膜によって覆われている。ゲージ抵抗、金属配線及び保護膜は、図１及び図２においては省略している。

また、物理量センサ１は、錘部２０の支持部１０と向かい合う面Ｌから、梁部３０との接合部Ｋまでの間に、衝撃緩和部４１が設けられている。図１及び図２に示す物理センサ１においては、錘部２０を構成する錘材２０ａ（例えばシリコン材など）を、面Ｌを含む箇所と接合部Ｋを含む箇所とに分けるように、衝撃緩和材を有する衝撃緩和部４１が、錘部２０の内部領域に設けられている。衝撃緩和部４１は例えば、梁部３０における保護膜と同じエポキシ系樹脂やシリコン系樹脂、または金属などの材質が利用できる。

次に、物理量センサ１による加速度検出の動作例について、図３を用いて説明する。図３は、物理量センサ１に加速度が印加された時の、物理センサ１の状態を模式的に示す説明図である。図３（ａ）は加速度が印加された際の図１のＡ−Ａ’端面図であり、図３（ｂ）は加速度が印加された際の図１のＢ−Ｂ’端面図である。

物理量センサ１に加速度が印加されると錘部２０が図３に示すように変位する。錘部２０の変位に伴い梁部３０が撓む。この時、梁部３０上に配設されたゲージ抵抗素子は梁部３０の撓む方向に沿って曲げ応力、または引っ張り応力を受けて変形し抵抗値が変化する。各検出方向に対応するゲージ抵抗素子を金属配線によってブリッジ回路を形成するように組み、錘部２０にかかる加速度を電気的に検出することができる。

ここで、物理量センサ１に過度な加速度が印加された場合には、図３のｘに示すように錘部２０の面Ｌと支持部１０が衝突し、錘部２０に与えられた衝撃が梁部３０に向かう。しかし、物理量センサ１においては、衝撃緩和部４１によってその衝撃は吸収され、梁部３０に伝達される衝撃が軽減される。すなわち、本発明の物理量センサ１では、錘部２０と支持部１０の衝突による梁部３０の損傷を防ぐことが可能となる。

また、本発明の物理量センサ１では、衝撃緩和部４１は、錘材２０ａの内部領域の一部に形成される。これにより、錘部２０を所望の重量にするとともに、衝撃緩和部４１を設けたことによる錘部２０の大型化を抑えることが出来る。すなわち、本発明の物理量センサ１では、錘部２０と支持部１０の衝突による梁部３０の損傷を防ぐとともに、センサ全体を小型化することが可能となる。

以下において、本発明の他の実施形態である実施例２から実施例７の物理センサの構成について、図面を用いて説明する。以下の説明において、すでに説明した同一の構成には同一の符号を付与しており、その説明は省略する。実施例２から実施例７の物理量センサは、実施例１の物理センサ１と同様に、枠形状の支持部１０と、所定間隔をおいて支持部１０の内側に梁部３０で懸架された錘部とを有する。

実施例２から実施例７の物理量センサは、錘部に形成された衝撃緩和部の構成が、それぞれ異なることを特徴とするものである。
[実施例２]

図４は、実施例２の物理量センサ２の構成例を模式的に示すもので、図１のＡ−Ａ’ 断面に相当する箇所での端面図である。実施例２の物理センサ２は、図４に示すように、衝撃緩和部４２は、錘部２１の支持部１０と向かい合う面に形成されている。

これにより、実施例２の物理センサ２は、過度な加速度が印加された場合の錘部２０と支持部１０の衝突による衝撃を、衝撃緩和部４２で直接吸収することができる。すなわち、実施例２の物理センサ２は、錘部２１と支持部１０の衝突による梁部３０の損傷を防ぐことを可能とするとともに、衝突による錘材２１ａの欠けを防ぐことができる。
[実施例３]

図５は、実施例３の物理量センサ３の構成例を模式的に示すもので、図１のＡ−Ａ’断面に相当する箇所での端面図である。実施例３の物理センサ３は、図５に示すように、衝撃緩和部４３は、錘部２２の支持部１０と向かい合う面の、梁部３０との接合部Ｋから最も離れた端部に設けられている。すなわち、実施例３の物理センサ３は、過度な加速度が印加された場合に錘部２０と支持部１０がはじめに接触する部分のみに衝撃緩和部４３を設けた構造である。

