JP3290047B2

JP3290047B2 - 加速度センサ及びその製造方法

Info

Publication number: JP3290047B2
Application number: JP05616295A
Authority: JP
Inventors: 仁吉田; 恵昭友成
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1995-03-15
Filing date: 1995-03-15
Publication date: 2002-06-10
Anticipated expiration: 2017-06-10
Also published as: JPH08248061A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加速度センサ及びその
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に加速度センサとしては、図１０
（ａ）に示す片持ち梁方式と同（ｂ）に示す両持ち梁方
式とがあり、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向に感度を有する、い
わゆる３軸加速度センサとしては両持ち梁方式が採用さ
れている。ここで、梁５′の長さをＬ、幅をＷ、厚さを
ｈ、ヤング率をＥとし、重り３′の長さを２ｃ、質量を
Ｍとすれば、感度Ｄは以下の（１）式で与えられる。

【０００３】Ｄ∝（ＭｇＬ³）／（２ＥＷｈ³）∝ＭｇＬ³……（１）上記（１）式から、感度Ｄを上げるためには重り３′の
質量Ｍを増やすか、梁５′の長さＬを増やせばよいこと
になるが、材料にシリコン基板を使用した場合等、通常
の方法で重り３′の質量Ｍを増加させ、梁５′の長さＬ
を長くすれば、チップサイズの増大を招く。そこで、チ
ップサイズを増大させずに、重い重り３′と長い梁５′
とを有する加速度センサが望まれている。

【０００４】これを実現した加速度センサの一例とし
て、図１１に示すように、ポリシリコンによる犠牲層エ
ッチング技術を用いて、図１１（ｃ）（ｄ）に示すよう
に、梁５′と重り３′の接合部の一部を取り除くことに
より、重り３′の形状及び質量を殆ど変化させることな
く梁５′の長さＬを確保できるようにしたものであり、
この場合、チップサイズを増大させずに、重い重り３′
と長い梁５′の要求を満たすことができる。また、図１
１に示すように、Ｚ軸の方向及びｘ軸、ｙ軸方向にも変
化することにより、３軸加速度センサ１′として感度の
高いものが得られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の３軸
加速度センサ１′はチップサイズを増大させずに、重い
重り３′と長い梁５′の要求を満たすことができるが、
製造面においては以下のような問題点を有している。つ
まり、梁５′の長さＬを確保するために、梁５′と重り
３′の接合部の一部を取り除く方法として、ポリシリコ
ンの犠牲層エッチング技術を用いており、この方法で
は、犠牲層を形成する際のポリシリコン平坦化が難し
く、また、ポリシリコンとシリコンとの接合等の工程に
おいて安定な条件が確立できず、十分な歩留りが得られ
ていないのが現状である。ここで、ポリシリコンの平坦
化が難しい理由は、ポリシリコンと酸化膜の研磨レート
の違いによる。酸化膜は、ポリシリコンに比べ、１０倍
研磨されにくいため、同一平面内に島状に研磨すること
は難しく、このため、酸化膜で囲まれたポリシリコン
（犠牲層）は周辺の酸化膜に比べて凹型にくぼむように
研磨されるため、この部分での接合はできず、ボイドの
まま接合されることになる。これは後工程で貼り合わせ
られたウエハ（梁形成用ウエハ）を研磨する際にボイド
部での剥がれ（破壊）の原因となる。また、機械的研磨
により梁５′を形成しているので、梁５′の厚みばらつ
きが大きく、これに伴い再現性のよい梁５′を形成でき
ず、そのうえ、重り３′とシリコン基板とを貼り合わせ
した後に、異方性エッチングにより重り３′の上面の一
部をシリコン基板から分離しているために、重り３′の
側壁面３ａ′と基板の梁５′周囲の側壁面５ａ′とが略
平行になることがなく、つまり、基板の梁５′周囲の側
壁面５ａ′で囲まれた空洞領域内にサイズの大きい重り
３′を形成することができず、感度向上を図るためには
チップサイズを大きくする必要があった。

