JP3211433B2 - 力学量センサの製造方法 - Google Patents
力学量センサの製造方法Info
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P2015/0805—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
- G01P2015/0808—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate
- G01P2015/0811—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate for one single degree of freedom of movement of the mass
- G01P2015/0814—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate for one single degree of freedom of movement of the mass for translational movement of the mass, e.g. shuttle type
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は外力や加速度等の力学量
を検出する力学量センサ、特に落下などの衝撃に耐える
力学量センサの好適な製造方法に関する。
を検出する力学量センサ、特に落下などの衝撃に耐える
力学量センサの好適な製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】工作機械等に用いられる加速度センサ又
は角速度センサ等の力学量センサとしては、図５に示さ
れるような半導体を利用した力学量センサが注目されて
いる。この力学量センサ１０は、基板１１上に導電性の
梁状構造体１３と固定電極１５とを搭載した構成であ
る。梁状構造体１３は複数の腕部１４を有するリブ状構
造であり、複数の腕部１４のうち四隅に位置する腕部１
４は、支持部１７により基板１１上に支持されている。
一方、固定電極１５は、腕部１４と指交叉状に配置され
ている。
は角速度センサ等の力学量センサとしては、図５に示さ
れるような半導体を利用した力学量センサが注目されて
いる。この力学量センサ１０は、基板１１上に導電性の
梁状構造体１３と固定電極１５とを搭載した構成であ
る。梁状構造体１３は複数の腕部１４を有するリブ状構
造であり、複数の腕部１４のうち四隅に位置する腕部１
４は、支持部１７により基板１１上に支持されている。
一方、固定電極１５は、腕部１４と指交叉状に配置され
ている。
【０００３】ここで、図６は図５に示される力学量セン
サ１０のＡ−Ａ´断面図である。この図６に示されるよ
うに、四隅以外の腕部１４は基板１１上に宙支されてい
るため、固定電極１５の間を変位する。従って、図５中
の矢印の方向に加速度等が加わると、宙支されている腕
部１４が矢印の方向に変位する。腕部１４が変位すると
腕部１４と固定電極１５の間の静電容量が変化する。従
って、梁状構造体１３と固定電極１５の間の静電容量の
変化を測定すれば、図５中の矢印方向の加速度の大きさ
が検出できる。検出された静電容量の変化は、金属配線
１９を介して検知回路（図示せず）に信号出力される。
このように、図５の力学量センサにおいては、梁状構造
体１３と固定電極１５の間の静電容量の変化を検出する
ことによって加速度等の力学量の大きさを求めることが
できる。
サ１０のＡ−Ａ´断面図である。この図６に示されるよ
うに、四隅以外の腕部１４は基板１１上に宙支されてい
るため、固定電極１５の間を変位する。従って、図５中
の矢印の方向に加速度等が加わると、宙支されている腕
部１４が矢印の方向に変位する。腕部１４が変位すると
腕部１４と固定電極１５の間の静電容量が変化する。従
って、梁状構造体１３と固定電極１５の間の静電容量の
変化を測定すれば、図５中の矢印方向の加速度の大きさ
が検出できる。検出された静電容量の変化は、金属配線
１９を介して検知回路（図示せず）に信号出力される。