これにより、実施例３の物理センサ３は、実施例２の物理センサ２と同様の効果に加え、衝撃緩和部４３の体積を減らすことにより、錘部２０の重量を重くして検出感度を高くすることが出来る。これは特に、錘材２２ａよりも比重の軽い衝撃緩和材を衝撃緩和部４３に用いた際に有効である。
[実施例４]

図６は、実施例４の物理量センサ４の構成例を模式的に示すもので、図１のＡ−Ａ’断面に相当する箇所での端面図である。図６に示すように実施例４の物理センサ４は、衝撃緩和部４４が錘材２３ａの内部領域で、錘部２３が懸架される方向に行くに従って漸次幅が狭くなるテーパ形状に設けられている。

これにより、実施例４の物理センサ４は、実施例１の物理センサ１と同様の効果に加え、錘部２３における衝撃緩和部４４の体積を減らすことにより、錘部２３の重量を重くして検出感度を高くすることが出来る。これは特に、錘材２３ａよりも比重の軽い衝撃緩和材を衝撃緩和部４４に用いた際に有効である。

また、衝撃緩和部４４がテーパ形状に設けられることによって、実施例１と比較して、錘材２３ａと衝撃緩和部４４との接触面積が広くなり、衝撃緩和部４４による衝撃吸収の効果をより高めることが可能となる。
[実施例５]

図７は、実施例５の物理量センサ５の構成例を模式的に示すもので、図１のＡ−Ａ’断面に相当する箇所での端面図である。図７に示すように実施例５の物理センサ５は、衝撃緩和部４５が錘材２４ａの内部領域で、錘部２４が懸架される方向に行くに従って狭い幅を有する階段形状に設けられている。

これにより、実施例５の物理センサ５は、実施例１の物理センサ１と同様の効果に加え、錘部２４における衝撃緩和部４５の体積を減らすことにより、錘部２４の重量を重くし
て検出感度を高くすることが出来る。これは特に、錘材２４ａよりも比重の軽い衝撃緩和材を衝撃緩和部４５として用いた際に有効である。

また、衝撃緩和部４５が階段形状に設けられることによって、実施例１、実施例４と比較して、錘材２４ａと衝撃緩和部４５との接着面積を更に広くでき、衝撃緩和部４５による衝撃吸収の効果をより高めることが可能となる。

図７においては、衝撃緩和部４５が、２つの幅の異なる箇所からなる階段形状に形成された例を示している。しかし、衝撃緩和部４５が、３つ以上の幅の異なる箇所からなる階段形状に形成されてもよく、これにより、錘材２４ａと衝撃緩和部４５との接着面積を更に広くでき、衝撃緩和部４５による衝撃吸収の効果をより高めることが可能となる。
[実施例６]

図８は、実施例６の物理量センサ６の構成例を模式的に示すもので、図１のＡ−Ａ’断面に相当する箇所での端面図である。図８に示すように実施例６の物理センサ６は、錘材２５ａと衝撃緩和部４６との接触面が凹凸形状に形成されている。

実施例６の物理センサ６では、錘材２５ａと衝撃緩和部４６との接触面積を広くするとともに、錘材２５ａと衝撃緩和部４６との密着性を向上させることができる。これにより、実施例６の物理センサ６は、衝撃緩和部４６による衝撃吸収の効果をより高めることが可能となる。
図８に示す実施例６の物理量センサ６は、実施例１の物理量センサ１の構成において、錘材と衝撃緩和部との接触面が凹凸形状に形成された例を示した。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、実施例２から実施例５のそれぞれの物理量センサにおいて、錘材と衝撃緩和部との接触面が凹凸形状に形成されるとしてもよい。これにより、錘材と衝撃緩和部との密着性を向上させることにより、衝撃緩和部による衝撃吸収の効果をより高めることが可能となる。
[実施例７]