【０００６】本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、チップサイズを大
きくすることなく、感度を高めることができると共に、
梁部が機械的研磨ではなくエッチング処理により形成可
能となり、梁部を均一に、且つ再現性良く形成すること
ができる加速度センサ及びその製造方法を提供するにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る加速度センサは、半導体基板の一部を
薄肉に形成して弾性を有する梁部５を構成し、梁部５の
上面に歪検出素子が形成されると共に梁部５の下面に重
り部３の上面の一部が接合された加速度センサであっ
て、半導体基板は重り部３が形成される第１の基板２と
梁部５が形成される第２の基板４とが貼り合わせて形成
され、重り部３の側壁面３ａとこれに対向する第２の基
板４の梁部５周囲の側壁面５ａとが上記重り部３の底面
の面積が上面の面積よりも広くなるように斜めに略平行
に形成されて成ることに特徴を有している。

【０００８】また本発明に係る加速度センサの製造方法
は、第１の基板２の一部を加工して厚肉の重り部３を形
成すると共に、第２の基板４の一部を削り取って薄肉の
梁部５を形成し、次いで第１の基板２と第２の基板４と
を貼り合わせて、重り部３の側壁面３ａとこれに対向す
る第２の基板４の梁部５周囲の側壁面５ａとが上記重り
部３の底面の面積が上面の面積よりも広くなるように斜
めに略平行となるように重り部３の上面を梁部５の下面
に接合することに特徴を有している。

【０００９】ここで、第２の基板４は、第１導電型半導
体基板８と、この第１導電型半導体基板８上に形成され
る第２導電型半導体層９又は第２導電型半導体領域とか
ら成るのが好ましい。また第１の基板２はシリコン、又
はステンレス、又はガラスであるのが好ましい。

【００１０】また第２の基板４は薄肉の梁部５から成る
ダイヤフラム部と、ダイヤフラム部の上面に形成される
歪検出素子とを有する圧力センサから成り、該圧力セン
サのダイヤフラム部の下面に第１の基板２の重り部３が
接合されるのが好ましい。

【００１１】

【作用】しかして、本発明に係る加速度センサによれ
ば、半導体基板は重り部３が形成される第１の基板２と
梁部５が形成される第２の基板４とが貼り合わせて形成
され、重り部３の側壁面３ａとこれに対向する第２の基
板４の梁部５周囲の側壁面５ａとが略平行に形成されて
いるから、梁部５周囲の側壁面５ａで囲まれた空洞領域
内に従来よりもサイズの大きい重り部３を形成すること
が可能となり、チップサイズを大きくすることなく、感
度を高めることができる。

【００１２】また本発明に係る加速度センサの製造方法
によれば、第１の基板２の一部を加工して厚肉の重り部
３を形成すると共に、第２の基板４の一部を削り取って
薄肉の梁部５を形成し、次いで第１の基板２と第２の基
板４とを貼り合わせて、重り部３の側壁面３ａとこれに
対向する第２の基板４の梁部５周囲の側壁面５ａとが略
平行となるように重り部３の上面を梁部５の下面に接合
するようにしたから、第２の基板４の梁部５周囲の側壁
面５ａで囲まれた空洞領域内に従来より大きいサイズの
重り部３を形成することが可能となり、チップサイズを
大きくすることなく、感度の高い加速度センサ１を製造
できると共に、従来では機械的研磨により形成していた
梁部５がエッチング処理により形成可能となり、従っ
て、従来は重り部３と基板を分離するのに必要であった
犠牲層の形成が必要なくなるので、梁部５を均一に、且
つ再現性良く形成することができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本実施例の加速度センサの側面図であり、
同図において、加速度センサ１は、第１の基板２と、第
１の基板２に形成される厚肉の重り部３と、第２の基板
４と、第２の基板４に形成される弾性を有する薄肉の梁
部５と、梁部５の上面に形成されるピエゾ抵抗から成る
歪検出素子（図示せず）とで構成される。梁部５の下面
には重り部３の上面の一部が接合されており、従来と同
様、重り部３と梁部５の接合部の一部が取り除かれてお
り、重りの形状及び質量を殆ど変化させることなく梁部
５の長さＬが確保されている。また、重り部３の側壁面
３ａとこれに対向する第２の基板４の梁部５周囲の側壁
面５ａとは略平行に形成され、これにより、従来と同じ
空洞領域内に従来よりもサイズの大きい重り部３を形成
することが可能となる。本実施例では、重り部３の底面
の面積が上面の面積よりも広くなった断面台形状に形成
されており、これにより、重り部３の質量がより増加し
て、チップサイズを大きくすることなく、感度の高い３
軸加速度センサ１の構造体を製造できるようになってい
る。