このように、図５の力学量センサにおいては、梁状構造
体１３と固定電極１５の間の静電容量の変化を検出する
ことによって加速度等の力学量の大きさを求めることが
できる。
【０００４】このような力学量センサは精度が高く温度
依存性が小さいために、工作機械の加速度センサばかり
ではなく、物体の重量の測定等に用いられる力センサ、
気体あるいは液体の圧力を測定する圧力センサ、または
自動車に用いられる加速度センサ等にも採用することが
できる。
依存性が小さいために、工作機械の加速度センサばかり
ではなく、物体の重量の測定等に用いられる力センサ、
気体あるいは液体の圧力を測定する圧力センサ、または
自動車に用いられる加速度センサ等にも採用することが
できる。
【０００５】このような力学量センサを製造する方法と
しては、例えば図６に示されるような方法がある。ま
ず、シリコン基板１１上に二酸化シリコン膜２３を形成
し、後に固定電極２５が形成される部分をエッチングす
る（図６（ａ））。そして、二酸化シリコン膜２３の上
に、導電性が付与された多結晶シリコン膜２５を形成
し、更にこの多結晶シリコン膜２５をフォトレジスト２
７によりマスクして（図６（ｂ））、ドライエッチング
してパタンを形成する（図６（ｃ））。このとき、フォ
トレジスト２７は、梁状構造体１３の形状及び固定電極
２５の配置に応じて形成する。このようにすると、ドラ
イエッチング加工後には、梁状構造体１３及び固定電極
２５のパタンが形成される。そして、図６（ａ）におい
て形成された二酸化シリコン膜２３が、弗酸等のエッチ
ング液によって完全に除去することにより、基板１１上
に宙支された梁状構造体１３が構成される（図６
（ｄ））。
しては、例えば図６に示されるような方法がある。ま
ず、シリコン基板１１上に二酸化シリコン膜２３を形成
し、後に固定電極２５が形成される部分をエッチングす
る（図６（ａ））。そして、二酸化シリコン膜２３の上
に、導電性が付与された多結晶シリコン膜２５を形成
し、更にこの多結晶シリコン膜２５をフォトレジスト２
７によりマスクして（図６（ｂ））、ドライエッチング
してパタンを形成する（図６（ｃ））。このとき、フォ
トレジスト２７は、梁状構造体１３の形状及び固定電極
２５の配置に応じて形成する。このようにすると、ドラ
イエッチング加工後には、梁状構造体１３及び固定電極
２５のパタンが形成される。そして、図６（ａ）におい
て形成された二酸化シリコン膜２３が、弗酸等のエッチ
ング液によって完全に除去することにより、基板１１上
に宙支された梁状構造体１３が構成される（図６
（ｄ））。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような力学量センサにおいては、落下等の大きな衝撃が
加わった場合に梁状構造体が基板と逆側に大きく変位す
ると、梁状構造体１３が破壊してしまうおそれがあっ
た。
ような力学量センサにおいては、落下等の大きな衝撃が
加わった場合に梁状構造体が基板と逆側に大きく変位す
ると、梁状構造体１３が破壊してしまうおそれがあっ
た。
【０００７】また、この構造の力学量センサにおいて
は、梁状構造体と固定電極の間隔を小さくして静電容量
を大きくすることが感度向上のため重要である。従来は
このために導電体として多結晶シリコンを用い、集積回
路の加工に採用されている高度なドライエッチング技術
などを使用していた。しかしながら、この技術は精度の
高い写真食刻法やエッチング条件の正確な制御を要求す
るため、上記のような力学量センサの製造において歩留
まりの向上が困難である。
は、梁状構造体と固定電極の間隔を小さくして静電容量
を大きくすることが感度向上のため重要である。従来は
このために導電体として多結晶シリコンを用い、集積回
路の加工に採用されている高度なドライエッチング技術
などを使用していた。しかしながら、この技術は精度の
高い写真食刻法やエッチング条件の正確な制御を要求す
るため、上記のような力学量センサの製造において歩留
まりの向上が困難である。
【０００８】本発明は以上のような問題に鑑みてなされ
たものであり、基板と逆方向の力学量に対しても優れた
耐衝撃性を有する力学量センサの製造方法を提供し、同
時に歩留まりの高い製造方法を提供することを目的とす