図９は、実施例７の物理量センサ７の構成例を模式的に示す平面図である。図９に示すように、実施例７の物理量センサ９は、錘部２６の錘材２６ａに設けられた貫通孔９０内に、波形に形成された衝撃緩和材が衝撃緩和部４７として設けられている。衝撃緩和部４７の衝撃緩和材は、波の腹となる部分の近傍で両側より錘材が接するように配されている。

これにより、実施例７の物理量センサ７は、錘部２６と支持部１０の衝突により錘部２０に衝撃が加えられた際には、波型に形成された衝撃緩和材が撓み、衝撃をより吸収することが可能となる。すなわち、実施例７の物理量センサ７では、衝撃緩和部４７による衝撃吸収の効果をより高めることが可能となる。

[製造方法の説明]
次に、本発明の各実施例の物理量センサの製造方法について、図面を参照して説明する。以下に説明する製造方法では、基板としてシリコン半導体基板を用いる場合を例にして説明する。また、梁部の積層部は、絶縁膜であるシリコン窒化膜と、ゲージ抵抗素子としてボロンドープをしたポリシリコンと、金属配線としてアルミニウムを用いた積層膜とを有して構成し、梁部の保護膜と衝撃緩和部の衝撃緩和材にはポリイミドを用いる場合を例にして説明する。
[実施例１]

本発明の実施例１の物理量センサの製造方法について説明する。図１０および図１１は
、実施例１の物理量センサ１の製造方法の説明図であり、図１のＡ−Ａ’断面に相当する箇所での端面図である。

まず、図１０（ａ）のシリコン半導体基板５０の主面側（図１０の上側）に、図示はしない熱酸化膜を形成する。さらに熱酸化膜の上部に図示しないシリコン窒化膜を形成した後に、シリコン窒化膜の上部側に図示しないポリシリコン膜を形成し、ポリシリコン膜にボロンをドープする。次にポリシリコン膜を所望の形状になるようにエッチング加工をする。ポリシリコン膜を所望の形状にすることでゲージ抵抗素子であるピエゾ抵抗となる。

次に、シリコン窒化膜を所望の形状になるようにエッチング加工によって形成する。次に、各ゲージ抵抗素子を金属配線で接続されるようにアルミニウムを形成する。これにより、図１０（ｂ）に示すように、シリコン半導体基板５０の主面側に、シリコン窒化膜、ポリシリコン及びアルミニウムを有する、梁部の積層部６０を形成する。

次に、図１０（ｃ）に示すように、シリコン半導体基板５０の主面側に、衝撃緩和部を形成するための溝部７１をエッチング加工によって所望の深さになるように形成する。

溝部７１の形成後、図１１（ａ）に示すように、積層部６０の上部及び溝部７１の内部にポリイミドを形成する。積層部６０に形成されたポリイミドは梁部３０を構成する保護膜８０となり、溝部７１内に形成されたポリイミドは、衝撃緩和部４１となる。
溝部７１の内部及びシリコン半導体基板５０の上面に、ポリイミドをスピンコーティングで形成した後、シリコン半導体基板５０の上面のポリイミドが所望の形状になるようにエッチング加工することにより、積層部６０の上部及び溝部７１の内部にポリイミドが形成される。

次に、図１１（ｂ）に示すように、シリコン半導体基板５０の裏面側から、支持部１０の形成部分以外をエッチング加工によって衝撃緩和部４１の底面に接するまで、シリコンを除去する。

次に、図１１（ｃ）に示すように、シリコン半導体基板５０の裏面側からシリコンを、錘部２０および支持部１０が所望の形状になるように、エッチング加工によって形成する。その後、同様のパターンにて裏面側から図示しない熱酸化膜をエッチング加工によって除去する。以上の工程により図１および図２に示す実施例１の物理量センサを製造する。

図１０及び図１１で示した、本発明の物理量センサの製造方法では、同じ材質（ポリイミド）で作製される保護膜８０と衝撃緩和部４１とを同一の工程で一体に形成する。これにより、本発明の物理量センサの製造方法では、保護膜８０と衝撃緩和部４１とを別々の工程で作製する製造方法と比較して、製造工程を短く、簡略化することが可能となる。
[実施例２]