【００１４】次に、上記加速度センサ１の製造方法の一
例を図２乃至図４に基づいて説明する。この加速度セン
サ１は２枚のウエハ２ａ，４ａから作製される。一方の
ウエハは第１の基板２である重り形成用ウエハ２ａ、他
方のウエハ４ａは第２の基板４である梁形成用ウエハ４
ａである。両者は重り部３と梁部５とが夫々形成された
後に直接接合により貼り合わせられるものである。尚、
重り形成用ウエハ２ａとしてはシリコン基板、又はステ
ンレス基板、ガラス基板を使用可能であり、その加工方
法、梁形成用ウエハ４ａとの接合方法は夫々異なる手法
が用いられる。

【００１５】先ず、重り形成用ウエハ２ａとしてシリコ
ン基板を用いた場合を説明する。先ず４００μｍの厚み
ａを有するシリコンウエハ２ａの上面に、図２（ａ）の
ように酸化膜エッチングマスク６を形成する。このマ
スク６は、梁部５と重り部３の接合部を形成するための
マスクで、次工程の異方性エッチング用のマスクであ
る。一般に、ＫＯＨ等のエッチャントを使用する場合、
マスク６はシリコン窒化膜（Ｓｉ₃Ｎ₄）が望ましい
が、次工程でのエッチングは１０μｍ程度であるため酸
化膜（ＳｉＯ₂）を使用してもよい。この酸化膜は減圧
ＣＶＤ又は熱酸化により形成された膜が望ましい。次い
で図２（ｂ）のように１回目の異方性エッチングを行な
う。例えばＫＯＨ等のエッチング溶液によりウエハ２ａ
の接合面側を１０μｍ程度エッチングして、梁部５と重
り部３との間の空間を確保する。次いで図２（ｃ）のよ
うに窒化膜エッチングマスク７を形成する。例えばＫＯ
Ｈ等による異方性エッチング用のマスクをマスク材料と
してシリコン窒化膜（Ｓｉ ₃Ｎ₄）を減圧ＣＶＤにより
１０００Å形成する。次工程の異方性エッチングは、長
時間のエッチングのため酸化膜（ＳｉＯ₂）はあまり適
さないが、エッチングに耐えうる膜圧を持つものであれ
ば使用してよい。シリコン窒化膜はＲＩＥ、イオンミリ
ング、ウェットエッチング等によりパターニングされ
る。次いで、図２（ｄ）のように２回目の異方性エッチ
ングを行なう。ここではＫＯＨ等によりエッチング深さ
が３５０μｍ〜３９０μｍ程度になるまでエッチングす
る。次いで図２（ｅ）のように接合面のシリコン窒化膜
（Ｓｉ₃Ｎ₄）をイオンミリング、又はプラズマエッチ
ング、または熱りん酸溶液によりエッチング除去する。
接合面は表面の平坦化とクリーン度が要求されるためド
ライエッチングの方が望ましい。ここまでは重り形成用
ウエハ２ａの直接接合前までの製法である。