る。
たものであり、基板と逆方向の力学量に対しても優れた
耐衝撃性を有する力学量センサの製造方法を提供し、同
時に歩留まりの高い製造方法を提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するために請求項１に係る力学量センサの製造方法は、
複数の腕部を有するリブ状の導電性の梁状構造体及び所
定個数の固定電極が基板上に配置され、前記梁状構造体
は、２点支持梁が形成されるよう前記腕部のうち少なく
ともいずれか２本の腕部の端部が基板上に支持されてお
り、外力等の力学量によって前記固定電極との基板略平
行方向の間隔が変化するよう、前記支持された以外の腕
部が前記固定電極の間に宙支され、前記梁状構造体の腕
と固定電極の間の静電容量の変化を検出することにより
力学量を検出する力学量センサにおいて、前記梁状構造
体の基板略垂直方向の変位を規制するよう前記固定電極
のうちいずれかにストッパを設けたことを特徴とする力
学量センサの製造方法であって、基板上に第一の犠牲層
を形成する工程と、第一の犠牲層上に第一の導電層を形
成する工程と、第一の導電層の一部を除去して、複数の
腕を有するリブ状の所定パタンを形成する工程と、第一
の導電層を覆うよう第二の犠牲層を形成する工程と、第
一の犠牲層の一部及び第二の犠牲層の一部を共に除去
し、第二の導電層を少なくとも前記パタンのいずれかの
腕近傍に所定パタンで形成することにより前記ストッパ
に相当する構造体を形成する工程と、第一の犠牲層の残
余の部分及び第二の犠牲層の残余の部分を除去する工程
と、を含むことを特徴とする。
するために請求項１に係る力学量センサの製造方法は、
複数の腕部を有するリブ状の導電性の梁状構造体及び所
定個数の固定電極が基板上に配置され、前記梁状構造体
は、２点支持梁が形成されるよう前記腕部のうち少なく
ともいずれか２本の腕部の端部が基板上に支持されてお
り、外力等の力学量によって前記固定電極との基板略平
行方向の間隔が変化するよう、前記支持された以外の腕
部が前記固定電極の間に宙支され、前記梁状構造体の腕
と固定電極の間の静電容量の変化を検出することにより
力学量を検出する力学量センサにおいて、前記梁状構造
体の基板略垂直方向の変位を規制するよう前記固定電極
のうちいずれかにストッパを設けたことを特徴とする力
学量センサの製造方法であって、基板上に第一の犠牲層
を形成する工程と、第一の犠牲層上に第一の導電層を形
成する工程と、第一の導電層の一部を除去して、複数の
腕を有するリブ状の所定パタンを形成する工程と、第一
の導電層を覆うよう第二の犠牲層を形成する工程と、第
一の犠牲層の一部及び第二の犠牲層の一部を共に除去
し、第二の導電層を少なくとも前記パタンのいずれかの
腕近傍に所定パタンで形成することにより前記ストッパ
に相当する構造体を形成する工程と、第一の犠牲層の残
余の部分及び第二の犠牲層の残余の部分を除去する工程
と、を含むことを特徴とする。
【００１０】また、請求項２に係る力学量センサの製造
方法は、基板上に配置された、複数の腕部を有するリブ
状の導電性の梁状構造体及び所定個数の固定電極を備
え、前記梁状構造体は、２点支持梁が形成されるよう前
記腕部のうち少なくともいずれか２本の腕部の端部が基
板上に支持されており、外力等の力学量によって前記固
定電極との基板略平行方向の間隔が変化するよう、前記
支持された以外の腕部が前記固定電極の間に宙支され、
前記梁状構造体の腕と固定電極の間の静電容量の変化を
検出することにより力学量を検出する力学量センサにお
いて、前記梁状構造体の基板略垂直方向の変位を規制す
るよう、該梁状構造体のいずれかの腕の一部を覆うトン
ネル状のストッパを設けたことを特徴とする力学量セン
サの製造方法であって、基板上に第一の犠牲層を形成す
る工程と、第一の犠牲層上に第一の導電層を形成する工
程と、第一の導電層の一部を除去して、複数の腕を有す
るリブ状の所定パタンを形成する工程と、第一の導電層
を覆うよう第二の犠牲層を形成する工程と、第一の犠牲
層の一部及び第二の犠牲層の一部を共に除去し、第二の
導電層を少なくとも前記パタンのいずれかの腕近傍に所
定パタンで形成することにより前記ストッパに相当する
