JP2012127839A - 静電容量型加速度センサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】SOIウエハ10の第2のシリコン層13によって固定部41と、支持梁42を介して固定部41に支持されて変位可能とされた可動電極43と、可動電極43を囲む上部フレーム44を形成し、第1のシリコン層11によって固定電極45,46と、固定電極45,46を溝48を介して囲む下部フレーム47を形成する。可動電極43は電極部43aを備え、固定電極45,46は下部フレーム47の対向2辺に沿う連結部45a,45b,46a,46bと、それら連結部間に形成された電極部45c,46cと、連結部間に支持された搭載部45e,46eを備える。固定部41は酸化膜12を介して搭載部45e,46eと接合され、下部フレーム47、連結部は酸化膜12を介して上部フレーム44と接合される。下部フレーム47を基板実装時の接着固定箇所とする。
【選択図】図4
Description
・固定電極45 … −3.82×10−15 ,1.88×10−13
・固定電極46 … 4.39×10−15 ,1.87×10−13
垂直方向への変位は水平方向の50倍であり、水平方向よりも垂直方向に動きやすくなっていることがわかる。なお、垂直方向の変位量は左右の固定電極45,46で同量であった。
(1)SOIウエハ10を用意する。SOIウエハ10はハンドル層11及びデバイス層13の厚さがそれぞれ150μm、酸化膜12の厚さが3μmのものを用いた。
(2)デバイス層13上に可動部側のパターンをフォトリソグラフィで形成し、DRIE(Deep−RIE:深掘りの反応性イオンエッチング)でエッチングして所要の構造物を作製する。
(3)ハンドル層11側にも同様にパターンを形成し、DRIEでエッチングして所要の構造物を作製する。
(4)フッ酸で可動電極43と固定電極45,46間の酸化膜12がなくなるまでエッチングする。
(5)出来上がったセンサ素子をダイシングし(図7では全てダイシングされた状態として示している。)、静電容量型加速度センサ40を基板51上に接着剤52で接着固定して実装する。静電容量型加速度センサ40の全体の大きさは6mm×7mmとした。
12 酸化膜 13 第2のシリコン層(デバイス層)
20 静電容量型加速度センサ 21 枠体
22 可動電極 22a 貫通穴
22b 電極 23 支持梁
24,25 固定電極 24a,25a 貫通穴
24b,25b 電極 26 溝
27,28 引き出し電極 31 基板
32 接着剤 40 静電容量型加速度センサ
41 固定部 42 支持梁
43 可動電極 43a 電極部
43b アーム部 44 上部フレーム
45,46 固定電極 45a,45b,46a,46b 連結部
45c,46c 電極部 45d,46d アーム部
45e,46e 搭載部 45f,46f 支持部
47 下部フレーム 48 溝
49 窓 51 基板
52 接着剤
Claims (4)
- 第1のシリコン層上に酸化膜を介して第2のシリコン層が積層されてなるSOIウエハを加工して作製され、加速度入力により可動電極と固定電極の対向面積が変化するように構成された静電容量型加速度センサであって、
前記第2のシリコン層によって固定部と、その固定部のまわりに位置し、支持梁を介して固定部に支持されて変位可能とされた前記可動電極と、その可動電極を囲む方形枠状の上部フレームとが形成され、
前記第1のシリコン層によって前記固定電極と、その固定電極を溝を介して囲む方形枠状の下部フレームとが形成され、
前記可動電極は前記変位方向に配列された複数の電極部を備え、
前記固定電極は前記下部フレームの対向2辺にそれぞれ沿う連結部と、それら連結部間に前記変位方向に配列形成された複数の電極部と、前記連結部間に連結支持された搭載部とを備えており、
前記固定部は前記酸化膜を介して前記搭載部と接合され、
前記下部フレーム及び前記連結部は前記酸化膜を介して前記上部フレームと接合されており、
前記下部フレームを基板への実装時の接着固定箇所とすることを特徴とする静電容量型加速度センサ。 - 請求項1記載の静電容量型加速度センサにおいて、
前記支持梁と前記固定部と前記搭載部の組が前記変位方向に配列されて複数設けられていることを特徴とする静電容量型加速度センサ。 - 請求項1記載の静電容量型加速度センサにおいて、
前記可動電極の電極部は前記固定電極の電極部と前記変位方向においてずれていることを特徴とする静電容量型加速度センサ。 - 請求項3記載の静電容量型加速度センサにおいて、
前記支持梁と前記固定部の組が前記変位方向に配列されて2つ設けられ、
前記固定電極は2分されて第1及び第2の固定電極が構成され、
前記接着固定箇所は前記対向2辺の各中点とされ、それら中点を結ぶ直線に対し、前記可動電極が対称に構成され、かつ前記第1の固定電極と前記第2の固定電極が対称に構成されていることを特徴とする静電容量型加速度センサ。
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