【００１６】次に梁形成用ウエハ４ａの直接接合前まで
の製法について説明する。先ず、図３（ａ）のようにエ
ピタキシャル成長によって第１導電型半導体基板８上に
導電型半導体層９を形成する。具体的にはｐ型シリコン
基板上にｎ型の単結晶シリコンを１０μｍ程度成長させ
て、全体の厚みｂを３００μｍ程度にする。このｎ型層
のエピタキシャル成長層が梁部５となるため、梁部５の
厚みを変更する場合にはエピタキシャル成長層の膜厚を
変更すればよい。次いで図３（ｂ）のようにウエハ４ａ
の両面にシリコン窒化膜（Ｓｉ₃Ｎ₄）から成るマスク
１０，１１を形成する。裏面のマスク１１は裏面堀り込
み時のエッチングマスクとなり、表面のマスク１０は次
工程のコンタクト層形成時のマスクとなる。これは酸化
膜（ＳｉＯ₂）、レジスト等でもよい。次いで図３
（ｃ）のように高濃度のボロン（Ｂ）等を拡散又はイオ
ン注入することによりコンタクト層（ｐ⁺層）１２を形
成する。次いで図３（ｄ）のように酸化膜１３を形成す
る。この酸化膜１３は次工程のｐ拡散時のマスクであ
る。レジスト等でもよい。次いで図３（ｅ）のようにピ
エゾ抵抗１４を形成する。具体的には逆導電型半導体層
９の一部に半導体素子としてのピエゾ抵抗（ｐ層）１４
を形成する。ピエゾ抵抗１４については、不純物抵抗を
用いる。不純物抵抗を用いた場合、感度の温度特性を零
にする不純物濃度は、表面濃度で１０×（１８）個／ｃ
ｍ³と１０×（２０）個／ｃｍ³であるが、抵抗値、感
度の点より１０×（１８）個／ｃｍ³が望ましい。実際
には、ボロン（Ｂ）等をｎ型単結晶シリコンで形成され
た逆導電型半導体層９上にイオン注入して形成される。
イオン注入に限らず、拡散で形成してもよい。次いで図
３（ｆ）のようにメタル配線１５を形成する。メタル配
線１５には、金等が望ましい。スパッタ等により形成
し、イオンミリング、ＲＩＥ等によりパターニングす
る。尚、王水等による湿式エッチングによるパターニン
グでもよい。次いで図３（ｇ）のようにエッチ窓１６を
形成する。これは次工程の異方性エッチング又は電解エ
ッチング時のエッチングマスクである。ドライエッチン
グ、ウェットエッチング等によりパターニングを行な
う。次いで図３（ｈ）のように電解エッチングを行な
う。この電解エッチングは、ｐ−ｎ接合をエッチストッ
パとしており、高濃度ボロン添加のときのような内部応
力の問題もなく、低濃度のｎ型シリコン薄膜を形成でき
るため、この領域にピエゾ抵抗１４を形成することは可
能である。

【００１７】ここで図９に示すように、梁部５となるｎ
型の逆導電型半導体層９に正の電圧を白金の対電極１７
に対して印加するとき、ｐ−ｎ接合に逆方向電圧が印加
されるので電流は殆ど流れない。従ってｐ型シリコンが
エッチングされつくしてｎ型の逆導電型半導体層９に到
達するとｎ型シリコンに直接電圧がかかるのでパッシベ
ーション膜が形成されてエッチストップとなる。エッチ
ング溶液１８にはＫＯＨ水溶液またはＣｓＯＨ水溶液等
を用いる。ところで、電解エッチングを用いない場合は
前記重り形成用ウエハ２ａと同時にエッチングし、エッ
チング時間によって梁部膜厚を決定してもよいが、再現
性に欠けるという問題がある。従って、本実施例のよう
に梁部５を逆導電型半導体層９で形成し、電解エッチン
グにより逆導電型半導体層９を残す方法が望ましい。そ
の後図３（ｉ）のように梁形成用ウエハ４ａの接合面の
シリコン窒化膜（Ｓｉ₃Ｎ₄）１１をイオンミリング、
又はプラズマエッチング、または熱りん酸溶液によりエ
ッチングする。接合面は表面の平坦化とクリーン度が要
求されるためドライエッチングの方が望ましい。