構造体を形成する工程と、第一の犠牲層の残余の部分及
び第二の犠牲層の残余の部分を除去する工程と、を含む
ことを特徴とする。
方法は、基板上に配置された、複数の腕部を有するリブ
状の導電性の梁状構造体及び所定個数の固定電極を備
え、前記梁状構造体は、２点支持梁が形成されるよう前
記腕部のうち少なくともいずれか２本の腕部の端部が基
板上に支持されており、外力等の力学量によって前記固
定電極との基板略平行方向の間隔が変化するよう、前記
支持された以外の腕部が前記固定電極の間に宙支され、
前記梁状構造体の腕と固定電極の間の静電容量の変化を
検出することにより力学量を検出する力学量センサにお
いて、前記梁状構造体の基板略垂直方向の変位を規制す
るよう、該梁状構造体のいずれかの腕の一部を覆うトン
ネル状のストッパを設けたことを特徴とする力学量セン
サの製造方法であって、基板上に第一の犠牲層を形成す
る工程と、第一の犠牲層上に第一の導電層を形成する工
程と、第一の導電層の一部を除去して、複数の腕を有す
るリブ状の所定パタンを形成する工程と、第一の導電層
を覆うよう第二の犠牲層を形成する工程と、第一の犠牲
層の一部及び第二の犠牲層の一部を共に除去し、第二の
導電層を少なくとも前記パタンのいずれかの腕近傍に所
定パタンで形成することにより前記ストッパに相当する
構造体を形成する工程と、第一の犠牲層の残余の部分及
び第二の犠牲層の残余の部分を除去する工程と、を含む
ことを特徴とする。
【００１１】
【００１２】また、請求項３は、請求項１又は２に係る
力学量センサの製造方法において、前記第二の犠牲層が
熱酸化膜として形成されることを特徴とする。
力学量センサの製造方法において、前記第二の犠牲層が
熱酸化膜として形成されることを特徴とする。
【００１３】
【作用】請求項１または請求項２に係る力学量センサに
おいては、強い衝撃が加えられた場合でも、前記固定電
極に設けられたストッパや、梁状構造体の一部を覆うト
ンネル状のストッパにより、基板と逆側への梁状構造体
の変位が規制される。これにより、基板と逆側への強い
衝撃が力学量センサに加えられた場合でも、梁状構造体
が力学量センサから外れない。
おいては、強い衝撃が加えられた場合でも、前記固定電
極に設けられたストッパや、梁状構造体の一部を覆うト
ンネル状のストッパにより、基板と逆側への梁状構造体
の変位が規制される。これにより、基板と逆側への強い
衝撃が力学量センサに加えられた場合でも、梁状構造体
が力学量センサから外れない。
【００１４】また、請求項１または２に係る力学量セン
サの製造方法においては、基板上に形成された第一の犠
牲層上に第一の導電層が形成され、この第一の導電層の
一部が除去されることによって梁状構造体に相当するパ
タンが形成される。このパタン上に第二の犠牲層を形成
し、第一の犠牲層と第二の犠牲層の一部を共に除去し、
一部が除去された第二の犠牲層上に第二の導電層のパタ
ンを形成する。そして、第一の犠牲層の残余の部分と第
二の犠牲層の残余の部分が除去されることによってスト
ッパが形成され、力学量センサが製造される。このよう
に、製造工程が簡略化される。
サの製造方法においては、基板上に形成された第一の犠
牲層上に第一の導電層が形成され、この第一の導電層の
一部が除去されることによって梁状構造体に相当するパ
タンが形成される。このパタン上に第二の犠牲層を形成
し、第一の犠牲層と第二の犠牲層の一部を共に除去し、
一部が除去された第二の犠牲層上に第二の導電層のパタ
ンを形成する。そして、第一の犠牲層の残余の部分と第
二の犠牲層の残余の部分が除去されることによってスト
ッパが形成され、力学量センサが製造される。このよう
に、製造工程が簡略化される。
【００１５】なお、請求項３の製造方法においては、第
二の犠牲層として熱酸化膜が使用される。これにより、
力学量センサの固定電極と梁状構造体の間隔を極めて小
さく設定することが可能となる。
二の犠牲層として熱酸化膜が使用される。これにより、
力学量センサの固定電極と梁状構造体の間隔を極めて小
さく設定することが可能となる。
【００１６】
【実施例】図１及び図２は、本発明の実施例に係る力学
量センサ３０及び４０の構成を示す図である。特に、図