図１０及び図１１では、実施例１の物理量センサ１の製造方法を示したが、図１０（ｃ）の溝部７１の形成位置、および図１１（ｃ）のシリコン半導体基板５０の裏面側からのエッチングの位置を変更することにより、上述した実施例１の物理量センサ１の製造方法と同様に方法により、図４に示す実施例２の物理量センサ２を製造することができる。
[実施例３]

次に、実施例３の物理量センサ３の製造方法について説明する。図１２は、実施例３の物理量センサの製造方法の説明図であり、図１のＡ−Ａ’断面に相当する箇所での端面図である。実施例３の物理量センサ３の製造方法は、実施例１の物理量センサ１の製造方法と、衝撃緩和部の形成工程及び、衝撃緩和材の充填工程が異なる製造方法である。

図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示す実施例１の物理量センサ１と同様の方法により、シリコン半導体基板５０の主面側に、シリコン窒化膜、ポリシリコン及びアルミニウムを有する、梁部３０の積層部６０を形成する。
その後、図１２（ａ）に示すように梁部３０の積層部６０の上部に、保護膜８０をポリイミドで形成する。この保護膜８０は、シリコン半導体基板５０の上面にポリイミドをスピンコーティングで形成した後、シリコン窒化膜と同様のマスクにより所望の形状になるようにエッチング加工をして形成する。

保護膜８０の形成後、図１２（ｂ）に示すようにシリコン半導体基板５０の裏面側に支持部１０以外をエッチング加工によって所定の厚さ分除去する。

次に、図１２（ｃ）に示すようにシリコン半導体基板５０の裏面側に衝撃緩和部４３を形成するための溝部７２を、所望の形状になるようにエッチング加工によって形成する。

次に、図１２（ｄ）に示すように図１２（ｃ）で形成した溝部７２に衝撃緩和部４３となるポリイミドを、スピンコート及びエッチング加工により、所望の形状になるように形成する。

その後、錘部および支持部が所望の形状になるようにシリコン半導体基板５０の裏面側からシリコンをエッチング加工によって形成することで、図５に示すような実施例３の物理量センサ３を製造する。
[実施例４]

次に、実施例４の物理量センサ４の製造方法について説明する。図１３は、実施例４の物理量センサ４の製造方法の説明図であり、図１のＡ−Ａ’断面に相当する箇所での端面図である。実施例４の物理量センサの製造方法は、実施例１の物理量センサ１の製造方法と、衝撃緩和部を形成するための溝部の形状が異なる製造方法である。

図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示す実施例１の物理量センサ１と同様の方法により、シリコン半導体基板５０の主面側に、シリコン窒化膜、ポリシリコン及びアルミニウムを有する、梁部３０の積層部６０を形成する。
その後、図１３（ａ）に示すように、衝撃緩和部４４を形成するための溝部７３を、シリコン半導体基板５０の主面側からウェットエッチングなどのエッチング加工によって奥行き方向に開口が狭くなるテーパ形状となるように形成する。

その後、図１３（ｂ）に示すように、実施例１の物理量センサ１の製造方法と同様の方法により、溝部７３の内部に衝撃緩和部４４となるポリイミドを充填するとともに、積層部６０上へ梁部３０の保護膜８０となるポリイミドを形成する。

その後、図１３（ｃ）に示すように、シリコン半導体基板５０の裏面側から、支持部１０の形成部分以外をエッチング加工によって衝撃緩和部４４の底面に接するまで除去する。その後、シリコン半導体基板５０の裏面側からシリコンを、錘部および支持部が所望の形状になるようにエッチング加工によって形成し、図示しない熱酸化膜をエッチング加工によって除去する。以上の工程により図６に示す実施例４の物理量センサ４を製造する。
[実施例５]

次に、実施例５の物理量センサ５の製造方法について説明する。図１４は、実施例５の物理量センサ５の製造方法の説明図であり、図１のＡ−Ａ’断面に相当する箇所での端面図である。実施例５の物理量センサの製造方法は、実施例１の物理量センサの製造方法と
、衝撃緩和部を形成するための溝部の形状が異なる製造方法である。