【００１８】ここまでは梁形成用ウエハ４ａの直接接合
前までの製法である。その後、前記梁形成用ウエハ４ａ
と重り形成用ウエハ２ａとを図４（ａ）のように直接貼
り合わせる。具体的には両ウエハ２ａ，４ａをＨＦ（フ
ッ酸）等で表面処理を行なった後室温で接合する。この
とき、専用の接合装置によりアライメント精度１μｍ以
下で精確にアライメントし、接合する必要がある。仮止
めされたウエハ２ａ，４ａを１１００℃の炉で１時間以
上アニールする。アニール時の空気の膨張等を考慮して
ウエハ２ａ，４ａ同士の界面にエアー抜き用のスリット
を形成しておくことが望ましい。次いで図４（ｂ）のよ
うに裏面堀り込み１９を形成して、重り部３をウエハ２
ａから分離する。これにより、梁部５の下面に重り部３
が接合された３軸加速度センサ１の構造体を作製でき
る。

【００１９】上記のように、重り部３を形成した後で重
り形成用ウエハ２ａと梁形成用ウエハ４ａとを直接貼り
合わせるため、重り部３の側壁面３ａとこれに対向する
梁形成用ウエハ４ａの梁部５周囲の側壁面５ａとを略平
行にすることが可能となる。ちなみに、従来では基板の
梁部に重り部を貼り合わせした後、異方性エッチングに
より重り部を基板から分離する方法を採用しているた
め、重り部の側壁面と基板の側壁面とが略平行になるこ
とはなかったが、本実施例では、重り部３の側壁面３ａ
とこれに対向する梁形成用ウエハ４ａの梁部５周囲の側
壁面５ａとを略平行にすることが可能になるので、梁部
５周囲の側壁面５ａで囲まれた空洞領域内に従来よりサ
イズの大きい重り部３を形成することができ、チップサ
イズを大きくすることなく、感度を向上させることがで
きる。また本実施例では、重り部３は底面の面積が上面
の面積よりも広くなった断面台形状に形成されているの
で、重り部３の質量がより増加して、感度が一層高めら
れる。しかも、重り部３の振動時には梁形成用ウエハ４
ａの梁部５周囲の側壁面５ａを重り部３のストッパ面と
して機能させることができるので、薄肉の梁部５の破断
防止が図られる。

【００２０】また、重り部３を形成した後に重り形成用
ウエハ２ａと梁形成用ウエハ４ａとを直接貼り合わせて
重り部３と梁部５とを接合するという製造工程を採用し
たことにより、従来では機械的研磨により形成していた
梁部５がエッチングにより形成でき、また従来では重り
部と基板を分離するのに必要であった犠牲層の形成が必
要なくなる。しかも、梁形成用ウエハ４ａに設けた逆導
電型半導体層９は電解エッチングにより残すことができ
るために、厚みのばらつきもなく、逆導電型半導体層９
で構成される梁部５を均一に、且つ再現性良く形成でき
るようになる。さらに、重り形成用ウエハ２ａはエッチ
ング加工してから最終工程で梁形成用ウエハ４ａとを直
接貼り合わせられるため、従来貼り合わせ後のプロセス
であった工程が前で処理でき、プロセスの簡略化及び歩
留り向上につながる。そのうえ、本実施例のプロセスで
は、梁形成用ウエハ４ａは一般的な圧力センサと同様の
構造をとる。つまり梁形成用ウエハ４ａは薄肉の梁部５
から成るダイヤフラム部と、ダイヤフラム部の上面に形
成されるピエゾ抵抗１４とを有する圧力センサから成
り、該圧力センサのダイヤフラム部の下面に重り形成用
ウエハ２ａの重り部３が接合されて加速度センサが構成
されるものであるから、加速度センサの製造時には複数
デバイスを同一プロセスで作製することが可能になる。