１は第一実施例に係る力学量センサ３０の構成を示す図
であり、図２は第二実施例に係る力学量センサ４０の構
成を示す図である。なお、従来例と同一の構成要素には
同一符号を付しその説明を省略する。
量センサ３０及び４０の構成を示す図である。特に、図
１は第一実施例に係る力学量センサ３０の構成を示す図
であり、図２は第二実施例に係る力学量センサ４０の構
成を示す図である。なお、従来例と同一の構成要素には
同一符号を付しその説明を省略する。
【００１７】本実施例の力学量センサ３０及び４０は、
従来と同様に、梁状構造体１３と固定電極３３の間、及
び梁状構造体１３と固定電極３５の間の静電容量の変化
を検出することにより、力学量センサ３０に加えられた
力学量を検出する。
従来と同様に、梁状構造体１３と固定電極３３の間、及
び梁状構造体１３と固定電極３５の間の静電容量の変化
を検出することにより、力学量センサ３０に加えられた
力学量を検出する。
【００１８】第一実施例に係る力学量センサ３０におい
て特徴的なことは、梁状構造体１３の基板１１と逆側へ
の変位を規制するストッパ３１が、梁状構造体１３の腕
近傍の固定電極３３の一部分に設けられていることであ
る。従って、この力学量センサ３０に、基板１１と逆側
へ梁状構造体１３が変位するような方向に力学量が加え
られた場合には、このストッパ３１によって変位が規制
される。よって、本第一実施例の力学量センサ３０は、
梁状構造体１３が基板１１から大きく離れてしまうこと
がない。ストッパ３１は複数の固定電極３３のうちの一
部に設けられており、ストッパ３１の数は要求される耐
久力に応じて設定される。
て特徴的なことは、梁状構造体１３の基板１１と逆側へ
の変位を規制するストッパ３１が、梁状構造体１３の腕
近傍の固定電極３３の一部分に設けられていることであ
る。従って、この力学量センサ３０に、基板１１と逆側
へ梁状構造体１３が変位するような方向に力学量が加え
られた場合には、このストッパ３１によって変位が規制
される。よって、本第一実施例の力学量センサ３０は、
梁状構造体１３が基板１１から大きく離れてしまうこと
がない。ストッパ３１は複数の固定電極３３のうちの一
部に設けられており、ストッパ３１の数は要求される耐
久力に応じて設定される。
【００１９】第二実施例に係る力学量センサ４０におい
て特徴的なことは、トンネル状のストッパ４１を設けた
ことである。このトンネル状のストッパ４１には金属配
線１９が接続されていない。金属配線１９が接続されて
いないのは、基板１１の垂直方向の静電容量の変化を検
出しないようにするためである。本第二実施例のトンネ
ル状のストッパ４１は、固定電極とストッパとを兼用す
る第一実施例とは異なり、基板１１と逆側への梁状構造
体１３の変位を規制するストッパのみとして機能する。
基板１１と逆側への梁状構造体１３の変位を規制する面
積が大きいため、トンネル状のストッパ４１を採用して
いる第二実施例の力学量センサ４０は、第一実施例に係
る力学量センサ３０よりも耐衝撃性に優れている。
て特徴的なことは、トンネル状のストッパ４１を設けた
ことである。このトンネル状のストッパ４１には金属配
線１９が接続されていない。金属配線１９が接続されて
いないのは、基板１１の垂直方向の静電容量の変化を検
出しないようにするためである。本第二実施例のトンネ
ル状のストッパ４１は、固定電極とストッパとを兼用す
る第一実施例とは異なり、基板１１と逆側への梁状構造
体１３の変位を規制するストッパのみとして機能する。
基板１１と逆側への梁状構造体１３の変位を規制する面
積が大きいため、トンネル状のストッパ４１を採用して
いる第二実施例の力学量センサ４０は、第一実施例に係
る力学量センサ３０よりも耐衝撃性に優れている。
【００２０】図３は上記力学量センサの第一の製造方法
を説明する図であり、図４は上記力学量センサの第二の
製造方法を説明する図である。以下、これらの図面を基
にして上記第一及び第二実施例に係る力学量センサの製
造方法を説明する。
を説明する図であり、図４は上記力学量センサの第二の
製造方法を説明する図である。以下、これらの図面を基
にして上記第一及び第二実施例に係る力学量センサの製
造方法を説明する。
【００２１】第一の製造方法では、まず、シリコン基板