実施例１の物理量センサ１と同様の方法により、シリコン半導体基板５０の主面側に梁部３０の積層部６０を形成する。その後、図１４（ａ）に示すように、衝撃緩和部４５を形成するための溝部をシリコン半導体基板５０の主面側から第一の溝部７４ａをエッチング加工によって形成し、その後、第一の溝部７４ａ内にそれよりも狭い第二の溝部７５ｂを所望の形状になるようにエッチング加工によって形成する。
ここで、実施例４の物理量センサ４は、等方性のウェットエッチングなどを利用して溝部を加工するのに対して、実施例５の物理量センサ５は異方性エッチングのみで溝部７４ａ及び７４ｂを加工することが可能となる。

その後、図１４（ｂ）に示すように、実施例１の物理量センサ１の製造方法と同様の方法により、溝部７３の内部に衝撃緩和部４５となるポリイミドを充填するとともに、積層部６０上へ梁部３０の保護膜８０となるポリイミドを形成する。

その後、図１４（ｃ）に示すように、シリコン半導体基板５０の裏面側から、支持部１０の形成部分以外をエッチング加工によって衝撃緩和部４５の底面に接するまで除去する。その後、実施例１の物理量センサ１と同様の方法により、シリコン半導体基板５０の裏面側からシリコンを、錘部および支持部を所望の形状になるようにエッチング加工によって形成し、図示しない熱酸化膜をエッチング加工によって除去する。以上の工程により図７に示す実施例５の物理量センサ５を製造する。
[実施例６]

次に、実施例６の物理量センサ６の製造方法について説明する。図１５は、実施例６の物理量センサの製造方法の説明図であり、図１のＡ−Ａ’断面に相当する箇所での端面図である。実施例６の物理量センサ６の製造方法は、実施例１の物理量センサ１の製造方法と、衝撃緩和部を形成するための溝部の形状が異なる製造方法である。

実施例１の物理量センサ１と同様の方法により、シリコン半導体基板５０の主面側に梁部３０の積層部６０を形成する。その後、図１５（ａ）に示すように、衝撃緩和部４６を形成するための溝部７５をシリコン半導体基板５０の主面側からドライエッチングなどによってスキャロップと呼ばれるエッチングの深さ方向の側面に凹凸形状の面を形成する。

その後、図１５（ｂ）に示すように、実施例１の物理量センサ１の製造方法と同様の方法により、溝部７５の内部に衝撃緩和部４６となるポリイミドを充填するとともに、積層部６０上へ梁部３０の保護膜８０となるポリイミドを形成する。

その後、図１５（ｃ）に示すように、シリコン半導体基板５０の裏面側から、支持部１０の形成部分以外をエッチング加工によって衝撃緩和部４６の底面に接するまで除去する。その後、実施例１の物理量センサ１と同様の方法により、シリコン半導体基板５０の裏面側からシリコンを、錘部および支持部を所望の形状になるようにエッチング加工によって形成し、図示しない熱酸化膜をエッチング加工によって除去する。以上の工程により図８に示す実施例６の物理量センサ６を製造する。
[実施例７]

次に、実施例７の物理量センサの製造方法について説明する。図１６は、実施例７の物理量センサの製造方法を示す平面図である。図１７は、実施例７の物理量センサの製造方法を示す端面図である。実施例７の物理量センサの製造方法は、実施例１の物理量センサの製造方法における衝撃緩和部を形成するための溝部の形状及び、錘部を形成するためのエッチング工程が異なる製造方法である。

実施例１の物理量センサ１と同様の方法により、シリコン半導体基板５０の主面側に梁部３０の積層部６０を形成する。その後、図１６（ａ）及び図１６（ａ）のＤ−Ｄ’断面の端面図である図１７（ａ）に示すように衝撃緩和部４７を形成するための溝部７６を所望の波形形状になるようにシリコン半導体基板５０の主面側からエッチング加工によって形成する。

次に、図１６（ｂ）及び図１６（ｂ）のＥ−Ｅ’断面の端面図である図１７（ｂ）に示すように、実施例１の物理量センサ１の製造方法と同様の方法により、溝部７５の内部に衝撃緩和部４７となるポリイミドを充填するとともに、積層部６０上へ梁部３０の保護膜８０となるポリイミドを形成する。