【００２１】一方、重り形成用ウエハ２ａがステンレス
基板の場合には、図５（ａ）のように、梁形成用ウエハ
４ａとの接合面を確保するためのマスク２１をステンレ
スウエハ２ｂの上面に形成する。このマスク２１は金属
薄膜等で形成するのが望ましい。次いで図５（ｂ）のよ
うにエッチング液によるウェットエッチを行なう。例え
ば１０μｍ程度のエッチングを行ない、梁部５と重り部
３との間の空間を確保する。ここでは放電加工、機械的
研磨方法による加工でもよい。次いで図５（ｃ）のよう
に所望の重り部３のサイズとなるようにマスク２２を形
成する。ここでも金属薄膜等が望ましい。次いで図５
（ｄ）のようにエッチング液によるウェットエッチを行
なう。また、重り部３の接合面が接合時に梁部５に触れ
合うようにエッチング深さをコントロールする必要があ
る。その後、図５（ｅ）のようにステンレスウエハ２ｂ
とシリコンの異種金属の接合には接着剤として金３０を
利用した共晶接合を用いる。金は１μｍ以上形成する
が、ステンレス基板との密着性を高めるためにクロムを
１０００Å〜２０００Å程度形成する方が望ましい。こ
のようにステンレスで梁形成用ウエハ４ａを成形した
後、図６（ａ）に示す共晶接合により梁形成用ウエハ４
ａとの直接接合を行ない、その後同（ｂ）に示す裏面堀
り込み部１９を形成すればよい。

【００２２】また、重り形成用ウエハ２ａがガラス基板
の場合には、図７（ａ）のように梁形成用ウエハ４ａと
の接合面を加工しないためのマスク３１をガラスウエハ
２ｃの上面に形成する。金属薄膜を用いたマスクが望ま
しいが、ガラスとの密着性に優れるレジストであれば使
用してよい。裏面からのエッチングを防止するため裏面
にもマスク３１ａを形成しておく。次いで図７（ｂ）の
ようにＨＦ（フッ酸）系のエッチャントにより１０μｍ
程度エッチングする。化学的エッチングに限らず、機械
的加工等でもよい。次いで図７（ｃ）のように所望のマ
スクサイズとなるようにマスク３２を形成する。ここで
金属薄膜を用いたマスクが望ましいが、レジスト等を用
いてもよい。ガラスウエハ２ｃのエッチングは、等方性
エッチングとなるため、サイドエッチ量を十分に考慮し
たマスクが必要である。次いで図７（ｄ）のようにここ
ではＨＦ系のエッチャントを利用したエッチングを行な
う。ここでガラスウエハ２ｃはウェットエッチングでは
等方性にエッチングされるため、重り部３の大きさがか
なり縮小されることが予想される。この縮小量を考慮し
てマスクサイズを決めればＨＦ系エッチャントによるエ
ッチングも可能である。機械的加工方法の一つとしてダ
イシング等を利用することもできる。次いで図７（ｅ）
のように接合面マスクを除去する。このようにガラスで
重り形成用ウエハ２ａを形成した後に、図８（ａ）に示
す陽極接合により梁形成用ウエハ４ａとの直接接合を行
ない、その後同（ｂ）に示す裏面堀り込み部１９を形成
すればよい。

【００２３】

【発明の効果】上述のように、本発明に係る加速度セン
サは、半導体基板の一部を薄肉に形成して弾性を有する
梁部を構成し、梁部の上面に歪検出素子が形成されると
共に梁部の下面に重り部の上面が接合された加速度セン
サであって、半導体基板は、重り部が形成される第１の
基板と梁部が形成される第２の基板とが貼り合わせて形
成され、重り部の側壁面とこれに対向する半導体基板の
梁部周囲の側壁面とが上記重り部の底面の面積が上面の
面積よりも広くなるように斜めに略平行に形成されてい
るから、半導体基板の梁部周囲の側壁面で囲まれた空洞
領域内に従来よりもサイズの大きい重り部を形成するこ
とが可能となるので、チップサイズを大きくすることな
く、感度の高い３軸加速度センサの構造体を実現でき
る。

【００２４】また本発明に係る加速度センサの製造方法
は、第１の基板の一部を加工して厚肉の重り部を形成す
ると共に、第２の基板の一部を削り取って薄肉の梁部を
形成し、次いで第１の基板と第２の基板とを貼り合わせ
て、重り部の側壁面とこれに対向する第２の基板の梁部
周囲の側壁面とを上記重り部の底面の面積が上面の面積
よりも広くなるように斜めに略平行となるように重り部
の上面を梁部の下面に接合するものであるから、第２の
基板の梁部周囲の側壁面で囲まれた空洞領域内に従来よ
り大きいサイズの重り部を形成することが可能となり、
チップサイズを大きくすることなく、感度の高い３軸加
速度センサの構造体を製造できると共に、従来では機械
的研磨により形成していた梁部がエッチング処理により
形成可能となるので、重り部と基板を分離するのに必要
であった犠牲層の形成が必要なくなり、その結果、梁部
を均一に、且つ再現性良く形成できると共に、プロセス
の簡略化及び歩留り向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の加速度センサを示す概略側
面図である。