１１上に二酸化シリコン膜５１を形成する。この二酸化
シリコン膜５１上には、硼素がドープされ導電性が付与
された第一の多結晶シリコン膜５３が被覆される（図３
（ａ））。第一の多結晶シリコン膜５３は、エッチング
により、梁状構造体１３の腕部１４の形にパタン加工さ
れる（図３（ｂ））。次に、このパタンの上にＰＳＧ
（燐ケイ酸ガラス）膜５５を減圧ＣＶＤ法により形成す
る（図３（ｃ））。そして、このＰＳＧ膜５５のうち、
固定電極３３、固定電極３５及びトンネル状ストッパ４
１の支持部１７に対応する部分をエッチングし、基板１
１を表面に露出させる（図３（ｄ））。そして、エッチ
ングされたＰＳＧ膜５５の上に、導電性が付与された第
二の多結晶シリコン膜５７を形成する（図３（ｅ））。
この第二の多結晶シリコン膜５７は、固定電極３５、固
定電極３３及びストッパ４１の形状にエッチングされる
（図３（ｆ））。そして、ＰＳＧ膜５５及び二酸化シリ
コン膜５１を弗酸でエッチングすることにより、基板１
１上に宙支された梁状構造体１３が形成される（図３
（ｇ））。
１１上に二酸化シリコン膜５１を形成する。この二酸化
シリコン膜５１上には、硼素がドープされ導電性が付与
された第一の多結晶シリコン膜５３が被覆される（図３
（ａ））。第一の多結晶シリコン膜５３は、エッチング
により、梁状構造体１３の腕部１４の形にパタン加工さ
れる（図３（ｂ））。次に、このパタンの上にＰＳＧ
（燐ケイ酸ガラス）膜５５を減圧ＣＶＤ法により形成す
る（図３（ｃ））。そして、このＰＳＧ膜５５のうち、
固定電極３３、固定電極３５及びトンネル状ストッパ４
１の支持部１７に対応する部分をエッチングし、基板１
１を表面に露出させる（図３（ｄ））。そして、エッチ
ングされたＰＳＧ膜５５の上に、導電性が付与された第
二の多結晶シリコン膜５７を形成する（図３（ｅ））。
この第二の多結晶シリコン膜５７は、固定電極３５、固
定電極３３及びストッパ４１の形状にエッチングされる
（図３（ｆ））。そして、ＰＳＧ膜５５及び二酸化シリ
コン膜５１を弗酸でエッチングすることにより、基板１
１上に宙支された梁状構造体１３が形成される（図３
（ｇ））。
【００２２】一方、第二の製造方法においては、ＰＳＧ
層５５を犠牲層として用いる代わりに、第一の多結晶シ
リコン膜５３の表面に第一の二酸化シリコン膜５９を形
成してこれを犠牲層として用いている。
層５５を犠牲層として用いる代わりに、第一の多結晶シ
リコン膜５３の表面に第一の二酸化シリコン膜５９を形
成してこれを犠牲層として用いている。
【００２３】すなわち、多結晶シリコンで構成される基
板１１上に第一の二酸化シリコン膜５１を形成し、この
第一の二酸化シリコン膜５１上に、硼素がドープされ導
電性が付与された第一の多結晶シリコン膜５３が形成さ
れる（図４（ａ））。そして、第一の多結晶シリコン膜
５３は、エッチングにより、梁状構造体１３の形にパタ
ン加工される（図４（ｂ））。次に、このパタンを酸化
処理して第一の多結晶シリコン膜５３上に第二の二酸化
シリコン膜５９を形成する（図４（ｃ））。そして、第
二の二酸化シリコン膜５９を、固定電極３３、固定電極
３５及びトンネル状ストッパ４１の支持部１７に対応す
る部分をエッチングし、基板１１を表面に露出させる
（図４（ｄ））。そして、エッチングされた第二の二酸
化シリコン膜５９の上に、固定電極の材料である第二の
多結晶シリコン膜５７を形成し（図４（ｅ））、この第
二の多結晶シリコン膜５７を固定電極３５、固定電極３
３及びストッパ４１の形状にエッチングする（図４
（ｆ））。そして、ＰＳＧ膜５５及び二酸化シリコン膜
５１を弗酸でエッチングすることにより、基板１１上に
宙支された梁状構造体１３を形成する（図４（ｇ））。
板１１上に第一の二酸化シリコン膜５１を形成し、この
第一の二酸化シリコン膜５１上に、硼素がドープされ導
電性が付与された第一の多結晶シリコン膜５３が形成さ
れる（図４（ａ））。そして、第一の多結晶シリコン膜
５３は、エッチングにより、梁状構造体１３の形にパタ
ン加工される（図４（ｂ））。次に、このパタンを酸化
処理して第一の多結晶シリコン膜５３上に第二の二酸化
シリコン膜５９を形成する（図４（ｃ））。そして、第