次に、図１７の（ｃ）に示すように、シリコン半導体基板５０の裏面側から、支持部１０の形成部分以外をエッチング加工によって衝撃緩和部４７の底面に接するまで除去する。

図１７（ｄ）は、図９のＣ−Ｃ’断面の端面図である。衝撃緩和部４７の底面に接するまでシリコンを除去した後、図９及び図１７（ｄ）に示すように、エッチング加工により、波の腹となる部分の近傍で衝撃緩和部４７の両側より錘材２７が接するように貫通孔９０を形成するとともに、錘部および支持部を形成する。以上の工程により図９示す実施例７の物理量センサ７を製造する。

実施例１の物理量センサの構成を示す説明図である。 実施例１の物理量センサの構成を示す説明図である。 物理量センサの動作を示す説明図である。 実施例２の物理量センサの構成を示す説明図である。 実施例３の物理量センサの構成を示す説明図である。 実施例４の物理量センサの構成を示す説明図である。 実施例５の物理量センサの構成を示す説明図である。 実施例６の物理量センサの構成を示す説明図である。 実施例７の物理量センサの構成を示す説明図である。 実施例１の物理量センサの製造方法を示す説明図である。 実施例１の物理量センサの製造方法を示す説明図である。 実施例３の物理量センサの製造方法を示す説明図である。 実施例４の物理量センサの製造方法を示す説明図である。 実施例５の物理量センサの製造方法を示す説明図である。 実施例６の物理量センサの製造方法を示す説明図である。 実施例７の物理量センサの製造方法を示す説明図である。 実施例７の物理量センサの製造方法を示す説明図である。 従来の物理量センサの構成を示す説明図である。

符号の説明

１，２，３，４，５，６，７ 物理量センサ
１０ 支持部
２０，２１，２２，２３，２４，２５，２６ 錘部
２０ａ，２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａ，２５ａ，２６ａ 錘材
３０ 梁部
４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７ 衝撃緩和部
５０ シリコン半導体基板
６０ 積層膜
７１，７２，７３，７４ａ，７４ｂ，７５，７６ 溝部
８０ 保護膜
９０ 貫通孔
Ｋ 梁部と錘部の接合部
Ｌ 錘部の支持部との向かい合う面
ｘ 支持部と錘部の接触点

Claims (7)

1. 支持部と、前記支持部と所定間隔をおいて梁部で懸架された錘部とを有し、前記梁部に配設された検出素子で該梁部にかかる物理量を検出する物理量センサにおいて、
   前記錘部の、該錘部の前記支持部と向かい合う面から、該錘部の前記梁部との接合部までの何れかに、衝撃緩和部を有する
   ことを特徴とする物理量センサ。
2. 前記錘部の前記支持部と向かい合う面に前記衝撃緩和部を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の物理量センサ。
3. 前記錘部の、前記梁部により懸架される方向に前記接合部から最も離れた端面に凹部を設け、
   前記凹部内に前記衝撃緩和部を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の物理量センサ。
4. 前記凹部は、前記端面の近傍より、前記接合部の近傍で広い幅を有して形成される
   ことを特徴とする請求項３に記載の物理量センサ。
5. 前記錘部の、前記衝撃緩和部と接する表面に凹凸を設ける
   ことを特徴とする請求項１から４の何れか１つに記載の物理量センサ。
6. 前記衝撃緩和部は、前記梁部を構成する少なくとも１つの材料と、同じ材料を有して形成される
   ことを特徴とする請求項１から５の何れか１つに記載の物理量センサ。
7. 支持部と、前記支持部と所定間隔をおいて梁部で懸架された錘部とを有し、前記梁部に配設された検出素子で該梁部にかかる物理量を検出する物理量センサの製造方法において、
   基板に凹部を形成する工程と、
   前記凹部内に衝撃緩和材を埋設する工程と、
   前記凹部が、前記錘部の該錘部の前記支持部と向かい合う面と、該錘部の前記梁部との接合部との間に位置するように、前記錘部と前記支持部とを分離する空間を前記基板に形成する工程とを有する
   ことを特徴とする物理量センサの製造方法。

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