【図２】（ａ）〜（ｅ）は同上のシリコンから成る第１
の基板に重り部を形成するプロセスを説明する図であ
る。

【図３】（ａ）〜（ｉ）は同上の第２の基板に梁部を形
成するプロセスを説明する図である。

【図４】（ａ）（ｂ）は図３の第１の基板と第２の基板
の貼り合わせ状態を説明する図である。

【図５】（ａ）〜（ｅ）は同上のステンレスから成る第
１の基板に重り部を形成するプロセスを説明する図であ
る。

【図６】（ａ）（ｂ）は図５の第１の基板と第２の基板
の貼り合わせ状態を説明する図である。

【図７】（ａ）〜（ｅ）は同上のガラスから成る第１の
基板に重り部を形成するプロセスを説明する図である。

【図８】（ａ）（ｂ）は図７の第１の基板と第２の基板
の貼り合わせ状態を説明する図である。

【図９】同上のｎ型の逆導電型半導体層に正の電圧を白
金の対電極に対して印加する場合を説明する概略図であ
る。

【図１０】（ａ）は片持ち梁方式を説明する側断面図、
（ｂ）は両持ち梁方式を説明する側断面図である。

【図１１】（ａ）（ｂ）は従来の加速度センサの斜視
図、（ｃ）はＺ軸方向の変位を説明する側断面図、
（ｄ）はｘ，ｙ軸方向の変位を説明する側断面図であ
る。

【符号の説明】

１加速度センサ２第１の基板３重り部３ａ側壁面４第２の基板５梁部５ａ側壁面８第１導電型半導体基板９第２導電型半導体層

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01P 15/00 - 15/125 H01L 29/84

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基板の一部を薄肉に形成して弾性
を有する梁部を構成し、梁部の上面に歪検出素子が形成
されると共に梁部の下面に重り部の上面が接合された加
速度センサであって、半導体基板は重り部が形成される
第１の基板と梁部が形成される第２の基板とが貼り合わ
せて形成され、重り部の側壁面とこれに対向する第２の
基板の梁部周囲の側壁面とが上記重り部の底面の面積が
上面の面積よりも広くなるように斜めに略平行に形成さ
れて成ることを特徴とする加速度センサ。
【請求項２】第１の基板の一部を加工して厚肉の重り
部を形成すると共に、第２の基板の一部を削り取って薄
肉の梁部を形成し、次いで第１の基板と第２の基板とを
貼り合わせて、重り部の側壁面とこれに対向する第２の
基板の梁部周囲の側壁面とが上記重り部の底面の面積が
上面の面積よりも広くなるように斜めに略平行となるよ
うに重り部の上面を梁部の下面に接合することを特徴と
する加速度センサの製造方法。
【請求項３】第２の基板は、第１導電型半導体基板
と、この第１導電型半導体基板上に形成される第２導電
型半導体層又は第２導電型半導体領域とから成ることを
特徴とする請求項２記載の加速度センサの製造方法。
【請求項４】第１の基板はシリコンであることを特徴
とする請求項２記載の加速度センサの製造方法。
【請求項５】第１の基板はステンレスであることを特
徴とする請求項２記載の加速度センサの製造方法。
【請求項６】第１の基板はガラスであることを特徴と
する請求項２記載の加速度センサの製造方法。
【請求項７】第２の基板は薄肉の梁部から成るダイヤ
フラム部と、ダイヤフラム部の上面に形成される歪検出
素子とを有する圧力センサから成り、該圧力センサのダ
イヤフラム部の下面に第１の基板の重り部が接合される
ことを特徴とする請求項２記載の加速度センサの製造方
法。