二の二酸化シリコン膜５９を、固定電極３３、固定電極
３５及びトンネル状ストッパ４１の支持部１７に対応す
る部分をエッチングし、基板１１を表面に露出させる
（図４（ｄ））。そして、エッチングされた第二の二酸
化シリコン膜５９の上に、固定電極の材料である第二の
多結晶シリコン膜５７を形成し（図４（ｅ））、この第
二の多結晶シリコン膜５７を固定電極３５、固定電極３
３及びストッパ４１の形状にエッチングする（図４
（ｆ））。そして、ＰＳＧ膜５５及び二酸化シリコン膜
５１を弗酸でエッチングすることにより、基板１１上に
宙支された梁状構造体１３を形成する（図４（ｇ））。
【００２４】このような第二の製造方法によれば、第二
の二酸化シリコン膜５９を犠牲層として採用すること
で、梁状構造体と固定電極の間の距離を短くすることが
できるので、センサの容量を大きくすることが可能とな
る。
の二酸化シリコン膜５９を犠牲層として採用すること
で、梁状構造体と固定電極の間の距離を短くすることが
できるので、センサの容量を大きくすることが可能とな
る。
【００２５】以上のような方法によって製造された力学
量センサは、従来と同様のセンサとしての特性を示すこ
とに加えて、落下等に対する耐衝撃性が優れている。実
験では、第一及び第二の実施例に係る力学量センサのい
ずれも、２０００Ｇ以上の大きな衝撃を与えても破損し
ないことが確認されている。
量センサは、従来と同様のセンサとしての特性を示すこ
とに加えて、落下等に対する耐衝撃性が優れている。実
験では、第一及び第二の実施例に係る力学量センサのい
ずれも、２０００Ｇ以上の大きな衝撃を与えても破損し
ないことが確認されている。
【００２６】
【発明の効果】このようにして、本発明に係る力学量セ
ンサの製造方法においては、基板と逆方向の力学量に対
しても優れた耐衝撃性を有する力学量センサの製造方法
を提供し、同時に歩留まりの高い製造方法を提供するこ
とができる。
ンサの製造方法においては、基板と逆方向の力学量に対
しても優れた耐衝撃性を有する力学量センサの製造方法
を提供し、同時に歩留まりの高い製造方法を提供するこ
とができる。
【図１】本発明の好適な第一実施例に係る力学量センサ
の構成を示した図である。
の構成を示した図である。
【図２】本発明の好適な第二実施例に係る力学量センサ
の構成を示した図である。
の構成を示した図である。
【図３】本実施例に係る力学量センサの第一の製造工程
を説明する図である。
を説明する図である。
【図４】本実施例に係る力学量センサの第二の製造工程
を説明する図である。
を説明する図である。
【図５】従来の力学量センサの構成を示す図である。
【図６】従来の力学量センサの製造方法を説明するため
の図である。
の図である。
３０，４０ 力学量センサ ３１ ストッパ ３３，３５ 固定電極 １３ 梁状構造体 １１ 基板 ４１ トンネル状ストッパ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01P 15/125
Claims (3)
- 【請求項１】 複数の腕部を有するリブ状の導電性の梁
状構造体及び所定個数の固定電極が基板上に配置され、 前記梁状構造体は、２点支持梁が形成されるよう前記腕
部のうち少なくともいずれか２本の腕部の端部が基板上
に支持されており、外力等の力学量によって前記固定電
極との基板略平行方向の間隔が変化するよう、前記支持
された以外の腕部が前記固定電極の間に宙支され、 前記梁状構造体の腕と固定電極の間の静電容量の変化を
検出することにより力学量を検出する力学量センサにお
いて、 前記梁状構造体の基板略垂直方向の変位を規制するよう
前記固定電極のうちいずれかにストッパを設けたことを
特徴とする力学量センサの製造方法であって、 基板上に
第一の犠牲層を形成する工程と、 第一の犠牲層上に第一の導電層を形成する工程と、 第一の導電層の一部を除去して、複数の腕を有するリブ
状の所定パタンを形成する工程と、 第一の導電層を覆うよう第二の犠牲層を形成する工程
と、 第一の犠牲層の一部及び第二の犠牲層の一部を共に除去
し、第二の導電層を少なくとも前記パタンのいずれかの
腕近傍に所定パタンで形成することにより前記ストッパ
に相当する構造体を形成する工程と、 第一の犠牲層の残余の部分及び第二の犠牲層の残余の部
分を除去する工程と、 を含むことを特徴とする力学量セ
ンサの製造方法。 - 【請求項２】 基板上に配置された、複数の腕部を有す
るリブ状の導電性の梁状構造体及び所定個数の固定電極
を備え、 前記梁状構造体は、２点支持梁が形成されるよう前記腕
部のうち少なくともいずれか２本の腕部の端部が基板上
に支持されており、外力等の力学量によって前記固定電
極との基板略平行方向の間隔が変化するよう、前記支持
された以外の腕部が前記固定電極の間に宙支され、 前記梁状構造体の腕と固定電極の間の静電容量の変化を
検出することにより力学量を検出する力学量センサにお
いて、 前記梁状構造体の基板略垂直方向の変位を規制するよ
う、該梁状構造体のいずれかの腕の一部を覆うトンネル
状のストッパを設けたことを特徴とする力学量センサの
製造方法であって、 基板上に第一の犠牲層を形成する工程と、 第一の犠牲層上に第一の導電層を形成する工程と、 第一の導電層の一部を除去して、複数の腕を有するリブ
状の所定パタンを形成する工程と、 第一の導電層を覆うよう第二の犠牲層を形成する工程
と、 第一の犠牲層の一部及び第二の犠牲層の一部を共に除去
し、第二の導電層を少なくとも前記パタンのいずれかの
腕近傍に所定パタンで形成することにより前記ストッパ
に相当する構造体を形成する工程と、 第一の犠牲層の残余の部分及び第二の犠牲層の残余の部
分を除去する工程と、 を含むことを特徴とする力学量セ
ンサの製造方法。 - 【請求項３】 前記第二の犠牲層が熱酸化膜として形成
されることを特徴とする請求項１または２記載の力学量
センサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33474892A JP3211433B2 (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 力学量センサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33474892A JP3211433B2 (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 力学量センサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06180261A JPH06180261A (ja) | 1994-06-28 |
| JP3211433B2 true JP3211433B2 (ja) | 2001-09-25 |
Family
ID=18280790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33474892A Expired - Lifetime JP3211433B2 (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 力学量センサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3211433B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6228275B1 (en) * | 1998-12-10 | 2001-05-08 | Motorola, Inc. | Method of manufacturing a sensor |
-
1992
- 1992-12-15 JP JP33474892A patent/JP3211433B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06180261A (ja) | 1994-06-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Year of fee payment: 7 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080719 |
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